攪拌器畢業(yè)設(shè)計--(很實用)

1、攪拌器畢業(yè)設(shè)計第一章緒論 攪拌可以使兩種或多種不同的物質(zhì)在彼此之中互相分散， 從而達到均 勻混合；也可以加速傳熱和傳質(zhì)過程。在工業(yè)生產(chǎn)中，攪拌操作時從 化學(xué)工業(yè)開始的，圍繞食品、纖維、造紙、石油、水處理等，作為工 藝過程的一部分而被廣泛應(yīng)用。攪拌操作分為機械攪拌與氣流攪拌。氣流攪拌是利用氣體鼓泡通過液 體層，對液體產(chǎn)生攪拌作用，或使氣泡群一密集狀態(tài)上升借所謂上升 作用促進液體產(chǎn)生對流循環(huán)。與機械攪拌相比，僅氣泡的作用對液體 進行的攪拌時比較弱的，對于幾千毫帕秒以上的高粘度液體是難于 使用的。但氣流攪拌無運動部件，所以在處理腐蝕性液體，高溫高壓 條件下的反應(yīng)液體的攪拌時比較便利的。 在工業(yè)生產(chǎn)中

2、，大多數(shù)的攪 拌操作均系機械攪拌，以中、低壓立式鋼制容器的攪拌設(shè)備為主。攪 拌設(shè)備主要由攪拌裝置、軸封和攪拌罐三大部分組成。其結(jié)構(gòu)形式如 下：（結(jié)構(gòu)圖）第一節(jié)攪拌設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用范圍很廣，尤其是化學(xué)工業(yè)中， 很多的化工生產(chǎn)都或多或少地應(yīng)用著攪拌操作。 攪拌設(shè)備在許多場合 時作為反應(yīng)器來應(yīng)用的。例如在三大合成材料的生產(chǎn)中，攪拌設(shè)備作 為反應(yīng)器約占反應(yīng)器總數(shù)的99%。攪拌設(shè)備的應(yīng)用范圍之所以這樣 廣泛，還因攪拌設(shè)備操作條件（如濃度、溫度、停留時間等）的可控 范圍較廣，又能適應(yīng)多樣化的生產(chǎn)。攪拌設(shè)備的作用如下：使物料混合均勻；使氣體在液相中很好的i分散；使固體粒子（如催化劑）在液相中均勻的懸浮

3、；使不相溶 的另一液相均勻懸浮或充分乳化；強化相間的傳質(zhì)（如吸收等）；強化傳熱。攪拌設(shè)備在石油化工生產(chǎn)中被用于物料混合、溶解、傳熱、植被懸浮 液、聚合反應(yīng)、制備催化劑等。例如石油工業(yè)中，異種原油的混合調(diào) 整和精制，汽油中添加四乙基鉛等添加物而進行混合使原料液或產(chǎn)品 均勻化?；どa(chǎn)中，制造苯乙烯、乙烯、高壓聚乙烯、聚丙烯、合 成橡膠、苯胺燃料和油漆顏料等工藝過程， 都裝備著各種型式的攪拌 設(shè)備。第二節(jié)攪拌物料的種類及特性攪拌物料的種類主要是指流體。在流體力學(xué)中，把流體分為牛頓型和 非牛頓型。非牛頓型流體又分為賓漢塑性流體、假塑性流體和脹塑性 流體。在攪拌設(shè)備中由于攪拌器的作用，而使流體運動。第

4、三節(jié)攪拌裝置的安裝形式攪拌設(shè)備可以從不同的角度進行分類， 如按工藝用途分、攪拌器結(jié)構(gòu) 形式分或按攪拌裝置的安裝形式分等。一下僅就攪拌裝置的各種安裝 形式進行分類說明。一、立式容器中心攪拌將攪拌裝置安裝在歷史設(shè)備筒體的中心線上， 驅(qū)動方式一般為皮帶傳 動和齒輪傳動，用普通電機直接聯(lián)接。一般認為功率 3.7kW 一下為 小型，5.522kW為中型。本次設(shè)計中所采用的電機功率為 18.5kW， 故為中型電機。二、偏心式攪拌攪拌裝置在立式容器上偏心安裝，能防止液體在攪拌器附近產(chǎn)生“圓 柱狀回轉(zhuǎn)區(qū)”，可以產(chǎn)生與加擋板時相近似的攪拌效果。攪拌中心偏 離容器中心，會使液流在各店所處壓力不同，因而使液層間相對

5、運動 加強，增加了液層間的湍動，使攪拌效果得到明顯的提高。但偏心攪 拌容易引起振動，一般用于小型設(shè)備上比較適合。三、傾斜式攪拌為了防止渦流的產(chǎn)生，對簡單的圓筒形或方形敞開的立式設(shè)備， 可將 攪拌器用甲板或卡盤直接安裝在設(shè)備筒體的上緣， 攪拌軸封斜插入筒 體內(nèi)。此種攪拌設(shè)備的攪拌器小型、輕便、結(jié)構(gòu)簡單，操作容易，應(yīng)用范圍 廣。一般采用的功率為 0.122kW，使用一層或兩層槳葉，轉(zhuǎn)速為 36300r/min,常用于藥品等稀釋、溶解、分散、調(diào)和及 pH值的調(diào)整 等。四、底攪拌攪拌裝置在設(shè)備的底部，稱為底攪拌設(shè)備。底攪拌設(shè)備的優(yōu)點是：攪 拌軸短、細，無中間軸承；可用機械密封；易維護、檢修、壽命長。底

6、攪拌比上攪拌的軸短而細，軸的穩(wěn)定性好，既節(jié)省原料又節(jié)省加工 費，而且降低了安裝要求。所需的檢修空間比上攪拌小，避免了長軸 吊裝工作，有利于廠房的合理排列和充分利用。 由于把笨重的減速機 裝置和動力裝置安放在地面基礎(chǔ)上， 從而改善了封頭的受力狀態(tài)，同 時也便于這些裝置的維護和檢修。底攪拌雖然有上述優(yōu)點，但也有缺點，突出的問題是葉輪下部至軸封 處的軸上常有固體物料粘積，時間一長，變成小團物料，混入產(chǎn)品中 影響產(chǎn)品質(zhì)量。為此需用一定量的室溫溶劑注入其間， 注入速度應(yīng)大 于聚合物顆粒的沉降速度，以防止聚合物沉降結(jié)塊。另外，檢修攪拌 器和軸封時，一般均需將腹內(nèi)物料排凈。五、臥式容器攪拌攪拌器安裝在臥式容

7、器上面，殼降低設(shè)備的安裝高度，提高攪拌設(shè)備 的抗震性，改進懸浮液的狀態(tài)等?？捎糜跀嚢铓庖悍蔷嘞档奈锪?， 例如充氣攪拌就是采用臥式容器攪拌設(shè)備的。六、臥式雙軸攪拌攪拌器安裝在兩根平行的軸上，兩根軸上的攪拌葉輪不同，軸速也不 等，這種攪拌設(shè)備主要用于高黏液體。 采用臥式雙軸攪拌設(shè)備的目的 是要獲得自清潔效果。七、旁入式攪拌旁入式攪拌設(shè)備是將攪拌裝置安裝在設(shè)備筒體的側(cè)壁上，所以軸封結(jié)構(gòu)是罪費腦筋的。旁入式攪拌設(shè)備，一般用于防止原油儲罐泥漿的堆積，用于重油、汽 油等的石油制品的均勻攪拌，用于各種液體的混合和防止沉降等。八、組合式攪拌有時為了提高混合效率，需要將兩種或兩種以上形式不同、 轉(zhuǎn)速不同 的攪

8、拌器組合起來使用，稱為組合式攪拌設(shè)備。第二章攪拌罐結(jié)構(gòu)設(shè)計 第一節(jié)罐體的尺寸確定及結(jié)構(gòu)選型（一）筒體及封頭型式選擇圓柱形筒體，采用標準橢圓形封頭（二）確定內(nèi)筒體和封頭的直徑發(fā)酵罐類設(shè)備長徑比取值范圍是1.72.5,綜合考慮罐體長徑比對攪拌功率、傳熱以及物料特性的影響選取H/Q= 2.5根據(jù)工藝要求，裝料系數(shù)=0.7，罐體全容積V =9m3，罐體公稱容積（操作時盛裝物料的容積）Vg =V =9 0.7 = 6.3m3。即Di4 6.33.14 2.5 0.7初算筒體直徑JIV ：4)2HDi H4DiDi1.66m圓整到公稱直徑系列，去 DN -1700mm。封頭取與內(nèi)筒體相同內(nèi)經(jīng),圭寸頭直邊高

9、度h2=40mm.（三）確定內(nèi)筒體高度H當DN =1700mm,h40mm時，查化工設(shè)備機械基礎(chǔ)表 16-6得封頭的容積v =0.734m35V -v 4(9-0.734)H 二二 _ 2 一 3.14 1.72=3.64m，取 H =3.7m核算H / Di與H /Di =3.7/1.7 =2.18 ,該值處于1.7 2.5之間，故合理。6#6.3Vg兀 2Di H v4= 0.69兀21.73.70.7344該值接近0.7，故也是合理的（四）選取夾套直徑表1夾套直徑與內(nèi)通體直徑的關(guān)系內(nèi)筒徑mm500 600700 18002000 3000夾套Dj ,mmDj +50Dj +100Dj +

10、200由表 1,取 Dj100=1700 100 =1800mm。夾套封頭也采用標準橢圓形，并與夾套筒體取相同直徑（六）校核傳熱面積工藝要求傳熱面積為11m2，查化工設(shè)備機械基礎(chǔ)表 16-6得內(nèi)筒體圭寸頭表面積A =3.34m2,3.7m高筒體表面積為A =兀。嚴 3.7 =3.14漢1.7漢3.7 =19.75m2總傳熱面積為A =3.14 19.75 =23.0911故滿足工藝要求。第二節(jié)內(nèi)筒體及夾套的壁厚計算（一）選擇材料，確定設(shè)計壓力按照鋼制壓力容器（GB150 -98 ）規(guī)定，決定選用0Cr18Ni9高合金鋼板，該板材在150 C 一下的許用應(yīng)力由過程設(shè)備設(shè)計附表 D1查取，汀=10

11、3MPa，常溫屈服極限 二=137MPa。計算夾套內(nèi)壓介質(zhì)密度1000kg/m3液柱靜壓力 RH =1000 10 3.7 =0.037MPa最咼壓力Fmax =0.5MPa設(shè)計壓力 P =1.1Pmax =0.55MPa所以 QgH =0.037MPa . 5%P =0.0275MPa故計算壓力 巳=PpH =0.55 0.037 = 0.587MPa內(nèi)筒體和底封頭既受內(nèi)壓作用又受外壓作用，按內(nèi)壓則取R =0.587MPa，按外壓則取 巳=0.5MPa（三）夾套筒體和夾套封頭厚度計算夾套材料選擇Q235 -B熱軋鋼板，其 J =235MPa,汀=113MPa夾套筒體計算壁厚PA2汀-R夾套采

12、用雙面焊，局部探傷檢查，查過程設(shè)備設(shè)計表4-3得，=0.85= 5.17mm0.55 18002 113 0.85 -0.55查過程設(shè)備設(shè)計表4-2取鋼板厚度負偏差G= 0.8mm,對于不銹鋼,當介質(zhì)的腐蝕性極微時，可取腐蝕裕量 00，對于碳鋼取腐蝕裕量C2mm ,故內(nèi)筒體厚度附加量C10.8mm ,夾套厚度附加量根據(jù)鋼板規(guī)格，取夾套筒體名義厚度 飛-14mm夾套封頭計算壁厚;.kj為、PCDj0.55T800“、kj t5.16mmj 2二-0.5FC 2 113 0.85 0.5 0.55取厚度附加量2.8mm，確定取夾套封頭壁厚與夾套筒體壁厚相同(四)內(nèi)筒體壁厚計算按承受0.587 MP

13、a內(nèi)壓計算焊縫系數(shù)同夾套，則內(nèi)筒體計算壁厚為:2汀-巳二 5.72mm0.587 17002 103 0.85-0.587按承受0.55MPa外壓計算設(shè)內(nèi)筒體名義厚度“ 2mm，則飛一n -C 毬12 mm，內(nèi)筒體外徑 D。二 Dj 2、.n =1700 2 11.2 = 1722.4mm。內(nèi)筒體計算長度 L = H j 1 h 二 2800 - (425 T2) = 2945.7mm。33則L/Do =1.71 , D。/、：e =153.79,由過程設(shè)備設(shè)計圖4-6查得A二0.0004，圖4-9查得B =50MPa，此時許用外壓P為：BQ 5011.2P e0.33MPa ：0.55MPa

14、Do 1722.4不滿足強度要求，再假設(shè)=16mm，貝卩= .：n -Ca = 16-0.8二15.2mm，D。二 Di 2、n =1700 2 15. 1730.4mm ,內(nèi)筒體計算長度 L =H ,1 h = 28001 (425 16 2947 mm33則 L/Do =1.7 , Do/、e =113.84查過程設(shè)備設(shè)計圖 4-6得A =0.0006周4-9得B =60 MPa，此時許用外壓為：B6e 60x15.2P e0.562MPa . 0.55MPaDo1730.4故取內(nèi)筒體壁厚:n =16mm可以滿足強度要求。（五）考慮到加工制造方便，取封頭與夾套筒體等厚，即取封頭名義 厚度說

15、6mm。按內(nèi)壓計算肯定是滿足強度要求的，下面僅按封頭 受外壓情況進行校核。封頭有效厚度化=16 一0.8 =15.2mm。由過程設(shè)備設(shè)計表4-5查得標 準橢圓形封頭的形狀系數(shù)K 0.9，則橢圓形封頭的當量球殼內(nèi)徑R 二 KQ =0.9 1700= 153mm，計算系數(shù) AA =0.125 二=0.125 152 =0.001242Ri1530查過程設(shè)備設(shè)計圖4-9得B =110MPaPBeRi110 15.21530= 1.090.5512#故封頭壁厚取16mm可以滿足穩(wěn)定性要求。（六）水壓試驗校核 試驗壓力想要更多參考資料，加 QQ: 23720204562430789090我發(fā)給大家!內(nèi)同

16、試驗壓力取 耳二已 0.1 =0.587,0.1 =0.687MPa夾套實驗壓力取 R =巳0.1=0.55 0.1 =0.65MPa 內(nèi)壓試驗校核內(nèi)筒筒體應(yīng)力CTi0.687 (1700 15.2)2 15.2 0.85= 445.6MPa#夾套筒體應(yīng)力=斤卩) = 0.6(18011.261.8MPa2 11.2 0.85而 0.9；:.= 0.9 137=123.3MPa0. 9司二 0. 923 5 MPa1. 5故內(nèi)筒體和夾套均滿足水壓試驗時的應(yīng)力要求。 外壓實驗校核由前面的計算可知，當內(nèi)筒體厚度取16mm時，它的許用外壓為P =0.562MPa，小于夾套0.6MPa的水壓試驗壓力，

17、故在做夾套的壓力 實驗校核時，必須在內(nèi)筒體內(nèi)保持一定壓力，以使整個試驗過程中的 任意時間內(nèi)，夾套和內(nèi)同的壓力差不超過允許壓差。第三節(jié)人孔選型及開孔補強設(shè)計人孔選型選擇回轉(zhuǎn)蓋帶頸法蘭人孔，標記為：人孔PN2.5,DN450,HG/T21518-2005尺寸如下表所示密圭寸面 形式公稱壓力PN（MP）公稱直徑DNdw匯sdDD1H1H2b突面（RF）4.045048014451.668561027013757b1b2ABLdo螺彳柱螺母螺彳柱總質(zhì)量（kg）數(shù)量直徑漢長度4146375175250242040M 33漢 265245開孔補強設(shè)計最大的開孔為人孔，筒節(jié)、：nt =16mm,厚度附加量C

18、 = 0.6mm ,補強計算 如下：開孔直徑 d = 450 2 0.6 = 451.2mm圓形封頭因開孔削弱所需補強面積為：A=d、2、(、nt -C)(1 - fr)人孔材料亦為不銹鋼0Cr18Ni9，所以=1.01.587 17001.58 7 17 002所以 A = 4500 = 2560.3mm2x103x0.85 0.5X.587有效補強區(qū)尺寸：h,右 =：451.2 16二84.97mmB =2d =2 451.2 =902.4mmm在有效補強區(qū)范圍內(nèi)，殼體承受內(nèi)壓所需設(shè)計厚度之外的多余金屬面 積為:A =(B -d)( 2nt -C)(Q -6(1- fr)故 A =(B-d

19、)Ce-、)=451.2 (15.2-5.7) = 4376.64mm2可見僅A就大于A,故不需另行補強。最大開孔為人孔，而人孔不需另行補強，則其他接管均不需另行補強。 第四節(jié)攪拌器的選型(一)攪拌器選型槳徑與罐內(nèi)徑之比叫槳徑罐徑比d / D，渦輪式葉輪的d/D 一般為0.250.5,渦輪式為快速型，快速型攪拌器一般在H 1.3D時設(shè)置多層 攪拌器，且相鄰攪拌器間距不小于葉輪直徑d。適應(yīng)的最高黏度為50Pa *s左右。攪拌器在圓形罐中心直立安裝時，渦輪式下層葉輪離罐底面的高度 C 一般為槳徑的11.5倍。如果為了防止底部有沉降，也可將葉輪放置低些，如離底高度C = D/10 最上層葉輪高度離液

20、面至少要有1.5d的深 度。符號說明b鍵槽的寬度B-一攪拌器槳葉的寬度d輪轂內(nèi)經(jīng)do-一攪拌器槳葉連接螺栓孔徑di-一攪拌器緊定螺釘孔徑d2-一輪轂外徑Dj-攪拌器直徑Di-一攪拌器圓盤的直徑G-一攪拌器參考質(zhì)量hi輪轂高度h2圓盤到輪轂底部的高度L攪拌器葉片的長度R-一弧葉圓盤渦輪攪拌器葉片的弧半徑M-攪拌器許用扭矩(Nm)t -輪轂內(nèi)經(jīng)與鍵槽深度之和d攪拌器槳葉的厚度i-一攪拌器圓盤的厚度WYWCYWDY工藝給定攪拌器為六彎葉圓盤渦輪攪拌器，其后掠角為：一 45。，圓盤渦輪攪拌器的通用尺寸為槳徑dj :槳長丨：槳寬b二20:5: 4，圓盤直徑一 般取槳徑的2，彎葉的圓弧半徑可取槳徑的3。3

21、8查HG-T 3796.112-2005選取攪拌器參數(shù)如下表Djdd2D1adod655080120370M10M 1056Bh1h2LbtMG110120401372285.4252614.9由前面的計算可知液層深度 H = 2.45m，而13 Di 220 mm，故H tBDj， 則設(shè)置兩層攪拌器。為防止底部有沉淀，將底層葉輪放置低些，離底層高度為425mm,上層葉輪高度離液面2Dj的深度，即1025mm。則兩個攪拌器間距為 1000 m m，該值大于也輪直徑，故符合要求。（二）攪拌附件擋板 擋板一般是指長條形的豎向固定在罐底上板，主要是在湍流狀態(tài)時， 為了消除罐中央的“圓柱狀回轉(zhuǎn)區(qū)”而增

22、設(shè)的。罐內(nèi)徑為1700mm，選擇4塊豎式擋板，且沿罐壁周圍均勻分布地直立 安裝。第三章傳動裝置選型第一節(jié)減速機選型由工藝要求可知，傳動方式為帶傳動，攪拌器轉(zhuǎn)速為220r/min，電機功率為18.5kW,查長城攪拌表3.5-3選擇減速機型號為FPV6減速機主要參數(shù)及尺寸如下表：第二節(jié)聯(lián)軸器的選型 選擇減速機輸出軸軸頭型式為普通型，選擇 GT型剛性聯(lián)軸器聯(lián)軸器主要尺寸為：軸徑DiD2D3D4Jn-dmdoI2L1H8022018512015024286 M 16M1630162324第四章攪拌軸的設(shè)計與校核4.1符號說明mm;d 設(shè)計最終確定的實心軸的軸徑或空心軸外徑,do 設(shè)計最終確定的密封部位

23、實心軸軸徑或空心軸外徑，mm;di按扭轉(zhuǎn)變形計算的傳動側(cè)軸承處實心軸軸徑或空心軸外徑，mm ；d2按強度計算的單跨軸跨間段實心軸軸徑或空心軸軸徑或空心 軸外徑，mm;dL單跨軸的實心軸軸徑或空心軸外徑，mm;E 軸材料的彈性模量，MPa ；e攪拌軸及各層圓盤（攪拌器及附件）組合重心處的許用偏心距，mm ；Fe 攪拌軸及各層圓盤（攪拌器及附件）組合重心處的質(zhì)量偏心引 起的離心力，N；Fhi第i個攪拌器上的流體徑向力，N ；Il單跨軸跨間軸段（實心或空心）的慣性矩，mm4 ；Ki 單跨軸第i個圓盤（攪拌器及附件）至傳動側(cè)軸承距離與軸長L的比值（，1、2m）；L 單跨軸兩軸承之間的長度，mm ；Li

24、、L2Li 1i個圓盤（攪拌器及附件）的每個圓盤至傳動側(cè) 軸承的距離（對于單跨軸），mm;Le 攪拌軸及各層圓盤（攪拌器及附件）組合重心離傳動側(cè)軸承的 距離（對于單跨軸），mm;M 軸上彎矩總和，N訶；Ma由軸向推力引起作用于軸的彎矩，N *m ;Mn按傳動裝置效率2計算的攪拌軸傳遞扭矩，Nm ;Mr由徑向力引起作用于軸的彎矩，N *m ;m 固定在攪拌軸上的圓盤（攪拌器及附件）數(shù);m1、 m2m 圓盤（攪拌器及附件）1、2i的質(zhì)量，kg ；Be、mhe Be圓盤（攪拌器及附件）1、2i的有效質(zhì)量，kg ;mL 單跨軸L段軸的質(zhì)量mLdf（1 -N：）:-s 10 kg4mLe單跨軸L段軸的有

25、效質(zhì)量，kg ；mw 單跨軸及各層圓盤（攪拌器及附件）的組合質(zhì)量,No空心軸內(nèi)徑與外徑的比值；n軸的轉(zhuǎn)速， r / min ;nk軸的一階臨界轉(zhuǎn)速，r/min ;Pn電動機額定功率，kW ;p設(shè)備內(nèi)的設(shè)計壓力，MPa ;S 相當質(zhì)量的折算點；S傳動側(cè)軸承游隙 ,mm ；S 單跨軸末端軸承游隙，mm ;W單跨軸L段有效質(zhì)量的相當質(zhì)量，kg ;Wi、W2Wm1e、m2e mie 的相當質(zhì)量，kg ；Ws在S點所有相當質(zhì)量的總和，kg ；:攪拌軸軸線與安裝垂直線的夾角，（）;弓一一第個攪拌器葉片傾斜角，（）;軸的扭轉(zhuǎn)角，/m;“X 由軸承徑向游隙引起在軸上離圖或圖中軸承距離 位移，mm;；2X由流體

26、徑向作用力引起在軸上離圖或圖中軸承距離 向位移，mm;由組合質(zhì)量偏心引起離心力在軸上離圖或圖中軸承 的徑向位移，mm;X 離圖或圖中軸承距離x處軸的徑向總位移，mm ； :攪拌物料的密度，kg/m3 ；軸材料的密度，kg/m3 ；二一一軸上所有攪拌器其對應(yīng)編號i之和。4.2攪拌軸受力模型選擇與軸長的計算x處的徑向x處的徑x處產(chǎn)生傳動側(cè)紬承F亀軸長：L =(475 -120) 16 425 3700 = 4496mmL2 = 3371mm= 4371mm204.3按扭轉(zhuǎn)變形計算計算攪拌軸的軸徑=4 Mnmax 4G（1-N。）mm軸的許用扭轉(zhuǎn)角，對單跨軸有=0.7/m;Mnmax攪拌軸傳遞的最大

27、扭矩M.max二9553 1 Pn “5n上式中 Pn =18.5kN , n=220r/min，帶傳動 i 取 0.95， G = 7.28 104MPa所以Mnmax二95530.95 18.5 =763.15N m220763.15d1 i55.4#。*。4 =54.36mm根據(jù)前面附件的選型。取d =80mm根據(jù)軸徑d計算軸的扭轉(zhuǎn)角y _ 5836M nmax 工們5Gd4（1 -N；）所以 =5836 763.145105 =0.15/m ：7.28 00 江804.4根據(jù)臨界轉(zhuǎn)速核算攪拌軸軸徑4.4.1攪拌軸有效質(zhì)量的計算剛性軸（不包括帶錨式和框式攪拌器的剛性軸） 身的質(zhì)量加上軸附

28、帶的液體質(zhì)量。的有效質(zhì)量等于軸自對單跨軸昇 229mL廠 dLL j（1 -N。） 10 kg4所以 mLe802 4496 7.85 103 1 1000 10199.9kg4圓盤（攪拌器及附件）有效質(zhì)量的計算剛性攪拌軸（不包括帶錨式和框式攪拌器的剛性軸） 的圓盤有效質(zhì)量等于圓盤自身重量叫上攪拌器附帶的液體質(zhì)量21二 29mie =miki Dhi cos 310 一 kg4 i上式中：ki第i個攪拌器的附加質(zhì)量系數(shù)，查HG/T 20569 94表334 1Dji 第i個攪拌器直徑，Dji = 550mmhi第i個攪拌器葉片寬度，B =110mm葉片傾角丁 =45，圓盤質(zhì)量m14.9kg所以

29、 mie =14.9 0.35502 110 cos45 103 10=19.02kg44.4.2作用集中質(zhì)量的單跨軸一階臨界轉(zhuǎn)速的計算(1) 兩端簡支的等直徑單跨軸，軸的有效質(zhì)量 mLe在中點S處的相當 質(zhì)量為:WrmLe199.9 =97.09kg3535第i個圓盤有效質(zhì)量me在中點S處的相當質(zhì)量為:w =16Ki2(1-Ki)2mekg所以 Wi =16 0.972 (10.97)2 19.02 = 0.26kgW2 =16 0.752 (1-0.75)2 19.02 = 10.70kg在S點處的相當質(zhì)量為：2Ws =W 、Wii 4所以 WS =97.09 (0.26 10.70) =

30、108.05臨界轉(zhuǎn)速為:2nk =458.9dLE(1-N：)WSL3r / m in所以nk =458.9 802190 103 108.05 44963二 408.53r / min24#(2) 端固定另一端簡支的等直徑單跨軸，軸的有效質(zhì)量mLe在中點S處的相當質(zhì)量為：1515W = mLe = 匯 199.9 =85.67 kg3535第i個圓盤有效質(zhì)量me在中點s處的相當質(zhì)量為:6432kgW = Ki3(1-Ki)2(4 - Kg所以W 詈 0.9732(1-0.97)(4 -0.97) 19.02 = 0.43kg6430.75(1 -0.75)(4 -0.75) 19.02 =

31、14.90kg在S點處總的相當質(zhì)量為:2Ws =WWji =所以 Ws =85.67(0.43 14.90) = 101kg臨界轉(zhuǎn)速為:2m =693.7dE（1-N：） Ws.L3r / m in所以nk= 693.7d2190 103 .101 44963=638.75r /min(3) 單跨攪拌軸傳動側(cè)支點的夾持系數(shù) K2的選取 傳動側(cè)軸承支點型式一般情況是介于簡支和固支之間，其程度用系數(shù)K2表示。采用剛性聯(lián)軸節(jié)時，心=0.40.6,取&=0.4。m 二n固簡(1-K2)+簡K2r / m i n所以 nk =638.75 (1-0.4) 408.53 0.4 = 546.662r /

32、min根據(jù)攪拌軸的抗震條件：當攪拌介質(zhì)為液體一液體，攪拌器為葉片式攪拌器及攪拌軸為剛性軸時，0.7且-(0.45 0.55)nk入n 2200.402nk 546.662所以滿足該條件。4. 5按強度計算攪拌軸的軸徑4. 5. 1受強度控制的軸徑d2按下式求得：式中：Mte 軸上扭矩和彎矩同時作用時的當量扭矩M te f : M 2N *m軸材料的許用剪應(yīng)力% 600 b37.5MPa16 164. 5. 2軸上扭矩Mn按下式求得：9553r 2PnN *m2包括傳動側(cè)軸承在內(nèi)的傳動裝置效率，按HG /T20569 一94附錄D選取，則2 =0.95 0.8 0.99 0.99 =0.745所

33、以 Mn 二9553 0.745 18.5 -598.47N 2204. 5. 3軸上彎矩總和M應(yīng)按下式求得:M =Mr MaN *m(1) 徑向力引起的軸上彎矩Mr的計算對于單跨軸，徑向力引起的軸上彎矩 Mr可以近似的按下式計算:Mr、Fhi(L-LJLj1000 L.Fe(L丄山1000 LN *m28#第i個攪拌器的流體徑向力Fhi應(yīng)按下式求得 ：Mnqi 10338 DJi式中：K1 流體徑向力系數(shù)，按照附錄 C. 2有KK/ K1n *K1b *K1e K10.10 0.2 1.0 1.0 1.0=0.02Mnqi 第i個攪拌器功率產(chǎn)生的扭矩Mnqi = 9553 PqiN *mnp

34、qi 第i個攪拌器的設(shè)計功率，按附錄 C. 3有Ps Dji、d5kW兩個攪拌器為同種類型，PS PN =18.5kW，則Fq Fq2 =9.25kW所以 Mnq1 二 Mnq2 =401.66N 5所以帀=Fh2=0.023401.66 10318 550= 38.95 N（2）攪拌軸與各層圓盤的組合質(zhì)量按下式求得。對于單跨軸:mmiw mikgi 二mL 單跨軸L段軸的質(zhì)量mLd2（1-Nj） L ；?s 10*4所以 mL 802 1 4496 7.85 103 10=177.31kg4故 mvv =177.31 14.9 14. 207.12kg（3）攪拌軸與各層圓盤組合質(zhì)量偏心引起的

35、離心力Fe按下式求得。對于單跨軸:2：:. 2FemWn e上式中，對剛性軸（丄）2的初值取0.5e 許用偏心距（組合件重心處）e=9.55G/n，mmG平衡精度等級，mm/s。一般取G = 6.3mm/s所以e =9.55 6.3/ 220 =0.27mm21c則 Fe207.12 2200.27 1059.30 N91-0.5（4）攪拌軸與各層圓盤組合重心離軸承的距離Le按下式計算。對于單跨軸：mw449614.9 漢 4371+14.A3371+177.32漢所以 Le = 2481.51mm207.12而MrN *m Fhi(LLi)LiFe(L -Le)Le-1000L1000LMr

36、=103.52N *m38.95 (4496 -4371) 38.95 (4496 -3371)59.30 (4496 -2481.51)1000 44961000 4496(5) 由軸向推力引起作用于軸上的彎矩Ma的計算。Ma的粗略計算：當p _2MPa或軸上任一攪拌器 耳=0時，取MA = 0.2MPa Nm故 Ma =0.2 103.52 = 20.704N m所以 M 二 Mr Ma =124.224N *m所以 Mte = M； M 2 二.598.472 124.2242 =611.23N *m所以 d2 =17.23 611.23 =43.61mm37.51前面計算中取軸徑為80

37、，故強度符合要求。4. 6按軸封處(或軸上任意點處處)允許徑向位移驗算軸徑。4. 6. 1因軸承徑向游隙S、所引起軸上任意點離圖中軸承距離x處 的位移。315f對于單跨軸:1(S S x S x、2(Sr Lmm32#軸承徑向游隙按照附錄 C. 1選取，因此 傳動側(cè)軸承游隙 S二0.03mm （傳動側(cè)軸承為滾動軸承） 單跨軸末端軸承游隙 S” = 0.07mm （該側(cè)軸承為滑動軸承） 當XT。時，求得的、；x即為軸封處的總位移，I。=已 -12 =475 -12355mm所以X=0.0134mm=1003 355.0.07 355)2449644964. 6. 2由流體徑向作用力Fhi所引起軸上任意點離圖中軸承距離 的位移 對于單跨軸：兩端簡支的單跨軸x = I。= 355 - L1 且 x 一 L2,#2xFhi(L-LJLx L L 26E *IlL ( L)#而Il:d464644=2009600 mm38.95 （4496 -4371） 4496 35536 190 102009600243714496-（愛-巖2+3338.95 （4496 -號71） 4496 355337（3371）（ 355 ）26 190 103 2009600449644964496= 0.0034 0.0284 =0.0318一端固支另一端簡支的單跨軸:2x八