【正文】 軸器（無補(bǔ)償能力）和撓性聯(lián)軸器（有補(bǔ)償能力）兩大類。 b 聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力大小。 d 聯(lián)軸器的可靠性和工作環(huán)境。首先根據(jù)工作條件，如軸的同心條件、 載荷條件、速度條件、安裝維修和使用條件來選擇類型；然后根據(jù)傳遞的轉(zhuǎn)矩、軸徑和轉(zhuǎn)速直接從有關(guān)手冊中查取。 攪拌功率是指攪拌器以一定的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌 時，對液體做功并使之發(fā)生流動所需的功率，雷諾數(shù) 式中， d為攪拌器直徑， m； ? 為粘度， Pa 根據(jù)軸徑選用聯(lián)軸器 型號 :YL11； 額定轉(zhuǎn)矩 Tn： 1000； 許用轉(zhuǎn)速 [n]:4300； 軸孔直徑 d:55 ； 軸孔長度 Y型 L:112 J\J1型 84； D:180； D1:150； 螺栓： 8(4)； 螺栓直徑： M12； Lo:Y型 289 J J1 型 173； 重 量： ； 轉(zhuǎn)動慣量： 。 4）使用凸緣聯(lián)軸器應(yīng)具有安全防護(hù)裝置。軸的撓度對攪拌軸的壽命有很大影響，特別是采用密封裝置時，與軸封的性能直接相關(guān)。確定軸的實 際直徑時，通常還得考慮腐蝕裕量，最后把直徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)軸徑。因此，攪拌軸的支承條件較差。 b 適用 經(jīng)過 平衡 試驗 的 攪 拌器， 則 BL 和 dL 取偏大值，反之取偏小值。增大軸徑 d 固然改善支承條件，但在某些場合下是不經(jīng)濟(jì)的。因此，一般盡可能避免在罐內(nèi)安裝軸承。 許用應(yīng)力 ??k? 值常常比標(biāo)準(zhǔn)值規(guī)定低得多，對 1Cr18Ni9Ti取 ??k? =15~25,在這里我們?nèi)???k? =20 軸上的傳遞扭矩 tM 和軸抗扭截面系數(shù)可分別由以下各式求取： 式中： P— 攪拌傳遞功率， Kw； n— 攪拌軸轉(zhuǎn)數(shù)， r/min； d— 實心軸的直徑， mm。 用剪應(yīng)力計算最小軸徑： 用拉應(yīng)力計算最小軸徑 碳鋼和普通牌號不銹鋼，推薦在正常操作條件下許用剪應(yīng)力 ??s? 為 42Mpa，許用拉應(yīng)力 ? ?t? 為 、鍵和制動螺釘產(chǎn)生的集中應(yīng)力以及制造誤差的影響。采用剛性聯(lián)軸節(jié)時， 2 ~ ? ,取 2 ? 。結(jié)構(gòu)如圖 28。支座與容器殼體的焊接采用連續(xù)焊。 （ 3） 支座螺栓空的加工極限偏差與其他部分的制造公差分別按 GB1804的第 IT14級與 IT16級精度。 南通職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 28 第五章、 剖分式機(jī)械密封裝置的設(shè)計計算 軸封是攪拌設(shè)備的一個重要組成部分，密封的形式很多，攪拌器旋轉(zhuǎn)軸的密封結(jié)構(gòu)有填料密封和機(jī)械密封兩種。 機(jī)械密封主要由以下四大部分組成： (l)由靜止環(huán) (靜環(huán) )及旋轉(zhuǎn)環(huán) (動環(huán) )組成的端面，該二端面通常為研磨面，稱二端面為摩擦副。 機(jī)械密封反應(yīng)釜 的設(shè)計 29 圖 機(jī)械密封結(jié)構(gòu) 1 一靜環(huán)； 2 一動環(huán)； 3 一彈簧； 4 一彈簧座； 5 一緊定螺釘 其工作原理是 :靜環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)組成一對密封端面，在緊定螺釘?shù)膸酉?，使旋轉(zhuǎn)環(huán)與軸一起轉(zhuǎn)動，并在彈簧作用下，使密封端面緊密貼合。在壓緊力作用下能產(chǎn)生一定的徑向力并緊密與軸接觸。耐磨、摩擦系數(shù)小。 填料截面邊寬可根據(jù)表 102，選擇 S=13mm,則截面尺寸為 填料高度 36H nS b mm? ? ? 填料壓蓋高度 2 72h S mm?? 填料壓蓋法蘭厚度 ?? 壓蓋螺栓長度 l 應(yīng)保證即使填料箱裝滿填料也不需事先下壓即可拉緊填料箱 壓蓋螺栓螺紋小徑 0d 由壓緊填料及達(dá)到密封所需的力來定 南通職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 30 填料圈數(shù) 圖 當(dāng)填料被裝入填料箱后，即擰緊壓蓋螺栓將其壓緊?？梢钥吹?，無論內(nèi)壓高或低 *起密封作用的總是與壓蓋相鄰的兩個填料環(huán)，因為此兩填料環(huán)差不多承擔(dān)了 756的密封作用。 選用帶分油環(huán)的填料箱，以分油環(huán)為分界，上面一個下面一個填料環(huán)。它決定著功率、摩擦熱、密封性和端面磨損的大小，是影響機(jī)械密封性能的主要參數(shù)之一 : cP 過大，將使機(jī)械密封摩擦面發(fā)熱，加速端面磨損，增加摩擦功率 。 內(nèi)裝式根據(jù)《機(jī)械設(shè)計手冊》表 10326查得端面比壓 cP 取 ,彈簧比壓 sP 取. 端面比壓計算 密封環(huán)接觸端面平均壓力 P MPa??? 反壓力系數(shù) ? 不僅 與密封端面 尺寸 有關(guān)系，而且和介質(zhì)粘度有關(guān)。但在采用硬質(zhì)合金的情況下，不受此限。靜密封元件的橫斷面是多種多樣的，材料也不相同，但實際上采用的都是具有一定彈性的材料，因為彈性材科對表面粗隨度有較大的適應(yīng)性。為了保證靜密封元件在初始狀態(tài)的密封，用于機(jī)械密封的橡膠 o形密封因，其壓縮量必須是橫斷面直徑的 5%10%，材料硬度應(yīng)在自氏 6580之間。端面內(nèi)外徑棱緣不允許有倒角。 b—— 密封環(huán)接觸端面寬度， m, 212DDb ?? v—— 密封環(huán)接觸端面平均速度， m/s, f —— 密封環(huán)接觸端面摩擦因數(shù)，查表 10328取 60mdnv ??機(jī)械密封反應(yīng)釜 的設(shè)計 35 輔助密封材料的設(shè)計選材 輔助密封材料材質(zhì)的選擇 在機(jī)械密封中，除了動環(huán)與靜環(huán)的接觸面是泄漏通道外，還有動環(huán)與軸之間的間隙也是泄漏通道。要有適當(dāng)?shù)牧W(xué)性能，如扯斷強(qiáng)度及其延伸率、耐壓等，在壓力作用下無顯著變形，有優(yōu)良的抗撕裂性、耐磨性和耐壓性等 。在介質(zhì)溫度不高 (80℃以下 )和對橡膠材料性質(zhì)影響不大的情況下，一般宜采用天然橡膠或合成橡膠制成的 0形圈。橡膠密封圈的密封效果好，應(yīng)用最廣泛。關(guān)于機(jī)械密封彈簧 比壓的數(shù)值，由于其安裝位置不同而異。 ? ?22210 . 2 1 2 7 . 64T L TW A P D D N?? ? ? ? 機(jī)械密封反應(yīng)釜 的設(shè)計 37 彈簧材料的選取 機(jī)械密封中可以采用彈簧以保證的密封端面良好貼合，以及自動補(bǔ)償密封端面的磨損。這讓我深深意識到自己知識體系的 漏洞，自己知識體系的不足，但同時也深刻體會到同學(xué)間的團(tuán)結(jié)互助的精神。 南通職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 40 。同時在設(shè)計中同學(xué)之間的相互班長，相互交流，認(rèn)識的進(jìn)一步加深，對設(shè)計中遇到的問題進(jìn)行討論，使彼此的設(shè)計更加完善，對設(shè)計的認(rèn)識更加深刻。常用的材料主要有磷青銅、碳素彈簧鋼、鉻鋼、不銹鋼、特殊合金等。 彈簧力式維持機(jī)械密封的初始密封（內(nèi)裝式）或者最終密封（外裝平衡式）很重要的一個力。根據(jù)《過程裝備設(shè)計》表 815，結(jié)合工作環(huán)境，選取丁晴橡膠，輔助密封包括動、靜環(huán)的密封圈 結(jié)構(gòu)形式 為了便于拆裝，將輔助密封圈設(shè)計成以下剖分式形狀 南通職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 36 圖 輔助密封圈形式 彈簧元件及彈簧力的計算 彈簧力的計算 彈簧力是維持機(jī)械密封的初始密封 (內(nèi)裝式 )或最終密封 (外裝非平衡式 )很重要的一個力。為了保證密封圈在初始狀態(tài)的密封，用于機(jī)械密封的橡膠 O形密封圈，其壓縮量必須是橫斷面直徑的5%~10%，材料硬度應(yīng)在邵氏硬度 65一 80之間為宜?？菇橘|(zhì)腐蝕、溶解、溶脹、老化等性能好，對介質(zhì)不應(yīng)有污染等。輔助密封圈的橫斷面是多種多樣的，材料也不相同，但實際上采用的都是具有一定彈性的材料，因為彈性材料對表面粗糙度有較大的適應(yīng)性。 機(jī)械密封摩 擦功率的計算 機(jī)械密封的摩擦功率包括密封端面摩擦功率和旋轉(zhuǎn)組件對介質(zhì)的攪拌功率，一般情況下后者比前者小得多，而且也難準(zhǔn)確計算，通常按照下式計算密封端面摩擦功率。若間隙過大，則在高壓情況下， o形環(huán)有被擠出的危險；若間隙過小，則動環(huán)與靜環(huán)的浮動性差。在介質(zhì)溫度不高 (80Y以下 )和對橡膠不發(fā)生影響的情況下，使用天然棕膠或合成橡膠制成的 O形圈最適宜。因此，必須用密封困將這些通道堵住，以免沿這些通道發(fā)生泄漏。因此，在選擇動、靜環(huán)材料 時，除了必須考慮它們的耐磨性之外、還須考慮它們的耐腐蝕性。 有彈簧力作用在密封單位面積上的壓力稱為彈簧壓力，用 sP 表示。 填料密封的需用功率可由下式計算 式中 1l —— 填料箱的截面長度 ? —— 液體粘度， Pas d—— 軸徑， mm p —— 通過填料箱的壓 力降， Mpa。然而，為了補(bǔ)償境科磨損和有利于減壓，并為了減輕袖的磨損和在某些場合保護(hù)密封的環(huán)不受含磨蝕粒子介質(zhì) 的侵害，建議在設(shè)計填科箱時應(yīng)采用的垣料環(huán)數(shù)為：對于不帶分油環(huán)的填料箱可用 5—6個填料環(huán)； 對于帶分油環(huán)的填料箱則以分油環(huán)為界，上面用 2個．下面用 3 個；對用于危險液體的覆蓋式壓蓋所用的境料環(huán)數(shù)可為 8 或 10個．根據(jù)使用情況而定。 填料密封的結(jié)構(gòu)人體上如圖 10— 1所示，它是由襯套、填料箱體、 填料環(huán)、壓蓋、壓緊螺拴等組成。 ⑤制造簡單、裝填方便。不污染介質(zhì)，填料不被介質(zhì)泡脹，填料中的浸漬劑不被介質(zhì)溶解，填料本身不腐蝕密封面。彈簧為該密封件的補(bǔ)償緩沖機(jī)構(gòu)，當(dāng)密封面磨損后，在彈簧力作用下，旋轉(zhuǎn)環(huán)隨時可軸向移動而與靜環(huán)端面仍 保持緊密貼合。 (3)輔助密封圈。 機(jī)械密封是指由至少一對垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈力 (或磁力 )的作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動而構(gòu)成的防止流體泄漏的 裝置。 （ 5） 支座組焊完畢后，各部件應(yīng)平整，不得翹曲。 焊后焊縫金屬表面不得有裂紋、加渣、焊瘤、燒穿、弧坑等缺陷。焊接接頭的型號和尺寸按 GB985種的規(guī)定。 軸徑的最后確定 由以上分析可得，攪拌軸軸徑 d 滿足臨界轉(zhuǎn)速和強(qiáng)度要求，故確定軸徑為 55mm 。 )/m 根據(jù)臨界轉(zhuǎn)速核算攪拌軸軸徑 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）的有效質(zhì)量等于軸自身的質(zhì)量加上軸附帶的液體質(zhì)量。 mm 最大彎矩是個層液體的作用力與每一層葉輪 到最下一軸承之間的距離乘積的總和。 按扭矩計算軸的強(qiáng)度 假定軸僅承受扭矩的作用，忽略軸上彎矩等其他載荷作用；也不作疲勞強(qiáng)度校核，軸上受扭矩時，其截面上產(chǎn)生剪應(yīng)力，其扭矩強(qiáng)度條件為： 式中： max? —— 截面上最大剪應(yīng)力， MPa； tM —— 軸所傳遞的扭矩， N罐內(nèi)軸承對提高軸的臨界轉(zhuǎn)速、降低軸的繞曲變形、保證軸在密封中的垂直運(yùn)轉(zhuǎn)、防止軸過大的徑向擺動是有利的，但這將使整個軸系變得復(fù)雜，給檢修帶來不便，且物料可能進(jìn)入軸承造成堵住咬死。 機(jī)械密封反應(yīng)釜 的設(shè)計 21 如 上述條件不能滿足，可增加 B 或 d 。根據(jù)經(jīng)驗，要使攪拌軸穩(wěn)定的工作，兩軸承間距 B和下端軸承至攪拌器之間的懸臂長度 L應(yīng)保持如下關(guān)系： 5~4?BL ； 50~40?dL 。它是兩個滾動軸承，用以承受徑向載荷和軸向載荷。 設(shè)計攪拌軸時，應(yīng)考慮四個因素：扭轉(zhuǎn)變形；臨界轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)矩和彎矩聯(lián)合作用下的強(qiáng)度；軸封處允許的徑向位移。攪拌軸需穿過封頭，為保證攪拌反應(yīng)器筒體空 間的密閉，要采用密閉裝置及軸封。 2）聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)速是按材料為鑄鐵，許用線速度為 30m/s ，鋼許用線速度為50m/s 的近似計算值。N為轉(zhuǎn)速 查《過程設(shè)備設(shè)計》圖 827功率曲線 2，得到 4PN? 按照《過程設(shè)備設(shè)計》式82計算攪拌功率得 35 N n d kw??? 221 3 8 0 3 . 5 0 . 5 4312500 . 0 0 2 4e ndR ? ? ??? ? ?機(jī)械密封反應(yīng)釜 的設(shè)計 19 聯(lián)軸器的選型 根據(jù)工作情況可選擇凸緣聯(lián)軸器。當(dāng)減速器輸出軸有牢固的支承，而攪拌軸本身沒有任何支承并設(shè)計成懸臂狀態(tài)時，必須選用剛性聯(lián)軸器，并注意要有牢固的軸向固定結(jié)構(gòu)，以保證兩軸連接可靠、同心，避免