【正文】 本次設(shè)計(jì) 結(jié)果如下表 。因此在機(jī)架中的螺栓連接都要求用機(jī)械防松。經(jīng) 驗(yàn)證明：適當(dāng)?shù)倪x用較大的預(yù)緊力對(duì)螺紋連接的可靠性以及連接件的疲勞強(qiáng)度都是有利的。 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，根據(jù)軸徑 d=80，可得油封氈圈及槽的尺寸： 油封氈圈： d=79 D=98 b=7 槽： D1=99 d1=81 b1=7 b2= 麗水學(xué)院 2020 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 2．填料密封的選用 根據(jù)填料的性能選用：當(dāng)密封要求不高時(shí)，選用一般石棉或油浸石棉填料，當(dāng)密封要求高時(shí) ，選用膨體聚四氟乙烯、柔性石墨等填料。軸封的目的是避免介質(zhì)通過(guò)轉(zhuǎn)軸從攪拌容器內(nèi)泄漏或外部雜質(zhì) 滲入攪拌容器內(nèi)。 支撐套的設(shè)計(jì) 根據(jù)上面所選軸承知，支撐套的材料應(yīng)選 45鋼，且軸承套的內(nèi)徑為軸承的外徑。軸襯和軸套一般是整體式，安裝時(shí)先將軸承座對(duì)中，然后將支架焊于罐體上或?qū)⑤S承固定于池中預(yù)埋件上。其中用鎖緊螺母就是其中的一種防松措施。 平鍵連接的工作特點(diǎn)是鍵的兩側(cè)面是工作面，工作時(shí)，靠鍵同鍵槽側(cè)面的擠壓來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。 由于攪拌機(jī)的主軸主要傳動(dòng)扭矩，因此下軸承選用推力球軸承，推力球軸承的特點(diǎn)是：套圈與滾動(dòng)體一般是分離的，應(yīng)用于軸向力大而轉(zhuǎn)速較低的場(chǎng)合，沒(méi)有徑向限位能力，不能單獨(dú)組成支撐，一般要與向心軸承組成組合支撐使用。 910 段的確定需根據(jù)壓蓋和套筒的尺寸，選擇 d=80mm,L=190mm 下面來(lái)做軸徑的理論計(jì)算： 由《過(guò)程裝備設(shè)計(jì)》查的公式： 麗水學(xué)院 2020 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 421 nNCd ? （ ） 式中 C2— 按扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算系數(shù)，當(dāng)扭轉(zhuǎn)角為 10 /m 時(shí)， C2= N— 攪拌器的功率，單位 KW n— 攪拌 器的轉(zhuǎn)速，單位 r/min 得： 第一檔： mmd 41 ?? 經(jīng)上面計(jì)算所的結(jié)果可以看出 3個(gè)軸徑的理論數(shù)值都小于 55mm，故軸的小徑選： d1=55mm 上支撐裝置設(shè)計(jì) 機(jī)座的設(shè)計(jì) 立式攪拌機(jī)設(shè)有機(jī)座，在機(jī)座上要考慮留有容納聯(lián)軸器，軸封裝置和上軸承等不見(jiàn)的空間，以及安裝操作所需的位置。取 A0=112，于是得 dmin= A03nP=1123 = 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)。澄清池?cái)嚢铏C(jī)采用 YCT 系列滑差式電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)，消化池?cái)嚢铏C(jī)一般采用防爆異步電動(dòng)機(jī)。 R2= 所以內(nèi)槳葉的理論半徑為： Rp1=(R1+R2)/2= 攪拌器轉(zhuǎn)速的確定 根據(jù)已知速度梯度 G計(jì)算： 第一檔選 G1=70S1? ，因?yàn)?K1 =，所以根據(jù)轉(zhuǎn)速公式： 麗水學(xué)院 2020 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 n1 =? ?3 331112396012?? PRAKCVG? （ ） 其中μ —— 水的粘度，單位 V—— 絮凝池的體積，單位 m3 G—— 速度梯度，單位 S1? C—— 攪拌層數(shù) K—— 水和攪拌器的速度之比 A—— 單層槳葉面積，單位 m2 Σ Rp—— 內(nèi)槳和外槳的矢量和，單位 m n—— 攪拌器轉(zhuǎn)速，單位 r/min 所以第一檔的轉(zhuǎn)速為： ? ? ? ? ? ? ? ?321 3 3 3 3 10 70123 960 2 1 4n?? ? ????? ? ? ? ? ? ??? == 攪拌功率的確定 按 計(jì)算法計(jì)算 (以將橫梁及斜拉桿的拖曳和機(jī)械消耗功率考慮在內(nèi) )為 ? ?3 1 2 0 %102 nD pC eANvg???ρ （ ） 32 2 1 .3 0 .1 2 1 0 0 0 1 .21 0 2 9 .8 1npv? ? ? ? ?? ? ? npv? ? 外槳板： smnRvp P / 111 ????? ? 內(nèi)槳板： smnRvp P / 122 ????? ? 麗水學(xué)院 2020 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 smvvpv ppn / 333 23 1 ?????? N= KWv pn ???? 電動(dòng)機(jī)及減速器的選型 減速器和電動(dòng)機(jī)的選型條件 (1) 機(jī)械效率，傳動(dòng)化，功率，進(jìn)出軸的許用扭距和相對(duì)位置。 (4).各檔攪拌機(jī)攪拌速度梯值 G，一般取 2070S1? 。 設(shè)計(jì)要點(diǎn) (1).上層攪拌器槳葉頂端應(yīng)設(shè)于池子于水面下 處，下層攪拌器槳葉底端應(yīng)設(shè)于距池底 處，槳葉外緣與掣?jìng)?cè)壁間距不大于 。 我們現(xiàn)在設(shè)計(jì)的絮凝池要適應(yīng)大多數(shù)廠家的廢水凈化工作。顆?？辜魪?qiáng)度的大小直接影響著絮凝顆粒的極限沉速，抗剪強(qiáng)度大，允 許的極限沉速也大。例如由于混凝劑選擇不當(dāng)或加注量不足，均可使顆粒缺乏必要的絮凝能力，此時(shí)，即使接觸機(jī)會(huì)很多，然而其聚集效果卻很差。 顆粒濃度高，粒間的接觸機(jī)會(huì)多，因而就具有較迅速增大顆粒的可能。然而當(dāng)絮凝時(shí)間超過(guò)交點(diǎn)時(shí)，低的 G 值將可獲得較快的顆粒沉速增長(zhǎng)，高的 G值沉速增長(zhǎng)反而減慢，這也就是絮凝池設(shè)計(jì)中采用改變流速的原因。 a、 b、 c分別代表低、中、高三種不同的 G值，按照理論曲線 (虛線 )應(yīng)該出現(xiàn) G值越高，增長(zhǎng)越快。 圖 22 試驗(yàn)曲線圖 但是圖 22的試驗(yàn)曲線是用同一水質(zhì)、同一 G值試驗(yàn)的結(jié)果。我們不妨稱(chēng) Vmax為某一 G值時(shí)的極限沉速。粒徑 (或沉速 )隨時(shí)間呈指數(shù)關(guān)系增加 ， 其增長(zhǎng)的速率取決于 ks值。 根據(jù)以上對(duì)絮凝過(guò)程以及基本假設(shè)的分析，我們就可以進(jìn)而討論絮凝池合理設(shè)計(jì)的設(shè)想方案。許多理論公式都與粒徑有關(guān)。因此，采用微粒的分析方法，問(wèn)題要復(fù)雜的多。 采用 G值來(lái)模擬絮凝池的水流絮凝特征，至少在二方面是有用處的，一是可以把真實(shí)絮凝池的研究縮小到在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，也就是只要維持實(shí)驗(yàn)條件的 G值與真實(shí)池相同。而在實(shí) 用上有效能量是難以確定的，仍需用計(jì)算的能量來(lái)表示。 5 () 式中： W—— 單位體積單位時(shí)間所消耗的功； 單位 KW。 至于沉速差異產(chǎn)生的顆粒碰撞，往往在沉淀池中有明顯的作用。凡符合這二個(gè)條件的所謂 “ 模型絮凝池 ” 則被認(rèn)為是理想的絮凝池布置。在混凝沉淀的設(shè)計(jì)中，也出現(xiàn)了寧可延長(zhǎng)一些反應(yīng)時(shí)間以縮短沉淀時(shí)間的看法。 直槳葉是最常用的一種普通槳葉，其結(jié)構(gòu)如圖 13。 絮凝池內(nèi)攪拌強(qiáng)度 (即攪拌速度梯度值 G)應(yīng)遞減，各檔攪拌器槳葉中心處的線速度依次逐漸減慢，且要有足夠的攪拌時(shí)間來(lái)完成絮凝過(guò)程。 麗水學(xué)院 2020 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 一般絮凝攪拌機(jī)的分類(lèi)與組成 絮凝攪拌機(jī)一般分為：剛性連接攪拌機(jī)和彈性連接攪拌機(jī)。 對(duì)于不同的介質(zhì)，不同的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，要求攪拌裝置的結(jié)構(gòu)和攪拌速度不同，根據(jù)不同的場(chǎng)合一般分為以下幾種情況： 液 液互溶系統(tǒng)的場(chǎng)合，一般采用低速攪拌就能足夠完成，這種場(chǎng)合常用漿葉式攪拌裝置。 由于現(xiàn)在的水污染大部分是來(lái)自分散的非點(diǎn)源，對(duì)于這些非點(diǎn)源污染，控制措施和相關(guān)費(fèi)用都具有很高的不確定性，今后城市在污水處理方面能夠或應(yīng)該做到什么程度，目前 正在進(jìn)行激烈的爭(zhēng)論。機(jī)械方面主要包括尺寸的設(shè)計(jì)及校核，各零部件的配合，部件間的連接。流體學(xué)主要包括流體的一些相似理論，流體碰撞等。合流制污水管網(wǎng)的老城市需要大量投資，來(lái)減少在雨季的污水溢流，而迅速發(fā)展的新興城市又臨著處理能力不足，導(dǎo)致生活污水管網(wǎng)溢流的問(wèn)題。 液 液互不相溶的場(chǎng)合，這種場(chǎng)合則需要強(qiáng)烈的上下翻滾，常用漿葉攪拌器，在釜體內(nèi)加有一定形狀的擋板，或采用推進(jìn)式攪拌器。本設(shè)計(jì)主要討論 的是剛性連接攪拌機(jī)。 絮 凝攪拌機(jī)可滿足絮凝規(guī)律的要求，使絮凝過(guò)程中各段具有不同的攪拌強(qiáng)度，可以適合水量和水溫的變化。 麗水學(xué)院 2020 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 圖 13 直槳葉框式攪拌器示意圖 麗水學(xué)院 2020 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 第二章 絮凝池的設(shè)計(jì) 一般絮凝池的設(shè)計(jì)理論 絮凝過(guò)程 一般在絮擬池內(nèi)完成 ，在凈水處理中占有重要的地位。這些都說(shuō)明絮凝反應(yīng)在凈水處理中的重要作用。 絮凝的目的是使細(xì)小顆粒彼此聚集。然而在絮凝池中，由于其顆粒一般尚屬細(xì)小，沉速不大，可以說(shuō)差異所產(chǎn)生的碰撞作用在絮凝池中，不占統(tǒng)治地位可予忽略。 μ —— 液體的動(dòng)力粘滯系數(shù)。 眾所周知，液體的切應(yīng)力可由二部分組成，即粘滯阻力及混摻阻力。其結(jié)果也應(yīng)相同。甚至在很多情況下難以辦到。對(duì)于后續(xù)處理的沉淀計(jì)算來(lái)說(shuō)，采用沉速的概念較為有利。 如果把單位體積中顆粒所占的比例用 φ 來(lái)表示，即： φ=N(π/6)d 3 () 則參照式 ()及式 ()，并假定顆粒的每一次碰撞均產(chǎn)生聚集，那么顆粒濃度的時(shí)間變化率麗水學(xué)院 2020 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 就應(yīng)為： dN/dt=KsN () 式中： Ks取決于 G和 φ ，即 Ks＝ kGφ 。即 Ks越大增長(zhǎng)速率越快 ， ks與水流的速度梯度及原水顆粒體積比成正比。例如，在作一般反應(yīng)的攪拌試驗(yàn)時(shí)，最初 5～ 10分鐘效果增長(zhǎng)較明顯。如果改變 G值，情況就會(huì)不同。但實(shí)際情況在在有所出入。由圖 23可知，如果不考慮絮凝時(shí)間的長(zhǎng)短，采用低的 G值可以獲得較好的絮凝效果。如果單體顆粒的絮凝能力和麗水學(xué)院 2020 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 抗剪強(qiáng)度都一樣，那么濃度的高低基本上對(duì)其極限沉速值不會(huì)產(chǎn)生很大影響。對(duì)這些絮凝能力差的水質(zhì)，其絮凝進(jìn)展必然非常緩慢 ，相應(yīng)的極限沉速也很低。圖 24c曲線代表了抗剪強(qiáng)度的影響。所以其設(shè)計(jì)要求為： (1) .絮凝池分為 3格。 (2).每片槳葉的寬度，一般用 100300mm，槳葉的總面積不應(yīng)超過(guò)反應(yīng)池水截面積的 10%20%。 (5).液體溫度應(yīng)取平均溫度，水的粘度μ ()按規(guī)定值取用。 (2) 出軸旋轉(zhuǎn)方向是單項(xiàng)或雙向。 攪拌設(shè)備的減速器應(yīng)優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)減速器及專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠產(chǎn)品，參考“標(biāo)準(zhǔn)減速器及產(chǎn)品 ” 選用，其中一般選用機(jī)械效率較高的擺線針輪減速器或齒輪減速器：有防爆要求時(shí)一般不采用皮帶傳動(dòng)：要求正反向傳動(dòng)時(shí)一般不選用蝸輪傳動(dòng)。（詳見(jiàn) ）選擇 YLD11 其共稱(chēng)扭矩 T=1000Nmm，孔軸直徑 50≤ d≤ 70,取 d=55,半聯(lián)軸器的孔徑 d=55,半聯(lián)軸器 長(zhǎng)度 L=90mm. 軸上零件的裝配方案的選擇從上至下依次為：半聯(lián)軸器、圓螺母、圓螺母用墊圈、向心推力球軸承、隔套、推力球軸承、槳葉、壓蓋、氈圈油封、石棉墊、套筒。 機(jī)座形式分為不帶支承的 JA型和帶中間支承的 JB型以及 JXLD型擺線針輪減速器支架，由文獻(xiàn) [3]中的 用立式減速器的減速器機(jī)座的系列選用，當(dāng)不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)參考該系列尺寸自行設(shè)計(jì) 。而上軸承根據(jù)推力球軸承的要求，選用向心軸承。平鍵連接具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便、對(duì)中性好等優(yōu)點(diǎn)。 鎖緊螺母也有兩種，一種是用兩個(gè)一樣的螺母擰在同一支螺栓上，在兩個(gè)螺母之間附加一個(gè)擰緊力矩，使得螺栓連接可靠。 1. 水下底軸承：用于混合池或反應(yīng)池中。查國(guó)標(biāo)一般選20mm的板厚作為支撐套的原材料，該圖形設(shè)計(jì)由上面選擇的軸承座的類(lèi)型根據(jù)文獻(xiàn) [3]選 GPF80型，如圖 53所示： 麗水學(xué)院 2020 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 圖 53 水下滑動(dòng)軸承機(jī)座 軸與槳葉、聯(lián)軸器的連接 連接形式 槳式攪拌器與軸的連接，當(dāng)采用槳葉一端煨成半個(gè)軸套，用螺栓將對(duì)開(kāi)的軸套夾緊在攪拌軸上的結(jié)構(gòu)時(shí) D≤ 600mm時(shí)用一對(duì)螺栓鎖緊： D＞ 600mm時(shí) 用兩對(duì)螺栓鎖緊。 軸的密封選擇 凡是運(yùn)轉(zhuǎn)體箱內(nèi)有液體潤(rùn)滑油而又與外部相連接的部位都需要油封。各種填料材料的性能不同，按表 。擰緊后螺紋連接件在預(yù)緊力作用下產(chǎn)生的預(yù)緊陰應(yīng)力不得超過(guò)其材料屈服極限 σ s的 80%。 螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 螺栓組連接結(jié)構(gòu)的主要目的，在于合理地確定連接接合面的幾何形狀和螺栓連接的布置形式，力求各螺栓和連接和面間受力均勻，便于加工和裝配。 表 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 設(shè)計(jì)結(jié)果 備注 絮凝池 40m3 ?? 該設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)由實(shí)際情況所定 槳葉 R= 軸 R=100mm 機(jī)