【正文】 56避免以現(xiàn)有的工具代替，必須使用恰當(dāng)?shù)墓ぞ摺o論使用多么沈陽航空 工業(yè) 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 算得載荷 P1 =3352N。Y21FrFa。 沈陽航空 工業(yè) 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 1min? （脂潤滑） . 其 51111 各項尺寸如下： d=55mm,D=78mm,T=16mm； 極限轉(zhuǎn)速 =2800r單列圓錐滾子軸承游隙需用戶在安裝時調(diào)整；雙列和四列圓錐滾子軸承游隙已在產(chǎn)品出廠時依據(jù)用戶要求給定，不須用戶調(diào)整。 50但是，選擇軸承并沒有一定的順序、規(guī)則，優(yōu)先應(yīng)考慮的是對軸承所要求的條件、性能、最有關(guān)連的事項，尤為實際。 使用滾動軸承的各種機(jī)械裝置、儀器等的市場要求性能日趨嚴(yán)格，對于軸承所要求的條件、性能也日趨多樣化。 47 軸的支撐條件 為了保持?jǐn)嚢栎S懸臂的穩(wěn)定性，其懸臂軸的允許長度用下列經(jīng)驗公式計算： 111(4 ~ 5)(40 ~ 50)ALLLd?? 在本設(shè)計中 L1=1300mm,LA=300mm,d=40mm,并且 d 有較大的選擇余量，故設(shè)計的數(shù)據(jù)滿足要求。 臨界轉(zhuǎn)速校核 為了使軸的工作轉(zhuǎn)速 n 避免達(dá)到臨界轉(zhuǎn)速 nk ,應(yīng)按懸臂軸計算 nk 。 N0單個攪拌器的攪拌功率 (kW)。由 于密封裝置所消耗功率較小，可以忽略不計， 所以攪拌軸傳遞的最大沈陽航空 工業(yè) 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 換算公式如下： 0NN b?換 式（ ） 其中 b0為換算值，根據(jù) b0值可以查表得到空心軸的內(nèi)徑和外徑比，根據(jù)前面所知道的最大功率和換算表 b0取 — 之間，由于前面計算功率的時候我們已經(jīng)采取的保守算法，所以我們現(xiàn)在取 b0 的最小值 。小于許用扭轉(zhuǎn)角 ??? ，由于設(shè)計條件我們知道需要設(shè)計的攪拌設(shè)備不屬于高精度穩(wěn)定攪拌也不屬于低精度攪拌傳動，本次的攪拌設(shè)備由攪拌速度和混合精度等參數(shù)判斷應(yīng)該在一般攪拌和底精度攪拌之間選擇，一般精度攪拌所以理論上允許的 ??? 應(yīng)該取 — 1o。 38 條件的要求。 軸的材料優(yōu)質(zhì)碳素鋼型號很多，常用材料是 3 4 50，最常用的是 45 鋼。對于大型零件，由于合金結(jié)構(gòu)鋼淬透性較高，能夠在零件整個沈陽航空 工業(yè) 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 35對于形狀復(fù)雜的軸（如凸輪軸、曲軸）可采用鑄造 在機(jī)械工程應(yīng)用的材料，按用途的不同，可分為結(jié)構(gòu)材料和功能材料兩大類。 （圖 ） 平直雙葉攪拌槳 確定攪拌器部分具體 尺寸如下： Dj=800mm h=60mm h1=40mm m=100mm d=40mm c=140mm δ =15mm 沈陽航空 工業(yè) 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 設(shè)計公式： 3 0 . 6 6 ( 0 . 3 5 / ) 3 5 3 0 . 6 61 0 1 . 2 R e( ) ( ) ( s in )R e 1 0 3 . 2 R e ibDppjiN A HNBn d D ?? ??? ? ? ? 式（ ）由于 31Q nd? 所以排液量的大小可以用 nd3的大小來衡量。對于這種情況，其統(tǒng)一目標(biāo)函數(shù)可取為： 1111()()()slqlsfXfXfX?????? 式（ ） 沈陽航空 工業(yè) 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 代入數(shù)值計算得： 沈陽航空 工業(yè) 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 沈陽航空 工業(yè) 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 電動機(jī)功率的計算公式如下： 沈陽航空 工業(yè) 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 25算圖主要有 Rushton 算圖 (推進(jìn)式、渦輪式和槳式 )。 初步計算的雷諾數(shù)符合已知條件，由兩中方法計算的雷諾書相差在合理范圍之內(nèi)，取整為 Re=8。 Re 的數(shù)值在 3010 范圍的時候，攪拌處于過渡流區(qū)域 .此時的功率因數(shù)曲線隨著 Re 的變化而呈現(xiàn)出曲線狀的變化。 根據(jù)前面所計算，初設(shè)定攪拌器的轉(zhuǎn)速 n=100r/min 計算攪拌器外緣線速度 ： ??n π d 1 0 0 3 . 1 4 0 . 8v = = = 4 . 1 8 7 m / s6 0 6 0 式（ ） 沈陽航空 工業(yè) 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 以一定轉(zhuǎn)速運行的攪拌器對攪拌介質(zhì)進(jìn)行攪拌時，對液體作功并使之發(fā)生流動。上下循環(huán)流，湍流強，適用于低粘度液的混合、分散、固體懸浮、傳熱、液相反應(yīng)等過程。由于推進(jìn)式攪拌器的循環(huán)能力強并且消耗功率小，所以最為適用。 19 18攪拌介質(zhì)物性方面的因素已在上文加以了一定的闡述，本節(jié)將主要討論工作環(huán)境對攪拌器功能的影響。此時不能依靠增大攪拌轉(zhuǎn)速來提高攪拌器的循環(huán)流量，如果轉(zhuǎn)速過高還會在高粘度液體中形成溝流，周圍液體仍然為死區(qū)。 由于剪力和動壓變動的力使氣體分散為更小的氣泡，并隨著液體的循環(huán)流動而散布 到槽的全部容積內(nèi)。固體沉降速度的影響因素除了與固一液重度差、固體顆粒幾何形狀、固相在液相中的濃度等有關(guān)，還與攪拌時流體產(chǎn)生的湍流狀態(tài)有關(guān)。該比值對攪拌效果具有重要意義。 對于幾何相似的葉輪，其排液量 Q,、葉輪直徑 d 和轉(zhuǎn)速?？傊煌臄嚢柽^程對攪拌的要求有著明顯的不同。攪拌以使攪拌介質(zhì)的各部分接近均質(zhì)為目的，操作過程中會受到許多因素的影響。 2 結(jié)構(gòu)設(shè)計：在確定攪拌器類型和操作參數(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計 ，其主要內(nèi)容是確定葉輪構(gòu)型的幾何尺寸、攪拌槽的幾何形狀和尺寸。 物料性質(zhì)從有關(guān)圖表資料中查出該物料系統(tǒng)的相關(guān)物理、化學(xué)性質(zhì)。所謂難度是指達(dá)到攪拌效果所需要克服的阻力。 攪拌效果也就是排液量盡可能大，這樣可以使整個容器中的液體充分的攪拌均勻，最好效果的完成攪拌。 本次設(shè)計的攪拌器主要是特定針對液體 液體和液體 溶解固體混合攪拌，假設(shè)在一個食品加工廠需要安裝在一個特定攪拌容器里 不間斷攪拌能夠互溶液體原料（主要是水密度液體）。 2 攪拌器總體設(shè)計 設(shè)計計劃 設(shè)計要求 攪拌操作是應(yīng)用最廣泛的化工單元操作之一。 沈陽航空 工業(yè) 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 攪拌設(shè)備選用電動機(jī)一般根據(jù)攪拌需要確定系列，功率，轉(zhuǎn)速以及安裝形式，防爆要求等幾項內(nèi)容。 制造條件 機(jī)械零部件的結(jié)構(gòu)必須與制造廠的生產(chǎn)條件相適應(yīng)。 及攪拌設(shè)備的相關(guān)研究還不是十分深入。 2 在食品、纖維、造紙、石油、水處理等工業(yè)生產(chǎn)中，攪拌作為工藝流程的一部分獨立存在。攪拌操作可以使兩種或者多種不同的物質(zhì)在彼此之中相互分散，從而達(dá)到均勻混合，同時加速傳熱和傳質(zhì)的過程。 均勻懸浮或充分乳化。結(jié)構(gòu)設(shè)計工藝性隨客 觀條件的不同及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而變化。具體生產(chǎn)條件應(yīng)包括：毛坯的生產(chǎn)能力及技術(shù)水平；機(jī)械加工設(shè)備和工藝裝備的規(guī)格及性能；熱處理的設(shè)備及能力；技術(shù)人員和工人的技術(shù)水平；輔助部門的制造能力和技術(shù)力量等。電動機(jī)有 D2， T2， D2/T2，L3， D2/L3 等幾種不同的安裝形式，常用的電動機(jī)有一般異步電動機(jī)，變速異步電動機(jī)，防爆異步電動機(jī)。 5例如在食品、染料、制藥、油漆等生產(chǎn)中，幾乎所有的反應(yīng)裝置都裝有不同類型的攪拌裝置。使原料水、液體原料和少量的完全溶解固體原料成分充分均勻的拌和。 為了盡可能的設(shè)計出符合本次設(shè)計要求的設(shè)備，我們首先要根據(jù)本次要求進(jìn)行完整的初步設(shè)計，然后在經(jīng)過不斷的設(shè)計優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上可選定攪拌器的型式， 葉輪尺寸，轉(zhuǎn)速及所需功率。如粘度、密度 等。 3 功率計算： 攪拌槽的功率計算包括兩個步驟： 第一步 確定攪拌的凈功率消耗； 沈陽航空 工業(yè) 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 但無論攪拌過程如何復(fù)雜多變，無一不是通過攪拌器或者其他手段，使攪拌設(shè)備內(nèi)的流體產(chǎn)生適當(dāng)?shù)牧鲃訝顟B(tài)，并在特定的流動狀態(tài)中達(dá)到各種所需的攪拌目的。 互溶液體的攪拌旨在使兩種或數(shù)種液體相互之間達(dá)到濃度、密度、溫度以及其他物性的均勻狀態(tài)。之間存在如下的關(guān)系 ： 31Q nd? 式（ ） 式中 Q1一葉輪的排液量， m3/s n 一葉輪的轉(zhuǎn)速， r/s d 一葉輪的直徑， m 在離心泵中，壓頭 (揚程 )就是離心泵對單位重量 (1N)液體所提供的有效能量，單位為 J/N 或 m。 QdHn? 式（ ） 當(dāng)功率一定時， 35nd 也為定值，由此可得 ： 53nd?? 35dn?? 將上兩式分別代入 83Q dH? 85Q nH? 從上兩式可看出葉輪操作的基本原則，即 :在消耗相同功率的條件下，如采用低轉(zhuǎn)速、大直徑的葉輪，可用增大液體循環(huán)量和循環(huán)速度，同時減少液體受到的剪切作用，有利于宏觀混合。實驗證明，固一液相攪拌過程中存在一個使固相懸浮的最低攪拌轉(zhuǎn)速，其計算公式如下。氣泡的大小和數(shù)量決定了氣一液的接觸面積。若要使槳葉能夠推動更大范圍的液體，在設(shè)計攪拌設(shè)備的過程中需要注意相應(yīng)增大攪拌器直徑與槽徑之比與槳葉寬度與槽徑之比，有時還需要增加攪拌器的層數(shù)，以增大攪拌的范圍。 設(shè)計人員在設(shè)計攪拌器 的過程中，務(wù)必考慮攪拌介質(zhì)的流動狀態(tài)、攪拌器與攪拌槽徑的幾何關(guān)系，以及攪拌器排出性能、剪切性能與混合性能等多方面的因素。 平直葉單槳式 折葉槳式 圓盤渦輪式 推進(jìn)式 特殊框式式 （圖 ） 幾種典型的攪拌葉槳形式 平葉的槳面與運動方向垂直，即運動方向與槳面的法線方向一致。 還有漸漸增大的徑向流。而渦輪式攪拌器因其 功率消耗大，其雖有高的剪切能力，但對于這種混合過程并無太大的必要，所以若用在大容量槽體的混合就不太合理。μ＜ 2021cp， n=1－100rpm， V＝ 1－ 50m/s。使攪拌器連續(xù)運轉(zhuǎn)所消耗的功率就是攪拌器功率。 22在這一區(qū)域中，各種槳型 攪拌器的曲線并不一致，且存在比較大的差異。 雷諾數(shù)控制在 10 以內(nèi)，攪拌時液體處 于層流狀態(tài)，攪拌效果比較理想。日本永田進(jìn)治等人根據(jù)在無擋板直立圓罐中攪拌時“圓柱狀回轉(zhuǎn)區(qū)”半徑的大小及槳葉所受的 流體阻力進(jìn)行了理論推導(dǎo)，并結(jié)合實驗結(jié)果確定了一些系數(shù)而得出雙葉攪拌器功率的計算公式。 代入： 3 0 . 6 6 ( 0 . 3 5 / ) 3 5 3 0 . 6 61 0 1 . 2 R e( ) ( ) ( s in )R e 1 0 3 . 2 R e ibDppjiN A HNBn d D ?? ??? ? ? ? 式（ ） 攪拌功率 =（ kw） 90??? ? ? ? ?漿 葉 的 傾 斜 角 ， 平 漿176。 26 27 29 30 沈陽航空 工業(yè) 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 34結(jié)構(gòu)材料通常是指工程上要求強度、韌性、硬度、塑性、耐磨性等機(jī)械性能的材料。 （圖 ） 零件實物圖 軸材料的選用 軸的材料常用材 料是優(yōu)質(zhì)碳素鋼。 36本次設(shè)計由前面對軸強度的計算中沒有特別的要求，故本設(shè)計所采用的軸的材料為 45 鋼。尤其是在轉(zhuǎn)速較低功率較大的情況下，強度條件是不可忽視的。 316p dW ??（實心軸） 式（ ） 97400Q NT n? 式（ ） d攪拌軸直徑（ cm） N攪拌傳遞功率（ kw） n攪拌軸轉(zhuǎn)速（ rpm） 綜合公式得 ? ?3 9740016 kdNn? ?? 式（ ） 整理得 ? ? 33 9 7 4 0 0 1 6k Nd n?? ??? 式（ ） 令 ? ?3 97400 16kA ???? 則得滿足強度條件的攪拌軸軸徑為 3 NdAn?? 由上式可以看出，系數(shù) A 的數(shù)值是隨許用剪應(yīng)力 ??k?變化而改變。所以我們設(shè)定 ??? 不大于 。查表我們可以知道空心軸的內(nèi)徑外徑比為1/2。 42 沈陽航空 工業(yè) 學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 懸臂軸臨界轉(zhuǎn)速計算： 131130 .9 4 9kXALEIn L W L L? ? 式（ ） 式中