【正文】 。 計算攪拌器功率的目的有兩個： — 是解決不同形式的攪拌樣能向被攪拌的介質提供多少功率，以滿足攪拌過程的要求；二是為攪拌器弧度計算批供依據(jù)。密封 盤根形狀尺寸國家已有標淮，這里不再贅述。它必須在決定了 漿 葉的直徑 =寬度 =數(shù)量，并相應決定了攪拌器的功率后，對 漿 葉進行結構設計時來進行。彎葉開啟式 蝸 輪的排出性能好，對固 — 液 相懸浮也很適合。上層 漿 葉離液面距離至少為 15fd ，推進式則要取 H／ 3，以防止產生旋 渦 ， 漿 面外露。 6漿 葉寬度取決于粘度大小和動力消耗之多少。 1. 鉆井液循環(huán)罐中出現(xiàn)“圓柱回轉區(qū)”時，說明這一部分混合很差，攪拌 不好。 計算 公式 如下： 3fQd dnNQd ??? (35) 3fQc dnNQ c ??? (36) (37) 50e ed ??? R RNN (38) (39) (310) 式中： dQ —— 排出流量， s/m3 cQ —— 循環(huán)流量， sm/3 cd NN ,—— 分別為排出流量數(shù)及循環(huán)流量數(shù) n —— 攪拌器轉速 fd —— 攪拌 漿 葉 直徑 80??? e e R RNN ???????????????????????????fffQ dHDddbzN ???????????????????????????fffQ dHDddbzN泥漿攪拌器設計 21 b —— 液 漿 寬度 D —— 大罐寬度 K—— 漿 型系數(shù) H—— 液 體深度 Z—— 葉片數(shù) eR —— 雷諾數(shù) udn fe ??? ?R (311) 式中： —表面粘度—? —密度—? 表 33 漿 葉系數(shù)： 漿型系數(shù) 平漿、平直葉開式 蝸 輪 平直葉圓盤 蝸 輪 后彎葉開啟 蝸 輪 K 以上公式的嚴格應用條件是： ① 集合尺寸的相對關系是： ?Df ?? fdb ?DC 式中， C為 漿 葉離罐底的距離。各種 漿 葉因其形狀、運轉形狀的不同而各具有不同的排出流量 。螺旋葉面有水平環(huán)流、徑向流和軸向流，其中軸向流最大。 蝸 輪式 (屬于 平葉和折葉 )、和推進式 (居于螺旋面葉 )葉輪。要解決液體的對流問題，不能單靠提高攪拌器轉速和循環(huán)流量。 表 33 攪拌器型式和適用條件 攪拌器型式 流動狀態(tài) 攪拌目的 攪拌器容積 轉速范圍r/min 對流循環(huán) 湍流擴散 剪切流 低粘度混合 分解 溶解 氣體吸收 蝸輪式 * * * * * * * 1~100 10~300 漿式 * * * * * 1~200 10~300 推進式 * * * * 1~1000 10~500 折葉開啟式蝸輪 * * * * 1~1000 10~300 泥漿攪拌器設計 19 攪拌葉輪形狀與流態(tài)的關系 固液 相攪拌過程問題復雜，因為既有固液兩相物性的不同，又存在著較大的密度差異。經過長期生產經驗的積累和試驗研究，各種類型葉輪尺寸的相對關系都已有一個大致的范圍，超過這些范圍設計出來的葉輪．無論外觀或性能都不會理想。 ⑤ 確定軸上圓角和倒角尺寸 ,參考文獻相關表有， 軸段倒角為 ?451? ,圓角半徑為5mm。確定 蝸 輪從 動 軸的 右端裝入， 蝸 輪的左端用軸肩定位，右端用套筒定位。 驗算有 ： NTF 551 2t 101962d2 ?????? 式中： 2T —— Ⅱ軸傳遞的扭矩，單位為 ?mmN ； tF —— 法向載荷在節(jié)點處沿圓周方向的分力，單位為 N ； 35tt ??????? FK AH? 計算知載荷合格。 選取使用系數(shù) AK = ； 由于轉速不高，沖擊不大，可取動載荷系數(shù) vK = ； 則 K = AK 通常用來制造密封填料的材料有纖維，金屬潤滑劑等，可根據(jù)具體情況來選擇。 西南石油大學畢業(yè)設計（論文） 10 在實際生產中使用最普遍的動密封有兩種，即填料密封 和機械密封。 20=28805760r/min，同時 綜合 考慮傳動設 計要求和價格等方面的因素，選用 YB2 原動機型號的選擇 選擇原動機時，應綜合考慮動力來源、價格、投資和維護管理費用等。設計的難點是傳動軸的密封問題、攪拌器功率的確定、攪拌器葉輪循環(huán)流量的計算等。 現(xiàn)存的問題 鉆井液攪拌器是一種專用攪拌器，一般情況下不能簡單地將化工、石油煉制、食品等工業(yè)中使用的攪拌器搬過來。針對攪拌器的研 究 ，經過近幾年的努力，從仿真測繪階段，發(fā)展到自己研發(fā)新結構，并研制出 升降可調，徑向與軸向同軸安裝；機身可搖擺的多種攪拌器。具體辦法是采用空心 蝸 輪軸傳遞扭矩。 漿 攪拌器的結構方案、主要零件設計計算和其強度計算。 關鍵詞： 固控系統(tǒng) ；鉆井液 攪拌器 泥漿攪拌器設計 3 西南石油大學畢業(yè)設計（論文） 4 設計目的及意義 此次畢業(yè)設計的內容是設計鉆井液攪拌器，內容涉及到攪拌器關鍵件的結構設計和理論計算，重點解決攪拌器軸封問題等。 國內外研究現(xiàn)狀分析 國外研究現(xiàn)狀分析 從 80 年代中期開始，美國、蘇聯(lián)、英國等一些西方國家建立了成熟的工藝 和科研隊伍，他們的固控設備性能良好、工作穩(wěn)定、壽命長，已實現(xiàn)設備類型的標準化、系列化和專用化。 技術路 線 綜合運用現(xiàn)代機械設計理論與方法、鉆井工程、水力學等多學科知識，采用理論分析、計算和計算機繪圖相結合的方法開展泥 漿 攪拌器的研究工作。 對應的解決方案 ① 可 運用 Bates 算圖 或 Rushton 算圖確定攪拌器功率。最后對設計好的零件進行強度校核。 此外它采用封閉自扇冷式，增強外殼的機械強度，并保證組成外殼的各零部件之間的各接合面上具有一定的間隙參數(shù)。 160M12 型 隔爆電機 型號 YB2機械的作用，如軸的偏轉或軸向跳動對填料材料 的選擇也有一定的影響。 蝸 輪采用 QT300，金屬模鑄造，為可節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵 HT400 制造。 hL = 5 年 ? 300（天 /年） ? 8（小時 /天） j —— 蝸 輪每轉一轉，每個輪齒嚙合的次數(shù) 。 泥漿攪拌器設計 15 根據(jù)設計要求選用 45 鋼 ，調制處理，硬度 170217HBS， B? =590MPa，a295MPS ?? 。軸承對稱安裝于 蝸 輪的兩側，其軸向用軸肩固定，周向用過盈配合固定。對于不變轉矩取? ? ? ? ?? ? b??? ，對于脈動循環(huán)轉矩取 ? ? ? ? ?? ? bb ??? ；對于對稱循環(huán)轉矩取 1?? 。同樣，它們相應的運行條件，介質粘度大致的流動狀態(tài)都有一定的推薦范圍，如 下 表 33所示： 目前國內外石油固控系統(tǒng)中，最常用的攪拌器有兩種，一種是開啟式 蝸 輪，一種是圓盤式 蝸 輪。如果固相顆粒密度較大，同相顆粒在液 相中的沉降速度較大，只有進行充分攪拌才能保持固相的懸浮狀態(tài)。此時可以通過加大葉輪自徑， 采用雙層葉輪來增大攪拌區(qū)域。平葉的運動方向與 漿 面垂直，當?shù)退龠\轉時，流體主要是水平環(huán)向流。在湍流狀態(tài)下．平葉 漿式攪拌軸附近將形成 一個西南石油大學畢業(yè)設計（論文） 20 旋 渦 ，中心液面向下，成漏斗狀，液體表面成回轉拋物面。這種循環(huán)流如圖所示。 西南石油大學畢業(yè)設計（論文） 22 圖 32 攪拌時罐內的液體流向 攪拌葉輪幾何尺 寸及層數(shù)計算 從攪拌器的功能可以知道， 漿 葉的大小不是任意決定的，它可以影響 漿 葉的排出流量，它可以影響動力系統(tǒng)，也就是可以影響向液體中輸入衡量的大小，說明 漿 葉的大小直徑可以影響攪拌過程的進行。 —— 液相懸浮力目的時．為攪起罐底固 相顆粒，一般 fd ／ D＝ — 0． 5。在低粘度時，當液面高 H＜ D(罐寬 )．只要一層 即可。較為合理 的方法是由攪拌 器目 的和形成的流態(tài)為依據(jù)來進行選擇的。很少再選用 漿 式和推進式。 b在計算時是已知數(shù)，由 公式： (315) = ? ? ??? ? 攪拌 軸的密封 攪拌器可靠的密封是一個重要的問題。由于填料中臺有潤滑刑，因此在攪拌軸上產生一層液膜，它既潤滑了攪拌軸，又能阻止設備中的潤滑油漏出來。整理得 蝸 輪齒面解除疲勞強度的校核公式為： ? ? 22212 z 48 0dm ????????? HKT ? (42) 式中： K 為載荷系數(shù)， K=1~ ，當載荷平穩(wěn)， sv ，七級以上精度s/m3? 取小值，否則取大值 。 攪拌器軸承型號選擇 軸承的作用是支承軸及軸上零件，保持軸的回轉精度，減少轉軸與支承之間的摩擦。 ③ 按工作時能否調心可分為調心軸承和非調心軸承。固定方式的選擇主要是根據(jù)零件所傳遞轉矩的大小和性質、輪轂與軸的對中精度要求、加工的難易程度等因素來進行的。 由于自己所學知識有限，而機械設計又是一門非常深奧的學科，設計中肯定存在許多的不足和需要改進的地方，希望老師指出，在以后的學習工作中去完善它們