【正文】 攪拌器的軸密封問題而導(dǎo)致漏油現(xiàn)象，攪拌器功率過大造成浪費(fèi)問題及勞動(dòng)強(qiáng)度大不能保證攪拌器葉輪的扭矩等問題 ， 在收集分析國(guó)內(nèi)外有關(guān)動(dòng)力鉗的設(shè)計(jì)、分析、計(jì)算、使用等資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)內(nèi)目前在用的泥 漿 攪拌器存在的一些問題，開展了 。國(guó)外特別重視固控系統(tǒng) 設(shè)備 的優(yōu)化配置和整個(gè)固控系統(tǒng)的效率評(píng)價(jià)，并為此開發(fā)了鉆井液固相控制專家 系統(tǒng)。 ③ 采用開啟式 蝸 輪式葉輪，保證攪拌的強(qiáng)度。 i1 ② 所選材料能夠耐 設(shè)備內(nèi)介質(zhì)及潤(rùn)滑劑的浸泡和腐蝕，且不含被戒指和潤(rùn)滑劑所溶脹及削弱的其他物質(zhì)。 查表得基本需用應(yīng)接觸力 ? ?H? 1 = 268 paM 計(jì)算許用接觸力 ： ? ?H? = ? ?H? 1 HNK = 268 ? = paM ⑥ 計(jì)算中心距 325 ?????? ????? 。外伸軸的最小直徑 1d =60mm； 考慮到要對(duì)安裝在軸段 ① 上的聯(lián)軸器進(jìn)行定位 ，軸段 ② 上應(yīng)有軸肩，同時(shí)能很順利地在軸段 ② 上安裝軸承，軸段② 必須滿足 蝸 輪的連接，取 mmd 284? 。在圓盤葉片中，最常用的是平直片、折葉片和后彎葉片。其基本影響因素是葉輪的形狀與運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)。這個(gè)區(qū)域內(nèi)液體沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)．所以混合、懸浮很不好。液 漿 的大小一般為漿 徑的大?。ㄋ^ 漿 徑是指 漿 葉回轉(zhuǎn)時(shí)前端軌跡的直徑）和 漿 葉的寬度來衡量。有時(shí)為了提向攪動(dòng)的循環(huán)強(qiáng)度，也有上層使用軸向流 葉輪的 ，下層漿徑向型葉輪的 。 在圓盤 蝸 輪式中，平直片，折葉片和后彎葉片都有采用。為使攪拌器連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)所需的功率就是攪拌器功率，為使攪拌過程以最佳方式完成的功率為攪拌作業(yè)功率，前者是物理量的函數(shù)，后者是工藝特性所決定的。 滾動(dòng)軸承具有摩擦阻力小、啟動(dòng)靈敏、效率高、回轉(zhuǎn)精度高、潤(rùn)滑簡(jiǎn)便和裝拆方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)器和機(jī)構(gòu)中。鍵已 標(biāo)準(zhǔn)化。 泥漿攪拌器設(shè)計(jì) 35 參考文獻(xiàn) ［ 1］ 龔偉安 ．鉆井液固控系統(tǒng)及設(shè)備．石油工業(yè)出版社： 1995 ［ 2］ 華東石油學(xué)院礦機(jī)教研室編．石油鉆采機(jī)械．石油工業(yè)出版社： 1980 ［ 3］ 胡國(guó)楨，石流主編．化工密封技術(shù)．化學(xué)工業(yè)出版社： 2022 ［ 4］ 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) ［ 5］ 陳立德，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，高等教育出版社（第三版） ［ 6］ 鄭志祥，機(jī)械零件，北京：高等教育出版社， 1989 ［ 7］ 姜柳林，機(jī)械 CAD基礎(chǔ)實(shí)踐，北 京：高等教育出版社， 1998 ［ 8］ 吳宗澤，機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2022 ［ 9］ 徐錦康，機(jī)械原理，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1994 ［ 10］ 張定華，工程力學(xué) 鍵的強(qiáng)度校核 常見的軸轂連接有鍵連接、花鍵連接等。 表 411 蝸 輪的齒形系 數(shù)： 2z 30 35 40 45 50 2Y 蝸 輪 材料 的基本使用彎曲應(yīng)力 ? ??F? （ 610?N ） aMP 圖表 412 如下所示 ： 蝸 輪材料 鑄造方法 與硬度 ? 45HRC 的蝸桿相配時(shí) 硬度 ? 45HRC，并經(jīng)磨光的蝸桿相配 鑄錫磷青銅 砂模鑄造 46（ 32） 58（ 40） 金屬模鑄造 58（ 42） 73（ 52） 鑄錫鋅鉛青銅 砂模鑄造 32（ 24） 40（ 30） 金屬模鑄造 41（ 32） 51（ 40） 鑄鋁鐵青銅 砂模鑄造 112（ 91） 140（ 116） 灰鑄鐵 砂模鑄造 40 50 注：表中括號(hào)內(nèi)的值系用于雙向傳動(dòng)的場(chǎng)合 驗(yàn)算傳動(dòng)效率 蝸桿分度圓速度為 泥漿攪拌器設(shè)計(jì) 29 21nni? (45) s/ 602071100060 ndv 111 ?????? ?? smvv s / os os 1 ??? ?? 查表得 ?? , ???? svf ? ~) a n( )~( ???? 與原估計(jì) 相似。 ② 填料密封 填料密封是一種早期轉(zhuǎn)軸密封結(jié)構(gòu)，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單．在攪拌器中時(shí)有采用。采用折葉 漿 、折葉開啟 蝸 輪、推進(jìn)式都 有軸向流，所以可以不用擋板。在 蝸 輪式液 — 液攪拌中，當(dāng) fd ／D＝ 1/3時(shí)， Z＝ 4， 漿 寬 b＝ (0． 05— 0． 1)D。 ② 罐內(nèi)為湍 流流態(tài)。 出以上分析得知，鉆井液攪拌諾的葉輪 按排液方向可分為徑向流和軸流型兩種：螺旋由 漿 葉屬于軸向流型，而折葉式 漿 葉則處于二者之間，但更接近軸向流型。 因?yàn)樵诟哒扯认聰嚢枞~輪排出流量甚少。同樣，它們相應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件、介質(zhì)粘度大致的流動(dòng)狀態(tài)都已有 — 定的推薦范圍。這樣 蝸 輪在軸上的軸向位置被完全確定。 ?K 鉆井液攪拌器的軸屬于低轉(zhuǎn)速，低壓力，較適用的仍然是填料密封，因?yàn)樘盍厦芊饩哂薪Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于維修，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。 根據(jù)工作條件選用 YB 系列隔爆型異步電動(dòng)機(jī)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)攪拌器應(yīng)注意： ① 生產(chǎn)實(shí)踐中攪拌器功率不足易于覺察，而攪拌器功率過大造成浪費(fèi)的問題則易忽略 ② 攪拌軸的密封問題，易產(chǎn)生漏油現(xiàn)象。在空心 蝸 輪軸中設(shè)有螺桿，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪和螺母使螺桿升降，帶動(dòng)葉輪升降，能使攪拌器的葉輪調(diào)整到需要的高度有效的避免了循環(huán)灌中沉淀物埋沒葉輪；還可以通過調(diào)整葉輪的高度使攪拌器充分發(fā)揮攪拌作用。 總之， 通過對(duì)國(guó)內(nèi)外固控系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)了國(guó)內(nèi)外先進(jìn)攪拌器的優(yōu)點(diǎn)及現(xiàn)存的缺點(diǎn)；通過開展鉆井液攪拌器設(shè)計(jì)工作，為研制新產(chǎn)品，提 高攪拌器的綜合性能提供理論依據(jù)和方法，最終設(shè)計(jì)出了結(jié)構(gòu)合理、工作安全的鉆井液攪拌器，以達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求。 其中，生產(chǎn)攪拌器的廠家主要有： 滄州華滄石油機(jī)械廠、華北石油管理局第一機(jī)械廠、滄州中油固控設(shè)備有限公 司、 山東省淄博市博山防爆電器廠等 。 在確定好傳動(dòng)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)后，進(jìn)行攪拌器主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算，如蝸桿傳動(dòng)、攪拌軸、空心 蝸 輪、葉輪等。其各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)如下表 23： 表 23 YB2 選擇材料 考慮到蝸桿傳動(dòng)的功率不大，速度只是中等，故蝸桿傳動(dòng)采用 40Cr；因希望效率高些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為 55HRC。由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞度，故采用碳鋼制造軸尤其廣泛，其中最常用的是 45鋼 。通常彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)變化應(yīng)力，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力隨工作情況變化而變化。如果固相顆粒密度很小，濃度不大．密度與液體十分接近，則此 時(shí)可將固相看作是液相的一部分。為 40~70? ，舊 漿 而端部?jī)x為 l 7? 左右。軸流型排出軸向流，對(duì)周圍液體也有吸引挾帶作用。蝸 輪式取 df ／ D＝ — 。 最高攪拌速度可達(dá) 600rPm 攪拌器葉輪型式的選擇 由于同一型式的攪 拌器可達(dá)到幾種目的，因此多數(shù)情況下是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣來選樣。 液體產(chǎn)生 的最大阻力彎矩 在葉片根部，其值為： mm2870460 . ??? ??? N 式中 ： Z—— 葉片數(shù) 斷面的抗壓模數(shù)： W 6b 2??? (313) 式中： b—— 漿 葉寬 ,cm —槳葉厚—? ， cm 于是，計(jì)算應(yīng)力為： ? ??? ?? WMm a xm a x (314) ZNZNM ???? ??? n974 00n2 60102 00 jjm a x ?泥漿攪拌器設(shè)計(jì) 25 式中， ??? 為許用應(yīng)力。以赫茲公式為基礎(chǔ)，按節(jié)點(diǎn)處的嚙合條件計(jì)算齒 面的接觸應(yīng)力，則其校核公式為： ? ?HH KTKT ?? ???212212 zmd480dd480 (41) 上式適用于鋼制蝸桿對(duì)青銅鑄鐵或鑄鐵 蝸 輪。在外輪廓尺寸相同的條件下，滾子西南石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 軸承比球軸承的承載能力和耐沖擊能力都好，但球軸承摩擦小，高速性好。 這次設(shè)計(jì)貫穿了所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，綜合運(yùn)用了各科專業(yè)知識(shí)，從中使我學(xué)習(xí)了很多平時(shí)在課本中未學(xué)到的或未深入的內(nèi)容 .我相信這次設(shè)計(jì)對(duì)以后的工作學(xué)習(xí)都會(huì)有很大的幫助 .。 西南石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 致 謝 兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作已接近尾聲，在這期間我遇到了許多難題、困難，最終在老師的幫助下完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。 ④ 按運(yùn)動(dòng)方式可分為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軸承和直線運(yùn)動(dòng)軸承。2T 為 蝸 輪轉(zhuǎn)矩，單位為 N由于攪拌軸密封引起的漏油，不但浪費(fèi)油料，而且污染了鉆井液。 適合固 — 液 懸浮的 漿 型有 蝸 輪式和推進(jìn)式以及 漿 式兩 種。 — 液乳化效果，提高剪切力，可增加轉(zhuǎn)速，減少 漿 徑，一般 fd ／ D為1／ 16— 1／ 10。圖中 漿 葉排出量 為 dQ ． 吸引挾帶量力 tQ ， 總的循 環(huán)流量為 Qc。增大轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，液體的徑向流動(dòng)逐漸增大。從理論上講，只要攪拌液的上升速度大于固相沉降速度，就可使固體顆粒懸浮起來。 ? ? ? ? mmNM e ???????? 72527 ⑦ 確定危險(xiǎn)截面及校核強(qiáng)度 西南石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 MP aMP adWM 327ee ????? 查表得 ? ? ? ?b1e1 ,60 ??? ??? 滿足M P ab 的條件，故設(shè)計(jì)的軸有足夠強(qiáng)度 。 初選最小軸徑 KWPP ????? ? 計(jì)算公式 ： 3 1min 0 1pdAn? (33) 式中 ： 1n —— 軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速，單位為 r/min； 1P — — 軸Ⅰ傳遞的功率，單位為 kW； 0A — — 由軸的許用應(yīng)力所確定的系數(shù)。 確定主要參數(shù) 跟據(jù)蝸桿 蝸 輪推薦值表有， 傳動(dòng)比 i2=20, 取 蝸桿的頭數(shù) Z1=2，則 蝸 輪齒數(shù)Z2=i2?Z1 =