【文章內容簡介】 （ 2） 攪拌軸的結構 常用實心或空心 直軸， 其結構型式根據(jù)軸 上 安裝的攪拌器類型、支 承 的結構和數(shù)量、以及 與 聯(lián)軸器的連接要求 而 定，還要考慮腐蝕等因素的影響。 連接槳式和 框 式攪拌器的軸頭較簡單， 因 用螺栓對夾，所以用光軸即可；連 接推進式和渦輪式攪拌器的軸頭需車削臺肩，開鍵槽，軸端還要車螺紋，如圖 2— 9所示。 較長的攪拌 軸， 為加 工 和安裝方便，常分段制造后再用聯(lián)軸器連接起來。安裝攪拌器的部分稱為攪拌軸或 下 軸，與減速機輸出軸相連的軸通常稱為傳動軸或 上 軸。與聯(lián)軸器 配合的軸頭結構，按聯(lián) 軸 器的要求而定。常用聯(lián) 軸 器的型式 及 尺寸見 有關機械設計手冊或本書附錄部分 。 （ 3） 攪拌軸 的 強度 計算 通常攪拌軸強度計算 與 軸結構設計同時進行，邊畫圖、邊計算、邊修改。 對攪拌軸來說，它承受扭轉和彎曲聯(lián)合作用，但是以扭轉為主，所以工程應用中常用近似的方法進行攪拌軸的 強度計算。這種方法假定軸只承受扭矩作用，然后用增加安全系數(shù)也降低材料的許用應力的方法彌補由于忽略彎曲作用而引起的誤差。軸承受扭轉時的強度條件是 ： ? ? ? ?m a x 26tTW???? 　 　 　 　 　 　 　 　 　 － 式中 max? ─ 截面上的最大剪應力， MPa； T ─軸傳遞的扭矩， Nmm ； tW ─抗扭截面模量， 3mm ??? ─ 降低后的扭轉許用剪應力， MPa。其數(shù)值可參考下表： 13 表 2－ 5 幾種材料的 ??? 值 材料 Q235－ A 35 45 40Cr（調質） 1Cr18Ni9Ti ??? 12～ 20 20～ 30 30～ 40 40～ 52 15～ 25 而 ? ? ? ?9 5 5 0 2 7NT N mn??　 　 　 　 　 　 　 　 　 對實心軸 ? ?3 2 816t dWd??? 　 　 　 　 　 　 　 　 　 － 故攪拌軸直徑 d為： ? ? ? ?3 9550 290 .2 Pd n ???　 　 　 　 　 　 　 　 （ 4）攪拌軸的剛度計算 對于受扭轉的圓軸來說， 除了需要滿足強度條件外，有時還需滿足剛度方面的要求，否則將不能正常地工作。例如機器中的軸受扭時若產生過大的變形，就會影響機器的精密度，或者使機器在運轉中產生較大的振動。因此，對某些軸的扭轉變形也要加以一定的限制，通常要求軸在單位長度上的扭轉角不能超過某一規(guī)定的許用值。 圓軸扭轉的剛度條件就是限制軸在單位長度上的扭轉角 ? 不得超過規(guī)定的許用值 ??? ，即 ? ?m a xm a x 180pTGI???? ? ? （ 210） 式中， ??? ─ 單位長度許用扭轉角，根據(jù)載荷性質和工作條件等因素決定，可從有關規(guī)范和手冊中查到。一般情況下，?。? 精密機器的軸 ??? =（ 176。 ～ 176。 ） /m 一般傳動軸 ??? =（ 176?！?176。） /m 較低精度的軸 ??? =（ 2176?！?4176。） /m 則由剛度條件得： ? ?m ax4 32 180Td G? ? ??? （ 211） 最后， 取強度計算和剛度計算的大值作為軸的直徑，并 把確定的直徑尺寸按表 2－ 6圓整到攪拌軸的標準直徑系列。 14 表 2－ 6 攪拌軸的標準直徑系列 軸頸 裝滾動軸承：末位數(shù)為 0或 5 裝滑動軸承： 20， 22， 25， 28， 30， 35， 38， 40，遞增 5→ 110 軸頭 裝夾殼聯(lián)軸器、攪 拌器、填料箱： 20， 40， 50， 65， 80， 95， 110 （ 5） 攪拌軸的支承 一 般攪拌軸可 以 靠減速器內的一對軸承支承。當攪拌軸較長時，軸的剛度 條件變壞。為保證攪拌軸懸臂穩(wěn)定 性 ，軸的懸臂 長 L軸徑 d和 兩軸承間距 B(見圖 （ 2－ 10)應滿足 下 列關系： ? ?11/ 4 5 / 4 0 5 0 2 1 2L B L d??； 　 　 　 　 　 　 　 　 － 若 軸封處能起支 承 作用，式 (2— 12)中 B 算至軸封處，當 d 的 裕量 較大 和 軸轉速較低時 ， L1／ B及 L1／ d 取偏大 值 ，否則取偏小值。 當不滿足式 (2— 12)要求時，可增大 d、 B，或增設 中 間軸承或底軸承 (圖 2— 11)。但因釜內軸承工作條件差、檢修也困難，因此 一 般條件下不主張在釜內設置軸承。 反應釜的傳動裝置 反 應 釜的攪拌器是 由 傳動裝置來帶動。傳動裝置通常設置 在 釜 頂 封 頭的 上 部。如 圖 2— 12所示。反應釜傳動裝 置 的設計內容一般包括：電機、減速機的選型；選擇聯(lián)軸器；選用和設計機架 和 底座等。 常用電機及其連接尺寸 15 攪拌設備選用電動機的問題 ，主 要是確定系列、功率、轉速以及安裝形式 和 防爆要求等 幾 項內容。 最 常用的為 Y 系列全封閉 自扇 冷式三相 異 步電動機；當有防爆要求時， 可 選用 YB系列。 Y 系列三相異步電動機主要技術數(shù)據(jù)見附 錄部分。 釜用減速機類型、標準及 其 選用 反應釜用的立式減速機，主要的類型有諧波減速機、擺線針輪行星減速機、二級齒輪減速機和 v帶傳動減速 機 ，它們大多有標準。此外還有蝸桿傳動減速機，因它的傳動效率低，只能單向傳動等缺點，逐漸被擺線針輪行星減速機代替。四種標準減速機的功率、轉速、范圍、類型代號、 特 性參數(shù)見表 2— 7。減速機的基本特性見表 2— 8。 表 2－ 7 標準減速機的功率、轉速范圍、類型代號及特性參數(shù) 序號 標準號 減速機類型 轉速范圍 r/min 電機功率 范圍 KW 類型代號 特性參數(shù) 1 2 3 4 HG5－ 744－ 78 HG5－ 745－ 78 HG5－ 746－ 78 HG5－ 747－ 78 諧波減速機 擺線針輪行星減速機 二級齒輪減速機 V帶傳動減速機 4～ 16 16～ 160 125～ 250 320～ 500 ～ 13 ～ 30 ～ 30 ～ XB BLD LC P 柔輪分度圓直徑 電機功率、機型號、減速比 中心距 三角皮帶型號及根數(shù) 表 2－ 8 釜用立式減速機的基本特性 特性 減 速 機 類 型 擺線針輪行星減速機 二級齒輪減速機 三角皮 帶減速機 諧波減速機 減速比范圍 輸出軸轉速范圍， r/min 功率范圍， KW 效率 87～ 9 16～ 160 ～ 30 ≥ ～ 125～ 250 ～ 30 ≥ ～ 320～ 500 ～ 359～ 90 4～ 16 ～ 13 標定符號 BLD 型號代號－機型號－減速比－軸頭型式 LC 中心距－順序號，輸出軸結構Ⅰ或Ⅱ P三角皮帶型號、三角皮帶根數(shù)－順序號 XB 分度圓公稱直徑－順序號 標準圖號 HG5－ 745－ 78 HG5－ 746－ 78 HG5－ 747－ 78 HG5－ 744－ 78 釜用減速機的選 擇 往往通過類比方法進行，計算分析所得數(shù)據(jù)可作選型參考。選擇前一般 已 知的條件是：攪拌所需轉速及攪拌軸功率 （ 或所配 電 機功率 )和工況的 特 殊要求等。在 無使用經(jīng)驗條件下，可參 考表 2— 9 進 行 初 選，然后 再 根據(jù)現(xiàn)場條件類比確定。 減速機的選擇必須根據(jù) 工 作要求、攪拌軸是否連續(xù)運轉、經(jīng)濟性和使用廠的維修能力等幾方面進行綜合考慮，并應參照以下原則 ： (1)首先根據(jù)反應釜攪拌傳動所需要的電機功率、攪拌軸轉速 (即減速機輸出 軸 轉速 )， 然后再根據(jù)其他具體條件綜合考慮，類比確定 較適用的減速機。 (2)考慮的其他具體條件有：對減速機有無防爆要求；是 單 向還是雙向傳動；是連續(xù)還是間歇傳動等，同時還要考慮維修條件對減速機空間位置的要求。 (3)當選 擇 減速機后得到的輸出轉速與攪拌轉速不完全一致時 ， 在保證攪拌功率的條件下 ， 可允許選擇轉速比要求轉速稍低一些， 但 不能偏 高 ，以免增大所需攪拌功 率 。 16 17 例如：已知一 立 式反應釜，其攪拌 軸 轉速為 n＝ 100r／ min，功率為 P＝ ，試對減速機進行選型。 解：據(jù)已知條件，確定該攪拌的公稱輸出軸轉速為 n＝ 100r／ min，配電機功率為 P＝， 查 表 2— 9，可選 BLD 擺線針輪行 星 減速機，其型號尺寸從 HG5－ 746— 78標準 中 查得為 ALC l00— 71。 凸緣法蘭 凸緣法蘭一般焊接于攪拌容器封頭上，用于連接攪拌傳動裝置，也可兼作安裝、維修、檢查用孔。凸緣法蘭分整體和襯里兩種結構型式，密封面分突面（ R）和凹面 （ M）兩種。其中 R型突面凸緣法蘭見附圖 4， M型凹面凸緣法蘭見附圖 5，尺寸見附表 6。凸緣法蘭結構詳圖見附圖 6。 安裝底蓋 安裝底蓋采用螺等緊固件，上與機架連接，下與凸緣法蘭連接（見圖 2－ 13），是整個攪拌傳動裝置與容器連接 的主要連接件。 安裝底蓋的常用型式為 RS和 LRS 型（見附圖 7），其他結構（整體或襯里）、密封面形式（突面或凹面）以及傳動軸的安裝形式（上裝或下裝），按 HG21565－ 95選取。 安裝底蓋的公稱直徑與凸緣法蘭相同。形式選取時應注意與凸緣法蘭的密封面配合（突面配突面，凸面配凸面）。安裝底蓋的主要尺寸見附表 7和附表 8。 機架 機 架 是安放減速 機 用的，它 與 減速機底座尺寸應匹配。 V 帶減速機自帶機架，選用其他 類型標準釜用減速機按標準選配機架。標準機架有三種。 （ 1） 無支點機架 常用的無支點機架見附圖 8， 其主要尺 寸 見附表 9。 無支點機架的選用條件： ① 電動機或減速機具備兩個支點，并經(jīng)核算確認軸承能夠承受由攪拌抽傳遞而帶來的18 徑向和軸向載荷者； ② 電動機或減速機有一個支點，但釜內沒有底軸承、中間軸承或 軸 封本體設有可以作為支點的軸承，上 下 組成一對 軸 支 承 者。 無支點機架 一 般僅適用于傳遞小功率和小的軸向載荷的條件。減速器輸出軸聯(lián) 軸 器形式為夾殼式聯(lián)軸器或剛性 凸 緣聯(lián)軸器。 （ 2） 單支 點 機架 標淮的單支點機架見附圖 9，其主要尺寸見附表 10。 單支點機架的選用條件： ① 電動機或減速機有一個支點，經(jīng)核算可承受攪拌軸的載荷； ② 攪拌容器內設置 底軸承，作為一個支點； ③ 軸 封本體設有可以作為支點的軸承； ④ 在攪拌容器內、軸中部設有導向軸承，可以作為一個支點者。 當按上述條件選用單支點機架時，減速器輸出軸與攪拌器之間采用彈性聯(lián)軸器連接；當不具備上述條件而選用單支點機架時，減速器輸出 軸 與攪拌器之間采用剛性聯(lián)軸器連接。 （ 3） 雙支點機架 在不 宜 采用單支點機 架 或無支點機架時，可選用雙支點機架，但減速器輸出軸與攪拌器之間必須采用彈件聯(lián) 軸 器連接。標準的雙支點機架見附圖 10，其 主 要尺寸見附表 11。選用雙支點機架時必須考慮由于機架內有兩個支承點的 關系，機架高度相應增大。 聯(lián)軸器 電機或減速機輸出軸與傳動軸之間及傳動軸與攪拌軸之間的連接 ， 都是通過聯(lián)軸器連接的。常 用 的聯(lián)軸器有彈 性 塊式聯(lián)軸器、剛件凸緣聯(lián)軸器、夾 殼 聯(lián)軸器和緊箍夾殼聯(lián)軸器等。彈 性 塊式聯(lián)軸器 主 要型式見附圖 11，主要尺寸見附表 12；剛件凸緣聯(lián)軸器 主 要型式見附圖 12， 主要尺寸見附 表 13；夾殼聯(lián)軸器主要型式見附圖 13，主要尺寸見附表 14；緊箍夾殼聯(lián)軸器主要型式見附圖 14，主要尺寸見附表 15。 反應釜的軸封裝置 軸封是攪拌設備的一個重要 組 成部分。其任務是保 證 攪拌設備內處 于 一定的 正壓和真空狀態(tài)以及防止反 應 物料 逸 出和雜質的滲入。鑒于攪拌設備以 立式容 器中心頂插式攪拌為主 ， 很少 滿 釜操作，軸封的對象 主 要為氣體；而且攪拌設備 由 于反應工況復雜，軸的偏擺振動 大 ，運轉穩(wěn)定 性 差等 特 點 ， 故不是所有形式的軸封都能用于攪拌設備上 。 反應釜攪拌軸處的密封，屬于動密封，常用的有填料密封和機械密封兩種形式 ，它們都 有標準，設 計 時 可 根據(jù)要求 直 接選用。 填 料 密封 填料密封是攪 拌 設備最早采用的一種軸封結構，如 圖 214 所示 。它的基本結構是 由填料、填料箱、 壓 蓋、 壓 緊螺栓及油杯等組成。 因 其結構簡單、易于制造，在 攪拌設備 上曾得到 廣 泛應用。一般用 于 常壓、低壓、低轉速及允許定期維護的攪拌設備。 當采用填料密封時，應優(yōu)先選用標準填料箱。標 準 填料箱中， HG 21537． 7— 92 為碳19 鋼填料箱， HG21537． 8— 92 為不銹鋼填料箱，標準填料箱結構形式見附圖 15，明細表見附表 16， 主 要尺寸見附表 17。均分為 、 檔 規(guī)格。 為五個填料 環(huán) ， 為七個填料環(huán)。 填料箱密封的選 用 還應注意以 下 幾方面： （ 1） 當填料箱的結構和 填 料的材料選擇合 理 ，并有良好潤滑和冷卻條件時 ，可用于較高的工 作壓 力、溫度和轉速條件下； （ 2） 當填料無冷卻、潤滑