【文章內(nèi)容簡介】 弧半徑可取槳徑的 。 3823機械密封反應釜 的設(shè)計 13 查 HGT ~122022,選取攪拌器參數(shù)如下表 JD d 2d 1D 1d od ? 1? 550 80 120 370 10M 10M 5 6 B 1h 2h L b t M G 110 120 40 137 22 2526 由前面的計算可知 iHD? ，則設(shè)置兩層攪拌器。 為防止底部有沉淀，將底層葉輪放置低些，離底層高度為 530mm ，上層葉輪高度離液面 2JD 的深度，即 1716mm 。則兩個攪拌器間距為 1000mm ，該值大于也輪直徑，故符合要求。 擋板 擋板是一種常用的攪拌附件之一 ,擋板一般是指長條形的豎向固定在罐底上板，主要是在湍流狀態(tài)時，為了消除罐中央的“圓柱狀回轉(zhuǎn)區(qū)”而增設(shè)的。 罐內(nèi)徑為 2600mm ，選擇 4 塊豎式擋板，且沿罐壁周圍均勻分布地直立安裝。 第四章 .傳動裝置的選型 南通職業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計 14 反應釜傳動裝置結(jié)構(gòu)如圖 24 所示。 圖 傳動裝置示意圖 電動機的選型 反應釜用的電動機絕大部與減速機 配套使用，只在攪拌轉(zhuǎn)速很高時，才見到電動機不經(jīng)減速而直接驅(qū)動攪拌軸。因此電動機的選用一般應予減速機的選用互相配合考慮。很多場合下，電動機與減速器一并配套供應，設(shè)計時可根據(jù)選定的減速機選用配機械密封反應釜 的設(shè)計 15 套的電動機。 反應釜傳動裝置上的電動機選用問題，主要是確定系列、功率、轉(zhuǎn)速以及安裝適合防爆要求等幾項內(nèi)容。 電動機的功率主要根據(jù)攪拌所需的功率及傳動裝置的傳動效率等而定。攪拌所需的功率一般有工藝要求提出，通常以考慮到物料攪拌器啟動時的需要，但根據(jù)化工計算所的得攪拌軸計算功率有時與實際情況出入較大，還需參考一下相近 攪拌情況下所需的功率。 `傳動效率根據(jù)所選減速裝置的類型不同而不同，其數(shù)值可在減速機技術(shù)特性表或其他有關(guān)資料中茶到。此外上應考慮攪拌軸通過軸封裝置是因摩擦而損耗的功率等因素。因此反應釜攪拌所需電動機的功率 P可由下式表示： 式中： aN — 電機功率， kw ； 39。N— 攪拌器功率， kw ； mN — 軸密 封系統(tǒng)的損失， kw ； ?— 傳動系統(tǒng)的機械效率。 密封系統(tǒng)的摩擦造成的功率損失因密封系統(tǒng)的機構(gòu)而異，填料密封的功率損失較大，機械密封則較小。作為粗略的估算，填料箱密封的功率損失約為攪拌器功率的10%或至少為 。機械密封的功率一般為填料密封的 30%。傳動系統(tǒng)的效率也和其結(jié)構(gòu)有關(guān)，一般為 ～ 。 密封裝置中以填料密封損失為主，則 mN ≈ ? ≈ kw 。 在本傳動裝置中設(shè)有兩個軸承（一個滾動軸承和一個滑動軸承），一個減速機，選用擺線針輪行星減速機。 查閱文獻可得：滾動軸承的效率約 ～ ，滑動軸承效率約為 ～ 。 擺線針輪行星減速機的效率約為： ～ 。 所以傳動系統(tǒng)的機械效率 ? =? ? =。 電機功率 反應釜常用的電動機系列有： Y、 YB、 YF、 YXJ等幾種。 根據(jù)以上數(shù)值選取電動機： Y160L8 減速機選型 39。 ma NNN ???1 .5 2 4 .5 6 7 7 .4 50 .9 5se PPP k w?? ?? ? ?南通職業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計 16 攪拌軸的轉(zhuǎn)速為 120r/min 據(jù)此選用擺線針輪行星減速機。 選擇擺線針輪減速機，此減速機減速比大；結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕；效率較高；運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，過載能力較大，承受沖擊和振動的性能較好；工作可靠、壽命長；對外界的條件的要求不高， 可以正、反兩向運轉(zhuǎn)。同時選擇直聯(lián)式，可以提高對中度，減小安裝空間。 傳動比為 87～ 9；輸出軸轉(zhuǎn)速為 17～ 160r/min ；輸入功率 ～55KW ； 傳動效率 ～ ；傳動原理：利用少齒差內(nèi)嚙合行星傳動。 主要特點：本機為利用少齒差內(nèi)嚙合行星傳動的減速裝置，故減速比大，傳動效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，裝卸方便，壽命長，承載能力高，工作平穩(wěn)，重量輕，體積小，故障小，有取代渦輪減速機的趨向。根據(jù)功率、轉(zhuǎn)速來選擇減速機，參考《 過程裝備設(shè)計》表 816和機械設(shè)計手冊》表 163160選用 ，其傳動效率為 ?? 機架的選取 攪 拌設(shè)備傳動裝置是通過機架安裝在攪拌設(shè)備封頭上的，在機架上一般還需要有容納聯(lián)軸器、軸封裝置等部件及安裝操作所需的空間。有時機座中間還要安裝中間軸承裝置，以改善攪拌軸的支撐條件。 由于反應釜傳來的軸向力不大，由文獻 [19]選用單支點的 B 型支架。查閱文獻 [19]可知容器公稱直徑為 1600mm 的適用機架選用公稱直徑為 250mm 。 而軸徑范圍為 5070mm 。在這里軸徑為 55mm 。所以機架標記如下：機架 B 25055。 機械密封反應釜 的設(shè)計 17 4 圖 聯(lián)軸器 聯(lián)軸器的作用是將兩個獨立設(shè)備的軸牢固地聯(lián)接在一起，以傳遞運動和功率。聯(lián)軸器除了將兩軸連在一起外，為確保傳動質(zhì)量，要求被連接的軸要安裝在同一軸心線上。另一方面，要求傳動中的一方工作如有振動、 沖擊，盡量不要傳給另一方。為此，在聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)上，要采用一定的形式加以解決。所以聯(lián)軸器隨不同的連接要求有不同的結(jié)果。根據(jù)對各種相對位移有無補償能力（即能否在發(fā)生相對位移條件下保持聯(lián)接的功能），聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器（無補償能力）和撓性聯(lián)軸器（有補償能力）兩大類。剛性聯(lián)軸器有套筒式、夾殼式和凸緣式等；撓性聯(lián)軸器又可分為無彈性元件撓性聯(lián)軸器和有彈性元件撓性聯(lián)軸器兩個類別。 根據(jù)傳遞載荷的大小，軸轉(zhuǎn)速的高低，被聯(lián)接兩部件的安裝精度等參考各類聯(lián)軸器的特性，選擇一種合用的聯(lián)軸器類型。具體選擇時要考慮以下幾點： a 所 需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小和性質(zhì)以及對緩沖減振功能的要求。 b 聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力大小。對于告訴傳動軸，應選用平衡精度高的聯(lián)軸器，而不宜選用存在偏心的滑塊聯(lián)軸器等。 c 兩軸相對位移的大小和方向。當安裝調(diào)整后，難以保持兩軸嚴格精確對中，或工作過程中兩軸將產(chǎn)生較大的附加相對位移時，應選用撓性聯(lián)軸器。 d 聯(lián)軸器的可靠性和工作環(huán)境。 南通職業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計 18 e 聯(lián)軸器的制造、安裝、維護和成本。在滿足使用性能的前提下，應選用拆裝方便、維護簡單、成本低的聯(lián)軸器。 聯(lián)軸器的選擇包括類型和尺寸的選擇。首先根據(jù)工作條件，如軸的同心條件、 載荷條件、速度條件、安裝維修和使用條件來選擇類型；然后根據(jù)傳遞的轉(zhuǎn)矩、軸徑和轉(zhuǎn)速直接從有關(guān)手冊中查取。對于立式攪拌器聯(lián)軸器，需視攪拌軸的支撐情況合理選用。當減速器輸出軸有牢固的支承，而攪拌軸本身沒有任何支承并設(shè)計成懸臂狀態(tài)時，必須選用剛性聯(lián)軸器，并注意要有牢固的軸向固定結(jié)構(gòu)，以保證兩軸連接可靠、同心，避免震動。如果軸較長，則應有自己牢固的支承，如在上端配備兩個軸承成外伸狀態(tài)；或兩個軸承組成兩支點的支承，只有在這種情況下，攪拌軸同減速器的輸出軸才可采用撓性連接軸。 攪拌功率是指攪拌器以一定的轉(zhuǎn)速進行攪拌 時，對液體做功并使之發(fā)生流動所需的功率，雷諾數(shù) 式中， d為攪拌器直徑， m； ? 為粘度， Pa s。N為轉(zhuǎn)速 查《過程設(shè)備設(shè)計》圖 827功率曲線 2，得到 4PN? 按照《過程設(shè)備設(shè)計》式82計算攪拌功率得 35 N n d kw??? 221 3 8 0 3 . 5 0 . 5 4312500 . 0 0 2 4e ndR ? ? ??? ? ?機械密封反應釜 的設(shè)計 19 聯(lián)軸器的選型 根據(jù)工作情況可選擇凸緣聯(lián)軸器。特點是剛性好，傳遞轉(zhuǎn)矩大，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，維護簡便。 根據(jù)軸徑選用聯(lián)軸器 型號 :YL11； 額定轉(zhuǎn)矩 Tn： 1000； 許用轉(zhuǎn)速 [n]:4300； 軸孔直徑 d:55 ； 軸孔長度 Y型 L:112 J\J1型 84； D:180； D1:150； 螺栓： 8(4)； 螺栓直徑： M12； Lo:Y型 289 J J1 型 173； 重 量： ； 轉(zhuǎn)動慣量： 。 標記： YL11凸緣聯(lián)軸器 主動端： J型軸孔、 A型鍵槽， d=50， L=112 從動端： J1型軸孔、 B型鍵槽， d=50， L=84 YL11聯(lián)軸器 J50 112/ J1B50 84 GB584386 南通職業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計 20 圖 聯(lián) 軸器 聯(lián)軸器制造要求： 1）聯(lián)軸器質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量是按材料為鑄鐵（括號內(nèi)為鑄鋼），最小軸孔、最大軸伸長度的近似計算值。 2）聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)速是按材料為鑄鐵，許用線速度為 30m/s ，鋼許用線速度為50m/s 的近似計算值。 3）螺栓欄中括號內(nèi)為鉸制用螺栓。 4）使用凸緣聯(lián)軸器應具有安全防護裝置。 攪拌軸功率的計算 攪拌軸一般要用聯(lián)軸節(jié)與減速機相聯(lián)，傳遞來自電動機的動力。攪拌軸需穿過封頭，為保證攪拌反應器筒體空 間的密閉，要采用密閉裝置及軸封。 攪拌軸在滿足強度計算要求的同時也要滿足對軸的撓度要求。軸的撓度對攪拌軸的壽命有很大影響，特別是采用密封裝置時，與軸封的性能直接相關(guān)。因此在設(shè)計中要盡量減少軸端部位的撓度，對軸封部位的偏擺量必須控制在容許的范圍內(nèi)，一般采用填料箱的場合應控制在 ～ ，機械密封控制在 ～ 。 設(shè)計攪拌軸時，應考慮四個因素：扭轉(zhuǎn)變形；臨界轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)矩和彎矩聯(lián)合作用下的強度；軸封處允許的徑向位移?？紤]上述因素計算所得的軸徑是指危險截面處的直徑。確定軸的實 際直徑時，通常還得考慮腐蝕裕量，最后把直徑圓整為標準軸徑。 一般攪拌軸的支承是靠與之相連的減速器內(nèi)的一對軸承來實現(xiàn)的。它是兩個滾動軸承，用以承受徑向載荷和軸向載荷。攪拌軸往往較長，因懸伸在反應罐內(nèi)，進行攪拌操作。因此，攪拌軸的支承條件較差。當攪拌軸很長且很細時，常常會使軸彎曲變形，而離心力也將隨之遞增，使反應器發(fā)生振動，動密封性能破壞，壽命降低，甚至引起破壞。根據(jù)經(jīng)驗，要使攪拌軸穩(wěn)定的工作，兩軸承間距 B和下端軸承至攪拌器之間的懸臂長度 L應保持如下關(guān)系： 5~4?BL ； 50~40?dL 。 適用以上兩式時，根據(jù)下列條件取值： a 軸徑 d 計 算后，若裕量 較 大， 則 BL 和 dL 取偏大值，反之取偏小值。 b 適用 經(jīng)過 平衡 試驗 的 攪 拌器， 則 BL 和 dL 取偏大值，反之取偏小值。 c 低轉(zhuǎn)速下 BL 和 dL 取偏大值，高轉(zhuǎn)速下取偏小值。 機械密封反應釜 的設(shè)計 21 如 上述條件不能滿足，可增加 B 或 d 。如果軸封處能起軸承作用（如采用帶軸套的填料箱軸封后帶帶制成的機械封箱）時， B 可算至軸封處，此時增加機座高度，也可增加 B 。增大軸徑 d 固然改善支承條件，但在某些場合下是不經(jīng)濟的。如果不能采 用增加 B 或 d 來滿足上述條件時，可采用增加底軸承后中間軸承的辦法。罐內(nèi)軸承對提高軸的臨界轉(zhuǎn)速、降低軸的繞曲變形、保證軸在密封中的垂直運轉(zhuǎn)、防止軸過大的徑向擺動是有利的，但這將使整個軸系變得復雜，給檢修帶來不便，且物料可能進入軸承造成堵住咬死。此外支承點過多，若軸承安裝不好，其偏心會使軸卡住或使軸承單側(cè)磨損。因此，一般盡可能避免在罐內(nèi)安裝軸承。 攪拌軸的計算 在該計算中要考慮兩種形式的材料強度破壞，一是材料的屈服或者斷裂破壞，另外一種是疲勞引起的材料破壞。 按扭矩計算軸的強度 假定軸僅承受扭矩的作用，忽略軸上彎矩等其他載荷作用；也不作疲勞強度校核，軸上受扭矩時，其截面上產(chǎn)生剪應力，其扭矩強度條件為： 式中： max? —— 截面上最大剪應力， MPa； tM —— 軸所傳遞的扭矩， N m； tW ——