【文章內(nèi)容簡介】 弧半徑可取槳徑的 。 3823機(jī)械密封反應(yīng)釜 的設(shè)計(jì) 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(jì)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(gè)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(shí)，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(dòng)裝置的選型 南通職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 反應(yīng)釜傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)如圖 24 所示。 圖 傳動(dòng)裝置示意圖 電動(dòng)機(jī)的選型 反應(yīng)釜用的電動(dòng)機(jī)絕大部與減速機(jī) 配套使用，只在攪拌轉(zhuǎn)速很高時(shí)，才見到電動(dòng)機(jī)不經(jīng)減速而直接驅(qū)動(dòng)攪拌軸。因此電動(dòng)機(jī)的選用一般應(yīng)予減速機(jī)的選用互相配合考慮。很多場合下，電動(dòng)機(jī)與減速器一并配套供應(yīng)，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)選定的減速機(jī)選用配機(jī)械密封反應(yīng)釜 的設(shè)計(jì) 15 套的電動(dòng)機(jī)。 反應(yīng)釜傳動(dòng)裝置上的電動(dòng)機(jī)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(xiàng)內(nèi)容。 電動(dòng)機(jī)的功率主要根據(jù)攪拌所需的功率及傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)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(dòng)時(shí)的需要，但根據(jù)化工計(jì)算所的得攪拌軸計(jì)算功率有時(shí)與實(shí)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(dòng)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(jī)技術(shù)特性表或其他有關(guān)資料中茶到。此外上應(yīng)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(yīng)釜攪拌所需電動(dòng)機(jī)的功率 P可由下式表示： 式中： aN — 電機(jī)功率， kw ； 39。N— 攪拌器功率， kw ； mN — 軸密 封系統(tǒng)的損失， kw ； ?— 傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)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(jī)構(gòu)而異，填料密封的功率損失較大，機(jī)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(jī)械密封的功率一般為填料密封的 30%。傳動(dòng)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(dòng)裝置中設(shè)有兩個(gè)軸承（一個(gè)滾動(dòng)軸承和一個(gè)滑動(dòng)軸承），一個(gè)減速機(jī)，選用擺線針輪行星減速機(jī)。 查閱文獻(xiàn)可得：滾動(dòng)軸承的效率約 ～ ，滑動(dòng)軸承效率約為 ～ 。 擺線針輪行星減速機(jī)的效率約為： ～ 。 所以傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械效率 ? =? ? =。 電機(jī)功率 反應(yīng)釜常用的電動(dòng)機(jī)系列有： Y、 YB、 YF、 YXJ等幾種。 根據(jù)以上數(shù)值選取電動(dòng)機(jī)： Y160L8 減速機(jī)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(jī)。 選擇擺線針輪減速機(jī)，此減速機(jī)減速比大；結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕；效率較高；運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，過載能力較大，承受沖擊和振動(dòng)的性能較好；工作可靠、壽命長；對(duì)外界的條件的要求不高， 可以正、反兩向運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)選擇直聯(lián)式，可以提高對(duì)中度，減小安裝空間。 傳動(dòng)比為 87～ 9；輸出軸轉(zhuǎn)速為 17～ 160r/min ；輸入功率 ～55KW ； 傳動(dòng)效率 ～ ；傳動(dòng)原理：利用少齒差內(nèi)嚙合行星傳動(dòng)。 主要特點(diǎn)：本機(jī)為利用少齒差內(nèi)嚙合行星傳動(dòng)的減速裝置，故減速比大，傳動(dòng)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(jī)的趨向。根據(jù)功率、轉(zhuǎn)速來選擇減速機(jī)，參考《 過程裝備設(shè)計(jì)》表 816和機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》表 163160選用 ，其傳動(dòng)效率為 ?? 機(jī)架的選取 攪 拌設(shè)備傳動(dòng)裝置是通過機(jī)架安裝在攪拌設(shè)備封頭上的，在機(jī)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(shí)機(jī)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(yīng)釜傳來的軸向力不大，由文獻(xiàn) [19]選用單支點(diǎn)的 B 型支架。查閱文獻(xiàn) [19]可知容器公稱直徑為 1600mm 的適用機(jī)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(jī)架標(biāo)記如下：機(jī)架 B 25055。 機(jī)械密封反應(yīng)釜 的設(shè)計(jì) 17 4 圖 聯(lián)軸器 聯(lián)軸器的作用是將兩個(gè)獨(dú)立設(shè)備的軸牢固地聯(lián)接在一起，以傳遞運(yùn)動(dòng)和功率。聯(lián)軸器除了將兩軸連在一起外，為確保傳動(dòng)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(dòng)中的一方工作如有振動(dòng)、 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(duì)各種相對(duì)位移有無補(bǔ)償能力（即能否在發(fā)生相對(duì)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(bǔ)償能力）和撓性聯(lián)軸器（有補(bǔ)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(gè)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(shí)要考慮以下幾點(diǎn)： a 所 需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小和性質(zhì)以及對(duì)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(duì)于告訴傳動(dòng)軸，應(yīng)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(duì)位移的大小和方向。當(dāng)安裝調(diào)整后，難以保持兩軸嚴(yán)格精確對(duì)中，或工作過程中兩軸將產(chǎn)生較大的附加相對(duì)位移時(shí)，應(yīng)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 e 聯(lián)軸器的制造、安裝、維護(hù)和成本。在滿足使用性能的前提下，應(yīng)選用拆裝方便、維護(hù)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(duì)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(dāng)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(jì)成懸臂狀態(tài)時(shí)，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(dòng)。如果軸較長，則應(yīng)有自己牢固的支承，如在上端配備兩個(gè)軸承成外伸狀態(tài)；或兩個(gè)軸承組成兩支點(diǎn)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(jìn)行攪拌 時(shí)，對(duì)液體做功并使之發(fā)生流動(dòng)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(jì)》圖 827功率曲線 2，得到 4PN? 按照《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》式82計(jì)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(jī)械密封反應(yīng)釜 的設(shè)計(jì) 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(diǎn)是剛性好，傳遞轉(zhuǎn)矩大，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，維護(hù)簡便。 根據(jù)軸徑選用聯(lián)軸器 型號(hào) :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(dòng)慣量： 。 標(biāo)記： YL11凸緣聯(lián)軸器 主動(dòng)端： J型軸孔、 A型鍵槽， d=50， L=112 從動(dòng)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(dòng)慣量是按材料為鑄鐵（括號(hào)內(nèi)為鑄鋼），最小軸孔、最大軸伸長度的近似計(jì)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(jì)算值。 3）螺栓欄中括號(hào)內(nèi)為鉸制用螺栓。 4）使用凸緣聯(lián)軸器應(yīng)具有安全防護(hù)裝置。 攪拌軸功率的計(jì)算 攪拌軸一般要用聯(lián)軸節(jié)與減速機(jī)相聯(lián)，傳遞來自電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力。攪拌軸需穿過封頭，為保證攪拌反應(yīng)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(qiáng)度計(jì)算要求的同時(shí)也要滿足對(duì)軸的撓度要求。軸的撓度對(duì)攪拌軸的壽命有很大影響，特別是采用密封裝置時(shí)，與軸封的性能直接相關(guān)。因此在設(shè)計(jì)中要盡量減少軸端部位的撓度，對(duì)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(yīng)控制在 ～ ，機(jī)械密封控制在 ～ 。 設(shè)計(jì)攪拌軸時(shí)，應(yīng)考慮四個(gè)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(qiáng)度；軸封處允許的徑向位移。考慮上述因素計(jì)算所得的軸徑是指危險(xiǎn)截面處的直徑。確定軸的實(shí) 際直徑時(shí)，通常還得考慮腐蝕裕量，最后把直徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)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(duì)軸承來實(shí)現(xiàn)的。它是兩個(gè)滾動(dòng)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(yīng)罐內(nèi)，進(jìn)行攪拌操作。因此，攪拌軸的支承條件較差。當(dāng)攪拌軸很長且很細(xì)時(shí)，常常會(huì)使軸彎曲變形，而離心力也將隨之遞增，使反應(yīng)器發(fā)生振動(dòng)，動(dòng)密封性能破壞，壽命降低，甚至引起破壞。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，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(yīng)保持如下關(guān)系： 5~4?BL ； 50~40?dL 。 適用以上兩式時(shí)，根據(jù)下列條件取值： a 軸徑 d 計(jì) 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(yàn) 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(jī)械密封反應(yīng)釜 的設(shè)計(jì) 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(jī)械封箱）時(shí)， B 可算至軸封處，此時(shí)增加機(jī)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(jì)的。如果不能采 用增加 B 或 d 來滿足上述條件時(shí)，可采用增加底軸承后中間軸承的辦法。罐內(nèi)軸承對(duì)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(yùn)轉(zhuǎn)、防止軸過大的徑向擺動(dòng)是有利的，但這將使整個(gè)軸系變得復(fù)雜，給檢修帶來不便，且物料可能進(jìn)入軸承造成堵住咬死。此外支承點(diǎn)過多，若軸承安裝不好，其偏心會(huì)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(jì)算 在該計(jì)算中要考慮兩種形式的材料強(qiáng)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(jì)算軸的強(qiáng)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(qiáng)度校核，軸上受扭矩時(shí)，其截面上產(chǎn)生剪應(yīng)力，其扭矩強(qiáng)度條件為： 式中： max? —— 截面上最大剪應(yīng)力， MPa； tM —— 軸所傳遞的扭矩， N m； tW ——