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正文內(nèi)容

機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)搪玻璃反應(yīng)釜說明書(編輯修改稿)

2025-06-10 00:20 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 功率的計(jì)算其中攪拌介質(zhì)選擇乳膠聚合則電動(dòng)機(jī)計(jì)算功率的計(jì)算由傳動(dòng)類型為擺線針輪行星傳動(dòng),則傳動(dòng)裝置各零部件的傳動(dòng)效率。則圓整為 具備下列條件之一者,可選用單支點(diǎn)機(jī)架:①減速機(jī)輸出軸側(cè)的軸承作為一個(gè)支點(diǎn)者。②設(shè)置底軸承,作為一個(gè)支點(diǎn)者:⑧在攪拌容器內(nèi)設(shè)置中間軸承,并能作為一個(gè)支點(diǎn)者。 本設(shè)計(jì)中以減速機(jī)輸出軸側(cè)的軸承作為一個(gè)支點(diǎn)者,故選用單支點(diǎn)機(jī)架。為了與標(biāo)準(zhǔn)配合,傳動(dòng)軸的軸徑選用d=80mm,參考標(biāo)準(zhǔn)(HG2156695《攪拌傳動(dòng)裝置單支點(diǎn)機(jī)架》 ),選用機(jī)架公稱直徑為300mm, B型單支點(diǎn)機(jī)架。結(jié)構(gòu)如下圖:具體尺寸表:查表可知:傳動(dòng)軸軸徑d=80mm時(shí),機(jī)架的公稱直徑取300mm, D1=320mm, D2=400mm, D3=445mm, D4=495mm, D5=530mm, H=1040mm, H1=399mm,螺栓數(shù)量為12M22,軸承型號(hào)46219,機(jī)架質(zhì)量137kg,又由表查得:單支點(diǎn)機(jī)架的支點(diǎn)軸承間距L=690mm。機(jī)架的標(biāo)記為:HG215661995機(jī)架B 30080。為了與標(biāo)準(zhǔn)配合,傳動(dòng)軸的軸徑選用d=80mm,材料為Q235B,并且在軸的外表面加一玻璃層,以提高其耐腐蝕性。 傳動(dòng)軸采用上裝式,傳動(dòng)軸釜外軸頭形式為D型,即釜外聯(lián)軸器為帶短節(jié)聯(lián)軸器。傳動(dòng)軸釜外軸頭形式如下: 查表可知:傳動(dòng)軸軸徑d=80mm,上端軸徑d1= 65mm,釜內(nèi)軸長L=550mm,下端軸徑d2=80mm。傳動(dòng)軸的標(biāo)記為:HG215681995 BSD 30080/550Q235B。帶短節(jié)聯(lián)軸器用于攪拌機(jī)傳動(dòng)裝置的減速機(jī)輸出軸與傳動(dòng)軸的連接,并在拆卸聯(lián)軸器的短節(jié)之后,能在不拆除減速機(jī)和機(jī)架的條件下,裝拆機(jī)架的中間支點(diǎn)、軸承箱和軸封。因此釜外聯(lián)軸器選用帶短節(jié)聯(lián)軸器。查表《帶短節(jié)聯(lián)軸器的形式及與機(jī)架、傳動(dòng)軸的配套》可選用B型帶短節(jié)聯(lián)軸器。如下圖:帶短節(jié)聯(lián)軸器軸孔與軸的配合代號(hào)為H7/m6。 減速機(jī)輸出軸的軸孔直徑,即上半聯(lián)軸孔徑為80mm,傳動(dòng)軸的上端軸孔,即下半聯(lián)軸孔徑直徑為65mm,材料為ZG270500的B型帶短節(jié)聯(lián)軸器,其標(biāo)記為:HG 21569. 195聯(lián)軸器B90/75ZG。第三章反應(yīng)釜的攪拌裝置攪拌裝置由攪拌器、攪拌軸及其支撐組成。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)攪拌軸上的攪拌器以一定的方向和轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),使靜止的流體形成對(duì)流循環(huán),并維持一定的湍流強(qiáng)度,從而達(dá)到加強(qiáng)混合、提高傳熱和傳質(zhì)速率的目的。攪拌器又稱攪拌槳或攪拌葉輪,是攪拌反應(yīng)器的關(guān)鍵部件,其功能是提供過程所需的能量和適宜的流動(dòng)狀態(tài)。其類型分為:推進(jìn)式、漿式、渦輪式、錨式、框式、螺桿式、螺帶式等,攪拌器選型時(shí),主要考慮:1  具有顯著的攪拌效果,特別是對(duì)多相反應(yīng)。2  攪拌所消耗的能量應(yīng)盡可能小。3  保證從反應(yīng)器壁或侵入式熱交換裝置到反映混合物能有高的給熱系數(shù)。按攪拌器類型和適用條件選型:對(duì)低粘度流體的混合,推進(jìn)式攪拌器由于循環(huán)能力強(qiáng),動(dòng)力消耗小,可應(yīng)用到很大容積的釜中。渦輪式攪拌器應(yīng)用最廣,各種攪拌操作都適用,但流體粘度不超過50Pa} s 。槳式攪拌器結(jié)構(gòu)簡單,在小容積的流體混合幣應(yīng)用較廣,對(duì)大容積的流體混合,則循環(huán)能力不足。對(duì)于高粘度流體的混合以錨式、框式、螺桿式、螺帶式更為合適。本設(shè)計(jì)的攪拌器選擇不帶擋板的框式攪拌器。表41攪拌器型試選擇攪拌器型式流動(dòng)狀態(tài)攪拌目的攪拌容器容積/m3轉(zhuǎn)速范圍/(r/min)最高粘度/()對(duì)流循環(huán)湍流擴(kuò)散剪切流低粘度混合高粘度液混合反應(yīng)分散溶解固體懸浮氣體吸收結(jié)晶傳熱液相反應(yīng)渦輪式●●●●●●●●●●●●11001030050槳式●●●●●●●●●●11001030050推進(jìn)式●●●●●●●●●11000105002折葉開啟渦輪式●●●●●●●●110001030050布魯馬●●●●●●●11001030050金式錨式●●●11001100100螺桿式●●●150100螺帶式●●●150100注:有●者為可用:空白者不詳或不合用。符號(hào)說明 —攪拌器強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的設(shè)計(jì)功率, —每個(gè)槳葉強(qiáng)度計(jì)算時(shí)設(shè)計(jì)功率, —軸上相同攪拌器的層數(shù) —攪拌器的槳葉數(shù),選擇的是框式攪拌器,則槳葉數(shù)為4 —II斷面上彎矩, —由扭矩在II斷面上增加的彎矩, —II斷面上的扭矩, —II斷面的抗彎截面系數(shù) —II斷面彎曲應(yīng)力,—槳葉的厚度圖1 框式攪拌器攪拌器強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的設(shè)計(jì)功率每個(gè)槳葉強(qiáng)度計(jì)算時(shí)設(shè)計(jì)功率框式攪拌器II斷面上彎矩的計(jì)算槳葉垂直方向懸臂高度查表得:槳葉總高度 攪拌器半徑 攪拌器葉根半徑則槳葉垂直方向懸臂高度H1按一下公式計(jì)算:攪拌器橫梁寬度中心線至橢圓形葉寬中心線的距離按下式計(jì)算:[3]。系數(shù)a的計(jì)算II斷面上的扭矩的計(jì)算由扭矩在II斷面上增加的彎矩按的計(jì)算 II斷面的抗彎截面系數(shù)的計(jì)算II斷面彎曲應(yīng)力所以II斷面彎曲應(yīng)力符合要求??蚴綌嚢杵鱅III斷面的計(jì)算IIII斷面的彎矩IIII斷面上的彎曲應(yīng)力IIII斷面的抗彎斷面模數(shù)IIII斷面上的彎曲應(yīng)力應(yīng)滿足:所以IIII斷面上的彎曲應(yīng)力符合要求[7]。攪拌軸工作時(shí),主要受扭轉(zhuǎn)、彎曲和沖擊作用,故對(duì)軸的材質(zhì)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和韌性。本設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速較低,攪拌軸可用合金鋼Q235B,又因?yàn)樵O(shè)計(jì)中介質(zhì)的腐蝕性較強(qiáng),外加一層搪玻璃層以提高攪拌軸的耐腐蝕性。符號(hào)說明—懸臂軸兩支點(diǎn)間(跨間)的距離,;—設(shè)計(jì)最終確定的實(shí)心軸軸徑或空心軸外徑,;—設(shè)計(jì)最終確定的密封部位實(shí)心軸軸徑或空心軸外徑,;—按扭轉(zhuǎn)變形計(jì)算的傳動(dòng)側(cè)軸承處實(shí)心軸軸徑或空心軸外徑,;—按強(qiáng)度計(jì)算的懸臂軸攪拌側(cè)軸承處實(shí)心軸軸徑或空心軸外徑; 強(qiáng)度計(jì)算的單跨軸跨間段實(shí)心軸軸徑或空心軸外徑,;—懸臂軸跨間段實(shí)心軸軸徑或空心軸外徑,;—懸臂軸段跨間段實(shí)心軸軸徑或空心軸外徑,;—軸材料的彈性模量,;—攪拌軸及各層圓盤(攪拌器及附件)組合重心處的許用偏心距;—攪拌軸及各層圓盤(攪拌器及附件)組合重心處質(zhì)量偏心引起的 離心力,;—第個(gè)攪拌器上的流體徑向力,;—軸材料剪切彈性模量,(合金鋼)—懸臂軸跨間軸段的慣性矩,;—懸臂軸懸臂軸段(實(shí)心或空心)的慣性矩,;—1~個(gè)圓盤(攪拌器及附件)的每個(gè)圓盤懸臂長度(對(duì)于懸臂軸)或1~個(gè)圓盤(攪拌器及附件)的每個(gè)圓盤至傳動(dòng)側(cè)軸承的距離(對(duì)于單跨軸),;—攪拌軸及各層圓盤(攪拌器及附件)組合重心離攪拌側(cè)軸承的距離(對(duì)于懸臂軸)或攪拌軸及各層圓盤(攪拌器及附件)組合重心離傳動(dòng)側(cè)軸承的距離(對(duì)于單跨軸),;—軸上彎矩總和,;—由軸向推力引起作用于軸的彎矩,;—按傳動(dòng)裝置的效率計(jì)算的攪拌軸傳遞扭矩,;—軸傳遞的最大轉(zhuǎn)矩,—由徑向力引起作用于軸的彎矩,;—固定在攪拌軸上的圓盤(攪拌器及附件)數(shù);、……—圓盤(攪拌器及附件)2……的質(zhì)量,;、……—圓盤(攪拌器及附件)2……的有效質(zhì)量,;—懸臂軸段軸的質(zhì)量—懸臂軸段軸的有效質(zhì)量,;—懸臂軸及各層圓盤(攪拌器及附件)的組合質(zhì)量,;—空心軸內(nèi)徑與外徑的比值;—軸的轉(zhuǎn)速,;—軸的一階臨界轉(zhuǎn)速,;—電動(dòng)機(jī)額定功率,;—軸封處摩擦損耗功率,;—設(shè)備內(nèi)的設(shè)計(jì)壓力,;—相當(dāng)質(zhì)量的折算點(diǎn);—傳動(dòng)側(cè)軸承游隙,;—懸臂軸攪拌側(cè)軸承或單跨軸末端軸承游隙,;—單跨軸段或懸臂軸段軸有效質(zhì)量的相當(dāng)質(zhì)量,;、……—、……的相當(dāng)質(zhì)量,;—在點(diǎn)所有相當(dāng)質(zhì)量的總和,;—攪拌軸軸線與安裝垂直線的夾角,(176。)—第個(gè)攪拌器葉片傾斜角(176。)—軸的扭轉(zhuǎn)角,;—由軸承徑向游隙引起在軸上離軸承距離處的徑向位移,;—由流體徑向作用力引起在軸上離軸承距離處的徑向位移;—由組合質(zhì)量偏心引起在軸上離軸承處產(chǎn)生的徑向位移,;—離軸承距離處軸的徑向總位移,;—懸臂軸段慣性矩與跨間軸段慣性矩的比值—攪拌物料的密度,;—軸材料的密度,;—軸上所有攪拌器其對(duì)應(yīng)編號(hào)之和?!獋鲃?dòng)裝置效率,按扭轉(zhuǎn)變形計(jì)算攪拌軸的軸徑 攪拌軸受轉(zhuǎn)矩和彎矩的聯(lián)合作用,扭轉(zhuǎn)變形過大會(huì)造成軸的振動(dòng),使軸封失效,因圖2 攪拌軸受力圖此應(yīng)將軸單位長度最大扭轉(zhuǎn)角限制在允許的范圍內(nèi),軸轉(zhuǎn)矩的剛度條件為 軸傳遞的最大轉(zhuǎn)矩的計(jì)算空心軸內(nèi)徑與外徑的比值的計(jì)算攪拌軸直徑的計(jì)算 —許用扭轉(zhuǎn)角,對(duì)于懸臂梁。故攪拌軸的直徑為則取 符合要求。按臨界轉(zhuǎn)速校核攪拌軸的直徑攪拌軸有效質(zhì)量的計(jì)算對(duì)于帶框式攪拌器的剛性軸,其有效質(zhì)量等于軸自身的質(zhì)量。① 懸臂軸兩支點(diǎn)間距離的計(jì)算② 第一個(gè)攪拌器懸臂長度的計(jì)算 攪拌軸的有效質(zhì)量的計(jì)算合金鋼則:對(duì)于懸臂軸圓盤有效質(zhì)量的計(jì)算①柔性軸以及帶錨式和框式攪拌器的剛性軸的圓盤有效質(zhì)量等于圓盤自身的質(zhì)量,即:②軸及攪拌器的有效質(zhì)量在點(diǎn)的等效質(zhì)量之和的計(jì)算③慣性矩的計(jì)算④一階臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算合金彈性模量則 則所以臨界轉(zhuǎn)速符合要求按強(qiáng)度計(jì)算攪拌軸的直徑軸上扭矩的計(jì)算徑向力引起的軸上彎矩的計(jì)算流體徑向力系數(shù)的計(jì)算式中 —基本流體徑向力系數(shù),—物料粘度修正系數(shù)—攪拌容器內(nèi)平直擋板數(shù)的修正系數(shù)—攪拌器偏心安裝的修正系數(shù)—攪拌容器內(nèi)件的修正系數(shù) 攪拌器功率產(chǎn)生的扭矩的計(jì)算攪拌器上的流體徑向力的計(jì)算—攪拌器的直徑,查標(biāo)準(zhǔn)得,則: 攪拌軸與各層攪拌器的組合質(zhì)量的計(jì)算攪拌軸及各層圓盤(攪拌器及附件)組合重心處許用偏心距的計(jì)算平衡精度等級(jí)
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