【導(dǎo)讀】而現(xiàn)有剖分式密封相對(duì)整體式密封在結(jié)構(gòu)上保證密封的可靠性存。為此，本文針對(duì)某大型反應(yīng)釜用密封進(jìn)行了剖分式密。位之一，一旦整體式密封發(fā)生故障需要檢修時(shí)，整體式機(jī)械密封裝置拆卸十分麻煩，減速機(jī)、電機(jī)等部件的情況下完成機(jī)械密封件的更換。主要的密封件，包括密封端蓋、密封副、傳動(dòng)套、橡膠圈等，都設(shè)計(jì)成剖分式的結(jié)構(gòu)，密封件剖分面通過(guò)螺釘鏈接或插接式連接。的其他裝置即可直接進(jìn)行安裝、拆卸等工作，大大的降低了設(shè)備的安裝、維修成本。環(huán)鑲嵌在預(yù)制的槽中。每部分依據(jù)集裝式設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。裝配采用定位螺絲把密封裝配固定在轉(zhuǎn)軸上,用套。直到2021年才由德國(guó)。共設(shè)計(jì)制造了20多套單。有扣和相同形狀的密封腔，接口兩端分布相反。的影響較小,使用壽命長(zhǎng),密封可靠;綜合各方面因素考慮，比較優(yōu)缺點(diǎn)后，我認(rèn)為方案三是最合理的選擇，

　　

【正文】 擋板一般是指長(zhǎng)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 1600mm ，選擇 4 塊豎式擋板，且沿罐壁周?chē)鶆蚍植嫉刂绷惭b。 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 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) 反應(yīng)釜剖分式機(jī)械密封裝置的設(shè)計(jì) 19 式中， d為攪拌器直徑， m； ? 為粘度， Pa178。 s。N 為轉(zhuǎn)速 查《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》圖 827功率曲線 2，得到 4PN? 按照《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》式82計(jì)算攪拌功率得 35 4 .6 5 7PP N n d kw??? 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(jiàn)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(chǎng)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(wèn)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(lèi)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(guò)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221 3 8 0 3 . 5 0 . 5 4312500 . 0 0 2 4e ndR ? ? ??? ? ?39。 ma NNN ???西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 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)： 減速機(jī)選型 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(guò)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(zhǎng)；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(zhǎng)，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(lái)選擇減速機(jī)，參考《過(guò)程裝備設(shè)計(jì)》表 816 和機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 》表 163160 選用 擺針減速機(jī)，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(guò)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1 . 5 2 4 . 5 6 7 7 . 4 50 . 9 5se PPP k w?? ?? ? ?反應(yīng)釜剖分式機(jī)械密封裝置的設(shè)計(jì) 21 承裝置，以改善攪拌軸的支撐條件。 由于反應(yīng)釜傳來(lái)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(chēng)直徑為 1600mm 的適用機(jī)架選用公稱(chēng)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。 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(jiǎn)單，工作可靠，維護(hù)簡(jiǎn)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(zhǎng)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 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 從動(dòng)端： J1 型軸孔、 B型鍵槽， d=50， L=84 YL11 聯(lián)軸器 J50179。 112/ J1B50179。 84 GB584386 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(zhǎng)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。 算 軸的強(qiáng)度計(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： 反應(yīng)釜剖分式機(jī)械密封裝置的設(shè)計(jì) 23 式中： max? —— 截面上最大剪應(yīng)力， MPa； tM —— 軸所傳遞的扭矩， N178。 m； tW —— 抗扭截面系數(shù)， mm3； ??k?—— 降低后的扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力， MPa。 許用應(yīng)力 ??k?值常常比標(biāo)準(zhǔn)值規(guī)定低得多，對(duì) 1Cr18Ni9Ti 取 ??k?=15~25,在這里我們?nèi)???k?=20 軸上的傳遞扭矩 tM 和軸抗扭截面系數(shù)可分別由以下各 式求?。? 式中： P— 攪拌傳遞功率， Kw； n— 攪拌軸轉(zhuǎn)數(shù)， r/min； d— 實(shí)心軸的直徑， mm。 將 tM 和 tW 值代入式（ 31）中并令 max? =??k? ，經(jīng)整理得強(qiáng)度計(jì)算所需的最小攪拌軸徑計(jì)算公式如下： 按扭矩和彎矩合成計(jì)算軸強(qiáng) 度 軸所傳遞的最大扭矩式各層葉輪扭矩的和 ： ? ? 0m a x 9 5 5 3 0 0 0 5 2 5 4 1 5t PM n????????? N178。 mm 最大彎矩是個(gè)層液體的作用力與每一層葉輪到最下一軸承之間的距離乘積的總和。 式中： 0P —— 一個(gè)葉輪的攪拌功率， Kw。 用剪應(yīng)力計(jì)算最小軸徑： ? ?max t ktMW????9553000t PM n??316tWd??? ? ? ?33 39 5 5 0 1 0 1 6 3 6 5 . 1 5 1kkPPd m mnn? ? ???? ? ?? ?1 / 322( m a x ) ( m a x )16 46tbssMMd m m???????????西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 ? ?42 0132p dJN???用拉應(yīng)力計(jì)算最小軸徑 碳鋼和普通牌號(hào)不銹鋼，推薦在正常操作條件下許用剪應(yīng)力 ??s? 為 42Mpa，許用拉應(yīng)力 ? ?t? 為 、鍵和制動(dòng)螺釘產(chǎn)生的集中應(yīng)力以及制造誤差的影響。 剛度計(jì)算 為防止轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生過(guò)大扭轉(zhuǎn)變形，以免在運(yùn)轉(zhuǎn)中引起振動(dòng)造成軸封失效，應(yīng)將軸的扭轉(zhuǎn)變形限制在一個(gè)允許范圍內(nèi)，扭轉(zhuǎn)角 ? 不得超過(guò)許用扭轉(zhuǎn)角 ??? 式中 ? —— 軸扭轉(zhuǎn)變形的扭轉(zhuǎn)角， mo/ ； 0G —— 切變模量，對(duì)于碳鋼及合金鋼 4 10G MPa?? pJ —— 截面的極慣性矩， 4mm 將和 代 入上式， 整理后得按剛度計(jì)算所需要 最小攪拌軸徑的計(jì)算公式如下： 在一般傳動(dòng)和攪拌軸的計(jì)算中 ??? 可以選取 1/21(176。 )/m 根據(jù)臨界轉(zhuǎn)速核算攪拌軸軸徑 攪拌軸有效質(zhì)量的計(jì)算 剛性軸（不包括帶錨式和框式攪拌器的剛性軸）的有效質(zhì)量等于軸自身的質(zhì)量加? ?1 / 322( m a x) ( m a x) ( m a x)16 t bttM M Md m m???? ?????? ??????????????? ?? ?30 180 10t pMGJ???? ? ? ?9553000t PM n??? ? ? ? ? ?644001809 5 5 3 1 01 5 3 6 .6 4 4 .2 532PPnd m mGnG?? ????? ? ?反應(yīng)釜剖分式機(jī)械密封裝置的設(shè)計(jì) 25 92 10c os4 ???? ???? iikiiie hDmm Ji上軸附帶的液體質(zhì)量。 對(duì)單跨軸 所以 圓盤(pán)（攪拌器及附件）有效質(zhì)量的計(jì)算 剛性攪拌軸（不包括帶錨式和框式攪拌器的剛性軸）的圓盤(pán)有效質(zhì)量等于圓盤(pán)自身重量叫上攪拌器附帶的液體質(zhì)量 上式中： ki? —— 第 i 個(gè)攪拌器的附加質(zhì)量系數(shù)，查 9420569/ ?THG 表 — 1 JiD —— 第 i 個(gè)攪拌器直徑， mmDJi 550? ih —— 第 i 個(gè)攪拌器葉片寬度， mmB 110? 葉片傾角 oi 45?? ，圓盤(pán)質(zhì)量 kgmi ? 所以 作用集中質(zhì)量的單跨軸一階臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算 （ 1）兩端簡(jiǎn)支的等直徑單跨軸，軸的有效質(zhì)量 Lem 在中點(diǎn) S 處的相當(dāng)質(zhì)量為： 第 i 個(gè)圓盤(pán)有效質(zhì)量 iem 在中點(diǎn) S 處的相當(dāng)質(zhì)量為： ieiii mKKW 22 )1(16 ?? kg 所 以 221 6 0 . 9 7 ( 1 0 . 9 7) 1 9 . 0 2 0 . 2 6W i k g? ? ? ? ? ? 222 1 6 0 . 7 5 ( 1 0 . 7 5 ) 1 9 . 0 2 1 0 . 7 0W k g? ? ? ? ? ? 在 S 點(diǎn)處的相當(dāng)質(zhì)量為： 所以 9 7 . 0 9 (0 . 2 6 1 0 . 7 0 ) 1 0 8 . 0 5sW ? ? ? ? 臨界轉(zhuǎn)速為： kgm Le ][4496804 932 ????????? ??922 10])1([4 ????? ??? osLLe NLdmkgm ie o o 932 ????????? ??kgmW Le 935173517 ????21siiW W W????西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 3231 9 0 1 04 5 8 . 9 8 0 4 0 8 . 5 3 / m in1 0 8 . 0 5 4 4 9 6knr?? ? ? ??/minr 所以 （ 2）一端固定另一端簡(jiǎn)支的等直徑單跨軸，軸的有效質(zhì)量 Lem 在中點(diǎn) S 處的相當(dāng)質(zhì)量為： 第 i 個(gè)圓盤(pán)有效質(zhì)量 iem 在中點(diǎn) S 處的相當(dāng)質(zhì)量為： 所以 在 S 點(diǎn)處總的相當(dāng)質(zhì)量為： 所以 8 5 . 6 7 ( 0 . 4 3 1 4 . 9 0 ) 1 0 1W s k g? ? ? ? 臨界轉(zhuǎn)速為： 所以 （ 3）單跨攪拌軸傳動(dòng)側(cè)支點(diǎn)的夾持系數(shù) 2K 的選取 傳動(dòng)側(cè)軸承支點(diǎn)型式一般情況是介于簡(jiǎn)支和固支之間，其程度用系數(shù) 2K 表示。采用剛性聯(lián)軸節(jié)時(shí)， 2 ~ ? ,取 2 ? 。 423(1 )4 5 8 .9 okLsENnd WL??15 15 199. 9 735 35LeW m k g? ? ? ?3264 (1 ) ( 4 )7i i i i ieW K K K m? ? ?322 64 0. 75 ( 1 0. 75 ) ( 4 0. 75 ) 19 .0 2 14 .9 07W k g? ? ? ? ? ? ? ?21siiW W W????423(1 )6 9 3 .7 okL ENnd W s L?? ?3231 9 0 1 06 9 3 . 7 6 3 8 . 7 5 /