【正文】 由于本人經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中不妥之處在所難免，懇請(qǐng)各位老師和同學(xué)提出建議和意見(jiàn)，我會(huì)誠(chéng)懇地接受并在今后的設(shè)計(jì)中改正。 表 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 設(shè)計(jì)結(jié)果 備注 絮凝池 40m3 ?? 該設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)由實(shí)際情況所定 槳葉 R= 軸 R=100mm 機(jī)座 JA65(型號(hào) ) 由電機(jī)和聯(lián)軸器及軸承所定 支撐座 GPF80（型號(hào)） 由軸承的選型決定 麗水學(xué)院 2020 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 致 謝 通過(guò)這次設(shè)計(jì)，提高了我分析和解決問(wèn)題的能力，擴(kuò)寬和深化了學(xué)過(guò)的知識(shí)，掌握了設(shè)計(jì)的一般程序規(guī)范和方法，培養(yǎng)了我們正確使用機(jī)身材料、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、圖冊(cè)等工具 書(shū)的能力。 （ 1）降低影響螺栓疲勞強(qiáng)度的應(yīng)力幅 （ 2）改善螺紋牙上載荷分布不均的現(xiàn)象 （ 3）減少壓力集中地影響 （ 4）采用合理的制造工藝方法 麗水學(xué)院 2020 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 第五章 結(jié)論 在本次設(shè)計(jì)中，通過(guò)多方搜集資料，在紛繁復(fù)雜的計(jì)算中探究，應(yīng)用化工機(jī)械和機(jī)械制造、設(shè)計(jì)知識(shí)，選擇了攪拌機(jī)的類(lèi)型，確定了攪拌機(jī)的槳葉、軸及其功率，選用了攪拌機(jī)的電機(jī)、減速機(jī)等。 （ 4）分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目相等，應(yīng)取 8等偶數(shù)。 （ 2）螺栓的布置應(yīng)使 各螺栓的手力合理。 螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 螺栓組連接結(jié)構(gòu)的主要目的，在于合理地確定連接接合面的幾何形狀和螺栓連接的布置形式，力求各螺栓和連接和面間受力均勻，便于加工和裝配。在機(jī)器內(nèi)部的不易檢查的連接，應(yīng)采用機(jī)械防松。防松的根本問(wèn)題在于防止螺旋副在受載時(shí)發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 螺紋連接一旦出現(xiàn)松脫，輕者會(huì)影響機(jī)器的正常運(yùn)行，重者會(huì)造成嚴(yán)重事故。擰緊后螺紋連接件在預(yù)緊力作用下產(chǎn)生的預(yù)緊陰應(yīng)力不得超過(guò)其材料屈服極限 σ s的 80%。預(yù)緊的目的在于增強(qiáng)連接的可靠性和緊密性，以防止受載后被連接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生滑移。 麗水學(xué)院 2020 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 第四章 螺栓連接的要求 螺紋連接的預(yù)緊 絕大多數(shù)螺紋連接在裝配時(shí)必須擰緊，使連接在承受工作載荷之前，預(yù)先受到力的作用。 C 介質(zhì)極限壓力 Mpa 線(xiàn)速度 m/s 適用條件 油浸石棉填料 450 6 蒸汽、空氣、工業(yè)用水、 重質(zhì)石油產(chǎn)品、弱酸性等 聚四氟乙烯 纖維編結(jié)填料 250 30 2 強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、 有機(jī)溶劑 聚四氟乙烯 石棉盤(pán)根 260 25 1 酸堿、強(qiáng)腐蝕性溶液、化學(xué)試劑等 石棉線(xiàn)或石棉線(xiàn)與尼龍線(xiàn)浸漬聚四氟乙烯填料 300 30 2 弱酸、強(qiáng)堿、 各種有機(jī)溶劑等 柔性石墨填料 250300 20 2 醋 酸、硼酸、檸檬酸鹽酸 等酸類(lèi) 膨體聚四氟 乙烯石墨盤(pán)根 250 4 2 強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、 有機(jī)溶液 因?yàn)樵谒幚碇袑?duì)密封要求不高，只要能夠阻止設(shè)備內(nèi)流體的逸出或外部流體的滲入，達(dá)到密封目的即可。各種填料材料的性能不同，按表 。軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，毛氈又將潤(rùn)滑油從軸上刮下反復(fù)自行潤(rùn)滑。由于填料中含有潤(rùn)滑劑，因此，在對(duì)攪拌軸產(chǎn)生徑向壓緊力的同時(shí)，形成一層的極薄的液膜，一方面使攪拌軸得到潤(rùn)滑，另一方面，阻止設(shè)備內(nèi)流 體的逸出或外部流體的滲入，達(dá)到密封目的。 1．填料密封的結(jié)構(gòu)及工作原理 填料密封的結(jié)構(gòu)由：底環(huán)、本體、油環(huán)、填料、螺柱、壓蓋及油杯等組成。 軸的密封選擇 凡是運(yùn)轉(zhuǎn)體箱內(nèi)有液體潤(rùn)滑油而又與外部相連接的部位都需要油封。 軸的密封 密封裝置的類(lèi)型 用于機(jī)械攪拌反應(yīng)器的軸封主要有兩種：填料密封和機(jī)械密封。攪拌器軸套外勁 D宜為軸徑 D的 。 麗水學(xué)院 2020 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 本設(shè)計(jì)由于軸選取 D≤ 600mm，故選用一對(duì)螺栓縮緊裝置。查國(guó)標(biāo)一般選20mm的板厚作為支撐套的原材料，該圖形設(shè)計(jì)由上面選擇的軸承座的類(lèi)型根據(jù)文獻(xiàn) [3]選 GPF80型，如圖 53所示： 麗水學(xué)院 2020 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 圖 53 水下滑動(dòng)軸承機(jī)座 軸與槳葉、聯(lián)軸器的連接 連接形式 槳式攪拌器與軸的連接，當(dāng)采用槳葉一端煨成半個(gè)軸套，用螺栓將對(duì)開(kāi)的軸套夾緊在攪拌軸上的結(jié)構(gòu)時(shí) D≤ 600mm時(shí)用一對(duì)螺栓鎖緊： D＞ 600mm時(shí) 用兩對(duì)螺栓鎖緊。在內(nèi)環(huán)工作面應(yīng)軸向均布 68條梯形截面槽，尖角圓滑過(guò)渡。 滑動(dòng)軸承材料：滑動(dòng)軸承中軸襯和護(hù)套的材料應(yīng)選擇兩中不會(huì)膠合的材料。滾動(dòng)軸承必須嚴(yán)格密封，以防止泥沙和易沉物質(zhì)的磨損。 1. 水下底軸承：用于混合池或反應(yīng)池中。 水下支撐座的設(shè)計(jì) 軸承的選型 底軸承 ： 設(shè)在容 器底部，起輔助支承作用，只承受勁向荷載。 因此在攪拌機(jī)中選用鎖緊螺母來(lái)提高可靠性。專(zhuān)用的防松螺母不是六角螺母，而是一中圓螺母，在螺母的圓周上開(kāi)有 6個(gè)缺口，這六個(gè)缺口既是擰緊工具的著力點(diǎn)，又是防松墊片卡口的卡入處。 鎖緊螺母也有兩種，一種是用兩個(gè)一樣的螺母擰在同一支螺栓上，在兩個(gè)螺母之間附加一個(gè)擰緊力矩，使得螺栓連接可靠。在一些重要的場(chǎng)合我們就會(huì)采取一些防松措施，保證螺母鎖緊的可靠性。 螺母螺母的選擇 螺母的工作原理是采用螺母和螺栓之間的摩擦力進(jìn)行自鎖的。而單圓頭平鍵通常用于軸與轂類(lèi)零件的連接，所以選用單圓頭平鍵。平鍵連接具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便、對(duì)中性好等優(yōu)點(diǎn)。 聯(lián)軸器的尺寸如下： 型號(hào) 扭矩 軸孔 直徑 軸孔 長(zhǎng)度 D D1 螺栓 數(shù)量 螺栓 直徑 L0 重量 YLD12 1600 65 107 200 170 6 M12 219 鍵的選擇與校核 鍵的類(lèi)型根據(jù)鍵連接的特點(diǎn)、使用要求和工作條件來(lái)選擇。 4） 聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)速 根聯(lián)軸器型號(hào)和尺寸的確定：對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)化合系列化的聯(lián)軸器，選定合適的類(lèi)型后，可按照轉(zhuǎn)矩、軸直徑、和轉(zhuǎn)速來(lái)確定聯(lián)軸器的型號(hào)和結(jié)構(gòu)尺寸。 2） 聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸軸線(xiàn)的相對(duì)位移。而上軸承根據(jù)推力球軸承的要求，選用向心軸承。 軸承蓋處的密封，一般上端用毛圈，下端采用橡膠油封。若減速機(jī)軸用非剛性連接，可在 機(jī)座中設(shè)兩個(gè)軸承。當(dāng)攪拌機(jī)軸向力較小時(shí)，可不設(shè)上軸承，但應(yīng)驗(yàn)算減速機(jī)軸承承受攪拌軸向力的能力。 機(jī)座形式分為不帶支承的 JA型和帶中間支承的 JB型以及 JXLD型擺線(xiàn)針輪減速器支架，由文獻(xiàn) [3]中的 用立式減速器的減速器機(jī)座的系列選用，當(dāng)不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求時(shí)參考該系列尺寸自行設(shè)計(jì) 。根據(jù)槳葉的高度及絮凝池的 尺寸，選擇 d6=100mm,L6=993mm,安裝槳葉處的直徑和長(zhǎng)度分別為d=90mm,L=72mm。確定軸上安裝軸承的長(zhǎng)度和直徑，根據(jù)軸承的選擇和 d4的尺寸（詳見(jiàn) ），除選 d=80mm， L4=26+28+6=60mm,因此 L4應(yīng)大于60，所以取 L4=61mm。為了防止攪拌時(shí)軸的上下竄動(dòng)，因此在軸上制定螺紋，因?yàn)?d2=60mm,因此取螺紋大徑 d 取 75mm，小徑 d=75 =,在選取圓螺母時(shí)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選取 M75的圓螺母時(shí)，需同時(shí)選取兩個(gè)，因此 34端的長(zhǎng)度為需大于兩個(gè)圓螺母的厚度，取 L3=42mm 。（詳見(jiàn) ）選擇 YLD11 其共稱(chēng)扭矩 T=1000Nmm，孔軸直徑 50≤ d≤ 70,取 d=55,半聯(lián)軸器的孔徑 d=55,半聯(lián)軸器 長(zhǎng)度 L=90mm. 軸上零件的裝配方案的選擇從上至下依次為：半聯(lián)軸器、圓螺母、圓螺母用墊圈、向心推力球軸承、隔套、推力球軸承、槳葉、壓蓋、氈圈油封、石棉墊、套筒。選取軸的材料為 45，調(diào)制處理。 麗水學(xué)院 2020 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 4. 軸的加工工藝等。 2. 軸上安裝零件的類(lèi)型、尺寸、數(shù)量以及與軸的連接形式。 攪拌設(shè)備的減速器應(yīng)優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)減速器及專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠產(chǎn)品，參考“標(biāo)準(zhǔn)減速器及產(chǎn)品 ” 選用，其中一般選用機(jī)械效率較高的擺線(xiàn)針輪減速器或齒輪減速器：有防爆要求時(shí)一般不采用皮帶傳動(dòng)：要求正反向傳動(dòng)時(shí)一般不選用蝸輪傳動(dòng)。 電動(dòng)機(jī)與減速器的選擇 攪拌設(shè)備的電動(dòng)機(jī)通常選用普通異 步電動(dòng)機(jī)。 (6) 維修能力。 (4) 工作平穩(wěn)性，如震動(dòng)和荷載變化情況。 (2) 出軸旋轉(zhuǎn)方向是單項(xiàng)或雙向。 減去槳葉寬度得： R2== 所以外槳葉的理論半徑為： Rp1=(R1+R2)/2= 同理：因?yàn)閮?nèi)槳葉根據(jù)黃金分割原理得出： R1=。 長(zhǎng)度 L由公式 d/D=～ ： 槳葉和池子長(zhǎng)度之比選 。 麗水學(xué)院 2020 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 槳葉的設(shè)計(jì) 槳葉尺寸的確定 (1).每檔絮凝攪拌機(jī)獨(dú)立傳動(dòng)，設(shè)雙層框式攪拌器，每個(gè)框式攪拌器設(shè)四片豎立槳葉，槳葉寬度由設(shè)計(jì)要 點(diǎn)知其范圍為 — 。 (5).液體溫度應(yīng)取平均溫度，水的粘度μ ()按規(guī)定值取用。最大不超過(guò) 。 (2).攪拌軸的安裝方式。 (3).攪拌機(jī)軸設(shè)在每格池子的中心處，攪拌機(jī)軸和槳葉等部件應(yīng)進(jìn)行必要的防腐蝕處理。 (2).每片槳葉的寬度，一般用 100300mm，槳葉的總面積不應(yīng)超過(guò)反應(yīng)池水截面積的 10%20%。 (4).絮凝池水溫平均溫度 15℃，水的粘度μ為 103? P sa. 。 (2).每格反應(yīng)池長(zhǎng) ，寬 ，高 ，容積 。 為了滿(mǎn)足絮凝池的體積要求，結(jié)合現(xiàn)在大多數(shù)廠家的絮凝池規(guī)格，設(shè)計(jì)絮凝池尺寸如下： 每格反應(yīng)池長(zhǎng) ，寬 ，池子高 ，容積 。所以其設(shè)計(jì)要求為： (1) .絮凝池分為 3格。 絮凝池的設(shè)計(jì)要求及結(jié)果 通過(guò)以上這些分析，我們可以得到這樣的初步概念： (1).用 G值相似可以大體模擬絮凝他的水流條件； (2).采用真實(shí)的水樣，基本代表了處理水的絮凝特性； (3).處理水的絮凝特性，能在攪拌試驗(yàn)結(jié)果中得到綜合反映； (4).因此，攪拌試驗(yàn)的結(jié)果基本上反映了真實(shí)絮凝池的絮凝情況。事實(shí)上水質(zhì)條件還要復(fù)雜得多，除了上述這些影響因素外，還可能存在其它影響絮凝的因素。只有接近其極限沉速時(shí)，將產(chǎn)生明顯的區(qū)別。圖 24c曲線(xiàn)代表了抗剪強(qiáng)度的影響。相應(yīng)的抗剪強(qiáng)度也有所區(qū)別。 顆粒的抗剪強(qiáng)度取決于原水顆粒性質(zhì)以及絮凝體的組成結(jié)構(gòu)。圖 24b 的曲線(xiàn)代表了絮凝能力的影響。對(duì)這些絮凝能力差的水質(zhì)，其絮凝進(jìn)展必然非常緩慢 ，相應(yīng)的極限沉速也很低。 麗水學(xué)院 2020 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 麗水學(xué)院 2020 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 圖 24 反應(yīng)曲線(xiàn)圖 顆粒的絮凝能力在絮凝過(guò)程中起著重要作用。由圖可見(jiàn)。當(dāng)然，對(duì)于濃度高到某一程度 (例如污泥循環(huán)等類(lèi)型 )，是否尚有其它絮凝作用機(jī)理，尚有待進(jìn)一步探討。如果單體顆粒的絮凝能力和麗水學(xué)院 2020 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 抗剪強(qiáng)度都一樣，那么濃度的高低基本上對(duì)其極限沉速值不會(huì)產(chǎn)生很大影響。 從絮凝角度考慮的水質(zhì)特征，主要應(yīng)包括原水的顆粒濃度，顆粒的絮凝能力以及顆粒的抗剪強(qiáng)度。 此外，如前所述，絮凝效果不僅與水流條件 (G值 )有關(guān)，而且也與處理水的性質(zhì)有很大關(guān)系。因?yàn)樾跄睾侠碓O(shè)計(jì)的目的就是要求以最短的時(shí)間獲得最好的效果。由圖 23可知，如果不考慮絮凝時(shí)間的長(zhǎng)短，采用低的 G值可以獲得較好的絮凝效果。同樣，對(duì)用 c的 G值反應(yīng) tB時(shí)，與用 a 的 G 值反應(yīng) tB時(shí)應(yīng)具同等效果。但是當(dāng)顆粒增長(zhǎng)到某一程度后，顆粒聚集受到一定限制，還將受到破碎的影響，也就是逐步趨向于某一極限沉速。因?yàn)榇藭r(shí)顆粒尚屬細(xì)小。但實(shí)際情況在在有所出入。圖 23所示麗水學(xué)院 2020 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 為可能獲得的一組試驗(yàn)結(jié)果。其原因也較清楚，由于 G值減小，其極限沉速就相應(yīng)增大，雖然此時(shí)的絮凝時(shí)間尚達(dá)不到相應(yīng)的極限沉速，但顆粒還是向加大的方向發(fā)展。在經(jīng)一定時(shí)間攪拌后，停止?jié){板的轉(zhuǎn)動(dòng)，由于水流的慣性，液體仍在旋轉(zhuǎn)。如果改變 G值，情況就會(huì)不同。由于 V與絮凝結(jié)果的沉速相比是微小的，故一般可略而不計(jì)。理論曲線(xiàn)假定顆粒的每一次碰撞都產(chǎn)生聚集，實(shí)際上顆粒碰撞時(shí)不僅不一定聚集，而且還可能被破碎。如果不改變攪拌速度，那么即使攪拌 20分鐘或 30分鐘，其結(jié)果往往不會(huì)有什么變化。例如，在作一般反應(yīng)的攪拌試驗(yàn)時(shí)，最初 5～ 10分鐘效果增長(zhǎng)較明顯。但以后其增長(zhǎng)率不僅不是逐步增加，相反出現(xiàn)逐步減小，最后趨向于某一極值 Vmax。也就是說(shuō)，在維持 G值不變情況下，沉速增長(zhǎng)的速率不一定是隨時(shí)間增加而加速?；蛘哳w粒濃度增加時(shí)，粒徑（或沉速）的增長(zhǎng)就迅速。即 Ks越大增長(zhǎng)速率越快 ， ks與水流的速度梯度及原水顆粒體積比成正比。 也就是說(shuō) ， 如果顆粒的每次碰撞均屬有效，則其粒徑的增長(zhǎng) (或相 應(yīng)沉速的增長(zhǎng) )理論上應(yīng)如圖21 所示的形式。即： d=d0eb b=(Kst/3) （ ） 式中： d—— 時(shí)間 t時(shí)的顆粒粒徑 ；單位 m。 No—— 絮凝開(kāi)始時(shí)