【正文】 5 支座選型及校核 攪拌罐 支座選型 及承載計(jì)算 該攪拌設(shè)備為中小型直立設(shè)備，選擇 B 型耳式支座，對(duì)于 310m 一級(jí) 攪拌 罐配置 4 個(gè)耳式支座。與填料密封相比，機(jī)械密封的泄漏率大約為填料密封的 1% ，功率消耗約為填料密封的 30% 。 對(duì)于單跨軸： 兩端簡支的單跨軸 1355ox l L? ? ? 且 2xL? , 222 () [ 2 ( ) ( ) ]6h i i i ixLF L L L x L L xE I L L L? ??? ? ??? 而 44 480 20216006 4 6 4L dI m m?? ?? ? ? 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 所以 2233 8 . 9 5 ( 4 4 9 6 4 3 7 1 ) 4 4 9 6 3 5 5 4 3 7 1 4 3 7 1 3 5 52 [ 2 ( ) ( ) ]6 1 9 0 1 0 2 0 0 9 6 0 0 4 4 9 6 4 4 9 6 4 4 9 6x? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? 2233 8 . 9 5 ( 4 4 9 6 3 3 7 1 ) 4 4 9 6 3 5 5 3 3 7 1 3 3 7 1 3 5 5[ 2 ( ) ( ) ]6 1 9 0 1 0 2 0 0 9 6 0 0 4 4 9 6 4 4 9 6 4 4 9 6? ? ? ? ? ? ?? ? ? = 0. 00 34 0. 02 84 0. 03 18?? 一端固支另一端簡支的單跨軸： 333 2 33 1 3 32 [ ( ) ( ) ( 1 ) ( ) 3 ( 1 ) 2 ] || ( 1 )6 2 3 2 6ih i i h i ixLL i i i L iF L F LL x L x x xx E I L L L L L E I L? ???? ? ? ? ? ? ? ? ???代入已知數(shù)據(jù)可 得 2 008 633 012 664 035x mm? ? ? ? ? ? ? 軸承 產(chǎn)生 位移計(jì)算 由攪拌軸與各層圓盤（攪拌器及附件）組合質(zhì)量偏心引起的離心力在軸上任意點(diǎn)離圖中軸承距離 x 處產(chǎn)生的位移 3x? 按下式計(jì)算 3 2[]( ) 1XxkeKnn? ? ? mm 對(duì)兩端簡支單跨軸： 32 2( 1 )( 1 )11 ( 3 ) ||31 ( 1 ) 3 ( 1 )11 1 ( 3 ) ( 1 )3eeexLeeXe e exxLLLLLx LL L LKL L LL L L???????? ? ?? ? ?? ??? ? ? ????? 代入已知數(shù)據(jù) 可得 ? 所以3 2 6 5547( ) 1220x mm????? 對(duì)一端固支一端簡支單跨軸： 2 3 3233 3 3 12 3 ( 1 ) ( 1 ) ( ) ( ) ( ) || ( 1 )2 2 39 12 3 ( ) ( )22exLe e e eXe e ex L x L x xL L L L L LKL L LL L L?? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? 代入已知數(shù)據(jù)可得： ? 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 所以3 2 0 ( ) 1220X mm????? 一般單跨軸傳動(dòng)側(cè)支點(diǎn)的夾持系數(shù) 2K 介于簡支和固支之間，此時(shí) 2? 值應(yīng)取式和式之中間值，查附錄 C． 4 取 2 ? 查附錄 C． 5 得 2 2 222(1 )KK? ? ?? ? ?固 簡 簡 mm 所以 2 0 .0 0 3 5 ( 1 0 .6 ) 0 .0 3 1 8 0 .6 0 .0 2 0 4 8 mm? ? ? ? ? ? ? 3 2 2(1 )KK? ? ?? ? ?3 固 簡 3 簡 mm 所以 3 0 .3 2 5 1 ( 1 0 .6 ) 0 .0 9 2 5 0 .6 0 .1 8 5 5 4 mm? ? ? ? ? ? ? 總位移及其校核 對(duì)于剛性軸： 1 2 3X X X X? ? ? ?? ? ? mm 所以 134 204 8 855 4 194 2X mm? ? ? ? ? 驗(yàn)算應(yīng)滿足下列條件： []XX??? mm 軸封處允許徑向位移 ()[]oxl? ?按下式計(jì)算： ( ) 3[ ] Kd? ? ?? mm 3K —— 徑向位移系數(shù)，按附錄 C． 6． 1 選取 3 ? 所以 ()[ ] 0 .1 0 .3 8 0 0 .2 6 8 3 3x lo mm? ? ? ? ? ? 則滿足 []XX??? 軸徑的最后確定 由以上分析可得，攪拌軸軸徑 d 滿足臨界轉(zhuǎn)速和強(qiáng)度要求，故確定軸徑為 80mm 。 軸封徑向位移驗(yàn)算軸徑 軸承徑向游隙 位移計(jì)算 因軸承徑向游隙 S? 、 S?? 所引起 軸上任意點(diǎn)離圖中軸承距離 x 處的位移。 對(duì)于單跨軸： 1 2mi i LieWLm L mL m???? ? 所以 437 1 337 1 177 .32 2 248 .12eL m m? ? ? ? ??? 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 而 () ()1 0 0 0 1 0 0 0h i i i e e eR F L L L F L L LM LL? ???? Nm? 3 8 . 9 5 ( 4 4 9 6 4 3 7 1 ) 3 8 . 9 5 ( 4 4 9 6 3 3 7 1 ) 5 9 . 3 0 ( 4 4 9 6 2 4 8 1 . 5 1 ) 1 0 3 . 5 21 0 0 0 4 4 9 6 1 0 0 0 4 4 9 6RM N m? ? ? ? ? ? ?? ? ? ??? （ 5）由軸向推力引起作用于軸上的彎矩 AM 的計(jì)算。 對(duì)于單跨軸： 22521[ ] ] 1 09 1 ( )eWkF m n e nn? ???????????? N 上式中，對(duì)剛性軸 2()knn 的初值取 []e —— 許用偏心距（組合件重心處） [ ] /e G n? ， mm G —— 平衡精度等級(jí)， /mms 。 按強(qiáng)度計(jì)算攪拌軸的軸徑 受強(qiáng)度控制的軸徑 計(jì)算 受強(qiáng)度控制的軸徑 2d 按下式求得： 32 41 7 .2 [ ](1 )teoMd N?? ? mm 式中： teM —— 軸上扭矩和彎矩同時(shí)作用時(shí)的當(dāng)量扭矩 22te nM M M?? Nm? []? —— 軸材料的許用剪應(yīng)力 600[ ] 3 7 .51 6 1 6b M P a?? ? ? ? 軸上扭矩計(jì)算 軸上扭矩 nM 按下式求得： 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 29553nNMPn ?? Nm? 2? —— 包括傳動(dòng)側(cè)軸承在內(nèi)的傳動(dòng)裝置效率，按 / 20 56 9 94HG T ?附錄 D 選取， 則 2 ? ? ? ? ? ? 所以 9553 0 . 7 4 5 1 8 . 5 5 9 8 . 4 7220nM N m? ? ? ? ? 軸上彎矩 M計(jì)算 軸上彎矩總和 M 應(yīng)按下式求得： RAM M M?? Nm? （ 1） 徑向力引起的軸上彎矩 RM 的計(jì)算 對(duì)于單跨軸，徑向力引起的軸上彎矩 RM 可以近似的按下式計(jì)算： () ()1 0 0 0 1 0 0 0h i i i e e eR F L L L F L L LM LL? ???? Nm? 第 i 個(gè)攪拌器的流體徑向力 hiF 應(yīng)按下式求得 ： 311038nqihiJiMFKD??? N 式中： 1K —— 流體徑向力系數(shù)，按照附錄 C. 2 有 1 1 1 1 1 1 0 .1 0 0 .2 1 .0 1 .0 1 .0 0 .0 2n b e iK K K K K K?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? nqiM —— 第 i 個(gè)攪拌器功率產(chǎn)生的扭矩 9553nqi qiMPn? Nm? qiP —— 第 i 個(gè)攪拌器的設(shè)計(jì)功率，按附錄 C. 3 有 5s Jiqi JiPDP D?? ? kW 兩個(gè)攪拌器為同種類型， P kW?? ，則 12 5qqP P kW?? 所以 12 40 6nq nqM M N m? ? ? 所以 312 4 0 1 . 6 6 1 00 . 0 2 3 8 . 9 53 1 8 5 5 0hhF F N?? ? ? ?? 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 （ 2） 攪拌軸與各層圓盤的組合質(zhì)量按下式求得。采用剛性聯(lián)軸節(jié)時(shí)， 2 ~ ? ,取 2 ? 。取 mmd 80? 根據(jù)軸徑 d 計(jì)算軸的扭轉(zhuǎn)角 ? 544 m a x 10)1(583 6 ???onNGd M? mo/ 所以 ][/ 544 ?? ?????? ?? mo 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)量加上軸附帶的液體質(zhì)量。 p —— 設(shè)備內(nèi)的設(shè)計(jì)壓力， MPa ； S —— 相當(dāng)質(zhì)量的折算點(diǎn)； S? —— 傳動(dòng)側(cè)軸承游隙 ,mm ； S? —— 單跨軸末端軸承游隙， mm ； W —— 單跨軸 L 段有效質(zhì)量的相當(dāng)質(zhì)量， kg ； 1W 、 2W ?? iW —— em1 、 em2 ?? iem 的相當(dāng)質(zhì)量， kg ； 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 sW —— 在 S 點(diǎn)所有相當(dāng)質(zhì)量的總和， kg ； ? —— 攪拌軸軸線與安裝垂直線的夾角， (o )； i? —— 第個(gè)攪拌器葉片傾斜角， (o )； ? —— 軸的扭轉(zhuǎn)角， mo/ ； X1? —— 由軸承徑向游隙引起在軸上離圖或圖中軸承距離 x 處的徑向位移， mm ； X2? —— 由流體徑向作用力引起在軸上離圖或圖中軸承距離 x 處的徑向位移， mm ； X3? —— 由組合質(zhì)量偏心引起離心力在軸上離圖或圖中軸承 x 處產(chǎn)生的徑向位移，mm ； X? —— 離圖或圖中軸承距離 x 處軸的徑向總位移， mm ； ? —— 攪拌物料的密度， 3/mkg ； s? —— 軸材 料的密度， 3/mkg ； ? —— 軸上所有攪拌器其對(duì)應(yīng)編號(hào) i 之和。 hiF —— 第 i 個(gè)攪拌器上的流體徑向力， N 。m 輸出軸功率或輸出軸轉(zhuǎn)矩為各軸的輸入功率或輸入轉(zhuǎn)矩乘以 聯(lián)軸器 效率 (），即 P’= 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理后如下表所示： 軸名 功率 P(kW) 轉(zhuǎn)矩 T(Nm 4)低速軸： P3 = P2η2η3 = kW n3 = 22ni = r/min T3 = 9550( 33Pn )= Nm 2)高速軸： P1 = P0η1 = kW n1 = 001ni = 40 r/min T1 = 9550( 11Pn )= N 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 1)總傳動(dòng)比 因?yàn)? r/min720?電? 所以：總 傳動(dòng)比 22 720 ???攪拌軸電總 n ni 2)分配傳動(dòng)比 根據(jù)均勻磨損要求，采用帶傳動(dòng)與兩級(jí)減速器連接傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，取帶傳動(dòng)比為 i1=3， 32 ?? ii 、 則： ????iii 誤差分析 %.%.%δ ????? 符合設(shè)計(jì)要求。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 P5 表 17 得：各項(xiàng)所取值如下表： 種 類 取 值 帶傳動(dòng) V 帶傳動(dòng) 0． 92 齒輪傳動(dòng)的軸承 深 溝球軸承 0． 99 齒輪傳動(dòng) 7 級(jí)精度的一般齒輪傳動(dòng) 0． 96 聯(lián)軸器 剛性聯(lián)軸器 0． 99 η =0． 92 0． 993 0． 962 0． 99＝ 所以 Pw=Tnw/9550 =1115 31／ 9550kW= Pd=Pw/η = 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 攪拌軸的工作轉(zhuǎn)速 nw=31 r/min，按推薦的合理傳動(dòng)比范圍，取 V 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i1’=2~4,單級(jí)齒輪傳動(dòng)比 i2’=2~6,則合理總傳動(dòng)比的范圍為 i’=6～ 24，故電動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為 nd’=i’η 5η 3 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 選擇電動(dòng)機(jī)功率 工作機(jī)所需的電動(dòng)機(jī)輸出功率為 Pd=Pw/η Pw=FV/1000 所以 Pd=FV/1000η