【正文】 多取 fd ／ D＝ 1／ 3。 漿 式常用兩葉；各種 蝸 輪式的 漿 葉以 6 葉、 8葉居多；推進(jìn)式有 2 葉、 3葉和 4葉，以 3葉居多。在 蝸 輪式液 — 液攪拌中，當(dāng) fd ／D＝ 1/3時(shí)， Z＝ 4， 漿 寬 b＝ (0． 05— 0． 1)D。在低粘度時(shí)，當(dāng)液面高 H＜ D(罐寬 )．只要一層 即可。有時(shí)為了提向攪動(dòng)的循環(huán)強(qiáng)度，也有上層使用軸向流 葉輪的 ，下層漿徑向型葉輪的 。為了防止固 相沉淀，常將 C 取為 D／ 10。 平直葉圓盤 蝸 輪 結(jié)構(gòu)如圖 33所示 ： 泥漿攪拌器設(shè)計(jì) 23 圖3 3 攪拌器葉輪結(jié)構(gòu)圖 根據(jù)以上條件 ， 本次設(shè)計(jì)尺寸 參數(shù) 如下： 取葉片數(shù)為 Z= 4片 ， )(~,4:5:20::d 11 居多以?? dbL 設(shè)計(jì)尺寸 mm480d1 ? ， L=120mm ， b = 100mm fd /D = ~ 得，罐寬 D=720mm~360mm 槳葉直徑 mmdf 820? ， mmD 400? 折葉角度 ? 以 24 ??? 604 ， 后 彎角度 ???? 80605030 、?? 常用介質(zhì)粘度范圍 Pc105 4? , 折葉、后彎葉 Pc104 流動(dòng)狀態(tài)：平直葉為徑向流動(dòng)。較為合理 的方法是由攪拌 器目 的和形成的流態(tài)為依據(jù)來進(jìn)行選擇的。由于 蝸 輪式的對(duì) 流循環(huán)能力、 湍流分散和剪切力比較強(qiáng)，得到了最廣泛的應(yīng)用。出于沒有中間圓盤部分，不致阻礙 漿 葉上下液相 混合。采用折葉 漿 、折葉開啟 蝸 輪、推進(jìn)式都 有軸向流，所以可以不用擋板。很少再選用 漿 式和推進(jìn)式。 在圓盤 蝸 輪式中，平直片，折葉片和后彎葉片都有采用。 攪拌葉輪強(qiáng)度設(shè)計(jì)及校核 漿 葉強(qiáng)度的計(jì)算主要決定 漿 葉的厚度。 ① 計(jì)算功率的確定 計(jì)算功率通常采用下式來計(jì)算： maj NNKN ??? ? (312) 式中： 功率—強(qiáng)度計(jì)算中所采用的—jN ， KW KWN —電機(jī)功率，—a K—— 電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的過載系數(shù) —傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械效率—? 率—軸封處損失的摩擦功—mN ② 平直開啟 蝸 輪 的強(qiáng)度計(jì)算 以最 常見的矩形截面為例，由于葉片對(duì)稱性，故可將功率均勻分配到各葉片 上。 b在計(jì)算時(shí)是已知數(shù)，由 公式： (315) = ? ? ??? ? 攪拌 軸的密封 攪拌器可靠的密封是一個(gè)重要的問題。旋轉(zhuǎn)抽密封分為機(jī)械密封和壇料 密封，鉆井液的軸屬于低轉(zhuǎn)速、低壓力，較適用的仍然是填料密封， 它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于維修，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。密封盤根由 耐油膠利夾膠尼龍市線組成，一般 3~4組已足夠。 ② 填料密封 填料密封是一種早期轉(zhuǎn)軸密封結(jié)構(gòu)，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單．在攪拌器中時(shí)有采用。由于填料中臺(tái)有潤(rùn)滑刑，因此在攪拌軸上產(chǎn)生一層液膜，它既潤(rùn)滑了攪拌軸，又能阻止設(shè)備中的潤(rùn)滑油漏出來。為使攪拌器連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)所需的功率就是攪拌器功率，為使攪拌過程以最佳方式完成的功率為攪拌作業(yè)功率，前者是物理量的函數(shù)，后者是工藝特性所決定的。而攪拌器功率過大造成浪費(fèi)的問題則易被忽視。 Rushton 算圖根據(jù)多種攪拌器在液體年度為 1~40000cP 以內(nèi)， Rc10 的條件下進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，測(cè)定出功率，得到功率因素 ? 和 Re的關(guān)系由下式 ? ??? ??? 6nb9740 02 jZN? ??? nZbN ?? /7 6 5 j西南石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 p513 dn NN ???? ?? (316) 式中： N—— 攪拌器功率， KW pN—— 功率準(zhǔn)數(shù)，無因次 泥漿攪拌器設(shè)計(jì) 27 4 主要零件的強(qiáng)度校核 蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度校核 蝸 輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 蝸 輪齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算可以 參照齒輪的技術(shù)方法。整理得 蝸 輪齒面解除疲勞強(qiáng)度的校核公式為： ? ? 22212 z 48 0dm ????????? HKT ? (42) 式中： K 為載荷系數(shù)， K=1~ ，當(dāng)載荷平穩(wěn)， sv ，七級(jí)以上精度s/m3? 取小值，否則取大值 。 mm， ? ?H? 為 蝸 輪材料的許用接觸應(yīng)力，單位為 MPa ；其余符合的意義同前。10196 52 NT ?? mm， K= ： 212zmd480 KTH ?? (43) H? =93MPa ? ?H?? 所以，蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度符合標(biāo)準(zhǔn)。 表 411 蝸 輪的齒形系 數(shù)： 2z 30 35 40 45 50 2Y 蝸 輪 材料 的基本使用彎曲應(yīng)力 ? ??F? （ 610?N ） aMP 圖表 412 如下所示 ： 蝸 輪材料 鑄造方法 與硬度 ? 45HRC 的蝸桿相配時(shí) 硬度 ? 45HRC，并經(jīng)磨光的蝸桿相配 鑄錫磷青銅 砂模鑄造 46（ 32） 58（ 40） 金屬模鑄造 58（ 42） 73（ 52） 鑄錫鋅鉛青銅 砂模鑄造 32（ 24） 40（ 30） 金屬模鑄造 41（ 32） 51（ 40） 鑄鋁鐵青銅 砂模鑄造 112（ 91） 140（ 116） 灰鑄鐵 砂模鑄造 40 50 注：表中括號(hào)內(nèi)的值系用于雙向傳動(dòng)的場(chǎng)合 驗(yàn)算傳動(dòng)效率 蝸桿分度圓速度為 泥漿攪拌器設(shè)計(jì) 29 21nni? (45) s/ 602071100060 ndv 111 ?????? ?? smvv s / os os 1 ??? ?? 查表得 ?? , ???? svf ? ~) a n( )~( ???? 與原估計(jì) 相似。 攪拌器軸承型號(hào)選擇 軸承的作用是支承軸及軸上零件，保持軸的回轉(zhuǎn)精度，減少轉(zhuǎn)軸與支承之間的摩擦。 滾動(dòng)軸承具有摩擦阻力小、啟動(dòng)靈敏、效率高、回轉(zhuǎn)精度高、潤(rùn)滑簡(jiǎn)便和裝拆方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)器和機(jī)構(gòu)中。 滾動(dòng)軸承的類型： ① 軸承按所能承載的方向或公稱接觸角的不同可分為向心軸 承和推力軸承 ，如表421。 ② 按滾動(dòng)體的種類可分為球軸承和滾子軸承。 ③ 按工作時(shí)能否調(diào)心可分為調(diào)心軸承和非調(diào)心軸承。 421 滾動(dòng)軸承 簡(jiǎn)圖 ： 軸承名稱類型代號(hào) 結(jié)構(gòu)圖 承載方向 極限轉(zhuǎn)速 允許偏轉(zhuǎn)角 主要特性和應(yīng)用 圓錐滾子軸承 3000 中 2 能同時(shí)承受較大的徑向、軸向聯(lián)合載荷， 因 系數(shù)接觸，承載能力大于“ 7”類軸承，內(nèi)外圈可分離，裝拆方便，成對(duì)使用。 求當(dāng)量動(dòng)載荷 P 由公式 ? ?arp YFXFP ?? f (46) 表得 .11f ?P ，式中徑向載荷 X和軸向載荷 Y要根據(jù) e值查取， r0C 是軸承的徑向額定靜載荷，未選軸承型號(hào)前暫不知道，故用試算法計(jì)算。 鍵的強(qiáng)度校核 常見的軸轂連接有鍵連接、花鍵連接等。固定方式的選擇主要是根據(jù)零件所傳遞轉(zhuǎn)矩的大小和性質(zhì)、輪轂與軸的對(duì)中精 度要求、加工的難易程度等因素來進(jìn)行的。鍵已 標(biāo)準(zhǔn)化。 鍵的主要尺寸確定 平鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，其剖面尺寸（鍵寬 b?鍵高 h）按軸徑 d 從有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中選擇，鍵長(zhǎng) L應(yīng)小于輪 長(zhǎng)度并符合標(biāo)準(zhǔn)系列。 表 43 鍵連接的許用應(yīng)力 應(yīng)用種類 連接方式 零件材料 載荷性質(zhì) 靜載 輕微沖擊 沖擊 許用擠壓應(yīng)力? ?H? 靜連接 鋼 125~150 100~120 60~90 鑄鐵 70~80 50~60 30~45 許用壓強(qiáng) 動(dòng)連接 鋼 50 40 30 泥漿攪拌器設(shè)計(jì) 33 5 總 結(jié) 本文通過對(duì) 鉆井液攪拌 器的結(jié)構(gòu)形狀進(jìn)行分析，得出總體方案 ， 按總體方案對(duì)各零部件的運(yùn)動(dòng)關(guān)系進(jìn)行分析得出 鉆井液攪拌 器的整體結(jié)構(gòu)尺寸，然后以各個(gè)系統(tǒng)為模塊分別進(jìn)行具體零部件的設(shè)計(jì)校核計(jì)算，得出各零部件的具體尺寸，再重新調(diào)整整體結(jié)構(gòu)，整理得出最后的設(shè)計(jì)圖紙和說明書 .此次設(shè)計(jì)通過對(duì) 鉆井液攪拌 器的 設(shè)計(jì)，使我對(duì)成型機(jī)械的設(shè)計(jì)方法、步驟有了較深的認(rèn)識(shí) .熟悉了 蝸 輪蝸桿 、軸 、軸承 等多種常用零件的設(shè)計(jì)、校核方法；掌握了如何選用標(biāo)準(zhǔn)件，如何查閱和使用手冊(cè)，如何繪制零件圖、裝配圖；以及設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)零部件的要點(diǎn)、方法 .。 由于自己所學(xué)知識(shí)有限，而機(jī)械設(shè)計(jì)又是一門非常深?yuàn)W的學(xué)科，設(shè)計(jì)中肯定存在許多的不足和需要改進(jìn)的地方，希望老師指出，在以后的學(xué)習(xí)工作中去 完善它們 。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中我想感謝的就是指導(dǎo)老師莫麗老師， 莫老師在自己的教學(xué)、科研任務(wù)繁重的情況下仍舊擠出大量的時(shí)間來給我們做指導(dǎo)，告訴我們?cè)O(shè)計(jì)的詳細(xì)方法和步驟，甚至教我們?nèi)绾卫镁W(wǎng)上圖書館資源查詢資料，使我們的設(shè)計(jì)任務(wù)更加明確。 同時(shí)也非常感謝和我一起完成畢業(yè)設(shè)計(jì)全過程的全體室友和同組其他幾位同學(xué)，如果沒有 他們熱忱的幫助與鼓勵(lì)，我不可能順利的完成此次設(shè)計(jì)任務(wù)。 泥漿攪拌器設(shè)計(jì) 35 參考文獻(xiàn) ［ 1］ 龔偉安 ．鉆井液固控系統(tǒng)及設(shè)備．石油工業(yè)出版社： 1995 ［ 2］ 華東石油學(xué)院礦機(jī)教研室編．石油鉆采機(jī)械．石油工業(yè)出版社： 1980 ［ 3］ 胡國(guó)楨，石流主編．化工密封技術(shù)．化學(xué)工業(yè)出版社： 2022 ［ 4］ 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) ［ 5］ 陳立德，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，高等教育出版社（第三版） ［ 6］ 鄭志祥，機(jī)械零件，北京：高等教育出版社， 1989 ［ 7］ 姜柳林，機(jī)械 CAD基礎(chǔ)實(shí)踐，北 京：高等教育出版社， 1998 ［ 8］ 吳宗澤，機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2022 ［ 9］ 徐錦康，機(jī)械原理，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1994 ［ 10］ 張定華，工程力學(xué)18