機(jī)械密封反應(yīng)釜畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章、緒論…………………………………………………………………… 1</p><p>　　1.1研究的背景與意義………………………………………………………… 1</p><p>　　1.2國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀…………………………………………………………………… 1</p>

2、<p>　　1.2.1國(guó)外現(xiàn)狀……………………………………………………………………1</p><p>　　1.2.2國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀……………………………………………………………………2</p><p>　　1.3本文主要內(nèi)容………………………………………………………………… 3</p><p>　　第二章、罐體幾何尺寸計(jì)算…………………………………………………

3、4</p><p>　　2.1工藝條件……………………………………………………………………… 4</p><p>　　2.2筒體內(nèi)徑……………………………………………………………………… 4</p><p>　　2.3封頭尺寸……………………………………………………………………… 5</p><p>　　2.4筒體高度………………………………

4、……………………………………… 5</p><p>　　2.5夾套幾何尺寸計(jì)算…………………………………………………………… 6</p><p>　　2.6傳熱面積計(jì)算………………………………………………………………… 6</p><p>　　2.7夾套反應(yīng)釜的強(qiáng)度計(jì)算…………………………………………………… 7</p><p>　　2.

5、7.1強(qiáng)度計(jì)算的原則及依據(jù)………………………………………………… 7</p><p>　　2.7.2內(nèi)筒及夾套的受力分析………………………………………………… 7</p><p>　　2.7.3強(qiáng)度計(jì)算（按內(nèi)壓計(jì)算厚度）…………………………………………… 7</p><p>　　2.7.4穩(wěn)定性校核……………………………………………………………… 9</

6、p><p>　　2.7.5水壓試驗(yàn)校核…………………………………………………………… 10</p><p>　　第三章、反應(yīng)釜的攪拌設(shè)置…………………………………………………12</p><p>　　3.1攪拌器的選型…………………………………………………………………12</p><p>　　3.1.1攪拌器的選型…………………………………………

7、………………… 12</p><p>　　3.1.2攪拌附件——擋板……………………………………………………… 14</p><p>　　第四章、傳動(dòng)裝置的選型…………………………………………………… 15</p><p>　　4.1電動(dòng)機(jī)的選型……………………………………………………………… 16</p><p>　　4.2減速機(jī)選型……

8、…………………………………………………………… 17</p><p>　　4.3機(jī)架的選取……………………………………………………………………17</p><p>　　4.4聯(lián)軸器…………………………………………………………………………18</p><p>　　4.4.1聯(lián)軸器的選型…………………………………………………………… 20</p><

9、;p>　　4.5攪拌軸功率的計(jì)算……………………………………………………………21</p><p>　　4.6攪拌軸的計(jì)算…………………………………………………………………22</p><p>　　4.6.1軸的強(qiáng)度計(jì)算…………………………………………………………… 22</p><p>　　4.6.2根據(jù)臨界轉(zhuǎn)速核算攪拌軸軸徑…………………………………………

10、 24</p><p>　　4.6.3軸徑的最后確定………………………………………………………… 27</p><p>　　4.7支座選型及校核………………………………………………………………27</p><p>　　第五章、部分式機(jī)械密封裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………29</p><p>　　5.1填料密封…………………………………

11、……………………………………30</p><p>　　5.1.1填料材料的確定及橫斷面尺寸的選擇………………………………… 31</p><p>　　5.1.2填料圈數(shù)………………………………………………………………… 31</p><p>　　5.1.3填料密封的需用功率…………………………………………………… 32</p><p>　　5

12、.2機(jī)械密封的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………………33</p><p>　　5.2.1密封接觸面內(nèi)外徑的計(jì)算……………………………………………… 33</p><p>　　5.2.2端面比壓與彈簧比壓選擇……………………………………………… 33</p><p>　　5.2.3端面比壓計(jì)算…………………………………………………………… 33</

13、p><p>　　5.2.4動(dòng)靜環(huán)的材質(zhì)選擇……………………………………………………… 34</p><p>　　5.2.5端面幾何尺寸計(jì)算……………………………………………………… 35</p><p>　　5.2.6機(jī)械密封摩擦功率的計(jì)算……………………………………………… 35</p><p>　　5.3輔助密封材料的設(shè)計(jì)選材……………………

14、………………………………36</p><p>　　5.3.1輔助密封材料材質(zhì)的選擇……………………………………………… 36</p><p>　　5.3.2結(jié)構(gòu)形式………………………………………………………………… 36</p><p>　　5.4彈簧元件及彈簧力的計(jì)算……………………………………………………37</p><p>　　5.4.

15、1彈簧力的計(jì)算…………………………………………………………… 37</p><p>　　5.4.2彈簧材料的選取………………………………………………………… 38</p><p>　　5密封裝置整體設(shè)計(jì)………………………………………………………… 38</p><p>　　參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………… 39</p>

16、<p>　　鳴謝…………………………………………………………………………………40</p><p><b>　　第一章、緒論</b></p><p>　　1.1研究的背景和意義</p><p>　　國(guó)內(nèi)外石油、化工、醫(yī)藥等行業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)裝置中，反應(yīng)釜是廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵設(shè)備之一，擔(dān)負(fù)著提供化學(xué)反應(yīng)場(chǎng)所的重要作用，是整個(gè)化工工藝流程的心臟。

17、反應(yīng)釜旋轉(zhuǎn)軸用密封和一般的旋轉(zhuǎn)密封相比，密封介質(zhì)通常具有腐蝕性和毒性等特點(diǎn)，一旦泄漏，將影響產(chǎn)品質(zhì)量，還會(huì)對(duì)操作人員和環(huán)境造成較大的危害，此外，工作環(huán)境常為高溫、高壓，工作周期較長(zhǎng)，因而易損壞，屬于維護(hù)保養(yǎng)的重點(diǎn)零部件之一。目前采用的主要密封型式是填料密封和機(jī)械密封，填料密封的優(yōu)點(diǎn)是更換方便，缺點(diǎn)是泄漏量大，還要經(jīng)常維修;機(jī)械密封則屬于一次性安裝，泄漏量小。由于機(jī)械密封的優(yōu)越性，在大部分場(chǎng)合填料密封已經(jīng)被淘汰。機(jī)械密封屬于接觸式密封，其

18、關(guān)鍵部件動(dòng)、靜環(huán)會(huì)由于長(zhǎng)期摩擦磨損而導(dǎo)致密封失效。由于機(jī)械密封的零件都是環(huán)狀的，維修時(shí)必須從軸頭拆卸、安裝，而絕大部分反應(yīng)釜在機(jī)械密封件的上部都安裝有軸承、減速機(jī)、電機(jī)等部件，拆卸十分麻煩，而且周期很長(zhǎng)。</p><p><b>　　1.2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀</b></p><p><b>　　1.2.1國(guó)外現(xiàn)狀</b></p><

19、p>　　1、1991年日本Nagai Yataro等發(fā)明了“帶有剖分環(huán)的機(jī)械密封”, 其密封環(huán)被一個(gè)帶預(yù)制溝槽的支撐環(huán)覆蓋住, 用“O”環(huán)鑲嵌在預(yù)制的槽中[1]。</p><p>　　2、1994 年美國(guó)拉多薩夫等發(fā)明了一種“剖分式機(jī)械密封”,其動(dòng)、靜環(huán)由許多弓形環(huán)段形成, 分別置于兩個(gè)對(duì)開式托架裝置中, 托架剖分面用螺栓連接成一體, 剛性支持著動(dòng)、靜環(huán)[2]。</p><p>　　

20、3、1997年Bessette等發(fā)明的“完全剖分集裝式機(jī)械密封”,由兩個(gè)部分組成,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,用套筒和槽來(lái)固定靜組件于密封腔上。結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單、操作方便、安裝時(shí)無(wú)需測(cè)量或推測(cè)工作。Reagan發(fā)明了“剖分式機(jī)械密封環(huán)及其使用”,這種環(huán)至少分為兩瓣, 并用特殊對(duì)準(zhǔn)夾具對(duì)齊。在每個(gè)環(huán)段剖分面上有一個(gè)弧形凹槽, 把對(duì)準(zhǔn)夾具放入一個(gè)環(huán)段剖分面上的弧形凹槽內(nèi)并固定,以便能進(jìn)行另一環(huán)段剖分面的

21、固定。安裝時(shí), 必須確保每個(gè)環(huán)段對(duì)中, 以便在安裝操作時(shí), 盡可能地減少對(duì)準(zhǔn)夾具對(duì)密封環(huán)損害, 并盡可能地減少泄漏造成的不對(duì)中。盡管如此, 剖分式機(jī)械密封并未獲得真正的應(yīng)用。</p><p>　　4、盡管如此, 剖分式機(jī)械密封并未獲得真正的應(yīng)用。直到2003年才由德國(guó)Burgmann公司生產(chǎn)出產(chǎn)品并應(yīng)用于水處理、制漿和發(fā)電等工業(yè)裝置中[3]（圖1）。</p><p>　　5、2007年美國(guó)

22、Giard[ 4]發(fā)明了“剖分式機(jī)械復(fù)合密封裝置”,同年Boyson提出了離心流體裝置用剖分式密封技術(shù)的可靠性問(wèn)題, 指出要使得剖分式密封能被廣泛使用, 需要尋找更大的密封壓力適用范圍。然而, 提高密封壓力所增加的應(yīng)力不僅導(dǎo)致整個(gè)組件產(chǎn)生較大變形, 而且也使剖分環(huán)瓣產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),需要對(duì)所使用的材料進(jìn)行非線性變形和應(yīng)力計(jì)算。</p><p><b>　　1.2.2國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀</b></p&

23、gt;<p>　　1、馬衛(wèi)東開展剖分式機(jī)械密封研究較早, 2000 年發(fā)明了一種用于大型反應(yīng)釜和大型泵的分體式機(jī)械密封, 其動(dòng)環(huán)通過(guò)推環(huán)、傳動(dòng)環(huán)固定成一體, 動(dòng)環(huán)、推環(huán)、傳動(dòng)環(huán)均由對(duì)稱兩部分組成、且分別由具有斜面的兩個(gè)半夾緊環(huán)固定; 靜環(huán)、靜環(huán)座、壓緊螺母固定為一體, 靜環(huán)、靜環(huán)座上的具有斜面的兩個(gè)半夾緊環(huán)夾緊[5]。 </p><p>　　2、2003年合肥通用機(jī)械研究所對(duì)剖分式機(jī)械密封進(jìn)行試驗(yàn)和

24、工程應(yīng)用研究后, 參照德國(guó)博格曼公司研究和生產(chǎn)部分剖分式機(jī)械密封產(chǎn)品。共設(shè)計(jì)制造了20多套單端面、小彈簧結(jié)構(gòu)剖分式機(jī)械密供石化行業(yè)使用(圖2.2)，但是試驗(yàn)證明，該完全剖分式機(jī)械密封裝置在釜內(nèi)壓力為0.05MPa、常溫的工況下運(yùn)轉(zhuǎn)良好，在將釜內(nèi)壓力升高至0.1MPa時(shí)，有大量氣泡逸出，但是將釜內(nèi)壓力升高至0.15MPa時(shí)，有大量的氣泡逸出。故該剖分式機(jī)械密封適合于工作參數(shù)低的工況下使用，不適用于壓力大于的0.1MPa反應(yīng)釜軸封[6] 。

25、</p><p>　　3、2007年艾志工業(yè)技術(shù)集團(tuán)公司報(bào)道了其成功地CHESTERTON442[7]。</p><p>　　剖分式機(jī)械密封應(yīng)用于大亞灣核電站工況為出口壓力015 MPa, 溫度小于50℃的冷卻循環(huán)水泵的情況</p><p>　　4、2008年楊啟明開展了反應(yīng)釜用剖分式機(jī)械密封設(shè)計(jì)研究, 利用有限元法分析了輔助密封圈的應(yīng)力應(yīng)變狀況, 提出了分型面連

26、接結(jié)構(gòu)本設(shè)計(jì)方案主要針對(duì)剖分式機(jī)械密封裝置中密封圈的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，并對(duì)相關(guān)零部件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)[8] 。</p><p><b>　　1.3本文主要內(nèi)容</b></p><p>　　本文以機(jī)械密封反應(yīng)釜為基礎(chǔ)，介紹了機(jī)械密封反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)全過(guò)程，其中第二章講述了機(jī)械密封反應(yīng)釜的計(jì)算等內(nèi)容，第三章介紹了反應(yīng)釜的攪拌裝置的設(shè)計(jì)，第四章介紹了傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)，最后參考文獻(xiàn)與圖紙

27、附</p><p>　　第二章、罐體幾何尺寸計(jì)算</p><p><b>　　2.1工藝條件</b></p><p><b>　　具體參數(shù)：</b></p><p>　　介質(zhì)：次磷酸鋁；水蒸汽 </p><p>　　工作壓力：最高工作壓力為0.5 </p>

28、;<p>　　溫度：最高工作溫度195°C </p><p><b>　　生產(chǎn)能力：</b></p><p>　　攪拌介質(zhì)粘度為粘度=0.18</p><p>　　攪拌器高徑比要求為2.08-3.851</p><p><b>　　裝料系數(shù)為0.85</b></p

29、><p>　　攪拌器及其相關(guān)設(shè)備的結(jié)構(gòu)由設(shè)計(jì)確定，其余參數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)需要自擬。</p><p>　　攪拌設(shè)備的罐體一般是立式圓筒形容器，由頂蓋、筒體和罐底組成，罐底大多為橢圓形封頭，必要時(shí)也可選錐形封頭。頂蓋選用橢圓形封頭或平蓋。罐底與筒體的連接常采用焊接連接。頂蓋與筒體的連接形式分為可拆和不可拆兩種，要求可拆時(shí)，采用法蘭連接。</p><p>　　2.2 確定筒體內(nèi)徑

30、</p><p>　　罐體全容積V與罐體的公稱容積VN有如下關(guān)系：</p><p>　　一般有工藝條件給定容積V、筒體內(nèi)徑按照式（2-1）估算：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中 V—工藝條件給定容積，：</p><p>　　— 高徑比，（按物料的類型選取，

31、見表2-1）</p><p>　　—填料系數(shù)，取0.85</p><p>　　表2-1 常用攪拌容器的高徑比</p><p>　　由表2-1可取，根據(jù)式（2-1）得：</p><p><b>　　圓整得： </b></p><p>　　2.3 確定封頭尺寸</p><p&g

32、t;　　橢圓封頭選取標(biāo)準(zhǔn)件見圖2-1，它的內(nèi)徑于筒體內(nèi)徑相同，標(biāo)注橢圓封頭尺寸查JB/T 4746-2002標(biāo)準(zhǔn)可知：橢圓封頭總深度H=690mm，容積，內(nèi)表面積。</p><p>　　圖 2-1 橢圓封頭</p><p>　　2.4 確定筒體高度</p><p>　　反應(yīng)釜容積通常按下封頭和筒體兩部分容積之和計(jì)算。則筒體高度按照式（2-2）計(jì)算并進(jìn)行圓整：&l

33、t;/p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中 —封頭容積，；</p><p>　　-1米高筒體容積，/m。</p><p>　　查表得：，再根據(jù)公式（2-2）得：</p><p><b>　　圓整得：</b></p><p>

34、;　　2.5 夾套幾何尺寸計(jì)算</p><p>　　夾套和筒體的連接長(zhǎng)焊接成封閉結(jié)構(gòu)，夾套的結(jié)構(gòu)尺寸常根據(jù)安裝和工藝兩方面的要求而定。夾套內(nèi)徑可根據(jù)筒體內(nèi)徑按表2-2選取得：</p><p>　　表 2-2 夾套內(nèi)徑于筒體內(nèi)徑關(guān)系</p><p>　　夾套下封頭型式同罐體封頭，其直徑與夾套筒體相同。夾套高由傳熱面積決定，不能低于液料高。</p>

35、<p>　　夾套高按式（2-3）估算：</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　將值代入式（2-3）得：，圓整取。</p><p>　　2.6 傳熱面積計(jì)算</p><p>　　夾套所包圍的罐體表面積（筒體表面積+封頭表面積）一定要大于工藝要求的傳熱面積,即：</p>

36、<p>　?。?-4）式中，（—1米高的筒體內(nèi)表面積）</p><p>　　查表得：，由式（2-4）求出：，所以滿足換熱要求。</p><p>　　2.7 夾套反應(yīng)釜的強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　2.7.1 強(qiáng)度計(jì)算的原則及依據(jù)</p><p>　　強(qiáng)度計(jì)算中各參數(shù)的選取及計(jì)算，均應(yīng)符合鋼制壓力容器的規(guī)定，強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)考慮以下

37、幾種情況。</p><p>　?。?）圓筒內(nèi)為常壓外帶套時(shí)</p><p>　　當(dāng)圓筒公稱直徑時(shí)，被夾套包圍部分的筒體按外壓（指夾套壓力）圓筒設(shè)計(jì)，其余部分按常壓設(shè)計(jì)；</p><p>　?。?）圓筒內(nèi)為真空外帶夾套時(shí)</p><p>　　當(dāng)圓筒公稱直徑時(shí)，被夾套包圍部分的筒體按外壓（指夾套壓力）圓筒設(shè)計(jì)，其余部分按真空設(shè)計(jì)；</p&g

38、t;<p>　　當(dāng)圓筒公稱直徑時(shí)，全部筒體按外壓（指夾套壓力）筒體設(shè)計(jì)；</p><p>　　（3）圓筒內(nèi)為正壓外帶夾套時(shí)</p><p>　　當(dāng)圓筒公稱直徑時(shí)，被夾套包圍部分的筒體分別按內(nèi)壓圓筒和外壓圓筒計(jì)算，取其中較大值；其余部分按內(nèi)壓圓筒設(shè)計(jì)。</p><p>　　當(dāng)圓筒公稱直徑時(shí)，全部筒體按內(nèi)壓圓筒和外壓圓筒計(jì)算，取其中最大值。</p&g

39、t;<p>　　2.7.2 內(nèi)筒及夾套的受力分析</p><p>　　工藝提供的條件為：釜體內(nèi)筒中工作壓力為，夾套內(nèi)工作壓力為，則夾套筒體和夾套封頭承受內(nèi)壓：而內(nèi)筒的筒體和下封頭既承受內(nèi)壓，同時(shí)又承受外壓，其最惡劣的工作條件為：停止操作時(shí)，內(nèi)筒無(wú)壓而夾套內(nèi)仍有蒸汽壓力，此時(shí)內(nèi)筒承受外壓。</p><p>　　2.7.3 強(qiáng)度計(jì)算(按內(nèi)壓計(jì)算厚度)</p>&

40、lt;p>　　罐體和夾套材料選用0Cr18Ni9和Q235-B，設(shè)計(jì)溫度（容器內(nèi)），（夾套內(nèi)）；設(shè)計(jì)壓力（容器內(nèi)），（夾套內(nèi)）。焊接接頭系數(shù)取</p><p>　　夾套內(nèi)介質(zhì)為誰(shuí)蒸汽，故其液柱靜壓力可以忽略不計(jì)，則夾套的計(jì)算壓力為：</p><p>　　查表可知設(shè)計(jì)溫度下，的需用應(yīng)力為。</p><p>　　筒體計(jì)算厚度由公式：</p><

41、p><b>　　(2-5)</b></p><p><b>　　得，； </b></p><p>　　夾套計(jì)算厚度由公式：</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p><b>　　得，；</b></p><p&

42、gt;　　筒體封頭計(jì)算厚度由公式:</p><p><b>　　（2-7）</b></p><p><b>　　得， ；</b></p><p>　　夾套封頭計(jì)算厚度由公式：</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p><b&g

43、t;　　得，，</b></p><p>　　取鋼板厚度負(fù)偏差，腐蝕裕量：罐體為0，夾套，則夾套厚度附加量由公式：</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p><b>　　得，；</b></p><p>　　筒體設(shè)計(jì)厚度由公式：</p><p>

44、<b>　　(2-10) </b></p><p><b>　　得，；</b></p><p>　　夾套設(shè)計(jì)厚度由公式：</p><p><b>　　(2-11)</b></p><p><b>　　得，；</b></p><p>

45、　　筒體封頭設(shè)計(jì)厚度由公式：</p><p><b>　?。?-12）</b></p><p><b>　　得，；</b></p><p>　　夾套封頭設(shè)計(jì)厚度有公式：</p><p><b>　　（2-13）</b></p><p><b>

46、　　得，。</b></p><p>　　對(duì)低合金鋼制的容器，規(guī)定不包括腐蝕裕量的最小厚度應(yīng)不小于，若加上的腐蝕裕量，名義厚度至少應(yīng)取。由鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，名義厚度取為。所以：</p><p><b>　　筒體名義厚度：</b></p><p><b>　　夾套名義厚度：</b></p><p&g

47、t;<b>　　筒體封頭名義厚度：</b></p><p><b>　　夾套封頭名義厚度：</b></p><p>　　2.7.4 穩(wěn)定性校核（按外壓校核罐體厚度）</p><p>　　（1）筒體名義厚度的計(jì)算</p><p>　　取厚度附加量，假設(shè)筒體名義厚度，則筒體有效厚度：，筒體外徑，筒體計(jì)

48、算長(zhǎng)度由公式：</p><p><b>　　（2-14）</b></p><p>　　得，，系數(shù),系數(shù)，,，許用外壓力由公式：</p><p><b>　?。?-15）</b></p><p>　　得，。因此，名義厚度時(shí)，筒體能滿足要求。</p><p>　?。?）筒體封頭的

49、厚度計(jì)算</p><p>　　假設(shè)筒體封頭的名義厚度為，則筒體封頭的有效厚度，封頭外徑。而系數(shù)由公式：</p><p><b>　　(2-16)</b></p><p>　　得，，查得，許用外壓力由公式：</p><p><b>　?。?-17）</b></p><p>　　

50、得，。該假設(shè)滿足要求，筒體封頭名義厚度為。</p><p>　　2.7.5 水壓試驗(yàn)校核</p><p><b>　　材料屈服點(diǎn)應(yīng)力，</b></p><p><b>　　罐體試驗(yàn)壓力：</b></p><p><b>　?。?-18）</b></p><

51、p><b>　　得，；</b></p><p><b>　　夾套水壓試驗(yàn)壓力：</b></p><p><b>　　（2-19）</b></p><p><b>　　得，。</b></p><p>　　罐體內(nèi)筒水壓試驗(yàn)時(shí)壁內(nèi)應(yīng)力：</p>

52、<p><b>　?。?-20）</b></p><p>　　得，；液壓強(qiáng)度足夠；</p><p><b>　　夾套內(nèi)壓試驗(yàn)應(yīng)力：</b></p><p><b>　?。?-21）</b></p><p>　　得，，液壓強(qiáng)度足夠。</p><p

53、>　　第三章 反應(yīng)釜的攪拌裝置</p><p><b>　　3.1攪拌器的選型</b></p><p>　　3.1.1攪拌器選型</p><p>　　攪拌設(shè)備的設(shè)計(jì)順序?yàn)椋簲嚢钘l件的設(shè)定和確認(rèn)——攪拌葉輪型式及內(nèi)構(gòu)件的選定——確定葉輪尺寸及轉(zhuǎn)速——計(jì)算攪拌功率——攪拌裝置機(jī)械設(shè)計(jì)。</p><p>　　要設(shè)定的攪

54、拌條件包括攪拌罐的容積、罐型、罐內(nèi)物料的性質(zhì)、攪拌目的、操作溫度和壓力，是分批式操作還是連續(xù)式操作等。</p><p>　　關(guān)于攪拌器在攪拌軸上的安裝層數(shù)，一般都是從葉輪的攪動(dòng)范圍來(lái)考慮的，液層過(guò)高則要考慮設(shè)置多層葉輪。對(duì)于低粘度液體，粘度小于5000時(shí)，徑流型葉輪可攪動(dòng)罐內(nèi)上下的范圍為槳徑的4倍，所以對(duì)于常用液層深度H=D時(shí)，只要一層即可。</p><p>　　槳徑與罐內(nèi)徑之比叫槳徑罐徑

55、比,渦輪式葉輪的一般為0.25~0.5，渦輪式為快速型，快速型攪拌器一般在時(shí)設(shè)置多層攪拌器，且相鄰攪拌器間距不小于葉輪直徑d。適應(yīng)的最高黏度為左右。</p><p>　　攪拌器在圓形罐中心直立安裝時(shí)，渦輪式下層葉輪離罐底面的高度C一般為槳徑的1~1.5倍。如果為了防止底部有沉降，也可將葉輪放置低些，如離底高度.最上層葉輪高度離液面至少要有1.5d的深度。</p><p><b>

56、　　符號(hào)說(shuō)明:</b></p><p><b>　　——鍵槽的寬度</b></p><p>　　——攪拌器槳葉的寬度</p><p><b>　　——輪轂內(nèi)經(jīng)</b></p><p>　　——攪拌器槳葉連接螺栓孔徑</p><p>　　——攪拌器緊定螺釘孔徑<

57、;/p><p><b>　　——輪轂外徑</b></p><p><b>　　——攪拌器直徑</b></p><p>　　——攪拌器圓盤的直徑</p><p><b>　　——攪拌器參考質(zhì)量</b></p><p><b>　　——輪轂高度<

58、/b></p><p>　　——圓盤到輪轂底部的高度</p><p>　　——攪拌器葉片的長(zhǎng)度</p><p>　　——弧葉圓盤渦輪攪拌器葉片的弧半徑</p><p><b>　　——攪拌器許用扭矩</b></p><p>　　——輪轂內(nèi)經(jīng)與鍵槽深度之和</p><p&g

59、t;　　——攪拌器槳葉的厚度</p><p>　　——攪拌器圓盤的厚度</p><p>　　圖 3.3 平直葉輪-攪拌器結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　工藝給定攪拌器為平直葉輪攪拌器，其后掠角為，圓盤渦輪攪拌器的通用尺寸為槳徑:槳長(zhǎng):槳寬，圓盤直徑一般取槳徑的 ，彎葉的圓弧半徑可取槳徑的 。</p><p>　　查HG-T 3796.1

60、~12-2005,選取攪拌器參數(shù)如下表</p><p>　　由前面的計(jì)算可知，則設(shè)置兩層攪拌器。</p><p>　　為防止底部有沉淀，將底層葉輪放置低些，離底層高度為，上層葉輪高度離液面的深度，即。則兩個(gè)攪拌器間距為，該值大于也輪直徑，故符合要求。</p><p>　　3.1.2攪拌附件-擋板</p><p>　　擋板是一種常用的攪拌附件之

61、一,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。</p><p>　　罐內(nèi)徑為，選擇塊豎式擋板，且沿罐壁周圍均勻分布地直立安裝。</p><p>　　第四章.傳動(dòng)裝置的選型</p><p>　　反應(yīng)釜傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)如圖2-4所示。</p><p>　　圖4.1 傳動(dòng)裝置示意圖</p

62、><p><b>　　4.1電動(dòng)機(jī)的選型</b></p><p>　　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)。</p><p>　　反應(yīng)釜傳動(dòng)裝置上的電動(dòng)機(jī)選用

63、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。</p><p>　　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

64、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：</p><p>　　式中： —電機(jī)功率，；</p><p><b>　　—攪拌器功率，；</b></p><p>　　—軸密封系統(tǒng)的損失，；</p><p>　　—傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械效率。</p><p>

65、;　　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0.5Hp。機(jī)械密封的功率一般為填料密封的30%。傳動(dòng)系統(tǒng)的效率也和其結(jié)構(gòu)有關(guān)，一般為0.7～0.98。</p><p>　　密封裝置中以填料密封損失為主，則≈0.10.12</p><p><b>　　≈0.012 。

66、</b></p><p>　　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)。</p><p>　　查閱文獻(xiàn)可得：滾動(dòng)軸承的效率約0.99～0.995，滑動(dòng)軸承效率約為0.98～0.995。</p><p>　　擺線針輪行星減速機(jī)的效率約為：0.9～0.95。</p><p>　　所以

67、傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械效率=0.90.990.99=0.88209。</p><p><b>　　電機(jī)功率</b></p><p>　　反應(yīng)釜常用的電動(dòng)機(jī)系列有：Y、YB、Y-F、YXJ等幾種。</p><p>　　根據(jù)以上數(shù)值選取電動(dòng)機(jī)：Y160L-8</p><p><b>　　4.2減速機(jī)選型</b>

68、</p><p>　　攪拌軸的轉(zhuǎn)速為120據(jù)此選用擺線針輪行星減速機(jī)。</p><p>　　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17～160；輸入功率0.04～55

69、；傳動(dòng)效率0.9～0.95；傳動(dòng)原理：利用少齒差內(nèi)嚙合行星傳動(dòng)。</p><p>　　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8-16和機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表16-3-160選用XWP-5-3.5擺針減速機(jī)，其傳動(dòng)效率為</p>

70、;<p><b>　　4.3機(jī)架的選取</b></p><p>　　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承裝置，以改善攪拌軸的支撐條件。</p><p>　　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

71、稱直徑為1600的適用機(jī)架選用公稱直徑為250。</p><p>　　而軸徑范圍為50-70。在這里軸徑為55。所以機(jī)架標(biāo)記如下：機(jī)架 B 250-55。</p><p><b>　　4</b></p><p><b>　　圖1.4剛性聯(lián)軸器</b></p><p><b>　　4.4聯(lián)軸

72、器</b></p><p>　　聯(lián)軸器的作用是將兩個(gè)獨(dú)立設(shè)備的軸牢固地聯(lián)接在一起，以傳遞運(yùn)動(dòng)和功率。聯(lián)軸器除了將兩軸連在一起外，為確保傳動(dòng)質(zhì)量，要求被連接的軸要安裝在同一軸心線上。另一方面，要求傳動(dòng)中的一方工作如有振動(dòng)、沖擊，盡量不要傳給另一方。為此，在聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)上，要采用一定的形式加以解決。所以聯(lián)軸器隨不同的連接要求有不同的結(jié)果。根據(jù)對(duì)各種相對(duì)位移有無(wú)補(bǔ)償能力（即能否在發(fā)生相對(duì)位移條件下保持聯(lián)接的

73、功能），聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器（無(wú)補(bǔ)償能力）和撓性聯(lián)軸器（有補(bǔ)償能力）兩大類。剛性聯(lián)軸器有套筒式、夾殼式和凸緣式等；撓性聯(lián)軸器又可分為無(wú)彈性元件撓性聯(lián)軸器和有彈性元件撓性聯(lián)軸器兩個(gè)類別。</p><p>　　根據(jù)傳遞載荷的大小，軸轉(zhuǎn)速的高低，被聯(lián)接兩部件的安裝精度等參考各類聯(lián)軸器的特性，選擇一種合用的聯(lián)軸器類型。具體選擇時(shí)要考慮以下幾點(diǎn)：</p><p>　　a 所需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小和性質(zhì)以

74、及對(duì)緩沖減振功能的要求。</p><p>　　b 聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力大小。對(duì)于告訴傳動(dòng)軸，應(yīng)選用平衡精度高的聯(lián)軸器，而不宜選用存在偏心的滑塊聯(lián)軸器等。</p><p>　　c 兩軸相對(duì)位移的大小和方向。當(dāng)安裝調(diào)整后，難以保持兩軸嚴(yán)格精確對(duì)中，或工作過(guò)程中兩軸將產(chǎn)生較大的附加相對(duì)位移時(shí)，應(yīng)選用撓性聯(lián)軸器。</p><p>　　d 聯(lián)軸器的可靠性和工作環(huán)

75、境。</p><p>　　e 聯(lián)軸器的制造、安裝、維護(hù)和成本。在滿足使用性能的前提下，應(yīng)選用拆裝方便、維護(hù)簡(jiǎn)單、成本低的聯(lián)軸器。</p><p>　　聯(lián)軸器的選擇包括類型和尺寸的選擇。首先根據(jù)工作條件，如軸的同心條件、載荷條件、速度條件、安裝維修和使用條件來(lái)選擇類型；然后根據(jù)傳遞的轉(zhuǎn)矩、軸徑和轉(zhuǎn)速直接從有關(guān)手冊(cè)中查取。對(duì)于立式攪拌器聯(lián)軸器，需視攪拌軸的支撐情況合理選用。當(dāng)減速器輸出軸有牢固

76、的支承，而攪拌軸本身沒(méi)有任何支承并設(shè)計(jì)成懸臂狀態(tài)時(shí)，必須選用剛性聯(lián)軸器，并注意要有牢固的軸向固定結(jié)構(gòu)，以保證兩軸連接可靠、同心，避免震動(dòng)。如果軸較長(zhǎng)，則應(yīng)有自己牢固的支承，如在上端配備兩個(gè)軸承成外伸狀態(tài)；或兩個(gè)軸承組成兩支點(diǎn)的支承，只有在這種情況下，攪拌軸同減速器的輸出軸才可采用撓性連接軸。</p><p>　　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) </p&g

77、t;<p>　　式中，d為攪拌器直徑，m；為粘度，Pa·s;N為轉(zhuǎn)速</p><p>　　查《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》圖8-27功率曲線2，得到按照《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》式8-2計(jì)算攪拌功率得</p><p>　　4.4.1聯(lián)軸器的選型</p><p>　　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。</p&g

78、t;<p><b>　　根據(jù)軸徑選用聯(lián)軸器</b></p><p><b>　　型號(hào):YL11；</b></p><p>　　額定轉(zhuǎn)矩Tn：1000；</p><p>　　許用轉(zhuǎn)速[n]:4300；</p><p>　　軸孔直徑d:55 ；</p><p>　　

79、軸孔長(zhǎng)度Y型L:112 J\J1型84；</p><p><b>　　D:180；</b></p><p><b>　　D1:150；</b></p><p><b>　　螺栓：8(4)；</b></p><p><b>　　螺栓直徑：M12；</b&g

80、t;</p><p>　　Lo:Y型289 J J1型173；</p><p><b>　　重量：17.97；</b></p><p>　　轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：0.205。</p><p><b>　　標(biāo)記：</b></p><p><b>　　YL11凸緣聯(lián)軸器</

81、b></p><p>　　主動(dòng)端：J型軸孔、A型鍵槽，d=50，L=112</p><p>　　從動(dòng)端：J1型軸孔、B型鍵槽，d=50，L=84</p><p>　　YL11聯(lián)軸器 J50×112/ J1B50×84 GB5843-86 </p><p><b>　　圖4.2 聯(lián)軸器</b>

82、</p><p><b>　　聯(lián)軸器制造要求：</b></p><p>　　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。</p><p>　　2）聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)速是按材料為鑄鐵，許用線速度為30，鋼許用線速度為50的近似計(jì)算值。</p><p>　　3）螺栓欄中括號(hào)內(nèi)為鉸制用

83、螺栓。</p><p>　　4）使用凸緣聯(lián)軸器應(yīng)具有安全防護(hù)裝置。</p><p>　　4.5攪拌軸功率的計(jì)算</p><p>　　攪拌軸一般要用聯(lián)軸節(jié)與減速機(jī)相聯(lián)，傳遞來(lái)自電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力。攪拌軸需穿過(guò)封頭，為保證攪拌反應(yīng)器筒體空間的密閉，要采用密閉裝置及軸封。</p><p>　　攪拌軸在滿足強(qiáng)度計(jì)算要求的同時(shí)也要滿足對(duì)軸的撓度要求。軸的撓度

84、對(duì)攪拌軸的壽命有很大影響，特別是采用密封裝置時(shí)，與軸封的性能直接相關(guān)。因此在設(shè)計(jì)中要盡量減少軸端部位的撓度，對(duì)軸封部位的偏擺量必須控制在容許的范圍內(nèi)，一般采用填料箱的場(chǎng)合應(yīng)控制在0.08～0.13mm左右，機(jī)械密封控制在0.04～0.08mm以內(nèi)。</p><p>　　設(shè)計(jì)攪拌軸時(shí)，應(yīng)考慮四個(gè)因素：扭轉(zhuǎn)變形；臨界轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)矩和彎矩聯(lián)合作用下的強(qiáng)度；軸封處允許的徑向位移?？紤]上述因素計(jì)算所得的軸徑是指危險(xiǎn)截面處的直徑

85、。確定軸的實(shí)際直徑時(shí)，通常還得考慮腐蝕裕量，最后把直徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)軸徑。</p><p>　　一般攪拌軸的支承是靠與之相連的減速器內(nèi)的一對(duì)軸承來(lái)實(shí)現(xiàn)的。它是兩個(gè)滾動(dòng)軸承，用以承受徑向載荷和軸向載荷。攪拌軸往往較長(zhǎng)，因懸伸在反應(yīng)罐內(nèi)，進(jìn)行攪拌操作。因此，攪拌軸的支承條件較差。當(dāng)攪拌軸很長(zhǎng)且很細(xì)時(shí)，常常會(huì)使軸彎曲變形，而離心力也將隨之遞增，使反應(yīng)器發(fā)生振動(dòng)，動(dòng)密封性能破壞，壽命降低，甚至引起破壞。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，要使攪拌軸穩(wěn)

86、定的工作，兩軸承間距B和下端軸承至攪拌器之間的懸臂長(zhǎng)度L應(yīng)保持如下關(guān)系：</p><p><b>　??；。</b></p><p>　　適用以上兩式時(shí)，根據(jù)下列條件取值：</p><p>　　a 軸徑d計(jì)算后，若裕量較大，則和取偏大值，反之取偏小值。</p><p>　　b 適用經(jīng)過(guò)平衡試驗(yàn)的攪拌器，則和取偏大值，反之取

87、偏小值。</p><p>　　c 低轉(zhuǎn)速下和取偏大值，高轉(zhuǎn)速下取偏小值。</p><p>　　如上述條件不能滿足，可增加或。如果軸封處能起軸承作用（如采用帶軸套的填料箱軸封后帶帶制成的機(jī)械封箱）時(shí)，可算至軸封處，此時(shí)增加機(jī)座高度，也可增加。增大軸徑固然改善支承條件，但在某些場(chǎng)合下是不經(jīng)濟(jì)的。如果不能采</p><p>　　用增加或來(lái)滿足上述條件時(shí)，可采用增加底軸承后

88、中間軸承的辦法。罐內(nèi)軸承對(duì)提高軸的臨界轉(zhuǎn)速、降低軸的繞曲變形、保證軸在密封中的垂直運(yùn)轉(zhuǎn)、防止軸過(guò)大的徑向擺動(dòng)是有利的，但這將使整個(gè)軸系變得復(fù)雜，給檢修帶來(lái)不便，且物料可能進(jìn)入軸承造成堵住咬死。此外支承點(diǎn)過(guò)多，若軸承安裝不好，其偏心會(huì)使軸卡住或使軸承單側(cè)磨損。因此，一般盡可能避免在罐內(nèi)安裝軸承。</p><p><b>　　4.6攪拌軸的計(jì)算</b></p><p>　

89、　4.6.1軸的強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　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。</p><p>　　4.6.1.1按扭矩計(jì)算軸的強(qiáng)度</p><p>　　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： </p>

90、;<p>　　式中：——截面上最大剪應(yīng)力，MPa；</p><p>　　——軸所傳遞的扭矩，N·m；</p><p>　　——抗扭截面系數(shù)，mm3；</p><p>　　——降低后的扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力，MPa。</p><p>　　許用應(yīng)力值常常比標(biāo)準(zhǔn)值規(guī)定低得多，對(duì)1Cr18Ni9Ti取=15~25,在這里我們?nèi)?20&l

91、t;/p><p>　　軸上的傳遞扭矩和軸抗扭截面系數(shù)可分別由以下各式求取：</p><p>　　式中：P—攪拌傳遞功率， Kw；</p><p>　　n—攪拌軸轉(zhuǎn)數(shù)，r/min；</p><p>　　d—實(shí)心軸的直徑，mm。</p><p>　　將和值代入式（3-1）中并令=，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

92、：</p><p>　　4.6.1.2 按扭矩和彎矩合成計(jì)算軸強(qiáng)度</p><p>　　軸所傳遞的最大扭矩式各層葉輪扭矩的和：</p><p><b>　　N·mm</b></p><p>　　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。</p><p>　　

93、式中：——一個(gè)葉輪的攪拌功率，Kw;</p><p>　　用剪應(yīng)力計(jì)算最小軸徑：</p><p>　　用拉應(yīng)力計(jì)算最小軸徑</p><p>　　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)力為42Mpa，許用拉應(yīng)力為70Mpa.這些數(shù)值已經(jīng)考慮了動(dòng)載荷、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。</p><p>　　4.6.1.3

94、剛度計(jì)算</p><p>　　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</p><p>　　式中 ——軸扭轉(zhuǎn)變形的扭轉(zhuǎn)角，；</p><p>　　——切變模量，對(duì)于碳鋼及合金鋼</p><p>　　——截面的極慣性矩，</p><p>

95、;<b>　　將和代入上式，</b></p><p>　　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：</p><p>　　在一般傳動(dòng)和攪拌軸的計(jì)算中可以選取1/2-1(°)/m</p><p>　　4.6.2根據(jù)臨界轉(zhuǎn)速核算攪拌軸軸徑</p><p>　　4.6.2.1攪拌軸有效質(zhì)量的計(jì)算</p

96、><p>　　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><p><b>　　對(duì)單跨軸</b></p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　圓盤（攪拌器及附件）有效質(zhì)量的計(jì)算</p><p>　　剛性攪拌

97、軸（不包括帶錨式和框式攪拌器的剛性軸）的圓盤有效質(zhì)量等于圓盤自身重量叫上攪拌器附帶的液體質(zhì)量</p><p><b>　　上式中：</b></p><p>　　——第個(gè)攪拌器的附加質(zhì)量系數(shù)，查表3.3.4—1</p><p>　　——第個(gè)攪拌器直徑，</p><p>　　——第個(gè)攪拌器葉片寬度，</p>&

98、lt;p><b>　　葉片傾角，圓盤質(zhì)量</b></p><p><b>　　所以</b></p><p>　　4.6.2.2作用集中質(zhì)量的單跨軸一階臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算</p><p>　?。?）兩端簡(jiǎn)支的等直徑單跨軸，軸的有效質(zhì)量在中點(diǎn)處的相當(dāng)質(zhì)量為：</p><p>　　第個(gè)圓盤有效質(zhì)量在中點(diǎn)

99、處的相當(dāng)質(zhì)量為：</p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　在點(diǎn)處的相當(dāng)質(zhì)量為：</p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　臨界轉(zhuǎn)速為：</b></p><p><b>　　所以</b&g

100、t;</p><p>　　（2）一端固定另一端簡(jiǎn)支的等直徑單跨軸，軸的有效質(zhì)量在中點(diǎn)處的相當(dāng)質(zhì)量為：</p><p>　　第個(gè)圓盤有效質(zhì)量在中點(diǎn)處的相當(dāng)質(zhì)量為：</p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　在點(diǎn)處總的相當(dāng)質(zhì)量為：</p><p><b>　　所以 &l

101、t;/b></p><p><b>　　臨界轉(zhuǎn)速為：</b></p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　（3）單跨攪拌軸傳動(dòng)側(cè)支點(diǎn)的夾持系數(shù)的選取</p><p>　　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)表示。采用剛性聯(lián)軸節(jié)時(shí)，,取。</p&

102、gt;<p><b>　　所以 </b></p><p>　　根據(jù)攪拌軸的抗震條件：當(dāng)攪拌介質(zhì)為液體—液體，攪拌器為葉片式攪拌器及攪拌軸為剛性軸時(shí)，且</p><p><b>　　所以滿足該條件。</b></p><p>　　4.6.3軸徑的最后確定</p><p>　　由以上分析可得

103、，攪拌軸軸徑滿足臨界轉(zhuǎn)速和強(qiáng)度要求，故確定軸徑為。</p><p>　　4.7支座選型及校核</p><p>　　選擇懸掛式支座，懸掛式支座分為A型和B型兩種，選取選用4個(gè)A型無(wú)墊板懸掛式支座結(jié)構(gòu)如圖2-4，支座允許負(fù)荷為10t，加強(qiáng)墊板的尺寸：寬360，長(zhǎng)510，厚度12，質(zhì)量為17.3。結(jié)構(gòu)如圖2-8。</p><p><b>　　圖4.3懸掛式支座&

104、lt;/b></p><p><b>　　制造要求：</b></p><p>　?。?）焊接采用電焊，焊條牌號(hào)應(yīng)根據(jù)制作個(gè)部件的材料參照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)用。焊接接頭的型號(hào)和尺寸按GB985種的規(guī)定。</p><p>　?。?）耳式支座本體的焊接，采用雙面連續(xù)角焊。支座與容器殼體的焊接采用連續(xù)焊。焊縫要高約等于0.7倍的較薄板厚度，且不小于4。&l

105、t;/p><p>　　焊后焊縫金屬表面不得有裂紋、加渣、焊瘤、燒穿、弧坑等缺陷。焊接區(qū)不應(yīng)有飛濺物。</p><p>　?。?）支座螺栓空的加工極限偏差與其他部分的制造公差分別按GB1804的第IT14級(jí)與IT16級(jí)精度。</p><p>　　（4）支座所有組焊件周邊粗糙度為Ra50m。</p><p>　　（5）支座組焊完畢后，各部件應(yīng)平整，不

106、得翹曲。</p><p>　　（6）若容器殼體有熱處理要求時(shí)，支座墊板應(yīng)在熱處理前焊于容器上。</p><p>　　第五章、 剖分式機(jī)械密封裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　軸封是攪拌設(shè)備的一個(gè)重要組成部分，密封的形式很多，攪拌器旋轉(zhuǎn)軸的密封結(jié)構(gòu)有填料密封和機(jī)械密封兩種。軸封的目的是避免介質(zhì)通過(guò)轉(zhuǎn)軸從攪拌容器內(nèi)泄漏或從外部雜質(zhì)滲入攪拌容器內(nèi)。</p>

107、<p>　　機(jī)械密封是指由至少一對(duì)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈力(或磁力)的作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對(duì)滑動(dòng)而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置。機(jī)械密封由于其主要密封面是端面，亦稱端面密封，由于兩個(gè)密封端面的緊密貼合，使密封端面之間的交界(密封)界面形成一個(gè)微小間隙，當(dāng)有壓介質(zhì)通過(guò)此間隙時(shí)，形成極薄的液膜，產(chǎn)生阻力，既可以達(dá)到阻止介質(zhì)泄漏的目的，又能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)接觸面的潤(rùn)滑，由此獲得較優(yōu)良的長(zhǎng)期密封效果。<

108、/p><p>　　機(jī)械密封主要由以下四大部分組成：</p><p>　　(l)由靜止環(huán)(靜環(huán))及旋轉(zhuǎn)環(huán)(動(dòng)環(huán))組成的端面，該二端面通常為研磨面，稱二端面為摩擦副。</p><p>　　(2)以彈性元件(或磁性元件)為主的補(bǔ)償緩沖機(jī)構(gòu)。</p><p><b>　　(3)輔助密封圈。</b></p><p&

109、gt;　　(4)使旋轉(zhuǎn)環(huán)同軸一起作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。</p><p>　　圖2.l機(jī)械密封結(jié)構(gòu)</p><p>　　1一靜環(huán)；2一動(dòng)環(huán)；3一彈簧；4一彈簧座；5一緊定螺釘</p><p>　　其工作原理是:靜環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)組成一對(duì)密封端面，在緊定螺釘?shù)膸?dòng)下，使旋轉(zhuǎn)環(huán)與軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并在彈簧作用下，使密封端面緊密貼合。輔助密封圈適用于防止流體沿軸表面和密封端蓋處泄漏的元

110、件，防轉(zhuǎn)銷是防止靜環(huán)因摩擦而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)之用，密封端蓋是密封腔體連接并支撐靜環(huán)組件的零件。彈簧為該密封件的補(bǔ)償緩沖機(jī)構(gòu)，當(dāng)密封面磨損后，在彈簧力作用下，旋轉(zhuǎn)環(huán)隨時(shí)可軸向移動(dòng)而與靜環(huán)端面仍保持緊密貼合。</p><p><b>　　5.1 填料密封</b></p><p>　　填料密封主要用于機(jī)械行業(yè)中的過(guò)程機(jī)器和設(shè)備運(yùn)動(dòng)部分等動(dòng)密封，比如離心泵、壓縮機(jī)、真空泵、攪拌機(jī)、反

111、應(yīng)釜的轉(zhuǎn)軸密封和往復(fù)泵、往復(fù)式壓縮機(jī)的柱塞或活塞桿，以及做螺旋運(yùn)動(dòng)閥門的閥桿與固定機(jī)體之間的密封</p><p><b>　　填料密封材料特性</b></p><p>　　①有一定的彈性。在壓緊力作用下能產(chǎn)生一定的徑向力并緊密與軸接觸。 　　</p><p>　?、谟凶銐虻幕瘜W(xué)穩(wěn)定性。不污染介質(zhì)，填料不被介質(zhì)泡脹，填料中的浸漬劑不被介質(zhì)溶解，填

112、料本身不腐蝕密封面。 　</p><p>　　③自潤(rùn)滑性能良好。耐磨、摩擦系數(shù)小。 　</p><p>　?、茌S存在少量偏心的，填料應(yīng)有足夠的浮動(dòng)彈性。 　</p><p>　　⑤制造簡(jiǎn)單、裝填方便。</p><p>　　5.1.1 填料材料的確定及橫斷面尺寸的選擇</p><p>　　填料的材料可根據(jù)攪拌設(shè)備的工作情

113、況(操作溫度、物料的腐蝕情況)按《攪拌設(shè)備》表10-1確定，填料材料采用編結(jié)聚四氟乙烯。</p><p>　　填料截面邊寬可根據(jù)表10-2，選擇S=13mm,則截面尺寸為</p><p><b>　　填料高度</b></p><p><b>　　填料壓蓋高度</b></p><p>　　填料壓蓋法蘭

114、厚度 </p><p>　　壓蓋螺栓長(zhǎng)度 應(yīng)保證即使填料箱裝滿填料也不需事先下壓即可拉緊填料箱</p><p>　　壓蓋螺栓螺紋小徑由壓緊填料及達(dá)到密封所需的力來(lái)定</p><p>　　5.1.2 填料圈數(shù)</p><p>　　圖4.4填料密封結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　當(dāng)填料被裝入填料箱后，即擰緊壓蓋螺栓將其壓

115、緊。這樣就有了一個(gè)軸向力作用在填料上，并因此軸向力導(dǎo)致填料產(chǎn)生密封效應(yīng)的徑向力，而徑向力的大小則取決于填料的彈性。</p><p>　　填料密封的結(jié)構(gòu)人體上如圖10—1所示，它是由襯套、填料箱體、填料環(huán)、壓蓋、壓緊螺拴等組成。</p><p>　　流體壓力沿一組填料的分布情況可用4個(gè)填料環(huán)，在固定的軸向壓盞力1．72MP8作用下，分別承受o．035—o．52MPa(低壓)和1．72—5．1

116、7MPB(高壓)的內(nèi)壓時(shí)，沿填科高度內(nèi)壓降落的情形?？梢钥吹剑瑹o(wú)論內(nèi)壓高或低*起密封作用的總是與壓蓋相鄰的兩個(gè)填料環(huán)，因?yàn)榇藘商盍檄h(huán)差不多承擔(dān)了756的密封作用。由此可知．一個(gè)填料組要達(dá)到密封要求．只需要2個(gè)或3個(gè)填料環(huán)就夠了。然而，為了補(bǔ)償境科磨損和有利于減壓，并為了減輕袖的磨損和在某些場(chǎng)合保護(hù)密封的環(huán)不受含磨蝕粒子介質(zhì)的侵害，建議在設(shè)計(jì)填科箱時(shí)應(yīng)采用的垣料環(huán)數(shù)為：對(duì)于不帶分油環(huán)的填料箱可用5—6個(gè)填料環(huán)；</p>&l

117、t;p>　　對(duì)于帶分油環(huán)的填料箱則以分油環(huán)為界，上面用2個(gè)．下面用3個(gè)；對(duì)用于危險(xiǎn)液體的覆蓋式壓蓋所用的境料環(huán)數(shù)可為6、8或10個(gè)．根據(jù)使用情況而定。高壓裝置常用較多的填料環(huán)數(shù)。</p><p>　　選用帶分油環(huán)的填料箱，以分油環(huán)為分界，上面一個(gè)下面一個(gè)填料環(huán)。</p><p>　　5.1.3填料密封的需用功率</p><p>　　通過(guò)軸與填料間的液體或者氣體

118、軸向流失，允許的泄漏量一般是已知的或者是可固定的，經(jīng)常為1.63；相當(dāng)于每分鐘2滴。</p><p>　　填料密封的需用功率可由下式計(jì)算</p><p>　　式中——填料箱的截面長(zhǎng)度</p><p><b>　　——液體粘度，</b></p><p><b>　　d——軸徑，</b></p&g

119、t;<p>　　——通過(guò)填料箱的壓力降，Mpa;</p><p>　　5.2機(jī)械密封的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　5.2.1 密封接觸面內(nèi)外徑的計(jì)算</p><p>　　主要取決于面積比K和接觸面寬度b,按照《化工設(shè)備設(shè)計(jì)》表10-6，將b取為，k取為</p><p>　　設(shè)內(nèi)徑為，外徑為，攪拌軸軸徑為d</p>

120、<p>　　5.2.2端面比壓與彈簧比壓選擇</p><p>　　通常所講的機(jī)械密封緊力就是端面比壓，即密封端面單位面積上所受的力，用表示。它決定著功率、摩擦熱、密封性和端面磨損的大小，是影響機(jī)械密封性能的主要參數(shù)之一: 過(guò)大，將使機(jī)械密封摩擦面發(fā)熱，加速端面磨損，增加摩擦功率; 過(guò)小，密封則容易泄漏。</p><p>　　有彈簧力作用在密封單位面積上的壓力稱為彈簧壓力，用表示

121、。端面壓力可根據(jù)作用在補(bǔ)償環(huán)上的力平衡來(lái)確定，它主要取決于密封結(jié)構(gòu)型式和介質(zhì)壓力。</p><p>　　內(nèi)裝式根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表10-3-26查得端面比壓取0.5Mpa,彈簧比壓取0.15Mpa.</p><p>　　5.2.3端面比壓計(jì)算</p><p>　　密封環(huán)接觸端面平均壓力</p><p><b>　　反壓力系數(shù)

122、 </b></p><p>　　不僅與密封端面 尺寸有關(guān)系，而且和介質(zhì)粘度有關(guān)。</p><p>　　密封環(huán)接觸端面液膜推開力</p><p><b>　　總的彈簧力</b></p><p><b>　　介質(zhì)作用力 </b></p><p><b>

123、;　　動(dòng)環(huán)所受的合力</b></p><p><b>　　端面比壓 </b></p><p><b>　　校驗(yàn)值 </b></p><p>　　5.2.4 動(dòng)靜環(huán)的材質(zhì)選擇</p><p>　　動(dòng)環(huán)和靜環(huán)是機(jī)械密封的重要零件，由于它們是一對(duì)摩擦副，而是在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)還須和被密封介質(zhì)接觸。

124、因此，在選擇動(dòng)、靜環(huán)材料時(shí)，除了必須考慮它們的耐磨性之外、還須考慮它們的耐腐蝕性。摩擦副配對(duì)材料的硬度應(yīng)不相同， 一般是一高一低。但在采用硬質(zhì)合金的情況下，不受此限。</p><p>　　在機(jī)械密封中，除了動(dòng)環(huán)與靜環(huán)的接觸面是泄漏通道之外，還有動(dòng)環(huán)與軸之間、靜環(huán)與支座之間的間隙也是泄漏通道。因此，必須用密封困將這些通道堵住，以免沿這些通道發(fā)生泄漏。由于密封圈相對(duì)于被密封間隙是靜止的，故稱它們?yōu)殪o密封元件。靜密封