雙軸無重力粉體混合機混合單元的設計論文[帶圖紙]

1、<p>　　雙軸無重力粉體混合機混合單元的設計</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 混合設備在工業(yè)生產(chǎn)中的應用1</p><p>　　1.2 混合物料的種類及特性2</p><

2、;p>　　2 混合罐結構設計2</p><p>　　2.1 罐體的尺寸確定及結構選型2</p><p>　　2.1.1 筒體及封頭型式2</p><p>　　2.1.2 確定內(nèi)筒體和封頭的直徑2</p><p>　　2.1.3 確定內(nèi)筒體高度H3</p><p>　　2.1.4 選取夾套直徑3<

3、;/p><p>　　2.1.5 校核傳熱面積3</p><p>　　2.2 內(nèi)筒體及夾套的壁厚計算3</p><p>　　2.2.1 選擇材料，確定設計壓力4</p><p>　　2.2.2 夾套筒體和夾套封頭厚度計算5</p><p>　　2.2.3 內(nèi)筒體壁厚計算錯誤!未定義書簽。</p>&l

4、t;p>　　2.3入孔選型及開孔補強設計6</p><p>　　2.4混合器的選型8</p><p><b>　　2.5混合附件9</b></p><p>　　3 傳動裝置的設計錯誤!未定義書簽。</p><p>　　3.1 減速器和電動機的選型條件錯誤!未定義書簽。</p><p&

5、gt;　　3.2 電動機與減速器的選擇錯誤!未定義書簽。</p><p>　　3.3 聯(lián)軸器的選型錯誤!未定義書簽。</p><p>　　3.4 混合軸的設計及其結果驗證錯誤!未定義書簽。</p><p>　　3.5 軸與槳葉、聯(lián)軸器的連接錯誤!未定義書簽。</p><p>　　3.5.1 連接形式錯誤!未定義書簽。</p&g

6、t;<p>　　3.5.2 聯(lián)軸器與軸的連接錯誤!未定義書簽。</p><p>　　3.6 軸承的設計與校核錯誤!未定義書簽。</p><p>　　3.6.1 混合軸受力模型選擇與軸長的計算錯誤!未定義書簽。</p><p>　　3.6.2 按扭轉變形計算計算混合軸的軸徑錯誤!未定義書簽。</p><p>　　3.6.3

7、 根據(jù)臨界轉速核算混合軸軸徑20</p><p>　　3.6.4 按強度計算混合軸的軸徑23</p><p>　　3.6.5 按軸封處（或軸上任意點處處）允許徑向位移驗算軸徑錯誤!未定義書簽。</p><p>　　3.6.6 軸徑的最后確定錯誤!未定義書簽。</p><p>　　4 支撐裝置設計錯誤!未定義書簽。</p>

8、;<p>　　4.1 混合機的支承部分錯誤!未定義書簽。</p><p>　　4.1.1 機座錯誤!未定義書簽。</p><p>　　4.1.2 軸承裝置錯誤!未定義書簽。</p><p>　　4.2 下支撐座的設計錯誤!未定義書簽。</p><p>　　4.2.1 軸承的選型錯誤!未定義書簽。</p>

9、<p>　　4.2.2 支撐套的設計錯誤!未定義書簽。</p><p>　　5 軸的密封錯誤!未定義書簽。</p><p>　　5.1 密封裝置的類型錯誤!未定義書簽。</p><p>　　5.2 軸的密封選擇錯誤!未定義書簽。</p><p>　　5.3 封口錐結構選型與計算錯誤!未定義書簽。</p>&

10、lt;p>　　結 論錯誤!未定義書簽。</p><p>　　參考文獻錯誤!未定義書簽。</p><p>　　致 謝錯誤!未定義書簽。</p><p>　　摘要：混合可以使兩種或多種不同的物質(zhì)在彼此之中互相分散，從而達到均勻混合；也可以加速傳熱和傳質(zhì)過程。在工業(yè)生產(chǎn)中，混合操作是從化學工業(yè)開始的，圍繞食品、纖維、造紙、石油、水處理等，作為工藝過

11、程的一部分而被廣泛應用。在工業(yè)生產(chǎn)中，大多數(shù)的混合操作均系機械混合，以中、低壓立式鋼制容器的混合設備為主。混合設備主要由混合裝置、軸封和混合罐三大部分組成。</p><p>　　本設計的課題是雙軸無重力粉塵混合機主要涉及反應混合機的混合單元的設計，主要包括混合罐、電動機及減速器的選型、支撐裝置設計、軸的密封設置的設計。</p><p>　　關鍵詞：混合機 雙軸無重力 混合單元 機械設

12、計</p><p>　　Abstract: Mixing can make two or more different substances dispersed into each other in each other, so as to achieve uniform mixing, that can also speed up the process of heat and mass transfer.In

13、 industrial production, mixing operation is started from the chemical industry, focusing on food, fiber, paper, petroleum, water treatment, as part of the process widely used. In industrial production, most of the mixing

14、 operations are mechanical mixing system to medium and low voltage vertical mixing e</p><p>　　The design issue is mainly related to biaxial mixer weightless dust mixed reaction mixer unit design, including m

15、ixed cans, motor and reducer selection, support equipment design, shaft seal set design.</p><p>　　Keywords: Mixer Axis gravity Mixing unit Mechanical design</p><p><b>　　1 緒論</b&g

16、t;</p><p>　　混合可以使兩種或多種不同的物質(zhì)在彼此之中互相分散，從而達到均勻混合；也可以加速傳熱和傳質(zhì)過程。在工業(yè)生產(chǎn)中，混合操作時從化學工業(yè)開始的，圍繞食品、纖維、造紙、石油、水處理等，作為工藝過程的一部分而被廣泛應用。</p><p>　　混合操作分為機械混合與氣流混合。氣流混合是利用氣體鼓泡通過液體層，對液體產(chǎn)生混合作用，或使氣泡群一密集狀態(tài)上升借所謂上升作用促進液體產(chǎn)生

17、對流循環(huán)。與機械混合相比，僅氣泡的作用對液體進行的混合時比較弱的，對于幾千毫帕·秒以上的高粘度液體是難于使用的。但氣流混合無運動部件，所以在處理腐蝕性液體，高溫高壓條件下的反應液體的混合時比較便利的。在工業(yè)生產(chǎn)中，大多數(shù)的混合操作均系機械混合，以中、低壓立式鋼制容器的混合設備為主?；旌显O備主要由混合裝置、軸封和混合罐三大部分組成。</p><p>　　1.1 混合設備在工業(yè)生產(chǎn)中的應用</p>

18、;<p>　　混合設備在工業(yè)生產(chǎn)中的應用范圍很廣，尤其是化學工業(yè)中，很多的化工生產(chǎn)都或多或少地應用著混合操作?；旌显O備在許多場合時作為反應器來應用的。例如在三大合成材料的生產(chǎn)中，混合設備作為反應器約占反應器總數(shù)的99%。。混合設備的應用范圍之所以這樣廣泛，還因混合設備操作條件（如濃度、溫度、停留時間等）的可控范圍較廣，又能適應多樣化的生產(chǎn)?；旌显O備的作用如下：①使物料混合均勻；②使氣體在液相中很好的分散；③使固體粒子（如催

19、化劑）在液相中均勻的懸??；④使不相溶的另一液相均勻懸浮或充分乳化；⑤強化相間的傳質(zhì)（如吸收等）；⑥強化傳熱?；旌显O備在石油化工生產(chǎn)中被用于物料混合、溶解、傳熱、植被懸浮液、聚合反應、制備催化劑等。例如石油工業(yè)中，異種原油的混合調(diào)整和精制，汽油中添加四乙基鉛等添加物而進行混合使原料液或產(chǎn)品均勻化?；どa(chǎn)中，制造苯乙烯、乙烯、高壓聚乙烯、聚丙烯、合成橡膠、苯胺燃料和油漆顏料等工藝過程，都裝備著各種型式的混合設備。</p>&

20、lt;p>　　1.2 混合物料的種類及特性</p><p>　　混合物料的種類主要是指流體。在流體力學中，把流體分為牛頓型和非牛頓型。非牛頓型流體又分為賓漢塑性流體、假塑性流體和脹塑性流體。在混合設備中由于混合器的作用，而使流體運動。</p><p>　　2 混合罐結構設計</p><p>　　本課題的主要設計參數(shù)是：</p><p>

21、;　　1、生產(chǎn)率：5噸/時；</p><p>　　2、裝機容量：11千瓦；</p><p>　　3、分批混合：500kg/批；</p><p>　　4、產(chǎn)品質(zhì)量：混合均勻度變異系數(shù)cv≤5%；</p><p>　　5、能耗：耗電≤5kWh/t；</p><p>　　2.1 罐體的尺寸確定及結構選型</p>

22、<p>　　2.1.1 筒體及封頭型式</p><p>　　選擇圓柱形筒體，采用標準橢圓形封頭</p><p>　　確定內(nèi)筒體和封頭的直徑</p><p>　　發(fā)酵罐類設備長徑比取值范圍是1.7~2.5，綜合考慮罐體長徑比對混合功率、傳熱以及物料特性的影響選取根據(jù)工藝要求，裝料系數(shù)，罐體全容積，罐體公稱容積（操作時盛裝物料的容積）。</p>

23、<p><b>　　初算筒體直徑</b></p><p><b>　　即</b></p><p>　　圓整到公稱直徑系列，去。封頭取與內(nèi)筒體相同內(nèi)經(jīng)，封頭直邊高度，</p><p><b>　　確定內(nèi)筒體高度H</b></p><p>　　當時，查《化工設備機械基礎

24、》表16-6得封頭的容積</p><p><b>　　，取</b></p><p><b>　　核算與</b></p><p>　　，該值處于之間，故合理。</p><p>　　該值接近，故也是合理的。</p><p><b>　　選取夾套直徑</b>&

25、lt;/p><p>　　表1 夾套直徑與內(nèi)通體直徑的關系</p><p><b>　　由表1，取。</b></p><p>　　夾套封頭也采用標準橢圓形，并與夾套筒體取相同直徑</p><p><b>　　校核傳熱面積</b></p><p>　　工藝要求傳熱面積為，查《化工設備

26、機械基礎》表16-6得內(nèi)筒體封頭表面積高筒體表面積為</p><p><b>　　總傳熱面積為</b></p><p><b>　　故滿足工藝要求。</b></p><p>　　內(nèi)筒體及夾套的壁厚計算</p><p>　　選擇材料，確定設計壓力</p><p>　　按照《鋼制

27、壓力容器》（）規(guī)定，決定選用高合金鋼板，該板材在一下的許用應力由《過程設備設計》附表查取，，常溫屈服極限。</p><p><b>　　計算夾套內(nèi)壓</b></p><p><b>　　介質(zhì)密度</b></p><p><b>　　液柱靜壓力</b></p><p><b

28、>　　最高壓力</b></p><p><b>　　設計壓力</b></p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　故計算壓力</b></p><p>　　內(nèi)筒體和底封頭既受內(nèi)壓作用又受外壓作用，按內(nèi)壓則取，按外壓則取</p>

29、;<p>　　夾套筒體和夾套封頭厚度計算</p><p>　　夾套材料選擇熱軋鋼板，其</p><p><b>　　夾套筒體計算壁厚</b></p><p>　　夾套采用雙面焊，局部探傷檢查，查《過程設備設計》表4-3得</p><p><b>　　則</b></p>&

30、lt;p>　　查《過程設備設計》表4-2取鋼板厚度負偏差，對于不銹鋼，當介質(zhì)的腐蝕性極微時，可取腐蝕裕量，對于碳鋼取腐蝕裕量，故內(nèi)筒體厚度附加量，夾套厚度附加量。</p><p>　　根據(jù)鋼板規(guī)格，取夾套筒體名義厚度。</p><p><b>　　夾套封頭計算壁厚為</b></p><p>　　取厚度附加量，確定取夾套封頭壁厚與夾套筒體壁

31、厚相同。</p><p><b>　　內(nèi)筒體壁厚計算</b></p><p><b>　?、侔闯惺軆?nèi)壓計算</b></p><p>　　焊縫系數(shù)同夾套，則內(nèi)筒體計算壁厚為：</p><p><b>　　②按承受外壓計算</b></p><p>　　設內(nèi)筒

32、體名義厚度，則，內(nèi)筒體外徑。</p><p><b>　　內(nèi)筒體計算長度。</b></p><p>　　則，，由《過程設備設計》圖4-6查得，圖4-9查得，此時許用外壓為：</p><p>　　不滿足強度要求，再假設，則，，</p><p><b>　　內(nèi)筒體計算長度</b></p>

33、<p><b>　　則，</b></p><p>　　查《過程設備設計》圖4-6得,圖4-9得，此時許用外壓為：</p><p>　　故取內(nèi)筒體壁厚可以滿足強度要求。</p><p>　　考慮到加工制造方便，取封頭與夾套筒體等厚，即取封頭名義厚度。按內(nèi)壓計算肯定是滿足強度要求的，下面僅按封頭受外壓情況進行校核。封頭有效厚度。由《過程設

34、備設計》表4-5查得標準橢圓形封頭的形狀系數(shù)，則橢圓形封頭的當量球殼內(nèi)徑，計算系數(shù)A</p><p>　　查《過程設備設計》圖4-9得</p><p>　　故封頭壁厚取可以滿足穩(wěn)定性要求。</p><p>　　2.2.4 水壓試驗校核</p><p><b>　?、僭囼瀴毫?lt;/b></p><p>

35、;<b>　　內(nèi)同試驗壓力取</b></p><p><b>　　夾套實驗壓力取</b></p><p><b>　?、趦?nèi)壓試驗校核</b></p><p><b>　　內(nèi)筒筒體應力 </b></p><p><b>　　夾套筒體應力 </

36、b></p><p><b>　　而 </b></p><p>　　故內(nèi)筒體和夾套均滿足水壓試驗時的應力要求。</p><p><b>　　③外壓實驗校核</b></p><p>　　由前面的計算可知，當內(nèi)筒體厚度取時，它的許用外壓為，小于夾套的水壓試驗壓力，故在做夾套的壓力實驗校核時，必須在

37、內(nèi)筒體內(nèi)保持一定壓力，以使整個試驗過程中的任意時間內(nèi)，夾套和內(nèi)同的壓力差不超過允許壓差。</p><p>　　入孔選型及開孔補強設計</p><p><b>　?、偃肟走x型</b></p><p>　　選擇回轉蓋帶頸法蘭入孔，標記為：入孔PN2.5,DN450,HG/T 21518-2005,尺寸如下表所示: </p><p

38、><b>　　開孔補強設計</b></p><p>　　最大的開孔為入孔，筒節(jié)，厚度附加量，補強計算如下：</p><p><b>　　開孔直徑 </b></p><p>　　圓形封頭因開孔削弱所需補強面積為：</p><p>　　入孔材料亦為不銹鋼0Cr18Ni9，所以</p>

39、<p><b>　　所以</b></p><p><b>　　有效補強區(qū)尺寸：</b></p><p>　　在有效補強區(qū)范圍內(nèi)，殼體承受內(nèi)壓所需設計厚度之外的多余金屬面積為：</p><p><b>　　故</b></p><p>　　可見僅就大于,故不需另行補強。

40、</p><p>　　最大開孔為入孔，而入孔不需另行補強，則其他接管均不需另行補強。</p><p><b>　　混合器的選型</b></p><p>　　槳徑與罐內(nèi)徑之比叫槳徑罐徑比,渦輪式葉輪的一般為0.25~0.5，渦輪式為快速型，快速型混合器一般在時設置多層混合器，且相鄰混合器間距不小于葉輪直徑d。適應的最高黏度為左右。</p&g

41、t;<p>　　混合器在圓形罐中心直立安裝時，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>　　符號說明</b></p><p><b>　　——鍵槽的寬度</b></p><p

42、>　　——混合器槳葉的寬度</p><p><b>　　——輪轂內(nèi)經(jīng)</b></p><p>　　——混合器槳葉連接螺栓孔徑</p><p>　　——混合器緊定螺釘孔徑</p><p><b>　　——輪轂外徑</b></p><p><b>　　——混合器直

43、徑</b></p><p>　　——混合器圓盤的直徑</p><p><b>　　——混合器參考質(zhì)量</b></p><p><b>　　——輪轂高度</b></p><p>　　——圓盤到輪轂底部的高度</p><p>　　——混合器葉片的長度</p>

44、;<p>　　——弧葉圓盤渦輪混合器葉片的弧半徑</p><p><b>　　——混合器許用扭矩</b></p><p>　　——輪轂內(nèi)經(jīng)與鍵槽深度之和</p><p>　　——混合器槳葉的厚度</p><p>　　——混合器圓盤的厚度</p><p>　　工藝給定混合器為六彎葉圓盤

45、渦輪混合器，其后掠角為，圓盤渦輪混合器的通用尺寸為槳徑:槳長: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 3796.1~12-2005,選取混合器參數(shù)如下表</p><p>　　由前面的計算可知液層深度，而，故，則設置兩層混合器。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。則兩個混合器間距為，該值大于也輪直徑

46、，故符合要求。</p><p><b>　　混合附件</b></p><p><b>　?、贀醢?lt;/b></p><p>　　擋板一般是指長條形的豎向固定在罐底上板，主要是在湍流狀態(tài)時，為了消除罐中央的“圓柱狀回轉區(qū)”而增設的。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&g

47、t;　　3 傳動裝置的設計</p><p>　　3.1 減速器和電動機的選型條件</p><p>　　機械效率，傳動化，功率，進出軸的許用扭距和相對位置。</p><p>　　出軸旋轉方向是單項或雙向。</p><p>　　混合軸軸向力的大小和方向。</p><p>　　工作平穩(wěn)性，如震動和荷載變化情況。</p

48、><p>　　外形尺寸應滿足安裝及檢修要求。</p><p>　　使用單位的維修能力。</p><p><b>　　經(jīng)濟性。</b></p><p>　　3.2電動機與減速器的選擇</p><p>　　混合設備的電動機通常選用普通異步電動機。澄清池混合機采用YCT系列滑差式電磁調(diào)速異步電動機，消化池混

49、合機一般采用防爆異步電動機。</p><p>　　混合設備的減速器應優(yōu)先選用標準減速器及專業(yè)生產(chǎn)廠產(chǎn)品，參考文獻[2]“標準減速器及產(chǎn)品”選用，其中一般選用機械效率較高的擺線針輪減速器或齒輪減速器：有防爆要求時一般不采用皮帶傳動：要求正反向傳動時一般不選用蝸輪傳動。電動機及減速機選用，見表3-1</p><p>　　表3-1電動機與減速器的選型</p><p>　　

50、3.3 聯(lián)軸器的選型</p><p>　　根據(jù)機械設計手冊及混合機的類型選用凸緣聯(lián)軸器，由電機的尺寸選擇聯(lián)軸器軸徑d=65mm， L1=104mm，L2 =42mm，許用扭轉為850N.m，質(zhì)量為17.97Kg，標記為：聯(lián)軸器D65-ZG， </p><p>　　3.4 混合軸的設計及其結果驗證</p><p>　　由上面所選聯(lián)軸器的類型初步確定混合軸小徑為：d1=

51、65mm</p><p>　　下面來做軸徑的理論計算：</p><p>　　由《過程裝備設計》查的公式：</p><p><b>　　（3.1）</b></p><p>　　式中C2—按扭轉剛度計算系數(shù)，當扭轉角為1/m時，C2=91.5</p><p>　　N—混合器的功率，單位KW</p

52、><p>　　n—混合器的轉速，單位r/min</p><p><b>　　得：</b></p><p><b>　　第一檔：</b></p><p><b>　　第二檔：</b></p><p><b>　　第三檔：</b></

53、p><p>　　經(jīng)上面計算所的結果可以看出3個軸徑的理論數(shù)值都小于65mm，故軸的小徑選：</p><p><b>　　d1=65mm</b></p><p>　　3.5 軸與槳葉、聯(lián)軸器的連接</p><p>　　3.5.1 連接形式</p><p>　　槳式混合器與軸的連接，當采用槳葉一端煨成半個

54、軸套，用螺栓將對開的軸套夾緊在混合軸上的結構時D≤600mm時用一對螺栓鎖緊：D＞600mm時用兩對螺栓鎖緊。這種連接結構為傳遞扭距可靠起見，宜用一穿軸螺栓使混合器與軸固定。</p><p>　　本設計由于軸選取D≤600mm，故選用一對螺栓縮緊裝置。</p><p>　　3.5.2 聯(lián)軸器與軸的連接</p><p>　　當采用鍵和止動螺釘將混合器軸套固定在混合軸上

55、的結構時，鍵應按GB1095-79《平鍵和鍵槽的剖面尺寸》選取?；旌掀鬏S套外勁D宜為軸徑D的1.6-2倍。軸套長度應略大于軸套處槳葉寬度在軸線上的投影長度，但不小于D1。</p><p>　　由上面設計知：d1=65mm，再由文獻[4]查得，選取鍵為圓鍵，長度為85mm，寬度為18mm，厚度為14mm。</p><p>　　3.6 軸承的設計與校核</p><p>

56、　　3.6.1 混合軸受力模型選擇與軸長的計算</p><p><b>　　軸長：</b></p><p>　　3.6.2 按扭轉變形計算計算混合軸的軸徑</p><p>　　軸的許用扭轉角，對單跨軸有；</p><p>　　混合軸傳遞的最大扭矩 </p><p>　　上式中,，帶傳動取，<

57、;/p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　根據(jù)前面附件的選型。取</p><p>　　根據(jù)軸徑計算軸的扭轉角</p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　3.6.3 根據(jù)臨界轉速核算混合軸軸徑</p><p>　　

58、剛性軸（不包括帶錨式和框式混合器的剛性軸）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>　　對單跨軸</b></p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　圓盤（混合器及附件）有效質(zhì)量的計算</p><p>　　剛性混合軸（不包括帶錨式和框式混合器的剛

59、性軸）的圓盤有效質(zhì)量等于圓盤自身重量叫上混合器附帶的液體質(zhì)量</p><p><b>　　上式中：</b></p><p>　　——第個混合器的附加質(zhì)量系數(shù)，查表3.3.4—1</p><p>　　——第個混合器直徑，</p><p>　　——第個混合器葉片寬度，</p><p><b>

60、;　　葉片傾角，圓盤質(zhì)量</b></p><p><b>　　所以</b></p><p>　　作用集中質(zhì)量的單跨軸一階臨界轉速的計算</p><p>　?。?）兩端簡支的等直徑單跨軸，軸的有效質(zhì)量在中點處的相當質(zhì)量為：</p><p>　　第個圓盤有效質(zhì)量在中點處的相當質(zhì)量為：</p><

61、;p><b>　　所以 </b></p><p>　　在點處的相當質(zhì)量為：</p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　臨界轉速為：</b></p><p><b>　　所以</b></p><p>

62、　?。?）一端固定另一端簡支的等直徑單跨軸，軸的有效質(zhì)量在中點處的相當質(zhì)量為：</p><p>　　第個圓盤有效質(zhì)量在中點處的相當質(zhì)量為：</p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　在點處總的相當質(zhì)量為：</p><p><b>　　所以 </b></p><

63、;p><b>　　臨界轉速為：</b></p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　（3）單跨混合軸傳動側支點的夾持系數(shù)的選取</p><p>　　傳動側軸承支點型式一般情況是介于簡支和固支之間，其程度用系數(shù)表示。采用剛性聯(lián)軸節(jié)時，,取。</p><p><b>

64、　　所以 </b></p><p>　　根據(jù)混合軸的抗震條件：當混合介質(zhì)為液體—液體，混合器為葉片式混合器及混合軸為剛性軸時，且</p><p><b>　　所以滿足該條件。</b></p><p>　　3.6.4 按強度計算混合軸的軸徑</p><p>　　受強度控制的軸徑按下式求得：</p>

65、<p>　　式中：——軸上扭矩和彎矩同時作用時的當量扭矩</p><p>　　——軸材料的許用剪應力</p><p>　　軸上扭矩按下式求得：</p><p>　　——包括傳動側軸承在內(nèi)的傳動裝置效率，按附錄D選取，則</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　軸上

66、彎矩總和應按下式求得：</p><p>　　徑向力引起的軸上彎矩的計算</p><p>　　對于單跨軸，徑向力引起的軸上彎矩可以近似的按下式計算：</p><p>　　第個混合器的流體徑向力應按下式求得 ：</p><p>　　式中：——流體徑向力系數(shù)，按照附錄C. 2有</p><p>　　——第個混合器功率產(chǎn)生的

67、扭矩</p><p>　　——第個混合器的設計功率，按附錄C. 3有</p><p>　　兩個混合器為同種類型，，則</p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　所以</b></p><p>　　混合軸與各層圓盤的組合質(zhì)量按下式求得。</p&

68、gt;<p><b>　　對于單跨軸：</b></p><p>　　——單跨軸段軸的質(zhì)量</p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　故 </b></p><p>　?。?）混合軸與各層圓盤組合質(zhì)量偏心引起的離心力按下式求得。</p

69、><p><b>　　對于單跨軸：</b></p><p>　　上式中，對剛性軸的初值取</p><p>　　——許用偏心距（組合件重心處），</p><p>　　——平衡精度等級，。一般取</p><p><b>　　所以 </b></p><p>&l

70、t;b>　　則 </b></p><p>　?。?）混合軸與各層圓盤組合重心離軸承的距離按下式計算。</p><p><b>　　對于單跨軸：</b></p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　而 </b></p>

71、<p>　?。?）由軸向推力引起作用于軸上的彎矩的計算。</p><p><b>　　的粗略計算：</b></p><p>　　當或軸上任一混合器時，取 </p><p><b>　　故</b></p><p><b>　　所以</b></p>&

72、lt;p><b>　　所以</b></p><p><b>　　所以</b></p><p>　　前面計算中取軸徑為，故強度符合要求。</p><p>　　3.6.5 按軸封處（或軸上任意點處處）允許徑向位移驗算軸徑</p><p>　　因軸承徑向游隙、所引起軸上任意點離圖中軸承距離處的位移。

73、</p><p><b>　　對于單跨軸：</b></p><p>　　軸承徑向游隙按照附錄C．1選取，因此</p><p>　　傳動側軸承游隙 （傳動側軸承為滾動軸承）</p><p>　　單跨軸末端軸承游隙 （該側軸承為滑動軸承）</p><p>　　當時，求得的即為軸封處的總位移，</

74、p><p><b>　　所以</b></p><p>　　由流體徑向作用力所引起軸上任意點離圖中軸承距離處的位移。</p><p><b>　　對于單跨軸：</b></p><p><b>　　兩端簡支的單跨軸</b></p><p><b>　　

75、且, </b></p><p><b>　　而</b></p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　一端固支另一端簡支的單跨軸：</p><p><b>　　代入已知數(shù)據(jù)可得

76、</b></p><p>　　由混合軸與各層圓盤（混合器及附件）組合質(zhì)量偏心引起的離心力在軸上任意點離圖中軸承距離處產(chǎn)生的位移按下式計算 </p><p><b>　　對兩端簡支單跨軸：</b></p><p><b>　　代入已知數(shù)據(jù)可得</b></p><p><b>　　

77、所以</b></p><p>　　對一端固支一端簡支單跨軸：</p><p><b>　　代入已知數(shù)據(jù)可得：</b></p><p><b>　　所以</b></p><p>　　一般單跨軸傳動側支點的夾持系數(shù)介于簡支和固支之間，此時值應取式和式之中間值，查附錄C．4取</p>

78、;<p><b>　　查附錄C．5得</b></p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　總位移及其校核</b></p><p><b>　　對于剛性軸：</

79、b></p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　驗算應滿足下列條件：</p><p>　　軸封處允許徑向位移按下式計算：</p><p>　　——徑向位移系數(shù)，按附錄C．6．1選取</p><p><b>　　所以</b></p>

80、<p><b>　　則滿足</b></p><p>　　3.6.6 軸徑的最后確定</p><p>　　由以上分析可得，混合軸軸徑滿足臨界轉速和強度要求，故確定軸徑為。</p><p><b>　　混合軸軸封的選擇</b></p><p>　　機械密封是一種功耗小、泄漏率低、密封性能可靠

81、、使用壽命長的旋轉軸密封。與填料密封相比，機械密封的泄漏率大約為填料密封的，功率消耗約為填料密封的。故采用機械密封。</p><p><b>　　4 支撐裝置設計</b></p><p>　　4.1混合機的支承部分</p><p><b>　　4.1.1機座</b></p><p>　　立式混合機

82、設有機座，在機座上要考慮留有容納聯(lián)軸器，軸封裝置和上軸承等不見的空間，以及安裝操作所需的位置。 </p><p>　　機座形式分為不帶支承的J-A型和帶中間支承的J-B型以及JXLD型擺線針輪減速器支架，由文獻[3]中的2.8用立式減速器的減速器機座的系列選用，當不能滿足設計要求時參考該系列尺寸自行設計。</p><p>　　由于混合軸軸向力不大，聯(lián)軸器為夾殼式故選用J—A型機座，由于

83、減速器軸徑為65mm，故選用J—A—65</p><p>　　該機座結構如圖4-1所示</p><p>　　如圖4-1 上軸承支承裝置</p><p><b>　　4.1.2軸承裝置</b></p><p>　　上軸承：設在混合機機座內(nèi)。當混合機軸向力較小時，可不設上軸承，(如J-A型機座)，但應驗算減速機軸承承受混合軸

84、向力的能力。當混合機軸向力較大時，須設上軸承：若減速機軸與混合軸采用剛性連接，可在機座中設一個上軸承，以承擔混合機軸向立和部分勁向力，如圖(5-2)所示：若減速機軸用非剛性連接，可在機座中設兩個軸承。當混合的軸向力很大時，減速機軸與混合軸應用采用非剛性連接，應在機座中設兩個上軸承或在機座中設一個上軸承并在容器內(nèi)或填料箱中再設支承裝置。</p><p>　　軸承蓋處的密封，一般上端用毛圈，下端采用橡膠油封。<

85、/p><p>　　4.2下支撐座的設計</p><p>　　4.2.1軸承的選型</p><p>　　底軸承：設在容器底部，起輔助支承作用，只承受勁向荷載。軸襯和軸套一般是整體式，安裝時先將軸承座對中，然后將支架焊于罐體上或將軸承固定于池中預埋件上。</p><p><b>　　底軸承分以下兩種：</b></p>

86、<p>　　罐裝底軸承：罐用底軸承用于容藥混合中，需加壓力清水潤滑，不能空罐運轉，其結構為滑動軸承形式。</p><p>　　適用于大直徑容器的三足式底軸承，如圖4-2所示，</p><p>　　圖4-2 三足底軸承</p><p>　　可折式底軸承可分為焊接式與鑄造式兩類。此種結構形式可不拆混合軸即能將底軸拆下?？刹鹗降纵S承尺寸和零件材料。<

87、/p><p>　　下底軸承：用于混合池或反應池中。其結構形式分為滾動軸承座和滑動軸承兩種：</p><p>　　滾動軸承座：在滾動軸承內(nèi)和滾動軸承座空間須填潤滑脂。滾動軸承必須嚴格密封，以防止泥沙和易沉物質(zhì)的磨損。</p><p>　　滑動軸承座：這種軸承必須注壓力清水進行沖刷和潤滑，在混合機起動前應先接通清水，水量不超過1L/min。</p><p

88、>　　滑動軸承材料：滑動軸承中軸襯和護套的材料應選擇兩中不會膠合的材料。橡膠軸承內(nèi)環(huán)工作面與軸的間隙可取0.05-0.2mm。在內(nèi)環(huán)工作面應軸向均布6-8條梯形截面槽，尖角圓滑過渡。</p><p>　　4.2.2支撐套的設計</p><p>　　根據(jù)上面所選軸承知，支撐套的材料應選45#鋼，且軸承套的內(nèi)徑為軸承的外徑。查國標一般選20mm的板厚作為支撐套的原材料，該圖形設計由上面選

89、擇的軸承座的類型根據(jù)文獻[3]選GPF-80型，如圖5-3所示：</p><p>　　圖4-3 下滑動軸承機座</p><p><b>　　5 軸的密封</b></p><p>　　5.1密封裝置的類型</p><p>　　用于機械混合反應器的軸封主要有兩種：填料密封和機械密封。軸封的目的是避免介質(zhì)通過轉軸從混合容器內(nèi)

90、泄漏或外部雜質(zhì)滲入混合容器內(nèi)。</p><p>　　5.2 軸的密封選擇</p><p>　　填料密封結構簡單、制造容易，適用于非腐蝕性和弱腐蝕性介質(zhì)、密封要求不高、并允許定期維護的混合設備。</p><p>　　1．填料密封的結構及工作原理</p><p>　　填料密封的結構由：底環(huán)、本體、油環(huán)、填料、螺柱、壓蓋及油杯等組成。在壓蓋的壓力作

91、用下，裝在混合軸與填料箱本體之間的填料，對混合軸表面產(chǎn)生徑向壓緊力。由于填料中含有潤滑劑，因此，在對混合軸產(chǎn)生徑向壓緊力的同時，使混合軸得到潤滑，而且阻止設備內(nèi)流體的逸出或外部流體的滲入，達到密封目的。</p><p><b>　　2．填料密封的選用</b></p><p>　　根據(jù)填料的性能選用：當密封要求不高時，選用一般石棉或油浸石棉填料，當密封要求高時，選用膨體

92、聚四氟乙烯、柔性石墨等填料。各種填料材料的性能不同，按表選用。</p><p>　　因為在水處理中對密封要求不高，只要能夠阻止設備內(nèi)流體的逸出或外部流體的滲入，達到密封目的即可。根據(jù)以上的填料密封的介紹，本課題的密封裝置選用：油浸石棉填料填料密封。</p><p>　　封口錐結構選型與計算</p><p><b>　　符號說明</b></

93、p><p><b>　　——軸向力系數(shù)；</b></p><p>　　——封口錐的連接系數(shù)；</p><p>　　——內(nèi)筒體厚度附加量，；</p><p>　　——夾套厚度附加量，；</p><p><b>　　——容器內(nèi)徑，；</b></p><p>&

94、lt;b>　　——夾套內(nèi)徑，；</b></p><p>　　——夾套封頭與容器封頭的連接園直徑，；</p><p>　　——容器外壁至夾套壁中面的距離</p><p>　　——封口錐連接的強度系數(shù)；</p><p>　　——與封口錐相接的夾套加強區(qū)的實際長度，或連接封口錐與夾套</p><p>　　的

95、第一道環(huán)焊縫至折邊錐體切線的距離，； </p><p>　　——工作或試驗條件下容器內(nèi)的設計壓力，；</p><p>　　——工作或試驗條件下夾套或通道內(nèi)的設計壓力，；</p><p>　　——夾套或通道的許用內(nèi)壓力，；</p><p>　　——容器筒體的實際壁厚，；</p><p>　　——夾套筒體、封口錐或通道的實

96、際壁厚，；</p><p>　　——夾套筒體、封口錐或通道的計算厚度，；</p><p>　　——容器殼體與夾套殼體的間距系數(shù)；</p><p>　　——容器殼體與夾套殼體強度比系數(shù)；</p><p>　　——封口錐連接長度系數(shù)；</p><p>　　——封口錐相對有效承載長度系數(shù)；</p><p&

97、gt;　　——封口錐過渡區(qū)轉角內(nèi)半徑系數(shù)；</p><p>　　——設計溫度下容器殼體材料的許用應力，；</p><p>　　——設計溫度下夾套殼體或通道材料的許用應力，；</p><p>　　——計算的焊縫系數(shù)；</p><p>　　——夾套筒體的縱焊縫系數(shù)；</p><p>　　——容器筒體的環(huán)焊縫系數(shù)；</

98、p><p>　　——夾套筒體的縱焊縫系數(shù)；</p><p><b>　　選擇（a）型結構</b></p><p><b>　　軸向力系數(shù)A</b></p><p><b>　　式中：，</b></p><p><b>　　即，取</b>

99、</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　輔助系數(shù)、、、、、、</p><p>　　容器殼體與夾套殼體的間距系數(shù)</p><p><b>　　上式中：</b></p><p><b>　　所以</b></p><

100、p>　　因所選封口錐結構為（a）型，故封口錐過渡區(qū)轉角內(nèi)半徑系數(shù)。</p><p>　　封口錐連接長度系數(shù)，對于有</p><p>　　容器殼體于夾套殼體強度比系數(shù)</p><p><b>　　計算的焊縫系數(shù)、</b></p><p>　　封口錐相對有效承載長度系數(shù)</p><p><

101、b>　　所以</b></p><p><b>　　封口錐的連接系數(shù)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　對于，</b></p><p><b>　　所以</b></p><p

102、><b>　　則</b></p><p><b>　　對于，</b></p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　所以</b></p><p&

103、gt;<b>　　則</b></p><p><b>　　封口錐的許用內(nèi)應力</b></p><p><b>　　所以</b></p><p>　　封口錐壁厚應等于或大于與其相連接的夾套筒體壁厚，故取封口錐壁厚為。</p><p><b>　　總 結</b>

104、;</p><p>　　兩個多月的畢業(yè)設計在忙碌中就快要結束了,在這兩個多月的時間里,在畢業(yè)設計之余還要兼顧找工作,因此,在這段時間里我覺得生活非常的充實.不但在畢業(yè)設計中鞏固了以前的知識,而且在人生道路上學到在校園學不到的社會交際.</p><p>　　畢業(yè)設計是大學四年所學知識的一個考察,它兼顧了四年中所學的基礎和專業(yè)知識,因此不同于以前的課程設計,畢業(yè)設計是課程設計一個質(zhì)的飛越.認識

105、到這點,我對待畢業(yè)設計的態(tài)度也不敢懶散,一直抱以認真謹慎的學習態(tài)度.</p><p>　　在接到畢業(yè)設計課題后首先要做的就是搜集各方面的資料，以前的課程設計都是老師給出的，不用自己去煩惱。但是畢業(yè)設計就不同了，它是一個綜合設計，很多資料，數(shù)據(jù)都需要自己通過各種途徑搜集得到。</p><p>　　雖然畢業(yè)設計內(nèi)容繁多，過程繁瑣但我的收獲卻更加豐富。提高是有限的但提高也是全面的，正是這一次設計

106、讓我積累了無數(shù)實際經(jīng)驗，使我的頭腦更好的被知識武裝了起來，也必然會讓我在未來的工作學習中表現(xiàn)出更高的應變能力，更強的溝通力和理解力。順利如期的完成本次畢業(yè)設計是我最大的動力，讓我了解專業(yè)知識的同時也對本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心。</p><p>　　在本次設計中，要用到許多基礎理論，由于有些知識已經(jīng)遺忘，這使我們要重新溫習知識，因此設計之前就對大學里面所涉及到的有關該課題的課程認真的復習了一遍，開始對本課題的設計任

107、務有了大致的了解，并也有了設計的感覺。同時，由于設計的需要，要查閱并收集大量關于機械制造方面的文獻，進而對這些文獻進行分析和總結，這些都提高了我們對于專業(yè)知識的綜合運用能力和分析解決實際問題的能力。通過本次設計還使我更深切地感受到了團隊的力量，在與同學們的討論中發(fā)現(xiàn)問題并及時解決問題，這些使我們相互之間的溝通協(xié)調(diào)能力得到了提高，團隊合作精神也得到了增強?？梢哉f，畢業(yè)設計體現(xiàn)了我們大學四年所學的大部分知識，也檢驗了我們的綜合素質(zhì)和實際能力

108、</p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 李慶華主編. 材料力學 （第二版）.成都：西南交通大學出版社，2002</p><p>　　[2] 成大先主編. 機械設計手冊 （第四版）.北京：化學工業(yè)出版社，2002</

109、p><p>　　[3] 朱孝錄主編. 機械傳動裝置選用手冊 .北京：機械工業(yè)出版社，1999</p><p>　　[4] 何鳴新、錢可強主編. 機械制圖 （第四版）.北京：高等教育出版社，2001</p><p>　　[5] 陳秀寧主編. 機械設計基礎 （第二版）.杭州：浙江大學出版社，1999</p><p>　　[6] 唐金松主編. 簡

110、明機械設計手冊.上海：上?？茖W技術出版社，1992</p><p>　　[7] 何鏡民主編. 公差配合使用指南.北京：機械工業(yè)出版社，1990</p><p>　　[8] 唐保寧、高學滿主編. 機械設計與制造簡明手冊.上海：同濟大學出版社，1993</p><p>　　[9] 甘永立主編. 幾何量公差與檢測. 上海：上海科學技術出版社，2005</p>

111、;<p>　　[10] 方昆凡主編 . 公差與配合技術手冊.北京：北京出版社，1999</p><p>　　[11] 張祖立，機械設計，中國農(nóng)業(yè)出版社，2004.8。</p><p>　　[12] 哈爾濱工業(yè)大學，李益民，機械制造工藝設計簡明手冊，機械工業(yè)出版社，2008。</p><p>　　[13].化工輕工設備機械基礎.成都：科技大學出版社，19

112、88年</p><p>　　[14].過程裝備控制技術及應用.北京：化學工業(yè)出版社.2001年</p><p>　　[15] 璞良貴，紀名剛主編.機械設計.第七版.北京：高等教育出版社，2001</p><p>　　[16] 金國淼等.攪拌設備(化工設備設計全書). 北京： 化學工業(yè)出版社，2002</p><p>　　[17] 徐灝主編，機

113、械設計手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1995.12</p><p>　　[18] 李克永.化工機械手冊. 天津: 天津大學出版社，1991.5</p><p>　　[19] Bd.H.Ernst．Die Hebezeuge，1999</p><p>　　[20] Lawrence S. Gould. Solid Modelers Are Doing More of

114、 the Manual Design Work</p><p>　　[21] Dirk Spindler Georg von Petery INA-Schaeffler KG. Angular Contact Ball</p><p>　　Bearings for a Rear Axle Differential.SAE ，2003</p><p>　　[22

115、] Bathala C. Redlaty, V. S. Muvthy, Madaboosi S. Ananth, Chamarti D. P. Rao. Modeling of continuous Fertilizer Cranulation process for control. Part. Part. Syst. Charact 15(1998):156-160</p><p><b>　　致

116、謝</b></p><p>　　為期兩個多月的畢業(yè)設計就要結束了，我也順利的完成了我的課題設計，在此之際我要衷心的感謝在設計過程中一直幫助我的老師。</p><p>　　我要感謝張緒坤指導老師，老師在整個設計過程中對我的影響很大，設計過程中的很多個難點都是在老師的悉心指導下才克服的。也因為這樣，和老師之間存在著師生心理障礙一下全無，我也就大方的有問題就問，有想法就提，這也使得我

117、能更多的發(fā)現(xiàn)設計中存在的問題，并解決問題。老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，淵博的專業(yè)知識，誨人不倦教學精神，在學術上和為人上都是我們的楷模和榜樣。同時我還要感謝跟我一起參與設計的同學，雖然我們課題不同，但是都能在討論中發(fā)現(xiàn)各自的問題，并互相提出解決的方法，設計能夠順利完成，也因為他們的幫助。</p><p>　　結束代表著新的開始，新的征程，本次的畢業(yè)設計將會成為我今后工作，學習生活中的一份堅實的基礎和保證。從中吸取的經(jīng)驗教