化工攪拌器的設(shè)計【7張CAD圖紙+畢業(yè)論文+開題報告+外文翻譯+任務(wù)書+參考文獻】

化工攪拌器的設(shè)計【7張CAD圖紙+畢業(yè)論文+開題報告+外文翻譯+任務(wù)書+參考文獻】

37頁 14000字數(shù)+論文說明書【詳情如下】

CAXA圖紙.rar

任務(wù)書.doc

減速器.dwg

化工攪拌器的設(shè)計開題報告.doc

化工攪拌器的設(shè)計文獻綜述.doc

化工攪拌器的設(shè)計說明書.doc

化工攪拌器裝配圖.dwg

底座.dwg

攪拌葉.dwg

攪拌軸.dwg

支架.dwg

聯(lián)軸器.dwg

化工攪拌器的設(shè)計

摘  要

隨著我國城市化和工業(yè)化的發(fā)展，攪拌器作為主要的攪拌處理設(shè)備，其攪拌和推流的效果對產(chǎn)品的質(zhì)量有著重要影響。攪拌設(shè)備使用歷史悠久，應(yīng)用范圍廣。在化學工業(yè)、石油工業(yè)、建筑行業(yè)等傳統(tǒng)工業(yè)中均有廣泛的使用。攪拌操作看來似乎簡單，但實際上，它所涉及的因素卻極為復雜。攪拌器葉片在電機的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)攪拌液體產(chǎn)生旋向射流，利用沿著射流表面的剪切應(yīng)力來進行混合，使流體以外的液體通過摩擦產(chǎn)生攪拌作用，在極度混合的同時，形成體積流，應(yīng)用大體積流動模式得到受控流體的攪拌推流輸送。

本文介紹了小型攪拌器設(shè)計的基本思路和基本理論，分析了攪拌器的基本結(jié)構(gòu)及其相關(guān)內(nèi)容闡述了攪拌器的運動及其動力裝置。通過對攪拌器的基本設(shè)備的描述和對其基本工作原理、作用和功能等相關(guān)文獻的參考，從而對小型攪拌器的設(shè)計加以綜述。

關(guān)鍵詞：傳動裝置，聯(lián)軸器，支承裝置，電動機，減速器

the Design of Chemical Industry Agitator

Abstract

With the development of industrialization and urbanization，the agitator as major sewage treatment equipment is very important to sewage treatment for its effect of mixing and pushing the flow. The equipment of agitator have a long history and are used in most areas. meanwhile agitator are used in tradition industry such as chemistry industry，petroleum industry，architecture industry and so on. The operation of mix round looks as if simple，but actually，the ingredient it involved are very complexity. Blender’s wheel rotates and mixes liquid with the help of engine, it causes revolved efflux nozzle and mixes liquid taking advantage of shearing stress. At the same time it gives exterior liquid shearing stress，then carries exterior liquid by large volume flow.

The text introduces the basic consider way and the basic theory of small agitator design. Analyzing the basic configuration of agitator and related content,  and the athletics and power equipment of agitator. Overpass describe the basic fixture of agitator and consult its basic employment principle，function and operation，thereby summarize the design of small agitator.

Key word: Gearing，Join shaft ware，Bearing device，Electromotor，Reducer

目   錄

1  緒論…………………………………………………………………………………………………… 1

    1.1攪拌器的概述…………………………………………………………………………………...1

        1.1.1攪拌器的應(yīng)用范圍……………………………………………………….……………1

        1.1.2攪拌器的工作原理……………………………………………………………………1

        1.1.3化工反應(yīng)器中的攪拌設(shè)備…………………………………………………………1

    1.2化工攪拌器的適應(yīng)條件和構(gòu)造……………………………………………………………2

        1.2.1化工攪拌器的適應(yīng)條件………………………………………………………………2

        1.2.2化工攪拌器的構(gòu)造……………………………………………………………………2

    1.3課題的目的、意義、國內(nèi)外現(xiàn)狀……………………………………………………………..3

        1.3.1課題的目的、意義……………………………………………………………………3

        1.3.2攪拌器的發(fā)展史及現(xiàn)狀  …………………………………………………………3

        1.3.3攪拌器的主要類型及其發(fā)展概況…………………………………………………4

        1.3.4結(jié)語………………………………………………………………………………………9

    1.4本課題的設(shè)計思路…………………………………………………………………………10

2  攪拌容器的設(shè)計  …………………………………………………………………………………10

    2.1攪拌容器的設(shè)計探討………………………………………………………………………11

    2.2攪拌容器的設(shè)計計算……………………………………………………...………………12

        2.2.1確定筒體的幾何參數(shù)………………………………………………………………12

        2.2.2封頭的設(shè)計……………………………………………………….…………………14

3  傳動裝置的選擇和攪拌器的設(shè)計………………………………………………………………16

    3.1攪拌器的選型…………………………………………………………………………….…16

    3.2攪拌器功率的計算……………………………………………………………..………16

    3.3攪拌軸的結(jié)構(gòu)及材料………………………………………………………………………17

        3.3.1軸的結(jié)構(gòu)………………………………………………………………………………17

       3.3.2軸的材料………………………………………………………………………………17

        3.3.3攪拌軸的計算………………………………………………………………………17

        3.3.4攪拌軸的形位公差和表面粗糙度要求…………………………………………19

    3.4攪拌器及傳動裝置等的設(shè)計及計算………………………………………………..…….19

     3.4.1攪拌器的選擇………………………………………………………………………19

        3.4.2電動機的選型………………………………………………………………………19

        3.4.3減速器的選型…………………………………………………………………………20

        3.4.4軸承的選擇……………………………………………………………………………20

        3.4.5聯(lián)軸器的選擇…………………………………………………………………………21

    3.5傳動裝置的機架……………………………………………………………………………22

    3.6底座的設(shè)計……………………………………………………………………………………23

    3.7攪拌器的軸封裝置…………………………………………………………………………24

    3.8攪拌器槳葉的設(shè)計…………………………………………………………………………26

      3.8.1攪拌器槳葉的選型………………………………………………………………….26

        3.8.2攪拌槳葉的直徑設(shè)計……………………………………………………….……….27

    3.9攪拌器的接管口支座的結(jié)構(gòu)設(shè)計………………………………………………………..27

        3.9.1液體進料管……………………………………………………………………………28

       3.9.2液體出料管……………………………………………………………………………28

        3.9.3儀表接管口……………………………………………………………………………29

        3.9.4法蘭的選擇…………………………………………………………………………29

        3.9.5設(shè)備支座的選擇……………………………………………………………………30

結(jié)論………………………………………………………………………………………………………32

致謝……………………………………………………………………………………………………..33

參考文獻…………………………………………………………………………………………………34

1緒論

1.1 攪拌器的概述

1.1.1 攪拌器的應(yīng)用范圍

機械攪拌反應(yīng)器適用于各種物性（如粘度、密度）和各種操作條件（溫度、壓力）的反應(yīng)過程，廣泛應(yīng)用于合成材料、合成纖維、合成橡膠、醫(yī)藥、農(nóng)藥、化肥、染料、涂料、食品、冶金、廢水處理等行業(yè)。如實驗室的攪拌反應(yīng)器可小至數(shù)十毫升，而污水處理、濕法冶金、磷肥等工業(yè)大型反應(yīng)器的容積可達數(shù)千立方米。除用作化學反應(yīng)器和生物反應(yīng)器外，攪拌反應(yīng)器還可大量用于混合、分散、溶解、結(jié)晶、萃取、吸收或解吸、傳熱等操作。

攪拌反應(yīng)器由攪拌容器和攪拌機兩大部分組成。攪拌容器包括筒體、換熱元件及內(nèi)構(gòu)件。攪拌器、攪拌軸、及其密封裝置、傳動裝置等統(tǒng)稱為攪拌機。

1.1.2 攪拌器的工作原理

通常攪拌裝置由作為原動機的馬達(電動、風動或液壓)，減速機與其輸出軸相連的攪拌抽，和安裝在攪拌軸上的葉輪組成 減速機體通過一個支架或底板與攪拌容器相連。當容器內(nèi)部有壓力時，攪拌軸穿過底板進入容器時應(yīng)有一個密封裝置，常用填料密封或機械密封。通常馬達與密封均外購，研究的重點是葉輪。葉輪的攪拌作用表現(xiàn)為“泵送”和 渦流”，即產(chǎn)生流體速度和流體剪切，前者導至全容器中的回流，介質(zhì)易位，防止固體的沉淀并產(chǎn)生對換熱熱管束 (如果有)的沖刷；剪切是一種大回流中的微混合，可以打碎氣泡或不可溶的液滴，造成“均勻”

1.1.3 化工反應(yīng)中的攪拌設(shè)備

根據(jù)攪拌器葉輪的形狀可以分成直葉槳式、開啟渦輪式、推進式、圓盤渦輪式、錨式、螺帶式、螺旋式等}根據(jù)處理的掖體牯度不同可以分為低粘度液攪拌器。低粘度液攪拌器，如：三葉推進式、折葉槳葉，6直葉渦輪式、超級混合葉輪式 HR 100，HV 100等；中高粘度液攪拌器如：錨式、螺桿葉輪式、雙螺旋螺帶葉輪型，MR 205，305超混合攪拌器等等。

1.2 化工攪拌器的適應(yīng)條件和構(gòu)造

1.2.1 化工攪拌器的適應(yīng)條件

攪拌加速傳熱和傳質(zhì)，在化工設(shè)備中廣泛運用。化工攪拌器的作用使化工生產(chǎn)中的液體充分混合，以滿足化學反應(yīng)能夠最大程度的進行，該設(shè)備可以代替手動攪拌對人體有毒或?qū)ζつw有傷害的化工原料減少對人體的危害，同時通過電動機帶動軸加速攪拌，提高生產(chǎn)率。 攪拌加速傳熱和傳質(zhì)，在化工設(shè)備中廣泛運用。攪拌的對象可以是液體 、固體和氣體，其中液體是必不可少的。最常見的液體是水，其粘度很低。液體也可能很粘，如黃油在室溫下可達 l，000，000 cP。液體中如加入過多的固體，如泥沙，會失去流動性，成為泥團。這種物料也可攪拌，但不在本文敘述的范圍內(nèi)。

結(jié)論

一方面我們可以根據(jù)操作目的、操作條件、操作方法、原料和成品的特性、安全等初選攪拌器葉輪的型式；另一方面還需要依據(jù)各種攪拌器葉輪的性能及其應(yīng)用實例、使用經(jīng)驗，綜合考慮選擇攪拌器。

另一方面設(shè)計攪拌器時，除了運用經(jīng)驗和公式計算所需要動力、回轉(zhuǎn)數(shù)等參數(shù)外，還需要以中小模擬試驗為基準，進行放大，以符合實際操作達到預期的效果。

最后必須改進現(xiàn)有的攪拌器和設(shè)計新型的攪拌器，達到合適的攪拌液體流動狀態(tài)，以適應(yīng)各種粘度攪拌的需要和滿足產(chǎn)品的性能要求，最終實現(xiàn)裝置高效、節(jié)能的效果。

致謝

經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)設(shè)計，我由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，在以后的學習和工作中我會注意一些細節(jié)問題。 本次設(shè)計得到了老師的大力幫助，為本人完成本次設(shè)計提供了大量的幫助，在設(shè)計中提出了許多有益的意見，提出了設(shè)計中的不足，使我及時得到改正。同時，本次設(shè)計也得到了同學們的大力幫助。給我提出了許多好的意見和建議。

最后我要感謝我的母校學院，是母校給我們提供了優(yōu)良的學習環(huán)境；另外，我還要感謝那些曾給我授過課的每一位老師，是你們教會我專業(yè)知識。在此，我再說一次謝謝！謝謝大家?。。?。

參考文獻

[1]  潘紅良，赫俊文主編.過程設(shè)備機械設(shè)計[M].上海：華東理工大學出版社，2006.7.

[2]  鄭津洋，董其伍，桑芝富主編.過程設(shè)備設(shè)計[M]（第二版）.北京：化學工業(yè)出版社，2005.5.

[3]  周志安. 化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)[M]. 北京：高等教育出版社1986.3.

[4]  湯善甫，朱思明.化工設(shè)備機械基礎(chǔ)[M]（第二版）.上海:華東理工大學出版社， 2004.12.

[5]  殷玉楓.機械設(shè)計課程設(shè)計[M].機械工業(yè)出版社 ，2006.6.

[6]  吳宗澤，羅圣國.  機械設(shè)計課程設(shè)計手冊[M]（第二版）.北京：高等教育出版社，1992.3.1.

[7]  陳乙崇主編.攪拌設(shè)備設(shè)計[M].上海：上?？茖W技術(shù)出版社，1985.

[8]  王凱，馮連芳.混合設(shè)備設(shè)計[M].北京工業(yè)出版社，2000.

[9]  陳允中，汪霞倩.攪拌設(shè)備的設(shè)計與計算[M].石油化工設(shè)備技術(shù)，1997.

[10]  張平亮.化工進展[J].1995年第四期，44-49

[11]  張洪元主編.化學工業(yè)過程及設(shè)備[M].北京：高等教育出版社，1956.

[12]  顧芳針，陳國桓.化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)[M].天津大學出版社出版，1994.8.

[13]  孫桓，陳作模，葛文杰.機械設(shè)計[M].高等教育出版社2006.5.

[14]  譚蔚主編.化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)[M].天津大學出版社出版，2000.4.

[15]  馮連芳，王嘉駿，顧雪萍，王凱.攪拌設(shè)備設(shè)計專家系統(tǒng)[J].化工機械.2001.2.

[16]  ASME Boiler & Pressure Vessel Code, Section Ⅷ,Rules for Constuction of Pressure Vessels, Division 1, 2004 [17]  87/404/EEC Simple Pressure Vessel Directive,1987

[18]  97/23/EC Pressure Equipment Directive,1997

[19]  Zick, L.P.Stresses in Large Horizontal Cylindrical Pressure Vessels on Two Supports. Welding Journal Research Supplement, 1951,30:435～445

學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 1 頁 化工攪拌器的設(shè)計 摘 要 隨著我國城市化和工業(yè)化的發(fā)展，攪拌器作為主要的攪拌處理設(shè)備，其攪拌和推流的效果對產(chǎn)品的質(zhì)量有著重要影響。 攪拌設(shè)備使用歷史悠久，應(yīng)用范圍廣。在化學工業(yè)、石油工業(yè)、建筑行業(yè)等傳統(tǒng)工業(yè)中均有廣泛的使用。攪拌操作看來似乎簡單，但實際上，它所涉及的因素卻極為復雜 。攪拌器葉片在電機的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)攪拌液體產(chǎn)生旋向射流，利用沿著射流表面的剪切應(yīng)力來進行混合，使流體以外的液體通過摩擦產(chǎn)生攪拌作用，在極度混合的同時，形成體積流，應(yīng)用大體積流動模式得到受控流體的攪拌推流輸送。 本文介紹了小型攪拌器設(shè)計 的基本思路和基本理論，分析了攪拌器的基本結(jié)構(gòu)及其相關(guān)內(nèi)容闡述了攪拌器的運動及其動力裝置。通過對攪拌器的基本設(shè)備的描述和對其基本工作原理、作用和功能等相關(guān)文獻的參考，從而對小型攪拌器的設(shè)計加以綜述。 關(guān)鍵詞： 傳動裝置，聯(lián)軸器，支承裝置，電動機，減速器 學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 2 頁 of as is to of of a in in as so of as if it s of it of At it by of of of of of 學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 3 頁 目 錄 1 緒論 …………………………………………………………………………………………………… 1 拌器的概述 ………………………………………………………………………………… .. 攪拌器的應(yīng)用范圍 …………… ………………………………………… .…………… 1 拌器的工作原理 …………………………………………………………………… 1 工反應(yīng)器中的攪拌設(shè)備 ………………………………………………………… 1 工攪拌器的適應(yīng)條件和構(gòu)造 …………………………………………………………… 2 工攪拌器的適應(yīng)條件 ……………………………………………………………… 2 工攪拌器的構(gòu)造 …………………………………………………… ……………… 2 題的目的、意義、國內(nèi)外現(xiàn)狀 …………………………………………………………… . 課題的目的、意義 …………………………………………………………………… 3 拌器的發(fā)展史及現(xiàn)狀 ………………………………………………………… 3 拌器的主要類型及其發(fā)展概況 ………………………………………………… 4 語 ……………………………………………………………………………………… 9 課題的設(shè)計思路 ………………………………………………………………………… 10 2 攪拌容器的設(shè)計 ………………………………………………………………………………… 10 拌容器的設(shè)計探討 ……………………………………………………………………… 11 拌容器的設(shè)計計算 …………………………………………………… ...……………… 12 定筒體的幾何參數(shù) ……………………………………………………………… 12 頭的設(shè)計 ……………… ……………………………………… .………………… 14 3 傳動裝置的選擇和攪拌器的設(shè)計 ……………………………………………………………… 16 拌器的選型 …………………………………………………………………………… .… 16 拌器功率的計 算 …………………………………………………………… ..……… 16 拌軸的結(jié)構(gòu)及材 料 ……………………………………………………………………… 17 的結(jié) 構(gòu) ……………………………………………………………………………… 17 的材料 ……………………………………………………………………………… 17 拌軸的計算 ……………………………………………………………………… 17 拌軸的形位公差和表面粗糙度要求 ………………………………………… 19 拌器及傳動裝置等的設(shè)計及計算 ……………………………………………… ..…… 攪拌器的選擇 ……………………………………………………………………… 19 動機的選型 ……………………………………………………………………… 19 速器的選型 ………………………………………………………………………… 20 承的選擇 …………………………………………………………………………… 20 學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 4 頁 軸器的選擇 ………………………………………………………………………… 21 動裝置的機架 …………………………………………………………………………… 22 座的設(shè)計 ……………………………… …………………………………………………… 23 拌器的軸封裝置 ………………………………………………………………………… 24 拌器槳葉的設(shè)計 ………………………………………………………………………… 26 拌器槳葉的選型 ………………………………………………………………… 攪拌槳葉的直徑設(shè)計 ……………………………………………………… .……… 拌器的接管口支座的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ……………………………………………………… . 液體進料管 …………………………………………………………………………… 28 體出料管 …………………………………………………………………………… 28 表接管口 …………………………………………………………………………… 29 蘭的選擇 ………………………………………………………………………… 29 備支座的選擇 …………………………………………………………………… 30 結(jié)論 … … ………………………………………………………………………………………………… 32 致謝 … ………………………………………………………………………………………………… .考文獻 … ……………………………………………………………………………………………… 34 學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 5 頁 1 緒論 拌器的概述 拌器的應(yīng)用范圍 機械攪拌反應(yīng)器適用于各種物性（如粘度、密度）和各種操作條件（溫度、壓力）的反應(yīng)過程，廣泛應(yīng)用于合成材料、合成纖維、合成橡膠、醫(yī)藥、農(nóng)藥、化肥、染料、涂料、食品、冶金、 廢水處理等行業(yè)。如實驗室的攪拌反應(yīng)器可小至數(shù)十毫升，而污水處理、濕法冶金、磷肥等工業(yè)大型反應(yīng)器的容積可達數(shù)千立方米。除用作化學反應(yīng)器和生物反應(yīng)器外，攪拌反應(yīng)器還可大量用于混合、分散、溶解、結(jié)晶、萃取、吸收或解吸、傳熱等操作。 攪拌反應(yīng)器由攪拌容器和攪拌機兩大部分組成。攪拌容器包括筒體、換熱元件及內(nèi)構(gòu)件。攪拌器、攪拌軸、及其密封裝置、傳動裝置等統(tǒng)稱為攪拌機。 拌器的工作原理 通常攪拌裝置由作為原動機的馬達 (電動、風動或液壓 )，減速機與其輸出軸相連的攪拌抽，和安裝在攪拌軸上的葉輪組成 減速機體通過 一個支架或底板與攪拌容器相連。當容器內(nèi)部有壓力時，攪拌軸穿過底板進入容器時應(yīng)有一個密封裝置，常用填料密封或機械密封。通常馬達與密封均外購，研究的重點是葉輪。葉輪的攪拌作用表現(xiàn)為“泵送”和 渦流”，即產(chǎn)生流體速度和流體剪切，前者導至全容器中的回流，介質(zhì)易位，防止固體的沉淀并產(chǎn)生對換熱熱管束 (如果有 )的沖刷；剪切是一種大回流中的微混合，可以打碎氣泡或不可溶的液滴，造成“均勻”。 工反應(yīng)中的攪拌設(shè)備 根據(jù)攪拌器葉輪的形狀可以分成直葉槳式、開啟渦輪式、推進式、圓盤渦輪式、錨式、螺帶式、螺旋式等 }根據(jù) 處理的掖體牯度不同可以分為低粘度液攪拌器。低粘度液攪拌器，如：三葉推進式、折葉槳葉， 6 直葉渦輪式、超級混合葉輪式 00， 00等；中高粘度液攪拌器如：錨式、螺桿葉輪式、雙螺旋螺帶葉輪型， 05， 305 超 學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 6 頁 混合攪拌器等等。 工攪拌器的適應(yīng)條件和構(gòu)造 工攪拌器的適應(yīng)條件 攪拌加速傳熱和傳質(zhì)，在化工設(shè)備中廣泛運用?；嚢杵鞯淖饔檬?化工生產(chǎn)中的液體充分混合，以滿足化學反應(yīng)能夠最大程度的進行，該設(shè)備可以代替手動攪拌對人體有毒或?qū)ζつw有傷害的化工原料減少對人體的危害，同時通過 電動機帶動軸加速攪拌，提高生產(chǎn)率。 攪拌加速傳熱和傳質(zhì)，在化工設(shè)備中廣泛運用。攪拌的對象可以是液體 、固體和氣體，其中液體是必不可少的。最常見的液體是水，其粘度很低。液體也可能很粘，如黃油在室溫下可達 l， 000， 000 體中如加入過多的固體，如泥沙，會失去流動性，成為泥團。這種物料也可攪拌，但不在本文敘述的范圍內(nèi)。 工攪拌器的構(gòu)造 化工生產(chǎn)過程中，通常用到的攪拌器種類有槳式攪拌器、渦輪式攪拌器、推進式攪拌器、錨式攪拌器、框式攪拌器、螺帶式攪拌器等。各類攪拌器由于其構(gòu)造，性能等差異，使 其能夠分別適用于化工生產(chǎn)中各種不同的工況。槳式攪拌器又可分為平直葉和折葉攪拌器兩種。這類攪拌器的結(jié)構(gòu)和加工都比較簡單。攪拌器直徑 d 與釜徑 D 之 比 d／ D 為 0． 35～ 0． 8，其運轉(zhuǎn)速度為 10～ 100r／ 大型低速攪拌器，適用于低、中等粘度物料的混合及促進傳熱，可溶固體的混合與溶解等場合。渦輪式攪拌器又可分為開啟渦輪式和圓盤渦輪式兩類，每類又可分為平直葉、折葉、后彎葉三種。渦輪式攪拌器外形結(jié)構(gòu)上與槳式攪拌器類似，只是葉片較多。攪拌器直徑 d 與釜徑 D 之比 d／ ． 17～ 0． 5， 轉(zhuǎn)速為 30～ 500r／ 轉(zhuǎn)時有較高的局部剪切作用，能得到高分散度微團，適用于氣液混合及液液混合或強烈攪拌的場合，常用于低中等粘度物料 (故封頭壁厚取 7以滿足穩(wěn)定性的要求。 學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 19 頁 3 傳動裝置的選擇和攪拌器的設(shè)計 拌器的選型 化工生 產(chǎn)過程中，通常用到的攪拌器種類有槳式攪拌器、渦輪式攪拌器、推進式攪拌器、錨式攪拌器、框式攪拌器、螺帶式攪拌器等。各類攪拌器由于其構(gòu)造，性能等差異，使其能夠分別適用于化工生產(chǎn)中各種不同的工況。由于本次設(shè)計的攪拌器是低粘度、低速度、液 — 液混合的小功率設(shè)備，容積為 500L，根據(jù)攪拌器對這些因素的要求，本次設(shè)計選用斜槳式攪拌器。傾斜槳式攪拌器結(jié)構(gòu)上，葉槳與攪拌軸的安裝角 ＜ 90° ，在旋轉(zhuǎn)攪拌時，阻力將堿??；另一方面，傾斜旋轉(zhuǎn)的葉槳能使容器內(nèi)的液料形成渦流，攪拌效果好，特別是當軸正向旋轉(zhuǎn)時，可使沉淀物攪動上翻，對物料的 攪拌效果相當好；當軸反向旋轉(zhuǎn)時，又可使懸浮物攪至底部，對有懸浮物的液料攪拌十分有利．但轉(zhuǎn)軸受扭矩和彎矩復合作用，對其強度、剮度及安裝的要求較高，多用于低速、低粘度、小功率 ( = 30~40r／ 攪拌．因此槳式攪拌器符合設(shè)計的要求。 拌器功率的計算 在計算功率之前，首先計算攪拌過程的雷諾準數(shù)，計算公式為 ?2 （ 已知 n=40 r／ s， μ= ρ=1500kg/以雷諾數(shù) 88。 攪拌所需動力為 P=100053 ? （ 其中 功率準數(shù)，利用 功率曲線圖，查得 入上式得 P=需電動機的功率為 ， (η=所以選擇 電動機就可滿足要求。 拌軸的結(jié)構(gòu)及材料 的結(jié)構(gòu) 學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 20 頁 攪拌軸主要用來支承攪拌器的，并從減 速器輸出軸取得動力使攪拌器旋轉(zhuǎn)，達到攪拌的目的。因此，攪拌軸的結(jié)構(gòu)就是以這些要求為依據(jù)進行設(shè)計的。攪拌軸上端應(yīng)同減速器輸出軸相連。它們是通過聯(lián)軸器相聯(lián)接的，因此，攪拌軸上端必須復合聯(lián)軸器的聯(lián)接結(jié)構(gòu)要求。 軸上相應(yīng)的位置應(yīng)加工出同攪拌器相配合的結(jié)構(gòu)尺寸。目前常用的攪拌器大都采用平鍵、穿軸銷釘或穿軸螺釘固定。其結(jié)構(gòu)如圖 示。 1— 攪拌器 2— 防銹螺母 圖 軸的材料 攪拌器軸的材料通常選用 45 號鋼，還應(yīng)進行正火或調(diào)質(zhì)處理。同時由于化工反應(yīng)中有腐蝕，所以還要進行防腐蝕處理。 拌軸的計算 攪拌軸的計算主要是確定軸的最小截面尺寸（軸徑），需要進行強度、剛度計算或校核，驗算軸的臨界轉(zhuǎn)速和撓度等，以便保證攪拌軸能安全可靠的運轉(zhuǎn)。 攪拌軸的特點是細而長，攪拌器設(shè)在軸的一端，軸受到扭轉(zhuǎn)、彎曲和軸向等組合載荷，其中以扭轉(zhuǎn)載荷為主。工程應(yīng)用中常 用近似的方法進行強度計算，即假定軸只受到扭矩作用，然后用增加安全系數(shù)以降低材料許用應(yīng)力的辦法來補償其他載荷的影響。 (1) 軸的強度計算 軸的扭轉(zhuǎn)強度條件是： ? 由上式可知，只要知道了攪拌軸上所傳遞的扭矩 ? ]值后，就 學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 21 頁 可求出軸的抗扭截面模量，即： ?? 已知 和轉(zhuǎn)速 n 求出，即： 06P/n （ 然后再根據(jù)抗扭截面模量 軸徑 d 的關(guān)系求出攪拌軸的最小直徑。因為 63d? （ 將 （ 式代入 （ 式得 d≥? × ? ?3?? ?3?nP 知攪拌功率為 軸的轉(zhuǎn)數(shù) n=40r/[? ]=40入上式得 d=19考慮到腐蝕，故攪拌軸的直徑為 20 （ 2） 軸的剛度的計算 為了防止攪拌軸產(chǎn)生過大的扭轉(zhuǎn)變形，從而在運轉(zhuǎn)中引起振動，造成動密封失效，應(yīng)該把軸的扭轉(zhuǎn)變形限制在一個允許的范圍內(nèi)，這就是設(shè)計中的扭轉(zhuǎn)剛度條件。為此攪拌軸要進行剛度 計算。 工程上是以單位長度的扭轉(zhuǎn)角 θ不得超過許用扭轉(zhuǎn)角 [θ]作為剛度條件的，即： θ03×??180 ≤[θ] （ θ— 軸扭轉(zhuǎn)變形的扭轉(zhuǎn)角， °/m； G— 剪切彈性模量， G= 截面的極慣性矩。一般情況下 324d? 。 從 （ 式可以看出，扭轉(zhuǎn)角 θ的大小與扭矩 與扭轉(zhuǎn)剛度 反比。許用扭轉(zhuǎn)角 [θ]值是根據(jù)實際情況確定的，一般攪拌軸選用 [θ]=（ °/m。取 [θ]=入下式 d≥1537×? ?4 ? ( 學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 22 頁 得 d=20 軸徑應(yīng)同時滿足剛度和強度兩個條件。一般按剛度計算的軸徑較按強度計算的軸徑大，所以對攪拌軸來說，主要以剛度條件確定軸徑?？紤]到腐蝕，所以取最小軸徑為 d=20 拌軸的形位公差和表面粗糙度要求 由 于要求運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，防止軸的彎曲對軸封處的不利影響，因此軸安裝和加工要控制軸的直度，當轉(zhuǎn)速 n<100r/，直線度允差為 1000： 軸的配合面的配合公差和表面粗糙度可按所配零件的標準要求選取。 拌器及傳動裝置等的設(shè)計及計算 拌器的選擇 根據(jù)工藝要求，選用直徑為 400軸徑 Ф25槳式攪拌器，標記符號為400— 25. 動機的選型 根據(jù)攪拌器的結(jié)構(gòu)及電動機的安裝方式，我們選用 列 立式電動機， 電動機的型號 轉(zhuǎn)速 2800 r/定功率 370W 最大轉(zhuǎn)矩 量 9結(jié)構(gòu)尺寸由文獻 [6，表 12— 12]可知。 速器的選型 根據(jù)我國目前情況，反應(yīng)釜用的立式減速機主要有，擺線針輪減速機、兩級齒輪減速機、 V 帶減速機、蝸桿減速機等幾種，這幾種減速機已由有 關(guān)工業(yè)部門訂有標準系列，根據(jù)本次設(shè)計情況和查閱有關(guān)手冊，我們選用擺線針輪減速機，如圖 示。 學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 23 頁 . 圖 線針輪減速機 根據(jù)《單支點機架》 （ 95） 標準的附錄中列有常用的“釜用傳動裝置減速機型號及技術(shù)參數(shù)”可以根據(jù)公稱直徑和攪拌軸轉(zhuǎn)速來選擇減速機的型號。我們選用1— 29Q 型減速器。 其安裝尺寸參照文獻 [3, 表 18— 12（ a） ]。 承的選擇 軸承是機器中重要的部件，它的功用主要是支承軸及軸上的零件，并使軸保持一定的旋轉(zhuǎn)精度，減少轉(zhuǎn)軸與支承之間的摩擦與磨損。一般的工作情況下，滾動軸承的摩擦阻力較滑動軸承的摩擦阻力小，其功率損耗也小，容易起動，潤滑與維護簡單，而且滾動軸承是標準件，可由專門工廠大批生產(chǎn)，選用方便。所以在各種機械設(shè)備中應(yīng)用廣泛。所以本次設(shè)計我們選用滾動軸承。 滾動軸承通常由四種元件組成，即外圈 1、內(nèi)圈 3、滾動體 2 和保持架 4，如下圖。外圈和內(nèi)圈都制有一定形狀的滾 道，以保證滾動體在其間作精確的運轉(zhuǎn)。滾動體有球形、圓柱體、圓錐形、針形等，保持架的作用是把滾動體彼此隔開并沿滾道均勻分布，通常內(nèi)圈裝配在軸頸上，隨軸一起轉(zhuǎn)動；外圈裝在軸承座里不轉(zhuǎn)動。由于滾動體和內(nèi)圈、外圈的接觸面積很小，接觸應(yīng)力很大，所以它們都是由合金鋼制造的，經(jīng)熱處理使硬度達到 60上，保持架多用軟鋼沖壓而成，也有用鋼合金、塑料和其他材料制成的。 根據(jù)軸承所承受載荷的大小、方向和性質(zhì)，我們選用深溝球軸承，主要承受徑向載荷，也可同時承受一定的的軸向載荷。其結(jié)構(gòu)如圖 代號為 6211。其安裝尺寸參照文獻 [5, 表 軸承的潤滑選用脂潤滑，密封用氈圈式密封。 學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 24 頁 圖 軸器的選擇 立式攪拌反應(yīng)器常用的聯(lián)軸器主要有 夾殼式聯(lián)軸器、 凸緣聯(lián)軸器和 據(jù)有關(guān)要求，我們選用彈性塊式聯(lián)軸器。 這種聯(lián)軸器適用于工作溫度 － 20°— +60° ，且有油或有弱堿、弱酸的介質(zhì)浸蝕下的變載荷的連接，并能緩和一部分沖擊，以及補償少量的軸線偏差。彈性塊式聯(lián)軸器已經(jīng)作為化工設(shè)備立式減速器準的附件，應(yīng)用較為廣泛。彈性塊式聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)如圖 示。上方與減速器軸相連的凸半聯(lián)軸器，有 4— 12 片弧形凸塊。下方與攪拌軸相連的凹半聯(lián)軸器上則制有凹槽，可以容放相應(yīng)數(shù)量的彈性塊和凸半聯(lián)軸器上的凸塊。聯(lián)軸器與軸則以固定螺釘和鍵固定。當主動軸轉(zhuǎn)動時，凸半聯(lián)軸器即通過彈性塊來帶動凹半聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn)。聯(lián)軸器材料采用不比 的鑄鐵 ，彈性塊采用能在 － 20°— +60°范圍內(nèi)工作，且耐油、弱酸及弱堿的橡膠制成。 學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 25 頁 圖 軸器 其尺寸參考文獻 [4, 表 11— 2]。 動裝置的機架 反應(yīng)釜立式傳動裝置是通過機架安裝在反應(yīng)釜封頭的底座上的，機架上端需與減速機裝配，下端則與底座裝配。 在機架上一般還需要有容納聯(lián)軸器、軸封裝置等部件及其安裝操縱所需要的空間。按照《攪拌傳動裝置系統(tǒng)組合》 95 標準系列中選取機架。選用時，首先考慮上述要求，然后根據(jù)所選減速機的輸出軸軸徑及其安裝定位面 學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 26 頁 的結(jié)構(gòu)尺寸選配合適的機架。根據(jù)上述條件，選用 J— 單支點機架，機架的公稱直徑為 300如圖 圖 架 其尺寸參照文獻 [3, 表 18— 14]，機架的材料選用和加工，選用灰鑄鐵 造毛坯再進行加工。 座的設(shè)計 為了易于保證底座既與減速機座連接又使穿過軸封裝置的攪拌軸運轉(zhuǎn)順利，要求軸封裝置與減速機架安裝時有一定的同心度，一般都將兩者的定位安裝面做在同一塊底座上。根據(jù)《攪拌傳動裝置系統(tǒng)組合、選用及技術(shù)要求》 （ 95 中），我們選用圖 示的平底底座： 學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 27 頁 圖 座 拌器的軸封裝置 解決化工設(shè)備的跑、冒、滴、漏，特別是防止有毒、易燃介質(zhì)的泄露，是一個很重要的問題。因此，在攪拌器的設(shè)計過程中選擇合理的密封裝置是很重要的。在反應(yīng)釜中使用的軸封裝置主要是填料箱密封和機械密封兩種。通過下表填料箱密封和機械密封的比較，我們選取機械密封作為攪拌器的軸封 裝置。 機械密封系指兩塊環(huán)形密封元件，在其光潔面平直的端面上，依靠介質(zhì)壓力或彈簧力的作用，在相互貼合的情況下作相對轉(zhuǎn)動，從而構(gòu)成密封結(jié)構(gòu)。圖 一種釜用機械密封裝置的簡單結(jié)構(gòu)圖。當軸轉(zhuǎn)動時，帶動了彈簧座、彈簧、彈簧壓板、動環(huán)等零件一起旋轉(zhuǎn)。由于彈簧力的作用使動環(huán)緊緊壓在靜環(huán)上。當軸旋轉(zhuǎn)時，動環(huán)與軸一起旋轉(zhuǎn)，而靜環(huán)則固定于座架上靜止不動，動環(huán)與靜環(huán)相接觸的環(huán)形密封端面阻止了介質(zhì)的泄露。因此，從結(jié)構(gòu)上看，機械密封主要是將較易泄露的軸向密封，改為不易泄露的端面密封。 學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 28 頁 表 料密封和機械密封的比 較 比較項目 填料箱密封 機械密封 泄露量 180~450ml/h 一般平均泄露量為填料箱密封的 1% 磨損功損失 機械密封為填料箱密封的 10%~50% 軸磨損 有磨損，用久后軸要換 幾乎無磨損 維護及壽命 需要經(jīng)常維護，更換填料 壽命 年或更長，很少需要維護 高參數(shù) 高壓、高溫、高真空、高轉(zhuǎn)速、大直徑密封很難解決 可以 加工及安裝 加工要求一段，填料更換方便 動環(huán)、靜環(huán)表面光潔程度及平直度要求高，不易加工，成本高，裝卸不便 對材料要求 一般 動環(huán)、靜環(huán)要求較高減磨性能 學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 29 頁 圖 械密封 化工部門已將釜用機械密封的基本型式及參數(shù)制定了系列標準《攪拌傳動裝置 — 機械密封》 （ 95） ，并有定點廠供應(yīng)各種規(guī)格產(chǎn)品，一般只需選用、訂購即可。根據(jù)本次設(shè)計情況，我們選用單端面小彈簧平衡型，型號為 2001，代號為 5 001— 300— 拌 器槳葉的設(shè)計 拌器槳葉的選型 由于液體的粘度較低，根據(jù)實際情況，我們選用斜槳式葉片。結(jié)構(gòu)如圖 示 學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 30 頁 圖 槳式葉片 槳式攪拌器是攪拌器中結(jié)構(gòu)最簡單的一種攪拌器，一般葉片用扁鋼制成，焊接或用螺栓固定在輪轂上，葉片數(shù)是 2、 3 或 4 片，葉片形式可分為平直葉式和折頁式兩種。主要應(yīng)用在：液 罐的溫度均一，固 槳式攪拌器主要用于流體的循環(huán)，由于在同樣排量下，折葉式比平直葉式的功耗小，操作費用低， 故軸流槳葉使用較多。槳式攪拌器也可用于高粘流體的攪拌，促成流體的上下交換，代替價格高的螺帶式葉輪，能獲得良好的效果。槳式攪拌器的轉(zhuǎn)速一般為 20～100r/高粘度為 本次設(shè)計采用斜槳葉式攪拌器，葉片數(shù)為 2. 拌槳葉的尺寸設(shè)計 斜槳葉式攪拌器的槳徑與筒徑 （ D）的比為 知 D=以取葉的寬度為 （ 我們?nèi)?b=θ=60°。一般槳葉距筒底的高度 （ ） 次設(shè)計取 片厚度取 6 拌器的接管口支座的結(jié)構(gòu)設(shè)計 體進料管 液體進料管我們選用圖 示的結(jié)構(gòu)，接管伸入設(shè)備并將管口切成 45°，這樣可 學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 31 頁 以避免液料沿攪拌器的內(nèi)壁流動，減少物料對壁面的磨損與腐蝕。 圖 料管 管材 的選用參照文獻 [9，表 C— 1， C— 2]可得，選用 20 號鋼， 88。 體出料管 出料管結(jié)構(gòu)設(shè)計主要從物料易放盡，阻力小和不易堵塞等因素考慮，另外還要考慮溫差應(yīng)力的影響。如圖 示是兩種常見的結(jié)構(gòu)。 圖 根據(jù)設(shè)計 我們選用 （ a） 圖出料管，直徑為 100結(jié)構(gòu)尺寸參照下表 料管結(jié)構(gòu)尺寸 管徑 D 50 70 100 125 150 30 160 210 260 290 表接管口 儀表接管與釜體的安裝都用插入式，因為本次設(shè)計的攪拌器處于低壓條件，所以采用單面角焊接。常用的儀表有玻璃溫度計，都要采用套管結(jié)構(gòu)并用多層套管加強。常用的幾種接口結(jié)構(gòu)參見文獻 [3, 表 B— 12]。 蘭的選擇 考慮到生產(chǎn)工藝上的要求和 制造、運輸和安裝檢修時的需要，化工設(shè)備常采用可拆卸的法蘭聯(lián)接方法。法蘭聯(lián)接是由一對法蘭，若干個螺栓、螺母和一個墊片所組成，如 學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 32 頁 圖 示。 圖 蘭連接 根據(jù)設(shè)計要求我們選用甲型平焊法蘭，其結(jié)構(gòu)如圖 圖 型平焊法蘭 其結(jié)構(gòu)尺寸參照文獻 [4, 表 16— 13]。 法蘭材料選用 B， 法蘭墊片選用參照文獻 [12， 表 16— 4]，選用聚四氟乙烯板。 備支座的選擇 化工設(shè)備上的支座是支承設(shè)備重量和固定設(shè)備位置用的一種不可缺少的部件。在某些場合下，支座還可能承受設(shè)備操作時的振動、 載荷等。支座的結(jié)構(gòu)形式和尺寸往往決 學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 33 頁 定于設(shè)備的型式、載荷情況及構(gòu)造材料。最常用的有：耳式支座、支承式支座和鞍式支座。 根據(jù)實際情況，我們選用耳式支座。它通常有兩塊筋板及一塊底板焊接而成。筋板設(shè)備筒體焊接在一起，如下圖 示： 圖 式支座 底 板上開有通孔，可供安裝定位用。筋板是增較支座剛性的，輕型設(shè)備可以只用一塊。每個設(shè)備可用 2— 4 個支座，必要時可用得跟多些。但個數(shù)多往往不能保證全部耳座都裝在同一水平面上。因而也就不能保證每個耳座受力均勻。根據(jù)有關(guān)部門制定的系列標準，我們選用 A 型 3 號耳式支座。支座材料為 其標記為： 4725— 92耳座 其尺寸見文獻 [14, 表 16— 22]。支座的安裝尺寸 D（見圖 可按下式計算： D= ? ? ? ? 222231 222 ??? ???? bD n+2（ （ 式中 D—— 支座安裝尺寸， 容器內(nèi)徑， δn—— 殼體名義厚度 ， δ1—— 加強墊板厚度， 學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 34 頁 圖 座的安裝尺寸 計算得 D=970 學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 35 頁 結(jié)論 一方面我們可以根據(jù)操作目 的、操作條件、操作方法、原料和成品的特性、安全等初選攪拌器葉輪的型式；另一方面還需要依據(jù)各種攪拌器葉輪的性能及其應(yīng)用實例、使用經(jīng)驗，綜合考慮選擇攪拌器。 另一方面 設(shè)計攪拌器時，除了運用經(jīng)驗和公式計算所需要動力、回轉(zhuǎn)數(shù)等參數(shù)外，還需要以中小模擬試驗為基準，進行放大，以符合實際操作達到預期的效果。 最后 必須改進現(xiàn)有的攪拌器和設(shè)計新型的攪拌器，達到合適的攪拌液體流動狀態(tài)，以適應(yīng)各種粘度攪拌的需要和滿足產(chǎn)品的性能要求，最終實現(xiàn)裝置高效、節(jié)能的效果。 學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 36 頁 致謝 經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次 畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)設(shè)計，我 由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方， 在以后的學習和工作中我會注意一些細節(jié)問題。 本次設(shè)計得到了老師的大力幫助，為本人完成本次設(shè)計提供了大量的幫助，在設(shè)計中提出了許多有益的意見，提出了設(shè)計中的不足，使我及時得到改正。同時，本次設(shè)計也得到了同學們的大力幫助。給我提出了許多好的意見和建議。 最后 我要感謝我的母校 學院 ，是母校給我們提供了優(yōu)良的學習環(huán)境；另外，我還要感謝那些曾給我授過課的每一位老師，是你們教會我專業(yè)知識。在此，我再說一次謝謝！謝謝大家！?。?。 學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 37 頁 參考文獻 [1] 潘紅良，赫俊文主編 M]東理工大學出版社， [2] 鄭津洋，董其伍，桑芝富主編 M]（第二版） 學工業(yè)出版社， [3] 周志安 . 化工設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ) [M]. 北京：高等教育出版社 [4] 湯善甫，朱思明 M]（第二版） 華東理工大學出版社， [5] 殷玉楓 M]， [6] 吳宗澤，羅圣國 . 機械設(shè)計課程設(shè)計手冊 [M]（第二版） 等教育出版社，[7] 陳乙崇主編 M]?？茖W技術(shù)出版社， 1985. [8] 王凱，馮連芳 M]2000. [9] 陳允中，汪霞倩 M] 1997. [10] 張平亮 J]第四期， 4411] 張洪元主編 M]等教育出版社， 1956. [12] 顧芳針，陳 國桓 M][13] 孫桓，陳作模，葛文杰 M][14] 譚蔚主編 M][15] 馮連芳，王嘉駿，顧雪萍，王凱 J][16] ,, 2004 [17] 87/404/987 [18] 97/23/997 [19] 1951,30:435～ 445