攪拌器的設(shè)計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計論文】

《攪拌器的設(shè)計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計論文】》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《攪拌器的設(shè)計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計論文】（39頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 摘 要 本課題主要介紹了攪拌器在化工工業(yè)中的應用，研究現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢； 通過對罐體設(shè)定 為筒體式 以及攪拌介質(zhì)確定 為丙烯酸和醋酸 ， 夾套介質(zhì)為水蒸氣，來設(shè)計并選用推進式攪拌器。其中包括了對攪拌功率的計算；附件的選?。?攪拌器的結(jié)構(gòu)設(shè)計；攪拌器強度計算及其校核；攪拌軸與攪拌器的連接；電機、機架、聯(lián)軸器等一系列傳動裝置的選擇；以及計算筒體封頭厚度與穩(wěn)定性校核；筒體開孔及補強。根據(jù)所設(shè)計的攪拌器繪制出相應的裝配圖以及零件圖。最后，在對自己所設(shè)計的進行總結(jié)。 關(guān)鍵詞： 攪拌器；推進式；設(shè)計；校核； 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 of in of of to of of of of a of of to of to in of my 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 目 錄 1 引言 ··························································································· 5 述 ························································································ 5 究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 ··································································· 5 文研究的目的、內(nèi)容和意義 ······················································· 6 課題的設(shè)計思路及設(shè)計條件 ······················································· 6 計思路 ··········································································· 6 計條件 ··········································································· 6 2 攪拌軸功率的確定 ········································································· 7 諾準數(shù)的計算 ········································································· 7 e 對攪拌功率的影響 ··································································· 8 拌功率 確定 ····································································· 9 3 攪拌器的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及計算 ···························································· 10 拌器結(jié)構(gòu)設(shè)計 ······································································· 10 構(gòu)形式 ········································································· 10 構(gòu)尺寸 ········································································· 10 4 攪拌軸的設(shè)計與校核 ····································································· 13 拌軸的力學結(jié)構(gòu) ···································································· 13 的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ·········································································· 13 拌軸機械計算 ······································································· 13 扭轉(zhuǎn)變形計算攪拌軸的軸徑 ············································· 13 強度計算攪拌軸的軸徑 ··············································· 14 據(jù)臨界轉(zhuǎn)速核算軸徑 ······················································· 16 拌器浸入溶液深度的確定 ························································ 18 5 功率的確定及攪拌器槳葉的校核 ······················································ 18 動機的計算功率和額定功率 ····················································· 18 動機計算功率的確定 ······················································· 18 動機額定功率的確定 ······················································· 19 拌器設(shè)計功率 ··································································· 19 進式攪拌器的強度計算 ··························································· 19 葉材料的許用應力 ································································· 22 葉的校核 ············································································· 23 葉設(shè)計的其他要求 ································································· 23 拌的附件 ············································································· 23 6 攪拌器與攪拌軸的連接 ·································································· 23 拌器軸與軸套的連接 ······························································ 23 連接的強度計算及校核 ··························································· 24 連接的剪切強度計算及校核 ············································· 24 連接的擠壓強度計算及校核 ············································· 24 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 7 傳動裝置 ···················································································· 25 動機的選型 ·········································································· 25 速機的選型 ·········································································· 25 架選型 ················································································ 26 裝底蓋的選擇 ······································································· 26 緣法蘭的選擇 ······································································· 26 軸器的選取 ·········································································· 27 封 ······················································································ 27 承的確定 ············································································· 28 8 筒體及封頭的強度設(shè)計 ·································································· 28 筒體和封頭厚度的確定 ··························································· 28 內(nèi)壓時筒體厚度確定 ······················································· 28 內(nèi)壓時封頭厚度的確定 ···················································· 29 外壓時筒體厚度確定 ······················································· 30 外壓時下封頭厚度的確定 ················································ 31 力試驗及應力校核 ·························································· 32 套筒體及封頭厚度的確定 ························································ 32 套筒體厚度計算 ····························································· 32 套封頭厚度的確定 ·························································· 33 壓試驗狀態(tài)下的穩(wěn)定性校核 ····················································· 33 套試驗壓力 ··································································· 33 筒體的校核 ··································································· 34 9 開孔和開孔補強 ··········································································· 34 斷管口是否需要開孔不強 ························································ 34 口 d 的開孔補強計算 ······························································ 35 口 a 開孔補強計算 ································································· 36 10 總結(jié) ························································································· 36 謝辭 ······························································································· 38 參考文獻 ························································································· 39 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 攪拌器的設(shè)計 1 引 言 述 縱觀現(xiàn)在市場的需求， 攪拌器在化工工業(yè)中起著重要的作用并且得到了廣泛的應用 ，不管是在實驗室制備某種水溶液，或者是在工業(yè)上攪拌水泥，使之能均勻的混合，攪拌器都起了至關(guān)重要的作用。攪拌器的用途很廣泛，它主要能使物質(zhì)間進行攪拌、 混合，使物質(zhì)處于懸浮、分散的狀態(tài)。尤其是在工業(yè)生產(chǎn)中，攪拌器的應用更大大的降低了人員在生產(chǎn)有毒或者對人體皮膚有傷害的化工用品時的危害。同時用電動代替手動不僅提高了生產(chǎn)效率，而且還大大的提高了產(chǎn)品的質(zhì)量， 顯然， 攪拌器 已然 成為化工生產(chǎn)中不可或缺的一部分。 究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 國外 研究現(xiàn)狀： 美國 合設(shè)備公司 研發(fā)了 列槳；德國 司 也相繼研發(fā)出了 德 ；法國 司 研發(fā) 了 ；加拿大公司也 研發(fā) 了 流槳。 [1] 國內(nèi)研究現(xiàn) 狀： 北京化工大學和華東理工大學分別開發(fā)了 流槳和翼型槳；中國石油化工學院的沈惠平教授等人也研發(fā)出了一種新型高效并且容易加工的軸流式攪拌葉輪；燕山石油化工有限公司設(shè)計院還設(shè)計了一種能配置大功率電機的復合式攪拌器；大型石化企業(yè)也與浙江大學合作開發(fā)出了攪拌槽式反應器的智能化輔助選型和設(shè)計軟件。 發(fā)展趨勢： 隨著社會的進步、科技的發(fā)展，化工行業(yè)等各個領(lǐng)域?qū)τ跀嚢璨僮鞯囊笤絹碓蕉?，而且對于攪拌的物料來說也越來越復雜了，不再是局限于那種低粘度的流體，也會遇到高粘度的。對于現(xiàn)在，攪拌器的研究也成為了一個熱點，攪拌器 正在向大型化、微型化和集成化、連續(xù)化、智能化、節(jié)能化以及高粘度化的趨勢發(fā)展 。 [2]相信在不久之后，攪拌器的發(fā)展會越來越快，而且能越來越滿足行業(yè)的需求。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 文研究的 目的、 內(nèi)容和意義 研究目的 ： 本次設(shè)計 攪拌器的目的是 為了 借助攪拌器的作用使 丙烯酸和醋酸能夠得到充分的混合，以便于能夠使他們充分反應 。 研究意義 ： 設(shè)計這個 攪拌器 能夠避免手動攪拌對人體帶來的危害，而且 結(jié)構(gòu)簡單，使用 也方便，能夠在化工生產(chǎn)中廣泛應用 。 研究內(nèi)容： 本課題要求 在 給定一個容積為 10L 的罐體，設(shè)計 出能在這個給定的容器中攪拌丙烯酸和醋酸并且使 其能均勻混合的攪拌器，而且 使用方便， 能平穩(wěn)工作 。本設(shè)計主要涉及到化工工業(yè)中攪拌器的設(shè)計，主要進行的設(shè)計包括：攪拌功率的設(shè)計；攪拌器結(jié)構(gòu)的設(shè)計及其直徑校核；攪拌器的強度計算及其校核；還有減速機、 機架、電機、安裝底蓋、聯(lián)軸器等一系列傳動裝置的選擇；筒體所承受的壓應力的校核；然后 根據(jù)這些設(shè)計來畫出相應的裝配圖和零件圖。 課題的設(shè)計思路 及設(shè)計條件 計思路 此次設(shè)計的思路可以分為以下幾個步驟： (1) 根據(jù)給定的 拌軸轉(zhuǎn)速、介質(zhì)密度、粘 度 來確定出攪拌功率以及攪拌器的類型； (2) 結(jié)合攪拌器類型及給定設(shè)備的情況，來給定攪拌軸的長度以及設(shè)計出合理的攪拌軸軸徑； (3) 根據(jù)計算所得的攪拌軸功率、攪拌軸軸封處的摩擦損耗功率來對電動機進行選型； (4) 根據(jù)以上所設(shè)計出的在來選定減速機、聯(lián)軸器、機架、安裝底蓋等傳動裝置； (5) 最后再對容器由于攪拌器運作所引起的壓應力進行校核，以及容器的開孔和開孔 補 強。 計條件 此次設(shè)計的條件如表 1及表 1示： 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 表 1口表 符號 規(guī)格 法蘭標準號 用途或名稱 連接面形式 a 料口 -- b 蒸汽進口 RF c 孔 -- 鏡 -- e 蒸汽出口 RF f 用口 RF g 用口 RF h 用口 RF j 用口 1作條件 流體名稱 丙烯酸、醋酸 筒體內(nèi)徑 2400體特點 甲 腐蝕危害 筒體高度 2800度 31050 /Kg m 設(shè)計溫度 100C 粘度 設(shè)計壓力 攪拌強度 適中 運行狀態(tài) 連續(xù)操作 材料 316 液體高度 2400拌軸轉(zhuǎn)速 150操作溫度 90C 2 攪拌 軸 功率的確定 諾準數(shù) 計算 由文獻 [3]知，雷諾數(shù)符號為 計算公式為： 2 ??(2式中： 攪拌器直徑 ， m； n ─ 攪拌軸轉(zhuǎn)速， r/s ; ? ─ 攪拌液體密度， 3g / 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 ? ─ 液體黏度， 。 由條 件可以知道： 31 0 5 0 /?， n r s? ， pa s? ??， 代入 (2得： 2 ??20 . 8 2 . 5 1 0 5 00 . 1 9 1000??? 0?? 2.2 攪拌功率的影響 根據(jù)此次要求 ， 決定采用推進式攪拌器來達到設(shè)計目地。 因此，我們得考慮到影響攪拌功率的因素，因為 68 1 0?，是屬于強湍流的區(qū)域，所以我們還得考慮筒體中是否有擋板，擋板的寬度和數(shù)量都會對攪拌功率造成很大的影響，本次設(shè)計我們講采用常用的直立式平擋板，通過用擋板系數(shù)擋板系數(shù)公式定義為： 12( / )b b D n? (2中： 擋板寬度 擋板的個數(shù) 在b 時，擋板系數(shù)越大，攪拌功率就會越 小。但是當b 時，系數(shù) 越大 大，攪拌功率 則會越小 。因此 我們就 把b 的情況，作為是全擋板條件，當 K??時， 就 稱 其 為部分擋板條件。通常認為， 在 用 4 塊擋板 的 時 候 ，b 1~1()12 10 就可以認定為是全擋板條件。 此次設(shè)計我們采用的就是 4 擋板，因此可以認定為是全擋板的條件。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 拌功率 確定 此次設(shè)計我們采用常用的三葉式的推進式攪拌器，并且 1根據(jù)圖 2以看出：當 1000000的時候，0時我們 可以認定0 由上面計算可以知道 68 1 0?， 所以查圖 2可以得到：0 圖 2進式攪拌器功率準數(shù)0P[3] 圖中縱坐標為攪拌器功率準數(shù)0P,橫坐標為雷諾準數(shù) 攪拌功率 350kP n D?? (2由文獻 [3]知，當計算攪拌器在標準幾何參數(shù)關(guān)系條件下時，其功率準數(shù)校正總系數(shù) 1k? 。 由條件可得： 350kP n D?? 351 0 . 3 4 1 0 5 0 2 . 5 ( 0 . 8 )? ? ? ? ? 因此，攪拌器的攪拌功率就為 也就是攪拌軸的功率為 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 3 攪拌器的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及計算 拌器結(jié)構(gòu)設(shè) 計 構(gòu)形式 推進式葉輪 的形狀有點復雜，葉片的加工比其他槳葉更不易加工。本次設(shè)計我們采用的是將攪拌器的軸套用止動螺釘和鍵連接在攪拌軸上，接著用螺母擰在軸端用來支撐住葉片和軸套。此次設(shè)計采用的這種結(jié)構(gòu)是利用 蓋帽來保護軸端螺紋，非常實用于腐蝕性介質(zhì)的場合 。 如圖 3構(gòu)所示： 圖 3進式攪拌器槳葉展開圖 推進式攪拌器的旋轉(zhuǎn)方向會使槳葉前表面成為螺旋面的一部分，其后表面就會成為常用的二次拋物面或者圓弧面。螺旋面是不可以展開的，因此我們只能夠采取近似的辦法來將槳葉展開。把垂直于攪拌軸線上的平面 當作是槳葉的投影面，然后再把槳葉斷面在這上面的投影近似展開，就可以得到推進式攪拌器槳葉的展開面，展開的面上就會得到槳葉的實際寬度。 構(gòu)尺寸 (1) 圖 3的 A 是由槳葉展開面起點到坐標原點 (軸套中心 )的距離。 10 . 1 6 7 5 0 . 6 6 6 ( ) d m m??(3 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 參考文獻 [4]可知，軸套外徑一般為1 ( 0 . 1 6 0 . 2 ) 通常取1 0 . 2 0 . 2 0 . 8 0 . 1 6 m? ? ? ?。 (2) 將 從葉片前端的地方 到軸承的長度 分為 10 等分，使 其 半徑分別 是0r、1r、…、10r，對 應的葉寬 就 為0b、1b、…、10b。 用 i 來表示任意的值，因此 任意半徑 是ib， ? ?21k (3式中： 值如下： 表 3 (3) 沿著軸套的槳葉展開 的 寬度 b 為： 2102 2 2014s i n 4m ?(3式中： ? 一槳葉根部（軸套處）斷面與攪拌軸軸線的夾角 9 0 ( )???? (3式中： ? 一槳葉根部（軸套處）的螺旋截面升角 ?(3由上可知： 160id 800jD 代入 (3得 ： ? 所以 ? 其中 ? 、 ? 角如圖 3示： 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 圖 3進式攪拌器的斷面示意圖 取 3中數(shù)據(jù)0 ，代入式 (3，可得：0 2 2 7 在把0 2 2 7 ? ，1 160d 代入 (3得： 。 因此，我們此本設(shè)計就取軸套長度為 210。 (4) b 處槳葉寬度的半徑 r 計算公式如下： ? ?10- 0 . 5br d m （ ） (3把1 160d 0 2 2 7 代入式 (3得： 1 01 9 9 . 0 90 . 5 ) 1 6 0 ( 0 . 5 ) 6 0 . 0 22 2 7 . 5br d m ? ? ? ? ?（ 。 (5) 沿軸套的槳葉根部展開圓弧半徑210 . 2 5 ( 0 . 5 )bR b r d m m? ? ? (3把 ， ，1 160d 入式（ 3得： 2 2 2 210 . 2 5 ( 0 . 5 ) 0 . 2 5 1 9 9 . 0 9 ( 6 0 . 0 2 0 . 5 1 6 0 ) 1 7 1 . 8 0bR b r d m m? ? ? ? ? ? ? ? ? (6) 查文獻 [1]知，當槳葉直徑 1000jD 時候，對鋼制的槳葉，其前端的厚度 我們 可以取 34槳葉根部靠近軸套處的厚度可 按 0 0 于我們這次槳葉設(shè)計采用的是 316 不銹鋼材料，因此，我們就選定前端厚度為 4葉根部靠近軸套的厚度 可取 (24～ 48)次設(shè)計 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 就取 28 4 攪拌軸的設(shè)計與校核 在對攪拌軸 進行設(shè)計的時候，我們一般要從四個因素去考慮： ① 攪拌軸的扭轉(zhuǎn)變形； ② 從臨界轉(zhuǎn)速去核算軸徑； ③ 彎扭矩共同作用的強度； ④ 攪拌軸在軸封處的允許徑向位移。考慮完這些因素之后所得到的軸徑只算是危險截面處的軸徑，一般在得出攪拌軸的實際直徑的時候，還得考慮到其腐蝕裕量，最后在根據(jù)算出來的軸的直徑圓整為現(xiàn)有標準的軸徑。 拌軸 的力學結(jié)構(gòu) 對攪拌軸進行設(shè)定： ① 攪拌器 及其 軸上的其它零件的各種力 都設(shè)定為 作用在零件軸套的中間； ② 攪拌軸 除了 受到扭矩 的 作用以外，還應該考慮到攪拌器上流體的徑向力及攪拌軸跟攪拌器在組合的時候重心的地方質(zhì)量會騙心所引起的離心力的作用； ③ 此次設(shè)計的聯(lián)軸器連接的可拆的軸可以看成是整體軸。 由這些設(shè)定我們可以將此次懸臂軸的受力簡化成為簡支梁來看。 的結(jié)構(gòu)設(shè)計 通過已知條件，我們可以知道此次設(shè)計筒體內(nèi)的介質(zhì)粘度為 ? ， 由此可以看出粘度系數(shù)很小，因此可看出攪拌軸在筒內(nèi)受到的扭轉(zhuǎn)力不大。所以本次設(shè)計攪拌軸上只要安裝一個攪拌器就可以滿足條件要求，因此攪拌軸兩端可確定為階梯軸。 拌 軸機械計算 扭轉(zhuǎn)變形計算 攪拌軸的軸徑 由文獻 [5]知，軸的直徑為： ? ? m a 5 5 . 4m (4式中： 攪拌軸傳遞的最大扭矩； 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 ??? — 軸的許用扭轉(zhuǎn)角， m ，對于懸臂軸來說， ? ? m? ? ； G — 切變模量，由文獻 [6]知，鋼材的 G 值約為 80為80000 m a x 19553M n ?? (4式中： 1?一傳動裝置的轉(zhuǎn)動效率，由文獻 [1]知，選1 ?因此，m a 8 39 5 5 3 0 . 9 2 1 0 7 . 2 2150 m? ? ? ?， 把m a x 1 0 7 . 2 2 m?代入式 (4得到： 41 41 0 7 . 2 21 5 5 . 4 3 8 . 6 60 . 3 5 8 1 0d m m m m????。 強度計算攪拌軸的軸徑 2d (1) 尺寸的確定 對于此次的設(shè)計，我們采用的是懸臂軸，并且還是等直徑的，如圖 4b）右圖所示，在進行計算前，要先確定出兩個尺寸。第一個就是攪拌側(cè)的軸承到傳動側(cè)軸承的距離，把它定義為字母 a，第二個就是攪拌器槳葉到攪拌側(cè)軸承的距離，定義為 L， 通過文獻 [7]機架的選定，我們可以確定出 a=388而確定出 L=2500 對于懸臂支撐的攪拌軸的徑向力3110 533? (4把m a x 1 0 7 . 2 2 N m??， 800md m?，代入 (4得： 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 (a) 多層槳葉受力圖 [3] (b) 攪拌軸軸承外的外伸軸 [3] 圖 4臂攪拌軸典型受力圖 1 0 7 . 2 25 3 3 5 3 3 7 1 . 4 4800sp ? ? ?。 (2) 由徑向力引起的軸的彎矩 算 攪拌容器 與攪拌軸 組合質(zhì)量偏心 所 引起的離心力為 (40 . 0 5 7 1 . 4 4 3 . 5 7 2 N? ? ? 徑向力引起的軸的彎矩 ()R p F L?? (4 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 3( 7 1 . 4 4 3 . 5 7 2 ) 2 5 0 0 1 0 1 8 7 . 5 3 ? ? ? ? (3) 由軸向力引起的攪拌軸彎矩 計算 由文獻 [1]知，當 2p 或者任一攪拌器 0i??的時候，取0 m? ，因為本次設(shè)計壓力為 以可以取 0 。 把 1 8 7 m?， 0代入公式 : M??(4可得： 1 8 7 . 5 3 0 1 8 7 . 5 3 M N m? ? ? ? ?(4) 彎扭矩共同作用時軸徑的計算 把m a x 1 0 7 . 2 2 N m??， 1 8 7 M N m? ，代入公式 22 M?? (4得： 221 0 7 . 2 2 1 8 7 . 5 3 2 1 6 . 0 2 m? ? ?式中： 因此 ,在共同作用下的攪拌軸的直徑2 ? ?32 1 7 . 2 0 5 (4式中： ??? 為攪拌軸的許用剪應力，根據(jù)文獻 [1]定： ? ? 16b?? ? (4其中 ， 520b M ?，所以 ? ? 520 3 2 . 516 M P a? ??， 因此軸徑2 ? ?32 1 7 . 2 0 5 32 1 6 . 0 21 7 . 2 0 5 3 2 . 3 53 2 . 5 因此，在彎扭矩共同作用下的軸徑2 根據(jù)臨界轉(zhuǎn)速核算軸徑 由 文獻 [1]知 ，攪拌器槳葉的直徑為 800 筒體 直徑為 2400 在此我們應該要 考慮到在軸上開鍵槽的直徑 對強度影響的強弱 ，所以 在這次設(shè)計當中我們就 選取攪拌軸的直徑為 100 由上面計算可知道，攪拌軸軸徑已經(jīng)符合扭矩校核以及彎扭矩共同作用的校核，因此我們就進行以下對臨界轉(zhuǎn)速的校核。 (1) 一開始我們可以對攪拌器 質(zhì)量進行估算。攪拌器單個槳葉的長度 (攪拌器 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 的半徑 )為 400根據(jù)文獻 [8]規(guī)定， 我們?nèi)嚢杵鞯钠骄穸葹?18拌器的平均葉寬為 (0 )這次設(shè)計當中，我們就選用 來算，因此平均葉寬就為 200此一來就可以把槳葉看成是長方體 ,查得 316 材料的密度為 37930Kg m ，于是就可以知道質(zhì)量大約為： 3 3 7 9 3 0 0 . 2 0 . 4 0 . 0 1 8 3 4 . 2 6m K g??? ? ? ? ? ? ? 因此可以大約估算出攪拌器質(zhì)量 為 (2) 其次是算出攪拌側(cè)軸的質(zhì)量： 24L ?? ? ?(42( 0 . 1 2 ) 2 . 5 7 9 3 0 2 2 4 . 2 24 ?? ? ? ?剛性軸的有效質(zhì)量 ,計算公式如下： ? ?24L e ??? ? ? ? (4式中： s?一混合 的 液體密度 ， 1050 3Kg m ， 計算可得 ： 2 5 3 g?。 (3) 軸的有效質(zhì)量在攪拌器末端處的當量質(zhì)量 W ： ? ?221 4 0 2 3 1 9 9420 ???(4把 a=388=25002 5 3 g?代入 (4得到： ? ?221 4 0 0 . 3 8 8 2 3 1 2 . 5 9 9 2 . 5 2 5 3 . 9 0 1 3 0 . 0 14 2 0 2 . 5 0 . 3 8 8W K g? ? ? ? ?? ? ??。 攪拌器的有效質(zhì)量為： 211 c o k jm m D b?? ? ?? ? ? ? ? (4293 4 . 2 6 0 . 1 7 8 0 0 1 9 9 . 0 9 7 9 3 0 c o s 3 2 . 1 1 0 1 4 8 . 5 44 ?? ? ? ? ? ? ? ? ?在末端處所有 當量 質(zhì)量的總和為： 1 m??(41 3 0 . 0 1 1 4 8 . 5 4 2 7 8 . 5 5 ? ? 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 (4) 等直徑的 攪拌器懸臂軸的臨界轉(zhuǎn)速為： ? ?2 21 1 4 . 7k L a W? ?(4? ?2 2 1930001 1 4 . 7 1 0 0 2 2 4 . 7 3 m i 0 0 2 5 0 0 + 3 8 8 2 7 8 . 5 5 r? ? ???由文獻 [1]知，對于剛性軸并且是推進式的攪拌器而言，攪拌軸操作轉(zhuǎn)速 n 和臨界轉(zhuǎn)速該滿足 ? ?0 . 4 5 0 . 5 5 ～ 并且 ，本次設(shè)計的轉(zhuǎn)速 1 5 0 m ， 當所取攪拌軸軸徑為 d=80時候， 150 0 . 6 72 2 4 . 7 3?，由此可知，攪拌軸徑 d=100足設(shè)計要求，所以此次設(shè)計的攪拌軸直接就為d=100 拌器浸入溶液深度的確定 由文獻 [3]知： 攪拌器浸入溶液的深度為： 23 (42 2 4 0 0 1 6 0 03 ? ? 5 功率的確定及攪拌器槳葉的 校核 動機的計算功率和額定功率 動機計算功率的確定 電動機計算功率公式如下： 1 W???(5式中： 拌軸軸功率， 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 處的摩擦損耗功率， 1?一傳動裝置各零部件的傳動效率 由文獻 [1]知，本次設(shè)計就選用 雙端面軸向帶內(nèi)置軸承的 機械 密封 (2005型 )，所以 機械 密封處的摩擦損耗功率計算公式為： 1 . 2 - 31 . 8 d 1 0P K W? (5式中： 0攪拌軸直徑， 由上設(shè)計可以知道，攪拌軸的軸徑為 100因此我們可以取軸封處的直徑為 90代入 (5： 1 . 2 - 3m = 1 . 8 9 0 1 0 0 . 4 0P K W? ? ?。 考慮到攪拌軸轉(zhuǎn)速、單向旋轉(zhuǎn)以及安裝形式等各方面的條件，此次設(shè)計我們選用擺線針輪傳動，因此我們可以取1 ?。 由此我們可以求出電動機計算功率為 ： 1 . 8 3 0 . 4 0 2 . 4 20 . 9 2 W???，圓整為 3W? 動機 額定功率的確定 由于計算功率 2 W?，因此我們可以選擇額定功率為 3電動機。 拌器設(shè)計功率們所用的是三葉、單層式的推進式攪拌器，因此攪拌器的設(shè)計功率為： q 1 m= P? ?(5把1 ?， 3W?，m = 5，得： q = 0 . 9 2 3 0 . 4 0 2 . 3 6P K W? ? ?， 因此可算出每個葉片的設(shè)計功率為： 2 . 3 6 0 . 7 933 W? ? ? 進式攪拌器的強度計算 如 圖 5示，槳葉的危險斷面在 ， 其 受到了與攪拌軸平行的垂直力 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 和垂直于攪拌軸線的水平力直力 處；水平力 處。 圖 5葉危險截面及受力示意圖 [3] (1) 1K、2如下表 5示 : 表 5用力位置系數(shù)1K、2 2) 每 個葉片的 水平力向力 35 2 5 2 5 1 0 n? ? ? ??(5 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 321 9 1 0 6 1 0 Z n? ? ? ? ? ?(5式中： 設(shè)計功率； S — 螺距 ； 葉片的個數(shù)； n — 攪拌軸的轉(zhuǎn)速 ； 把q = W， 3， 800s ， 1 5 0 m 分別代入 (5 (5得： 3 2 . 3 65 2 5 2 5 1 0 3 4 4 . 3 38 0 0 3 1 5 0? ? ??? 3 2 . 3 61 9 1 0 6 1 0 2 0 8 . 7 50 . 6 0 0 8 0 0 3 1 5 0H ? ? ? ?? ? ? (3) 計算面產(chǎn)生的彎矩 M? 、 M?? 311( ) 1 022 K ?? ? ? ? ? (5312( ) 1 022 K ??? ? ? ? ? (5把 3 4 4 2 0 8 1 ，2 ，1 160d 別代入式 (5 (5，得： 38 0 0 1 6 03 4 4 . 3 3 ( 0 . 6 9 6 )