资源描述
购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 摘 要 搅拌器是在工业生产中应用非常广泛的一类通用设备，尤其是在工业中发挥着重要的作用。目前在工农业生产中应用的搅拌器种类和规格很多。本文设计了一种能适应于造纸厂碱回收车间苛化工段产生的白泥搅拌，所设计的搅拌器为立式，采用桨叶式搅拌器，桨叶式搅拌去具有以下特点：轴流性搅拌器，剪切力非常强。在设有挡板的条件下，可得到较好的上、下循环流。桨叶式搅拌器能够满足需要，提高质量，减少损耗，增加下一具有积极意义。 关键词 搅拌器；桨式搅拌器；白泥搅拌 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 is a of is in an in in of a to is is to 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 目 录 摘要 . I . 1 章 绪 论 . 1 题的目的、背景及意义 . 1 景 . 1 的 . 1 义 . 1 究设想 . 2 回收概述及搅拌设备在碱回收中的应用 . 2 拌设备在工业生产中的应用 . 4 拌装置的安装型式 . 6 章小结 . 7 第 2 章 总体方案设计 . 8 章小结 . 9 第 3 章 罐的结构形式和尺寸 . 10 工容器设计规范简介 . 10 料的选择 . 10 体的长径比和装料量 . 11 料系数 . 11 步计算筒体直径 . 11 定筒体高度 . 12 体的设计 . 12 壁的厚度 . 12 壁的应力校核 . 13 头的设计 . 13 . 13 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 形封头的许用应力校核 . 14 章小结 . 14 第 4 章 减速机的选择 . 15 速器的选择 . 15 小结 . 15 第 5 章 搅拌装置的设计 . 16 料的选择 . 16 叶的尺寸确定 . 16 拌器的设计 . 16 搅拌器层数的确定 . 17 搅拌器的强度校核 . 18 轮强度的计算功率 . 18 叶的强度计算 . 18 章小结 . 19 第 6 章 搅拌轴设计 . 20 择轴的材料 . 20 的具体尺寸及结构确定 . 20 拌轴的载荷分析 . 20 的强度计算 . 21 小轴径确定 . 23 拌轴的刚度校核 . 24 拌轴的具体结构 . 25 章小结 . 26 第 7 章 人孔与法兰的选择 . 27 孔的选择 . 27 孔补强的设计 . 27 强形式 . 27 强计算 . 28 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 下载文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 兰的选择 . 29 强计算 . 29 孔处的有效补强面积 . 30 章小结 . 31 结 论 . 32 致 谢 . 33 参考文献 . 34 附录 1 . 35 附录 2 . 38 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 - 1 - 第 1 章 绪 论 题的目的、背景及意义 景 搅拌可以使两种或多种不同的物质在彼此之中互相分散，从而达到均匀混合；也可以加速传热和传质过程。搅拌操作的例子颇为常见，例如在化验室里制备某种盐类的水溶液时，为了加速溶解，常见用玻璃棒将烧杯中的液体进行搅拌。又如为了制备某种悬浮液，就要用玻璃棒不断地搅动容器中液体，是固体颗粒不致沉下，而保持它在液体中的悬浮状态。在工业生产中，搅拌操作是从化学工业开始的，围绕食品、纤维、造纸、石油、水处理等，作为工艺过程的一部分而被广泛应用。 搅拌操作分为机械搅拌和气流搅拌。气流搅拌是利用气体鼓泡通过液体层，对 液体产生搅拌作用，或使气泡群以密集状态上升借所谓气升作用促进液体产生对流循环。与机械搅拌相比，仅气泡的作用对液体所进行的搅拌是比较弱的，对于几千毫帕每秒以上的高黏度液体是难于使用的。但气流搅拌无运动部件，所以在处理腐蚀性液体，高温高压条件下的反映液体的搅拌是很便利的。在工业生产中，大多数的搅拌操作均系机械搅拌，在机械搅拌中，以中、低压立式钢制容器的搅拌设备为主。 的 通过这次毕业设计，进一步增强对机械设计的理解，同时也希望能通过这次设计熟悉各种成型设备的工作原理与特点、设备结构和使用性能，掌握 一些设备的制造工艺和适用范围，对圆筒型压力容器设计和制造有一个深刻的理解。 义 通过本次毕业设计，进一步将理论应用于实践，丰富和完善自己的知识结构。 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 - 2 - 究设想 白泥对环境造成了很大的污染，通过此次设计，希望将来设计出的搅拌设备既结构简单，又具有较强的实用性，最主是能设计出低功率的多层桨叶的搅拌器。 回收概述及搅拌设备在碱回收中的应用 造纸工业是关于国民生计的一个重要行业 ,它在我们的生产和生活中都扮演重要的角色。但是在造纸工艺过程中污染也是一个重要的问题 ,大量的污染物不经过 有效的处理任其随意的排放 ,将会对环境造成极大的污染。因此我们必须用科学的方法来处理和回收这些污染物 ,进而来保护我们的生存环境。 造纸工艺过程中产生的蒸煮废液和漂白废水是制浆造纸工业的主要污染源，而碱回收是治理蒸煮废液对环境污染的有效方法。蒸煮废液中的固形物有两个来源，一是作为蒸煮液加进去的无机物，二是蒸煮过程中从原料里溶解出来的木素、糖类等有机物。碱回收就是从硫酸盐法和烧碱法（统称碱法）制浆废液（即黑液）中回收化学药品。经过比较和实践检验，目前最为成熟和有效的方法仍是传统的燃烧法。其主要过程为：先将尽可能多 地从浆料中分离出来的黑液浓缩到燃烧所需要的浓度，一般为 60%以上（制浆原料不同，浓度要求不同）。随后把黑液送入碱回收炉燃烧，将有机物烧去并以蒸汽、电能的形式回收其能量，剩下钠和硫的无机物被还原成碳酸钠和硫化钠（草浆黑液还有硅酸钠）。最后把它们和石灰液反应，使碳酸钠（包括硅酸钠）苛化成氢氧化钠，从氢氧化钠和硫化钠的混合液（统称白液）中分离出碳酸钙和硅酸钙（即白泥）。把苛化生成的碳酸钙煅烧成生石灰称为白泥回收。 现代化的木浆厂碱回收的效率一般为 95%98%。回收效率可看做是通过制浆和碱回收循环圈中钠的单程留着 率。 硫酸盐法制浆和回收循环圈包括六个主要工艺工序：蒸煮 、洗涤、蒸发、燃烧、苛化、石灰石煅烧。碱回收的工艺过程包括：稀黑液蒸发、浓黑液蒸发、绿液苛化和白泥回收。 从本色浆洗涤机的稀黑液开始，碱回收系统所包括的工序如下： (1)在多效蒸发器中废液浓缩，形成浓黑液。 (2)黑液氧化、除硅等（据工艺购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 - 3 - 需要决定是否采用）。 (3)黑液进一步浓缩成碱回收炉要求的“重黑液”（补充的芒硝可在此处加入）。 (4)在碱回收炉中焚烧黑液。 (5)溶解从碱回收炉出来的熔融物，形成绿液（补充碱损失的纯碱可在此处加入）。 (6)用石灰苛化绿液形 成白液（补充碱损失的烧碱可在此处加入）。 (7)焙烧白泥回收石灰。 在制浆造纸包括众多工艺流程，其中碱回收是极其重要的一个环节。在我国现在大多数的造纸厂还使用碱法制浆的造纸方法，碱法制浆就是用碱性化学药品的水溶液，处理植物纤维原料，使纤维分离的过程。碱法制浆每生产一吨浆，用碱量就制化学浆而论，大概在 250450 千克之间。每吨浆排出的黑液量也很大，大约有固形物 1400 千克。其中有 30%是无机物，其余 70%为有机物。无机物主要是氢氧化钠、硫化钠、碳酸钠、硫酸钠及与有机物结合的钠；草浆黑液还有硅酸钠等。有机物主要 是植物原料中木素和纤维素、半纤维素的降解生成物。由于这些溶解物的存在，致使黑液碱性增大，颜色深，臭味大，泡沫多，耗氧量很高。如果不利用任其放入江河湖泊，将回严重污染水域，使农田土壤变质，影响人民健康，威胁水生动植物的生长，使水发黑变臭，破坏环境的自然生态，造成极大的危害。如果充分利用，碱的成本至少可以降低一半节约大量的化工原料；有机物可以作燃料回收大量的热，节约燃料；也可以经过处理后作其它的化工原料。所以搞好碱回收无论从环境保护，降低生产成本，充分利用国家资源各方面看，都有重大的意义。 在我国大多数采用燃烧 法碱回收，由于长期的生产实践，科学技术的不断发展，制浆厂规模的扩大，碱回收率可达 98%，燃烧热利用率可达70%。在碱回收的设备中，搅拌设备又是必不可少的一部分，它将白泥（主要成分碳酸钠）与水进行充分的混合后，排出沉淀物（碳酸钙），过滤出滤液（氢氧化钠），对碱进行回收。搅拌可以使两种或多种不同的物质在彼此之中互相分散，从而达到均匀混合；也可以加速传热和传质过程。搅拌操作的例子颇为常见，例如在化验室里制备某种盐类的水溶液时，为了加速溶解 ,常见用玻璃棒将烧杯中的液体进行搅拌。又如为了制备某种 悬浮液 ，就要用玻璃棒不 断地搅动容器中的悬浮状态。在工业生产中，搅拌操作是化学工业开始的，围绕食品、纤维、造纸、石油、水处理等，作为工艺过程的一部分而被广泛应用。 搅拌操作分为机械操作和气流操作。气流操作是利用气体鼓泡通过液体层，对液体产生搅拌作用，或使气泡群以密集状态上升借促进液体产生购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 - 4 - 对流循环。机械操作就是物料经过搅拌器的搅拌使两种或多种不同的物质在彼此之中互相分散，从而达到均匀混合，也可以使两种或多种物料彼此分散对物质进行回收。与机械搅拌相比。仅气泡的作用对液体所产生的搅拌是比较弱的，对于高黏度液体是难于适用的。搅拌设备主要由 搅拌装置、轴封和搅拌罐三大部分组成。其构成形式如图 1 图 1搅拌设备的构成形式 拌设备在工业生产中的应用 搅拌设备在工业生产中应用范围很广，尤其是化学工业中，很多的生产都或多或少地应用着搅拌操作。化学工艺过程的种种化学变化，是以参加反应物质的充分混合为前提的。对于加热、冷却和液体萃取以气体吸收等物理变化过程，也往往要采用搅拌操作才能得到很好的效果。搅拌设备在许多场合是作为反应器来应用的。例如在三大合成材料的生产中，搅拌设备作为反应器约占反应器总 数的 90%。其他如染料、医药、农药、油漆等行业，搅拌设备的使用亦很广泛。有色冶金部门对全国有色冶金行业中的搅拌设备做了调查及功率测定，结果是许多湿法车间的动力消耗 50%以上是用在搅拌作业上。搅拌设备的应用范围之所以这样广泛，还因搅拌设备操作条件（如温度、浓度、停留时间等）的可控范围较广。能适应多样化的生产。 搅拌设备的作用如下： 1）使物料混合均匀； 2）使气体在液相中很好地分散； 3）使固体粒子（如催化剂）在液相中均匀地悬浮； 4）使不相溶购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 - 5 - 的另一液相均匀悬浮后充分乳化； 5）强化相同的传质（如吸收等）； 6）强化传热 。对于均相反应，主要是 1）、 6）两点。混合的快慢、均匀程度和传热情况好坏，都会影响反应结果。至于非均相系统，则还影响到相界面的大小和相间的传质速度，情况就更复杂。所以搅拌情况的改变，常常很敏感地影响到产品的质量和产量，生产中的这种例子非常普遍。在溶液聚合和本体聚合的液相反应装置中，搅拌的主要作用是：促进釜内物料流动。使反应器内物料均匀分布，增大传质和传热系数。在聚合反应过程中，往往随着转化率的增加，聚合液的黏度也增加。如果搅拌情况不好，就会造成传热系数下降或局部过热，物料和催化剂分散不均匀，影响聚合产品的质 量，也容易导致聚合物粘壁，使聚合反应操作不能很好地进行下去。 在互不相溶的液体之间或液体与固体之间相互作用时，搅拌在加速反应的进行方面起着非常重要的作用。因为增加一物相混入另一物相的速度，接触面就会增大，物质就以较大速度相互作用。在某些情况下，搅拌是在反应过程中创造良好条件的一个重要因素。例如，使传热作用加强，减少局部过热，以及加热过程中物质焦化等。如高压聚乙烯生产中，由于搅拌的作用，使物质在反应器内有一定的停留时间，更重要的是使催化剂在器内分布均匀，以防止局部猛烈的聚合作用而造成爆炸。因此搅拌设备在工业生 产中起着非常重要的作用。 搅拌设备在石油化工生产中被用于物料混合、溶解、传热、制备悬浮物、聚合反应、制备催化剂等。例如石油工业中，异种原油的混合调整和精制，汽油中添加四乙基铅添加物而进行混合使原料液或产品均匀化。化工生产中，制造苯乙烯，苯胺染料和油漆颜料等工艺过程，都装备着各种型式的搅拌设备。 在石油工业中因为大量应用催化剂、添加剂，所以对搅拌设备的需要量很大。由于物料操作条件的复杂性、多样性，对搅拌设备的要求也复杂化了。如化工行业用到的硅铝反应器、打浆罐、钡化反应器、硫磷反应釜、烃化反应釜、白泥搅拌槽等都 是装有各种不同型式搅拌器的搅拌设备。在造纸行业中，搅拌设备应用及其广泛，在制浆，碱回收等工艺过程都用到搅拌设备。 搅拌设备使用历史悠久，应用广泛但对搅拌操作的科学研究却很不够。搅拌操作看来似乎简单，但实际上，他所涉及的因素却极为复杂。对于搅拌器型式的选择。从工艺的观点以及力学观点来说，迄今都研究得不够。随着社会的进步，科学技术的发展，对于搅拌设备的改进和新型的设购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 - 6 - 计会有很大的提高。在近几年来设备有大型化的发展趋势，也要求搅拌设备大型化。如国外聚合釜的容积已由最初的 840m扩大到 60100m,最大的已达 到 200m。采用大型聚合釜可大大减少操作和检修人员，有利于自动化，减少投资，提高生产率，稳定产品质量。随着容积的大型化，釜型逐渐由细长型向矮胖型发展，而且采用底部搅拌的方式越来越多。多用三叶后掠式搅拌器，三叶后掠式搅拌器是目前大型聚合釜采用的一种较好搅拌器。因排出量大，釜内液相循环充分，每分钟可达 510 次，能促釜内反应均匀一致。另外，经实践证明此桨叶必须配合挡板使用，以提高剪切力功能，才能更好地发挥作用。 搅拌也可以在管路中进行，采用在管路中安装装置的办法对气 液系和液 液系进行混合。例如采用喷射泵对水 及醋酸丁酯进行混合。在石油精制中，也采用使液体设置在管路中的锐孔板或挡板，以便使两种液体进行接触。还有在管路中放入搅拌器的，即所谓管道搅拌。 管道搅拌设备能连续输送一切流体，也能输送含有固体的流动化的半流体。此种搅拌型式，相当于搅拌设备的筒体部分，容积较小，液体在此停留时间极短的情况比较多。在其内部为了充分进行混合分散或传热等需要极强的搅拌，由于管道搅拌设备空间很小，装置小，可使搅拌力均匀作用，可减少过剩的搅拌，所以对整个液体减少了功率消耗。对于连续化、自动化。特别是对成本有严格要求的，要求特别小的形状和高 性能时，使用管道搅拌设备是很有效的。正因为管道搅拌设备有这些优点，所以在石油精制、石油化工，化学纤维、食品等工业和水处理技术中广泛被用于液 液混合、浓度调整、液 液萃取、油脂乳化、液 液稀释溶解、固 液溶解、液 液和气 液反应等场合。 拌装置的安装型式 搅拌装置可以从不同的角度进行分类，如按工艺用途分、按搅拌器结构型式分或按搅拌的装置安装型式分等。按搅拌装置的安装型式进行分类有如下几种： 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 - 7 - 搅拌 章小结 在这里采用立式容器中心搅拌，将搅拌装置安装在立式设备筒体的中心线上，驱动方式为电机与减速机直接联接。这种安装方式用于大型搅拌设备当中。 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 - 8 - 第 2 章 总体方案设计 本次设计的搅拌设备物料为水和白泥， 主轴转速为 21r/机功率为 37合经济因素和实用性，选用立式圆筒形储灌较为合适。 在设计的初始阶段，先要确定整套设备的传动装置，先要根据搅拌轴的转速来选择出合适的电机，因为电机的转速很大，要选择减速比大、传动效率高、体积小、寿命长、运转 平稳可靠的减速机来进行减速 因为外部选用的储罐为压力容器，对安全性和各种技术参数具有较高的要求，所以在设计的过程中，对储罐的选材要严格，对罐底的厚度要进行计算，罐壁要根据受力情况进行强度计算。此设备在运转的过程中，为了方便检查机器和实现一些特殊功能，要在罐顶和罐壁开一些孔，例如：人孔、白泥入口、白泥出口、排污口、滤液出口、清水出口等。因为开孔后造成承载材料的削弱，导致了孔边缘的应力集中，所以还需要进行开孔补强的设计。 为了方便人到罐顶上去，在罐顶上焊有栏杆，以便于经常检修。在以往的设计中往往忽视在对沉淀物的 清理，而在此次的设计中，在筒壁的内侧加了挡板 ,消除了搅拌过程中产生的 “圆柱状回转区 ”,使白泥能够完全排出罐外。 此次设计没有采用一根搅拌轴，而是通过三个联轴器连接三根搅拌轴，这样便于拆卸，有利用工厂的加工和轴的更换。本设备中的搅拌轴没有用轴承固定，而是通过轴套进行固定。 在本设计中，为了更彻底的搅拌，搅拌器采用了桨式的搅拌器，而且增加了增加了叶轮的层数，采用三层叶轮，即使液面过高也能充分搅拌。在罐体很多连接部位需要进行焊接，可以采用手工电弧焊，封头壁采用 轴的设计可采用两个轴头与空心钢管焊接在 一起，因为轴转速较速，在设计中可以降低一些精度。 在设计中应该考虑以上列出的各个环节，这样机器才具有较强的实用性。 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 - 9 - 章小结 本章主要根据实际情况确定了总体设计方案，为以后的计算过程确定了框架。购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 - 10 - 第 3 章 罐的结构形式和尺寸 工容器设计规范简介 化工容器设计中应予考虑的主要因素：总的出发点是，要满足工艺过程所需要的功能并方便使用；要满足在运行中的安全可靠；要满足经济性，包括材料的易于获得，便于制造，所用的材料及总的花费最小。 容器首先要满足工艺过程的要 求，其次也要尽可能满足强度及制造工艺的要求。 容器的选材和容器的选型相类似，总的原则也是要满足工艺过程的要求、强度要求和制造工艺要求。 为确保容器的选材、设计、制造检验、试验各个环节都能达到相应要求，各国的规定在设计、制造、检验应予取证，包括容器设计在内的各项工作，都应遵照各国有关监管部门所规定或认可的规范执行，绝不能根据容器设计原理，自行按规范标准以外的规定或公式进行设计。 搅拌罐包括罐体和装焊在其上的各种附件。罐体采用立式圆筒形容器，它有顶盖、筒体、罐底和栏杆组 成。罐体在规定的操作温度和操作压力下，为物料完成其搅拌过程提供了一定的空间。 料的选择 根据设计要求和经济性的原则选择 为罐壁，查得： 屈服强度 s=235拉强度 b=460用应力 =s/ 安全系数=s/35/3= （ 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 - 11 - 体的长径比和装料量 知道了搅拌罐操作时盛装物料的 容积以后，首先要选择适宜的长径比（ H/装料量，确定筒体的直径和高度。 由于是一般搅拌设备液 取 H/择罐体的长径比应考虑对搅拌功率的影响，一定结构型式的搅拌器的叶轮直径和与其装配的搅拌罐体内径通常有一定的比例范围。随着罐体长径比的减少，即高度减少而直径放大，搅拌器桨叶直径也相应放大。在固定的搅拌轴转速下，搅拌器功率与搅拌器桨叶直径的 5 次方成正比。所以，随着罐体直径的 放大，搅拌器功率增加很多，这对于需要较大搅拌作业功率过程是适宜的，否则减少长径比只能无谓地损耗一些搅拌器功率，因此长径比可以考虑选得大一些。 另外，物料的搅拌反应过程对罐体长径比有着特殊要求，在白泥搅拌设备中，物料对罐体的长径比的影响很大。所以在这里要取的大一些。 料系数 罐体全容积 V 与罐体的公称容积 如下关系 : V ( 一般物料反应平稳 =入数据得 V=150m 步计算筒体直径 确定了筒体的长径比和装料系数之后，还需要算出筒体直径和高度，因当筒体直径不知道封头的容积就不知道，罐体全容积也就不能最后确定。为了便于计算，先忽略封头的容积，认为； V=/4 m (购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 - 12 - 33 4 4 1 3 0 5 5 9 4 m m( / ) 3 . 1 4 1 . 15 6 0 0 m 圆 整 成 标 准 直 定筒体高度 由 以导出 (式中 V 搅拌槽的全容积 ,m v 蝶形封头容积 ,m 因为采用蝶形封头查文献 6表 3 V=/58 2 整成标准直径得 H=5700体的设计 壁的厚度 22 （ 式中 P 设计压力（标准大气压） 筒内径 设计温度下圆筒材料的许用压力 焊接接头系数 1 取 =2 当材料的腐蚀速率为 a 时， 考虑单面腐蚀，取购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 - 13 - 2 所以 6 0 2 2 iS t 虑加工误差等因素圆整为 S=8以，取厚度为 8 钢板作筒壁。 壁的应力校核 ( ) 0 . 1 0 1 ( 5 6 0 0 ( 8 2 )2 ( ) 2 ( 8 2 ) 0 . 94 3 . 8 M P a 7 8 . 3 M P i S (所以满足其强度要求 头的设计 选用 作为封头壁，根据筒体直径和工艺设计要求采用碟形封头，碟形封头的球面内径 R 内 =筒内直径 则 R 内 =5600/160 碟形封头的壁厚设 计 1 . 4 1 . 4 0 . 1 0 1 5 6 0 0 1 . 8 4 . 3 m 5 7 0 . 9 0 . 1 0 12 内(式中 焊接接头系数 1 取 = 当材料的腐蚀速率为 a 同时，考虑单面腐蚀取 C=1 2 C=考虑加工误差等因素圆整为 S=6以，取厚度为 6 钢板作碟形封头筒壁的壁厚。 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 - 14 - 形封头的许用应力校核 2 ( ) 2 1 5 7 0 . 9 2 . 51 . 4 1 . 4 5 6 0 0 2 . 50 . 0 9 M P a 0 . 1 0 1 M P S C 内 （ ）（ 所以满足强度要求 章 小结 本章主要介绍了罐体各部分的尺寸如何来确定，以及各种零件和重要部位，并且哪部分需要校核。 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 - 15 - 第 4 章 减速机的选择 速器的选择 搅拌装置带有搅拌器，并有一定的转速，这就需要有电动机和传动装置来带动其转动。传动装置通常设置在搅拌容器的内部，采用立式布置，电动机经减速机将转速减至工艺要求的搅拌转速，再通过联轴器与搅拌轴连接。减速机下设置一机架，安装在搅拌容器的封头上。根据设计要求，在化工设备中传动装置电动机、减速机和机架配套使用，只有在搅拌转速很高时，才用电动机不经过减速机而直接与搅拌轴 相连。按照设计要求电动机的输出功率为 37拌轴转速为 21r/用行星摆线针轮减速机将电机的转速减至搅拌轴的转速。行星摆线针轮减速机适用于化工设备，而且减速比大、传动效率高、体积小、重量轻、故障少、寿命长、运转平稳可靠、噪声小、拆装方便、容易维修、结构简单、过载能力强和惯性力矩小等优点。减速机和机架采用天津减速机厂的型号：减速机型号147，机架的型号 1130。 章小结 本章主要介绍了如何根据实际设计要求选择合适的行星摆线针轮减速机的特点。 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 - 16 - 第 5 章 搅拌装置的设计 料的选择 采用 ，叶片一般采用扁钢制作 屈服强度 s=235拉强度 b=460用应力 =s/ 安全系数 对于碳素钢、低合金钢 。常温常压下 =s/35/3= （ 叶的尺寸确定 根据规定： d/D=b/D=拌装置通常由搅拌器和搅拌轴所组成，搅拌器的形式很多，应根据搅拌目的和物料性质以及经济性原则进行选择。在这里我们采用桨式搅拌器。搅拌器的功能概括地说就是在搅拌过程中所能达到所需要的能量和适宜的流动性的目的。搅拌器的搅拌作用由运动着的叶轮所产生，因此，叶轮的形状、尺寸、数量以及转速就影响搅拌器的功能。同时搅拌器的功能还与搅拌介质物性以及搅拌器的工作环境有关。另外，搅拌罐的形状、尺寸、挡板的设置情况、物料在罐中的进出方式都属于工作环境的范畴，这些条件以及搅拌器在罐内的安装位置及方式都会影响搅拌器的 功能。 拌器的设计 d桨 叶的长度 b 桨 叶宽度 D 筒体直径 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 - 17 - 已知 D 为 5600 取 d/D= 则 5 6 0 0 0 . 5 2 8 0 0 m ， 取 b/d= b=300查表得桨叶厚度 =16 由于平 桨 的运动方向与 桨 面垂直，所以当叶轮低速运转时，液体的主要流动为水平环向的流动，叶轮运动时除有水平环流外，还有径向分流，所以 桨 面与运动方向成一定角度角 。从而提高了搅拌的效率，一般取=45。简图 5 图 5桨的构 成形式 拌器层数的确定 从叶轮的搅拌范围来说，液层过高则要设置多层叶轮，在本设计的搅拌设备中搅拌器安装在圆形罐中心， 桨 式搅拌器的叶轮离罐底的高度 C 一般为 桨 径的 1/10 1/12 倍。但是如果为了防止底部有沉淀可使叶轮放置低些，一般 C=d/10 左右。在这里取 C=500，深度，取深度为 3500拌器设有 3 层，取第一层与第二层、第二层与第三层的距离分别为 1500 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 - 18 - 拌器的强度校核 轮强度的计算功率 叶轮强度计算中所用的计算功 率值 i (式中 机额定功率 i叶轮强度计算中用的计算功率 kW k 起动时电机的过载系数，即起动转矩 /额定转矩 传动系数的机械功率， =m轴封处的摩擦损失功率 于存在内压时，才采用轴封，但 在本设备中不存在内压则 ， k= 则 0 . 9 3 0 . 9 5 3 7 3 3 k Wi a N N 叶的强度计算 由于桨叶的倾斜角度 =45，所以其危险断面仍然是叶片根部， 桨 面的主惯性轴都不与搅拌轴线相平行，作用在 桨 表面上的液面阻力在叶片根部断面对主惯性轴所产生的弯矩为 1 3 3 14 7 7 3 4 7 7 3 1 0 6 0 9 N . m ms i n 2 1 0 . 7 0 7n （ 该断面的抗弯模量为： 22 33 0 0 1 6 1 2 8 0 0 m 该端面的弯曲应力为： 10609 0 . 8 3 M P a 7 8 . 3 M P 弯 购买文档就送对应 纸 咨询 14951605 - 19 - 所以此搅拌器满足 强度要求。 为了在搅拌过程消除罐中央的“圆柱状回转区”应增设挡板，挡板一般是指长条形的竖向固定在罐壁上的板。显然这种挡板使用于径流型叶轮在湍流区的操作，而层流状态时不能用这种挡板来改变流型。挡板还可以提高叶轮剪切性能，如有的悬浮聚合的搅拌装置，在设有挡板时可使颗粒细而均匀。挡板的数量及其大小以及安装方式都不是随意的它们都会影响动力损耗。 挡板的宽度 W=（ 1/101/12） D(D 为罐体直径 )，挡板的数量根据罐直径的大小而定，在小直径罐时用 24 个，在大直径罐时用 48 个。在这里采用 6 个挡板。挡板沿罐壁周向均 匀地直立安装。挡板的上边缘与静止液面齐平，当液面上有轻而易浮不易润湿的固体物料时。则需在液面上造成旋涡，这时挡板上边缘可低于液面 10050这里将挡板低于液面100板的下
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