8m3連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器設(shè)計(jì)含9張CAD圖帶開(kāi)題報(bào)告.zip,m3,連續(xù),攪拌,反應(yīng)器,設(shè)計(jì),CAD,開(kāi)題,報(bào)告 8m3連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器設(shè)計(jì) 摘 要 反應(yīng)釜是一種在化工生產(chǎn)過(guò)程中為化學(xué)反應(yīng)提供反應(yīng)條件和反應(yīng)空間的裝置。該裝置安全可靠，使用方便。 本設(shè)計(jì)為8m3連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器設(shè)計(jì)，連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器的組成部分分別是：釜體、夾套、電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、聯(lián)軸器以及其他零件。查閱資料與題目分析，在本次設(shè)計(jì)對(duì)反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，工作裝置進(jìn)行了仔細(xì)分析。在設(shè)計(jì)的第一部分，對(duì)釜體的筒體和夾套的結(jié)構(gòu)、尺寸進(jìn)行了設(shè)計(jì)，然后選擇攪拌裝置，通過(guò)結(jié)構(gòu)分析，功率計(jì)算，得到攪拌器和攪拌軸，設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置，包括電動(dòng)機(jī)，減速機(jī)等的選用，最后是反應(yīng)釜的密封設(shè)計(jì)，主要是選擇軸封裝置類(lèi)型，分析機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)、工作原理。 本次設(shè)計(jì)表達(dá)了攪拌式反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)過(guò)程與工作過(guò)程。設(shè)計(jì)的反應(yīng)釜在結(jié)構(gòu)上安全可靠，性能良好，對(duì)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程具有很好的保護(hù)作用。在經(jīng)濟(jì)上，提高了化學(xué)反應(yīng)的效率，從而提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約生產(chǎn)成本。 關(guān)鍵詞：攪拌反應(yīng)釜；攪拌器；傳動(dòng)裝置；機(jī)械密封 ABSTRACT The reactor is a device that provides reaction conditions and reaction space for the chemical reaction in the chemical production process. The device is safe and reliable, easy to use. The design is 8m3 continuous stirred tank reactor design, the components of the continuous stirred tank reactor are kettle bodies, jackets, motors, reducers, couplings and other parts Access to information and subject analysis, in this design of the reactor structure characteristics, work device was carefully analyzed. In the first part of the design, the structure and size of the cylinder body and jacket of the kettle body are designed, and then the stirring device is selected. Through the structural analysis and power calculation, the stirrer and the stirring shaft are obtained. The transmission device is designed, including the motor, Machine, etc., and finally the reactor design of the seal, the main choice of shaft seal device type, analysis of mechanical seal structure, working principle. This design expresses the design process and working process of the stirred reactor. The design of the reactor in the structure of safe and reliable, good performance, the chemical reaction process has a very good protective effect. In the economy, improve the efficiency of chemical reactions, thereby enhancing the production efficiency and save production costs. Key words： mixing reactor; stirrer; transmission; gearing 目 錄 1 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 反應(yīng)釜的應(yīng)用領(lǐng)域及進(jìn)展趨勢(shì) 1 1.2.1 反應(yīng)釜的應(yīng)用領(lǐng)域 1 1.2.2 反應(yīng)釜的進(jìn)展趨勢(shì) 1 2 反應(yīng)釜釜體的設(shè)計(jì) 3 2.1 反應(yīng)釜釜體幾何尺寸的確定及結(jié)構(gòu)選型 3 2.1.1 筒體和封頭型式 3 2.1.2 筒體的內(nèi)徑及高度 3 2.1.3 夾套的結(jié)構(gòu)和尺寸 4 2.1.4 內(nèi)筒及夾套的受力分析與厚度計(jì)算 4 3 攪拌裝置選型 7 3.1 攪拌器的選擇 7 3.1.1 攪拌器的結(jié)構(gòu)類(lèi)型 7 3.1.2 攪拌器的選用 9 3.2 攪拌功率計(jì)算 9 3.3 攪拌軸設(shè)計(jì) 10 3.3.1 強(qiáng)度及剛度計(jì)算 10 3.2.2 攪拌軸直徑的確定 12 4 傳動(dòng)裝置的選擇 13 4.1 電動(dòng)機(jī)的選用 13 4.2 減速機(jī)的選用 14 4.3 機(jī)座的選擇 16 4.4 聯(lián)軸器裝置的選型 17 4.4.1 聯(lián)軸器的機(jī)構(gòu)類(lèi)型 17 4.4.2 聯(lián)軸器的選用 18 4.5 底座的設(shè)計(jì) 18 4.6 安裝底蓋與密封箱體、機(jī)架的配置 19 5 軸封裝置的選用 20 5.1 反應(yīng)釜軸封裝置的類(lèi)型 20 5.2 密封類(lèi)型的選擇 21 5.3 機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)和工作原理 22 5.4 機(jī)械密封的分類(lèi) 23 5.5 機(jī)械密封的選擇 24 6 零部件的加工要求與檢測(cè) 25 6.1 軸的加工要求 25 6.2 機(jī)械密封主要零件的加工及檢驗(yàn) 25 6.2.1 密封環(huán)的加工要求 25 6.2.2 軸套的加工要求 25 6.2.3 彈簧的加工要求 25 6.3 反應(yīng)釜?dú)んw的制造要求與檢驗(yàn) 26 參考文獻(xiàn) 27 致 謝 28 1 緒論 1.1 前言 反應(yīng)釜是一種在內(nèi)部有化學(xué)或物理反應(yīng)發(fā)生的容器。通過(guò)釜內(nèi)的攪拌裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的混合，使其充分反應(yīng)，從而生產(chǎn)出我們預(yù)期的產(chǎn)品。實(shí)現(xiàn)攪拌的措施：氣流 攪拌、射流攪拌、機(jī)械攪拌 、電磁攪拌和靜 態(tài)（管道）攪拌等。機(jī)械攪拌是其中應(yīng) 用最早的，至今仍然被廣泛采用。 按照反應(yīng)釜的操作方式，可將其分為三種類(lèi)型：間歇反應(yīng)釜、半連續(xù)反應(yīng)釜和連續(xù)反應(yīng)釜。這三種反應(yīng)釜各有自己的優(yōu)缺點(diǎn)：間歇反應(yīng)釜設(shè)備簡(jiǎn)單，操作靈活，適合多品種、小批量、反應(yīng)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)的產(chǎn)品生產(chǎn)，但其生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定；連續(xù)反應(yīng)釜適合大規(guī)模生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，易于操控，但存在一定程度的返混，對(duì)釜內(nèi)物料的反應(yīng)有一定的影響，不過(guò)我們可以通過(guò)選擇合理的釜體尺寸和結(jié)構(gòu)來(lái)減少返混現(xiàn)象；半連續(xù)反應(yīng)釜?jiǎng)t是一種介于兩者之間的反應(yīng)釜。 1.2 反應(yīng)釜的應(yīng)用領(lǐng)域及進(jìn)展趨勢(shì) 1.2.1 反應(yīng)釜的應(yīng)用領(lǐng)域 攪拌反應(yīng)釜是一種復(fù)雜地 非線性化學(xué)反應(yīng)器，適用于各種操作條件（溫度、壓力） 和各種物性（如粘度、密度）的化學(xué)或物理反應(yīng)過(guò)程，在食品、醫(yī)藥、燃料、合成橡膠、冶金、廢水處理、化工等行業(yè)被廣泛應(yīng)用。例如用于濕法冶金、污水處 理、磷肥等工業(yè)的大型反應(yīng)釜的容積可以達(dá)到數(shù)千立方米，而實(shí)驗(yàn)室的反應(yīng)釜可小 至數(shù)十毫升。攪拌反應(yīng)釜除了用作化學(xué)反應(yīng)釜和生物反應(yīng)釜外，還大量用于混合、分散、溶解、結(jié)晶、萃取、吸收或解析、傳熱等操作。 搪玻璃反應(yīng)釜適用領(lǐng)域：廣泛的應(yīng)用在食品、醫(yī)藥、農(nóng)藥、石油、化工、科研等行業(yè)。 碳鋼反應(yīng)釜適用領(lǐng)域：不含腐蝕性液體的環(huán)境，例如某些油品加工。 不銹鋼反應(yīng)釜適用領(lǐng)域：適用于需要進(jìn)行高溫高壓實(shí)驗(yàn)的行業(yè)，例如冶金、科研、高校等部門(mén)。它能使顆粒物和粘稠物 質(zhì)達(dá)到高攪拌的效果。 反應(yīng)釜應(yīng)用廣泛，歷史悠久，是我們化工機(jī)械等行業(yè)不可缺少的一種設(shè)備。 1.2.2 反應(yīng)釜的進(jìn)展趨勢(shì) 反應(yīng)釜于1912年被發(fā)明，在其被發(fā)明之后，發(fā)展非常迅速，至今為止，全世界依然以每年3-5%的速率遞增。從大的發(fā)展趨勢(shì)上來(lái)看，以后 反應(yīng)釜的發(fā)展，將從環(huán)保，節(jié)能、材料以 及更高的工藝操作等方 面著手，來(lái)滿(mǎn)足市場(chǎng)要求。 未來(lái)反應(yīng)釜的發(fā)展可能從以下這幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行： 加大反應(yīng)釜的容積，這是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品的要求也越來(lái)越高，小批量，高質(zhì)量的生產(chǎn)模式備受青睞，國(guó)內(nèi)外在反應(yīng)釜的容積方面相對(duì)以前來(lái)說(shuō)都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，目前反應(yīng)釜容積可以達(dá)到120 m3。 反應(yīng)釜的攪拌器，已經(jīng)不再是單一的攪拌器，由于對(duì)反應(yīng)釜反應(yīng)速度的要求變高，用外加泵或雙攪拌器以及更先進(jìn)的讓釜體沿水平線旋轉(zhuǎn)的方法已經(jīng)在行業(yè)內(nèi)開(kāi)始出現(xiàn)。 自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用，開(kāi)始代替了手工操作，這樣的好處是解放了勞動(dòng)力，降低了成本，從而使收益增加，同時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量也會(huì)由于采用低失誤的程序控制而得到提高。在環(huán)境方面，由于自動(dòng)化的進(jìn)行，污染也會(huì)變得很小。 合理地把熱能利用起來(lái)，提高傳熱效率，把熱損失降 至最低。反應(yīng)釜未來(lái)的發(fā)展方向，也會(huì)朝著熱管技術(shù)這方面發(fā)展。 2 反應(yīng)釜釜體的設(shè)計(jì) 2.1 反應(yīng)釜釜體幾何尺寸的確定及結(jié)構(gòu)選型 2.1.1 筒體和封頭型式 從任務(wù)書(shū)所列的工作壓力及溫度范圍以及該設(shè)備的工藝性質(zhì)，可以看出它屬于低壓反應(yīng)釜，查相關(guān)文獻(xiàn)選擇圓柱筒體和EHA橢圓形封頭。 2.1.2 筒體的內(nèi)徑及高度 （1）反應(yīng)釜的/和裝填系數(shù) 由文獻(xiàn)[7]表6-1可知幾種反應(yīng)釜的/如表1： 表1 反應(yīng)釜的/值 種類(lèi) 設(shè)備內(nèi)物料類(lèi)型 H/Di 一般反應(yīng)釜 液-固相物料或液-液相物料 1～1.3 氣-液相物料 1～2 發(fā)酵罐類(lèi) 氣-液相物料 1.7～2.5 在確定反應(yīng)釜的直徑和 高度時(shí)，還需要根據(jù)裝料系數(shù)（反應(yīng)釜操作時(shí)所能允許的裝料程度）等予以綜合考慮，通常取0.6～0.85。若反應(yīng)狀態(tài)平穩(wěn)，可取 0.8～0.85。在工程實(shí)際中，裝料系數(shù)的合理選用，可以提高設(shè)備利用z效率。本設(shè)計(jì)選用=0.8，長(zhǎng)徑比選擇H/=1.8。 （2）筒體內(nèi)徑的計(jì)算 通過(guò)查閱參考文獻(xiàn)[7],可查得下列公式來(lái)計(jì)算筒體的內(nèi)徑： V=π4Di2H=π4Di3(HDi) （1） 則 Di=34Vπ(HDi) （2） 式中：Di為筒體內(nèi)徑，m ；V為釜體容積，m3；H為筒體高度，m。 由于本設(shè)計(jì)為氣-液相物料，所以取DiH為1.8，已知V=8m3將其代入（2）式得： Di=34×81.8π≈1.78m (3)確定筒體內(nèi)徑和高度 將計(jì)算所得的結(jié)果圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑，因此取Di=1800mm,由文獻(xiàn)[8]表16-6可得，標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭曲面 高度h1為450mm,取直邊高度h2為25mm,則內(nèi)表面積為3.64m2,容積Vh為0.826m3,由文獻(xiàn)[8]表16-5可知筒體每一米的容積V1為2.545m3。 筒體高度H可按下式計(jì)算： H=V-VhV1 （3） 將數(shù)據(jù)代入式(3)得： H≈2.82m，將其圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑，取H=2800mm。 所以H/=1.6，在允許范圍之內(nèi)，符合要求。 2.1.3 夾套的結(jié)構(gòu)和尺寸 （1）夾套的選型 所謂夾套，即在釜體外側(cè)用法蘭連接或焊接的 方式裝飾各種形狀的鋼結(jié)構(gòu)，使其與釜體外壁形成一個(gè)密閉的空間。夾套的主要結(jié)構(gòu)形式：蜂窩夾套、型鋼夾套半圓管 夾套、 和整體夾套等，由文獻(xiàn)[7]表6-2可知本設(shè)計(jì)選用的夾套為不可拆式U型夾套。 （2）確定夾套的直徑與夾套筒體高度 為了有利于按標(biāo)準(zhǔn)選擇夾套封頭，夾套直徑Dj一般選取公稱(chēng)尺寸，具體可以根據(jù)筒體直徑Di按文獻(xiàn)[7]表6-3中推薦數(shù)值選用，見(jiàn)表2： 表2 筒體直徑與夾套直徑的關(guān)系 Di/mm 500～600 700～1800 2000～3000 Dj/mm Di+50 Di+100 Di+200 由表2可知夾套直徑Dj=Di+100=1800+100=1900mm。夾套封頭與夾套筒體取相同直徑，也采用橢圓形。 夾套筒體的高度估算如下： Hj=ηV-VhV1=0.8×8-0.8262.545≈2.19m （4） 取Hj為2200mm 2.1.4 內(nèi)筒及夾套的受力分析與厚度計(jì)算 （1）內(nèi)筒及夾套的受力分析 由任務(wù)書(shū)可知：夾套內(nèi)工作壓力0.2Mpa，釜體筒中的工作壓力0.3MPa。所以可以知道夾套封頭和夾套筒體均承受0.2MPa內(nèi)壓；而內(nèi)筒的筒體和下封頭既要承受0.3MPa內(nèi)壓，又要承受來(lái)自?shī)A套的0.2MPa外壓，當(dāng)停止操作時(shí)，內(nèi)筒沒(méi)有壓力而夾套內(nèi)仍有蒸汽壓力存在，此時(shí)內(nèi)筒承受0.2MPa外壓。 （2）計(jì)算夾套筒體、封頭厚度 釜體內(nèi)筒與夾套筒體之間的環(huán)焊縫 ，由于無(wú)法探傷檢查，故從文獻(xiàn)[8]表14-4中查得焊縫系數(shù)=0.6，封頭采用由鋼板拼制的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭 ，材料為Q235-A鋼。 由文獻(xiàn)[8]可知 夾套的厚度計(jì)算公式如下： δd≥pDj2σt-p+C1+C2 （5） =1.1×0.2×19002×113×0.6-1.1×0.2+0.8+2 =5.89mm 夾套封頭的厚度計(jì)算如下: δd≥pDj2σt-0.5p+C1+C2 （6） =1.1×0.2×19002×113×0.6-0.5×1.1×0.2+0.8+2 =5.89mm 查閱相關(guān)資料與文獻(xiàn)，把夾套筒體與封頭的厚度均圓整為6mm。 （3）計(jì)算內(nèi)筒筒體厚度 由文獻(xiàn)[8]表14-4中查得焊縫系數(shù)=0.85 當(dāng)筒體承受0.3MPa內(nèi)壓 時(shí)筒體厚度： δd≥pDi2σt-p+C1+C2 （7） =1.1×0.3×18002×113×0.85-1.1×0.3+0.6+2 =5.70mm 當(dāng)筒體承受0.2MPa外壓力 時(shí)筒體厚度： 為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，首先假設(shè)δn=6mm，則δe=6-2.6=3.4mm，由于 夾套頂部與容器法蘭面的距離實(shí)際定為150mm，則內(nèi)筒受到外壓部分 的高度為H-150mm，由此來(lái)可以知道L/D0及D0/δe的值。 D0=Di+2δn=1800+2×6=1812mm （8） L=H-150+h2+13h1=2800-150+25+1/3×450=2825mm （9） 式中 h2—橢圓封頭的直邊 高度，根據(jù)Di=1800mm，δn=6mm由文獻(xiàn)[8]表16-7查得h2=25mm h1—橢圓封頭的曲面高度，根據(jù)Di=1800mm，δn=6mm由文獻(xiàn)[8]表16-6查得h1=450mm 故 L/D0=2825/1812≈1.6；D0/δe=1812/3.4≈533 由文獻(xiàn)[8]圖15-4查得A=0.00007，再據(jù)此查文獻(xiàn)[8]圖15-5 ，B不存在。 所以，當(dāng)名義厚度δn=6mm時(shí)， 不能滿(mǎn)足穩(wěn)定要求。 再假設(shè)δn=12mm，則δe=δn-C1-C2=10-0.8-2=9.2mm，而D0/δe=1824/9.2≈198，L/D0=2825/1824≈1.6。 由文獻(xiàn)[8]圖15-4查得A=0.0003,再由此查文獻(xiàn)[8]圖15-5得 B=45,則許用壓力為： p=BD0/δe=451824/9.2=0.227MPa>0.2MPa 滿(mǎn)足要求。 由于筒體既可能承受內(nèi)壓 和外壓，又可能只 承受外壓。因此筒體壁厚 應(yīng)選取二者中間的最大 值，即可以確定筒體厚度為12mm。 （4）計(jì)算內(nèi)筒封頭厚度 承受0.3MPa內(nèi)壓時(shí)： δd≥pDi2σt-0.5p+C1+C2 （10） =1.1×0.3×18002×113×0.85-0.5×1.1×0.3+0.6+2 =5.69mm 承受0.2MPa外壓時(shí)： 設(shè)δn=12mm，則δe=δn-C1-C2=12-0.8-2=9.2 mm，而 A=0.1250.9D0/δe=0.1250.9×1824/9.2=0.0007 （11） 查文獻(xiàn)[8]圖15-5得B=100，則 p=B0.9D0/δe=1000.9×1824/9.2=0.56MPa>0.2MPa （12） 滿(mǎn)足穩(wěn)定要求。 所以可以確定內(nèi)筒封頭厚度為12mm。 3 攪拌裝置選型 3.1 攪拌器的選擇 攪拌裝置是反應(yīng)釜的關(guān)鍵組件部分。 反應(yīng)釜攪拌器型式很多，通常是由工藝要求所決定。下面所列的是幾種常見(jiàn)的攪拌器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、安裝方法以及攪拌軸的設(shè)計(jì)。 3.1.1 攪拌器的結(jié)構(gòu)類(lèi)型 （1） 渦輪式攪拌器 渦輪式攪拌器應(yīng)用廣泛，能有效地實(shí)現(xiàn)幾乎所有的攪拌操作，并能處理一些黏度范圍很廣的流體。渦輪攪拌器在水平圓盤(pán)上有2～6片彎曲的或平直的葉片。 槳葉的圓周速度一般能達(dá)到1秒3-8米左右，由于它能使物料產(chǎn)生徑向流動(dòng)，所以它在不互溶液體與氣體的分散以及液液相反應(yīng)過(guò)程方面得到了大量的使用。其中被攪拌液體的黏度不會(huì)超過(guò)25Pa·s。渦輪式攪拌器的結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖1。 圖1 渦輪式攪拌器 （2）漿式攪拌器 槳式攪拌器的結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，它的槳葉通常是由扁鋼制造的，材料可以采用有色金屬、碳素鋼、合金鋼、酚醛、環(huán)氧樹(shù)脂、玻璃布等。槳有直 葉和折葉兩種類(lèi)型：其中直葉的 葉面跟旋轉(zhuǎn)方向垂直，使物料在切線方向產(chǎn)生流動(dòng)；折葉式則是槳葉與旋轉(zhuǎn)方向有一個(gè)傾斜角θ，θ= 45°或 60°，可使物料有較多的軸向分流。槳式攪拌器的運(yùn)轉(zhuǎn)速度比較慢，大多為 20～80 r/ min，v≤5m/ s。 在料液層比較高的情況下，常裝有幾層槳葉，以使物料攪拌均勻，相鄰的兩層攪拌葉交錯(cuò)成 90°安裝。 一般情況下，不同層數(shù)的槳葉安裝位置如下： 一層：安裝在下封頭環(huán)向焊縫 線所在水平線上。 二層：其中一層安裝在下 封頭的環(huán)向 焊縫線所在水平線上， 把另一層安裝在液面與 下封頭的環(huán)向焊 縫線的中間或者稍微高一點(diǎn)的位置上。 三層 ：一層安裝在下封頭的焊 縫線所在水平線上， 另一層安裝在液面下方大約 200mm 處，在兩者中間再安裝一層。 槳式攪拌器直徑D約取反應(yīng)釜內(nèi)徑Di的14～34。 漿式攪拌器的結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖2。 圖2 槳式攪拌器 （3）錨式與框式攪拌器 這種類(lèi)型的攪拌器底部形狀[[跟反應(yīng)釜的下封頭形狀相似。框式攪拌器可看作是 漿式的變形，垂直與水平的槳葉聯(lián) 成一個(gè)剛性框架，結(jié)構(gòu)較為堅(jiān)固。攪拌葉可用扁鋼(碳素鋼、不銹鋼)或碳素鋼角鋼彎制。在某些場(chǎng)合，可采用管材制作槳葉，外表搪瓷、覆膠或覆其它保護(hù)性覆蓋層，以防止腐蝕。這種攪拌器叫做錨式攪拌器?？蚴綌嚢杵鞯慕Y(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖3。 框式或錨式攪拌器的直徑較大，一般為釜體筒體內(nèi)徑Di的23~910， v≤5m/ s, 轉(zhuǎn)速范圍為 50～70r/ min。 圖3 框式攪拌器 （4）推進(jìn)式攪拌器 推進(jìn)式攪拌器有三瓣螺旋形葉片，它的螺距和漿直徑D相等。一般采用整體鑄造的方法來(lái)鑄造推進(jìn)式攪拌器，加工方便。但采用焊接時(shí)需要模鍛 后才能與軸套焊接，加工比較 困難。在制造過(guò)程中都應(yīng) 做靜平衡試驗(yàn)。攪拌器可用軸套以平鍵和 緊定螺釘與軸聯(lián)接。 推進(jìn)式攪拌器直徑的 取值約為反應(yīng)釜內(nèi)徑Di 的 1/6～1/2。其切向線速度 v≤15m/ s, 轉(zhuǎn)速為 300～600r/ min，甚至更快，一般來(lái)說(shuō)大直 徑取較低轉(zhuǎn)速，小直徑取高轉(zhuǎn)速。材料常用 鑄鐵、鑄鋼等。推進(jìn)式攪拌器的結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖4。 圖4 推進(jìn)式攪拌器 3.1.2 攪拌器的選用 攪拌器的選型既要考慮物 料黏度、釜體容積大小和攪[拌效果，也應(yīng)該考慮到操作費(fèi)用、動(dòng)力 消耗以及制造、維護(hù)和檢修 等各方面的因素。因此一個(gè)完善的選型方案 必須滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)、安全和效 果等各方面的要求。 根據(jù)本次設(shè)計(jì)的原始資料以及相關(guān)文獻(xiàn)，選用渦輪式攪拌器。渦輪攪拌器應(yīng)用廣泛，能完成很多的攪拌任務(wù)，再加上生產(chǎn)它的廠家很多，容易以低廉的價(jià)格購(gòu)買(mǎi)到更多的尺寸類(lèi)型不同的同類(lèi)產(chǎn)品，實(shí)在是我們這次設(shè)計(jì)的不二選擇。最終選擇6片平直葉圓盤(pán)渦輪攪拌器，d=700 mm，材料Q235-A。 3.2 攪拌功率計(jì)算 攪拌功率：攪拌器攪 拌時(shí)，對(duì)液體做功并使 其產(chǎn)生流動(dòng)所需要的功率。 計(jì)算攪拌功率的目的是為了選用傳動(dòng)裝置。 由任務(wù)書(shū)可知電動(dòng)機(jī)的功率為Pd=11kw，而攪拌功率與電動(dòng)機(jī)功率有如下關(guān)系： Pd=P+Pmη （13） 式中：Pd—電動(dòng)機(jī)功率Pd=11kw； Pm—軸封系統(tǒng)損失功率, Pm =0.08KW； η—傳動(dòng)系統(tǒng)的總機(jī) 械效率，η=0.9； 求得 P=9.82kw 3.3 攪拌軸設(shè)計(jì) 攪拌軸的材料一般選用45鋼，為了提高軸的耐磨性和強(qiáng)度，有時(shí)還需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚怼？捎闷胀ㄌ妓劁摚ㄈ鏠235A）來(lái)制造要求較低的攪拌軸。當(dāng)耐磨性要求比 較高或者是不允許鐵離子污染釜內(nèi) 物料時(shí)，應(yīng) 當(dāng)采取防腐措施或采用不銹鋼。本設(shè)計(jì)攪拌軸 采用45鋼制造。 攪拌軸在攪拌過(guò)程中會(huì)受到彎曲和扭矩 的組合作用，其中以扭矩為 主，因此工程上在確定攪拌軸的直 徑時(shí)，首先假定攪拌軸只受到 扭矩的作用，然后再用增加安全系數(shù)的方法來(lái)降低材料[許用應(yīng)力，從而彌補(bǔ)由于忽略軸受到彎曲作用所引起的誤差。 3.3.1 強(qiáng)度及剛度計(jì)算 按扭矩計(jì)算軸的強(qiáng)度及剛度 （1）軸的強(qiáng)度的計(jì)算 由于攪拌軸的特性，攪拌時(shí)軸受到了扭轉(zhuǎn)和彎曲的作用，但彎曲其實(shí)可以忽略不計(jì)，因此為了計(jì)算方便，就忽略了彎曲作用，由此產(chǎn)生的誤差可以用安全系數(shù)來(lái)彌補(bǔ)。由文獻(xiàn)[7]可得出實(shí)心軸的直徑如表3。 表3 按軸的強(qiáng)度算出的軸直徑 序號(hào) 名稱(chēng) 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來(lái)源和計(jì)算公式 數(shù)值 1 最大剪應(yīng)力 τmax MPa τmax=MTWρ≤[τ] 2 扭矩 MT N.mm 9.55×106Pn 3 抗扭矩截面模量 Wρ mm3 Wρ=πd316 4 降低后的材料許用應(yīng)力 [τ] MPa 35 5 攪拌軸所傳遞的功率 P kw 9.82 6 攪拌軸的轉(zhuǎn)速 n r/min 85 7 軸的直徑 d mm d≥3653Pn[τ] 54.3 （2）軸的剛度計(jì)算 為了避免攪拌軸產(chǎn)生過(guò)大 的扭轉(zhuǎn)變形，在運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生振動(dòng)，進(jìn)而影響到正常的工作 ，應(yīng)在一個(gè)允許的范圍之內(nèi)限制軸的扭轉(zhuǎn)變形，即 規(guī)定一個(gè)設(shè)計(jì) 好的扭轉(zhuǎn)剛度條件。扭轉(zhuǎn)的剛度條件：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的扭轉(zhuǎn)角θ不得 超過(guò)許用扭轉(zhuǎn)角[θ]，按軸剛度算出的軸直徑見(jiàn)表4。 表4 按軸剛度算出的軸直徑 序號(hào) 名稱(chēng) 符號(hào) 單位 數(shù)據(jù)來(lái)源和計(jì)算公式 數(shù)值 1 軸扭轉(zhuǎn)變形 的扭轉(zhuǎn)角 θ °/m θ=MTGJρ×103×180°π≤[θ] 2 攪拌軸材料剪切彈性模量 G MPa 8.1×104 3 軸截面的極慣性矩 Jρ mm4 Jρ=πd232 4 許用扭轉(zhuǎn)角 [θ] °/m 0.8 5 攪拌軸所傳遞的功率 P kw 9.82 6 攪拌軸的轉(zhuǎn)速 n r/min 85 7 軸的直徑 d mm d≥15374PGn[θ] 56.2 3.2.2 攪拌軸直徑的確定 攪拌軸的直徑應(yīng)該同時(shí)滿(mǎn)足剛度和 強(qiáng)度兩個(gè)條件，再取二者最大值?？紤]到攪拌軸上有鍵槽或孔存在會(huì)對(duì)軸橫截面的局部削弱，還有就是介質(zhì)會(huì)對(duì)攪拌軸有一定的腐蝕，所以攪拌軸的直徑應(yīng)按計(jì)算直徑適當(dāng)增大，并圓整到適當(dāng)?shù)妮S徑，以便與其他零件配合。 因此，取d=60mm。 4 傳動(dòng)裝置的選擇 傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)是反應(yīng)釜設(shè)計(jì)中很重要的一塊，電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、聯(lián)軸器、機(jī)座組成了傳動(dòng)裝置，由于本設(shè)計(jì)是立式攪拌反應(yīng)釜，所以把傳動(dòng)裝置裝在反應(yīng)釜的頂部，按電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、聯(lián)軸器、機(jī)座的順序，從上往下排列。電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，然后經(jīng)減速機(jī)減速把轉(zhuǎn)速降下來(lái)，然后經(jīng)聯(lián)軸器帶動(dòng)攪拌軸轉(zhuǎn)動(dòng)，再帶動(dòng)攪拌器完成作業(yè)。為了日后檢修方便以及同心度要求，把傳動(dòng)裝置和軸封裝置一起安裝在一個(gè)裝在反應(yīng)釜上封頭上的底座上。所以，傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)，就需要考慮如何選取合適的電動(dòng)機(jī)，減速機(jī)和聯(lián)軸器，同時(shí)根據(jù)這些數(shù)據(jù)和釜體的數(shù)據(jù)把機(jī)與底座設(shè)計(jì)出來(lái)。 圖5 傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu) 4.1 電動(dòng)機(jī)的選用 因?yàn)槲覀冞@次設(shè)計(jì)的攪拌轉(zhuǎn)速只有85r/min，不是很大，所以它是需要減速機(jī)的，同時(shí)為了避免減速機(jī)與電動(dòng)機(jī)之間的不協(xié)調(diào)，應(yīng)該把減速機(jī)和電動(dòng)機(jī)一起考慮。 反應(yīng)釜電動(dòng)機(jī)的選用，其實(shí)就是去選擇合適的功率、轉(zhuǎn)速以及結(jié)構(gòu)尺寸。電動(dòng)機(jī)的選用有兩點(diǎn)要求需要注意一下： （1）電動(dòng)機(jī)功率必須同時(shí)滿(mǎn)足兩點(diǎn)：攪拌器的 運(yùn)轉(zhuǎn)功率以及軸封系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)所損失的功率 （2）還應(yīng)當(dāng)考慮到在某些不利條件下功率消耗會(huì)很大。 從任務(wù)書(shū)可以知道電動(dòng)機(jī)功率為Pd=11kw。 本文設(shè)計(jì)的反應(yīng)釜用于制藥，無(wú)易燃易爆介質(zhì)，也不存在腐蝕性介質(zhì)，因此我們選擇Y系列三相異步電機(jī)。 一般異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速有這么幾種： 600r/min，750r/min，1000r/min，1500r/min,3000r/min等，其中1500r/min的電動(dòng)機(jī)價(jià)格低廉，供應(yīng)也 比較普遍，故應(yīng)用的最廣泛，因此此次設(shè)計(jì)選用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min的電動(dòng)機(jī)。 由Pd=11kw，n=1500r/min，查Y系列電動(dòng)機(jī)的參數(shù)表，選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y160L-6。 4.2 減速機(jī)的選用 根據(jù)我國(guó)目前的情況，用于反應(yīng)釜的立式減速機(jī)主要有：齒輪減速器，擺線針輪行星減速器，諧波減速器，行星齒輪減速器等。我國(guó)于2001年全面修訂了減速機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容給予大范圍擴(kuò)充，形成了HG/T 3139.1~HG/T 3139.12《釜用立式減速機(jī)》標(biāo)準(zhǔn)族。新標(biāo)準(zhǔn)共包括三大類(lèi)減速機(jī)68種機(jī)型，共3800多個(gè)規(guī)格的產(chǎn)品。幾種常見(jiàn)的減速器特點(diǎn)見(jiàn)表5： 表5 四種常見(jiàn)減速器的基本特征 特性參數(shù) 減速器類(lèi)型 擺線針輪行星減速器 齒輪減速器 V形皮帶減速器 圓柱蝸桿減速器 傳動(dòng)比i 9～87 12～6 4.53～2.96 80～15 輸出軸轉(zhuǎn)速（r/m） 17～160 65～250 200～500 12～100 輸入功率KW 0.04～55 0.55～315 0.55～200 0.55～55 傳動(dòng)效率 0.9～0.95 0.95～0.96 0.95~0.96 0.8~0.93 傳動(dòng)原理 利用少齒差內(nèi)嚙合行星傳動(dòng) 兩級(jí)同中心距斜齒輪傳動(dòng) 單級(jí)V形皮帶傳動(dòng) 圓弧齒圓柱蝸桿傳動(dòng) 主要特點(diǎn) 傳動(dòng)比大，傳動(dòng)效率高，拆裝方 便，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，壽命 長(zhǎng)，承載能力高，工作平穩(wěn)。能承 受過(guò)載和沖擊載荷，允許正反 轉(zhuǎn)。 在相同傳動(dòng)比范圍內(nèi)擁有制 造成本低，傳動(dòng)效率高，體積小，結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，裝配檢修方便，不允許承受外 加軸向載荷，允許正反轉(zhuǎn)。 結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，而且過(guò) 載時(shí)能打滑，因此可以起到安全保 護(hù)作用，但不能保持精確的傳動(dòng)比。 凹凸面圓弧齒廓嚙合，效率 高，發(fā)熱低，磨損小，承載能力高，重量輕，體 積小，結(jié)構(gòu)緊湊，廣泛用于搪玻璃反應(yīng)釜。 一般根據(jù)設(shè)計(jì)所需要的轉(zhuǎn)速和功率來(lái)選擇減速機(jī)。在選用減速機(jī)時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮傳動(dòng)效率高的類(lèi)型，按照表5發(fā)現(xiàn)齒輪[[減速機(jī)和擺線針輪行星減速機(jī)比較符合我們的設(shè)計(jì)要求，再經(jīng)過(guò)查詢(xún)相關(guān)資料，最終確定使用擺線針輪行星減速器。 擺線針輪行星減速器 的外形和尺寸見(jiàn)圖6： 圖6 減速機(jī)形狀及安裝尺寸 4.3 機(jī)座的選擇 立式攪拌反應(yīng)釜的傳動(dòng)裝置是布置在反應(yīng)釜的上封頭上，而傳動(dòng)裝置又不可能直接裝在封頭上，所以就需要通過(guò)機(jī)座來(lái)安裝在反應(yīng)釜封頭上，同時(shí)在機(jī)座里面要留有足夠的空間，用來(lái)容納聯(lián)軸器、軸封裝置等各種部件，還需要在機(jī)座內(nèi)保證安裝操作所需要的空間。在很多情況下，機(jī)座中間還要求安裝中間軸承裝置，用來(lái)改善攪拌軸的支撐條件。 機(jī)座有三種型式：分為是雙支點(diǎn)機(jī)座、單支點(diǎn)機(jī)座以及無(wú)支點(diǎn)機(jī)座。雙支點(diǎn)機(jī)座適用于懸臂軸。單支點(diǎn)機(jī)座適用于減速機(jī)或電動(dòng)機(jī)可看作一個(gè)支點(diǎn)，或反應(yīng)釜內(nèi)可設(shè)置底軸承和中間軸承的情況。無(wú)支點(diǎn)機(jī)座一般用于軸向載荷較小和傳遞小功率的條件。 單支點(diǎn)機(jī)座和雙支點(diǎn)機(jī)座都[[已經(jīng)有標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品。目前國(guó)內(nèi)使用的機(jī)座標(biāo)準(zhǔn)為HG 21566—1995《攪拌傳動(dòng)裝置—單支點(diǎn)支架》和HG 21657—1995《攪拌傳動(dòng)裝置—雙支點(diǎn)支架》。 根據(jù)攪拌軸的轉(zhuǎn)速條件，軸徑選擇公稱(chēng)直徑為500 mm的單支點(diǎn)機(jī)架，材料HT200，Q235-A。單支點(diǎn)支架的結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖7。 圖7 單支點(diǎn)機(jī)座 4.4 聯(lián)軸器裝置的選型 為了將電動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)動(dòng)裝置聯(lián)接起來(lái)，在它們中間設(shè)置了一個(gè)中間裝置，這個(gè)裝置就叫做聯(lián)軸器，為了減少機(jī)器的損耗，必須保證電動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的中心線在同一個(gè)圓心上。 4.4.1 聯(lián)軸器的機(jī)構(gòu)類(lèi)型 聯(lián)軸器因需要連接很多種不同的結(jié)構(gòu)，所以要滿(mǎn)足各種機(jī)構(gòu)的需求，因此有兩種不同類(lèi)型的選用：彈性聯(lián)軸器和剛性聯(lián)軸器。 聯(lián)軸器聯(lián)接兩邊的轉(zhuǎn)軸允許有一定量的不對(duì)中發(fā)生的稱(chēng)為彈性聯(lián)軸器，即動(dòng)態(tài)下可變形的聯(lián)軸器；不允許有不對(duì)中發(fā)生的，且聯(lián)軸器本身動(dòng)態(tài)下無(wú)變形的稱(chēng)為剛性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器沒(méi)有彈性量，使用螺栓、短管連接，具有超低慣量、重量輕和非常高的靈敏度，不需要保養(yǎng)，還具有超強(qiáng)抗油與耐腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)。彈性聯(lián)軸器允許兩根被聯(lián)接到一起的軸之間的同心度有一定的偏差，應(yīng)用廣泛。 表6是一些是我們經(jīng)常用到的聯(lián)軸器類(lèi)型： 表6 幾種聯(lián)軸器的基本特征 聯(lián)軸器類(lèi)型 立式夾殼聯(lián)軸器 凸緣聯(lián)軸器 十字滑塊聯(lián)軸器 彈性圓柱銷(xiāo)聯(lián)軸器 特點(diǎn) 靠摩擦力傳導(dǎo)扭矩力，由兩個(gè)半環(huán)組裝而成的懸吊環(huán)在夾殼的中部，作用是用來(lái)固定軸的軸向位置。適用于最高使用溫度為250℃，最高圓周速度5m/s。 由兩個(gè)凸緣盤(pán)式半聯(lián) 軸器、聯(lián)接鍵和螺栓等 組成。有兩種不同的結(jié)構(gòu) 由兩個(gè)帶有溝槽的半聯(lián)軸器 和一個(gè)帶有互 相垂直凸牙的中間盤(pán)組成。可以補(bǔ)償兩軸間的軸向偏移、徑向偏移和小量的 角偏移。 它的構(gòu)造與剛性凸 緣聯(lián)軸器相似，不 同的是用套有橡膠圈的柱銷(xiāo)代替了聯(lián) 接螺栓。通過(guò)橡膠 圈傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩徑向偏移量為3-6mm，角偏移量為1°。 優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單、拆卸方便。缺點(diǎn)是只適用于低轉(zhuǎn)速，并且不適用于有沖擊的情況，生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品單一，后期還要加工。 可承受較大載荷，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，被聯(lián)接的兩軸對(duì)中精確，應(yīng)用廣泛，但要求安裝準(zhǔn)確。 只適用于轉(zhuǎn)速少于250r/min，軸剛度較大，并無(wú)劇烈沖突的場(chǎng)合。 制造容易、成本低，裝拆方便，適用于載荷平穩(wěn)，需要正、反轉(zhuǎn)或起動(dòng)頻繁的中、小載荷傳遞 的情況。 4.4.2 聯(lián)軸器的選用 由于本設(shè)計(jì)使用的是擺線針輪行星減速器，為了使設(shè)計(jì)合理，所以聯(lián)軸器的型式選用立式夾殼聯(lián)軸器。由攪拌軸的直徑d=60mm，查立式夾殼聯(lián)軸器基本參數(shù)和尺寸，取GJL4型立式夾殼聯(lián)軸器。 4.5 底座的設(shè)計(jì) 如圖8所示，底座的兩邊設(shè)有孔，其中還有設(shè)置在孔旁邊用來(lái)調(diào)節(jié)螺桿以及調(diào)節(jié)螺桿的把手，其中把手位于底座的側(cè)面上，圖9底座上表面至少三個(gè)凹槽存在，凹槽的下面部分與孔相連。填料箱的結(jié)構(gòu)如圖8所示： 圖8 填料密封的結(jié)構(gòu)型式 填料箱的箱體的 其它尺寸都由和它相 匹配的安裝底蓋確定。 4.6 安裝底蓋與密封箱體、機(jī)架的配置 配置結(jié)構(gòu)如圖9所示 圖9 安裝底蓋與密封箱體、機(jī)架的配置結(jié)構(gòu) 5 軸封裝置的選用 軸封裝置的選用是反應(yīng)釜設(shè)計(jì)中很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，軸封裝置的好關(guān)系到整個(gè)反應(yīng)釜設(shè)備的安全，同時(shí)對(duì)操作人員的人身有著至關(guān)重要的影響。反應(yīng)釜中介質(zhì)的泄露會(huì)使物料 浪費(fèi)并對(duì)環(huán)境造成污染， 劇毒、腐蝕性介質(zhì)、以及易燃、易爆物質(zhì)的泄露會(huì)危及設(shè)備安全和人身安全。安全總是應(yīng)該放在第一位，所以說(shuō)選擇一個(gè)合適的軸封裝置是非常重要的。 5.1 反應(yīng)釜軸封裝置的類(lèi)型 在反應(yīng)釜中的使用的軸封裝置主要有兩種，即機(jī)械密封與填料密封，其優(yōu)缺點(diǎn)如表7： 表7 機(jī)械密封與填料密封的特點(diǎn)與優(yōu)缺點(diǎn) 項(xiàng)目 機(jī)械密封 填料密封 特點(diǎn) 泄漏的量很少，幾乎沒(méi)有泄漏。使用壽命很長(zhǎng)，大約可以連續(xù)使用2～3年或者更加長(zhǎng)的壽命，而且不會(huì)有軸的磨損，動(dòng)環(huán)密封圈與軸（軸套）有輕微磨損時(shí)，可以不作調(diào)整，自動(dòng)調(diào)整補(bǔ)償，泄漏量不變。 泄漏的量多：一般泄漏量為5ml/min～20ml/min，壽 命短的需要定期更換軸（軸套）和填加物，當(dāng)軸（軸套）有磨損時(shí)，就需要用壓緊填料壓蓋的方法來(lái)調(diào)整，不然泄漏量將變大，這是由于填料與軸的接觸面積大，相應(yīng)的功率就將增大，摩擦系數(shù)也會(huì)隨之變大。 優(yōu)點(diǎn) 功率消耗小，摩擦系數(shù)較小，接觸面積小，用途非常廣泛，能夠適應(yīng)比較高的轉(zhuǎn)動(dòng)速度、壓力和較大的溫差。 泄漏的量很少，幾乎沒(méi)有泄漏。使用壽命很長(zhǎng)，大約可以連續(xù)使用2～3年或者更加長(zhǎng)的壽命，而且不會(huì)有軸的磨損，動(dòng)環(huán)密封圈與軸（軸套）有輕微磨損時(shí)，可以不作調(diào)整，自動(dòng)調(diào)整補(bǔ)償，泄漏量不變。 缺點(diǎn) 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由于工件的數(shù)量眾多，所以加工精度很高，安裝起來(lái)比較困難，要求操作者有一定的技術(shù)能力。更換起來(lái)更難，需要將整個(gè)主機(jī)拆分才能更換。 適用范圍不大，在轉(zhuǎn)速、溫度、密封壓力等方面有限制。 5.2 密封類(lèi)型的選擇 由表8經(jīng)過(guò)對(duì)兩種軸封裝置的比較，發(fā)現(xiàn)機(jī)械密封非常符合我們?cè)谶@次設(shè)計(jì)中對(duì)于密封的要求，它安全可靠并且可以提高反應(yīng)釜的性能，因此我們選用了機(jī)械密封。 表8 填料密封與機(jī)械密封的詳細(xì)比較 比較項(xiàng)目 填料密封 機(jī)械密封 泄漏量 180~450mL/h 一般平均泄漏量是填料密封的1% 摩擦功損失 機(jī)械密封為填料密封的10%~15% 幾乎沒(méi)有磨損 維護(hù)及壽命 需要經(jīng)常維護(hù)，更換填料，個(gè)別情況8小時(shí)更換一次 壽命2~3年或更 長(zhǎng)，很少需要維護(hù) 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(dòng)環(huán)、靜環(huán)平直度及表面光潔程度要求高，不易加工，裝拆不便，成本高 對(duì)材料的要求 一般 動(dòng)環(huán)、靜環(huán)要求較高減摩擦性能 5.3 機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)和工作原理 圖10 機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)圖示 圖10是一種釜用機(jī)械密封裝置的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)圖 。從圖中可以看到機(jī)械密封是由 靜環(huán)5；動(dòng)環(huán)15；彈簧加荷裝置13、12、11、10、7及輔助 密封圈16、6等四個(gè)不可缺少的部分所組成。靜環(huán)依靠靜雙頭螺栓4、螺母3、和環(huán)壓板2一起固定在靜環(huán)座1上，靜環(huán)座與設(shè)備 聯(lián)接。當(dāng)軸9轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，靜環(huán)是靜止不動(dòng)的，彈簧座11依靠三只緊定螺釘17固定在軸上，而雙頭螺栓12使彈簧座與彈簧壓板13作軸向固定，三只固定螺釘14又使彈簧壓板與動(dòng)環(huán)作軸向固定。因?yàn)檩S轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的，彈簧座 跟著一起動(dòng)了，而其他零件也跟著一起 旋轉(zhuǎn)了起來(lái)。靜環(huán)和動(dòng)環(huán)由于彈力的因素 牢牢 的靠在一起。當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)環(huán)在軸轉(zhuǎn)動(dòng) 的同時(shí)也轉(zhuǎn)動(dòng)了，而靜環(huán)則不能轉(zhuǎn)動(dòng)，被固定住了，介質(zhì)也就不易泄漏。從結(jié)構(gòu)上看，機(jī)械密封可以有效的防止介質(zhì)的泄漏。機(jī)械密封有外殼裝置，既能保護(hù)動(dòng)、靜環(huán)等零件不受到碰撞，在其腔體內(nèi)的空隙還需接通 循環(huán)保護(hù)系統(tǒng)，以保持調(diào)壓、調(diào)溫、潤(rùn)滑等功能。 5.4 機(jī)械密封的分類(lèi) 機(jī)械密封的分類(lèi)主要是根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行分類(lèi)的，通常是基于摩擦副的對(duì)數(shù)，彈簧的個(gè)數(shù)，介質(zhì)在端面引起的壓力情況等加以區(qū)分，其結(jié)構(gòu)型式有以下幾種，見(jiàn)表9。 表9 機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)型式及特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)型式 特點(diǎn) 單面型 只有一對(duì)摩擦副，結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝非常容易，只適用于對(duì)密封要求一般而且壓力較低的場(chǎng)合 雙面型 兩個(gè)摩擦副 大彈簧型 又稱(chēng)作單彈簧，即在密封裝置內(nèi)只有一個(gè)彈簧與軸同心安裝，安裝簡(jiǎn)單，軸徑小宜用大彈簧結(jié)構(gòu)， 小彈簧型 又稱(chēng)為多彈簧，即在密封裝置中有多個(gè)彈簧沿圓周均勻分布。彈簧力分布均勻、緩沖性能好。密封要求高者采用小彈簧。 平衡型 介質(zhì)壓力、負(fù)載區(qū)域表面上相應(yīng)的推力 增加，緊貼的端面就有被推開(kāi) 的趨勢(shì)?？蛰d運(yùn)行時(shí)會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱加劇和磨損，密封失效，只適用于介質(zhì)的平衡壓力較低 的場(chǎng)合 非平衡型 可少受或不受介質(zhì)壓力變化 的影響，結(jié)構(gòu)比較合理，可以用于壓力波動(dòng)大或壓力較高的密封場(chǎng)合。 5.5 機(jī)械密封的選擇 查相關(guān)文獻(xiàn)，本次設(shè)計(jì)采用的機(jī)械密封類(lèi)型為單端面平衡型機(jī)械密封2002型帶內(nèi)置軸。 6 零部件的加工要求與檢測(cè) 6.1 軸的加工要求 攪拌軸是反應(yīng)釜的一個(gè)重要部件，它的加工好壞對(duì)與之裝配的攪拌器與軸封有一定的影響。安裝機(jī)械密封的軸表面，由于無(wú)接觸磨損問(wèn)題，其表面加工光潔度通常為0.8μm左右。裝配精度按基孔制為H8/h7。 軸的直線度要求因轉(zhuǎn)速不同而異，其值如下： 1000~1800r/min時(shí) 0.08/1000以下 100~300r/min時(shí) 0.10/1000以下 100r/min以下時(shí) 0.15/1000以下 6.2 機(jī)械密封主要零件的加工及檢驗(yàn) 6.2.1 密封環(huán)的加工要求 密封環(huán)是機(jī)械密封中最重要的密封元件，除了材料選擇外，加工要求是重要的一環(huán)，因?yàn)樗鼘?duì)密封的使用壽命和可靠性有很大的影響。衡量密封環(huán)加工質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)是平直度和表面粗糙度，對(duì)密封環(huán)來(lái)說(shuō)，規(guī)定經(jīng)過(guò)精研的接觸面，其平均粗糙度為Rp=0.7μm±0.3μm和平直度為2~3個(gè)光帶。測(cè)量表面平直度用單色氦光源測(cè)試儀（一氦光帶為0.3μm）。 6.2.2 軸套的加工要求 在平衡型機(jī)械密封中，為了避免軸帶有臺(tái)階，以降低制造成本，采用帶軸套的結(jié)構(gòu)，因此軸套在機(jī)械密封中也是一個(gè)重要的部件。關(guān)于軸套的加工主要是滿(mǎn)足裝配精度，通常軸套與軸的裝配精度可按基孔制IT9級(jí)加工，其外徑可按相同的公差制度和相同的等級(jí)進(jìn)行加工。由于需要在軸套上安裝靜密封原件，其表面光潔度應(yīng)不低于0.8μm。 6.2.3 彈簧的加工要求 彈簧在機(jī)械密封中的主要作用是使密封圈始終保持接觸，并使密封面的初期密封得到保證。為了保證初期密封的可靠性，密封面必須有均勻的彈簧壓力，這對(duì)多彈簧的機(jī)械密封來(lái)說(shuō)容易辦到，因?yàn)樗鼜椈闪Ρ容^均勻的作用在接觸密封面上，而且對(duì)于同一組彈簧只要求有相同的高度就行。但對(duì)于大彈簧來(lái)說(shuō)，要使接觸面彈簧力分布均勻，就必須使彈簧的兩個(gè)端面互相平行且垂直于彈簧軸線，這就對(duì)大彈簧提出較高的加工要求。大彈簧端面垂直度偏差應(yīng)小于1/100，若置于平板上不允許有搬動(dòng)現(xiàn)象。 6.3 反應(yīng)釜?dú)んw的制造要求與檢驗(yàn) 對(duì)于帶加熱或冷卻夾套的殼體，在制造過(guò)程中，還要注意被夾套遮蓋部分的焊縫質(zhì)量。在不能用其他方法確定焊縫質(zhì)量的情況下，必須利用殼體夾套進(jìn)行試壓。具體的相關(guān)技術(shù)要求見(jiàn)裝配圖。 參考文獻(xiàn) [1] 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Continuous Stirred Tank Reactors［Ｊ］. Chemical Reactor Analysis and Applications for the Practicing Engineer, 181-207 致 謝 在畢業(yè)論文即將完成之際，我要特別感謝這兩年來(lái)在學(xué)習(xí)和生活方面支持鼓勵(lì)我的老師和同學(xué)們。一方面，我要感謝我的指導(dǎo)老師，是XX老師對(duì)學(xué)術(shù)的嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)以及對(duì)工作的兢兢業(yè)業(yè)使得我在整個(gè)學(xué)習(xí)期間都充滿(mǎn)了動(dòng)力，是XX老師的辛勤指導(dǎo)讓我一步一步走到今天。每當(dāng)學(xué)習(xí)過(guò)程中陷入迷茫之時(shí)，XX老師總是耐心的加以引導(dǎo)并給予最大的支持；學(xué)習(xí)之余，言談之中，XX老師經(jīng)常講述一些為人處世基本的道理，對(duì)此我受益匪淺。本文的完成，得到XX老師莫大的幫助，經(jīng)過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)階段的磨練和努力，終于獨(dú)立完成了冷卻器的設(shè)計(jì)。在這期間，我查閱了學(xué)校圖書(shū)館里很多關(guān)于相關(guān)領(lǐng)域機(jī)械的資料，并且在網(wǎng)上查閱了相關(guān)內(nèi)容，學(xué)習(xí)了很多知識(shí)，受益匪淺。 無(wú)論是課題的選取還是最終的論文設(shè)計(jì)，在每一個(gè)重要環(huán)節(jié)都有XX老師的耐心指導(dǎo)，不然我不會(huì)這么輕松順利地完成。特別是在前期的準(zhǔn)備工作當(dāng)中，XX老師給我提供的建議讓我心里有了大致的安排計(jì)劃。此外，在后期修改上XX老師也同樣耗費(fèi)了巨大的心思，XX老師提出一些我意想不到的問(wèn)題和建議，這些都是我感觸良多。XX老師的博學(xué)讓我明白人永遠(yuǎn)都不能停止學(xué)習(xí)，要多用腦，開(kāi)發(fā)思維，這樣才能做一個(gè)思維靈活、合格嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)人員?？傊谡麄€(gè)設(shè)計(jì)期間XX老師對(duì)我的激勵(lì)和啟發(fā)是很大的，不僅僅是老師學(xué)術(shù)超群，更重要的是XX老師待人處事的風(fēng)格，不弄虛作假、實(shí)事求是的品格更是值得我去研究學(xué)習(xí)。在此，我由衷地向XX老師再說(shuō)一聲謝謝。 與此同時(shí)，也同樣感謝各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、同學(xué)和老師們的幫助以及關(guān)心。在此還要感謝我論文中所用到的參考文獻(xiàn)與他們的作者，正是你們的研究成果才能讓我能夠順利完成論文。因?yàn)楸救藭r(shí)間有限、水平不足，本文有欠缺之處，還請(qǐng)各位老師多多指教。 38