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購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 摘 要 攪拌器是在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛的一類通用設(shè)備，尤其是在工業(yè)中發(fā)揮著重要的作用。目前在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的攪拌器種類和規(guī)格很多。本文設(shè)計了一種能適應(yīng)于造紙廠堿回收車間苛化工段產(chǎn)生的白泥攪拌，所設(shè)計的攪拌器為立式，采用槳葉式攪拌器，槳葉式攪拌去具有以下特點：軸流性攪拌器，剪切力非常強。在設(shè)有擋板的條件下，可得到較好的上、下循環(huán)流。槳葉式攪拌器能夠滿足需要，提高質(zhì)量，減少損耗，增加下一具有積極意義。 關(guān)鍵詞 攪拌器；槳式攪拌器；白泥攪拌 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 is a of is in an in in of a to is is to 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 目 錄 摘要 .............................................................................................................................. I ................................................................................................................... 1 章 緒 論 .......................................................................................................... 1 題的目的、背景及意義 ....................................................................... 1 景 ................................................................................................... 1 的 ................................................................................................... 1 義 ................................................................................................... 1 究設(shè)想 .......................................................................................... 2 回收概述及攪拌設(shè)備在堿回收中的應(yīng)用 ......................................... 2 拌設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 ............................................................... 4 拌裝置的安裝型式 ................................................................................ 6 章小結(jié) ...................................................................................................... 7 第 2 章 總體方案設(shè)計 ............................................................................................. 8 章小結(jié) ...................................................................................................... 9 第 3 章 罐的結(jié)構(gòu)形式和尺寸 ............................................................................. 10 工容器設(shè)計規(guī)范簡介 ......................................................................... 10 料的選擇 ............................................................................................... 10 體的長徑比和裝料量 ......................................................................... 11 料系數(shù) η ............................................................................................. 11 步計算筒體直徑 .................................................................................. 11 定筒體高度 ............................................................................... 12 體的設(shè)計 ............................................................................................... 12 壁的厚度 δ ............................................................................. 12 壁的應(yīng)力校核 .......................................................................... 13 頭的設(shè)計 ............................................................................................... 13 .................................................................. 13 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 形封頭的許用應(yīng)力校核 ......................................................... 14 章小結(jié) ................................................................................................... 14 第 4 章 減速機的選擇 ......................................................................................... 15 速器的選擇 .......................................................................................... 15 小結(jié) ................................................................................................... 15 第 5 章 攪拌裝置的設(shè)計 ....................................................................................... 16 料的選擇 ............................................................................................... 16 葉的尺寸確定 ...................................................................................... 16 拌器的設(shè)計 .......................................................................................... 16 攪拌器層數(shù)的確定 ................................................................................ 17 攪拌器的強度校核 ................................................................................ 18 輪強度的計算功率 .................................................................. 18 葉的強度計算 .......................................................................... 18 章小結(jié) .................................................................................................... 19 第 6 章 攪拌軸設(shè)計 .............................................................................................. 20 擇軸的材料 .......................................................................................... 20 的具體尺寸及結(jié)構(gòu)確定 ..................................................................... 20 拌軸的載荷分析 ...................................................................... 20 的強度計算 .......................................................................................... 21 小軸徑確定 .......................................................................................... 23 拌軸的剛度校核 .................................................................................. 24 拌軸的具體結(jié)構(gòu) .................................................................................. 25 章小結(jié) ................................................................................................... 26 第 7 章 人孔與法蘭的選擇 ............................................................................... 27 孔的選擇 ............................................................................................... 27 孔補強的設(shè)計 ...................................................................................... 27 強形式 ................................................................................................... 27 強計算 ................................................................................................... 28 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 蘭的選擇 ................................................................................................ 29 強計算 ................................................................................................... 29 孔處的有效補強面積 .............................................................. 30 章小結(jié) .................................................................................................... 31 結(jié) 論 ..................................................................................................................... 32 致 謝 ................................................................................................................... 33 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................... 34 附錄 1 ........................................................................................................................ 35 附錄 2 ........................................................................................................................ 38 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 - 1 - 第 1 章 緒 論 題的目的、背景及意義 景 攪拌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(dá)到均勻混合；也可以加速傳熱和傳質(zhì)過程。攪拌操作的例子頗為常見，例如在化驗室里制備某種鹽類的水溶液時，為了加速溶解，常見用玻璃棒將燒杯中的液體進(jìn)行攪拌。又如為了制備某種懸浮液，就要用玻璃棒不斷地攪動容器中液體，是固體顆粒不致沉下，而保持它在液體中的懸浮狀態(tài)。在工業(yè)生產(chǎn)中，攪拌操作是從化學(xué)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(yīng)用。 攪拌操作分為機械攪拌和氣流攪拌。氣流攪拌是利用氣體鼓泡通過液體層，對 液體產(chǎn)生攪拌作用，或使氣泡群以密集狀態(tài)上升借所謂氣升作用促進(jìn)液體產(chǎn)生對流循環(huán)。與機械攪拌相比，僅氣泡的作用對液體所進(jìn)行的攪拌是比較弱的，對于幾千毫帕每秒以上的高黏度液體是難于使用的。但氣流攪拌無運動部件，所以在處理腐蝕性液體，高溫高壓條件下的反映液體的攪拌是很便利的。在工業(yè)生產(chǎn)中，大多數(shù)的攪拌操作均系機械攪拌，在機械攪拌中，以中、低壓立式鋼制容器的攪拌設(shè)備為主。 的 通過這次畢業(yè)設(shè)計，進(jìn)一步增強對機械設(shè)計的理解，同時也希望能通過這次設(shè)計熟悉各種成型設(shè)備的工作原理與特點、設(shè)備結(jié)構(gòu)和使用性能，掌握 一些設(shè)備的制造工藝和適用范圍，對圓筒型壓力容器設(shè)計和制造有一個深刻的理解。 義 通過本次畢業(yè)設(shè)計，進(jìn)一步將理論應(yīng)用于實踐，豐富和完善自己的知識結(jié)構(gòu)。 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 - 2 - 究設(shè)想 白泥對環(huán)境造成了很大的污染，通過此次設(shè)計，希望將來設(shè)計出的攪拌設(shè)備既結(jié)構(gòu)簡單，又具有較強的實用性，最主是能設(shè)計出低功率的多層槳葉的攪拌器。 回收概述及攪拌設(shè)備在堿回收中的應(yīng)用 造紙工業(yè)是關(guān)于國民生計的一個重要行業(yè) ,它在我們的生產(chǎn)和生活中都扮演重要的角色。但是在造紙工藝過程中污染也是一個重要的問題 ,大量的污染物不經(jīng)過 有效的處理任其隨意的排放 ,將會對環(huán)境造成極大的污染。因此我們必須用科學(xué)的方法來處理和回收這些污染物 ,進(jìn)而來保護我們的生存環(huán)境。 造紙工藝過程中產(chǎn)生的蒸煮廢液和漂白廢水是制漿造紙工業(yè)的主要污染源，而堿回收是治理蒸煮廢液對環(huán)境污染的有效方法。蒸煮廢液中的固形物有兩個來源，一是作為蒸煮液加進(jìn)去的無機物，二是蒸煮過程中從原料里溶解出來的木素、糖類等有機物。堿回收就是從硫酸鹽法和燒堿法（統(tǒng)稱堿法）制漿廢液（即黑液）中回收化學(xué)藥品。經(jīng)過比較和實踐檢驗，目前最為成熟和有效的方法仍是傳統(tǒng)的燃燒法。其主要過程為：先將盡可能多 地從漿料中分離出來的黑液濃縮到燃燒所需要的濃度，一般為 60%以上（制漿原料不同，濃度要求不同）。隨后把黑液送入堿回收爐燃燒，將有機物燒去并以蒸汽、電能的形式回收其能量，剩下鈉和硫的無機物被還原成碳酸鈉和硫化鈉（草漿黑液還有硅酸鈉）。最后把它們和石灰液反應(yīng)，使碳酸鈉（包括硅酸鈉）苛化成氫氧化鈉，從氫氧化鈉和硫化鈉的混合液（統(tǒng)稱白液）中分離出碳酸鈣和硅酸鈣（即白泥）。把苛化生成的碳酸鈣煅燒成生石灰稱為白泥回收。 現(xiàn)代化的木漿廠堿回收的效率一般為 95%~98%?；厥招士煽醋鍪峭ㄟ^制漿和堿回收循環(huán)圈中鈉的單程留著 率。 硫酸鹽法制漿和回收循環(huán)圈包括六個主要工藝工序：蒸煮 、洗滌、蒸發(fā)、燃燒、苛化、石灰石煅燒。堿回收的工藝過程包括：稀黑液蒸發(fā)、濃黑液蒸發(fā)、綠液苛化和白泥回收。 從本色漿洗滌機的稀黑液開始，堿回收系統(tǒng)所包括的工序如下： (1)在多效蒸發(fā)器中廢液濃縮，形成濃黑液。 (2)黑液氧化、除硅等（據(jù)工藝購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 - 3 - 需要決定是否采用）。 (3)黑液進(jìn)一步濃縮成堿回收爐要求的“重黑液”（補充的芒硝可在此處加入）。 (4)在堿回收爐中焚燒黑液。 (5)溶解從堿回收爐出來的熔融物，形成綠液（補充堿損失的純堿可在此處加入）。 (6)用石灰苛化綠液形 成白液（補充堿損失的燒堿可在此處加入）。 (7)焙燒白泥回收石灰。 在制漿造紙包括眾多工藝流程，其中堿回收是極其重要的一個環(huán)節(jié)。在我國現(xiàn)在大多數(shù)的造紙廠還使用堿法制漿的造紙方法，堿法制漿就是用堿性化學(xué)藥品的水溶液，處理植物纖維原料，使纖維分離的過程。堿法制漿每生產(chǎn)一噸漿，用堿量就制化學(xué)漿而論，大概在 250~450 千克之間。每噸漿排出的黑液量也很大，大約有固形物 1400 千克。其中有 30%是無機物，其余 70%為有機物。無機物主要是氫氧化鈉、硫化鈉、碳酸鈉、硫酸鈉及與有機物結(jié)合的鈉；草漿黑液還有硅酸鈉等。有機物主要 是植物原料中木素和纖維素、半纖維素的降解生成物。由于這些溶解物的存在，致使黑液堿性增大，顏色深，臭味大，泡沫多，耗氧量很高。如果不利用任其放入江河湖泊，將回嚴(yán)重污染水域，使農(nóng)田土壤變質(zhì)，影響人民健康，威脅水生動植物的生長，使水發(fā)黑變臭，破壞環(huán)境的自然生態(tài)，造成極大的危害。如果充分利用，堿的成本至少可以降低一半節(jié)約大量的化工原料；有機物可以作燃料回收大量的熱，節(jié)約燃料；也可以經(jīng)過處理后作其它的化工原料。所以搞好堿回收無論從環(huán)境保護，降低生產(chǎn)成本，充分利用國家資源各方面看，都有重大的意義。 在我國大多數(shù)采用燃燒 法堿回收，由于長期的生產(chǎn)實踐，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，制漿廠規(guī)模的擴大，堿回收率可達(dá) 98%，燃燒熱利用率可達(dá)70%。在堿回收的設(shè)備中，攪拌設(shè)備又是必不可少的一部分，它將白泥（主要成分碳酸鈉）與水進(jìn)行充分的混合后，排出沉淀物（碳酸鈣），過濾出濾液（氫氧化鈉），對堿進(jìn)行回收。攪拌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(dá)到均勻混合；也可以加速傳熱和傳質(zhì)過程。攪拌操作的例子頗為常見，例如在化驗室里制備某種鹽類的水溶液時，為了加速溶解 ,常見用玻璃棒將燒杯中的液體進(jìn)行攪拌。又如為了制備某種 懸浮液 ，就要用玻璃棒不 斷地攪動容器中的懸浮狀態(tài)。在工業(yè)生產(chǎn)中，攪拌操作是化學(xué)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(yīng)用。 攪拌操作分為機械操作和氣流操作。氣流操作是利用氣體鼓泡通過液體層，對液體產(chǎn)生攪拌作用，或使氣泡群以密集狀態(tài)上升借促進(jìn)液體產(chǎn)生購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 - 4 - 對流循環(huán)。機械操作就是物料經(jīng)過攪拌器的攪拌使兩種或多種不同的物質(zhì)在彼此之中互相分散，從而達(dá)到均勻混合，也可以使兩種或多種物料彼此分散對物質(zhì)進(jìn)行回收。與機械攪拌相比。僅氣泡的作用對液體所產(chǎn)生的攪拌是比較弱的，對于高黏度液體是難于適用的。攪拌設(shè)備主要由 攪拌裝置、軸封和攪拌罐三大部分組成。其構(gòu)成形式如圖 1 圖 1攪拌設(shè)備的構(gòu)成形式 拌設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 攪拌設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用范圍很廣，尤其是化學(xué)工業(yè)中，很多的生產(chǎn)都或多或少地應(yīng)用著攪拌操作。化學(xué)工藝過程的種種化學(xué)變化，是以參加反應(yīng)物質(zhì)的充分混合為前提的。對于加熱、冷卻和液體萃取以氣體吸收等物理變化過程，也往往要采用攪拌操作才能得到很好的效果。攪拌設(shè)備在許多場合是作為反應(yīng)器來應(yīng)用的。例如在三大合成材料的生產(chǎn)中，攪拌設(shè)備作為反應(yīng)器約占反應(yīng)器總 數(shù)的 90%。其他如染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、油漆等行業(yè)，攪拌設(shè)備的使用亦很廣泛。有色冶金部門對全國有色冶金行業(yè)中的攪拌設(shè)備做了調(diào)查及功率測定，結(jié)果是許多濕法車間的動力消耗 50%以上是用在攪拌作業(yè)上。攪拌設(shè)備的應(yīng)用范圍之所以這樣廣泛，還因攪拌設(shè)備操作條件（如溫度、濃度、停留時間等）的可控范圍較廣。能適應(yīng)多樣化的生產(chǎn)。 攪拌設(shè)備的作用如下： 1）使物料混合均勻； 2）使氣體在液相中很好地分散； 3）使固體粒子（如催化劑）在液相中均勻地懸浮； 4）使不相溶購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 - 5 - 的另一液相均勻懸浮后充分乳化； 5）強化相同的傳質(zhì)（如吸收等）； 6）強化傳熱 。對于均相反應(yīng)，主要是 1）、 6）兩點?；旌系目炻⒕鶆虺潭群蛡鳠崆闆r好壞，都會影響反應(yīng)結(jié)果。至于非均相系統(tǒng)，則還影響到相界面的大小和相間的傳質(zhì)速度，情況就更復(fù)雜。所以攪拌情況的改變，常常很敏感地影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，生產(chǎn)中的這種例子非常普遍。在溶液聚合和本體聚合的液相反應(yīng)裝置中，攪拌的主要作用是：促進(jìn)釜內(nèi)物料流動。使反應(yīng)器內(nèi)物料均勻分布，增大傳質(zhì)和傳熱系數(shù)。在聚合反應(yīng)過程中，往往隨著轉(zhuǎn)化率的增加，聚合液的黏度也增加。如果攪拌情況不好，就會造成傳熱系數(shù)下降或局部過熱，物料和催化劑分散不均勻，影響聚合產(chǎn)品的質(zhì) 量，也容易導(dǎo)致聚合物粘壁，使聚合反應(yīng)操作不能很好地進(jìn)行下去。 在互不相溶的液體之間或液體與固體之間相互作用時，攪拌在加速反應(yīng)的進(jìn)行方面起著非常重要的作用。因為增加一物相混入另一物相的速度，接觸面就會增大，物質(zhì)就以較大速度相互作用。在某些情況下，攪拌是在反應(yīng)過程中創(chuàng)造良好條件的一個重要因素。例如，使傳熱作用加強，減少局部過熱，以及加熱過程中物質(zhì)焦化等。如高壓聚乙烯生產(chǎn)中，由于攪拌的作用，使物質(zhì)在反應(yīng)器內(nèi)有一定的停留時間，更重要的是使催化劑在器內(nèi)分布均勻，以防止局部猛烈的聚合作用而造成爆炸。因此攪拌設(shè)備在工業(yè)生 產(chǎn)中起著非常重要的作用。 攪拌設(shè)備在石油化工生產(chǎn)中被用于物料混合、溶解、傳熱、制備懸浮物、聚合反應(yīng)、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添加物而進(jìn)行混合使原料液或產(chǎn)品均勻化?；どa(chǎn)中，制造苯乙烯，苯胺染料和油漆顏料等工藝過程，都裝備著各種型式的攪拌設(shè)備。 在石油工業(yè)中因為大量應(yīng)用催化劑、添加劑，所以對攪拌設(shè)備的需要量很大。由于物料操作條件的復(fù)雜性、多樣性，對攪拌設(shè)備的要求也復(fù)雜化了。如化工行業(yè)用到的硅鋁反應(yīng)器、打漿罐、鋇化反應(yīng)器、硫磷反應(yīng)釜、烴化反應(yīng)釜、白泥攪拌槽等都 是裝有各種不同型式攪拌器的攪拌設(shè)備。在造紙行業(yè)中，攪拌設(shè)備應(yīng)用及其廣泛，在制漿，堿回收等工藝過程都用到攪拌設(shè)備。 攪拌設(shè)備使用歷史悠久，應(yīng)用廣泛但對攪拌操作的科學(xué)研究卻很不夠。攪拌操作看來似乎簡單，但實際上，他所涉及的因素卻極為復(fù)雜。對于攪拌器型式的選擇。從工藝的觀點以及力學(xué)觀點來說，迄今都研究得不夠。隨著社會的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對于攪拌設(shè)備的改進(jìn)和新型的設(shè)購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 - 6 - 計會有很大的提高。在近幾年來設(shè)備有大型化的發(fā)展趨勢，也要求攪拌設(shè)備大型化。如國外聚合釜的容積已由最初的 8~40m3擴大到 60~100m3,最大的已達(dá) 到 200m3。采用大型聚合釜可大大減少操作和檢修人員，有利于自動化，減少投資，提高生產(chǎn)率，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。隨著容積的大型化，釜型逐漸由細(xì)長型向矮胖型發(fā)展，而且采用底部攪拌的方式越來越多。多用三葉后掠式攪拌器，三葉后掠式攪拌器是目前大型聚合釜采用的一種較好攪拌器。因排出量大，釜內(nèi)液相循環(huán)充分，每分鐘可達(dá) 5~10 次，能促釜內(nèi)反應(yīng)均勻一致。另外，經(jīng)實踐證明此槳葉必須配合擋板使用，以提高剪切力功能，才能更好地發(fā)揮作用。 攪拌也可以在管路中進(jìn)行，采用在管路中安裝裝置的辦法對氣 — 液系和液 — 液系進(jìn)行混合。例如采用噴射泵對水 及醋酸丁酯進(jìn)行混合。在石油精制中，也采用使液體設(shè)置在管路中的銳孔板或擋板，以便使兩種液體進(jìn)行接觸。還有在管路中放入攪拌器的，即所謂管道攪拌。 管道攪拌設(shè)備能連續(xù)輸送一切流體，也能輸送含有固體的流動化的半流體。此種攪拌型式，相當(dāng)于攪拌設(shè)備的筒體部分，容積較小，液體在此停留時間極短的情況比較多。在其內(nèi)部為了充分進(jìn)行混合分散或傳熱等需要極強的攪拌，由于管道攪拌設(shè)備空間很小，裝置小，可使攪拌力均勻作用，可減少過剩的攪拌，所以對整個液體減少了功率消耗。對于連續(xù)化、自動化。特別是對成本有嚴(yán)格要求的，要求特別小的形狀和高 性能時，使用管道攪拌設(shè)備是很有效的。正因為管道攪拌設(shè)備有這些優(yōu)點，所以在石油精制、石油化工，化學(xué)纖維、食品等工業(yè)和水處理技術(shù)中廣泛被用于液— 液混合、濃度調(diào)整、液 — 液萃取、油脂乳化、液 — 液稀釋溶解、固 — 液溶解、液 — 液和氣 — 液反應(yīng)等場合。 拌裝置的安裝型式 攪拌裝置可以從不同的角度進(jìn)行分類，如按工藝用途分、按攪拌器結(jié)構(gòu)型式分或按攪拌的裝置安裝型式分等。按攪拌裝置的安裝型式進(jìn)行分類有如下幾種： 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 - 7 - 攪拌 章小結(jié) 在這里采用立式容器中心攪拌，將攪拌裝置安裝在立式設(shè)備筒體的中心線上，驅(qū)動方式為電機與減速機直接聯(lián)接。這種安裝方式用于大型攪拌設(shè)備當(dāng)中。 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 - 8 - 第 2 章 總體方案設(shè)計 本次設(shè)計的攪拌設(shè)備物料為水和白泥， 主軸轉(zhuǎn)速為 21r/機功率為 37合經(jīng)濟因素和實用性，選用立式圓筒形儲灌較為合適。 在設(shè)計的初始階段，先要確定整套設(shè)備的傳動裝置，先要根據(jù)攪拌軸的轉(zhuǎn)速來選擇出合適的電機，因為電機的轉(zhuǎn)速很大，要選擇減速比大、傳動效率高、體積小、壽命長、運轉(zhuǎn) 平穩(wěn)可靠的減速機來進(jìn)行減速 因為外部選用的儲罐為壓力容器，對安全性和各種技術(shù)參數(shù)具有較高的要求，所以在設(shè)計的過程中，對儲罐的選材要嚴(yán)格，對罐底的厚度要進(jìn)行計算，罐壁要根據(jù)受力情況進(jìn)行強度計算。此設(shè)備在運轉(zhuǎn)的過程中，為了方便檢查機器和實現(xiàn)一些特殊功能，要在罐頂和罐壁開一些孔，例如：人孔、白泥入口、白泥出口、排污口、濾液出口、清水出口等。因為開孔后造成承載材料的削弱，導(dǎo)致了孔邊緣的應(yīng)力集中，所以還需要進(jìn)行開孔補強的設(shè)計。 為了方便人到罐頂上去，在罐頂上焊有欄桿，以便于經(jīng)常檢修。在以往的設(shè)計中往往忽視在對沉淀物的 清理，而在此次的設(shè)計中，在筒壁的內(nèi)側(cè)加了擋板 ,消除了攪拌過程中產(chǎn)生的 “圓柱狀回轉(zhuǎn)區(qū) ”,使白泥能夠完全排出罐外。 此次設(shè)計沒有采用一根攪拌軸，而是通過三個聯(lián)軸器連接三根攪拌軸，這樣便于拆卸，有利用工廠的加工和軸的更換。本設(shè)備中的攪拌軸沒有用軸承固定，而是通過軸套進(jìn)行固定。 在本設(shè)計中，為了更徹底的攪拌，攪拌器采用了槳式的攪拌器，而且增加了增加了葉輪的層數(shù)，采用三層葉輪，即使液面過高也能充分?jǐn)嚢?。在罐體很多連接部位需要進(jìn)行焊接，可以采用手工電弧焊，封頭壁采用 軸的設(shè)計可采用兩個軸頭與空心鋼管焊接在 一起，因為軸轉(zhuǎn)速較速，在設(shè)計中可以降低一些精度。 在設(shè)計中應(yīng)該考慮以上列出的各個環(huán)節(jié)，這樣機器才具有較強的實用性。 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 - 9 - 章小結(jié) 本章主要根據(jù)實際情況確定了總體設(shè)計方案，為以后的計算過程確定了框架。購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 - 10 - 第 3 章 罐的結(jié)構(gòu)形式和尺寸 工容器設(shè)計規(guī)范簡介 化工容器設(shè)計中應(yīng)予考慮的主要因素：總的出發(fā)點是，要滿足工藝過程所需要的功能并方便使用；要滿足在運行中的安全可靠；要滿足經(jīng)濟性，包括材料的易于獲得，便于制造，所用的材料及總的花費最小。 容器首先要滿足工藝過程的要 求，其次也要盡可能滿足強度及制造工藝的要求。 容器的選材和容器的選型相類似，總的原則也是要滿足工藝過程的要求、強度要求和制造工藝要求。 為確保容器的選材、設(shè)計、制造檢驗、試驗各個環(huán)節(jié)都能達(dá)到相應(yīng)要求，各國的規(guī)定在設(shè)計、制造、檢驗應(yīng)予取證，包括容器設(shè)計在內(nèi)的各項工作，都應(yīng)遵照各國有關(guān)監(jiān)管部門所規(guī)定或認(rèn)可的規(guī)范執(zhí)行，絕不能根據(jù)容器設(shè)計原理，自行按規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以外的規(guī)定或公式進(jìn)行設(shè)計。 攪拌罐包括罐體和裝焊在其上的各種附件。罐體采用立式圓筒形容器，它有頂蓋、筒體、罐底和欄桿組 成。罐體在規(guī)定的操作溫度和操作壓力下，為物料完成其攪拌過程提供了一定的空間。 料的選擇 根據(jù)設(shè)計要求和經(jīng)濟性的原則選擇 為罐壁，查得： 屈服強度 бs=235拉強度 бb=460用應(yīng)力 [б]=бs/ 安全系數(shù)[б]=бs/35/3= （ 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 - 11 - 體的長徑比和裝料量 知道了攪拌罐操作時盛裝物料的 容積以后，首先要選擇適宜的長徑比（ H/裝料量，確定筒體的直徑和高度。 由于是一般攪拌設(shè)備液 3 取 H/擇罐體的長徑比應(yīng)考慮對攪拌功率的影響，一定結(jié)構(gòu)型式的攪拌器的葉輪直徑和與其裝配的攪拌罐體內(nèi)徑通常有一定的比例范圍。隨著罐體長徑比的減少，即高度減少而直徑放大，攪拌器槳葉直徑也相應(yīng)放大。在固定的攪拌軸轉(zhuǎn)速下，攪拌器功率與攪拌器槳葉直徑的 5 次方成正比。所以，隨著罐體直徑的 放大，攪拌器功率增加很多，這對于需要較大攪拌作業(yè)功率過程是適宜的，否則減少長徑比只能無謂地?fù)p耗一些攪拌器功率，因此長徑比可以考慮選得大一些。 另外，物料的攪拌反應(yīng)過程對罐體長徑比有著特殊要求，在白泥攪拌設(shè)備中，物料對罐體的長徑比的影響很大。所以在這里要取的大一些。 料系數(shù) η 罐體全容積 V 與罐體的公稱容積 如下關(guān)系 : V ( 一般物料反應(yīng)平穩(wěn) η=入數(shù)據(jù)得 V=150m3 步計算筒體直徑 確定了筒體的長徑比和裝料系數(shù)之后，還需要算出筒體直徑和高度，因當(dāng)筒體直徑不知道封頭的容積就不知道，罐體全容積也就不能最后確定。為了便于計算，先忽略封頭的容積，認(rèn)為； V=π/4 m3 (購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 - 12 - 33 4 4 1 3 0 5 5 9 4 m m( / ) 3 . 1 4 1 . 15 6 0 0 m ? ? ???圓 整 成 標(biāo) 準(zhǔn) 直 定筒體高度 由 以導(dǎo)出 ? ??(式中 V —— 攪拌槽的全容積 ,m3 v—— 蝶形封頭容積 ,m3 因為采用蝶形封頭查文獻(xiàn) [6]表 3 V=π/58 2 ??? ???? 整成標(biāo)準(zhǔn)直徑得 H=5700體的設(shè)計 壁的厚度 δ 2][2 ???（ 式中 P —— 設(shè)計壓力（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓） — 筒內(nèi)徑 [б]—— 設(shè)計溫度下圓筒材料的許用壓力 ψ—— 焊接接頭系數(shù) ψ〈 1 取 ψ=2—— 當(dāng)材料的腐蝕速率為 a 時， 考慮單面腐蝕，取購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 - 13 - ～ 2 所以 6 0 2 2 ????? ?????? iS t 慮加工誤差等因素圓整為 S=8以，取厚度為 8 鋼板作筒壁。 壁的應(yīng)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 ? ? ? ? ???? ? ? ? ?? ? ?(所以滿足其強度要求 頭的設(shè)計 選用 作為封頭壁，根據(jù)筒體直徑和工藝設(shè)計要求采用碟形封頭，碟形封頭的球面內(nèi)徑 R 內(nèi) =筒內(nèi)直徑 則 R 內(nèi) =5600/160 碟形封頭的壁厚設(shè) 計 ? ?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 ?? ??? ? ? ? ?? ? ??內(nèi)(式中 ψ—— 焊接接頭系數(shù) ψ〈 1 取 ψ=—— 當(dāng)材料的腐蝕速率為 a 同時，考慮單面腐蝕取 C=1～ 2 C=考慮加工誤差等因素圓整為 S=6以，取厚度為 6 鋼板作碟形封頭筒壁的壁厚。 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 - 14 - 形封頭的許用應(yīng)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? ?? ? ? ???? ? ? ???內(nèi) （ ）（ 所以滿足強度要求 章 小結(jié) 本章主要介紹了罐體各部分的尺寸如何來確定，以及各種零件和重要部位，并且哪部分需要校核。 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 - 15 - 第 4 章 減速機的選擇 速器的選擇 攪拌裝置帶有攪拌器，并有一定的轉(zhuǎn)速，這就需要有電動機和傳動裝置來帶動其轉(zhuǎn)動。傳動裝置通常設(shè)置在攪拌容器的內(nèi)部，采用立式布置，電動機經(jīng)減速機將轉(zhuǎn)速減至工藝要求的攪拌轉(zhuǎn)速，再通過聯(lián)軸器與攪拌軸連接。減速機下設(shè)置一機架，安裝在攪拌容器的封頭上。根據(jù)設(shè)計要求，在化工設(shè)備中傳動裝置電動機、減速機和機架配套使用，只有在攪拌轉(zhuǎn)速很高時，才用電動機不經(jīng)過減速機而直接與攪拌軸 相連。按照設(shè)計要求電動機的輸出功率為 37拌軸轉(zhuǎn)速為 21r/用行星擺線針輪減速機將電機的轉(zhuǎn)速減至攪拌軸的轉(zhuǎn)速。行星擺線針輪減速機適用于化工設(shè)備，而且減速比大、傳動效率高、體積小、重量輕、故障少、壽命長、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠、噪聲小、拆裝方便、容易維修、結(jié)構(gòu)簡單、過載能力強和慣性力矩小等優(yōu)點。減速機和機架采用天津減速機廠的型號：減速機型號1—47，機架的型號 1—130。 章小結(jié) 本章主要介紹了如何根據(jù)實際設(shè)計要求選擇合適的行星擺線針輪減速機的特點。 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 - 16 - 第 5 章 攪拌裝置的設(shè)計 料的選擇 采用 ，葉片一般采用扁鋼制作 屈服強度 бs=235拉強度 бb=460用應(yīng)力 [б]=бs/ 安全系數(shù) 對于碳素鋼、低合金鋼 。常溫常壓下 [б]=бs/35/3= （ 葉的尺寸確定 根據(jù)規(guī)定： d/D=b/D=拌裝置通常由攪拌器和攪拌軸所組成，攪拌器的形式很多，應(yīng)根據(jù)攪拌目的和物料性質(zhì)以及經(jīng)濟性原則進(jìn)行選擇。在這里我們采用槳式攪拌器。攪拌器的功能概括地說就是在攪拌過程中所能達(dá)到所需要的能量和適宜的流動性的目的。攪拌器的攪拌作用由運動著的葉輪所產(chǎn)生，因此，葉輪的形狀、尺寸、數(shù)量以及轉(zhuǎn)速就影響攪拌器的功能。同時攪拌器的功能還與攪拌介質(zhì)物性以及攪拌器的工作環(huán)境有關(guān)。另外，攪拌罐的形狀、尺寸、擋板的設(shè)置情況、物料在罐中的進(jìn)出方式都屬于工作環(huán)境的范疇，這些條件以及攪拌器在罐內(nèi)的安裝位置及方式都會影響攪拌器的 功能。 拌器的設(shè)計 d—槳 葉的長度 b— 槳 葉寬度 D— 筒體直徑 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 - 17 - 已知 D 為 5600 取 d/D= 則 5 6 0 0 0 . 5 2 8 0 0 m ? ?， 取 b/d= b=300查表得槳葉厚度 δ=16 由于平 槳 的運動方向與 槳 面垂直，所以當(dāng)葉輪低速運轉(zhuǎn)時，液體的主要流動為水平環(huán)向的流動，葉輪運動時除有水平環(huán)流外，還有徑向分流，所以 槳 面與運動方向成一定角度角 θ。從而提高了攪拌的效率，一般取θ=45o。簡圖 5 圖 5槳的構(gòu) 成形式 拌器層數(shù)的確定 從葉輪的攪拌范圍來說，液層過高則要設(shè)置多層葉輪，在本設(shè)計的攪拌設(shè)備中攪拌器安裝在圓形罐中心， 槳 式攪拌器的葉輪離罐底的高度 C 一般為 槳 徑的 1/10～ 1/12 倍。但是如果為了防止底部有沉淀可使葉輪放置低些，一般 C=d/10 左右。在這里取 C=500，深度，取深度為 3500拌器設(shè)有 3 層，取第一層與第二層、第二層與第三層的距離分別為 1500 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 - 18 - 拌器的強度校核 輪強度的計算功率 葉輪強度計算中所用的計算功 率值 i ?? ? (式中 機額定功率 i—葉輪強度計算中用的計算功率 kW k— 起動時電機的過載系數(shù)，即起動轉(zhuǎn)矩 /額定轉(zhuǎn)矩 ? — 傳動系數(shù)的機械功率， ? =m—軸封處的摩擦損失功率 于存在內(nèi)壓時，才采用軸封，但 在本設(shè)備中不存在內(nèi)壓則 ， k= 則 0 . 9 3 0 . 9 5 3 7 3 3 k Wi a N N?? ? ? ? ? ? 葉的強度計算 由于槳葉的傾斜角度 θ=45o，所以其危險斷面仍然是葉片根部， 槳 面的主慣性軸都不與攪拌軸線相平行，作用在 槳 表面上的液面阻力在葉片根部斷面對主慣性軸所產(chǎn)生的彎矩為 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 ?? ? ? ? ? ? （ 該斷面的抗彎模量為： 22 33 0 0 1 6 1 2 8 0 0 m ?? ? ?該端面的彎曲應(yīng)力為： ? ?10609 0 . 8 3 M P a 7 8 . 3 M P ? ? ? ? ?彎 購買文檔就送對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 - 19 - 所以此攪拌器滿足 強度要求。 為了在攪拌過程消除罐中央的“圓柱狀回轉(zhuǎn)區(qū)”應(yīng)增設(shè)擋板，擋板一般是指長條形的豎向固定在罐壁上的板。顯然這種擋板使用于徑流型葉輪在湍流區(qū)的操作，而層流狀態(tài)時不能用這種擋板來改變流型。擋板還可以提高葉輪剪切性能，如有的懸浮聚合的攪拌裝置，在設(shè)有擋板時可使顆粒細(xì)而均勻。擋板的數(shù)量及其大小以及安裝方式都不是隨意的它們都會影響動力損耗。 擋板的寬度 W=（ 1/10~1/12） D(D 為罐體直徑 )，擋板的數(shù)量根據(jù)罐直徑的大小而定，在小直徑罐時用 2~4 個，在大直徑罐時用 4~8 個。在這里采用 6 個擋板。擋板沿罐壁周向均 勻地直立安裝。擋板的上邊緣與靜止液面齊平，當(dāng)液面上有輕而易浮不易潤濕的固體物料時。則需在液面上造成旋渦，這時擋板上邊緣可低于液面 10050這里將擋板低于液面100板的下