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双轴无重力粉体混合机混合单元的设计【6张图纸】【优秀】

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双轴无重力粉体混合机混合单元的设计开题报告.doc---(点击预览)

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关键词：: 双轴无重力混合单元设计图纸优秀

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双轴无重力粉体混合机混合单元的设计

37页-10500字数+说明书+开题报告+任务书+6张CAD图纸

中文摘要.doc

主轴.dwg

任务书.doc

传动装置.dwg

减速电机.dwg

原创性声明.doc

双轴无重力粉体混合机混合单元的设计开题报告.doc

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总装配图.dwg

桨板.dwg

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齿轮.dwg

双轴无重力粉体混合机混合单元的设计

1 绪论1

1.1 混合设备在工业生产中的应用1

1.2 混合物料的种类及特性2

2 混合罐结构设计2

2.1 罐体的尺寸确定及结构选型2

2.1.1 筒体及封头型式2

2.1.2 确定内筒体和封头的直径2

2.1.3 确定内筒体高度H3

2.1.4 选取夹套直径3

2.1.5 校核传热面积3

2.2 内筒体及夹套的壁厚计算3

2.2.1 选择材料，确定设计压力4

2.2.2 夹套筒体和夹套封头厚度计算5

2.2.3 内筒体壁厚计算6

2.3入孔选型及开孔补强设计6

2.4混合器的选型8

2.5混合附件9

3 传动装置的设计10

3.1 减速器和电动机的选型条件10

3.2 电动机与减速器的选择10

3.3 联轴器的选型12

3.4 混合轴的设计及其结果验证12

3.5 轴与桨叶、联轴器的连接12

3.5.1 连接形式12

3.5.2 联轴器与轴的连接13

3.6 轴承的设计与校核13

3.6.1 混合轴受力模型选择与轴长的计算14

3.6.2 按扭转变形计算计算混合轴的轴径17

3.6.3 根据临界转速核算混合轴轴径20

3.6.4 按强度计算混合轴的轴径23

3.6.5 按轴封处（或轴上任意点处处）允许径向位移验算轴径24

3.6.6 轴径的最后确定24

4 支撑装置设计24

4.1 混合机的支承部分24

4.1.1 机座25

4.1.2 轴承装置25

4.2 下支撑座的设计26

4.2.1 轴承的选型27

4.2.2 支撑套的设计27

5 轴的密封27

5.1 密封装置的类型27

5.2 轴的密封选择27

5.3 封口锥结构选型与计算28

结论32

参考文献33

致谢34

　　　摘要：混合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。在工业生产中，混合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。在工业生产中，大多数的混合操作均系机械混合，以中、低压立式钢制容器的混合设备为主。混合设备主要由混合装置、轴封和混合罐三大部分组成。

　　　本设计的课题是双轴无重力粉尘混合机主要涉及反应混合机的混合单元的设计，主要包括混合罐、电动机及减速器的选型、支撑装置设计、轴的密封设置的设计。

　　　关键词：混合机双轴无重力混合单元机械设计

Abstract: Mixing can make two or more different substances dispersed into each other in each other, so as to achieve uniform mixing, that can also speed up the process of heat and mass transfer.In industrial production, mixing operation is started from the chemical industry, focusing on food, fiber, paper, petroleum, water treatment, as part of the process widely used. In industrial production, most of the mixing operations are mechanical mixing system to medium and low voltage vertical mixing equipment based steel containers. Mixing equipment mainly contains three major parts of mixing device,seal and mixed cans.

The design issue is mainly related to biaxial mixer weightless dust mixed reaction mixer unit design, including mixed cans, motor and reducer selection, support equipment design, shaft seal set design.

Keywords: Mixer Axis gravity Mixing unit Mechanical design

双轴无重力粉体混合机混合单元的设计

II、毕业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：

1、生产率：5吨/时；

2、装机容量：11千瓦；

3、分批混合：500kg/批；

4、产品质量：混合均匀度变异系数cv≤5%；

5、能耗：耗电≤5kWh/t；

混合设备在工业生产中的应用

　　　混合设备在工业生产中的应用范围很广，尤其是化学工业中，很多的化工生产都或多或少地应用着混合操作。混合设备在许多场合时作为反应器来应用的。例如在三大合成材料的生产中，混合设备作为反应器约占反应器总数的99%。。混合设备的应用范围之所以这样广泛，还因混合设备操作条件（如浓度、温度、停留时间等）的可控范围较广，又能适应多样化的生产。混合设备的作用如下：①使物料混合均匀；②使气体在液相中很好的分散；③使固体粒子（如催化剂）在液相中均匀的悬浮；④使不相溶的另一液相均匀悬浮或充分乳化；⑤强化相间的传质（如吸收等）；⑥强化传热。混合设备在石油化工生产中被用于物料混合、溶解、传热、植被悬浮液、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等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、乙烯、高压聚乙烯、聚丙烯、合成橡胶、苯胺燃料和油漆颜料等工艺过程，都装备着各种型式的混合设备。

1.2 混合物料的种类及特性

　　　混合物料的种类主要是指流体。在流体力学中，把流体分为牛顿型和非牛顿型。非牛顿型流体又分为宾汉塑性流体、假塑性流体和胀塑性流体。在混合设备中由于混合器的作用，而使流体运动。

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内容简介：: 南昌航空大学科技学院学士学位论文双轴无重力粉体混合机混合单元的设计学生姓名：陈强华班级：088105403 指导老师：张绪坤摘要：混合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。在工业生产中，混合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。在工业生产中，大多数的混合操作均系机械混合，以中、低压立式钢制容器的混合设备为主。混合设备主要由混合装置、轴封和混合罐三大部分组成。本设计的课题是双轴无重力粉尘混合机主要涉及反应混合机的混合单元的设计，主要包括混合罐、电动机及减速器的选型、支撑装置设计、轴的密封设置的设计。关键词：混合机双轴无重力混合单元机械设计指导老师签名：毕业设计（论文）任务书I、毕业设计(论文)题目：双轴无重力粉体混合机混合单元的设计II、毕业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：1、生产率：5吨/时；2、装机容量：11千瓦；3、分批混合：500kg/批；4、产品质量：混合均匀度变异系数cv5%；5、能耗：耗电5kWh/t；III、毕业设计(论文)工作内容及完成时间：1查阅资料，英文资料翻译（2周）3月24日4月8日2撰写开题报告（1周）4月9日4月13日3设计并绘制混合机混合单元装配图确（4.5周）4月14日5月16日4绘制主要零件图若干张（2.5周）5月17日6月3日）5编写设计计算说明书（毕业论文）一份（2周）6月4日6月17日6毕业设计审查、毕业答辩（1周）6月18日 6月27日、主要参考资料：1 璞良贵，纪名刚主编.机械设计.第七版.北京：高等教育出版社，20012 金国淼等.搅拌设备(化工设备设计全书). 北京：化学工业出版社，20023 徐灏主编，机械设计手册.北京：机械工业出版社，1995.124 李克永.化工机械手册. 天津: 天津大学出版社，1991.55 Bathala C. Redlaty, V. S. Muvthy, Madaboosi S. Ananth, Chamarti D. P. Rao. Modeling of continuous Fertilizer Cranulation process for control. Part. Part. Syst. Charact 15(1998):156-160机械与材料工程系机械设计制造及其自动化专业类 0881054 班学生（签名）：陈强华日期：自 2012 年 3 月 2 日至 2012 年 6 月 23 日指导教师（签名）：张绪坤助理指导教师(并指出所负责的部分)：系（室）主任（签名）：附注:任务书应该附在已完成的毕业设计说明书首页。南昌航空大学科技学院学士学位论文学士学位论文原创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌航空大学科技学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。作者签名：日期：导师签名：日期：毕业设计（论文）开题报告题目双轴无重力粉体混合机混合单元的设计专业名称机械设计制造及其自动化班级学号 088105403学生姓名陈强华指导教师张绪坤填表日期 2012 年 4 月 10 日1、选题的依据及意义：本课题符合本专业贯彻因材施教的原则的培养目标及教学基本要求；课题结合了生产科研和实验室的建设任务；课题的类型可能多种多样；在保证教学基本要求的前提下，使毕业设计在教学计划的时间内经过努力能够完成。混合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。在工业生产中，混合操作时从化学工业开始的，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。随着计算机技术的高速发展，CAD（计算机辅助设计）与CAE（计算机辅助分析）得到了广泛的应用，因此，对混合机设计并进行简单的分析能够为今后的工作积累一些经验，以便毕业后能很快适应现代化的工作环境；通过运用四年来学过的专业知识，使用现代化的设计手段，检索国内外资料，使自己的专业综合能力得到提高，以适应以后工作岗位的要求；通过与同学探讨，请教指导老师提高了沟通能力。 2、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）：研究概况：目前国内混合机，均向着混合精度高、速度快、残留量小、低耗高效、系列化和适用范围广等方向研制和发展，其中以双轴无重力卧式混合机的发展为迅速。国内各企业、科研部门所研制的卧式双轴无重力混合机机型结构基本相同。国外的双轴无重力混合机在20世纪80年代末已经开始研制，挪威Forberg公司在上 20 世纪 90 年代初推出了双轴无重力系列混合机8，其有效容积 25 至 5000，结构特点、混合机理、传动方式与国内双轴桨叶式混合机基本相同。目前国外流行的翻转双轴无重力混合喷涂机是在普通双轴桨叶无重力式混合机基础之上研制而成的。但需要增加一系列的液体喷涂和真空管道以及一套机体翻转及传动机构，结构略显复杂。发展趋势：混合是现代工业不可缺少的生产工艺，随着中国工业的不断发展，混合系统及混合设备的发展将越来越强大。混合覆盖着整个工业领域，如化工、食品、建材、药品、化肥，我们每天每时使用的产品在生产中至少有一步混合工艺。无重力混合机广泛用于化工、化妆品、洗涤剂、农药、染料、食品、酿造、饲料、建材、陶瓷、涂料、树脂等物料的混合。无重力混合机具有混合时间短、混合均度高等特点。其属于新型高效类混合设备，性能远比常规的双螺旋环带混合机优越。而快速无残留双轴无重力混合机也将为国内物料机械的进步掀开新的一页。三、研究内容及实验方案：研究内容：本设计的课题是双轴无重力粉尘混合机主要涉及反应混合机的混合单元的设计，主要包括混合罐、电动机及减速器的选型、支撑装置设计、轴的密封设置的设计。实验方案：(1).结构尺寸的确定； (2).混合机大小的确定及转速和功率的计算； (3).由混合机功率来做电机的选型设计； (4).由电机的型号尺寸来做联轴器的选型设计； (5).由联轴器的型号尺寸来决定轴径以及对所决定的轴径验证； (6).由轴径来做轴承的选型； (7).由轴承的尺寸来做机座及支撑座的选型设计四、目标、主要特色及工作进度 1 目标：把大学四年里所学的专业知识系统地复习一遍，也学到了更多的知识，为以后工作打下基础。 2 主要特色：根据原始数据设计双轴无重力混合机，用CAD,Word软件完成本次课程设计。 3工作进度： 1查阅资料，英文资料翻译（2周） 2撰写开题报告（1周） 3设计并绘制混合机混合单元装配图确（4.5周） 4绘制主要零件图若干张（2.5周） 5编写设计计算说明书（毕业论文）一份（2周） 6毕业设计审查、毕业答辩（1周） 5、参考文献1 李庆华主编. 材料力学（第二版）.成都：西南交通大学出版社，2002 2 成大先主编. 机械设计手册（第四版）.北京：化学工业出版社，2002 3 朱孝录主编. 机械传动装置选用手册 .北京：机械工业出版社，1999 4 何鸣新、钱可强主编. 机械制图（第四版）.北京：高等教育出版社，2001 5 陈秀宁主编. 机械设计基础（第二版）.杭州：浙江大学出版社，1999 6 唐金松主编. 简明机械设计手册.上海：上海科学技术出版社，1992 7 何镜民主编. 公差配合使用指南.北京：机械工业出版社，1990 8 唐保宁、高学满主编. 机械设计与制造简明手册.上海：同济大学出版社，1993 9 甘永立主编. 几何量公差与检测. 上海：上海科学技术出版社，2005 10 方昆凡主编 . 公差与配合技术手册.北京：北京出版社，1999 11 张祖立，机械设计，中国农业出版社，2004.8。 12 哈尔滨工业大学，李益民，机械制造工艺设计简明手册，机械工业出版社，2008。 13.化工轻工设备机械基础.成都：科技大学出版社，1988年 14.过程装备控制技术及应用.北京：化学工业出版社.2001年 15 璞良贵，纪名刚主编.机械设计.第七版.北京：高等教育出版社，2001 16 金国淼等.搅拌设备(化工设备设计全书). 北京：化学工业出版社，2002 17 徐灏主编，机械设计手册.北京：机械工业出版社，1995.12 18 李克永.化工机械手册. 天津: 天津大学出版社，1991.5 19 Bd.H.ErnstDie Hebezeuge，1999 20 Lawrence S. Gould. Solid Modelers Are Doing More of the Manual Design Work 21 Dirk Spindler Georg von Petery INA-Schaeffler KG. Angular Contact Ball Bearings for a Rear Axle Differential.SAE ，200322 Bathala C. Redlaty, V. S. Muvthy, Madaboosi S. Ananth, Chamarti D. P. Rao. Modeling of continuous Fertilizer Cranulation process for control. Part. Part. Syst. Charact 15(1998):156-160 南昌航空大学科技学院学士学位论文双轴无重力粉体混合机混合单元的设计目录1 绪论11.1 混合设备在工业生产中的应用11.2 混合物料的种类及特性22 混合罐结构设计22.1 罐体的尺寸确定及结构选型22.1.1 筒体及封头型式22.1.2 确定内筒体和封头的直径22.1.3 确定内筒体高度H32.1.4 选取夹套直径32.1.5 校核传热面积32.2 内筒体及夹套的壁厚计算32.2.1 选择材料，确定设计压力42.2.2 夹套筒体和夹套封头厚度计算52.2.3 内筒体壁厚计算62.3入孔选型及开孔补强设计62.4混合器的选型82.5混合附件93 传动装置的设计103.1 减速器和电动机的选型条件103.2 电动机与减速器的选择103.3 联轴器的选型123.4 混合轴的设计及其结果验证123.5 轴与桨叶、联轴器的连接123.5.1 连接形式123.5.2 联轴器与轴的连接133.6 轴承的设计与校核133.6.1 混合轴受力模型选择与轴长的计算143.6.2 按扭转变形计算计算混合轴的轴径173.6.3 根据临界转速核算混合轴轴径203.6.4 按强度计算混合轴的轴径233.6.5 按轴封处（或轴上任意点处处）允许径向位移验算轴径243.6.6 轴径的最后确定244 支撑装置设计244.1 混合机的支承部分244.1.1 机座254.1.2 轴承装置254.2 下支撑座的设计264.2.1 轴承的选型274.2.2 支撑套的设计275 轴的密封275.1 密封装置的类型275.2 轴的密封选择275.3 封口锥结构选型与计算28结论32参考文献33致谢34摘要：混合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。在工业生产中，混合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。在工业生产中，大多数的混合操作均系机械混合，以中、低压立式钢制容器的混合设备为主。混合设备主要由混合装置、轴封和混合罐三大部分组成。本设计的课题是双轴无重力粉尘混合机主要涉及反应混合机的混合单元的设计，主要包括混合罐、电动机及减速器的选型、支撑装置设计、轴的密封设置的设计。关键词：混合机双轴无重力混合单元机械设计Abstract: Mixing can make two or more different substances dispersed into each other in each other, so as to achieve uniform mixing, that can also speed up the process of heat and mass transfer.In industrial production, mixing operation is started from the chemical industry, focusing on food, fiber, paper, petroleum, water treatment, as part of the process widely used. In industrial production, most of the mixing operations are mechanical mixing system to medium and low voltage vertical mixing equipment based steel containers. Mixing equipment mainly contains three major parts of mixing device,seal and mixed cans.The design issue is mainly related to biaxial mixer weightless dust mixed reaction mixer unit design, including mixed cans, motor and reducer selection, support equipment design, shaft seal set design.Keywords: Mixer Axis gravity Mixing unit Mechanical design1 绪论混合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。在工业生产中，混合操作时从化学工业开始的，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。混合操作分为机械混合与气流混合。气流混合是利用气体鼓泡通过液体层，对液体产生混合作用，或使气泡群一密集状态上升借所谓上升作用促进液体产生对流循环。与机械混合相比，仅气泡的作用对液体进行的混合时比较弱的，对于几千毫帕秒以上的高粘度液体是难于使用的。但气流混合无运动部件，所以在处理腐蚀性液体，高温高压条件下的反应液体的混合时比较便利的。在工业生产中，大多数的混合操作均系机械混合，以中、低压立式钢制容器的混合设备为主。混合设备主要由混合装置、轴封和混合罐三大部分组成。1.1 混合设备在工业生产中的应用混合设备在工业生产中的应用范围很广，尤其是化学工业中，很多的化工生产都或多或少地应用着混合操作。混合设备在许多场合时作为反应器来应用的。例如在三大合成材料的生产中，混合设备作为反应器约占反应器总数的99%。混合设备的应用范围之所以这样广泛，还因混合设备操作条件（如浓度、温度、停留时间等）的可控范围较广，又能适应多样化的生产。混合设备的作用如下：使物料混合均匀；使气体在液相中很好的分散；使固体粒子（如催化剂）在液相中均匀的悬浮；使不相溶的另一液相均匀悬浮或充分乳化；强化相间的传质（如吸收等）；强化传热。混合设备在石油化工生产中被用于物料混合、溶解、传热、植被悬浮液、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等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、乙烯、高压聚乙烯、聚丙烯、合成橡胶、苯胺燃料和油漆颜料等工艺过程，都装备着各种型式的混合设备。1.2 混合物料的种类及特性混合物料的种类主要是指流体。在流体力学中，把流体分为牛顿型和非牛顿型。非牛顿型流体又分为宾汉塑性流体、假塑性流体和胀塑性流体。在混合设备中由于混合器的作用，而使流体运动。2 混合罐结构设计本课题的主要设计参数是：1、生产率：5吨/时；2、装机容量：11千瓦；3、分批混合：500kg/批；4、产品质量：混合均匀度变异系数cv5%；5、能耗：耗电5kWh/t；2.1 罐体的尺寸确定及结构选型2.1.1 筒体及封头型式选择圆柱形筒体，采用标准椭圆形封头2.1.2 确定内筒体和封头的直径发酵罐类设备长径比取值范围是1.72.5，综合考虑罐体长径比对混合功率、传热以及物料特性的影响选取根据工艺要求，装料系数，罐体全容积，罐体公称容积（操作时盛装物料的容积）。初算筒体直径即圆整到公称直径系列，去。封头取与内筒体相同内经，封头直边高度，2.1.3 确定内筒体高度H当时，查化工设备机械基础表16-6得封头的容积，取核算与，该值处于之间，故合理。该值接近，故也是合理的。2.1.4 选取夹套直径表1 夹套直径与内通体直径的关系内筒径夹套由表1，取。夹套封头也采用标准椭圆形，并与夹套筒体取相同直径2.1.5 校核传热面积工艺要求传热面积为，查化工设备机械基础表16-6得内筒体封头表面积高筒体表面积为总传热面积为故满足工艺要求。2.2 内筒体及夹套的壁厚计算2.2.1 选择材料，确定设计压力按照钢制压力容器（）规定，决定选用高合金钢板，该板材在一下的许用应力由过程设备设计附表查取，常温屈服极限。计算夹套内压介质密度液柱静压力最高压力设计压力所以故计算压力内筒体和底封头既受内压作用又受外压作用，按内压则取，按外压则取2.2.2 夹套筒体和夹套封头厚度计算夹套材料选择热轧钢板，其夹套筒体计算壁厚夹套采用双面焊，局部探伤检查，查过程设备设计表4-3得则查过程设备设计表4-2取钢板厚度负偏差，对于不锈钢，当介质的腐蚀性极微时，可取腐蚀裕量，对于碳钢取腐蚀裕量，故内筒体厚度附加量，夹套厚度附加量。根据钢板规格，取夹套筒体名义厚度。夹套封头计算壁厚为取厚度附加量，确定取夹套封头壁厚与夹套筒体壁厚相同。2.2.3 内筒体壁厚计算按承受内压计算焊缝系数同夹套，则内筒体计算壁厚为：按承受外压计算设内筒体名义厚度，则，内筒体外径。内筒体计算长度。则，由过程设备设计图4-6查得，图4-9查得，此时许用外压为：不满足强度要求，再假设，则，内筒体计算长度则，查过程设备设计图4-6得,图4-9得，此时许用外压为：故取内筒体壁厚可以满足强度要求。考虑到加工制造方便，取封头与夹套筒体等厚，即取封头名义厚度。按内压计算肯定是满足强度要求的，下面仅按封头受外压情况进行校核。封头有效厚度。由过程设备设计表4-5查得标准椭圆形封头的形状系数，则椭圆形封头的当量球壳内径，计算系数A查过程设备设计图4-9得故封头壁厚取可以满足稳定性要求。2.2.4 水压试验校核试验压力内同试验压力取夹套实验压力取内压试验校核内筒筒体应力夹套筒体应力而故内筒体和夹套均满足水压试验时的应力要求。外压实验校核由前面的计算可知，当内筒体厚度取时，它的许用外压为，小于夹套的水压试验压力，故在做夹套的压力实验校核时，必须在内筒体内保持一定压力，以使整个试验过程中的任意时间内，夹套和内同的压力差不超过允许压差。2.3 入孔选型及开孔补强设计入孔选型选择回转盖带颈法兰入孔，标记为：入孔PN2.5,DN450,HG/T 21518-2005,尺寸如下表所示: 密封面形式公称压力PN（MP）公称直径DN突面（RF）螺柱螺母螺柱总质量（）数量直径长度开孔补强设计最大的开孔为入孔，筒节，厚度附加量，补强计算如下：开孔直径圆形封头因开孔削弱所需补强面积为：入孔材料亦为不锈钢0Cr18Ni9，所以所以有效补强区尺寸：在有效补强区范围内，壳体承受内压所需设计厚度之外的多余金属面积为：故可见仅就大于,故不需另行补强。最大开孔为入孔，而入孔不需另行补强，则其他接管均不需另行补强。2.4 混合器的选型桨径与罐内径之比叫桨径罐径比,涡轮式叶轮的一般为0.250.5，涡轮式为快速型，快速型混合器一般在时设置多层混合器，且相邻混合器间距不小于叶轮直径d。适应的最高黏度为左右。混合器在圆形罐中心直立安装时，涡轮式下层叶轮离罐底面的高度C一般为桨径的11.5倍。如果为了防止底部有沉降，也可将叶轮放置低些，如离底高度.最上层叶轮高度离液面至少要有1.5d的深度。符号说明键槽的宽度混合器桨叶的宽度轮毂内经混合器桨叶连接螺栓孔径混合器紧定螺钉孔径轮毂外径混合器直径混合器圆盘的直径混合器参考质量轮毂高度圆盘到轮毂底部的高度混合器叶片的长度弧叶圆盘涡轮混合器叶片的弧半径混合器许用扭矩轮毂内经与键槽深度之和混合器桨叶的厚度混合器圆盘的厚度工艺给定混合器为六弯叶圆盘涡轮混合器，其后掠角为，圆盘涡轮混合器的通用尺寸为桨径:桨长:桨宽，圆盘直径一般取桨径的，弯叶的圆弧半径可取桨径的。查HG-T 3796.112-2005,选取混合器参数如下表由前面的计算可知液层深度，而，故，则设置两层混合器。为防止底部有沉淀，将底层叶轮放置低些，离底层高度为，上层叶轮高度离液面的深度，即。则两个混合器间距为，该值大于也轮直径，故符合要求。2.5 混合附件挡板挡板一般是指长条形的竖向固定在罐底上板，主要是在湍流状态时，为了消除罐中央的“圆柱状回转区”而增设的。罐内径为，选择块竖式挡板，且沿罐壁周围均匀分布地直立安装。3 传动装置的设计3.1 减速器和电动机的选型条件(1) 机械效率，传动化，功率，进出轴的许用扭距和相对位置。(2) 出轴旋转方向是单项或双向。(3) 混合轴轴向力的大小和方向。(4) 工作平稳性，如震动和荷载变化情况。(5) 外形尺寸应满足安装及检修要求。(6) 使用单位的维修能力。(7) 经济性。3.2电动机与减速器的选择混合设备的电动机通常选用普通异步电动机。澄清池混合机采用YCT系列滑差式电磁调速异步电动机，消化池混合机一般采用防爆异步电动机。混合设备的减速器应优先选用标准减速器及专业生产厂产品，参考文献2“标准减速器及产品”选用，其中一般选用机械效率较高的摆线针轮减速器或齿轮减速器：有防爆要求时一般不采用皮带传动：要求正反向传动时一般不选用蜗轮传动。电动机及减速机选用，见表3-1表3-1电动机与减速器的选型名称符号单位第一档第二档第三档混合器的转速nr/min7.55.93.64混合功率NKW0.340.160.04电动机算功率N=式中k工况系数24h连续运行为1.2=摆线针轮减速机传动效率=滚动轴承传动效率 KW0.460.220.05选用电动机的功率KW0.80.40.4电动机同步转速r/min150015001500减速比200254412选用减速器减速比187289385选用减速器输出轴转速r/min85.23.93.3 联轴器的选型根据机械设计手册及混合机的类型选用凸缘联轴器，由电机的尺寸选择联轴器轴径d=65mm， L1=104mm，L2 =42mm，许用扭转为850N.m，质量为17.97Kg，标记为：联轴器D65-ZG， 3.4 混合轴的设计及其结果验证由上面所选联轴器的类型初步确定混合轴小径为：d1=65mm 下面来做轴径的理论计算：由过程装备设计查的公式：（3.1）式中C2按扭转刚度计算系数，当扭转角为1/m时，C2=91.5N混合器的功率，单位KWn混合器的转速，单位r/min得：第一档：第二档：第三档：经上面计算所的结果可以看出3个轴径的理论数值都小于65mm，故轴的小径选：d1=65mm3.5 轴与桨叶、联轴器的连接3.5.1 连接形式桨式混合器与轴的连接，当采用桨叶一端煨成半个轴套，用螺栓将对开的轴套夹紧在混合轴上的结构时D600mm时用一对螺栓锁紧：D600mm时用两对螺栓锁紧。这种连接结构为传递扭距可靠起见，宜用一穿轴螺栓使混合器与轴固定。本设计由于轴选取D600mm，故选用一对螺栓缩紧装置。3.5.2 联轴器与轴的连接当采用键和止动螺钉将混合器轴套固定在混合轴上的结构时，键应按GB1095-79平键和键槽的剖面尺寸选取。混合器轴套外劲D宜为轴径D的1.6-2倍。轴套长度应略大于轴套处桨叶宽度在轴线上的投影长度，但不小于D1。由上面设计知：d1=65mm，再由文献4查得，选取键为圆键，长度为85mm，宽度为18mm，厚度为14mm。3.6 轴承的设计与校核3.6.1 混合轴受力模型选择与轴长的计算轴长： 3.6.2 按扭转变形计算计算混合轴的轴径轴的许用扭转角，对单跨轴有；混合轴传递的最大扭矩上式中,，带传动取，所以根据前面附件的选型。取根据轴径计算轴的扭转角所以 3.6.3 根据临界转速核算混合轴轴径刚性轴（不包括带锚式和框式混合器的刚性轴）的有效质量等于轴自身的质量加上轴附带的液体质量。对单跨轴所以圆盘（混合器及附件）有效质量的计算刚性混合轴（不包括带锚式和框式混合器的刚性轴）的圆盘有效质量等于圆盘自身重量叫上混合器附带的液体质量上式中：第个混合器的附加质量系数，查表3.3.41第个混合器直径，第个混合器叶片宽度，叶片倾角，圆盘质量所以作用集中质量的单跨轴一阶临界转速的计算（1）两端简支的等直径单跨轴，轴的有效质量在中点处的相当质量为：第个圆盘有效质量在中点处的相当质量为：所以在点处的相当质量为：所以临界转速为：所以（2）一端固定另一端简支的等直径单跨轴，轴的有效质量在中点处的相当质量为：第个圆盘有效质量在中点处的相当质量为：所以在点处总的相当质量为：所以临界转速为：所以（3）单跨混合轴传动侧支点的夹持系数的选取传动侧轴承支点型式一般情况是介于简支和固支之间，其程度用系数表示。采用刚性联轴节时，,取。所以根据混合轴的抗震条件：当混合介质为液体液体，混合器为叶片式混合器及混合轴为刚性轴时，且所以满足该条件。3.6.4 按强度计算混合轴的轴径受强度控制的轴径按下式求得：式中：轴上扭矩和弯矩同时作用时的当量扭矩轴材料的许用剪应力轴上扭矩按下式求得：包括传动侧轴承在内的传动装置效率，按附录D选取，则所以轴上弯矩总和应按下式求得：（1）径向力引起的轴上弯矩的计算对于单跨轴，径向力引起的轴上弯矩可以近似的按下式计算：第个混合器的流体径向力应按下式求得：式中：流体径向力系数，按照附录C. 2有第个混合器功率产生的扭矩第个混合器的设计功率，按附录C. 3有两个混合器为同种类型，则所以所以（2）混合轴与各层圆盘的组合质量按下式求得。对于单跨轴：单跨轴段轴的质量所以故（3）混合轴与各层圆盘组合质量偏心引起的离心力按下式求得。对于单跨轴：上式中，对刚性轴的初值取许用偏心距（组合件重心处），平衡精度等级，。一般取所以则（4）混合轴与各层圆盘组合重心离轴承的距离按下式计算。对于单跨轴：所以而（5）由轴向推力引起作用于轴上的弯矩的计算。的粗略计算：当或轴上任一混合器时，取故所以所以所以前面计算中取轴径为，故强度符合要求。3.6.5 按轴封处（或轴上任意点处处）允许径向位移验算轴径因轴承径向游隙、所引起轴上任意点离图中轴承距离处的位移。对于单跨轴：轴承径向游隙按照附录C1选取，因此传动侧轴承游隙（传动侧轴承为滚动轴承）单跨轴末端轴承游隙（该侧轴承为滑动轴承）当时，求得的即为轴封处的总位移，所以由流体径向作用力所引起轴上任意点离图中轴承距离处的位移。对于单跨轴：两端简支的单跨轴且, 而所以 =一端固支另一端简支的单跨轴：代入已知数据可得由混合轴与各层圆盘（混合器及附件）组合质量偏心引起的离心力在轴上任意点离图中轴承距离处产生的位移按下式计算对两端简支单跨轴：代入已知数据可得所以对一端固支一端简支单跨轴：代入已知数据可得：所以一般单跨轴传动侧支点的夹持系数介于简支和固支之间，此时值应取式和式之中间值，查附录C4取查附录C5得所以所以总位移及其校核对于刚性轴：所以验算应满足下列条件：轴封处允许径向位移按下式计算：径向位移系数，按附录C61选取所以则满足3.6.6 轴径的最后确定由以上分析可得，混合轴轴径满足临界转速和强度要求，故确定轴径为。混合轴轴封的选择机械密封是一种功耗小、泄漏率低、密封性能可靠、使用寿命长的旋转轴密封。与填料密封相比，机械密封的泄漏率大约为填料密封的，功率消耗约为填料密封的。故采用机械密封。4 支撑装置设计4.1混合机的支承部分4.1.1机座立式混合机设有机座，在机座上要考虑留有容纳联轴器，轴封装置和上轴承等不见的空间，以及安装操作所需的位置。机座形式分为不带支承的J-A型和带中间支承的J-B型以及JXLD型摆线针轮减速器支架，由文献3中的2.8用立式减速器的减速器机座的系列选用，当不能满足设计要求时参考该系列尺寸自行设计。由于混合轴轴向力不大，联轴器为夹壳式故选用JA型机座，由于减速器轴径为65mm，故选用JA65该机座结构如图4-1所示如图4-1 上轴承支承装置4.1.2轴承装置上轴承：设在混合机机座内。当混合机轴向力较小时，可不设上轴承，(如J-A型机座)，但应验算减速机轴承承受混合轴向力的能力。当混合机轴向力较大时，须设上轴承：若减速机轴与混合轴采用刚性连接，可在机座中设一个上轴承，以承担混合机轴向立和部分劲向力，如图(5-2)所示：若减速机轴用非刚性连接，可在机座中设两个轴承。当混合的轴向力很大时，减速机轴与混合轴应用采用非刚性连接，应在机座中设两个上轴承或在机座中设一个上轴承并在容器内或填料箱中再设支承装置。轴承盖处的密封，一般上端用毛圈，下端采用橡胶油封。4.2下支撑座的设计4.2.1轴承的选型底轴承：设在容器底部，起辅助支承作用，只承受劲向荷载。轴衬和轴套一般是整体式，安装时先将轴承座对中，然后将支架焊于罐体上或将轴承固定于池中预埋件上。底轴承分以下两种：1. 罐装底轴承：罐用底轴承用于容药混合中，需加压力清水润滑，不能空罐运转，其结构为滑动轴承形式。(1) 适用于大直径容器的三足式底轴承，如图4-2所示，图4-2 三足底轴承(2) 可折式底轴承可分为焊接式与铸造式两类。此种结构形式可不拆混合轴即能将底轴拆下。可拆式底轴承尺寸和零件材料。2. 下底轴承：用于混合池或反应池中。其结构形式分为滚动轴承座和滑动轴承两种：(1) 滚动轴承座：在滚动轴承内和滚动轴承座空间须填润滑脂。滚动轴承必须严格密封，以防止泥沙和易沉物质的磨损。(2) 滑动轴承座：这种轴承必须注压力清水进行冲刷和润滑，在混合机起动前应先接通清水，水量不超过1L/min。滑动轴承材料：滑动轴承中轴衬和护套的材料应选择两中不会胶合的材料。橡胶轴承内环工作面与轴的间隙可取0.05-0.2mm。在内环工作面应轴向均布6-8条梯形截面槽，尖角圆滑过渡。4.2.2支撑套的设计根据上面所选轴承知，支撑套的材料应选45#钢，且轴承套的内径为轴承的外径。查国标一般选20mm的板厚作为支撑套的原材料，该图形设计由上面选择的轴承座的类型根据文献3选GPF-80型，如图5-3所示：图4-3 下滑动轴承机座5 轴的密封5.1密封装置的类型用于机械混合反应器的轴封主要有两种：填料密封和机械密封。轴封的目的是避免介质通过转轴从混合容器内泄漏或外部杂质渗入混合容器内。5.2 轴的密封选择填料密封结构简单、制造容易，适用于非腐蚀性和弱腐蚀性介质、密封要求不高、并允许定期维护的混合设备。 1填料密封的结构及工作原理填料密封的结构由：底环、本体、油环、填料、螺柱、压盖及油杯等组成。在压盖的压力作用下，装在混合轴与填料箱本体之间的填料，对混合轴表面产生径向压紧力。由于填料中含有润滑剂，因此，在对混合轴产生径向压紧力的同时，使混合轴得到润滑，而且阻止设备内流体的逸出或外部流体的渗入，达到密封目的。 2填料密封的选用根据填料的性能选用：当密封要求不高时，选用一般石棉或油浸石棉填料，当密封要求高时，选用膨体聚四氟乙烯、柔性石墨等填料。各种填料材料的性能不同，按表选用。填料名称介质极限温度C介质极限压力Mpa线速度m/s适用条件油浸石棉填料4506-蒸汽、空气、工业用水、重质石油产品、弱酸性等聚四氟乙烯纤维编结填料250302强酸、强碱、有机溶剂聚四氟乙烯石棉盘根260251酸碱、强腐蚀性溶液、化学试剂等石棉线或石棉线与尼龙线浸渍聚四氟乙烯填料300302弱酸、强碱、各种有机溶剂等柔性石墨填料250-300202醋酸、硼酸、柠檬酸盐酸等酸类膨体聚四氟乙烯石墨盘根25042强酸、强碱、有机溶液因为在水处理中对密封要求不高，只要能够阻止设备内流体的逸出或外部流体的渗入，达到密封目的即可。根据以上的填料密封的介绍，本课题的密封装置选用：油浸石棉填料填料密封。5.3 封口锥结构选型与计算符号说明轴向力系数；封口锥的连接系数；内筒体厚度附加量，；夹套厚度附加量，；容器内径，；夹套内径，；夹套封头与容器封头的连接园直径，；容器外壁至夹套壁中面的距离封口锥连接的强度系数；与封口锥相接的夹套加强区的实际长度，或连接封口锥与夹套的第一道环焊缝至折边锥体切线的距离，；工作或试验条件下容器内的设计压力，；工作或试验条件下夹套或通道内的设计压力，；夹套或通道的许用内压力，；容器筒体的实际壁厚，；夹套筒体、封口锥或通道的实际壁厚，；夹套筒体、封口锥或通道的计算厚度，；容器壳体与夹套壳体的间距系数；容器壳体与夹套壳体强度比系数；封口锥连接长度系数；封口锥相对有效承载长度系数；封口锥过渡区转角内半径系数；设计温度下容器壳体材料的许用应力，；设计温度下夹套壳体或通道材料的许用应力，；计算的焊缝系数；夹套筒体的纵焊缝系数；容器筒体的环焊缝系数；夹套筒体的纵焊缝系数；选择（a）型结构a. 轴向力系数A式中：，即，取所以辅助系数、容器壳体与夹套壳体的间距系数上式中：所以因所选封口锥结构为（a）型，故封口锥过渡区转角内半径系数。封口锥连接长度系数，对于有容器壳体于夹套壳体强度比系数计算的焊缝系数、封口锥相对有效承载长度系数所以封口锥的连接系数式中：对于，所以则对于，所以，所以则封口锥的许用内应力所以封口锥壁厚应等于或大于与其相连接的夹套筒体壁厚，故取封口锥壁厚为。总结两个多月的毕业设计在忙碌中就快要结束了,在这两个多月的时间里,在毕业设计之余还要兼顾找工作,因此,在这段时间里我觉得生活非常的充实.不但在毕业设计中巩固了以前的知识,而且在人生道路上学到在校园学不到的社会交际.毕业设计是大学四年所学知识的一个考察,它兼顾了四年中所学的基础和专业知识,因此不同于以前的课程设计,毕业设计是课程设计一个质的飞越.认识到这点,我对待毕业设计的态度也不敢懒散,一直抱以认真谨慎的学习态度.在接到毕业设计课题后首先要做的就是搜集各方面的资料，以前的课程设计都是老师给出的，不用自己去烦恼。但是毕业设计就不同了，它是一个综合设计，很多资料，数据都需要自己通过各种途径搜集得到。虽然毕业设计内容繁多，过程繁琐但我的收获却更加丰富。提高是有限的但提高也是全面的，正是这一次设计让我积累了无数实际经验，使我的头脑更好的被知识武装了起来，也必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通力和理解力。顺利如期的完成本次毕业设计是我最大的动力，让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心。在本次设计中，要用到许多基础理论，由于有些知识已经遗忘，这使我们要重新温习知识，因此设计之前就对大学里面所涉及到的有关该课题的课程认真的复习了一遍，开始对本课题的设计任务有了大致的了解，并也有了设计的感觉。同时，由于设计的需要，要查阅并收集大量关于机械制造方面的文献，进而对这些文献进行分析和总结，这些都提高了我们对于

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