斜葉槳式攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)

斜葉槳式攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)

我們公司設(shè)計(jì)了19m3的溶解劑，磁力密封，內(nèi)筒直徑1600mm，夾殼廠1800mm，內(nèi)筒高度9000mm，內(nèi)筒設(shè)計(jì)壓力2.5mpa，設(shè)計(jì)溫度80，電機(jī)功率：37千瓦，攪拌速28r。最小，斜葉蝶形混音器，8種中部軸承，一種底部軸承，4種裙子，以及總高度約1400mm的砂漿。如此大高徑比反應(yīng)釜我公司第一次設(shè)計(jì)、制造,在設(shè)計(jì)制造過程中,本人歸納、總結(jié)了一些要點(diǎn),供大家參考。1軸向力的影響上凸緣采用如圖一的結(jié)構(gòu),采用O型圈密封。在計(jì)算凸緣強(qiáng)度時(shí),采用軟件SW6-2011中的零部件計(jì)算。因本釜攪拌層數(shù)多,且轉(zhuǎn)速低,故需考慮攪拌槳引起的軸向力。參考HG/T20569-1994,每層斜葉槳式攪拌器的軸向推力為:2軸向力模型的計(jì)算軸的計(jì)算屬于材料力學(xué)問題,多支點(diǎn)軸在材料力學(xué)中屬于超靜定梁,這就需要采用合理的限制,使其能夠簡化成靜定梁,以便于理論計(jì)算并能滿足實(shí)際需要。本設(shè)備攪拌器有九層,支承點(diǎn)有四個(gè),而SW6-2011軟件只提供了有兩個(gè)支點(diǎn)支承的兩種攪拌軸計(jì)算模型,即“懸臂軸”受力模型和帶底軸承的“單跨軸”受力模型,不適用于有中間軸承的結(jié)構(gòu),故只有簡化計(jì)算模型,一步步計(jì)算。式中:FVi―每層斜葉槳式攪拌器的軸向推力,N;Pq―每層攪拌器的設(shè)計(jì)功率,KW;n―攪拌器轉(zhuǎn)速,r/min;θ―槳葉斷面中心線與軸中心線的夾角(°)將計(jì)算的F值代入SW6-2011界面(下圖)中的“附加軸向力”欄,計(jì)算出凸緣厚度,并校核螺栓面積,最終計(jì)算出凸緣有效厚度76mm。首先分析相鄰支承點(diǎn)間的距離,選擇距離最大的兩支點(diǎn)間的軸作為單跨軸計(jì)算(見圖二),從強(qiáng)度、剛度、臨界轉(zhuǎn)速幾個(gè)方面來計(jì)算軸的直徑。因本釜攪拌功率大,轉(zhuǎn)速小,軸較長,按實(shí)心軸計(jì)算后,軸徑超過130mm,既不經(jīng)濟(jì)也不合理,為了減輕軸重,提高軸的安全性,采用空心軸代替實(shí)心軸。計(jì)算過程按標(biāo)準(zhǔn)HG/T20569-1994,這里就不再重復(fù)了。需說明的是,因溶解釜轉(zhuǎn)速較低,在攪拌軸的設(shè)計(jì)計(jì)算中,只要能滿足強(qiáng)度、剛度要求即可,不必再對軸的臨界轉(zhuǎn)速進(jìn)行校核計(jì)算。最終軸徑為φ133×14。3u型夾套容器開口錐的計(jì)算夾套直筒部分的壁厚一般按GB150.3-2011確定,而夾套封口錐處壁厚的計(jì)算常被忽略,事實(shí)上,這是不安全的,因?yàn)閵A套封閉件與夾套筒體是兩個(gè)結(jié)構(gòu)不同的元件,不論是在壓力載荷下,還是在夾套與內(nèi)筒的對流傳熱溫度載荷作用下,兩種結(jié)構(gòu)所引起的應(yīng)力值是不一樣的,所以封閉件應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。U型夾套容器封口錐的計(jì)算按HG/T20569-94,計(jì)算如下:S2―封口錐的實(shí)際壁厚,mm;S2R―封口錐計(jì)算壁厚,mm;P2―工作或試驗(yàn)條件下的設(shè)計(jì)壓力,MPa;D2―夾套內(nèi)徑,mm;A―軸向力系數(shù);B―封口錐連接系數(shù);經(jīng)計(jì)算,夾套最終壁厚為12mm。4臥著套裝法因內(nèi)筒部分長達(dá)近10米,采用立式組裝,因空間限制不可能,故采用臥著套裝。套裝前,在夾套內(nèi)焊兩個(gè)導(dǎo)軌(由兩根圓鋼,兩塊鋼板和若干個(gè)筋板組成),如圖三,長度超過內(nèi)筒長度的三分之一,在內(nèi)筒套入夾套約三分之一后,利用導(dǎo)軌,將內(nèi)筒滑入夾套中。5聯(lián)軸節(jié)及中間軸承的安裝與一般反應(yīng)容器相比,該溶解釜釜體長,多支點(diǎn)支承,若安裝不好會(huì)產(chǎn)生偏心,加劇軸承的磨損和產(chǎn)生震動(dòng),所以安裝軸系時(shí),一定要注意相關(guān)技巧:(1)考慮到夾殼聯(lián)軸節(jié)的組裝及兩個(gè)中間軸承的安裝,設(shè)計(jì)時(shí),在聯(lián)軸節(jié)和中間軸承的下方,同一圓周上焊了四個(gè)安裝用把手,如圖四,既可作吊裝工具用,又方便搭安裝平臺,以組裝聯(lián)軸節(jié)、中間軸承等。(2)嚴(yán)格控制上凸緣平面與設(shè)備中心的垂直度。將攪拌器先放入罐內(nèi),凸緣平面用水平儀找水平,以凸緣基準(zhǔn)面為準(zhǔn),利用專用工裝,檢查凸緣基準(zhǔn)面與罐體的垂直度,同軸度至符合要求。(3)先組裝聯(lián)軸節(jié)和底軸承,再組裝中間軸承,要點(diǎn)是調(diào)整好軸承間隙后,再焊連接筋板。6溶解釜的成功運(yùn)轉(zhuǎn)以上是我對大高徑比反應(yīng)容器設(shè)計(jì)和制造的幾點(diǎn)總結(jié)。我司制