反应工程设计参考(9)

1Cr18Ni9Ti。

电机的功率P＝10KW，搅拌轴的转速n＝120r/min，根据文献【10】表7-6选择搅拌轴材料为1Cr18Ni9Ti，[?]＝25MPa，剪切弹性模量G＝8×104MPa，许用单位扭转角[?]＝1.0°/m。

由m?9.553?10利用截面法得：

6P10?9.553?106??7.96?105N?mm n1209N?mm 100MTmax?m=9.533?106?由?max?PMT?31777 =9.533?106?10?[?]得：W??9.553?106120?25n[?]W?3搅拌轴为实心轴，由：W??0.2d=31777

解得d≥54.161mm，取d＝60mm （2）搅拌轴刚度的校核

由?max?MTmax180??103 GJp??d432Jp?

刚度校核必须满足： ?max????，即：

9.533?106?d?[?]GP180??103n???329.533?106?10180??103120??48.93mm

?1?8.1?104?32所以搅拌轴的直径取d＝60mm满足条件。 9.3.2搅拌抽临界转速校核计算

由于反应釜的搅拌轴转速n=120r/min＜200r/min，故不作临界转速校核计算。 。

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第10章 传动装置

带动搅拌轴的传动装置是由电动机、减速机、联动轴、釜盖、凸缘法兰等部件组合而成。安置在釜盖上的凸缘法兰、安装底盖支撑着机架和密封箱，传动轴则吊装在机架上的轴承箱内、穿越密封箱体伸入釜内，再利用釜内联动轴与搅拌轴相连。在机架的顶部连接板上安装着电动机和减速机，减速机的输出轴通过带短节的联动轴与传动轴上端的轴颈相连。

10.1电动机和减速机

搅拌器有一定的转速要求，这需电动机通过传动装置来实现。传动装置通常设置在反应釜的顶部，采用立式布置。电动机经减速机将转速减到工艺要求的搅拌转速，在通过联动器带动搅拌转轴旋转。减速机下设机座，以便安在反应釜的封头上。由于考虑到传动装置于轴封装置安装时要求保持一定的同心度以及装卸检修的方便，常在封头上焊一底座，整个传动装置连机座及轴封装置一起安装在这底座上。

反应釜用的电动机绝大部分与减速机配套使用，只在搅拌转速很高时，才有电动机直接驱动搅拌轴，因此，电动机的选用一般与减速机的选用互相配合考虑。

电动机的功率是根据搅拌器所需功率及传动装置的传动效率等确定的，根据设备需的要求，本设计选用JO2型电动机。

10.1.1电动机

电动机的型号应根据功率、工作效率、工作环境等因素选择；工作环境包括防爆、防护等级、腐蚀环境等。本设计中工作介质中含有浓硫酸，所以主要考虑其腐蚀环境。电动机的功率包括搅拌器运转功率及传动装置和密封系统的功率损耗【14】立式安装电动机结构见图10-1。根据设备所需的要求，本设计选用YB（隔离型异步电动机）。

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图10-1立式安装电动机结构及尺寸表

10.1.2减速机

减速机是用于电动机和工作机之间独立的闭式传动装置，其主要功能是降低转速，并相应增大扭矩【15】。常用的减速机有摆线针轮减速器、齿轮减速机和三角皮带减速机，其主要特点、应用条件等基本特性见表10-1.一般根据功率、转速来选择减速机。

表10-1釜用立式标准减速机的基本特性

特性 摆线针轮减速器 传动比i 输出轴转速/r/min 输入功率/kW 传动效率 传动原理 87~11 17~160 0.04~245 0.9~0.95 利用少齿差内啮合行星传动 主要特点 该机具有体积小、质量轻、传动比大、传动效率高、故障小、使用寿命长、运转平稳可靠、拆卸方便、容易维修，以及承载能力强、耐冲击、适用于启动频繁和正反转的场合 应用条件

【15】

减速机类型 齿轮减速机 12~6 65~250 0.55~数万 0.95~0.995 两级同中距并流式斜齿轮传动 该机传动比准备，使用寿命长；在相同速比范围内，较之于其他传动装置，具有体积小、效率高、制造成本低、结构简单。装配检修方便等特点 该机结构结构简单，过载时会=产生打滑现象，因此能起到安全保护作用；但皮带滑动也使其不能保证精确的传动比 三角皮带减速机 4.53~2.96 200~500 0.55~200 0.95~0.96 单级三角皮带传动 对过载和冲击有较强允许正反旋转；不允43

允许正反旋转，适用

承受能力，可短期过载75%，允许正反旋转，可用于有防爆要求的场合，与电动机直连供应 许承受外加轴向载荷或只允许使用在搅拌轴向力较小的场合，可用于有防爆要求的场合 于环境温度-20℃~60℃；不能用于有防爆要求的场合，也不允许在使传动胶带受油、酸、碱、有机溶剂接触 根据以上分析，可选择标准号为HG5-745-78，类型为摆线针轮行星减速器，材质为1Cr18Ni9Ti。其结构见图10-2.

图10-2摆线针轮行星减速器

10.2凸缘法兰

凸缘法兰一般焊接于搅拌容器的封头上，用于连接搅拌传动装置，也可兼作安装、维修、检查用孔。凸缘法兰分整理和衬里（L）两种，密封面分突面（R）和凹面（M）两种，其公称直径为DN200~900mm。

本设计选用的凸缘法兰标记为：HG21564-95 法兰R300-16MnR。

10.3机架的设计

立式搅拌设备传动装置是通过机架安装在搅拌容器的封头上，机架内应留有足够的位置，以容纳联轴器、轴封装置等部件，并保证安装操作所需要的空间。大多数情况下，

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机架中间还要安装中间轴承装置，以改善搅拌轴的支承条件【15】。

机架有单支点机架和双支点机架两种。双支点机架适用于搅拌轴载荷较大，对搅拌密封装置有较高要求的场合。对于中等载荷条件，可将减速机出轴的轴承作为另一个支点、或者在釜体内设置有中间轴承且可作为一个支点时，可选用单支点机架。

搅拌轴的支承有悬臂式和单跨式。考虑到筒体内不设置中间轴承或底轴承时，维修检修方便，因此应优先采用悬臂轴。

由于反应釜传来的轴向力不大，减速机输出轴使用了带短节的夹壳联轴节，且反应釜使用不带内置轴承的机械密封，故选用XD型单支点机架（HG21566—95）。由搅拌轴的直径d＝60mm可知，机架的公称直径DN300，由文献【8】表6-10可查得其结构尺寸如图10-3所示。机架可标记为：HG21566-95，机架 B300-60。

图10-3 XD型单支点机架结构

10.4安装底盖

安装底盖的作用主要是安装机架和密封箱体，在对传动系统维修时可临时搁置传动轴。

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