煅燒爐粉體混合器畢業(yè)設計

1、<p><b>　　畢業(yè)設計</b></p><p>　　GRADUATE DESIGN</p><p>　　設計題目：煅燒爐粉體混合器</p><p>　　—被動軸、齒輪及整體結構設計</p><p><b>　　學生姓名： </b></p><p><b&

2、gt;　　專業(yè)班級： </b></p><p><b>　　學 院： </b></p><p><b>　　指導教師： </b></p><p>　　2012年05月31日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　

3、純堿產(chǎn)品生產(chǎn)的最后一道工序是煅燒。煅燒工藝，設備完善與否對產(chǎn)品質量、能源消耗和操作條件影響甚大。重堿的主要成分為NaHCO3, 其他還有Na2CO3、NH4CO3、NaCL、NH4CL、H2O 等，將含水量大于8%的重堿如直接進入煅燒爐進行煅燒，將造成煅燒爐粘爐，煅燒爐加熱管形成嚴重的結疤，嚴重影響煅燒爐的正常生產(chǎn)。為改善煅燒工藝條件，這就需要使重堿與返堿進爐前得到充分混合降低水分。目前在世界制堿工業(yè)中，一些先進的工業(yè)國家均采用“重返堿

4、高效混合器”，則煅燒爐預混器應運而生。其特點是：重堿及返堿混合均勻；結構緊湊，適于大型化；消除了煅燒爐內結球。關于預混器的設計，其主要內容有筒體設計、齒輪和鏈輪設計、軸承選型、主動軸和從動軸的設計。</p><p>　　關鍵詞：重堿煅燒；返堿；煅燒爐預混器；預混器的設計；。</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>

5、　　The last process of production of soda ash is calcined. Calcining process, well-equipped or not has a great impact to the quality of products, energy consumption and operating conditions., The main ingredients of Heavy

6、 alkali is NaHCO3, others is Na2CO3 ,NH4CO3 ,NaCL, NH4CL ,H2O. If we put the heavy alkali with more than 8% of water into the calcining furnace to calcined directly, that will cause calcinatory stick furnace, form a ser

7、ious scarring in the calciner’s heating pipe, and has a seriou</p><p>　　Key words: Heavy alkali calcining ;FanJian; Burning premixed furnace ;the design of the products; </p><p><b>　　目

8、 錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1預混器出現(xiàn)的背景1</p><p>　　1.2預混器的結構特點1</p

9、><p>　　1.3預混器的特點及作用2</p><p>　　1.4預混器的保養(yǎng)4</p><p>　　1.5煅燒爐預混器存在的問題及改造5</p><p>　　第2章 預混器的筒體設計7</p><p>　　第3章 預混器的軸設計9</p><p>　　3.1功率的確定9</p&

10、gt;<p>　　3.1.1電動機確定9</p><p>　　3.2 主動軸設計11</p><p>　　3.2.1實心軸部分11</p><p>　　3.2.2空心軸部分15</p><p>　　3.2.3軸的校核18</p><p>　　3.3被動軸的設計22</p><

11、;p>　　3.3.1 實心軸部分22</p><p>　　3.3.2空心軸部分25</p><p>　　第4章 預混器的傳動設計32</p><p>　　4.1齒輪的設計32</p><p>　　4.1.1按齒面接觸疲勞強度計32</p><p>　　4.1.2確定幾何尺寸33</p>

12、<p>　　4.1.3校核齒根彎曲疲勞強度33</p><p>　　第5章 預混器的附件設計35</p><p>　　5.1支座選型及校核35</p><p><b>　　結論38</b></p><p><b>　　參考文獻39</b></p><p>

13、<b>　　謝 辭41</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1預混器出現(xiàn)的背景</p><p>　　重堿煅燒是純堿生產(chǎn)工藝中的最后工序，也是一個很重要的工序，這個工序的工藝、設備完善與否對產(chǎn)品質量、能源消耗和操作條件的關系很大。重堿的主要成分是NaHCO3，其次還有Na2C

14、O3、NH4HCO3、NaCl、NH4Cl、H2O等，其中水分在17～19%（重量），由于過高水分和氯離子的存在，直接進入煅燒爐會在爐內壁形成結疤或出堿球，影響產(chǎn)品質量。實踐證明，沒有沾堿危險的重堿進入煅燒爐前必須加入反堿以使水分降低到8%以下。侯德榜說過：“煅燒爐操作的全部訣竅在于適量反堿”?！?】</p><p>　　反堿是從煅燒爐內直接取出，再從產(chǎn)品中分離出來的部分。反堿加入量的多少與重堿投入量、重堿含水量

15、有直接關系。</p><p>　　在煅燒操作中重堿與返堿混合方式主要有以下三種【2】：</p><p>　　(1)．在煅燒爐前部進堿鉸龍設有預混段。返堿和重堿分別通過返堿加料器和氣封轉動閥送到進料預混段混合再經(jīng)進料送入煅燒爐。進堿鉸龍既起到了輸送的作用也起到了混合作用。這種方式由于返堿與重堿混合時間短促，不能完全混合，所以，即使是每噸純堿加入了3噸返堿，仍難以避免結疤、結球，造成操作條件惡

16、化，影響傳熱，增加熱量消耗。</p><p>　　(2).自身返堿混合式。這種混合方式是在爐體自身設有返堿管，煅燒后的純堿經(jīng)返堿管返回到爐頭與重堿混合，降低水份，又分外自身返堿與內自身返堿。外自身返堿是指在爐體外設有返堿管，螺旋在爐體上。內自身返堿是在爐體內有一根返堿管。這種自身返堿混合方式操作難度較大，易造成返堿管堵。</p><p>　　(3).外預混式。這種混合方式是在煅燒爐外有專門

17、的預混裝置－預混器。重堿和返堿分別通過氣封轉動閥和返堿加料器運到預混器，達到充分混合的目的。依據(jù)重堿水份和重堿投入量的多少，通過返堿加料器控制返堿量的多少。</p><p>　　1.2預混器的結構特點</p><p>　　預混器結構為在鋼板外殼中裝有兩根平行軸，一根主動軸由電動機經(jīng)減速機帶動、另一根為從動軸，由主動軸經(jīng)齒輪帶動，兩軸轉動方向相反。兩軸上均帶有按一定距離、一定角度布置的槳葉。

18、軸轉動時帶動槳葉做圓周運動，按一定配比進入器內的重堿與返堿在槳葉的攪動下進行混合【3】，借助于有一定角度的槳葉的作用，混合物料沿軸向向出料端移動，從而完成重堿與返堿的混合作用。</p><p>　　預混器的關鍵部件是帶槳葉的主動軸及從動軸，主動軸與從動軸帶槳葉段由無縫鋼管制成，其上布有扇形槳葉，槳葉面與軸線的交角成60。軸的槳葉面與軸線的交角剛好相反。這樣才能保證主動軸與從動軸運轉時使物料向出料向推動，預混器的整

19、體結構如圖1.1所示：</p><p>　　圖1.1 預混器的整體結構圖</p><p>　　1.3預混器的特點及作用</p><p>　　YHQ-4預混器與國內最早的單軸犁刀式預混器相比，具有以下優(yōu)點：</p><p>　　由于采用多組槳葉，混合效果好，混合后無大堿球。</p><p>　　攪拌槳直徑小，帶起堿塵較

20、少，攪拌功率亦較低，但為使預混器在正常停機后順利啟動，故電機配備功率有較大富裕。</p><p>　　幾年的生產(chǎn)實踐證明設置預混器是煅燒技術的一個進步，它有以下作用【4】： </p><p>　?。?）改善產(chǎn)品質量，提高產(chǎn)品堆積密度</p><p>　　由于預混器中，重堿可以充分的與返堿相混合，形成倍半碳酸鈉及一水碳酸鈉，反應式為：</p><p

21、>　　Na2CO3+NaHCO3=Na2CO3·NaHCO3·2H2O+Q,</p><p>　　Na2CO3+H2O=Na2CO3·H2O+Q</p><p>　　這個過程是化學過程，并不是以簡單的返堿去平均重堿中的游離水。由于重堿和純堿充分混合后，有倍半碳酸鈉及一水碳酸鈉生成，而一水碳酸鈉經(jīng)煅燒后即為重質純堿，這正是生產(chǎn)重堿純堿廣泛采用的方法。所在預

22、混器中返堿與重堿能混合充分的條件下，對產(chǎn)品有部分重化作用。</p><p>　　（2）消除煅燒爐內結球</p><p>　　重堿與返堿在預混中充分混合后，使重堿所帶入的游離水變成了結晶水，杜絕了爐內結疤和堿球的生成，可以大大改善操作條件及工人的勞動強度，也為企業(yè)取得了效益。</p><p>　?。?）減少爐氣帶堿量</p><p>　　傳統(tǒng)的

23、工藝煅燒爐出氣帶有大量顆粒很細堆積密度很小的堿塵，進入旋風分離器予以分離，分離下來的堿塵，經(jīng)進堿鉸龍又被送回煅燒爐，形成了煅燒爐與旋風分離器間的堿塵循環(huán)，增加了旋風分離器的負荷和堿損失，而設置預混器后，旋風分離器分離下來的堿塵進入預混器與重堿充分混合，形成一水碳酸鈉及倍半碳酸鈉，再進入煅燒爐可以防止堿塵循環(huán)，減輕旋風分離器的負荷和堿損失。</p><p><b>　?。?）減少返堿量</b>

24、</p><p>　　由于重堿和返堿在預混器中充分混合，在混合過程中產(chǎn)生倍半碳酸鈉，而形成倍半碳酸鈉需要的水量比一水碳酸鈉的要大得多，這意味著需要返堿的量可以更少。</p><p>　　顯然，返堿量的減少，可以提高煅燒爐的生產(chǎn)能力和減少熱量損失，降低蒸汽的消耗及返堿輸送的電耗。</p><p>　?。?）有助于煅燒爐密封，提高爐氣濃度</p><

25、p>　　由于預混器是將重堿與返堿充分混合，形成一水堿及倍伴碳酸鈉之后進入煅燒爐，這時游離水變成結晶，不會再形成結疤，這一點在水合法制重灰得到證實，所以在混合堿出預混器進入進堿鉸龍之間，可以設卸料裝置進行密封，這樣遠比重堿返堿只經(jīng)進堿鉸龍直接進爐的密封要好得多。</p><p>　　通過以上分析可以看出，設置預混器對煅燒爐的操作，對系統(tǒng)能量消耗及降低職工勞動強度等方面都起到了重要作用確實是煅燒技術的一個進步。

26、</p><p><b>　　1.4預混器的保養(yǎng)</b></p><p>　　煅燒工序是純堿生產(chǎn)的主要生產(chǎn)工序之一，它的主要任務是對重堿（NaHCO3）進行加熱分解，制成Na2CO3。本工序特點是不僅運轉設備多，而且大型化，又沒有備機【5】，這樣，如何對本工序設備進行維護、保養(yǎng)、使設備處于完好狀態(tài)，保證生產(chǎn)穩(wěn)定進行，是設備管理人員日常工作的重點，結合本工序生產(chǎn)的特點，

27、以及從事本工序設備管理工作的經(jīng)驗、教訓和體會，對本工序設備的維護保養(yǎng)談幾點看法。</p><p>　　首先，夯實基礎管理：</p><p>　　將設備分類建檔，制定管理卡片。煅燒工序設備種類多，既有專用設備輕重灰煅燒爐、涼堿爐、又有通用設備泵、風機，還有運輸設備皮帶機、刮板機、斗提機及螺旋輸送機，還包括特殊設備塔、換熱器、罐及壓力容器、管道。針對這些情況，將設備分類建檔，并制定管理卡片，使

28、管理人員能系統(tǒng)了解設備的基本情況，為設備在運行過程中的維護、保養(yǎng)、檢修提供技術上的保障。</p><p>　　加強培訓，精心操作?；ぴO備的運轉具有連續(xù)性，而設備的日常維護保養(yǎng)主要靠設備的操作者來完成。因而，就必須對操作工加強培訓和教育。在上崗之前對操作工進行技術培訓，除了解操作知識和掌握操作技能外，特別強調對設備性能的了解，只有掌握設備的技術特性、使用方法及維護保養(yǎng)知識，才能保證上崗。在日常工作中，成立由主任、

29、技術員組成的培訓小組，并設兼教育員，負責培訓工作，經(jīng)常對崗位人員進行叫徐，利用副班組織學習，提高工人的操作水平和對設備維護保養(yǎng)重要性的認識。</p><p>　　抓好潤滑管理。針對工序運轉設備的結構狀況及大型運轉設備對潤滑的特殊要求，編制出本工序潤滑管理手冊，對每一臺設備每一個潤滑點進行統(tǒng)計、歸納，根據(jù)具體情況選用不同型號的潤滑油，制定換油周期，同時成立加油班組，并由專職技術員負責潤滑工作。對潤滑工作由管理人員、

30、操作工、加油工、檢修工四位一體進行管理，互相監(jiān)督檢查，確保設備潤滑良好。</p><p>　　加強保養(yǎng)，使設備處在一個好的工作環(huán)境下運行。由于煅燒工序發(fā)熱設備多，都裝置在廠房內，造成現(xiàn)場高溫，環(huán)境惡劣。這樣，設備的保養(yǎng)就必須加強，在保證各發(fā)熱設備、管道保溫、環(huán)境惡劣。這樣，設備的保養(yǎng)就必須加強，在保證各發(fā)熱設備，管道保溫、環(huán)境通風良好的同時，要求操作人員必須愛護設備，經(jīng)常對設備進行清理、擦洗，尤其是電機、減速機等

31、關鍵部位，必須見本色。管理人員對設備衛(wèi)生建立考核制度。</p><p>　　加強檢修計劃，定期檢查，見縫插針，消除隱患。</p><p>　　煅燒工序運站設備較多，而且設有備機，設備的檢修檢查工作就尤為重要。必須合理安排檢修，使之服務于生產(chǎn)，與生產(chǎn)不發(fā)生矛盾。</p><p>　　要求設備管理人員要經(jīng)常深入現(xiàn)場熟悉了解設備的性能及使用狀況，對設備運行情況跟蹤記錄，分

32、類編制設備運行狀況統(tǒng)計表，分析確定設備的檢修計劃，編制設備檢修周期表，安排好設備的檢修。</p><p>　　加強巡回檢查。對設備運行中出現(xiàn)的事故隱患，徹底檢查，使設備事故處理在萌芽狀態(tài)，減少事故停車次數(shù)及時間，使設備運行平穩(wěn)，這一點是設備管理的關鍵。根據(jù)化工的特性，制定出化工操作人員、維修人員、技術人員三位一體的巡回檢查制度。</p><p>　　此外，應指出預混器使用時的注意事項：熱的

33、返堿與冷的濕堿混合過程中會產(chǎn)生較大量的水蒸汽，同時有部分NH3,也隨同氣體逸出，因此預混器的排氣管一定要引到爐氣冷凝系統(tǒng)中去，以便回收NH3。為了保持爐氣濃度不被沖淡，預混器與外界相通的管口一定要密封，以提高預混器的操作水平。</p><p>　　經(jīng)過多年的生產(chǎn)實踐，【6】發(fā)現(xiàn)預混器具有如下優(yōu)點：重堿及返堿結合均勻；結構緊湊，適于大型化；消除了煅燒爐內結球。</p><p>　　1.5煅燒

34、爐預混器存在的問題及改造</p><p>　　煅燒爐預混器雖然具有上述優(yōu)點，但在早期的實際使用過程中還是暴露出了一些問題【7】，主要問題如下：</p><p>　　a、預混器軸端；b、攪拌翅片掉；c、預混器軸封漏堿。</p><p>　　針對上述問題，煅燒車間會同有關部門進行了認真的研究與探討，針對不同問題制定了不同的解決方案。第一，以前煅燒爐預混器軸在使用到一年左

35、右的時間，就存在斷軸的可能，經(jīng)與生產(chǎn)廠家對斷軸進行研究后發(fā)現(xiàn)，損壞的預混器軸管壁較薄，且腐蝕嚴重，并且未進行熱處理，韌性較差，這樣在不斷的扭力作用下，很容易就能達到預混器軸的扭曲極限，而使軸扭斷。【8】找出原因后，對管壁進行加厚由原來壁厚12mm加大到16mm，提高它的抗扭強度，并且對軸經(jīng)行熱處理，以提高它的韌性，經(jīng)上述改進后，預混器軸使用時間由原來的一年左右提高到現(xiàn)在的兩年多，不但提高了設備的維修周期，而且降低了維修費用，同時穩(wěn)定了生

36、產(chǎn)，增加了產(chǎn)量；第二，在煅燒爐的生產(chǎn)過程中經(jīng)常發(fā)生出堿星型卡停現(xiàn)象，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是掉落的預混器攪拌翅片卡停出堿星型，對預混器軸檢查發(fā)現(xiàn)預混器軸腐蝕較為嚴重，攪拌翅片與預混器軸連接處焊縫均不同程度出現(xiàn)裂縫，在攪拌過程中因攪拌的作用力較大，很容易使焊縫處出現(xiàn)裂紋的攪拌翅片從預混器軸上掉落，從而造成出堿星型卡停。為防止再次出現(xiàn)類似情況，對圖紙進行修改，以前攪拌翅片直接焊接在預混器軸上，沒有進行加固，承受力較小，改造后在預混器軸上安裝攪</

37、p><p>　　圖1.2 改造后的填料函</p><p>　　第2章 預混器的筒體設計</p><p><b>　　筒體及封頭型式：</b></p><p>　　選擇兩個相割圓柱形筒體，平板型封頭</p><p><b>　　確定筒體：</b></p><

38、p>　　根據(jù)工藝要求，裝料系數(shù)，罐體全容積，罐體公稱容積（操作時盛裝物料的容積）。 已知</p><p>　　筒體寬度B=1650mm 筒體高度 H=1275mm</p><p>　　由此可知筒體的半徑R=475mm</p><p>　　選擇材料，確定設計壓力</p><p>　　按照《鋼制壓力容器》（）規(guī)定，決定選用鋼板，該板材

39、在下的許用應力由《過程設備設計》附表查取，，常溫屈服極限。</p><p><b>　　計算內壓：</b></p><p><b>　　介質密度</b></p><p><b>　　靜壓力 </b></p><p>　　H為填料高度 所以靜壓力 </p>

40、<p><b>　　設計壓力為常壓 </b></p><p><b>　　計算壓力</b></p><p>　　=0.102745MPa</p><p><b>　　筒體和封頭厚度</b></p><p>　　夾套材料選擇熱軋鋼板，其</p><

41、p><b>　　筒體計算壁厚</b></p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　查《過程設備設計》表4-3得</p><p><b>　　則</b></p><p>　　查《過程設備設計》表4-2取鋼板厚度負偏差，當介質有腐蝕性，對于碳鋼取腐蝕裕

42、量，故筒體厚度附加量， 再由第一次厚度元整值。 </p><p>　　根據(jù)鋼板規(guī)格，取夾套筒體名義厚度 </p><p>　　設內筒體名義厚度，則有效厚度為</p><p><b>　　筒體長度</b></p><p>　　則 ，由《過程設備設計》圖4-6查得，圖4-9查得，此時許用內壓為：</p>

43、<p><b>　　滿足強度要求</b></p><p><b>　　筒體的厚度 </b></p><p>　　第3章 預混器的軸設計</p><p><b>　　3.1功率的確定</b></p><p>　　3.1.1電動機確定</p><p&

44、gt;　　由馬青山關于臥式雙軸攪拌的研究</p><p>　　粉粒體攪拌的葉片式攪拌葉輪功率數(shù)學表達式：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　　粉體力學性質：</b></p><p><b>　　壓實系數(shù)： </b></p>

45、<p><b>　　尺寸特征：</b></p><p>　　裝料高度 H=475mm </p><p><b>　　葉片個數(shù)= 35</b></p><p>　　葉片寬度 w=187mm </p><p>　　葉輪轉速 N=0.644rad/s</p><p>

46、;　　加料系數(shù)： （3-2）</p><p>　　式中， --加料體積</p><p><b>　　--攪拌釜的體積</b></p><p>　　由《混合設備設計》【9】表4--10 瞬間失重粒子混合機主要參數(shù)</p><p>　　加

47、料系數(shù) </p><p>　　該系數(shù)反映了攪拌釜利用率。自空間的大小對粉體的流態(tài)化程度有較大影響。 </p><p>　　速度數(shù) （3-3）</p><p>　　該數(shù)是將攪拌速度化作量綱為一的結果，對葉片式，對螺帶式。</p><p>　　加料

48、數(shù) （3-4）</p><p>　　式中 ---物體高度；</p><p>　　---葉輪端部距釜壁距離</p><p>　　該數(shù)表示槳被埋在物料中的相對深度，對葉輪受力有較大影響。</p><p>　　由以上討論可知，功率數(shù)是物料物性、攪拌葉輪運動速

49、度和葉片被埋深度等的函數(shù)，即</p><p>　?。?-5） 將上式化作量綱為一得</p><p><b>　　（3-6）</b></p><p>　　應用以上推導結果對臥式單軸攪拌釜中攪拌功率進行處理，得功率數(shù)關聯(lián)式為 </p><p><b>　?。?-7） </b></p>

50、;<p>　　所設計攪器為雙軸攪拌器所以

51、 </p><p><b>　　=36.645</b></p><p>　　由《機械設計課程設計》【10】表19-1選擇電動機 55KW 985rpm。 </p><p>　　由電動機的轉速和攪拌軸的轉速可知減速機的減速比為，電動機功率55kW參照給定的選型，根據(jù)《攪

52、拌與混合設備設計選用手冊》【11】表9-28選擇XL-11減速機。</p><p>　　根據(jù)《機械設計課程設計》表19-3 Y系列電動機的安裝及外形尺寸確定電動機的安裝方式。</p><p><b>　　3.2 主動軸設計</b></p><p>　　3.2.1實心軸部分</p><p>　　3.2.1.1直徑的確定&l

53、t;/p><p>　　按扭矩計算軸的強度（軸的強度計算)</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　式中 ， 截面最大剪應力MPa</p><p>　　軸的傳遞的扭矩N.mm</p><p><b>　　抗扭截面系數(shù)</b></p&g

54、t;<p>　　降低后的扭轉許用剪應力</p><p><b>　　35鋼取</b></p><p><b>　　其中</b></p><p>　　P 攪拌的功率，kw</p><p>　　n 攪拌軸轉數(shù),r/min</p>

55、<p>　　d 轉軸的直徑</p><p><b>　　因為</b></p><p>　　為防止軸產(chǎn)生過大得扭轉變形攪拌軸需進行剛度計算，工程上以單位長度的扭轉角不得超過許用扭轉角作為扭轉的剛度條件</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>

56、　　式中， 軸的扭轉變形的扭轉角，/m</p><p>　　G 剪切彈性模量，對于碳鋼及合金鋼</p><p>　　I 軸截面的極慣性矩，</p><p>　　在精密穩(wěn)定的傳動中， 可取1/4～ 1/2/m,一般傳動和扭轉的計算可達1/2～ 1/m。</p><p>　　滿足剛度要求所需的最小攪拌軸直徑為

57、</p><p>　　圓整取d=150mm，軸承選用32900 型圓錐滾子軸承</p><p><b>　　校核軸的強度</b></p><p>　　認為槳葉的受力為其型心，槳葉形狀如圖3.1所示，</p><p>　　圖3.1 預混器槳葉形狀</p><p><b>　　則，易得y=

58、0。</b></p><p>　　根據(jù)《工程流體力學》【12】</p><p><b>　?。?-10）</b></p><p><b>　　則</b></p><p>　　3.2.1.2長度的確定</p><p>　　由于葉片加工上空心軸的尺寸必須小于筒體的內徑

59、，且葉片的外緣必須與筒體有一定的間隙</p><p>　　葉片尺寸為 d=273mm 可求得空心軸外徑葉片與筒體空隙與工作條件有一定的關系</p><p><b>　　可取 </b></p><p><b>　　實心軸部分</b></p><p>　　軸頭 有《機械設計基礎》 7-2表軸上零

60、件固定方法如圖3.2所示。</p><p>　　圖3.2 主動軸一端軸頭軸肩關系</p><p><b>　　（3-11）</b></p><p>　　其中， （3-12）</p><p><b>　　與之間為非定位軸肩</b></p

61、><p><b>　?。?-13）</b></p><p><b>　　其中，</b></p><p>　　為軸肩由軸承的選型mm</p><p><b>　　與之間空位軸肩</b></p><p><b>　　（3-14）</b>&l

62、t;/p><p><b>　　以及公式3-5，得</b></p><p><b>　　同理，</b></p><p>　　主動軸另一端 如圖3.3</p><p>　　圖3.3 主動軸的另一端軸頭</p><p><b>　　主要尺寸：</b></p&

63、gt;<p>　　主動軸的主要長度尺寸： </p><p>　　3.2.2空心軸部分</p><p>　　3.2.2.1軸的強度計算</p><p><b>　　（3-15）</b></p><p>　　式中， ——截面最大剪應力，Mpa</p><p>　　——軸所傳遞的扭矩，N&

64、#183;mm</p><p><b>　　——抗扭截面系數(shù)，</b></p><p>　　——降低后的扭轉許用剪應力</p><p>　　其中 嚙合力 </p><p>　　由式 （3-16）</p><p>　　式中，

65、 ——攪拌傳遞功率，KW</p><p><b>　　——攪拌軸轉數(shù)，</b></p><p>　　——空心軸內徑，mm</p><p>　　——空心軸外徑，mm</p><p>　　——空心軸內徑與外徑的比值</p><p>　　3.2.2.2軸的剛度計算</p><p>

66、;　　為防止軸產(chǎn)生過大的扭矩變形，攪拌軸需進行剛度計算。工程上以單位長度的扭轉角不得超過許用扭轉角作為扭轉的剛度條件。</p><p><b>　?。?-17）</b></p><p>　　式中， ——軸扭轉變形的扭轉角，；</p><p>　　——切變模量，對于碳鋼及合金鋼G=7.94104MPa；</p><p>&

67、lt;b>　　——截面的極慣性矩</b></p><p>　　[]在精密穩(wěn)定的傳動中，[]可取至；一般傳動和攪拌的計算，可選至1；對精度要求低的傳動可取1。</p><p><b>　　空心軸由下式，</b></p><p><b>　　（3-18）</b></p><p><

68、;b>　　= </b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=101mm</b></p><p>　　由于葉片加上空心軸的尺寸必須小于筒體的內徑，且葉片的外緣必須與筒體有一定的間隙</p><p>　　葉片尺寸為 可求得空心軸外徑葉片與筒體空隙

69、與工作條件有一定關系 可取 由內外徑之比可求得</p><p><b>　　軸承的支座反力</b></p><p>　　由空心軸的結構尺寸特征以及空心軸的材料密度</p><p>　　豎直方向受力分析如圖3.4所示，</p><p>　　圖3.4 豎直方向受力分析</p><p><b

70、>　　齒輪嚙合力 </b></p><p><b>　　由力與力矩方程</b></p><p><b>　　得</b></p><p>　　水平方向受力分析如圖3.5所示，</p><p>　　圖3.5 水平方向受力分析</p><p><b&g

71、t;　　由力和力矩平衡</b></p><p><b>　　由 </b></p><p><b>　　得</b></p><p><b>　　由此可選軸承</b></p><p>　　32900型圓錐滾子軸承（GB/T 297 ——1944）【18】</p&

72、gt;<p><b>　　3.2.3軸的校核</b></p><p>　　根據(jù)對軸承的校核求出了以下物理量</p><p>　　由齒輪的受力分析可得</p><p>　　由鏈條對鏈輪的載荷分析可得</p><p>　　則主動軸總受力分析如圖3.6所示，</p><p>　　圖3.6

73、 主動軸總受力分析</p><p><b>　　水平面內彎矩</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　圖3.7 水平面內彎

74、矩</p><p><b>　　豎直面內彎矩</b></p><p>　　=-80507 N·m</p><p>　　=-144764 N·m</p><p>　　=1312242 N·m</p><p>　　圖3.8 豎直面內彎矩</p><p

75、><b>　　根據(jù)合成彎矩 </b></p><p><b>　　B截面彎矩 </b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　C截面合成彎矩</b></p><p><b>　　E截面的合成彎矩 </b&

76、gt;</p><p><b>　　D截面的合成彎矩</b></p><p>　　圖3.9 合成彎矩</p><p>　　求解危險截面處軸的計算直徑</p><p>　　許用應力 空心軸的材料選用20鋼 許用應力</p><p>　　實心軸的材料選用35鋼 許用應力&l

77、t;/p><p><b>　　B截面的計算直徑 </b></p><p>　　C截面的計算直徑 </p><p>　　D截面的計算直徑 </p><p>　　E截面的計算直徑 </p><p><b>　　檢查軸強度</b></p><p>

78、　　經(jīng)與結構設計的直徑比較，B,C,D,E各危險截面的截面直徑分別小于其結構設計確定的直徑，故軸的強度足夠。</p><p><b>　　3.3被動軸的設計</b></p><p>　　3.3.1 實心軸部分</p><p>　　3.3.1.1直徑的確定</p><p>　　按扭矩計算軸的強度（軸的強度計算)</p

79、><p><b>　?。?-19）</b></p><p>　　式中， 截面最大剪應力MPa</p><p>　　軸的傳遞的扭矩N.mm</p><p><b>　　抗扭截面系數(shù)</b></p><p>　　降低后的扭轉許用剪應力</p><p

80、>　　35鋼取=20～30MPa</p><p><b>　　其中 </b></p><p>　　P 攪拌的功率，kw</p><p>　　n 攪拌軸轉數(shù),r/min</p><p>　　d 轉軸的直徑</p><p>

81、<b>　　因為</b></p><p>　　為防止軸產(chǎn)生過大得扭轉變形攪拌軸需進行剛度計算，工程上以單位長度的扭轉角不得超過許用扭轉角作為扭轉的剛度條件</p><p><b>　　（4-20）</b></p><p>　　式中， 軸的扭轉變形的扭轉角，/m</p><p>　　G

82、 剪切彈性模量，對于碳鋼及合金鋼G=</p><p>　　I 軸截面的極慣性矩，</p><p>　　在精密穩(wěn)定的傳動中， 可取1/4 ～ 1/2/m,一般傳動和扭轉的計算可達1/2 ～ 1/m</p><p>　　滿足剛度要求所需的最小攪拌軸直徑為</p><p>　　圓整取d=150mm，軸承選用32900 型圓錐滾

83、子軸承</p><p>　　3.3.1.2 長度的確定</p><p>　　由于葉片加工上空心軸的尺寸必須小于筒體的內徑，且葉片的外緣必須與筒體有一定的間隙</p><p>　　葉片尺寸為 d=273 可求得空心軸外徑葉片與筒體空隙與工作條件有一定的關系</p><p><b>　　可取 </b></p>

84、<p><b>　　實心軸部分</b></p><p>　　軸頭 有《機械設計基礎》 7-2表軸上零件固定方法</p><p>　　圖3.10 被動軸一端軸頭軸肩關系</p><p>　　由于與之間為定位軸肩 </p><p><b>　　（3-21）</b></p>

85、<p>　　其中 （3-22）</p><p>　　與為非定位軸肩， 這部分裝有與主動軸相同的齒輪，與齒輪輪轂內徑相同 </p><p>　　與之間為定位軸肩 </p><p>　　以及軸的結構，可以確定</p><p>　　圖3.11 被動軸另一端軸頭&

86、lt;/p><p>　　被動軸的另一端采用了與主動軸直徑小的一端采用了相同的軸承</p><p>　　與為定位軸肩 </p><p>　　根據(jù)輪轂厚度以及軸承寬度可確定被動軸的主要長度尺寸：</p><p>　　3.3.2空心軸部分</p><p>　　3.3.2.1軸的強度計算</p><p

87、><b>　?。?-23）</b></p><p>　　式中， ——截面最大剪應力，Mpa</p><p>　　——軸所傳遞的扭矩，N·mm</p><p><b>　　——抗扭截面系數(shù)，</b></p><p>　　——降低后的扭轉許用剪應力</p><p>

88、;　　其中 嚙合力 </p><p>　　由式 （3-24）</p><p><b>　　得</b></p><p>　　式中， ——攪拌傳遞功率，KW</p><p><b>　　——攪拌軸轉數(shù)，</b></p

89、><p>　　——空心軸內徑，mm</p><p>　　——空心軸外徑，mm</p><p>　　——空心軸內徑與外徑的比值</p><p>　　3.3.2.2軸的剛度計算</p><p>　　為防止軸產(chǎn)生過大的扭矩變形，攪拌軸需進行剛度計算。工程上以單位長度的扭轉角不得超過許用扭轉角作為扭轉的剛度條件。</p>

90、;<p><b>　?。?-25）</b></p><p>　　式中， ——軸扭轉變形的扭轉角，；</p><p>　　——切變模量，對于碳鋼及合金鋼G=7.94104MPa；</p><p><b>　　——截面的極慣性矩</b></p><p>　　[]——在精密穩(wěn)定的傳動中，[]

91、可取至；一般傳動和攪拌的計算，可選至1；對精度要求低的傳動可取1。</p><p><b>　　空心軸</b></p><p>　　由式 （3-26）</p><p><b>　　得</b></p><p><b>

92、;　　= </b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　由于葉片加上空心軸的尺寸必須小于筒體的內徑，且葉片的外緣必須與筒體有一定的間隙</p><p>　　葉片尺寸為 可求得空心軸外徑葉片與筒體空隙與工作條件有一定關系 可取 由內外徑之比可求得</p><p><b&g

93、t;　　軸承的支座反力</b></p><p>　　由空心軸的結構尺寸特征以及空心軸的材料密度</p><p><b>　　空心軸質量</b></p><p><b>　　豎直方向</b></p><p>　　圖3.12 被動軸豎直方向受力分析</p><p>

94、　　由式 （3-27）</p><p>　　與 （3-28）</p><p><b>　　其中</b></p><p><b>　　得 </b></p><p><b>　　水平方向<

95、;/b></p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　3.3.2.2軸的校核</p><p>　　根據(jù)軸承支座反力可知</p><p>　　圖3.13 被動軸總受力分析</p><p><b>　　水平內彎矩</b></p><

96、p><b>　　各點彎矩均為0</b></p><p><b>　　豎直面內彎矩</b></p><p>　　根據(jù)合成彎矩 （3-29）</p><p><b>　　可得</b></p><p><b&g

97、t;　　b截面的合成彎矩</b></p><p><b>　　c截面的合成彎矩</b></p><p><b>　　d截面的合成彎矩</b></p><p>　　求解危險截面處軸的計算直徑</p><p><b>　　許用應力 </b></p><

98、;p>　　空心軸的材料選用20鋼 許用應力</p><p>　　實心軸的材料選用35鋼 許用應力</p><p><b>　　b截面的計算直徑</b></p><p><b>　　c截面的計算直徑 </b></p><p><b>　　d截面的計算直徑 </b><

99、;/p><p>　　圖3.14 被動軸各點許用應力</p><p><b>　　檢查軸強度</b></p><p>　　經(jīng)與結構設計的直徑比較，B,C,D,E各危險截面的截面直徑分別小于其結構設計確定的直徑，故軸的強度足夠。</p><p>　　第4章 預混器的傳動設計</p><p>　　本鏈輪設

100、計適用于功率100kw以下，鏈速在15m/s以下</p><p><b>　　4.1齒輪的設計</b></p><p>　　傳遞功率P=27.5KW n=38.66r/min</p><p>　　一般齒輪傳動對傳動尺寸無特殊限制，可采用軟齒面?zhèn)鲃印?lt;/p><p>　　齒輪選用45鋼正火，齒面平均硬度200HBS。這是

101、閉式軟齒面齒輪傳動，故先按接觸疲勞強度設計，再校核其彎曲疲勞強度。設計步驟如下：</p><p>　　4.1.1按齒面接觸疲勞強度計</p><p>　　傳遞功率 轉速 傳動比；</p><p>　　一般齒輪傳動對傳動尺寸特殊限制，可采用軟齒面?zhèn)鲃印｝X輪選用45鋼正火，齒面平均硬度200HBS。這是閉式軟齒面齒輪傳動，故先按接觸疲勞強度設計，再校核其彎曲疲勞強

102、度。設計步驟如下:</p><p><b>　?。?）許用接觸應力</b></p><p>　　極限應力 </p><p><b>　　=554MPa</b></p><p>　　安全系數(shù) 取SH=1</p><p>　　許用接觸應力

103、</p><p>　?。?）計算齒輪分度圓直徑</p><p>　　齒輪轉矩 </p><p>　　齒寬系數(shù) 單級齒輪傳動中齒輪相對軸承非對稱布置，則取 </p><p>　　載荷系數(shù) 工作平穩(wěn)，軟齒面齒輪，取K=1.4</p><p>　　節(jié)點區(qū)域系數(shù) 標準直齒

104、圓柱齒輪傳動 </p><p>　　彈性系數(shù) </p><p>　　齒輪計算直徑 </p><p>　　4.1.2確定幾何尺寸</p><p>　　齒數(shù) 取Z=35</p><p>　　模數(shù) ，取標準模數(shù)m=2mm</p><p&g

105、t;　　分度圓直徑 </p><p>　　中心距 </p><p>　　齒寬 </p><p>　　4.1.3校核齒根彎曲疲勞強度</p><p><b>　　許用齒根應力</b></p><p>　　極限應力 </p><

106、;p><b>　　=415MPa</b></p><p>　　安全系數(shù) 取=1.4</p><p><b>　　許用齒根應力 </b></p><p><b>　　=296MPa</b></p><p><b>　　驗算齒根應力</b&g

107、t;</p><p>　　復合齒形系數(shù) =4.06</p><p>　　齒根應力 </p><p><b>　　=55.2MPa</b></p><p><b>　　由于 </b></p><p><b>　　故彎曲疲勞強度足夠</

108、b></p><p>　　第5章 預混器的附件設計</p><p>　　5.1支座選型及校核</p><p>　　該攪拌設備為中小型臥式設備，選擇B型耳式支座，對于這一級混合器配置4個耳式支座。</p><p>　　查JB/T4712.3-2007選擇耳式支座B5-1，</p><p>　　耳式支座實際承受載荷計

109、算</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　——支座實際承受的載荷，；</p><p>　　——支座安裝尺寸，；</p><p>　　g——重力加速度，取；</p><p><

110、;b>　　——偏心載荷，；</b></p><p>　　——水平力作用點至地板高度 </p><p>　　——不均勻系數(shù)，安裝3個以上支座時，?。?lt;/p><p>　　——設備總質量（包括殼體及附件，內部介質及保溫層質量），；</p><p><b>　　筒體質量</b></p><

111、p><b>　　封頭質量</b></p><p><b>　　軸質量=</b></p><p><b>　　攪拌槳質量</b></p><p><b>　　夾套質量</b></p><p><b>　　人孔質量</b></

112、p><p><b>　　減速機質量</b></p><p>　　水壓試驗時充水質質量</p><p>　　其他附件如擋板、聯(lián)軸器及接管等，估算這些附件的質量為，則設備總質量為</p><p><b>　　=；</b></p><p><b>　　——支座數(shù)量，；<

113、/b></p><p><b>　　——偏心距，；</b></p><p>　　——地震影響系數(shù)，地震設防烈度為8度，?。?lt;/p><p>　　——水平力，取和的大值，；</p><p>　　因容器置于室內，不計其風壓值，故，即</p><p><b>　　——容器總高度，；<

114、;/b></p><p><b>　　所以</b></p><p>　　,滿足支座本體允許載荷的要求。</p><p>　　計算支座處圓筒所受的支座彎矩:</p><p><b>　　夾套有效厚度：</b></p><p>　　根據(jù)和查表B.1知當圓筒有效厚度為，圓筒內

115、壓為，對于該支座有，故所選滿足能滿足要求。</p><p><b>　　結論</b></p><p>　　今年來我國煅燒技術取得了較大的進展，特別是自身返堿煅燒技術已實現(xiàn)了大規(guī)模的工業(yè)化。濕重堿在自身返堿煅燒爐內的煅燒過程一般是分成兩段，即是混合段和煅燒段。在進料的爐頭部分有一定的長度為重堿與返堿的混合段?；旌虾蟮奈锪想S著煅燒爐的運轉而向爐的中心及后部的煅燒段移動，進

116、而完成煅燒過程。</p><p>　　經(jīng)過不間斷的摸索改造，預混器正朝著我們想要的狀態(tài)運行著，雖然在以后的運行中，可能還會出現(xiàn)這樣或那樣的問題，這需要我們逐步改進，甚至完善。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 李麗娟，云玉娥. 淺談預混器在煅燒操作中的作用[J].化工之友,1999(2):18-19<

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