机械搅拌设备的设计方法及要点分析
搅拌设备标准

搅拌设备标准搅拌设备是工业生产中常用的一种设备,其作用是将不同物料进行混合,以达到均匀混合的效果。
在各种工业领域中,搅拌设备的标准化是非常重要的,它可以保证设备的质量和性能,提高生产效率,降低生产成本,保障产品质量。
因此,制定和遵守搅拌设备标准对于工业生产至关重要。
首先,搅拌设备的标准应包括设备的基本要求和性能指标。
例如,设备的结构设计应符合国家相关标准,设备的外观应美观大方,易于清洁,设备的运行稳定性应符合相关要求,设备的混合效果应达到一定标准等。
这些基本要求和性能指标是保证设备正常运行和混合效果的关键。
其次,搅拌设备的标准还应包括设备的安全要求和操作规程。
安全是生产中最重要的环节之一,搅拌设备的标准应包括设备的安全防护装置和安全操作规程,以确保操作人员的安全。
此外,操作规程也是非常重要的,它可以规范操作人员的操作行为,提高生产效率,降低操作风险。
另外,搅拌设备的标准还应包括设备的维护和保养要求。
设备的维护和保养是设备正常运行的保障,搅拌设备的标准应包括设备的维护周期、保养方法、易损件更换周期等内容,以确保设备的长期稳定运行。
除此之外,搅拌设备的标准还应包括设备的环保要求。
环保是当前社会关注的热点之一,搅拌设备的标准应包括设备的节能降耗要求、废气废水处理要求等内容,以减少对环境的影响,保护生态环境。
综上所述,搅拌设备标准的制定和遵守对于工业生产至关重要。
它不仅可以保证设备的质量和性能,提高生产效率,降低生产成本,保障产品质量,还可以确保操作人员的安全,保障环境保护。
因此,各个行业应该高度重视搅拌设备标准的制定和遵守,不断完善相关标准,提高搅拌设备的质量和性能,推动工业生产的健康发展。
《搅拌设备》课件

空载试运行
在无负载情况下进行空载试运 行,检查设备运行是否平稳, 无异常声响和振动。
检查紧固件
对所有紧固件进行检查,确保 无松动现象。
电气系统测试
检查电气系统是否正常,测试 电机和控制系统的功能是否正 常。
负载试运行
在加入负载的情况下进行试运 行,进一步检查设备的性能和 稳定性。
05 搅拌设Leabharlann 的维护与保养节,提高设备的自动化程度和生产效率。
搅拌设备的技术创新与改进
总结词
技术创新与改进是推动搅拌设备发展的关键因素,涉 及多个方面的技术突破和应用。
详细描述
技术创新与改进主要表现在以下几个方面:一是混合技 术的改进,通过优化混合原理和混合工艺,提高混合质 量和效率;二是驱动技术的改进,采用更高效、可靠的 驱动方式,提高设备的稳定性和可靠性;三是密封技术 的改进,通过改进密封结构和材料,提高设备的密封性 能和可靠性;四是智能化技术的引入,通过引入传感器 、控制器和计算机技术等,实现设备的智能化控制和监 测。
《搅拌设备》课件
contents
目录
• 搅拌设备概述 • 搅拌设备的结构与工作原理 • 搅拌设备的选型与设计 • 搅拌设备的安装与调试 • 搅拌设备的维护与保养 • 搅拌设备的发展趋势与展望
01 搅拌设备概述
定义与分类
定义
搅拌设备是一种用于混合、分散 、溶解、悬浮等过程的机械设备 ,广泛应用于化工、制药、食品 、环保等领域。
搅拌设备的发展趋势与展望
总结词
未来搅拌设备的发展将更加注重环保、节能和智能化 ,以满足可持续发展的需求。
详细描述
未来搅拌设备的发展趋势包括以下几个方面:一是更加 注重环保和节能,通过采用新型材料、优化设计和智能 控制等技术手段,降低设备的能耗和排放,提高设备的 环保性能;二是智能化水平的提升,通过引入物联网、 大数据和人工智能等技术,实现设备的远程监控、故障 诊断和预测性维护,提高设备的智能化水平;三是定制 化需求的满足,针对不同行业和不同工艺的需求,开发 定制化的搅拌设备,满足客户的个性化需求。
机械搅拌澄清池设计、计算参考资料

2
分离区:
公式 13
公式 14
Ω2 =ω3+ D =�
π
公式 15
4Ω 2
π(D‘ 2 ) 4
2
池深与容积:
公式 16 公式 17
V’= Q·t 总 V =V’+V0
V’—澄清池有效容积,m3; Q—设计处理水量,m3/h; t 总—池中总停留时间,h;
3 / 23
公式 18
公式 19
W1= 4 D2 H1 W2=V-W1
4 / 23
机械搅拌澄清池设计、计算
公式 33
V2 =
π 4
D1 (H4 + H5)+
2
π 4
(D1′)2(H4 + H5 - B1’)
公式 34
�D2 2 −
V3 = V’-(V1+V2)
要求:V2:V1:V3 ≈ 1:2:7
集水槽: 淹没孔环形集水槽:
Q 集—集水槽流量,m /s; K1—超载系数,可取 1.5; D6—环形集水槽中心线直径,m; 1 Q 集 = 2 Q·K1 公式 35 B5—环形集水槽槽宽,m0 取整,且考虑施工 方便后取值 1.8 D6 =� π ω3 + (D′2 )2 公式 36 h2—环形集水槽终点水深,m; v —环形集水槽内流速,m/s; B5 =0.96Q0.4 (当环形集水槽 7 公式 37 集 hk1—环形集水槽临界水深,m; 为临界断面时) n—环形集水槽表面粗糙系数,钢筋混凝土 Q集 槽取 0.013; h2 = v B 公式 38 l1—集水长度,m; 7 5 (也可用 h2=1.25B5 估算 ) h1—集水槽起点水深,m; ∑ f0 —环形集水槽孔眼总面积,m2; h—孔眼前水位,可取 0.05 m; 3 Q2 集 hk1 = �gB 2 f0—单个孔眼面积,m2 公式 39 5 d0—孔眼直径,m; n1—孔眼数量; (当环形集水槽为临界断面时, S—孔眼间距; hk1=1/2B5) Q 总集—总槽流量,m3/s; 1 B6—总槽槽宽,m; l1=2πD6 公式 40 h3—总槽水深,m; 公式 41 v8—集水总槽流速,m/s; 2h 3 1 i2 l1 2 2 i2—总槽底坡。 h1=� k + (h2 − ) - i2l
搅拌设备设计手册

搅拌设备设计手册一、搅拌设备的概述搅拌设备是化工、医药、食品、冶金等行业常见的重要设备之一,其作用是将固体颗粒或粉末与液体或不同粒度的固体颗粒进行均匀混合或搅拌,以达到理想的混合效果。
搅拌设备大致可分为机械式搅拌设备和非机械式搅拌设备两大类。
机械式搅拌设备主要由搅拌器、传动装置和搅拌容器组成,而非机械式搅拌设备则主要利用气流、液流或超声波等手段进行搅拌。
二、搅拌设备的设计原则1. 混合均匀性:搅拌设备的设计首要考虑因素是混合均匀性。
搅拌设备在搅拌过程中应该保证各种物料能够均匀分布,从而达到预期的混合效果。
2. 操作稳定性:搅拌设备在运行过程中应该保持稳定的操作状态,避免因为设备本身的不稳定而影响搅拌效果。
3. 能耗优化:优化搅拌设备的能耗是设计的重要目标之一。
合理设计传动系统、选用高效搅拌器以及优化搅拌容器结构都能有效降低设备的能耗。
4. 设备维护:搅拌设备的设计应该便于维护和清洁,以便于日常的操作和设备维护。
5. 安全性考虑:搅拌设备的设计应该符合相关的安全规范,保证设备运行过程中不会对操作人员和设备造成危险。
三、搅拌设备的设计要点1. 搅拌器设计:搅拌器是搅拌设备的核心组成部分,其设计应该充分考虑物料的特性以及搅拌的目的。
根据不同的混合要求,可以选择桨叶式搅拌器、螺旋式搅拌器、离心式搅拌器等不同类型的搅拌器。
2. 传动系统设计:传动系统是搅拌设备的动力来源,其设计应该考虑到搅拌器的工作转速、扭矩传递等参数。
在设计过程中应该选择合适的电机、减速机以及传动带等传动部件。
3. 搅拌容器设计:搅拌容器的设计应该充分考虑到物料的特性、搅拌过程中的压力、温度等因素。
对于易结块或粘性物料,搅拌容器的内壁应设计成光滑并防粘涂层。
4. 设备清洁设计:为了方便设备的清洁和维护,搅拌设备的设计应该充分考虑到设备内部结构的平滑度,以及清洁口的设置等。
5. 安全附件设计:在搅拌设备中应该加入相应的安全附件,如防爆设备、过载保护装置等,以保障设备在工作中的安全性。
自动喂料搅拌机课程设计说明书机械原理课程设计

机械原理课程设计说明书设计题目自动喂料搅拌机基本系数方案C系机电院专业机械设计班14-2设计者张国忠指导教师兰海鹏2012年5月29日目录、机器的工作原理及外形图 ..... 错误! 未定义书签、要求数据 ............ 错误! 未定义书签三、设计要求 (2)四、机器运动系统简图 (3)五、过程循环方式 (4)六、四杆机构尺寸设定 (4)七、凸轮机构尺寸设定 (6)八、机械传动计算 (7)九、齿轮设计 (8)十、飞轮转动惯量的确定 (10)十一、心得体会 (10)十二、参考文献 (10)自动喂料搅拌机方案设计(方案C)设计用于化学工业和食品工业的自动喂料搅拌机。
无聊的搅拌动作:电动机通过减速装置带动容器绕垂直轴缓慢整周转动;同时,固连在容器内半勺点E沿图1虚线所示轨迹运动,将容器中拌料均匀搅动。
物料的喂料动作:物料呈粉状或粒状定时从漏斗中漏出,输料持续一段时间后漏斗自动关闭。
一.数据:半勺E的搅拌轨迹数据(表1)自动喂料搅拌机运动分析(表2)自动喂料搅拌机动态静力分析及飞轮转动惯量数据(表3)二.设计要求(1) 机器应包括齿轮(或蜗杆蜗轮)机构、连杆机构、凸轮机构三种以上机构。
(2) 设计机器的运动系统简图、运动循环图。
(3) 设计实现搅料拌勺点E轨迹的机构,一般可米用铰链四杆机构。
该机构的两个固定铰链A、D的坐标值已在表2给出(在进行传动比计算后确定机构的确切位置时,由于传动比限制,D点的坐标允许略有变动)。
(4) 对平面连杆机构进行运动分析,求出机构从动件在点E的位移(轨迹)、速度、加速的;求机构的角位移,角速度,角加速度;绘制机构运动线图。
(5) 对连杆机构进行动态静力分析•曲柄1的质量与转动惯量略去不计,平面连杆机构从动件2、3的质量m、m及其转动惯量J s2J s3以及阻力曲线F Q参见表3。
根据F Qmin、F Qmax和拌勺工作深度h绘制阻力线图,拌勺所受阻力方向始终与点E 速度方向相反。
搅拌槽设计手册

搅拌槽设计手册搅拌槽是一种用于混合、搅拌和储存物料的设备,广泛应用于化工、制药、食品、农药等行业。
搅拌槽的设计对于其性能和效果有着重要影响。
本手册将介绍搅拌槽设计的相关参考内容,帮助读者了解搅拌槽的基本设计原理和方法。
一、搅拌槽基本原理1. 搅拌方式:搅拌槽主要通过机械搅拌、气体搅拌或液体搅拌实现混合和搅拌作用。
机械搅拌可分为挂式搅拌和轴式搅拌,气体搅拌可分为压缩空气搅拌和气体喷射搅拌,液体搅拌可分为外循环搅拌和内循环搅拌。
2. 搅拌参数:搅拌槽设计需要考虑的重要参数包括搅拌速度、搅拌时间、槽体尺寸、槽体形状以及液体流动性等。
3. 搅拌效率:搅拌槽的设计应尽量提高搅拌效率,以降低能耗和提高生产效率。
搅拌效率可通过控制搅拌速度、搅拌时间和槽体形状等因素来实现。
二、搅拌槽设计方法1. 槽体尺寸:搅拌槽的尺寸应根据生产工艺和物料性质进行合理选择。
搅拌槽容量应满足生产需求,并考虑到搅拌效果和物料流动性。
槽体高度和直径的比值一般为1:2至1:3,底部圆弧半径不应小于直径的10%。
2. 搅拌速度:搅拌速度一般根据物料性质和搅拌效果要求选择。
一般情况下,搅拌速度应使槽内的物料形成完全混合,避免出现局部停滞区域。
搅拌速度可根据物料的粘度和密度进行调整,通常在20-200rpm范围内选取。
3. 搅拌时间:搅拌时间应根据物料的性质和混合效果来确定。
一般情况下,搅拌时间应保证物料的均匀混合,避免产生不均匀和沉降现象。
根据经验,搅拌时间一般在10-30分钟之间。
4. 液体流动性:搅拌槽的设计应充分考虑物料的流动性,避免槽内出现死角和积液现象。
槽内的液体流动性可以通过合理选择搅拌器形式和位置来改善,例如使用叶片搅拌器和设置引流管道等。
5. 材料选择:搅拌槽的制造材料应具备耐腐蚀、耐高温、耐磨损等性能。
常见的材料有不锈钢、碳钢、工程塑料等。
根据不同的工艺要求选择适合的材料,以保证设备的可靠性和使用寿命。
三、搅拌槽设计注意事项1. 搅拌槽的进、出料口位置应合理布置,以方便物料的充分混合和流动。
搅拌器的机械设计

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第三节 搅拌器的功率 一、搅拌器功率和搅拌器作业功率
搅拌功率
搅拌过程进行时需要动力,笼统 地称这一动力时叫做搅拌功率。
○○ 1~1000 10~300 500
布尔马金式
○○○○ ○
○
锚式
○
○
○螺杆式○○○螺带式○
○
○
○ ○ 1~100 1~100 1~50 1~50
注 表中空白为不适或不详,○为适合。
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10~300 1~100 0.5~50
500 1000 1000
0.5~50 1000
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四、几种常用搅拌器简介
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1—弹簧; 2—动环; 3—静环
图9-12 机械密封结构
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图9-13 机械密封的基本结构及组成
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工作原理
当转轴旋转时,动环和固定不动的静环紧密接触,并经轴 上弹簧压紧力的作用,阻止容器内介质从接触面上泄漏。
图中有四个密封点: A点: 动环与轴之间的密封,属静密封,密封件常用“O”形环。
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二、结构
图9-1 搅拌设备结构图
1-搅拌器 2-罐体 3-夹套 4-搅拌轴 5-压出管 6-支座 7-人孔 8-轴封 9-传动装置
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搅拌装置
搅拌设备
轴封
搅拌罐
传动装置 搅拌轴 搅拌器
机械食品搅拌机毕业设计

机械食品搅拌机毕业设计机械食品搅拌机毕业设计在现代社会中,随着人们对食品质量和口感要求的提高,食品加工行业也在不断发展。
机械食品搅拌机作为食品加工过程中的重要设备,对于食品的搅拌、混合、均匀等工艺起着至关重要的作用。
本文将从设计需求、设计原理、设计方案以及设计过程等方面,探讨机械食品搅拌机的毕业设计。
一、设计需求机械食品搅拌机的设计需求主要包括以下几个方面:1. 提高生产效率:食品加工行业对生产效率的要求越来越高,因此,机械食品搅拌机需要具备高效、快速的搅拌能力,以提高生产效率。
2. 保证食品质量:食品安全和质量是消费者关注的重点,机械食品搅拌机需要具备良好的搅拌效果,确保食品的均匀性和口感。
3. 提升操作便捷性:机械食品搅拌机的设计需要考虑操作的简便性,以方便工作人员进行操作和维护。
二、设计原理机械食品搅拌机的设计原理主要包括以下几个方面:1. 动力系统:机械食品搅拌机需要搭载适当的动力系统,如电动机或液压系统,以提供搅拌所需的动力。
2. 搅拌机构:搅拌机构是机械食品搅拌机的核心部件,其设计需要考虑到食品的特性和搅拌的效果。
常见的搅拌机构包括搅拌叶片、搅拌桨等。
3. 控制系统:机械食品搅拌机的控制系统需要能够精确控制搅拌的时间、速度和力度,以满足不同食品加工的需求。
三、设计方案基于以上的设计需求和设计原理,可以提出以下设计方案:1. 选择适当的动力系统:根据搅拌机的规模和工作条件,选择合适的电动机或液压系统,以提供稳定的动力输出。
2. 优化搅拌机构:设计合理的搅拌叶片和搅拌桨,以提高搅拌效果和均匀度。
可以采用不同形状和角度的叶片组合,以适应不同的食品加工需求。
3. 引入智能控制系统:采用先进的控制技术,实现对搅拌时间、速度和力度的精确控制。
可以加入传感器和自动化控制系统,提高操作的便捷性和搅拌的准确性。
四、设计过程机械食品搅拌机的设计过程可以分为以下几个步骤:1. 需求分析:明确设计需求,包括搅拌机的工作条件、搅拌效果和控制要求等。
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机械搅拌设备的设计方法及要点分析管永俊摘要:文章介绍了机械搅拌设备进行设计时的思路,在满足工艺条件下进行搅拌设备结构设计。
分析了搅拌过程原理、搅拌器型式和搅拌罐体及搅拌轴的设计计算。
关键词:搅拌设备;设计方法;设计计算搅拌操作可以使两种或两种以上的物料在外界力的作用下加速流动,从而使不同的物料在彼此之间相互分散,达到均匀混合,加速传热和传质的目的。
搅拌的物料可以是液相、固相和气相,其中液相流体较多。
通过搅拌设备的工艺过程可以使相溶的液相物料均匀混合,使不相溶的另液相均匀乳化,使气体在液相中均匀的分散,使固体粒子在液相中均匀悬浮。
搅拌设备在工业生产中被用于物料混合、溶解、乳化、吸收、萃取、化合以及传热等工艺过程。
在食品、医药、化工、水处理等工业生产中,带有搅拌装置的化工设备应用范围很广。
由于机械搅拌操作条件可控范围较大,能适应多样化的工业生产,因此机械搅拌设备得到广泛应用。
机械搅拌设备由搅拌罐体和搅拌装置两大部分组成。
搅拌罐体是搅拌液相流体为主体介质进行各种物理、化学过程的容器。
搅拌装置由搅拌器、搅拌轴、轴封和传动装置组成,传动装置包括驱动电机、减速机、联轴器和机架。
机械搅拌设备在工作中,由搅拌器的运动加速物料在罐体中完成物理、化学工艺过程。
由于搅拌设备的使用目的不同,机械搅拌操作可用于不同的行业,搅拌设备的结构也是多种多样,但都是通过物料的流动达到搅拌的目的。
在搅拌罐体内,物料的流动状态与搅拌罐体的形状、有无挡板及搅拌器的形状、安装位置、转速等因素相关。
因此在设计机械搅拌设备时,应对这些相关的因素进行设计,在满足所需工艺参数的前提下,利用最小的功率消耗达到搅拌的目的。
1 工艺参数的设定为了设计机械搅拌设备应有工艺条件参数。
了解搅拌设备的工作条件,如压力、温度,熟悉在工作条件下的物料特性,如密度、粘度、毒性、腐蚀性等。
同时还应确定搅拌的目的及相应的操作方法,如加料方式。
搅拌物料中是否有固体粒子,若有应确定固体粒子的存在形式,如溶解、悬浮、沉淀等。
根据这些参数或工艺要求进一步确定与物料接触的部件的材质,判定电动机的工作环境和减速机的负载情况,确定轴封的使用条件。
根据搅拌容积和充装系数设定搅拌罐体的结构及尺寸。
根据搅拌过程中物料的流动状态可选定搅拌器的型式并确定是否设置挡板。
2 搅拌设备的设计2.1 搅拌罐体的结构及尺寸机械搅拌设备一般为立式圆筒形结构,上部分有椭圆形封头、平盖结构,分可拆和不可拆,下部分有椭圆形封头、锥形底、平底结构。
换热型式分为内部换热和外部换热。
依据工艺要求,内部换热可选盘管、蛇形管等换热装置,外部换热可采用整体型夹套、半圆管等结构进行换热。
搅拌罐体属于压力容器范围时,应按照GB150进行设计。
当罐体和夹套有压力时,一般选用椭圆形封头,为了出料需要也可选用圆锥形的罐底。
搅拌罐体的容积一般为搅拌容积的1.25倍,对于发酵罐类的情况需适当增加罐体容积。
搅拌罐体高度与内经之比(H/Di)通常情况下可取1~2,发酵罐类可取1.7~2.5。
为了物料有上下方向的循环流动,罐体内部可设置挡板,挡板垂直安装,宽度为罐体内径的1/12~1/8。
挡板与罐体内壁要有间距避免物料在挡板处停滞。
罐体尺寸可按照公式计算:将Di计算结果圆整到公称直径系列。
根据罐体高度与内经之比可计算出高度H值。
再根据计算出的高度和内径值验证是否符合工艺要求。
带有夹套的罐体还应计算夹套的尺寸。
夹套内径一般比罐体内径大50~200mm。
夹套高度按照传热面积核算。
搅拌罐体的强度计算按GB150规定进行计算。
2.2 搅拌器的选定搅拌设备通过搅拌器的运转完成搅拌操作过程。
不同的搅拌目的需要不同的搅拌过程,选择搅拌器的型式是搅拌设备设计中重要的一步。
搅拌罐体的结构、尺寸、挡板的设置情况、物料在罐体中的状态都是选定搅拌器应考虑的因素,这些因素以及搅拌器的结构、尺寸、安装位置、旋转速度都会影响搅拌作用。
搅拌作用是由搅拌器上的叶轮对物料的排出产生流体速度和流体剪切,叶轮的输入能量P主要消耗于物料在罐体内形成循环流Q和产生剪切力?子。
循环作用可以使物料产生对流、介质易位,防止固体粒子沉淀,如斜叶开启涡轮和推进式搅拌器主要产生轴向流,高排液量,低剪切性能,有较好的对流循环,动力消耗较低,在大容量均相、混合过程中应用最能体现其优势,在低黏度液体传质、反应、固体粒子的悬浮、溶解等过程应用广泛。
剪切作用可以使气泡打碎、不溶液相乳化,如平直叶桨式和圆盘涡轮主要产生径向流,具有极高的剪切力,分散能力强,特别适合于气体的分散、吸收过程和乳化、传热以及非均相反应操作。
对于循环作用和剪切作用,不同型式的搅拌器有不同的侧重点。
在一定的能量消耗情况下循环作用和剪切作用是相互消减的,为提高搅拌效率,应考虑有一个起主导作用达到某个搅拌目的。
搅拌器叶轮按其作用分为具有强循环性能的叶轮、强剪切作用的叶轮以及两者兼具的叶轮,设计时从物料的特性和搅拌目的选择搅拌器型式。
搅拌器叶轮的大小直接影响排出性能,影响动力消耗,进而影响搅拌进程。
叶轮大小用桨径和叶宽来衡量。
桨径的大小与搅拌器的型式和罐体有关,一般桨径与罐径之比d/D=0.35~0.8,在低黏度液体搅拌时物料流动性好,能量传递容易,桨径相对小些,在高黏度液体搅拌时转速较低,桨径可以大些。
叶宽影响搅拌器的动力消耗,动力消耗随叶宽增加而增加。
根据搅拌器叶轮的搅拌能力确定搅拌器在搅拌轴上的安装层数,当液体较深时设置多层搅拌器。
对低黏度液体一般设置1~2层搅拌器即可,下层搅拌器距罐底的高度一般为桨径的0.8~1.2倍。
对于高黏度液体或有沉降性高的固体时至少设置2层叶轮以增加物料的流动性,防止出现搅拌死角,下层搅拌器应靠近罐底,能使固体粒子均匀悬浮。
搅拌器转速根据工程经验或试验数据进行相似放大或缩小。
当采用试验来完成对某一搅拌目的进行评估时就会得出各种因数,有转速和其他因数之间的关系就可以确定所需要的转速。
搅拌器的型式选定后,还需对搅拌器叶轮进行必要的强度校核,以保证叶轮在工作中的安全。
2.3 搅拌功率的计算搅拌操作过程中需要消耗动力,这种动力就是搅拌功率。
影响搅拌功率的因素很多,在确定了罐体的高度、直径,挡板设置情况和搅拌器的形状、直径、宽度和转速后,由工艺条件可知物料的密度、黏度,可以按均相搅拌计算搅拌所需的功率,搅拌功率按下式计算:P=Np?籽n3d5式中:P-搅拌功率,W;NP-搅拌功率准数;?籽-物料密度,kg/m3;n-搅拌转速,r/s;d-搅拌叶轮直径,m。
由于物料密度?籽、转速n、叶轮直径d三个参数易得到,故计算搅拌功率的关键是求出功率准数NP。
搅拌罐体及搅拌器的结构与尺寸、物料的特性、重力加速度等影响搅拌功率,计算功率准数NP可以用算图直接求取,还可以用公式计算。
工程中常采用的是永田进治的搅拌功率计算式[1],对搅拌罐体无挡板设置的情况下,双叶斜桨和双叶平桨的计算式如下:式中,A、B、p为方程式参数,可由b/D和d/D计算:式中:Re-搅拌雷诺数;?兹-搅拌器叶轮倾斜角,°;b-搅拌器叶轮的宽度,m;d-搅拌器叶轮直径,m;?滋-物料黏度,Pa·s。
搅拌罐体内设置挡板的情况下,会使搅拌功率提高。
挡板系数计算式[1]如下:式中:Kb-挡板系数;nb-挡板数量;Wb-挡板宽度。
当Kb=0.35,为全挡板条件,搅拌功率最大;当0双叶平桨在全挡板时的雷诺数Rec 计算式如下:双叶斜桨在全挡板时的雷诺数Re?兹计算式如下:部分挡板时的Np∞与全挡板时的Npc和无挡板时的Np的关系如下:其它搅拌器叶轮的功率计算在技术设计中,有时会依据以往工程业绩或根据几何相似放大法把试验数据进行放大进行估算搅拌功率。
2.4 电动机的选型搅拌设备主要靠电动机提供动力源,电动机的选择除考虑工作环境外,还得选择合适的额定功率。
电动机的额定功率应考虑搅拌操作所需功率、机械传动系统的效率等。
除此还应考虑计算偏差和操作条件引起的变量、轴封摩擦产生的损失等。
按此估算电动机的额定功率:Pe=P/?浊式中:Pe-电动机额定功率;?浊-总效率,一般为0.6~0.8。
将计算结果圆整取值,并考虑电动机功率等级,选择合适的电动机。
2.5 减速机的选型电动机通过减速机输出适合搅拌操作需要的转速,因此应按照电动机功率P和输出转速n选择减速机的型号,还应考虑搅拌工艺条件、安装空间、工作状况等因素并参照减速机类型表确定选择何种类型的减速机。
减速机有齿轮减速机、皮带减速机等,齿轮减速机较为常用。
减速机有多种安装方式,可根据需要选择相应的结构。
减速机根据传动比的范围有单级传动和多级传动,传动比按所需输出转速确定。
确定减速机型号后,根据搅拌操作条件和相应的工艺要求,确定减速机输出轴轴头的型式和轴头尺寸大小,再选择相应的联轴器、机架的规格型号。
2.6 机架的选型立式搅拌设备的动力装置是通过机架安装在搅拌设备顶部上的,在机架上还需安装联轴器和轴封等。
根据机架中间轴承装置可分为无支点、单支点和双支点三类,无支点的机架适用于轴向力较小且负载均匀的场合,单支点和双支点机架改善了搅拌轴的支撑条件,可以承受轴向双向载荷,适用于有冲击条件下的场合。
当搅拌轴系受两个独立支撑时,减速机输出轴与搅拌轴必须采用弹性联轴器连接,带有辅助支撑的轴封及罐体内设中间轴承或底轴承的情况是为了提高搅拌轴的旋转精度的,因此应将这两种支撑看作独立支撑。
2.7 搅拌轴的设计计算搅拌器通过搅拌轴传递扭矩克服流体阻力做功,搅拌器叶轮表面受到流体作用力,搅拌轴受到反作用力可分解为轴向力和一对力偶,由于搅拌器的复杂工作环境使搅拌轴的受力变得复杂。
除此搅拌轴还受其他载荷,如轴和搅拌器的自重引起的重力,轴和搅拌器的质量偏心在旋转时产生的离心力,克服轴承、轴封的摩擦力等。
在工程上提出的搅拌轴的设计计算方法是对其工作条件做出假设并简化,将轴上的一些次要且难于计算的因素舍去,得到近似的计算方法。
搅拌轴工作时主要受到扭矩和弯矩的联合作用,因此工程上采用下面的近似计算方法对轴的强度和刚度计算。
按扭矩计算轴的强度时忽略轴上其他载荷的作用,不考虑疲劳强度,引入安全系数的办法弥补计算误差。
轴上受扭矩时其截面上产生剪应力。
其扭转的强度条件是:式中:?子max-截面上最大剪应力,MPa;Mt-轴所传递的扭矩,N·mm;Wt-抗扭截面系数,mm3;[?子]k-降低后的扭转许用剪应力,MPa。
计算搅拌轴传递的最大扭矩Mt:式中:n-搅拌轴转数,r/min;Pt-搅拌传递功率,kW。
搅拌轴抗扭截面系数Wt:式中:d-实心轴的直径,mm。
整理后得搅拌轴最小实心轴径计算公式:按扭矩和弯矩计算轴的强度时轴所传递的最大扭矩为:搅拌轴最大的弯矩由流体作用力与支撑点间距离的乘积之和。