65m3發酵罐說明書(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 標準橢圓形封頭 選取為標準橢圓封頭 所以 22Di1 ?h 武漢工程大學 本科畢業（設計）論文 7 可得 h1 =375mm h2=25mm 根據 GB1501998 中橢圓形封頭計算中式 71 計算： mmPt ***2 1500*][*2 P D i ?????? ?? 同上，取 2 mm? ， 1 0C? 。 mmn ???? 圓整后取 mmn 5?? 受外壓時的圓筒壁和橢圓型封頭的厚設計 當受外壓時設計壓力 Pc=*= 設圓筒的設計厚度為 mm10n ?? 則有效厚度為 mm9110Cne ??? ?? 查表得，彈性模量 E= 510? 圓筒的 e00cr ??? ? 所以該圓筒屬于長圓筒 圓筒的臨界壓力為 M p aM p aLDEPeDecr 91 5 0 01 5 0 0*3 7 5 09*10** 25020?????? 所以圓筒的名義厚度取 mmn 10?? 由于橢圓型封頭所需厚度一定比圓筒厚度小，為了取材方便和工藝結構更加簡單取橢圓型封頭的厚度也為 mmn 10?? 、所裝料液高度 武漢工程大學 本科畢業（設計）論文 8 由已知條件可得，填料體積為： moV m ,6*7, ?? 又 32 *Di4Vm ???可算出 h1=，所以最佳設計 為二級攪拌攪拌，并且采用 U 型夾套傳熱 .。 厚度裕量 對于不銹鋼，取其厚度裕量為 ： mm? 。 、軸的設計及校驗 軸的最大扭矩 ： .1N .m803220 .518*9550nP9550T ??? 。 、傳動軸長度的確定 L=H1h2+Hf+Ht=400230+400+3750=4320mm 、軸徑的確定 為簡化計算，可取等直徑軸，選取材料為不銹鋼 0C18Ni9Ti,同時由《攪拌設備設計》中可知，若不考慮彎矩的影響，而是以一個系數來代替，可得 ? ?316 iTTWd???? ? ?，為安全起見，最好是取 ??? 中的較小值，查表 59 取 ? ? 2200 / cm M P a? ??， 將 其 代 入 上 式 可 得 ：mm65][T16d 3i ?? ?? 。 減速機型號： 型號 （ P 型 電機功率 電機轉速 傳動比 出軸轉速武漢工程大學 本科畢業（設計）論文 9 窄 V 帶 ） (KW) (r/min) (r/min) FP 990 220 出軸直徑 (mm) 許用出軸扭 矩 (Nm) 中心距(mm) A 鍵槽寬b(mm) 減 速 機重量（ Kg） 65h6 2200 728 27 850 又由此減速機可以大大致確定軸徑為： mmdi 65? 武漢工程大學 本科畢業（設計）論文 10 、臨界轉速的計算 單跨攪拌軸典型受力模擬圖 附：基本參數符號的說明： 武漢工程大學 本科畢業（設計）論文 11 武漢工程大學 本科畢業（設計）論文 12 武漢工程大學 本科畢業（設計）論文 13 武漢工程大學 本科畢業（設計）論文 14 、攪拌軸及圓盤有效質量的計算 （ 1） 攪拌軸有效質量的計算 剛性軸（不包括帶錨式和框式攪拌器的剛性軸）有效質量的計算等于軸自身的重量加上軸附帶的液體的質量。 對單跨軸： kgNs*][*4320**4])1([Ld4m32202LL l e?????????? （ 2） 圓盤 （攪拌器及其附件）有效質量的計算 剛性攪拌軸（不包括錨式和框式攪拌器的剛性軸）的圓盤有效質量等于圓盤自身質量加上攪拌器附帶的液體質量（附件附帶的液體質量忽略不計）。 2iem c o s4i ki Ji i im D h?? ? ??? 式中： ki? — 第 i 個攪拌器的附加質量系數，按表 — 1 差得； jiD — 第 i 個攪拌器的直徑， mm； hi — 第 i 個攪拌器的葉片寬度， mm。 彎葉 圓盤渦輪攪拌器尺寸 Dj d d2 D1 d1 d0 ? B h 600 65 100 400 M10 M10 6 120 100 h1 h2 L L1 鍵槽 許用扭矩 重量 b t 15 40 150 190 18 1050. 武漢工程大學 本科畢業（設計）論文 15 5 ㎏ 由所選的攪拌器可以查得下列各參數： 根據以上兩個表可得以下數據 武漢工程大學 本科畢業（設計）論文 16 ?????????451 0 021122121????mmhhkgmmkk 代入式子可計算出： 101 0 0 045c o s66004. 92e2e1??????????? ? 、 集 中 質 量 的 單 跨 軸 一 階 臨 界 轉 速 的 計 算 武漢工程大學 本科畢業（設計）論文 17 兩端簡支的單跨軸 兩端簡支的等直徑單跨軸，軸的有效質量 Lem 在重點 S 處的相當質量為： Le ??? 第 i 個圓盤有效質量 iem 在中點 S 點 處的相當質量為： ? ? ? ?2222i i i i iW 1 6 K 1 K m 1 6 K 1 K mie ie?? kg 其中9 6 3 2 04 1 5 07 0 3 2 03 0 5 0LK2211??????LLKL 同理得： 代入上式得： 22e121211 ?????? ）（）（ 武漢工程大學 本科畢業（設計）論文 18 6 22e222222 ?????? ）（）（ 所以，在 S 點處的總的相當質量為： 1 is?????? ? ?mi W 臨 界轉速為： m i n/ 5 9 3 8102 0 0 5 8LWN1E.9d4 5 8n3323s402Lk???????）（ 則可得 .62259220nnk ??對于液 液混合，由下表可知 臨界轉速： 武漢工程大學 本科畢業（設計）論文 19 可得 .62259220nnk ??不 滿足條件。 為了解決上述存在的問題，提高臨界轉速，在軸中間添加軸承，提高其穩定性 如下圖所示 重復上面的計算步驟，根據經驗中間軸承以下部分可以不用考慮 d=65mm kgmWkgmmmLLeeL423517 2 74 3 2 02 9 2 02 9 2 01 1 0 03 0 0L 2 7m39。39。el????????? 武漢工程大學 本科畢業（設計）論文 20 所以m i n/.9 r84729204210200LWN1E.9 d458n3323s402Lk???????）（ k?? 根據下表 則可得 ??符合設計要求 、按強度計算攪拌軸的軸徑 45受強度控制的軸徑 2d 按下試求得： ? ?? ?te32 40Md 1 7 .2 1N??? ? mm 式中： teM — 軸上扭矩和彎矩同時作用時的當量扭矩 22te nMM M?? 武漢工程大學 本科畢業（設計）論文 21 ??? — 軸材料的剪應力 ? ? b16?? ? MPa b? — 軸材料的抗拉強度， MPa 、軸上扭矩 nM 按下試求得： n 2 N9553MPn ?? 6 3. 2 09 5 5 3M n??? 式中： 2? — 包括傳動側軸承在內傳動裝置效率，可按附錄 D 選取。 、軸上彎矩總和 M 應按 下試求得： RAM M M?? 、徑向力引起的軸向彎矩 RM 的計算 （ 1）對于單跨攪拌軸，其受力圖模型見圖，徑向力引起的軸向彎矩 RM 可以近似的按下試計算： ? ? ? ?hiR F L LM 1 0 0 0 L 1 0 0 0ii e e eL F L L LL? ???? （ 2）第 i 個攪拌器上的流體徑向力 hiF 按下試求得： 3npihi 1 JiM 10FK3 8 D?? 式中： K1— 流體徑向力系數，其值根據實驗確定。若無可靠數據時，設計者可以根據攪拌設備內件情況 、 攪拌器形式以及攪拌介質等，按照附錄 選定； nqiM — 第 i 個攪拌器功率產生的扭矩 武漢工程大學 本科畢業（設計）論文 22 qiP — 第 i 個攪拌器的設計功率，由工藝過程確定。對于形式相同直徑不同的攪拌器，若已知攪拌軸的功率時， qiP 也可按附錄 確定 jiD — 與試（ — 3a）中 jiD 相同 . 查附錄 C2 可得 K1=， npi ??? Nm， 600mmDj? 所以可得： 1 0 0 0225 83MKFjinpi12h1h??????F （ 3）攪拌軸與各層圓盤的組合 質量按下試求得。 對單跨軸： kgmmm mi iLw 5 2 71?????? ?? （ 4）攪拌軸與各層圓盤的組合質量偏心力引起的離心力 eF ，按下式求得： 武漢工程大學 本科畢業（設計）論文 23 單跨軸受力示意圖 10)1220.95222??????????????? ?（? （ 5）攪拌軸與各層圓盤組合重心離軸承的距離 eL 按下試計算 對于單跨軸： 武漢工程大學 本科畢業（設計）論文 24 =. 6 m m3 1 1 9 5 74 3 2 0 / 21 2 7 . 9 54 3 2 01 4 . 92 9 2 ?????? 、由軸向推力引起作用于軸向的彎矩 AM 的計算： 對于此攪拌軸而言，主要承受的是徑向離心力的作用，所以對于軸向力引起的彎矩可粗略計算，即：由于所有攪拌器的 0,i?? 所以取 =? ? 4 3 2 01 0 0 0.63 1 1 94 3 2 1 1 4 3 2 01 0 0 02 9 2 02 9 2 04 3 2 ??? ?????）（ ARM ? ， 所以： .. 2 M1MMM RRA ?????? 則 .9 N m9 1 57 6 0 6MMM 222n2te ????? 由 ? ?MW ?? ，其中 ??? 為許用剪應力 . 所以 ? ? .3m m58 3 63 n2 ????? ???， 而 i ?? 所以此軸徑滿足要求 . 且從 teM T? 可以看出，此軸所承受的主要是扭轉力矩，因此上述對 MA的粗略計算符合要求。 武漢工程大學 本科畢業（設計）論文 25 按軸封處允許徑向位移驗算軸徑 、因軸承徑向游隙 39。 39。39。SS和 所引起軸上任意點離下圖中軸承距離 X的位移。 單跨攪拌軸徑向位移受力模擬示意圖 對于單跨軸：1 1 39。 39。39。( 39。 )2x S x S xS LL? ? ? ?，查附錄 C1 軸承徑向游隙可以 ????? ，代 入上式可得 ?? 、由流體徑向作用力 hiF 所引起軸上任意點離下圖軸承距離 X 的位移 . 對于單跨軸，兩端簡支時： 若 ixL? 時 222 () 2 ( ) ( )6h i i i ixLF