发布时间 : 星期三 文章基于ProE的D1500搅拌槽虚拟装配设计更新完毕开始阅读73561230b90d6c85ec3ac64c
P?Np?ndj （3-3）
35式中，?、n、dj为已知数，故计算搅拌功率关键是功率准数Np。而功率准数可根据雷诺数从图3-1中查出。
图3-1Np—Re图
Re??ndj?2?1000?1.33?0.751.005?10?32?7.44?105 （3-4）
式中：Re——雷诺准数；μ——介质粘度，Pa·s； dj——搅拌器直径，m； ?——介质密度，kg/m3；n——搅拌器转速，r/s；
根据雷诺数从图中查得功率准数为5.4
从而可出P?Np?n3dj5?5.4?1000?1.333?0.755?3.01KW （3-5）
3.2电动机的及减速器的选型
搅拌设备具有单独的传动机构，一般包括电动机、减速装置、联轴节及搅拌轴等。在此我们将讨论电动机及减速器的选用。
3.2.1电动机选型
1．电动机选用的基本原则
通常应根据搅拌轴功率和搅拌设备周围的工作环境因素选择电动机的型号，并遵循一下基本原则：
（1）根据搅拌设备的负载性质和工艺条件对电动机的启动、制动、运转、调速等要求，选择电动机类型；
（2）根据负载转矩、转速变化范围和启动频繁程度的等要求，考虑电动机的温升限制、过载能力和启动转矩，合理选择电动机容量，并确定冷通风方式。同时选定的电动机型号和额定功率应满足搅拌设备开车时启动功率增大的要求；
（3）根据使用场所的环境条件，如温度、湿度、灰水等，考虑必要的防护方式和电动机的结构形式，确定电动机的防爆等级和防护等级；
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（4）根据企业电网电压标准和对功率因数的要求，确定电动机的电压等级；
（5）根据搅拌设备的最高转速和对电力传动调速系统的过渡过程的性能要求，以及机械减速的复杂程度，选择电动机的额定转速[8]。
除此之外，选择电动机还必须符合节能要求，并综合考虑运行可靠性、备品备件通用性、安装检修难易程度、产品价格、运行和维修费用等因素。
2．电动机额定功率的确定
电动机额定功率可按下式确定：
PN?P?Ps? （3-6）
式中：PN——电动机功率，kw；P——搅拌器功率，kw； Ps——轴封装置的摩擦损
失功率，kw；η——传递装置的机械效率；
轴封装置摩擦造成的功率损失因密封系统的机构而异。一般来说 ，填料密封的功率损失较大，机械密封的功率损失相对较小。作为粗略计算，填料密封损失约为搅拌器功率的10%或至少为0.368kw，而机械密封密封损失仅为填料密封的10%-50%。由文献[6]中表9-5得：摆线针轮行星减速机传动效率为η>0.9，取0.9；滚动轴承传动效率为η=0.99-0.995，取0.99；弹性联轴器传动效率为η=0.99-0.995，取0.99；带传动效率为η=0.95-0.96，取0.95。 PN?P?Ps??3.01?0.1?3.010.95?0.9?0.994（3-7） ?4.04kw
3．电动机的选型
当搅拌器由静止启动时，浆叶除要克服自身的惯性，还要克服浆叶所推动液体的惯性以及液体的摩擦力。这时浆叶与液体的相对转速最大，浆叶受液体阻力的作用面积最大，因而所需的功率值必然增大，故存在过载现象。选取电动机时应考虑此因素。
一般一步电动机的同步转速按电动机的级数而分成几档，如3000、1500、1000、750及600rpm等，其中1500rpm的电动机价格较低，供应也较普遍，故应用的最广泛。
查文献[2]中表14-1，选择Y132S4三相异步电动机，额定功率为5.5kw，满载转速1440r/min，同步转速1500r/min,最大转速/额定转速=2.2。
3.2.2减速器选型
在众多减速机品种中，搅拌设备应用最多的是立式结构，其结构和技术性能也与普通减速机有所区别。这时因为搅拌设备用减速机必须能够使用于各种化学工业环境的工艺要求，同时能够承担各种不同搅拌操作过程产生的工作负载和稳定支承问题，而且体积上要求尽可能小的占用高度空间。
立式减速机的选用原则：
（1） 应优先选用标准减速机以及专业生产的产品；
（2） 应考虑减速机在震动和载荷变化情况下工作的平稳性，并连续工作； 一般选择传动效率高的齿轮或行星摆线针轮减速机；
（3） 出轴旋转方向要求正反向传动的，不宜选用蜗轮蜗杆减速机；
（4） 对于易燃、易爆的工作环境，一般不采用带传动减速，否则必须有防 静电措施；
（5）减速机的额定功率应大于或等于正常运行中减速机输出轴的传动效率，同时还必须满足搅拌设备开车时启动轴功率增大的要求；
（6）搅拌轴向力原则上不应由减速机轴承承受，若必须由减速机承受时，需经验算
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核定；
（7）输入轴转速应与电动机转速相匹配，输出轴转速应与要求的搅拌转速一致，当不一致时，可在满足工艺过程要求的前提下相应改变搅拌转速；
（8）输入和输出轴相对位置的选择应适合釜顶或釜底传动布置的要求；
（9）外形尺寸要满足安装及检修的要求。釜顶传动装置，一般应采用单台立式传动机构；
（10）选用减速机时应对使用环境、工厂制造水平、检修能力、造价高低以及其他特殊要求等因素进行综合考虑[8]。
根据以上原则，选取摆线针轮减速器，其主要特点是体积小、质量轻、传动比大、传动效率高、故障少、使用寿命长、运转平稳可靠、拆卸方便、容易维修以及承受能力较强、耐冲击、惯性力矩小，适用于启动频繁和正反转的场合等特点。
易知传动比i=1500/80=18.75，查文献[6]中表9-28 传动比、输出转速、输入功率及输出许用扭矩，选得的减速器机型号为XL7，功率为5.5kw，转速为1445r/min，传动比为21，输出轴许用转矩1000N·m。
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4 轴及部分轴上零件的设计
4.1联轴器的选择
4.1.1联轴器的选型原则
选择一种合用的联轴器类型可以考虑一以下几点：
（1）所需传递的转矩大小和性质以及对缓冲减震功能的要求； （2）联轴器的工作转速高低和引起的离心力的大小；
（3）两轴相对位移的大小和方向。在安装调整过程中，难以保持两轴严格精确对中，或工作过程中两轴将产生较大的附加相对位移时，应选用饶性联轴器；
（4）联轴器的可靠性和工作环境。通常由金属元件制成的不需润滑的联轴器比较可靠；需要润滑的联轴器，其性能易受润滑完善程度的影响，且可能污染环境。含有橡胶等非金属元件的联轴器对温度、腐蚀介质及强光等比较敏感，而且容易老化；
（5）联轴器的制造、安装、维护和成本。在满足使用性能的前提下，应选用拆装方便、维护简单、成本低的联轴器。一般的非金属弹性元件联轴器，由于具有良好的综合性能，广泛适用于一般的中小功率传动[8]。
4.1.2计算联轴器的计算转矩
由于机器启动时的动载荷和运转中可能出现的过载现象，所以应当按轴上的最大转矩作为计算转矩Tca。计算转矩按下式计算：
Tca?[T] （4-1） 式中：T——公称转矩，N?m；KA——工作情况系数 查文献[2]表14.1，可得KA=1.7
T?9.55?106Pn （4-2）
此处我们需选取两个联轴器，一个为连接减速机与第一根传动轴，另一个为连接传动轴与搅拌轴。
T1?9.55?106Pn?9.55?1064.04?0.980?434N?m （4-3）
Tca1?KAT1?1.7?434?737.8N?m （4-4） T2?9.55?106Pn?9.55?1063.0180?359.3N?m （4-5）
Tca2?KAT2?1.7?359.3?610.8N?m （4-6）
4.1.3确定联轴器的型号
根据计算转矩Tca，按照Tca?[T]的条件由联轴器标准中选定该联轴器型号。式中的[T]为该型号联轴器的许用转矩。
根据以上条件，从文献[2]中查GB5843-86得YL11型凸缘联轴器的许用转矩为1000N?m，许用最大转速为5300r/min，符合要求，故选用此种型号的联轴器。
查GB4323-84中得TL8型弹性弹性套柱销联轴器许用转矩为710N?m，许用最大转速
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