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1、前 言 1、课题背景及意义 反应釜广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品，用来完成硫化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程压力容器，材质通常有碳锰钢、不锈钢、锆、镍基（哈氏、蒙乃尔、因康镍）合金及其它复合材料。 不锈钢反应釜广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品等生产型用户和多种科研试验项目标研究，用来完成水解、中和、结晶、蒸馏、蒸发、储存、氢化、烃化、聚合、缩合、加热混配、恒温反应等工艺过程容器。不锈钢反应釜依据不一样生产工艺、操作条件等不尽相同，反应釜设计结构及参数不一样，即反应釜结构样式不一样，属于非标容器设备。 搅拌机操作性能直接关系到产品质量、
2、能耗和生产成本，工程界和学术界对搅拌混合全部很重视，进行了大量研究工作，取得了不少研究结果。 搅拌器是化学工程和生物工程中最常见也是最关键单元设备之一。现在，搅拌器选型和内构件设计在很大程度上依靠试验和经验，对放大规模还缺乏深入认识，对于能耗和生产成本只能在一定规模生产装置上对比后才能得出结论，因为对产品回收率和质量要求越来越高，对搅拌器研究日趋深入，已从早期对搅拌功率和混合时间研究，20世纪80年代对反应釜内流体速度场分布研究，进入20世纪90年代以来搅拌釜内三维流场数值模拟研究。流场数值模拟必需在深入进行流体力学研究基础上，综合考虑流体流动三维性、随机性、非线性和边界条件不确定性。经过数
3、值模拟不仅能够处理反应器放大机理，而且能够优化设计开发新型高效搅拌器，使机械搅拌器设计理论愈加完善。 对于不一样介质，不一样化学反应过程，要求搅拌装置结构和搅拌速度不一样，依据不一样场所通常分为以下多个情况：1、液-液互溶系统场所，通常采取低速搅拌就能足够完成，这种场所常见浆叶式搅拌装置。2、液-液互不相溶场所，这种场所则需要强烈上下翻滚，常见浆叶搅拌器，在釜体内加有一定形状挡板，或采取推进式搅拌器。3、反应介质里有少许固体且不易沉降时可采取比较缓解搅拌，反之当反应介质或反应过程生成物中固体较多，且轻易沉降时必需采取强烈上下翻动搅拌，这些搅拌均属于固-液相搅拌系统。 2、课题起源、研究
4、目标 课题起源于本人顶岗实习单位——张家港化工机械股份实际课题。 研究目标：设计一台常温常压下使用搅拌类无夹套反应釜；经过这个简单反应釜设计，熟悉反应釜基础设计思绪和方法，能了解并掌握该设备传动结构设计及其相关工艺。经过此次设计使自己对反应釜相关设计工艺有全方面了解，并掌学会了这压容器设计总体步骤及相关准则参考。 在本人设计课题中搅拌器中所搅拌介质是二甲苯，在该设备要求中反应搅拌机目标是由电机作为驱动装置，经减速器联轴器带到桨叶旋转使物料搅拌均匀 3、课题研究内容、方法 研究内容： 1、反应釜设计方案分析和确定 2、反应釜釜体分析和设计 3、搅拌装置选择 4、传动装置设计
5、 第一章 反应釜设计方案分析和确定 第1.1节 反应釜相关设计要求 设计技术特征表 密度（Kg/M³） 900-1050 粘度() 100 介质名称 二甲苯 设计压力（MPa） 0.125MPa 工作压力(MPa) 常压（0.1MPa） 工作温度(℃) 常温（25℃） 搅拌目标 搅拌均匀 设计容积(m3) 3．0 搅拌器型式 螺旋推进式 电机功率(KW) 电机防护等级 IP54 电机防爆等级 d ⅡB T4 搅拌转速(r/min) 281 叶端线速度(m/s) 6.6
6、 物料流动方向 向下 第1.2节 设计方案分析和确定 依据任务书中要求，一个无夹套反应釜关键有搅拌容器、搅拌装置、传动装置、轴封装置、支座、人孔、工艺接管等部分附件组成。而搅拌容器即为罐体。搅拌装置分为搅拌器和搅拌轴，依据任务说明书要求此次设计搅拌器为推进式搅拌器；考虑到机械轴封实用性和应用广泛性，所以轴封采取机械轴封。 在阅读了设计任务书后,按以下内容进行无夹套反应釜机械设计。 （1）总体结构设计。依据工艺要求，并考虑到制造安装和维护检修方便来确定各部分结构形式。 （2）传动系统设计，包含选择电机、确定传动类型、选择联轴器等。 （3）搅拌器设计。 ①依据工艺参数确定
7、各部几何尺寸； ②考虑压力、温度、腐蚀原因，选择釜体材料； ③对罐体进行强度和稳定性计算、校核； （4）决定并选择轴封类型及相关零部件。 （5）绘图，包含总图、部件图。 第二章 反应釜釜体设计 反应釜是由罐体和搅拌装置两大部分组成，罐体是反应关键，为物料完成搅拌过程提供一个空间。釜体设计包含罐体材料选择，罐体几何尺寸（包含内直径Di、高度H、容积V及壁厚δ）计算，强度校核等。 第2.1节 罐体结构设计 罐体采取立式圆筒形容器，由筒体和封头组成。经过支座安装在基础平台上。封头通常采取椭圆形封头。而为了拆卸清洗方便，上部采
8、取平盖法兰和筒体连接，下部采取椭圆封头和筒体连接。反应釜釜体主材预选择GB24511-牌号06Gr19Ni10 美标ASME（）SA240型号304 对于直立反应釜来说，釜体设备容积通常是指圆柱形筒体及下封头所包含容积。罐体为一个提供化学反应空间容器，因为化学反应通常全部要吸收或放出热量，所以会在容器内部或外部设置加热或冷却结构装置。不过因为此次设计反应釜关键作用是将二甲苯搅拌均匀，属于物理反应，所以此次设计没有设置冷却或加热装置。 1-封头 2-筒体 3-支座 4-平盖封头 5-搅拌机构 图2-1反应釜结构图 第2.2节 罐体几何尺寸计算 一、 筒体尺寸
9、确实定 1、筒体内径（Di）计算 因为罐体全容积V和操作时物料熔剂V0关系为：V0=η*V————————(2-1) 图2-1 立式搅拌器 则 V= = =3.75≈3.8M3 依据实际经验,多个搅拌反应器罐体长径比如表2-1[1]所表示 表2-1多个搅拌反应器罐体H/Di值 种类 设备内物料类型 H/Di 通常搅拌器 液-固或液-液相容物料 1―1.3 气-液相容物料 1―2 发酵罐类 1.7―2.5 筒体内径Di 估算： ———————————————————（2-2） 式3-1中i为长径比即： ，依据表2-2-1可查，i=1.3
10、先忽略罐底封头容积,则可认为V筒=V 即：V=3.8M3=3.8×106mm3 则：Di ≈1549mm, 将Di 圆整到公称直径系列，则： Di =1500(mm). 2、筒体厚度（δn）计算 已知：工作温度Tc=25℃ 设计压力pc=0.125Mpa 在25℃下06Gr19Ni10 许用应力 [σ] t=137MPa [2] 筒体焊接采取单面焊、全焊透，局部无损伤，则焊接系数 =0.80 [2] δe=≈8.054mm ———————————————（2-3）[2] 查得： 负偏差 C2=0.8mm 腐蚀裕量 C2=0mm [2
11、] 名义厚度δn=δe＋C1＋C2＋Δ=10mm 二、封头尺寸确实定 1、封头内径计算 椭圆封头选择标准件，则它内径和筒体内径相同，即封头内径DN=Di =150mm[1]。对于标准椭圆封头，长轴和短轴比值为2:1[1]，即 短轴为750mm 2、封头厚度计算 由公式 δe= ——————————————————————（2-4） K——椭圆封头形状系数，K=[2+()2]，其值列于表2-2-2[2]，取K=1.00 表2-2 封头形状系数 2.6 2.5 2.4 2.3 2.2 2.1 2.0 1.9 1.8 K 1.46 1.37 1.
12、29 1.21 1.14 1.07 1.00 0.93 0.87 [σ] t——在设计温度下材料许用应力，其值查参考文件2 可得[σ] t=137MPa [2]其中计算压力pc =0.125MP 封头焊接采取单面焊、全焊透，局部无损伤，则焊接系数 =0.8 [2] 则δe=≈8.05mm 因为≤2椭圆封头有效厚度应大于封头内直径0.15%，即δe≥2.25 计算名义厚度δn=δe+C1+C2+Δ 查得：负偏差 C1=0.8mm 腐蚀裕量C2=0mm [2] 故封头厚度取δn=10mm 故可查参考文件[1]表9-6得：封头直边段高度取40
13、mm [1] 即封头内径DN=1500mm 直边高度h2=40mm 容积V≈0.45 m3 三、确定筒体高度Hi 反应釜容积V通常按下封头和筒体两部分容积之和计算。则筒体高度Hi按下式计算并进行圆整：Hi=(V－V封)/Vim [1] 式中V封 ------------封头容积： V封= 0.45 m3 Vim -----------1m高筒体容积： Vim≈1.767m3 /m 得 ：Hi= (3.8-0.45)/1.767≈1.895m 圆整后Hi=1.9m=1900mm 按筒高圆整后修正实际容积： V= Vim×
14、Hi + V封=1.767×1.9+0.45=3.8573 m3 >3.8 m3 ——————————(2-5) 第2.3节 反应釜强度计算 反应釜几何尺寸确定后，要依据已知公称直径，设计压力和设计温度进行强度计算确定罐体及筒体和封头厚度。 强度计算中各参数选择及计算，均应符合GB150-1998《钢制压力容器》要求。 一、 筒体强度校核计算 已知：Tc=25℃ pc=0.125Mpa [σ] t=137MPa = 0.80 ≈8.054mm ———————————————————(2-6) 负偏差 C2=0.8mm 腐蚀裕量 C2=0mm
15、名义厚度δn=S＋C1＋C2＋Δ=10mm 筒壁应力校核 = =11.703MPa[δ]t ———————(2-7) 即筒体选择06Gr19Ni10 同一数字代号S30403，厚度δ=10mm，强度能够达成所需，符合设计要求。 二、封头厚度校核计算 因为 δe== = 8.052mm ———————(2-8) 同理 名义厚度 ： δn=δe＋C1＋C2＋Δ=10mm 由椭圆壳体应力分析可知，椭球壳体上应力分布是改变，应力分布随点位置不一样而不一样。当≤2时，最大薄膜应力在椭球壳顶点，其值为：
16、 —————————（2-9）[1] 代入数值得： 即封头选择06Gr19Ni10 同一数字代号S30403，厚度δ=10mm，设计强度达成使用要求。 第三章 反应釜搅拌装置 搅拌装置由搅拌器、轴及其支撑组成。搅拌器形式很多，依据任务说明书要求，此次设计采取是推进式搅拌器。推进式搅拌器特点是能使液体产生猛烈流动及湍流运动性能很高。推进式搅拌器关键利用范围是搅拌及混合绝对粘度小于36000厘泊多种流动性液体，和制成乳浊液或悬浮液。[3] 推进式搅拌器机械设计关键内容是：确定搅拌轴直径、搅拌器直径、搅拌器和搅拌轴连接结构。进行搅拌轴强度设计和临界转速校核、选择轴支
17、撑结构及材料选择。因为介质含有一定腐蚀性，搅拌装置材料选择和反应罐主体材料相同材料06Gr19Ni10 同一数字代号S30403。 图3-1搅拌装置 由前三章相关设计得悉反应釜净直径Di=1500mm，净高H=1900mm；工作温度：25℃；工作压力：0.125MPa；搅拌目标：搅拌均匀。 第3.1节 搅拌器形式确实定 依据实际生产要求，初步设定搅拌器为两层搅拌，采取三叶开启涡轮式搅拌器(又称为螺旋推进式搅拌器）。 图3-2 推进式搅拌器 搅拌器直径Dj取标准值，即搅拌容器直径三分之一：[4] Dj=Di/3=1500m/3=5
18、00mm ————————————（3-1） 底间距（C）即搅拌器距容器底部高度，通常底间距和搅拌容器内径比值通常在0.05~0.3范围内选择[4]。则 C=（0.05~0.3）Dj=15~150mm——————————（3-2） 因为底间距比值越小，固相完全离底悬浮临界转数越小，所以在满足底层桨轴向排量前提下，该比值尽可能取得最小。不过考虑到实际生产中容器底部会出现一定量沉积物，C值不能太小[4]； C值太大搅拌效果不足，结合实际取C=130mm 搅拌器浸入搅拌容器液面下深度（S），搅拌器浸入液体内最好深度为：[2]
19、 ——————————（3-3） 对于双层搅拌器，搅拌器层间距（Sp）和桨径之比通常为0.5~2范围内，由搅拌桨轴向作用范围和反应釜高度决定搅拌桨层数。对于两层以上多层桨，要调整桨径和层数取得合理层间距，达成搅拌效果好，轴功率低效果。[2] 故： Sp=（0.9~1.5）Di=250~1000mm ———————————（3-4） 取Sp=700mm 搅拌器和容器几何参数条件如表3-1[5]： 表3-1 搅拌器容器几何参数条件 挡板数量 无 搅拌器距容器底部距离 挡板宽度 无 搅拌器潜液深度 S=1200 挡
20、板和容器内壁间距 无 搅拌器直径 Dj=500 搅拌器桨叶数量 Zj=3 搅拌器桨叶螺距 Pt=Dj=500 表3-2推进式桨叶尺寸表[2] dj d d1 螺钉 δ1 δ1 h 键槽 a P/n 小于 d2 b t 150 30 60 M12 10 5 40 8 33.1 51°31′ 0.008 200 30 60 M12 10 5 45 8 33.1 43°22′ 0.008 250 40 80 M12 10 5 55 12 43.6 36°11′ 0.01 300 40
21、80 M12 12 6 65 12 43.6 39°59′ 0.01 400 50 90 M16 14 8 95 16 55.1 35°19′ 0.031 500 65 110 M16 18 10 105 18 70.6 34°39′ 0.062 600 65 110 M20 22 12 125 18 70.6 29°59′ 0.11 700 80 140 M20 22 12 150 24 87.2 32°14′ 0.16 注：表中P/n为搅拌器桨叶强度所许可数值，其计算温度≤200℃；
22、 P————计算功率，Kw； n————搅拌器每分钟转数。表3-3推进式桨叶展开截面尺寸 第3.2节 搅拌轴设计 搅拌轴将电动机动力传输给搅拌器。它承受是以扭转为主扭—弯联合作用。 已知混合物密度为（900—1050）Kg/m3，则取ρ=1050Kg/m3；搅拌器直径Dj=500mm；搅拌器搅拌转速n=281r/min=4.68r/s；粘度μ=100cP=100mPa·s =0.1Pa·s 搅拌液雷诺准数： ————————————————（3-5） 代入3-2-1式可得 一、搅拌轴消耗功率 单层搅拌器搅拌轴上所消耗功率：
23、 ————————————（3-6） 式中 ————功率准数，和被搅拌液体雷诺准数（Re）相关，和搅拌器形式及交融其相关几何参数相关。 对于双层搅拌器总功率准数 ： ———————（3-7） 式中————和多层搅拌器间距和直径比（）相关系数 图3-3多层搅拌器总功率准数系数 且 两层搅拌器排液方向相同，查图4-1可得： [5] 由图4-2功率准数P0和雷诺准数Re关系关系图可得： P0=0.36 [5] 图3-4功率准数P0和雷诺准数Re关系 故 讲个数值带入式3-6和3-7可得：
24、 二、搅拌轴轴径设计计算 搅拌轴材料：选择06Gr19Ni10（304 旧钢号0Gr18Ni9）； 搅拌轴结构：用实心直轴。N0=0 由上节相关计算得悉： 搅拌轴功率： P0c=1.8KW Pc=1.2KW 搅拌轴转速： n=281r/min L2 L1 FA 底轴承 Fe 传动侧轴承 Le L 图3-5搅拌轴受力图 Fb1 Fb2 L=2560 L1=2285 L2=1585 1、受扭转变形控制轴径d1： ————————————(3-8) 式中[] ———
25、—轴许用扭转角， 由实践经验得： 对于单跨轴：[]=0.7； G—————轴材料剪切弹性模量， 查得 G=0.8×104MPa [5] ———搅拌轴传输最大扭矩，N·m ———————————(3-9) 式中—————传动侧轴承之前传动装置传动效率，按表3-3-1选择[5] 表3-4传动装置各零部件传动效率η1 类别 传动形式 传动效率η1 摆线针轮传动 摆线针轮行星减速机 ＞0.9 谐波齿轮传动 谐波减速机 ＞0.83 圆柱齿轮传动 开式传动，铸齿（考
26、虑轴承损失） 0.9—0.93 开式传动，铁齿（考虑轴承损失） 0.95 单级圆柱齿轮减速器 0.97—0.98 双级圆柱齿轮减速器 0.95—0.96 行星齿轮减速器 0.9—0.93 圆锥齿轮传动 开式传动，铸齿（考虑轴承损失） 0.9—0.93 开式传动，铁齿（考虑轴承损失） 0.9—0.93 单级圆锥齿轮减速器 0.9—0.93 双级圆锥—圆柱齿轮减速器 0.9—0.93 蜗杆传动 自锁 0.40—0.45 单头蜗杆 0.70—0.75 双头蜗杆 0.80—0.92 三头和四头蜗杆 0.40—0.45 蜗杆传动 圆弧面蜗杆传动
27、 0.85—0.95 皮带传动 0.95—0.96 链传动 开式传动 链浸入油池中传动 0.92—0.94 0.95—0.97 变速器 无级变速器 0.8 轴承 传动轴承 滑动轴承 0.99—0.995 0.93—0.995 因为电动机功率 故可得 则由式3-2-4可得： 圆整可得：d1=65mm(搅拌轴标准值)[5] 2、按强度计算搅拌轴直径d2 1）搅拌轴上流体径向力： ———————————————(3-10) 式中k1—————搅拌器流体径向系数 取0.16[] 则 2）搅
28、拌器质量mj ≈ 7.5Kg 3）搅拌轴质量： 4）搅拌轴组合质量： 5）搅拌轴临界转速： 假如搅拌轴工作转速等于或靠近于轴固有频率时，轴将发生强烈震动，即发生共振现象。发生共振时转速称为临界转速。工程上轴转速应避开临界转速。搅拌轴和搅拌器作为一个整体，有多个临界转速[1]。对于刚性轴，要求n≤0.7nc 故按保守值取： 6）搅拌轴许用偏心距[e] （取搅拌轴平衡精度G=6.3mm/s）[5] 7）搅拌轴偏心力Fe
29、 ————————(3-11) 8）搅拌器和搅拌轴组合质量m组重心至轴承距离Le ————————(3-12) 9）搅拌轴径向弯矩MR 因为搅拌轴在搅拌容器内为垂直安装，故其倾角α=0° [5] 则有： ——————————(3-13) 10）搅拌轴轴向弯矩MA 因为搅拌轴排液方向为向下，故搅拌轴受拉，所以MA=0 11）搅拌轴当量弯矩Mte ————————(3-14) 则考虑弯扭组累计算搅拌轴轴径d2：
30、 —————————————(3-15) 式中[] —————搅拌轴材料许用剪应力， MPa σb —————搅拌轴材料抗拉强度， 520MPa [5] —————搅拌轴扭矩和弯矩同时作用下当量扭矩，N•m 各数值代入3-2-11式中得： d2=34.9mm＜d1=65mm 表3-5搅拌轴常见金属材料及力学性能 材料 轴加工状态 σz MPa σb MPa E MPa G MPa Q235-A 热轧，段后空冷 225 400 2.1×106 8.1×104 35 正火 265 510 2.1×106 8.1×10
31、4 45 正火 295 590 2.1×106 8.1×104 0Gr17Ni12Mo2 (316不锈钢) 205 520 1.93×106 0Gr18Ni9 (304不锈钢) 205 520 1.93×106 3Gr13 调质 635 835 40Gr 调质 540 735 钛（TA5） 退火 585 685 1.03×106 三、搅拌轴强度校核 1、对轴强度进行校核计算 ——————————————————（3-16） 式中Wp—————对于实心轴
32、 ———搅拌轴传输最大扭矩 各数据代入式3-2-12得 2、对轴刚度进行校核计算 搅拌轴扭转角 ： ——————————（3-17） 即： 注：轴表面粗糙度可按所配零件标准要求选择。 第3.3节 搅拌器和搅拌轴连接 1、连接方法选择 搅拌器轴套和搅拌轴采取键连接并用止动螺钉将其固定 搅拌器轴套外径d1和长度l推荐值： ——————————————（3-18） 则d1=（1.6 ~2）×75=120~150，取d1=120mm l＞搅拌器桨叶宽度在轴线上投影长度，但l不得小于
33、d。查表3-3-1得：l=195mm 采取键连接方法，查表3-3-2及参考资料[]： 键工作长度l=110mm 键高度h=11mm 键宽度B=18mm [6] 2、键连接强度校核计算 键链接挤压强度条件 ————————————（3-19） 式中Mn q————搅拌轴上每个搅拌器扭矩 Pk ———— 每一层搅拌器设计功率 ————（3-20） hk ———— 键高度 11mm l ———— 键工作长度 110mm n ———— 搅拌器转速 281r/min d ———— 搅拌轴直径 65mm 各数值代入可得： 键连接剪
34、切强度条件 ————————————（3-21） 式3-3-4中τk ———— 键剪应力 MPa B ———— 键宽度 18mm 各数值代入式3-3-4中得： 第3.4节 搅拌轴支撑 通常搅拌轴可依靠减速器内一对轴承支承。当搅拌轴较长时，轴刚度条件变坏。为确保搅拌轴悬臂稳定性，轴悬臂长L，轴径d 和两轴承间距a应满足以下关系： L/a≤4 ~5， L/d≤40 ~50，不然就要增加中间轴承或底轴承。因为此次设计中轴悬臂长L，轴径d 和两轴承间距a不能满足这两个要求，故增加轴承。 搅拌轴支承常采取滚动轴承。
35、安装轴承处公差带常采取K6.外壳孔公差带常采取H7 。安装轴承处轴配合表面粗糙度Ra取0.8 ~ 1.6外壳孔和轴承配合表面粗糙度Ra取1.6[5] 为确保搅拌轴稳定，预防在转动过程中产生晃动，在罐底部加上了轴承，称之为底轴承，搅拌轴底轴承选择参考资料推荐结构，其机构特点是再不拆除搅拌轴情况下可装、拆底轴承。其形式有两种：Ⅰ型为碳钢轴承；Ⅱ型为不锈钢轴承。此次设计选择Ⅱ型，其结构和尺寸查图3-4-1和表3-4-1 表3-6 搅拌轴底轴承尺寸表 轴径序号 d d1 d2 d3 L L1 L2 L3 B B1 B2 H H1 S l l1 1 30
36、22 38 45 225 128 155 75 130 40 70 170 140 8 55 14 2 50 40 60 70 265 152 180 95 165 58 90 210 170 10 78 17 3 80 65 95 105 360 200 235 135 240 90 130 310 250 10 108 17 第四章 3M³反应釜传动装置 反应釜搅拌器是由传动装置来带动。传动装置设置在釜顶封头上部，传动装置通常由电动机、减速机、机架、传动轴、搅拌轴、联轴器、搅
37、拌轴轴封、安装底盖、凸缘法兰、搅拌轴中间支承轴承、搅拌轴底轴承等零部件组成。其设计内容通常包含：电机、减速机选型，选择联轴器，选择和设计机架和底座等。 第4.1节 常见电机及其连接 设备选择电机关键是考虑到它系列，功率，转速，和安装形式和防爆要求等几项内容。最常见为Y系列全封闭自扇冷式鼠笼转子三相异步电动机。能预防灰尘、铁屑或其它杂物进入电机内部。Y系列使用于拖动对起动性能、调速性能、转差率均要求通常机械，更适适用于灰尘较多、水土飞溅地方。适适用于环境温度不超出40℃海拔不超出1000m，额定电压380V，3Kw以下为Y接法，其它均为△接法。采取防爆安全型异步电动机，产品代号YA
38、老代号JA）。 电机功率必需满足搅拌器运轴功率和传动系统，轴封系统功率损失要求，还要考虑到又时在搅拌过程操造作中会出现不利条件造成功率过大。 电机功率可按下式确定： ————————————————（4-1） 式中：p ———— 搅拌轴所消耗功率 p=2 KW Pm ———— 搅拌轴轴封处摩擦损耗功率。此次设计采取机械轴封，功率消耗小 Pm=0.6 KW η ———— 搅拌机传动装置各零部件传动效率 ]选择η=0.90~ 0.96 [7]带入各数值得： Pd=2.89KW 则需选择功率为3Kw电机。
39、 因为设备技术协议中对电机防爆防护等有要求。而电机防爆等级由3部分组成 ： 1) 在爆炸性气体区域（0区、1区、2区）不一样电气设备使用安全等级划分。如旋转电机选型分为隔爆型（代号d）、正压型（p）、增安型（e）、无火花型（n） 2) 气体或蒸气爆炸性混合物等级划分，分为ⅡA、ⅡB、ⅡC三种，这些等级划分关键是依据最大试验安全间隙（MESG）或最小点燃电流（MICR）来区分。 3) 引燃某种介质温度分组划分。关键分为T1：450℃＜T 、T2：300＜T≤ 450℃、 T3：200＜T≤300℃、 T4：135＜T≤200℃、 T5：100＜T≤135 、 T6：85＜T≤10
40、0℃. 对于防护等级： 0级 无防护电机 无专门防护 不作试验，但应符合2.1条 1级 防护大于50MM固体电机 能预防大面积人体偶然意外地触及或靠近壳内带电或转动部件。能预防直径大于50MM固体异物进入壳内 2级 防护大于12MM固体电机 能预防直径大于12MM固体异物进入壳内 3级 防护大于2.5MM固体电机 能预防直径大于2.5MM工具或导线触及或靠近壳内带电或转动部件 4级 防护大于1MM固体电机 能预防直径或厚度大于1MM导线或片条触及或靠近壳内带电或转动部件 5级 防尘电机 承受任何方向溅水应无有害影响 然而在现在防护等级多以IP后跟随两个数字来表述：
41、 IP（INGRESS PROTECTION）防护等级系统是由IEC（INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION）所起草。将电器依其防尘防湿气之特征加以分级。这里所指外物含工具，人手指等均不可接触到电器内之带电部分，以免触电。IP防护等级是由两个数字所组成，第1个数字表示灯具离尘、预防外物侵入等级，第2个数字表示灯具防湿气、防水侵入密闭程度，及用来明确防护等级，数字越大表示其防护等级越高。 第一个数字表明设备抗微尘范围，或是大家在密封环境中免受危害程度。I代表预防固体异物进入等级，最高等级是6；第二个数字表明设备防水程度。 P代表预防进水等级，最高等级
42、是8。具体说明含义见表4-1 表4-1 IP防护等级说明 名称 I防护范围 P防护范围 0 无防护 无防护 1 防护50mm直径和更大固体外来体探测器，球体直径为50mm,不应完全进入 水滴防护 垂直落下水滴不应引发损害 2 防护12.5mm直径和更大固体外来体探测器，球体直径为12.5mm,不应完全进入 柜体倾斜15度时，防护水滴 柜体向任何一侧倾斜15度角时，垂直落下水滴不应引发损害 3 防护2.5mm直径和更大固体外来体探测器，球体直径为2.5mm,不应完全进入 防护溅出水 以60度角从垂直线两侧溅出水不应引发损害 4 防护1.0mm直径和更大固体
43、外来体探测器，球体直径为1.0mm,不应完全进入 防护喷水 从每个方向对准柜体喷水全部不应引发损害 5 防护灰尘 不可能完全阻止灰尘进入，但灰尘进入数量不会对设备造成伤害 防护射水 从每个方向对准柜体射水全部不应引发损害 6 灰尘封闭 柜体内在20毫巴低压时不应进入灰尘 防护强射水 从每个方向对准柜体强射水全部不应引发损害 7 防护短时浸水 柜体在标准压力下短时浸入水中时，不应有能引发损害水量浸入 8 防护长久浸水 能够在特定条件下浸入水中，不应有能引发损害 结合业主工作环境、技术要求及防护设计等要求： 电机防护等级为：IP54 电机防爆等级为：d ⅡB T
44、4 电机型号为：JQO2-51-8 [7] 第4.2节 釜用减速机类型，标准及其选择 常见减速装置有摆线针齿行星减速机、两级齿轮减速机、三角皮带减速机友好波减速机四种。这多个减速机相关数据，关键特点及应用条件等基础如表4-2所表示。 表4-2搅拌反应器用立式减速机基础特征 特征 减速机类型 摆线针齿行星减速器BLD（电机类型） 两级齿轮减速机LC（电机类型） 三角皮带减速机P（电机类型） 谐波减速器XB（电机类型） 减速比范围 71-15 11-6 4.5-3 360-390 速出转速范围R/min 20-100 125-300 320-500
45、 4-16 功率范围/Kw 0.6-30 0.6-30 0.6-5.5 0.6-13 效率 0.9-0.95 0.93 0.91 ＞0.83 关键特点 利用少齿差内啮合行星传动减速装置，故减速比大，寿命长，故障少。装拆方便，结构紧凑，和同功率涡轮减速器相比，效率高而体积可少二分之一左右 两级同中心距斜齿轮传动减速装置，传动比正确，寿命长 单级三角皮带传动加速装置，结构简单，过载时会产生打滑现象，所以能起安全保护作用。但因为皮带滑动故不能确保正确地传动比 利用行星轮为柔轮少齿差内啮合行星传动减速装置，减速比可很大 特征参数 功率、按输出轴轴径而分机型号、减速比
46、 中心距 三角皮带型号、根数 柔轮分度圆直径 应用条件 对过载和冲击载荷有较强承受能力，可短期过载75%；许可正反旋转；可用于有防爆要求车间；和电动机直联供给 许可正反旋转；采取夹壳联轴器或弹性块联轴器和搅拌轴连接；不许可承受不外加轴向载荷；适适用于可连续搅拌化工设备；可用于有防爆要求车间；和电动机直联供给 许可正反旋转；通常以夹壳联轴器和搅拌轴连接，搅拌器重量可由本机承受，不能用于防爆要求车间；适适用于连续搅拌设备化工设备 可不需多级传动而用于转速极低搅拌传动装置；可用于有防爆要求车间 图4-1TRF型减速机实体模型 TRF型减速机实体模型 故选择两级齿轮减速机，在两级
47、齿轮减速机个型号中选择TR系列斜齿轮硬齿面减速机。TR系列斜齿轮硬齿面减速机是通用性强、组合性好、承载能力高一个减速机，它不仅很方便地取得多种不一样传动比，而且效率高、振动小、许可有高轴伸径向载荷。能和多个减、变速机组合，实现使用上所需要求，同时有利于国产化配套传动装置。 表4-3 TRF输入功率及许用转率 减速机型号 结构形式 输入功率 传动比 许用转矩 28 TR TRF 0.18-3 3.83-135.09 130 38 0.18-3 3.83-134.82 85 48 0.18-5.5 3.83-176.88 200 58 0.18-7.5
48、 4.39-186.89 300 68 0.18-7.5 4.39-199.81 450 78 0.18-11 5.21-195.24 600 88 0.55-18.5 5.36-246.54 820 98 0.55-30 4.49-289.74 1550 108 2.2-45 5.06-289.16 4300 反应釜立式减速机选择依据：轴转速 n=281r/min 电机功率为2.74Kw 查表 4-3 可选 ：TRF 88型减速机，其尺寸从表4-4中选择。（HG 5-745-78标准中选择） 图4-2 TR、TRF型减速机安装尺寸图
49、查询参考资料[7]表15-8选得：电动机 功率为 4 Kw 转速为 750r/min 查选择电动机型号为： JQO2-51-8 第4.3节 安装底盖 标准安装底盖用于支撑机架、轴封装置。适适用于设计压力为0.11.6MPa，设计温度为-20+30℃工况下。采取螺栓等紧固件，上和机架连接，下和凸缘法兰连接。是整个搅拌传动装置和容器连接关键连接件。 表4-4 安装底盖、机架、传动轴、搅拌容器系列组配 mm 安装底盘公称直径 DN 机架公称直径DN 常见搅拌容器公称直径 DN 传动轴轴径d 30 40 50
50、 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 200 200 200 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 500 600 250 -- -- 250 250 250 -- -- -- -- -- -- -- -- 700 800 1000 300 200* 200* -- 300 300 300 -- -- -- -- -- -- 1200 1400 400 200* 200* 250* 250 300
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