搅拌设备设计的几点体会
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2 轴承间最佳距离的确定
1) 受搅拌设备生产能力和搅拌罐结构的限制 , 搅拌轴悬臂长度往往是确定的 ,而合理布置轴承间 距 ,可以使轴悬臂端的偏摆量减至最小 ,起到增加轴 的稳定性和改善传动机构工作性能的作用 ,因此有必 要对搅拌轴轴承间距作优化设计 。
图 5 为立式悬臂搅拌轴的计算图 ,图上有两个轴 承 ,上轴承承受轴向力和径向力 ,下轴承只承受径向 力 。假设 : (1) 搅拌器的支架是刚性的 ; (2) 轴承是刚 性的 ,其径向间隙为 s ; (3) 忽略剪切引起的挠度 。那 么悬臂轴端点的偏摆量取决于轴承径向间隙和轴的 弹性变形量 。
稳定器的基本形式有稳定筒和稳定板两种 ,选用 时要根据搅拌器的不同结构来定 。 31211 稳定筒适用于桨式和涡轮式搅拌器
稳定筒形状为空心圆筒 ,安装于搅拌桨下 ,与搅 拌桨相连接 。在可能情况下 ,宜尽量采用稳定筒 ,因 其摆动时迎液面积较大 ,即阻尼较大 ,且位于轴端下 ,
效果较好 。见图 6 所示 。
图 4 fD/ d 和 a/ d 的关系
40
化工设计通讯
第 31 卷
线表明 ,若要控制轴在密封部位的摆幅 fD 为最小的 话 ,则 a/ d 值过大或过小 ,对搅拌轴悬臂的稳定性都 是不利的 。
如设计是 a 、d 、l 不能满足上述要求时 ,轴运转 时较易达到临界转速 ,振幅就会增大 , 造成轴承过 载 ,寿命缩短 ,破坏轴的密封 ,所以此时必须改进设 计 ,增加轴承间的距离 、加大轴径或减少悬臂端长度 , 同时也可以在结构上考虑采取一些稳定措施 。
图 5 悬臂搅拌轴的计算图
由轴承径向间隙引起的轴端偏摆量[3]为 :
f1 =
s a
(
a 2
+ 1)
由弹性变形产生的轴端偏摆量为 :
f2
=
Frl2 3 EI
(
a
+
1)
式中 : E ———轴的弹性模量 , E = 210 ×109N/ m2
I ———轴惯性矩 , I = пd4/ 64
Fr ———搅拌桨受到的径向力为流体动力形成的 径向力与搅拌器重量偏移产生的离心力之和 。
第1期
曹晓玲 :搅拌设备设计的几点体会
41
器本身的形状 、尺寸 、变形有关外 ,还与反应釜的形 状 、尺寸 、釜内各种装置及釜内液体的运动有关 ,其中 关系最大的是搅拌器的桨叶和液体介质之间的相对 运动产生的涡流 。由涡流而产生的流体力便成了周 期性的外力 。这个外力能引起搅拌器的振动或共振 。 为了减轻搅拌器的振动 ,这时就可以在搅拌轴上设置 稳定器 。稳定器和周围的液体共同旋转而几乎不消 耗搅拌功率 ,但能在搅拌器易振动的方向起到足够的 阻尼作用 ,阻止其晃动 ,即形成与搅拌器水平力反方 向的阻尼力 ,抵消了部分水平力 ,从而减小轴端的实 际挠度 ,使之在设计允许范围以内 。 31112 设置稳定器 ,可以提高搅拌轴临界转速 。
(1) 对于涡轮式搅拌器 ,在搅拌轴上呈放射状设 置 4 块稳定板 ,其结构图 8 所示 。
(2) 对于桨式搅拌器 ,在搅拌轴上设置与搅拌桨 垂直的 2 块稳定板 ,其结构图 9 所示 。
(3) 对于锚式搅拌器 ,不论桨叶截面形状如何 , 在搅拌轴上设置与搅拌桨垂直的 2 块稳定板 ,其结构 图 10 所示 。
第 31 卷第 1 期 2005 年 3 月
化工设计通讯
Chemical Engineering Design Communications
Vol131 No11 Mar12005
搅拌设备设计的几点体会
曹晓玲
中石化南京化工厂南京凯特化工工程设计院 ,南京 210038)
摘 要 :从搅拌轴的支承条件 、轴承间最佳距离的确定以及搅拌轴的稳定器等几 个方面讨论 ,分析了其对搅拌设备设计的影响 ,并提出了相应的措施和方法 。
支承对搅拌轴悬臂的稳定性有利 ,因为前者轴承间距
比后者大 。实践证明这两个经验公式是没有科学根
据的 。通常我们所说的搅拌轴悬臂的稳定性好坏 ,主 要是看轴的偏摆及轴的挠度的大小 。同时偏摆及挠 度对搅拌轴的使用寿命也有很大影响 ,特别是采用轴 封装置时 ,还与轴封的性能直接有关 。因此在设计中 要尽量减少轴端部位的挠度 ,对轴封部位的偏摆量必 须控制在容许的范围内 ,一般采用填料箱的场合应控 制在 0108～0113mm 左右 ,机械密封 0104～0108mm 以 内 。轴的偏摆量除了与轴本身及轴支承系统的加工 装配精度有关外 ,还受搅拌器叶轮重量产生的径向载 荷 、流体不平衡载荷及轴的自重 、叶轮的不平衡量 ,轴 与轴承间的间隙等因素作用下轴挠度大小的影响 ,国 外曾做过搅拌轴偏摆的实验[2] 。用图 4 的实验曲
c1 当减速机中的轴承远远不能承受容器内压力 作用在轴截面上的推力和搅拌器运转时所产生的轴 向液流的反作用时 ,亦可选用双支点机座 ,即由机座 上两个支点的滚动轴承来承受上述全部的轴向力 。 这时搅拌轴与减速机输出轴的联接须采用弹性联轴 器 ,如图 3 所示 。这种结构减速机输出轴上的滚动轴
收稿日期 :2004 - 12 - 27 作者简介 :曹晓玲 (1971112～) ,女 ,1994 年毕业于南京化工学院化工机械与设备专业 , 工程师 , 主要从事设备设计工作 。联系电话 : 025 85315414 - 01761
一般搅拌轴为刚性轴 ,按规定 n 应小于 017 倍临 界转速 nk ,即 n/ nk ≤017 。当计算的临界转速 ,使 n/ nk > 017 时 ,就有共振危险 ,不能应用 ,必须提高临界转 速 。临界转速是与 1/ y1/ 2成正比[2] ,越小临界转速越 高 。因此要提高 nk ,须减小挠度 y。设置稳定器就是 很好的方法 ,可使 n/ nk 提高到 0175～018[4] 。 312 稳定器的结构形式
保持在 8 %左右 ,pH 值控制在 1～3 之间 。当尿素浓 度低于 5 %时 ,通过提升泵将循环槽中低浓度的尿素 溶液泵入溶解槽 ,再开启溶解泵 ,将补充的尿素及少 量的酸充分溶解均匀 。操作完毕后 ,关闭溶解泵 。再 开启溶解槽底部的放空阀 ,将符合要求的尿素溶液放 入循环槽备用 。
表 2 综合技术经济指标
图 6 桨式或涡轮式搅拌器的稳定筒
31 212 稳定板适用于多种形式搅拌器 ,它的安装方 位和选用数量也不一样
a1 稳定板可以设置在搅拌器下面 ,其结构见图 7。
图 7 搅拌器下设置的稳定板
b1 稳 定板也可以设置在位于容器内液体高度中 间的搅拌器轴上面 , 稳定板的数量随搅拌器形式的 不同而异 。
1 轴的支承条件
111 搅拌轴一般用滚动轴承或滑动轴承作为铰座来 支承[1 ]
参照 HG/ T20569 - 94 中分析 ,轴承安放位置随搅 拌容器操作条件及搅拌器型式不同而常用下列几种 :
a1 当减速机中的轴承能够承受容器内压力作用 在轴截面上的推力和搅拌器运转时所产生的轴向液 流的反作用时 ,则可选用无支点机座来支承 ,只在轴 封处设置一个滑动轴承来控制轴的横向摆动 。这种
规定》中式 4 - 1 的推导过程 。此式的应用价值较高 ,
在设计 1 # 硝化锅的皮带轮减速机的支承结构时 ,可
用此式计算轴承间的最佳距离 ,合理地改善传动机构
的性能 ,确定搅拌轴悬臂端的最佳长度 。
2) 我们可以对式 (3) 进一步简化 ,以便分析不同
工况对搅拌轴支承的影响因素 。因为 :
σb =
3 搅拌轴的稳定器
搅拌轴上设置稳定器 ,在我厂的设备设计中尚未采 用。从近几年的资料中可以看出 ,国外引进的装置以及 大设计院的设计中 ,已经较多地使用并且效果显著。 311 稳定器的作用主要有两种 31111 减小搅拌轴的轴端挠度 ,使之符合设计要求
搅拌装置运转时往往有振动 ,这种振动除与搅拌
结构在机座上不设支点 ,搅拌轴与减速机输出轴的联 接须采用刚性联轴器 ,如图 1 所示 。这种结构是双支 点支承 ,一个支点为减速机输出轴上的滚动轴承 ,另 一个支点为轴封处的滑动轴承 。
b1 当减速机中的轴承不能完全承受容器内压力 作用在轴截面上的推力和搅拌器运转时所产生的轴 向液流的反作用时 ,则可选用单支点机座 ,由该支点 的滚动轴承来承受上述部分的轴向力 。这种结构要 求搅拌轴与减速机输出轴的联接采用刚性联轴器 ,如 图 2 所示 。这种结构也是双支点支承 ,一个支点为减 速机输出轴上的滚动轴承 ,另一个支点为支座上的滚 动轴承 。
总偏摆量为
f
= f1 + f2 =
s a
百度文库
(
a 2
+ 1)
+
Frl2 3 EI
(
a
+ 1)
对上式微分可得 :f′=
-
sl a2
+
Frl2 3 EI
,
令该式等于
零 ,便可得 f 值为最小的最佳轴承距离表达式 : aop =
- 3 EIs
(3)
Frl
式中 : aop ———最佳轴承距离
式 (3) 便是 CD130A5 - 85《带搅拌设备设计技术
第1期
曹晓玲 :搅拌设备设计的几点体会
39
承可视作一个支点 , 机座上的两个滚动轴承是两个 支点 ,整体看来属于多支点支承 。对于多支点支承 , 对中困难 ,安装不好会产生偏心 ,加剧轴承的磨损和
产生震动 。所以在双支点支承能够满足搅拌轴运转 的稳定性时 ,应尽量避免选用多支点支承 。
112 几种常用支承结构的搅拌轴悬臂稳定性问题
1/ 2
(4)
式中 : A ———与轴承径向间隙和轴径比有关的常数 ,A
= 1 732 (s/ d) 1/ 2
由式 (4) 中可以得出 ,当弯曲应力 b 增大时 , aop/
d 就随之减小 ;反之则增大 。这表明 : 当计算轴径 d
有较大裕量时 , aop/ d 可取较大值 ; 在转速较高或工
况恶劣时都会产生较大的 b 值 , aop/ d 应取最小值 。
关键词 :搅拌设备 ;轴 ;支承 ;稳定性 ;距离 中图分类号 :TQ02712 文献标识码 :A 文章编号 :1003 - 6490 (2005) 01 - 0038 - 05
近几年在硝基苯 、对邻硝 、间苯二酚等工程中 ,多 次设计了钢制搅拌反应釜 ,对搅拌轴支承点的个数 、 位置以及搅拌轴的稳定性有了较深刻的认识 ,又查阅 了近期的国内外期刊资料 ,体会到国内一些设计参考 书中 ,有一些经验公式缺乏可靠的实验数据 ,还有一些 搅拌设备结构上的成熟经验未能在设计中应用 。现在 将这些问题归纳总结 ,以供其他同志设计时参考。
(下转第 52 页)
52
化工设计通讯
第 31 卷
废气处理装置主要设备 :两座吸收塔 ,串联方式 并列 。塔体材料为玻璃纤维增强聚苯乙烯 ,塔内填料 为塑料阶梯环 ,吸收塔上部外装一个不锈钢烟囟 ,直 径 300mm ,烟囟顶部高度距地面 15～30m ,1 台引风机 (功率 515kW ,风量 6 000m3/ h ,转速 2 900r/ min) 。采 用尿素 (NH2) 2CO 做吸收还原剂 ,浓度控制在可满足 净化要求 ,即排烟时烟囟顶部出口看不到黄色烟烛为 好 (一般 8 %～10 %左右) 。两座吸收塔中的吸收还原 剂单独运行 ,首塔吸收还原剂耗量较大 ,净化反应主 要在此塔进行 ,每次生产前需要检测尿素浓度 ,低于 控制浓度则需进行调整 。循环槽内尿素溶液浓度应
Mb W
=
Frl W
式中 :σb ———轴上某处轴外缘弯曲应力
W ———轴上某处圆轴抗变截面模量 ,W = пd3/ 32
将上式带入式 (3) 使得 aop =
3 EIs σb W
=
由此可得
3 Es d 2σb
aop
d
=
3 Es 2σb d
=1
732 ( s/
d) 1/ 2σb - 1/ 2
=
Aσb -
项目
单位
总装机容量
kW
单位用电量 015 元/ kW
处理费用
元
使用寿命
10a
指标
17 515 元/ h < 1 000 元 tNO2
备注 常开 11KW
以处理 1tNO2 计算
以往设计搅拌设备 ,为了保持搅拌轴悬臂的稳定
性 ,习惯要求满足下列两个经验公式
L ≤(4～5) a
(1)
式中 : L 为悬臂轴长度 ,a 为两轴承间距
L ≤(40～50) d
(2)
d 为搅拌轴直径
按照式 (1) 条件可知 ,只要增大两轴承的间距 ,
搅拌轴的稳定性就越好 ,允许悬臂长度就越长 。于
是 ,很多人会认为选用无支点机座支承比单支点机座
1) 受搅拌设备生产能力和搅拌罐结构的限制 , 搅拌轴悬臂长度往往是确定的 ,而合理布置轴承间 距 ,可以使轴悬臂端的偏摆量减至最小 ,起到增加轴 的稳定性和改善传动机构工作性能的作用 ,因此有必 要对搅拌轴轴承间距作优化设计 。
图 5 为立式悬臂搅拌轴的计算图 ,图上有两个轴 承 ,上轴承承受轴向力和径向力 ,下轴承只承受径向 力 。假设 : (1) 搅拌器的支架是刚性的 ; (2) 轴承是刚 性的 ,其径向间隙为 s ; (3) 忽略剪切引起的挠度 。那 么悬臂轴端点的偏摆量取决于轴承径向间隙和轴的 弹性变形量 。
稳定器的基本形式有稳定筒和稳定板两种 ,选用 时要根据搅拌器的不同结构来定 。 31211 稳定筒适用于桨式和涡轮式搅拌器
稳定筒形状为空心圆筒 ,安装于搅拌桨下 ,与搅 拌桨相连接 。在可能情况下 ,宜尽量采用稳定筒 ,因 其摆动时迎液面积较大 ,即阻尼较大 ,且位于轴端下 ,
效果较好 。见图 6 所示 。
图 4 fD/ d 和 a/ d 的关系
40
化工设计通讯
第 31 卷
线表明 ,若要控制轴在密封部位的摆幅 fD 为最小的 话 ,则 a/ d 值过大或过小 ,对搅拌轴悬臂的稳定性都 是不利的 。
如设计是 a 、d 、l 不能满足上述要求时 ,轴运转 时较易达到临界转速 ,振幅就会增大 , 造成轴承过 载 ,寿命缩短 ,破坏轴的密封 ,所以此时必须改进设 计 ,增加轴承间的距离 、加大轴径或减少悬臂端长度 , 同时也可以在结构上考虑采取一些稳定措施 。
图 5 悬臂搅拌轴的计算图
由轴承径向间隙引起的轴端偏摆量[3]为 :
f1 =
s a
(
a 2
+ 1)
由弹性变形产生的轴端偏摆量为 :
f2
=
Frl2 3 EI
(
a
+
1)
式中 : E ———轴的弹性模量 , E = 210 ×109N/ m2
I ———轴惯性矩 , I = пd4/ 64
Fr ———搅拌桨受到的径向力为流体动力形成的 径向力与搅拌器重量偏移产生的离心力之和 。
第1期
曹晓玲 :搅拌设备设计的几点体会
41
器本身的形状 、尺寸 、变形有关外 ,还与反应釜的形 状 、尺寸 、釜内各种装置及釜内液体的运动有关 ,其中 关系最大的是搅拌器的桨叶和液体介质之间的相对 运动产生的涡流 。由涡流而产生的流体力便成了周 期性的外力 。这个外力能引起搅拌器的振动或共振 。 为了减轻搅拌器的振动 ,这时就可以在搅拌轴上设置 稳定器 。稳定器和周围的液体共同旋转而几乎不消 耗搅拌功率 ,但能在搅拌器易振动的方向起到足够的 阻尼作用 ,阻止其晃动 ,即形成与搅拌器水平力反方 向的阻尼力 ,抵消了部分水平力 ,从而减小轴端的实 际挠度 ,使之在设计允许范围以内 。 31112 设置稳定器 ,可以提高搅拌轴临界转速 。
(1) 对于涡轮式搅拌器 ,在搅拌轴上呈放射状设 置 4 块稳定板 ,其结构图 8 所示 。
(2) 对于桨式搅拌器 ,在搅拌轴上设置与搅拌桨 垂直的 2 块稳定板 ,其结构图 9 所示 。
(3) 对于锚式搅拌器 ,不论桨叶截面形状如何 , 在搅拌轴上设置与搅拌桨垂直的 2 块稳定板 ,其结构 图 10 所示 。
第 31 卷第 1 期 2005 年 3 月
化工设计通讯
Chemical Engineering Design Communications
Vol131 No11 Mar12005
搅拌设备设计的几点体会
曹晓玲
中石化南京化工厂南京凯特化工工程设计院 ,南京 210038)
摘 要 :从搅拌轴的支承条件 、轴承间最佳距离的确定以及搅拌轴的稳定器等几 个方面讨论 ,分析了其对搅拌设备设计的影响 ,并提出了相应的措施和方法 。
支承对搅拌轴悬臂的稳定性有利 ,因为前者轴承间距
比后者大 。实践证明这两个经验公式是没有科学根
据的 。通常我们所说的搅拌轴悬臂的稳定性好坏 ,主 要是看轴的偏摆及轴的挠度的大小 。同时偏摆及挠 度对搅拌轴的使用寿命也有很大影响 ,特别是采用轴 封装置时 ,还与轴封的性能直接有关 。因此在设计中 要尽量减少轴端部位的挠度 ,对轴封部位的偏摆量必 须控制在容许的范围内 ,一般采用填料箱的场合应控 制在 0108～0113mm 左右 ,机械密封 0104～0108mm 以 内 。轴的偏摆量除了与轴本身及轴支承系统的加工 装配精度有关外 ,还受搅拌器叶轮重量产生的径向载 荷 、流体不平衡载荷及轴的自重 、叶轮的不平衡量 ,轴 与轴承间的间隙等因素作用下轴挠度大小的影响 ,国 外曾做过搅拌轴偏摆的实验[2] 。用图 4 的实验曲
c1 当减速机中的轴承远远不能承受容器内压力 作用在轴截面上的推力和搅拌器运转时所产生的轴 向液流的反作用时 ,亦可选用双支点机座 ,即由机座 上两个支点的滚动轴承来承受上述全部的轴向力 。 这时搅拌轴与减速机输出轴的联接须采用弹性联轴 器 ,如图 3 所示 。这种结构减速机输出轴上的滚动轴
收稿日期 :2004 - 12 - 27 作者简介 :曹晓玲 (1971112～) ,女 ,1994 年毕业于南京化工学院化工机械与设备专业 , 工程师 , 主要从事设备设计工作 。联系电话 : 025 85315414 - 01761
一般搅拌轴为刚性轴 ,按规定 n 应小于 017 倍临 界转速 nk ,即 n/ nk ≤017 。当计算的临界转速 ,使 n/ nk > 017 时 ,就有共振危险 ,不能应用 ,必须提高临界转 速 。临界转速是与 1/ y1/ 2成正比[2] ,越小临界转速越 高 。因此要提高 nk ,须减小挠度 y。设置稳定器就是 很好的方法 ,可使 n/ nk 提高到 0175～018[4] 。 312 稳定器的结构形式
保持在 8 %左右 ,pH 值控制在 1～3 之间 。当尿素浓 度低于 5 %时 ,通过提升泵将循环槽中低浓度的尿素 溶液泵入溶解槽 ,再开启溶解泵 ,将补充的尿素及少 量的酸充分溶解均匀 。操作完毕后 ,关闭溶解泵 。再 开启溶解槽底部的放空阀 ,将符合要求的尿素溶液放 入循环槽备用 。
表 2 综合技术经济指标
图 6 桨式或涡轮式搅拌器的稳定筒
31 212 稳定板适用于多种形式搅拌器 ,它的安装方 位和选用数量也不一样
a1 稳定板可以设置在搅拌器下面 ,其结构见图 7。
图 7 搅拌器下设置的稳定板
b1 稳 定板也可以设置在位于容器内液体高度中 间的搅拌器轴上面 , 稳定板的数量随搅拌器形式的 不同而异 。
1 轴的支承条件
111 搅拌轴一般用滚动轴承或滑动轴承作为铰座来 支承[1 ]
参照 HG/ T20569 - 94 中分析 ,轴承安放位置随搅 拌容器操作条件及搅拌器型式不同而常用下列几种 :
a1 当减速机中的轴承能够承受容器内压力作用 在轴截面上的推力和搅拌器运转时所产生的轴向液 流的反作用时 ,则可选用无支点机座来支承 ,只在轴 封处设置一个滑动轴承来控制轴的横向摆动 。这种
规定》中式 4 - 1 的推导过程 。此式的应用价值较高 ,
在设计 1 # 硝化锅的皮带轮减速机的支承结构时 ,可
用此式计算轴承间的最佳距离 ,合理地改善传动机构
的性能 ,确定搅拌轴悬臂端的最佳长度 。
2) 我们可以对式 (3) 进一步简化 ,以便分析不同
工况对搅拌轴支承的影响因素 。因为 :
σb =
3 搅拌轴的稳定器
搅拌轴上设置稳定器 ,在我厂的设备设计中尚未采 用。从近几年的资料中可以看出 ,国外引进的装置以及 大设计院的设计中 ,已经较多地使用并且效果显著。 311 稳定器的作用主要有两种 31111 减小搅拌轴的轴端挠度 ,使之符合设计要求
搅拌装置运转时往往有振动 ,这种振动除与搅拌
结构在机座上不设支点 ,搅拌轴与减速机输出轴的联 接须采用刚性联轴器 ,如图 1 所示 。这种结构是双支 点支承 ,一个支点为减速机输出轴上的滚动轴承 ,另 一个支点为轴封处的滑动轴承 。
b1 当减速机中的轴承不能完全承受容器内压力 作用在轴截面上的推力和搅拌器运转时所产生的轴 向液流的反作用时 ,则可选用单支点机座 ,由该支点 的滚动轴承来承受上述部分的轴向力 。这种结构要 求搅拌轴与减速机输出轴的联接采用刚性联轴器 ,如 图 2 所示 。这种结构也是双支点支承 ,一个支点为减 速机输出轴上的滚动轴承 ,另一个支点为支座上的滚 动轴承 。
总偏摆量为
f
= f1 + f2 =
s a
百度文库
(
a 2
+ 1)
+
Frl2 3 EI
(
a
+ 1)
对上式微分可得 :f′=
-
sl a2
+
Frl2 3 EI
,
令该式等于
零 ,便可得 f 值为最小的最佳轴承距离表达式 : aop =
- 3 EIs
(3)
Frl
式中 : aop ———最佳轴承距离
式 (3) 便是 CD130A5 - 85《带搅拌设备设计技术
第1期
曹晓玲 :搅拌设备设计的几点体会
39
承可视作一个支点 , 机座上的两个滚动轴承是两个 支点 ,整体看来属于多支点支承 。对于多支点支承 , 对中困难 ,安装不好会产生偏心 ,加剧轴承的磨损和
产生震动 。所以在双支点支承能够满足搅拌轴运转 的稳定性时 ,应尽量避免选用多支点支承 。
112 几种常用支承结构的搅拌轴悬臂稳定性问题
1/ 2
(4)
式中 : A ———与轴承径向间隙和轴径比有关的常数 ,A
= 1 732 (s/ d) 1/ 2
由式 (4) 中可以得出 ,当弯曲应力 b 增大时 , aop/
d 就随之减小 ;反之则增大 。这表明 : 当计算轴径 d
有较大裕量时 , aop/ d 可取较大值 ; 在转速较高或工
况恶劣时都会产生较大的 b 值 , aop/ d 应取最小值 。
关键词 :搅拌设备 ;轴 ;支承 ;稳定性 ;距离 中图分类号 :TQ02712 文献标识码 :A 文章编号 :1003 - 6490 (2005) 01 - 0038 - 05
近几年在硝基苯 、对邻硝 、间苯二酚等工程中 ,多 次设计了钢制搅拌反应釜 ,对搅拌轴支承点的个数 、 位置以及搅拌轴的稳定性有了较深刻的认识 ,又查阅 了近期的国内外期刊资料 ,体会到国内一些设计参考 书中 ,有一些经验公式缺乏可靠的实验数据 ,还有一些 搅拌设备结构上的成熟经验未能在设计中应用 。现在 将这些问题归纳总结 ,以供其他同志设计时参考。
(下转第 52 页)
52
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第 31 卷
废气处理装置主要设备 :两座吸收塔 ,串联方式 并列 。塔体材料为玻璃纤维增强聚苯乙烯 ,塔内填料 为塑料阶梯环 ,吸收塔上部外装一个不锈钢烟囟 ,直 径 300mm ,烟囟顶部高度距地面 15～30m ,1 台引风机 (功率 515kW ,风量 6 000m3/ h ,转速 2 900r/ min) 。采 用尿素 (NH2) 2CO 做吸收还原剂 ,浓度控制在可满足 净化要求 ,即排烟时烟囟顶部出口看不到黄色烟烛为 好 (一般 8 %～10 %左右) 。两座吸收塔中的吸收还原 剂单独运行 ,首塔吸收还原剂耗量较大 ,净化反应主 要在此塔进行 ,每次生产前需要检测尿素浓度 ,低于 控制浓度则需进行调整 。循环槽内尿素溶液浓度应
Mb W
=
Frl W
式中 :σb ———轴上某处轴外缘弯曲应力
W ———轴上某处圆轴抗变截面模量 ,W = пd3/ 32
将上式带入式 (3) 使得 aop =
3 EIs σb W
=
由此可得
3 Es d 2σb
aop
d
=
3 Es 2σb d
=1
732 ( s/
d) 1/ 2σb - 1/ 2
=
Aσb -
项目
单位
总装机容量
kW
单位用电量 015 元/ kW
处理费用
元
使用寿命
10a
指标
17 515 元/ h < 1 000 元 tNO2
备注 常开 11KW
以处理 1tNO2 计算
以往设计搅拌设备 ,为了保持搅拌轴悬臂的稳定
性 ,习惯要求满足下列两个经验公式
L ≤(4～5) a
(1)
式中 : L 为悬臂轴长度 ,a 为两轴承间距
L ≤(40～50) d
(2)
d 为搅拌轴直径
按照式 (1) 条件可知 ,只要增大两轴承的间距 ,
搅拌轴的稳定性就越好 ,允许悬臂长度就越长 。于
是 ,很多人会认为选用无支点机座支承比单支点机座