德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝第一頁德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 第六頁發(fā)酵罐設(shè)計(jì)（同名24165）食品深加工類機(jī)械與設(shè)備

工藝設(shè)計(jì)（裝料量5m3機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)）設(shè)計(jì)小組：第2組組長(zhǎng)：張超組員：田林亮王金凱張亮專業(yè)：食品科學(xué)與工程部門：生物研發(fā)部日期：2013年7月20日德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司研發(fā)部目錄TOC\o"1-5"\h\z一、設(shè) 計(jì) 任務(wù) 2\o"CurrentDocument"二、設(shè) 計(jì) 要求 3三、概述 3四、總 體 結(jié) 構(gòu) 設(shè)計(jì) 4罐頭設(shè)計(jì) 4\o"CurrentDocument"罐頭及封頭的幾何尺寸的計(jì)算 4罐頭壓力測(cè)試 6確定夾套的幾何尺寸的計(jì)算 7\o"CurrentDocument"夾套壓力試驗(yàn) 8五、攪拌裝置及附件設(shè)計(jì) 8\o"CurrentDocument"攪拌軸計(jì)算 8攪拌器選型及分布 12六、傳動(dòng)裝置的設(shè)14七、14TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"6.1電動(dòng)機(jī)選型 15\o"CurrentDocument"6.2減速器選型 16\o"CurrentDocument"6.3聯(lián)軸器選型 20七、其他輔助設(shè)備的選型 217.1支座的選擇 217.2人孔的選擇 237.3視鏡的選擇 237.4無菌空氣通風(fēng)管設(shè)計(jì) 237.5消泡器 24八、各自的設(shè)計(jì)任務(wù) 24一、設(shè)計(jì)任務(wù)裝料量5加3機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)參數(shù)和技術(shù)特性指標(biāo)名稱指標(biāo)工作壓力罐內(nèi)?0.3Mpa夾套（蛇管）內(nèi)W0.5Mpa工作溫度罐內(nèi)W121C夾套（蛇管）內(nèi)<150℃工作介質(zhì)罐內(nèi)輕微腐蝕性物料夾套內(nèi)蒸汽 -|裝料量（mD5傳熱面積（m2）傳熱面積由夾套結(jié)構(gòu)確定，夾套高度不彳氐于液位高度。攪拌器型式渦輪式德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 第四頁四四德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 第四頁四四德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 第六頁攪拌器轉(zhuǎn)速/rmp260(參考)攪拌軸功率kw6.5其它夾套換熱時(shí)，至少應(yīng)裝四塊擋板(根據(jù)需要設(shè)置)。罐體材料16MliH/D裝料系數(shù)n罐內(nèi)料液密度1.0~1.30.7-0.91076Kg/m3接管建議(推薦)出料口冷凝液出口蒸汽進(jìn)口溫度計(jì)插口視鏡進(jìn)料口人孔手孔Dg80Dg57Dg30Dg70Dg80Dg50400100二、設(shè)計(jì)要求1.機(jī)械攪拌發(fā)酵罐計(jì)算及整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成設(shè)計(jì)說明書。(1)進(jìn)行罐體及夾套(或內(nèi)部蛇管)設(shè)計(jì)計(jì)算；(2)進(jìn)行攪拌裝置設(shè)計(jì)：攪拌器的選型設(shè)計(jì)；選擇軸承、聯(lián)軸器，罐內(nèi)攪拌軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，攪拌軸計(jì)算和校核；(3)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算：盡可能采用V帶傳動(dòng)，進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì);進(jìn)行帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算；(4)密封裝置的選型設(shè)計(jì)；(5)選擇支座形式并計(jì)算；(6)手孔或人孔選型；(7)選擇接管、管法蘭、設(shè)備法蘭；(8)設(shè)計(jì)機(jī)架結(jié)構(gòu)；(9)設(shè)計(jì)凸緣及安裝底蓋結(jié)構(gòu)；(10)視鏡的選型設(shè)計(jì)；(H)消泡裝置設(shè)計(jì)；(12)無菌空氣分布管設(shè)計(jì)。九、2.繪制攪拌罐裝配圖（2號(hào)或3號(hào)圖紙）。三、概述機(jī)械攪拌發(fā)酵罐是生物制藥工廠常用類型之一，它是利用機(jī)械攪拌器的作用，使空氣和醪液充分混合促使氧在醪液中溶解，以保證供給微生物生長(zhǎng)繁殖、發(fā)酵所需要的氧氣。機(jī)械攪拌發(fā)酵罐可用于生產(chǎn)藥用酵母、飼料酵母、活性干酵母、液體曲、谷氨酸、檸檬酸、抗生素、維生素、酶制劑、食用醋、賴氨酸等。機(jī)械攪拌發(fā)酵罐其實(shí)就是一種生物反應(yīng)器，生物反應(yīng)器是指為活細(xì)胞或酶提供適宜的反應(yīng)環(huán)境，讓他們進(jìn)行細(xì)胞增殖或生產(chǎn)的裝置系統(tǒng)。生物反應(yīng)器為細(xì)菌的生長(zhǎng)和繁殖提供適宜的生長(zhǎng)環(huán)境，促進(jìn)菌體生產(chǎn)人們需要的產(chǎn)物。廣泛應(yīng)用于乳制品、飲料、生物工程、制藥、精細(xì)化工等行業(yè)，罐體設(shè)有夾層、保溫層、可加熱、冷卻、保溫。罐內(nèi)壁經(jīng)鏡面拋光處理，無衛(wèi)生死角，而全封閉設(shè)計(jì)確保物料始終處一無污染的狀態(tài)下混合、發(fā)酵，設(shè)備配備空氣呼吸孔，CIP清洗噴頭，人孔等裝置。機(jī)械攪拌發(fā)酵罐主要由罐體、封頭、夾套、聯(lián)軸器、傳動(dòng)系統(tǒng)、消泡器等結(jié)構(gòu)構(gòu)成。機(jī)械攪拌發(fā)酵罐的基本要求：（1）機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐應(yīng)具有適宜的徑高比。罐身越高，氧的利用率較高；（2）機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐能承受一定的壓力；（3）要保證發(fā)酵液必須的溶解氧；（4）機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐應(yīng)具有足夠的冷卻面積；（5）機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐內(nèi)應(yīng)盡量減少死角，避免藏垢積污，滅菌能徹底，避免染菌；（6）攪拌器的軸封應(yīng)嚴(yán)密，防病量減少泄漏。罐體的材料要根據(jù)發(fā)酵液對(duì)鋼材腐蝕的程度來選擇，此款機(jī)械攪拌發(fā)酵罐主要是用于食品的加工，其腐蝕程度相對(duì)較低，我們選擇16Mn材料制作罐體、封頭、夾套等。四、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 第五頁五五德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 第五頁五五罐體設(shè)計(jì)確定罐頭上下封頭的形式攪拌罐為立式容器,上封頭選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭,下封頭為了考慮排料選用無折邊的錐形封頭，并選取筒體高度H與筒體半徑D1的比值為2:1；上、下封頭也可相同。罐體及封頭的幾何尺寸的計(jì)算確定罐體的內(nèi)徑D（公稱直徑）和筒體的高度H選取攪拌罐裝料系數(shù)為叩=0.8，已知裝料量V=Vn=5m30總可得設(shè)備總?cè)莘eV=乂= =6.25m3總n0.8對(duì)于機(jī)械攪拌發(fā)酵罐，取高徑比為H/D=2初選筒體直徑取D=1500mm,查手冊(cè)D=1500mm的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的封頭容積為V=0.513m3，則公稱容積V=6.25—0.513=5.737m3b估算筒體的內(nèi)徑D=3，4"=3?4*5.737_。相mm3兀H/D33.14義2將計(jì)算結(jié)果圓整至公稱直徑標(biāo)準(zhǔn)系列，取筒體內(nèi)徑D=1500mm，查手冊(cè)D=1500ml的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭曲面高度h1=400mm，直邊高度h2=40mm，封頭容積Vb=0.513m3,表面積Fb=2.62m2,查手冊(cè)得一米高筒體容積V1=1.767m3,表面積F1=4.71m3_2.897m〃V—V5.737_2.897mH= b= V 1.7671筒體高度圓整為2.9m演算實(shí)際高徑比H/D=2.9/1.5'1.93復(fù)核結(jié)果基本接近2，滿足要求。確定筒體的厚度食品液體對(duì)鋼材的腐蝕性不大，溫度不高，壓力為低壓，故可選用16Mn鋼材，查表16MnR鋼。b=510MPa,查表得厚度6~16mm設(shè)計(jì)溫度121℃的許應(yīng)力為170MPa。選取筒體內(nèi)設(shè)計(jì)壓力P=1.1P=1.1義0.3=0.33MPa，同時(shí)還需max判斷是否需要考慮液體靜壓力：德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 第十二頁七七德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 第六頁—2.539mV—V5—0.513=—0 —2.539mV1.7671產(chǎn)物料二PgH料二1076*9.8*2-539二°.°27MPa，超過設(shè)計(jì)壓力的5%，應(yīng)計(jì)算在內(nèi)P―P+P—0.357MPa內(nèi)物料筒體的焊縫采用單面對(duì)接焊縫，局部無損傷，焊縫系數(shù)。-0.8。pD0.357*1500t=「 ― ―1.97mmd2bJ1-p2*170*0.8—0.357因?yàn)槭忻嫔纤鍪鄣牟牧掀浜穸茸钚?mm，所以我們?nèi)⊥脖诤駎=3mmd設(shè)鋼板厚度在4.5設(shè)鋼板厚度在4.5?5.5mm，則取負(fù)偏差c1=0.2mm雙面腐蝕度c—2mm2c—c+c—2.2mm12t— p^ +c—3+2.2—5.2mmd2bl。一p考慮安全裕量，取筒體的厚度為6mm確定上封頭的厚度所選取的筒體的上封頭為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭2bff一0.5P對(duì)標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭K=11*0.331*0.33*15002*170*0.8一0.5*0.33—1.821mmc—c1負(fù)偏差c—c—c1t—「fPD +c—3+1+0.2—4.2mm上2b」。-0.5p為了便于制造和焊接，封頭常與筒體的厚度相同，即筒體和封頭的厚度都為6mm。下封頭的厚度與高度根據(jù)公稱直徑查相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭的相關(guān)參數(shù)：曲面蓋度：h—400mm直面高度：h=40mm12六下封頭裝液的高度H=H+h+h=2539+400+40=2979mm

2料1 2p=pHg=1076*2.979義9.8=0.031"Pa,超過設(shè)計(jì)壓力的5%,應(yīng)計(jì)算在下封頭裝液的高度H=H+h+h=2539+400+40=2979mm

2料1 2p=pHg=1076*2.979義9.8=0.031"Pa,超過設(shè)計(jì)壓力的5%,應(yīng)計(jì)算在2 2p=p+p=0.33+0.031=0.361真 2KpD 0.361x1500 ?“t=_匚_□_真 = =199V!下2口12；0.52 2x170x0.8—0.5x0.361 .真由結(jié)果取厚度附加量負(fù)偏差c=0.2雙面腐蝕度c=2mm1 2KpD真一—0.5p真+c=3+2.2=5.2mm2.2為了便于制造和焊接，封頭常與筒體的厚度相同，即筒體和封頭的厚度都為6mm4.3罐體壓力試驗(yàn)采用水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力公式為p=1.25p昌=1.25x0.357x170=0.446MpTO1 170 apO=T^f-D+C—c)]0.446x1500+(4.5-2.2)]2x(4.5-2.2)x0.8=182.07Mpa屈服點(diǎn)強(qiáng)度o=345Mpa，0.9c=0.9x345=310.5Mpa可見o<0.9o壓力試驗(yàn)強(qiáng)度足夠s4.4確定夾套的幾何尺寸的計(jì)算確定夾套的直徑和高度表夾套內(nèi)徑Dmm2D1500-600700-18002000-3000D2D+501D+1001D+2001對(duì)于筒體內(nèi)徑Di=700—1800mm，

夾套的內(nèi)徑D=D+100=1500+100=1600mm，符合壓力容器公稱直徑。j根據(jù)夾套內(nèi)徑估算夾套高度:' b兀一D240.8X6.25-0' b兀一D24—X1.52v-v―0v-v―0 bv1Tk=2.539m，H夾汨料,故符合。確定夾套的材料和壁厚為便于制造，同樣選用16Mn為夾套材料，查表得厚度為6—16mm罐內(nèi)溫度150℃的許應(yīng)力150℃的許應(yīng)力［。］t=170MPa選取夾套設(shè)計(jì)壓力P=1.1P=1.1義0.5=0.55MPa,max夾套的焊縫采用單面對(duì)接焊縫，局部無損傷，焊縫系數(shù)。=夾套的焊縫采用單面對(duì)接焊縫，局部無損傷，焊縫系數(shù)。=0.8。取負(fù)偏差c^Oamm，單面腐蝕取腐蝕余量c2=1mm。c=c+c=1.6mm125d=「pDj +c= 0.55X1600 +1.6=4.84mmd2OJ①-p 2x170x0.8-0.55考慮安全裕量，選取夾套的壁厚為6mm。確定夾套封頭的厚度采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，壁厚附加量取c=1.6mm△=「嚴(yán)d△=「嚴(yán)d封一2口1--0.5p0.55義1600+c= 2義170*0.8-0.55*0.5+1.6=4.838mm考慮安全裕量，圓整到鋼板規(guī)格厚度，并查閱封頭標(biāo)準(zhǔn)，選取夾套的筒體和封頭的壁厚均為6mm。4.5夾套壓力試驗(yàn)采用水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力公式為p=1.25p3二1.25*0.55義170=0.6875MpapD+G-cO=—T pD+G-cO=—T j n 2（t-c沖

n）1=0.6875x11600+（6-1.6）12x（6-1.6）x0.8 =156-67現(xiàn)德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 第六頁德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 第六頁德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 第九頁九九屈服點(diǎn)強(qiáng)度O=345必%,0.9c=0.9x345=310s s可見o<0.9o壓力試驗(yàn)強(qiáng)度足夠S五、攪拌裝置及附件設(shè)計(jì)攪拌軸計(jì)算攪拌裝置的主要作用是混合和傳質(zhì)，即使通入的空氣分散成氣泡并與發(fā)酵罐充分混合，氣泡細(xì)碎以增大氣一液界面，獲得所需要的溶氧速率，并使生物細(xì)胞懸浮于發(fā)酵體系中，以維持適當(dāng)?shù)臍庖灰阂还?細(xì)胞)三相的混合與質(zhì)量傳遞，同時(shí)強(qiáng)化傳熱過程。為實(shí)現(xiàn)這些目的，攪拌裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)使發(fā)酵液有足夠的徑向流動(dòng)和適度的軸向流動(dòng)。攪拌器的結(jié)構(gòu)形式與安裝根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，我們采取推進(jìn)式攪拌器，中心式安裝。由于0.2〈D〈0.5,取&=0.33攪拌器直徑為D=0.33D=0.33義1500=495mm,圓整J取D-500mmj根據(jù)發(fā)酵罐尺寸關(guān)系：d/D-1/2-1/3W/D-1/8-1/12B/D-0.8-1.0S/d-1.5-2.5 發(fā)酵罐尺寸我們通過初步計(jì)算，確定攪拌器層數(shù)為2層。我們可以得出攪拌器的一些參數(shù)：攪拌器攪拌器直徑DJJ層數(shù)材料葉片500mm2層16M3片查表得轉(zhuǎn)速為260r/min,由于其轉(zhuǎn)速大于200r/min,所以需要進(jìn)行攪拌軸臨界轉(zhuǎn)速的校核。使攪拌軸的轉(zhuǎn)速n〈(0.75-0.8)nc

nx950:——3EI——

WL2(L+B)nxdd1 1式中，E式中，E軸材料彈性模量，MPa；I——軸的慣性矩，I=1/64（兀d4），m4；d 軸徑，m；B——兩支點(diǎn)間的距離，m；W——軸及攪拌器的等效重量，N。d查表得相關(guān)系數(shù)得：E=2.05MPad=40mm=0.04mI=1/64(兀d4)=1/64(兀義0.044)=1942.809m4B=0.8mL=0.6m1W=36.2Nd3EI3EI=654.89r/min=950x:3*2.05=654.89r/min36.2x0.62x(0.6+0.8)(0.75—0.8)n=(491—524)r/min，顯然n〈(0.75—0.8)n，所以符合要求。5.1.2攪拌軸攪拌軸的直徑d的計(jì)算：d>A3'P=170義32=49.71mm3n3260式中，A為碳鋼在121℃,查表得在該條件下時(shí)的許應(yīng)力為170MPa。德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 第』＜頁德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 第十二頁七七選用直葉渦輪式攪拌器，由于＜2.4,故取攪拌層數(shù)為2,已知iD=2400mm,一般dID=0.2?0.5,取dID=0.33,則攪拌器外徑d:1 ji ji jn d2n d2np0.52x4.33x1076Re=——= =8.32x105>104N料液流動(dòng)狀態(tài)為湍流。1.4x10-3圖19圖19全哨?板條件下的攪拌端型我們還需安裝擋板，安裝擋板是為了防止液面中央產(chǎn)生漩渦；促使液體激烈翻滾，增加溶解氧；改變液流的方向，由徑向流改為軸向流。因?yàn)橐后w處于湍流狀態(tài)，所以x=0，又由于采取全擋板的方式，所以y=0因此可以簡(jiǎn)化攪拌軸功率的計(jì)算公式得：nd2P、n22d、P=k( )x()yn3d5p=kn3d5pMNg攪拌器為直葉渦輪，查表得k=2.9P=kn3d5p=2.9x(260/60)3x0.55x1076=7.7529KWM攪拌功率校正：P=P(0.4+0.6m)=7.7529x(0.4+0.6x2)=12.4046KWmM式中，m為攪拌器的層數(shù)。經(jīng)過計(jì)算最后確定攪拌器的攪拌功率為12.4046KW。按扭矩計(jì)算軸的強(qiáng)度工=幺J]

maxJWP式中：工一一截面上最大剪切應(yīng)力，MPa；maxM——軸傳遞的扭矩，Nm；TW——抗扭斷面系數(shù)，3m；P 3[]——降低后的扭轉(zhuǎn)許用剪應(yīng)力，MPa。其數(shù)值可參考下表。攪拌軸材料采用45鋼,材料A3、20A5,354540CriCr13\ai3M9Tf團(tuán)12?2020-3030-4040?5213-2415-25則攪拌軸的直徑:.P'6.5d>A3,—二170義3一二49.71mm

3 3-260考慮到鍵槽和腐蝕取裕量20%,取d=50mm攪拌器支承尺寸圖根據(jù)經(jīng)驗(yàn)軸的懸臂L1、軸徑d和兩軸承間距B應(yīng)滿足系列關(guān)系:L/B<4~5;L/d<40~501 1根據(jù)d=50mm得：L/d=L/50<40~501 12000mm<L<2500mm1取L1=2000mmaB=400mm5.2攪拌器選型及分布攪拌器基本尺寸設(shè)計(jì)由于漿徑接近500mm，所以采用兩葉可拆的直葉渦輪，根據(jù)直葉渦輪式攪拌器，槳徑d:槳長(zhǎng)l:槳寬b=20：5：4j由槳徑d=495mm,得槳長(zhǎng)l=123.75mm,槳寬b=99mmj2圓盤直徑一般去漿徑的2/3，所以d=d—=495x—=330mmj3 3為保持一定的剛性及支持周邊的槳葉，取圓盤厚度為5=8mm15.2.2槳葉強(qiáng)度校核槳葉材料選用：Q235-B扁鋼，槳葉數(shù)量z=6,初定槳葉厚度3=10加n,按照許用彎曲應(yīng)力進(jìn)行校核。許用彎曲應(yīng)力：口]=鼠(Mpa)nb材料不銹鋼鑄不銹鋼碳鋼鑄鋼鑄鐵3.5534.2S表安全系數(shù)Q235材料的ot為375MPa,故選取n=3,計(jì)算得：J]=125MPab b槳葉強(qiáng)度計(jì)算功率：N=K-n-P—P=2X0.95X12.4046—1.24046=22.3282(KW)j T式中：N——槳葉強(qiáng)度計(jì)算功率jK——啟動(dòng)時(shí)電機(jī)的過載系數(shù)，即：最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩，查電機(jī)特性表查的k=2.0n——傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械效率，取0.95PT——密封裝置摩擦損失功率，通常為P的1%(KW)攪拌器結(jié)構(gòu)德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 第六頁德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 第六頁直葉渦輪攪拌器槳葉分布下層攪拌器與罐底的距離通常B=(0.8~1.0)Di,取B=0.8Di=1200mm兩攪拌器之間的距離s=(1.5~2.5)d取j為避免攪拌器工作時(shí)產(chǎn)生渦旋使攪拌器露在空氣中，因此第一個(gè)攪拌器距離料液液面的高度不小于攪拌器外徑的L5倍：a>1.5d=1.5x495=742.5mm，最終j取a=800mm擋板設(shè)置由于釜內(nèi)物質(zhì)粘度不大，選擇把擋板裝在壁上，擋板類型選擇B型，擋板數(shù)量Z〃=4,擋板材料選取1Cr18Ni9Ti材料。擋板結(jié)構(gòu)示意圖如下：b德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 第』＜頁德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 第』＜頁寬度H=(1/10~1/12)D取擋板寬度：b iW=D—=1500/10=150mmbi10擋板與筒體壁的縫隙S=W-=150X-=25mm。bb6 6擋板高度Hb=2500mm六、傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)攪拌釜的傳動(dòng)裝置一般包括：電動(dòng)機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、機(jī)座及傳動(dòng)軸。電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速器將轉(zhuǎn)速降低，再通過聯(lián)軸器帶動(dòng)攪拌軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)攪拌器轉(zhuǎn)動(dòng)。整個(gè)傳動(dòng)裝置連同機(jī)座及軸封裝置都安裝在底座上。

1一電動(dòng)機(jī)12一減速機(jī)：麻岫器：4一支黑?T.軸*gWMi?一占綠?$上回頭0, ,Q電動(dòng)機(jī)的選擇類別傳物型式款率V圓柱齒輪傳動(dòng)開式傳動(dòng).鑄齒《考慮軸承損失）開式停劭、就鹵（考慮軸承損失）單級(jí)圓柱城輪城遞器雙雄圓柱齒輪減淳器行星百輪誠速器m93汰95。.仃F罪0.95-0,96on。*騾圓械齒輪傳動(dòng)開式傳動(dòng)、博齒《考慮軸承損失）開式傳動(dòng).帙皆［考慮鈍承損失）單級(jí)圓錐齒輪減速器溫級(jí)B8醍一圓柱齒輪減速皆ag8?5920.見山q5?氏960.94-0*95自銀的單頭蝸桿雙頭蝸桿三頭和四頭蝸懺Q.”也450.7-(k750,75'-0.83優(yōu)多。一0.32■孤蝸桿傳劫。一85?色日三蛻帶恃動(dòng)C平皮帶棉二用皮帶）0.95-0.96鏈傳動(dòng)開式棒勒'在汨池中工作0>934697無級(jí)變速器0.92-0-95軸承凌動(dòng)滑書agg?69950.9S-0,995p上p電動(dòng)機(jī)功率：P=P十Tn德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 第十七頁十七十七德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 第十七頁十七十七其中：P為電機(jī)功率，KW；Pm為攪拌所需的軸功率，KW；Pt為軸封摩擦損失功率，一般為Pm的1%,KW；n為傳動(dòng)系統(tǒng)的效率，取叩=0.95則電動(dòng)機(jī)功率為：nP+P

P=-mnP+P

P=-mTn12.4046+1.24046095=14.3632KW參考電機(jī)系列，選型號(hào)為：Y200L-8型安裝，功率為15KW,電機(jī)同步轉(zhuǎn)速750r/min,滿載轉(zhuǎn)速730r/min.減速機(jī)選型根據(jù)電機(jī)的功率N=15KW、攪拌軸的轉(zhuǎn)速n=260r/min、傳動(dòng)比i為730/260=2.8,選擇帶傳動(dòng)減速器。其特點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，價(jià)格低廉，能防止過載，噪音小。但不適用于防爆場(chǎng)合。按截面形狀，傳動(dòng)帶可分為：平帶、V形帶（又稱三角帶）、圓形帶等類型，普通V形帶無接頭，傳動(dòng)平穩(wěn)，應(yīng)用最廣泛。由于功率小于100kW、傳動(dòng)比iW7（少數(shù)可達(dá)10）,故本設(shè)計(jì)采用V形帶傳動(dòng)。帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算的主要內(nèi)容有：確定帶的型號(hào)、根數(shù)、長(zhǎng)度、帶輪直徑、中心距及帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸等。V帶設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟.傳動(dòng)額定功P：15KW（電動(dòng)機(jī)Y200L-8）.小皮帶輪轉(zhuǎn)速n1：730r/min.大皮帶輪轉(zhuǎn)速n2：260r/minP=K?P=P=K?P=1.3義15=19.5KWdA工況至、輕載舊動(dòng)年無工作生載舊動(dòng)時(shí)散（h）TIOIO*"L6>L6<IDicjF>L6―…小―液體攪拌機(jī)，通風(fēng)機(jī)和戢風(fēng)機(jī)載荷變動(dòng)量 一—一—一, c J,離心式水泵和壓縮小機(jī)，輕負(fù)荷輔連機(jī)1.01.11.21.1L1.21.3帝式輸送機(jī)t不均為負(fù)荷人通風(fēng)機(jī)（＞7.5kW）,旋轉(zhuǎn)式水泵和載荷變動(dòng)小壓箱機(jī)1非離心式、、發(fā)電機(jī)，金盾切削機(jī)誄.印刷機(jī)-睫轉(zhuǎn)埔、崛末機(jī)和木工機(jī)犍1.11.21.31.31.4制成機(jī)，斗式提升機(jī)，往復(fù)式水載荷變動(dòng)技系和壓船機(jī)，起至機(jī)，磨粉機(jī)，大 沖效機(jī)庫、橡膠機(jī)械，振動(dòng)研，的猊機(jī)械、重載輸送機(jī)1.21.31.4.i.q1.51.B載荷變動(dòng)很破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)赤靚式等1、磨大 碎機(jī)t琢磨.律磨.舌磨了1.31.41.S1.61.85.設(shè)計(jì)功率Pd：德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 第六頁德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 第六頁.選擇V帶型號(hào)：根據(jù)Pd和%選取C帶型Q1U25 Q1U25 22.53-154 5S,3$ 2。2531.51050弱3ftIU012SE&020ft2511計(jì)算功率P-kWJ圖.速度比，：i=n=730=2.8n2602.小皮帶輪計(jì)算直徑d1：根據(jù)下表初選d1=200mm楮型YLABCDEddrmn2d751252003先50U注：帶?；鶞?zhǔn)五筐黎列為20?22.4,25,28+31.5,詩享的，45，50,56,63,71.”+SO,￡5,90,I00,106.112,1國125.132,L40.150,160,170,180,200.212,224,236.250,265.2Si),30c.315,335,355.375,400.425,451l475.51ID,53(),560.600.63().67D,71(].75(h雙江K).1060.1120,1250*I44ML15DO-L6I1IL1800.2()00,2241k2500,表V帶輪最小基準(zhǔn)直徑9.驗(yàn)算帶速v：兀?d?n

v= 1~1-60X9.驗(yàn)算帶速v：兀?d?n

v= 1~1-60X100060x1000v=5m/s<v<v=25~30m/s，符合要求。TOC\o"1-5"\h\zmin max10.滑動(dòng)率￡:對(duì)于V帶￡氏0.01~0.02，故取￡=0.0211.大皮帶輪計(jì)算直徑d2：d=id(1-e)=2.8x200x(1-0.02)=548.8mm\o"CurrentDocument"2 2 1根據(jù)表圓整，取d2=560mm12.初定中心距a:由0.7(d+d)<a<2(d+d)，初定a=1000mm0 12 0 12 0HA德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 第』＜頁德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 第』＜頁.帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld0：兀 (d-d)2L氏2a+—(d+d)+—2 1—d0 021 2 4a0=2x1000+-(200+560)+(560—200)22 4x1000=3225.6mm根據(jù)下表圓整后，取Ld=3550mm普通V帶和窄Y帶(基準(zhǔn)寬度朝)的基準(zhǔn)長(zhǎng)度系列及帶長(zhǎng)修正系藜基準(zhǔn)長(zhǎng)度L」?jtlitlelYZABCDESPZSPASPBSPC1UULI1.utlu.yyU.：r：4u.yU.：r：b11201.080.910.860.930.8712501.110.930.880.940.890.8214001.140.960.90.960.910.8416001.160.990.930.8410.930.8618001.181.010.950.851.010.950.8820001.030.980.881.020.960.90.8122401.0610.911.050.980.920.8325001.091.030.931.0710.940.8628001.111.050.950.831.091.020.960.8831501.131.070.970.861.111.040.980.935501.171.10.9S0.S91.131.0610.9240001.91.131.020.911.081.020.9445001.151.040.930.91.091.040.9650001.181.070.960.921.060.9856001.090.980.951.08163001.1210.971.11.0271001.151.0311.121.0480001.181.061.021.141.0690001.211.081.051.08100001.231.111.071.1112001250014000160001.041.171.21.221.11.121.151.181.121.14注：基準(zhǔn)長(zhǎng)度LJ安GB1154489。表.確定中心距a:L—L

a=aL—L

a=a+—d d-00 2=1000+ =1162.2mm2安裝V帶是所需最小中心距a和最大中心距aTOC\o"1-5"\h\zmin maxa =a—0.015L=1108.95mm\o"CurrentDocument"min da=a+0.03L=1268.7mmmax d.小皮帶輪包角a:1

a=180。，—4x57.3。=180。-560-2*57.3。=162.3。i a 1162.2a>120。,符合要求。.單根V帶額定功率Pi：由下表查的Pi=10.76KW主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速\n主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速\nL/(r/niiiii工5540045050056063C71080U1003013.664.375.085916.888.019.221504.205.146.177.1.88.439.821138J3,I1200耕6.527.909.2110.7612.5414.5516.76250藕7.8895011.0912.9715.1317.5420.183007359.1311.0QI2.8S15.0717.57之。.梵233940。9,2411.45IW162018.9521.0525.4.529.0850010.9013.5516.4019.1722.3825.9429.7633.7260012.3915.42146721.7S25.32坂田35.IS37.13工知14.0417.5821.1224.5228.2832.19359739:680014.8318.46222525.7629.5533.3836.S7胸16.3020.2524.1627.6031.00110016.9820.9924.8428.02120017.25212024.84130017.262I.fX.用。16701600563表D型單根普通V帶的基本額定功率P117.i中1時(shí)，單根V帶額定功率增量A尸：由下表查的AP=0.26KW1 1型號(hào)仆山比速HiXir/iinln)j4?730SCX)9R012(H)14-60I60D200。24002ftD03M36m4(力05000Y1J5-I.510.C0o.ajO.CMU.UHJ0N003twiDJI]D.OJ0.01立。|ugl也M'10LD.U2'J.0ICJ.W20.02us0m(J.U2(.1.)2C.'JJ0口*0.D20JJ3Z1.21.51力？0.01OOIO.WL0.02OJOiO'JOIomO.D20.020.03D.030.03□040.0'J0.04(MWo.oaU30.05CL鵬0.05O.Ofi0.050.06A1.3,-1.510(MO.S0.070.09o-.oaOJGCLOSOJJ"i-Iu.5.1k1'0.15).1"1119：,i2-n.H0.29016034ClYl0.390.^4CL440.380.480.47O.&QB1.35-151-2OJO013017IL22■J2uOJ250.23OJO■:uo■J.189.h￡衿D.5JM30.59■JJ6:;“Ja&yOR?1.01口的LI40991.271,24⑻C1.3XL51320.140.18U.2In”0.27O劉Q340.44D.4I■…uv-ZDl7I(J.65U/K21.06Q991.27LIU-l.+lU3L391.371.761.511.^4D1.35-1.51>20490630刀0,%4097L251.221.561.461$黑1702.19iq「2.502-97口門*75qv4,535,004.985.62E1.35-151N20.96IJ4145LSfeL9314H2413JU2初3J23384.J43.864做4.585-S95.617.2J6.43B7K表單根普通V帶i牛1時(shí)傳動(dòng)功率增加量AP118.包角修正系數(shù)K:由下表查的K=0.98表包角修正系數(shù)K表包角修正系數(shù)K□i175“noQ1650W155°15爐1時(shí)140cH5c130°⑵c120°LIOn100°七10.990,980.960.950.93).920,9]U.89。陽0.84D,82U.780740.&9a

19.帶長(zhǎng)修正系數(shù)K：有表查的K=0.966.V帶根數(shù)z：6.V帶根數(shù)z：z==1.88(P+AP)K?K (10.76+0.26)*0.98x0.961 1aL取整后，取z=2(根)，且z<10,符合要求。6.3聯(lián)軸器選型聯(lián)軸器的選擇選擇JQ型夾殼聯(lián)軸器(HG5—213—65)孔徑標(biāo)定符號(hào)dg(H7)MmaxDL(Nm)(H18 L2 L孔徑標(biāo)定符號(hào)dg(H7)MmaxDL(Nm)(H18 L2 Lo n-d0d式)d2a1 與 yj7) 2 0 01 (Hii)(Hii)1 1l2匚重量bt(kg)JQ656514017253001101248-187855861001300.61869.25.0■.?■I

kafflqa6.3.2機(jī)架的選擇6.3.2機(jī)架的選擇機(jī)架是安放加速器用的，它與減速器底座尺寸相匹配。V帶減速器自帶機(jī)架，選用其他類型標(biāo)準(zhǔn)釜用減速器按標(biāo)準(zhǔn)選配機(jī)架。標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架有無支點(diǎn)機(jī)架、單支點(diǎn)機(jī)架和雙支點(diǎn)機(jī)架。德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝第二十三頁二十三二十三德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝第二十三頁二十三二十三德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 德州市鴻泰環(huán)保設(shè)備有限公司機(jī)械攪拌發(fā)酵罐設(shè)計(jì)工藝 第六頁TJQ型機(jī)架下裝JQ、JJQ型夾殼式聯(lián)軸器主要參數(shù)及尺寸機(jī)架型號(hào)威速機(jī)型號(hào)喻出粕C輸入端接口 輸出間接口HH1也金hLE3CH1?Id2加DtD?D2|hhin-d1口304d5h2h3ri-d2TJQ2B13523D2001701BS6-12依口3003352274-24517182190550554|3D1030七、其他輔助設(shè)備的選擇7.1支座的選擇攪拌罐一般為立式安裝，最常用的支座為JB/T4725—29,分為A、B兩種型號(hào)，由于發(fā)酵過程需要保溫，所以選用B型耳式支座。計(jì)算支座的總載荷：I）總料液的重量：M=pVg=1076義5*9.8=10544.8N=52.725KN1II）設(shè)備總重量和冷凝水重量：①罐體重量M=mg,將罐體看做圓柱體，其公稱直徑D=1500mm,厚罐罐度d=6mm，高度H=2897mm，16Mn鋼密度p=7.85x103Kg/m3，g=9.8N/Kgg計(jì)算得：M=（2兀DH+2兀D2）dpgTOC\o"1-5"\h\z罐2 g=(2兀x浮x2.897+2兀xl.52)x6x10-3x7.85x103x9.8=12.82KN②夾套重量M=mg，夾套高度H=2.540m，厚度d=6mm，夾套外夾夾 夾 夾徑D=50