反应釜的传动装置设计

1、第四章 3M³反应釜的传动装置反应釜的搅拌器是由传动装置来带动。传动装置设置在釜顶封头的上部，传动装置一般由电动机、减速机、机架、传动轴、搅拌轴、联轴器、搅拌轴轴封、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。其设计内容一般包括：电机、减速机的选型，选择联轴器，选用和设计机架和底座等。第4.1节 常用电机及其连接设备选用电机主要是考虑到它的系列，功率，转速，以及安装形式和防爆要求等几项内容。最常用的为Y系列全封闭自扇冷式鼠笼转子三相异步电动机。能防止灰尘、铁屑或其他杂物进入电机内部。Y系列使用于拖动对起动性能、调速性能、转差率均要求的一般机械，更适合用于灰尘较多

2、、水土飞溅的地方。适用于环境温度不超过40海拔不超过1000m，额定电压380V，3Kw以下为Y接法，其他均为接法。采用防爆安全型异步电动机，产品代号YA（老代号JA）。电机功率必须满足搅拌器运轴功率与传动系统，轴封系统功率损失的要求，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 搅拌轴所消耗的功率 p=2 KW Pm 搅拌轴轴封处的摩擦损耗功率。本次设计采用机械轴封，功率消耗小 Pm=0.6 KW 搅拌机传动装置各零部件的传动效率 选取=0.90 0.96 7带入各数值得： Pd=2.89KW 则需选用功率为3Kw的电机。由于设备技术

3、协议中对电机的防爆防护等有要求。而电机防爆等级由3部分构成 ：1) 在爆炸性气体区域（0区、1区、2区）不同电气设备使用安全级别的划分。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的划分，分为A、B、C三种，这些等级的划分主要是依照最大试验安全间隙（MESG）或最小点燃电流（MICR）来区分的。 3) 引燃某种介质的温度分组的划分。主要分为T1：450T 、T2：300T 450、 T3：200T300、 T4：135T200、 T5：100T135 、 T6：85T100.对于防护等级： 0级 无防护电机 无专门防护 不作试验

4、，但应符合2.1条 1级 防护大于50MM固体的电机 能防止大面积的人体偶然意外地触及或接近壳内带电或转动部件。能防止直径大于50MM的固体异物进入壳内 2级 防护大于12MM固体的电机 能防止直径大于12MM的固体异物进入壳内 3级 防护大于2.5MM固体的电机 能防止直径大于2.5MM的工具或导线触及或接近壳内带电或转动部件 4级 防护大于1MM固体的电机 能防止直径或厚度大于1MM的导线或片条触及或接近壳内带电或转动部件 5级 防尘电机 承受任何方向的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：IP（INGRESS PROTECTION）防护等级系统是由IEC（INT

5、ERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION）所起草。将电器依其防尘防湿气之特性加以分级。这里所指的外物含工具，人的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、防止外物侵入的等级，第2个数字表示灯具防湿气、防水侵入的密闭程度，及用来明确防护的等级，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的范围，或者是人们在密封环境中免受危害的程度。I代表防止固体异物进入的等级，最高级别是6；第二个数字表明设备防水的程度。 P代表防止进水的等级，最高级别是8。详细说明含义见表4-1表4-1 IP防护等级说明名称

6、I防护范围P防护范围0无防护无防护1防护50mm直径和更大的固体外来体探测器，球体直径为50mm,不应完全进入水滴防护 垂直落下的水滴不应引起损害2防护12.5mm直径和更大的固体外来体探测器，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，垂直落下的水滴不应引起损害3防护2.5mm直径和更大的固体外来体探测器，球体直径为2.5mm,不应完全进入防护溅出的水 以60度角从垂直线两侧溅出的水不应引起损害4防护1.0mm直径和更大的固体外来体探测器，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的喷水都不应引起损害5防护灰尘 不可能完全

7、阻止灰尘进入，但灰尘进入的数量不会对设备造成伤害防护射水 从每个方向对准柜体的射水都不应引起损害6灰尘封闭 柜体内在20毫巴的低压时不应进入灰尘防护强射水 从每个方向对准柜体的强射水都不应引起损害7防护短时浸水 柜体在标准压力下短时浸入水中时，不应有能引起损害的水量浸入8防护长期浸水 可以在特定的条件下浸入水中，不应有能引起损害结合业主工作环境、技术要求及防护设计等的要求：电机防护等级为：IP54电机防爆等级为：d B T4电机型号为：JQO2-51-8 7 第4.2节 釜用减速机类型，标准及其选用常用的减速装置有摆线针齿行星减速机、两级齿轮减速机、三角皮带减速机和谐波减速机四种。这几种减速机

8、的有关数据，主要特点及应用条件等基本如表4-2所示。表4-2搅拌反应器用立式减速机的基本特征特性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71-1511-64.5-3360-390速出转速范围R/min20-100125-300320-5004-16功率范围/Kw0.6-300.6-300.6-5.50.6-13效率0.9-0.950.930.910.83主要特点利用少齿差内啮合行星传动的减速装置，故减速比大，寿命长，故障少。装拆方便，结构紧凑，与同功率的涡轮减速器相比，效率高而体积可少一半左右两

9、级同中心距斜齿轮传动的减速装置，传动比准确，寿命长单级三角皮带传动的加速装置，结构简单，过载时会产生打滑现象，因此能起安全保护作用。但由于皮带滑动故不能保证精确地传动比利用行星轮为柔轮的少齿差内啮合行星传动的减速装置，减速比可很大特性参数功率、按输出轴轴径而分的机型号、减速比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的承受能力，可短期过载75%；允许正反旋转；可用于有防爆要求的车间；与电动机直联供应允许正反旋转；采用夹壳联轴器或弹性块联轴器与搅拌轴连接；不允许承受不外加轴向载荷；适用于可连续搅拌的化工设备；可用于有防爆要求的车间；与电动机直联供应允许正反旋转；一般以夹

10、壳联轴器与搅拌轴连接，搅拌器重量可由本机承受，不能用于防爆要求的车间；适用于连续搅拌设备的化工设备可不需多级传动而用于转速极低的搅拌传动装置；可用于有防爆要求的车间图4-1TRF型减速机实体模型TRF型减速机实体模型故选用两级齿轮减速机，在两级齿轮减速机的个型号中选用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、承载能力高的一种减速机，它不仅很方便地获得各种不同的传动比，而且效率高、振动小、允许有高的轴伸径向载荷。能与多种减、变速机组合，实现使用上所需的要求，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2

11、8TRTRF0.18-33.83-135.09130380.18-33.83-134.8285480.18-5.53.83-176.88200580.18-7.54.39-186.89300680.18-7.54.39-199.81450780.18-115.21-195.24600880.55-18.55.36-246.54820980.55-304.49-289.7415501082.2-455.06-289.164300反应釜的立式减速机的选用根据：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中选取。（HG 5-745

12、-78标准中选取） 图4-2 TR、TRF型减速机的安装尺寸图查询参考资料7表15-8选得：电动机 功率为 4 Kw 转速为 750r/min 查选取电动机型号为： JQO2-51-8 第4.3节 安装底盖标准安装底盖用于支撑机架、轴封的装置。适用于设计压力为0.11.6MPa，设计温度为-20+30的工况下。采用螺栓等紧固件，上与机架连接，下与凸缘法兰连接。是整个搅拌传动装置与容器连接的主要连接件。 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常用搅拌容器公称直径DN传动轴轴径d304050607080901001101201301401502

13、00200200-500600250-250250250-7008001000300200*200*-300300300-12001400400200*200*250*250300300400400-15001800500200*200*250*300*300*300400500500500500-20002200700200*200*250*300*300*300400400500500700700700700240026002800200*200*250*300*300*300*400*4005005007007007007003000900200*200*250*300*300*300*

14、400*400500500700700700700320034003600注：1、表中的“”表示这种组配在结构的几何学上不可能2、带*之数值表示这种组配结构不常用3、表中容器公称直径可根据经验和需要更改安装底盘常用的结构形式有8种：表4-5 安装底盖形式传动轴安装形式密封面形式凸面（R）凹面（M）整体衬里（L）整体衬里（L）上装式（S）RSLRSMSLMS下装式（X）RXLRXMXLMX图4-3 MX和LMX 型安装底盖图4-4 RX和LRX型安装底盖图4-5 RS和LRS型安装底盖设计选取了RS型安装底盖。其主要尺寸查表4-3-3 表4-6 安装底盖外形尺寸 mm安装底盖公称直径机架公称直径

15、d2K螺柱孔d6(h7)K1螺纹孔S数量d5数量d7400250565515162629035012M205030032040012M20400415-500300670620202632040012M206540041551516M24500520-700300830780282632040012M208240041551516M2450052062020M24700670-9004001045990363041551516M2410050052062020M2470067078028M24 4-7 安装底盖外形尺寸 mm传动轴轴径dd9(H7)K2螺纹孔数量d10301101454M164

16、01101454M16501762108M16601762108M16701762108M16802042408M20902342708M201002342708M201102602958M201202602958M201302602958M2014031335012M2016031335012M20由于我们采用的是平盖封头，没有采用凸缘法兰，故在装配安装地板时可将K,d5等值省去。结合附表4-4-3 和4-4-4，内容如下(单位：mm)：DN= 400, d2=400 k1=350 d7=M20 d6=290 s=50 d9=176 k2=210 d10=M16 第4.4节 机架机架是安装减

17、速机用的，它的尺寸应与减速机底座尺寸相匹配。其选用类型有三种，分别为：无支点机架、单支点机架、双支点机架。适用范围如下所诉：（1）无支点机架：搅拌轴以减速机本身的两支承为受力支点，用于传递不受或者只受较小的轴向载荷及搅拌不强烈的搅拌装置。（2）单支点机架：在搅拌容器内设有底轴承，作为一个受力支点时或轴密封本体设有轴承（包括刚性衬套），作为一个受力支点时，可选用单支点机架。在选用单支点机架时，则搅拌轴和减速器之间的连接必须采用弹性联轴器。当不具备上述两个条件而选用单支点机架时，则搅拌器和减速器之间的连接必须采用刚性联轴器。图4-8 双支点机架图4-7 单支点机架图4-6无支点机架（3）双支点机架

18、：在不宜选用无支点、单支机架时，则可选用双支点机架。但搅拌轴与机架之间必须采用弹性联轴器连接。5本次所设计的3M3反应釜在容器底部设置了底轴承，故本次选用单支点机架。单点支架适用于搅拌机传动轴轴径为30 160mm常用的单支点机架见图4-4-b，尺寸选取选用 型单支点机架，H=750 mm H1=268 mm D1=290mm D2=400mm D3=445 mm D4=495 mm D5=530 mm 支点距离L=435 mm 质量：85Kg机架采用铸造件，根据铸件结构设计一般规定零件重量为61-100Kg，外壁、内壁和肋的厚度分别为12、10、8mm。9第4.5节 联轴器常用的电机和减速机

19、输出轴与传动轴之间及传动轴与搅拌轴之间的连接，都是通过联轴器连接的。常用的类型很多，选取刚性凸缘联轴器，选用GT型刚性凸缘联轴器。GT型刚性凸缘联轴器的优点：1、适用于型减速机轴伸与反应罐搅拌轴伸出的部分联接。2、可按减速机型轴伸直径选择相对的GT型联轴器。3、允许联接不同轴径，不同配合长度的两条轴，型号标示法直径部分应写成分子式如本次设计所采用的型号：GT40/45 即表示上半联轴器内孔dg=40,H1=70，下半联轴器内孔dg=45，H1=0。其主要尺寸以及型式见附图4-6-1，尺寸见附表4-6-1.选用GT40/45 质量：32 Kg. 主要尺寸：图4-9联轴器主要尺寸示意图D=150 D1=120 D2=100 H=144 H1=70 H2=20 n-dM=4-M12表4-8刚性联轴器主要尺寸标定符号孔径dg(H7)Mmax(Nm)主要尺寸重量(kg)DD1D2HH1H2n-dMTTGT-3030500115906511254184-M1033.387GT-3535900115906511254184-M1038.31010GT-4040160015012010014470204-M1243.31