1、    機械攪拌槽中心軸的研究方法分析    潘大東曲松摘 要 分析機械攪拌槽功率及推動器轉速對攪拌槽中心軸強度的影響，分析現有攪拌器中心軸直徑及長度，在特定工藝情況下的優化程度分析，探討通過對中心軸的直徑和長度調整，降低整機重量及提高攪拌效率的方法。關鍵詞 機械攪拌槽 中心軸 扭轉強度條件 功率：th111-4；g642 ：a機械攪拌槽是化工、冶金、醫藥、食品等行業常用的一種設備。常用的機械攪拌槽由五部分組成：（1）傳動部分：動力產生傳送部分，含電機、減速機及支座；（2）過橋：支撐傳動部分在攪拌槽體上，主要由型鋼焊接而成；（3）槽體：承載礦漿或藥劑的主

2、體，主要形式由鋼板拼接焊成，部分形式需進行防腐處理；（4）槽體附件：排礦管及法蘭，擾流板及支座，排污管口及法蘭；（5）攪拌部件。其中攪拌部件直接攪拌礦漿的作用部件，含中心軸及推進器（或稱葉輪）。在以往的設計中。為保證中心軸的工作強度，常常選用直徑較大長度較長的厚壁管甚至圓鋼。無形之中增加了整機的備重，增大了功率的消耗。1中心軸的作用傳輸經有傳動部分減速由電機產生的動力，帶動安置在其上的推進器旋轉產生攪拌力，從而攪拌槽體內的礦漿或溶液。對于低密度，底濃度的礦漿和介質。中心軸的直徑的大小對功率的影響往往均被忽視，在常規設計中通常根據經驗選擇直徑加大的厚壁管。根據槽體的高度固定主軸的長度。但對于高濃

3、度的介質，中心軸如果采用經驗數值，將無形之中怎大了功率的損耗，同時對推進器的有效直徑也造成了相當的影響。極易產生電機過熱甚至沉槽。2扭轉強度計算圖1所示為標準機械攪拌槽之雙層推進器中心軸。中心軸主要承受扭轉和彎曲聯合作用，以扭轉為主。在圖1所示中，中心軸承受的扭轉力主要有3處：1處為法蘭連接，2處為主軸體，3處為推進器安裝部位。法蘭安裝處，由螺栓連接到傳動部分，可采用彈性連接。必要時可將其焊接在傳動部位。主要產生扭矩處為2處推進器安裝部位，這里做重點分析。2.1軸的扭轉強度條件分析軸的扭轉強度條件為，根據結構設計，軸的扭轉強度小于許用扭轉切應力即可。其中： -扭轉切應力（mpa）；t-扭矩（n

4、·mm）；-軸抗扭截面系數（mm3）；n-轉速（r/min）；p-軸傳遞的功率（kw）；d-計算截面處的直徑（mm）；-許用扭轉切應力（mpa）。軸直徑的確定由公式計算出，對于空心軸，式中，即空心軸內徑與外徑比值，通常取值范圍為0.50.6。因主軸上有鍵槽，軸徑應增大7%左右。2.2剛度校核計算為了防止轉軸產生過大的扭轉變形，以免在運轉中產生振動引起軸封泄漏，應將軸的扭轉變形限止在一個范圍內，既規定一個設計的剛度條件。工程上以單位長度的扭轉角 不得超過許用扭轉角 作為扭轉剛度條件，即： =mt/gjd.180/ 。式中 -軸扭轉變形的扭轉角（？m）；g-剪切彈性模量（pa）；jd-許

5、用扭轉角（？m）。2.3軸的臨界轉速：攪拌軸的轉速在200r/min以下不需要進行臨界轉速驗算。至此推算出軸一般扭轉強度及直徑的關系。3主軸對功率的影響：3.1葉輪直徑校核根據經驗公式：推進式葉輪直徑 dj=（0.20.5）di， 其中di-罐體內徑。以dj=0.3689di較為常見。3.2功率計算（1）計算攪拌過程的雷諾數由公式計算，其中 n-轉速（1/s）；dj-葉輪直徑（mm）； -礦漿密度（kg/m3）； -礦漿粘度（kg/m s）（2）凈功率計算需要由推導出的雷諾數查表確定具體計算公。（3）額定功率由式確定， 為減速機的機械效率。（4）主軸直徑對功率的影響。由以上公式可以看出，機械攪

6、拌槽的初步設定的功率與主軸直徑的大小并無關系，但一旦確定了主軸的直徑及推進器的轉速將會反作用于功率，故此如果選擇的中心軸直徑過大。將會無形中增大電機功率的損耗。從而影響攪拌效率。長時間作用將會對生產效率產生較大的影響。4試驗方法為驗證中心軸的直徑對功率的影響，一般通過實驗驗證。對同樣規格的槽體，不同中心軸直徑的攪拌槽進行測定。在額定電壓相同的條件下使用電流表測定電流輸出大小，判定瞬時功率的損耗，從而得出實驗結果。5結論由以上分析可以看出不同中心軸直徑的條件下，測定的瞬間電流值不同，從而瞬時功率不一樣。如果持續增大主軸直徑，將會造成電機過熱的現象。如對主軸直徑進行優化將會產生不小的節能效果。對于機械攪拌槽攪拌效果的加強及額定功率的降低，使得對中心軸的直徑和長度優化得到了廣泛關注。攪拌槽中的攪拌流場是復雜的，各個部分的配件也是非標的設計組合在一起。使得機械攪拌槽的設計趨于多樣化，通過對中心軸的優化研究使得機械攪拌槽的設計