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反应釜的传动装置设计教材

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。

最常用的为丫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。

丫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、水土飞溅的地方。

适用于环境温度不超过40C海拔不超过1000m,额定电压380V，3Kw以下为丫接法，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：

错误！

未找至V引用源。

（4-1）

式中：

p搅拌轴所消耗的功率p=2KW

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=0.6KW

n搅拌机传动装置各零部件的传动效率］选取n=0.9~0.96⑺

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UA、UB、UC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:

450CvT、T2:

300vT<

450°C、T3:

200VT<3002、T4:

135

100

85vT<10C.

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（INGRESSPROTECTION）防护等级系统是由IEC（INTERNATIONALELECTROTECHNICALCOMMISSION）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。

丨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&详细说明含义见表4-1

表4-1IP防护等级说明

名

I防护范围

P防护范围

称

无防护

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

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

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

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

防护灰尘不可能完全阻止灰尘进入，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

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

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

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：

dIIBT4

电机型号为：

JQO2-51-8⑺

第4.2节釜用减速机类型，标准及其选用

4-2

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。

这几种减速机的有关数据，主要特点及应用条件等基本如表

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）

二角皮带减速机（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

20-100

125-300

320-500

4-16

R/min

功率范围/Kw

0.6-30

0.6-5.5

0.6-13

效率

0.9-0.95

0.93

0.91

>0.83

单级三角皮带

利用少齿差内啮合行

传动的加速装

星传动的减速装置，

置，结构简单，

利用行星轮为

故减速比大，寿命长，

两级同中心距斜

过载时会产生

柔轮的少齿差

故障少。

装拆方便，

齿轮传动的减速

打滑现象，因此

内啮合行星传

主要特点

结构紧凑，与同功率

装置，传动比准

能起安全保护

动的减速装

的涡轮减速器相比，

确，寿命长

作用。

但由于皮

置，减速比可

效率咼而体积可少一

带滑动故不能

很大

半左右

保证精确地传

动比

特性参数

功率、按输出轴轴径

中心距

三角皮带型号、

柔轮分度圆直

而分的机型号、减速

比

根数

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

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

咼、振动小、允许有咼的轴伸径向载荷。

能与多

体模

图4-1TRF型减速机实体模型

时有利于国产化配套传动装置。

种减、变速机组合，实现使用上所需的要求，同

表4-3TRF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

TRF

0.18-3

3.83-135.09

130

0.18-3

3.83-134.82

0.18-5.5

3.83-176.88

200

0.18-7.5

4.39-186.89

300

0.18-7.5

4.39-199.81

450

0.18-11

5.21-195.24

600

0.55-18.5

5.36-246.54

820

0.55-30

4.49-289.74

1550

108

2.2-45

5.06-289.16

4300

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：

TRF88型减速机，其尺寸从表4-4中选取。

（HG5-745-78标

准中选取）

图4-2TR、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4Kw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+30C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

机架公称直径DN

常用搅拌容器公称

直径

传动轴轴径d

100

110

120

130

140

150

200

500

600

250

700

800

1000

300

200*

300

1200

1400

400

200*

250*

250

300

400

1500

1800

500

200*

250*

300*

300

400

500

2000

2200

700

200*

250*

300*

300

400

500

700

2400

2600

2800

200*

250*

300*

400*

400

500

700

3000

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）

LRS

LMS

下装式（X）

LRX

LMX

图4-3MX和LMX型安装底盖

—

图4-4RX和LRX型安装底盖

图4-5RS和LRS型安装底盖

LRS

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

安装底

盖公称

直径

机架公

称直径

螺柱孔

（h7）

螺纹孔

数量

400

250

565

515

290

350

M20

300

320

400

M20

400

415

500

300

670

620

320

400

M20

400

415

515

M24

500

520

700

300

830

780

320

400

M20

400

415

515

M24

500

520

620

M24

700

670

900

400

1045

990

415

515

M24

100

500

520

620

M24

700

670

780

M24

传动轴轴径d

d9（H7）

螺纹孔

数量

d10

110

145

M16

110

145

M16

176

210

M16

176

210

M16

176

210

M16

204

240

M20

234

270

M20

100

234

270

M20

110

260

295

M20

120

260

295

M20

130

260

295

M20

140

313

350

M20

160

313

350

M20

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=400ki=350d7=M20d6=290s=50d9=176k2=210di0=M16

第4.4节机架

机架是安装减速机用的，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4-6无支点机

图4-7单支点机

图4-8双支点机架

（3）双支点机架：

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。

⑸

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=750mmHi=268mmDi=290mmD2=400mm

D3=445mmD4=495mmD5=530mm支点距离L=435mm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U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U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,Hi=70,下半联轴器内孔dg=45,Hi=O。

其主要尺寸以及型式见附图4-6-1，

质量：

32Kg.主要尺寸:

尺寸见附表4-6-1.选用GT40/45

n-dM

图4-9联轴器主要尺寸示意图

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）

n-dM

GT-30

P30

500

M15

r90

1121

4-M10

33.3

GT-35

900

115

112

4-M10

38.3

GT-40

1600

150

120

100

144

4-M12

43.3

GT-45

「45

1600

M50

100

144

4-M12

48.8:

16:

GT-50

2000

1170

1140

115

165

4-M12

53.8

GT-55

2000

170

140

115

165

4-M12

59.3

GT-65

P65

4000

：

200

125

1851

4-M16

69.4

351

GT-70

P70

4000

1200

1160

125

185

4-M16

74.91

351

GT-80

7500

200

160

130

190/255

92/125

4-M16

85.4

GT-90

P90

9000

：

240

[200

150

2551

125

6-M16

95.4

75:

GT-95

P95

9000

（240

I200

150

255「

125

6-M16

100.4:

751

GT-100

100

12000

240

200

165

264

134

6-M16

106.4

110

GT-110

r110

18000

：

255

220

180

312

155

6-M18

116.41

130

GT-120

r120

18000

1255

1220

180

312「

155

6-M18

127.41

1551

GT-130

130

28000

340

280

220

399

197

6-M18

137.4

240

GT-140

r140

28000

：

340

280

220

399

197

6-M18

148.41

272

GT-150

r150

29000

I380

I320

250

450「

206

8-M20

158.41

3021

GT-160

160

29000

390

330

260

450

206

8-M20

169.4

325

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