摘要：介紹了聯(lián)堿裝置澄清桶桶體、澄清面積、攪耙刮泥裝置、減速傳動裝置、傳動軸的設(shè)計及防腐。
　　關(guān)鍵詞：澄清桶，桶體，澄清面積，攪耙刮泥裝置，減速傳動裝置，傳動軸
　　一、概述
　　澄清桶是陜西興化集團公司聯(lián)堿分廠的大型關(guān)鍵性設(shè)備。澄清桶的作用是將氨母液Ⅱ中的泥漿進行沉淀澄清，清液被送入碳化塔頂部，并在塔內(nèi)自上而下吸收二氧化碳之后生成碳酸氫鈉。澄清桶的設(shè)計是至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)，若設(shè)計仍然延用原設(shè)計的多層、多攪耙結(jié)構(gòu)，則結(jié)構(gòu)復(fù)雜、澄清面積難以增加、設(shè)備制造成本高、攪耙功率大、燥音超標、電耗巨增。因此，我在澄清桶的結(jié)構(gòu)設(shè)計上，應(yīng)考慮充分。
　　二、設(shè)計參數(shù)
　　1、 工作壓力：常壓（MPa）（工藝給定）
　　2、 設(shè)計壓力：0.1MPa
　　3、 工作溫度：常溫（℃）（工藝給定）
　　4、 設(shè)計溫度：40℃
　　5、 工作介質(zhì)：氨母液Ⅱ溶液（工藝給定）
　　6、 生產(chǎn)能力：100m3／h（工藝給定）
　　7、 工作澄清面積：250~270㎡（工藝給定）
　　8、 公稱澄清面積：265㎡
　　9、 設(shè)計澄清面積（F）：265.24㎡
　　10、 澄清桶設(shè)計內(nèi)徑DN10000mm
　　11、 設(shè)計總?cè)莘e：540m3
　　12、 減速比：i1=289;i2=31
　　13、 攪耙許用扭矩：M=2700N•m
　　14、 攪耙最大使用扭矩：Mmax=1200N•m
　　15、 澄清桶的內(nèi)外防腐：環(huán)氧玻璃鋼
　　三、澄清桶的設(shè)計
　　澄清桶的設(shè)計共分為五大部分，即桶體、澄清面積、攪耙刮泥裝置、減速傳動裝置、傳動軸。在設(shè)計每一部分時，都必須詳細考慮介質(zhì)的特性、流速、排泥、防腐等細微環(huán)節(jié)。因此，按其五大部分設(shè)計如下：
　　1、桶體設(shè)計
　　澄清桶的桶體是由筒節(jié)、錐型底、錐型頂蓋三部分組成，其強度計算及設(shè)計說明如下：
　　（1）筒節(jié)設(shè)計及強度計算依據(jù)GB150—98及JB/T4735-1997進行
　　筒節(jié)材質(zhì)選用Q235-A，許用應(yīng)力［σ］40=113MPa。桶體內(nèi)經(jīng)Di=10000㎜，設(shè)計壓力P=0.10MPa。名義厚度δn=δ+C+圓整值=5.2+2.8+2=10（㎜）,圓整值是考慮到大氣對外壁的腐蝕及設(shè)備的穩(wěn)定性而加的。
　　（2）錐形底設(shè)計及厚度確定
　　澄清桶的底部設(shè)計成錐形底的目的是為了有利于排泥。錐形底的錐角大小是決定泥漿沉積厚度及泥漿流動性好壞的關(guān)鍵性角度，所以，錐形底的材質(zhì)選用Q235-A，錐角θ=1640，名義厚度δn=10㎜，底座采用與錐底相一致的混凝土基礎(chǔ)底座。
　　（3）錐形頂蓋設(shè)計及厚度確定
　　澄清桶的頂蓋設(shè)計成錐形頂蓋的目的是為了有利于排水，以防腐蝕、增加強度及剛度。錐形頂蓋的材質(zhì)選用Q235-A，錐角θ=1720，名義厚度δn=10㎜，并采用與錐形頂蓋相一致的角鋼加強筋進行加強。
　　2、澄清面積的設(shè)計
　　澄清面積的設(shè)計，是澄清桶設(shè)計中的關(guān)鍵性設(shè)計之一，也是決定澄清效果好與壞、堿產(chǎn)量高與低的設(shè)計。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上，必須充分考慮并設(shè)法增加澄清面積，現(xiàn)分別設(shè)計如下：
　　（1）自然沉降澄清面積（F1）
　　自然沉降澄清面積，是在澄清桶內(nèi)至上而下設(shè)有φ9000×5725×6（㎜）的筒體支架，再在筒節(jié)與筒體支架之間設(shè)計多層橢圓板形式的澄清板，使泥漿不得沉積在橢圓澄清板上，且能使泥漿以極其緩慢的速度自然流入下一級的澄清板而再次澄清。
　　（2）、錐形底澄清面積（F2）
　　錐形底澄清面積（F2），也就是錐形底的內(nèi)表面積，其結(jié)構(gòu)形式及設(shè)計說明，見錐形底的設(shè)計。錐形底澄清面積F2=79㎡。
　　（3）、澄清面積（F）
　　澄清面積（F）就是自然沉降澄清面積（F1）與錐形底澄清面積（F2）之合，即：F=F1+F2=186.24+79=265.24(㎡)，公稱澄清面積為265㎡。
　　3、攪耙刮泥裝置的設(shè)計
　　在澄清面積的設(shè)計之中，要充分考慮采用多層橢圓板型式、自然沉降、單層攪耙刮泥結(jié)構(gòu)的裝置。
　　單層攪耙刮泥裝置，也就是在錐形底內(nèi)設(shè)計一個機械傳動四葉片旋轉(zhuǎn)刮泥結(jié)構(gòu)的裝置，且葉片與錐形底上表面相一致，并與錐形底上表面保持一定間隙，以防葉片與錐形底產(chǎn)生巨大的摩擦力而損壞傳動裝置或其零部件；攪耙轉(zhuǎn)速在n2=0.14~0.18r/min范圍時，最長葉片端點的旋轉(zhuǎn)線速度υ=πDin2m/min，將各值代入得：
　　υ=3.1416×10×0.14~0.18=4.398~5.655m/min，在這一緩慢的線速度范圍內(nèi)，不至于將沉淀的泥漿攪混，也完全能夠滿足泥漿緩慢沉降所需的時間。
　　4、減速傳動裝置
　　“臥式行星擺線針輪減速機”的選型和“蝸輪蝸桿減速機”的設(shè)計參數(shù)如下：
　　（1）、行星擺線針輪減速機的選用
　　標準的臥式行星擺線針輪減速機，其電動機與減速機成龍配套供應(yīng)，所以，選用型號為XWED4－74－289（17×17）的臥式行星擺線針輪減速機、輸出軸轉(zhuǎn)速為n2=5.2r/min、減速比為i1=289（17×17）、許用扭矩M=2700N•m、電動機功率N=4kW、電動機轉(zhuǎn)速為n1=1500r/min。
　　（2）、蝸輪蝸桿減速機的設(shè)計
　　①選材：蝸輪選用ZG45（鑄鋼），蝸桿選用ZQAl9-4（鑄鋁鐵青銅），這主要是蝸輪設(shè)計比蝸桿結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸過大、易于損壞、制造成本高的緣故；
　　②蝸輪、蝸桿的螺旋升角為8044‘46‘’、旋向為左旋、壓力角為200；
　　③蝸桿：模數(shù)m=20、頭數(shù)Z1=2、d分1=260㎜、D頂1=300㎜、D根1=212㎜、齒頂高h‘=m=20、蝸桿軸孔徑φ=90㎜、蝸桿長度h=440㎜；
　　蝸桿特性數(shù)q=13；蝸桿頭數(shù)Z1=2；蝸桿模數(shù)m=20；蝸桿齒形系數(shù)是根據(jù)有關(guān)資料查得Y1=0.502；取λ=180時，cosλ=0.951，將各值代入上述各計算公式進行計算。
　　蝸桿螺紋彎曲應(yīng)力：
　　
　　，即：蝸桿螺紋彎曲應(yīng)力校核完全合格。
　　5、傳動軸的設(shè)計
　　傳動軸與減速機輸出軸之間，采用夾殼式聯(lián)軸器聯(lián)接，其轉(zhuǎn)速就是減速機輸出軸的轉(zhuǎn)速，即：n3=0.168r/min。軸的材質(zhì)選用45號鋼，按扭轉(zhuǎn)強度計算傳動軸的直徑如下：

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