搅拌轴动态弯矩及动态挠度计算.pdf

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1、第9期机械设计与制造2010年9月MachineryDesign&Manufacture23文章编号：1001—3997(2010)09—0023—02搅拌轴动态弯矩及动态挠度计算术曹红蓓王君泽林卿(南通大学机械工程学院，南通226000)EvaluationofdynamicbendingmOmentanddeflectionofagitatingshaftCAOHong—bei，WANGJun-ze，LINQing(SchoolofMechafiicalEngineering，NantongUniversity，Na

2、ntong226000，China)【摘要】目前搅拌轴设计计算中，总是将动态弯曲简化成静态弯曲，造成设计的不准确。搅拌轴动态弯矩及动态挠度计算不仅要考虑作用在搅拌叶轮上的液体动力产生的流体水平力及流体水平力产生的挠度，而且必须同时考虑由此挠度产生的离心力及离心力产生的二次挠度。通过搅拌轴动态计算方法j的介绍及对实例具体计算结果的比较及分析，可以看出，只有按照动态计算才能真实地反映搅拌轴的运转情况。这对搅拌器、搅拌设备的设计是至关重要的。；关键词：搅拌轴；弯曲变形；搅拌轴弯矩；挠度【Abstract】／ndesigning

3、ofagitatingsh，simplifyingevaluationofthedynamicbenddeformationin-tothestaticbendonealwaysdoneandCausedesignisnotaccurate．Forevaluatingdynamicbendrno一mentanddynamicdeflection，itisnecessarytoconsidernotonlythehydraulicunbalancedlevelforceap一jpliedatimpellerandthede

4、flectionresultedbytheforce，butalsothecentrifugalforceandtheadditionaldeflectionwhichcomefromrotationandforrdeflection．Byintroducingdynamicevaluationintoagitat-ingshdesignandapplyingtheevaluationmethodtotherealexample，wecanseetherealrunning5M0-tionofagitatingsh4to

5、bviousSo，tothedesigner，itisveryimportanttoevaluatingdynamicbend舢一omentanddyamicdeflectonightway．；Keywords：Agitatingshaft；Bendingdeformationofagitatingshaft；Bendingmomentevalua-tion；Deflectionevaluation中图分类号：TH16文献标识码：A来，搅拌轴最下端摆动量应控制在10mm以内。搅拌器设计时，如1引言发现动态弯曲强度不够或挠

6、度过大，需调整轴的直径、轴承距等搅拌轴，特别是石油化工上用的搅拌轴，一般为悬垂长轴。设几何参数或加中间轴承或底轴承。所以，预估动态弯矩及弯曲变计部门设计轴时，主要校核其扭转强度、刚度、抗弯强度及弯曲变形非常重要。形。计算弯曲变形时，总是将动态弯曲变形简化成静态弯曲变形。但搅拌轴转动时真实弯曲变形是动态变形。动态弯矩及动态弯曲2叶轮受力计算变形预估不仅对轴封的密封能力而且对整个支撑系统的稳定性液体动力产生的流体水平力不是一个稳定的常数，它具有不都非常重要。规则变化的形态。轻负荷时，最大力约为平均值的1．3倍；重负荷除轴承径

7、向游隙影响挠度外，如果搅拌轴以及搅拌叶轮加工时，最大力约为平均值的2倍。同心度好，无几何偏心，或经过机械平衡处理，轴质量偏心引起的流体水平力波动图由多个谐波函数组成。较大的力常出现在离心力可以忽略不计，但叶轮旋转时液体动力产生的流体水平力叶片数×转速的频率值上。搅拌轴上的叶轮受的水平力在某段时引起弯曲挠度是不可不考虑的。间内的波动图(谱线图)，如图1所示l1】。流体水平力致使轴弯曲，产生挠度，使得叶轮重心偏离中心邑线。在重心偏离情况下，由于轴的旋转，必然产生离心力。原流体1水平力加上离心力，挠度将增大。通过下列方法的计算

8、可以发现世避此增量不容忽略。0时间(t)搅拌轴上的轴封，要求尽量靠近下轴承，以减小轴封处轴的图1流体水平力波动图摆动量。按照要求，轴封为填料箱时，允许摆动量(0．08～0．13)lnnl，说明：图1是从参考文献【1扫描得出，时问没有单位，每格具轴封为机械密封时，允许摆动量(0．04～0．08)mm。搅拌轴最下端，体数