氯乙烯聚合釜的设计说明书+CAD图纸+答辩PPT(15)
查《搅拌设备设计》[2]P182，式5-11可得扭转角的集散公式如式(4.3)所示：
（4.3）
式中：φ—轴扭转变形的扭转角(0/m)；G0—剪切弹性模量碳钢G0=8.1×105(Kgf/cm2)；—截面的极惯性矩(cm4)， =πd4/32，TQ=71620N/n；[φ]一般传动和搅拌轴可选0.50~1.00，对于单跨轴一般[φ]=0.750，对于悬臂轴[φ]=0.350。
代入上式可得：
所以刚度满足要求。
4.7.7 轴的临界转速的计算
(1) 计算轴临界转速的原因
为了延长搅拌设备的寿命，避免轴和设备的损坏，需要从弹性震动方面当转轴的速度达到轴的自振动频率时，轴会发生强烈的振动，并出现很大的弯曲现象，引起这种现象的转轴速度叫做轴的临界转速，为了避免轴在临界转速的危险区内工作，如果某轴的转速在临界转速区内，则应从新轴的尺寸，使轴产生的振动得以减少或消除。
对于搅拌轴而言，转数一般不高，仅在100~500r/min内工作，为避免到达临界转速时产生瞬间振动，采用刚性轴。
搅拌轴的工作转速n作≤0.7n且n≠(0.45~0.55)nk，
(2) 搅拌轴有效质量的计算
本设计搅拌轴认为是刚性轴，其有效质量等于轴自身的质量加上轴附带的液体质量，搅拌轴为悬臂等径轴，其受力模型图如图所示4.8所示，本设计等直径悬臂轴结构如图4.9所示：
图4.8 悬臂搅拌轴受力模型图 图4.9 等直径悬臂轴
图中：因本设计只有两层桨叶，等效质量只有m1和m3，a=1000mm；L1=2000mm；L2=1000mm；
查《搅拌设备设计》[2]P336，对于小型的搅拌设备由于轴径细，长度短，轴的质量小，往往把轴作为理想无质量的带有圆盘的转子系统来计算轴的临界转速。一般采用等效质量的方法把轴的本身分布质量和轴上的各个搅拌器的质量运用等效原理，分别转化到一个特定点上，然后累加组成一个等效质量。按上述方法具有2个搅拌器的等直径悬臂轴可简化为8-28所示的模型。
根据《机械搅拌设备》[23]P89，式(3.3.4-1a)可得搅拌轴有效质量的计算公式如式(4.4)所示。
（4.4）
式中：N0—轴为实心轴，故轴N0=0；ρs=6.17×103Kg/m3；ρ=0.91×103Kg/m3；
代入数据得
(3) 圆盘有效质量的计算
刚性轴的圆盘有效质量等于圆盘自身质量加上搅拌器附带的液体质量如式3.3.4-3a得到圆盘质量的计算公式如式(4.5)所示：
（4.5）
式中：mi—桨叶重量，mi=17.8Kg；ηki—第i个搅拌器的附加质量系数，查表3.3.4-1故取ηki=0.31；Dji—第i个搅拌器直径，mm；hi—叶片宽度；θi—叶片角度，θi=450。
代入数据得：
（4） 一阶临界转速的计算
轴有效质量mL1e在末端S点处的相当质量Wi，根据《机械搅拌设备》[23]P93，式(3.3.4-4)可得轴有效质量的计算公式如式(4.6)所示：
（4.6）
代入数据得：
第i个圆盘的有效质量mie在末端S点处的相当质量Wi，根据《机械搅拌设备》[23]P93，式(3.3.4-5)可得圆盘有效质量的计算公式如式(4.7)所示：
当i=1时
Wi=mie=33.53Kg
当i=2时
在S点处的总质量Ws，根据《机械搅拌设备》[23]P93，式(3.3.4-6)可得总有效质量的计算公式如式(4.8)所示：