摘要：介紹了聯堿裝置澄清桶桶體、澄清面積、攪耙刮泥裝置、減速傳動裝置、傳動軸的設計及防腐。
　　關鍵詞：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堿分廠的大型關鍵性設備。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，并在塔內自上而下吸收二氧化碳之后生成碳酸氫鈉。澄清桶的設計是至關重要的一個環節，若設計仍然延用原設計的多層、多攪耙結構，則結構復雜、澄清面積難以增加、設備制造成本高、攪耙功率大、燥音超標、電耗巨增。因此，我在澄清桶的結構設計上，應考慮充分。
　　二、設計參數
　　1、 工作壓力：常壓（MPa）（工藝給定）
　　2、 設計壓力：0.1MPa
　　3、 工作溫度：常溫（℃）（工藝給定）
　　4、 設計溫度：40℃
　　5、 工作介質：氨母液Ⅱ溶液（工藝給定）
　　6、 生產能力：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、 設計澄清面積（F）：265.24㎡
　　10、 澄清桶設計內徑DN10000mm
　　11、 設計總容積：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、 澄清桶的內外防腐：環氧玻璃鋼
　　三、澄清桶的設計
　　澄清桶的設計共分為五大部分，即桶體、澄清面積、攪耙刮泥裝置、減速傳動裝置、傳動軸。在設計每一部分時，都必須詳細考慮介質的特性、流速、排泥、防腐等細微環節。因此，按其五大部分設計如下：
　　1、桶體設計
　　澄清桶的桶體是由筒節、錐型底、錐型頂蓋三部分組成，其強度計算及設計說明如下：
　　（1）筒節設計及強度計算依據GB150—98及JB/T4735-1997進行
　　筒節材質選用Q235-A，許用應力［σ］40=113MPa。桶體內經Di=10000㎜，設計壓力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備的穩定性而加的。
　　（2）錐形底設計及厚度確定
　　澄清桶的底部設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鍵性角度，所以，錐形底的材質選用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底座。
　　（3）錐形頂蓋設計及厚度確定
　　澄清桶的頂蓋設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、澄清面積的設計
　　澄清面積的設計，是澄清桶設計中的關鍵性設計之一，也是決定澄清效果好與壞、堿產量高與低的設計。因此，在結構設計上，必須充分考慮并設法增加澄清面積，現分別設計如下：
　　（1）自然沉降澄清面積（F1）
　　自然沉降澄清面積，是在澄清桶內至上而下設有φ9000×5725×6（㎜）的筒體支架，再在筒節與筒體支架之間設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），也就是錐形底的內表面積，其結構形式及設計說明，見錐形底的設計。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、攪耙刮泥裝置的設計
　　在澄清面積的設計之中，要充分考慮采用多層橢圓板型式、自然沉降、單層攪耙刮泥結構的裝置。
　　單層攪耙刮泥裝置，也就是在錐形底內設計一個機械傳動四葉片旋轉刮泥結構的裝置，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生巨大的摩擦力而損壞傳動裝置或其零部件；攪耙轉速在n2=0.14~0.18r/min范圍時，最長葉片端點的旋轉線速度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，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”的設計參數如下：
　　（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，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、電動機轉速為n1=1500r/min。
　　（2）、蝸輪蝸桿減速機的設計
　　①選材：蝸輪選用ZG45（鑄鋼），蝸桿選用ZQAl9-4（鑄鋁鐵青銅），這主要是蝸輪設計比蝸桿結構復雜、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m=20、頭數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q=13；蝸桿頭數Z1=2；蝸桿模數m=20；蝸桿齒形系數是根據有關資料查得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。
　　蝸桿螺紋彎曲應力：
　　
　　，即：蝸桿螺紋彎曲應力校核完全合格。
　　5、傳動軸的設計
　　傳動軸與減速機輸出軸之間，采用夾殼式聯軸器聯接，其轉速就是減速機輸出軸的轉速，即：n3=0.168r/min。軸的材質選用45號鋼，按扭轉強度計算傳動軸的直徑如下：

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