프로펠러 믹서

비금속 광물의 가공 및 생산에 있어서도 프로펠러 믹서를 사용하여 진흙을 휘저어 진흙 속의 성분이 고르게 혼합되고 고체 입자가 침전되는 것을 방지하여 더 나은 정지 상태. 또한, 진흙을 물에 풀어 균일한 진흙을 만드는데도 사용된다. 프로펠러 믹서는 구조가 간단하고 사용이 간편하여 비금속 광물 가공에 널리 사용됩니다.

1. 구조 및 작동원리

프로펠러 믹서의 구조는 그림 4-8과 같다. 주로 수직으로 배열된 주축(3)과 3엽 프로펠러(1), 슬러리 저장탱크(2)로 구성된다. 스핀들은 감속기(5)를 거쳐 모터(4)에 의해 회전 구동된다. 철근콘크리트 슬러리탱크의 크로스빔(7)에 모터와 감속기를 설치하고, 프로펠러는 주축 끝단에 키와 너트로 고정한다.

프로펠러가 액체 진흙 속에서 회전하면 진흙이 격렬하게 움직이게 되며, 접선 운동과 방사형 운동 외에도 고속의 축 운동도 있습니다. 진흙, 그래서 진흙은 효과적으로 혼합되고 휘저어질 수 있습니다.

그림 4-8 프로펠러 믹서 1개, 슬러리 탱크 3개, 모터 4개, 베이스 6개; /p>

2. 프로펠러

프로펠러는 나선형 믹서의 움직이는 작동 부분입니다. 일반적으로 3개의 블레이드와 단층 프로펠러가 사용됩니다.

프로펠러는 블레이드와 슬리브로 구성되며 블레이드는 원주를 따라 균등하게 배열됩니다.

블레이드와 부싱은 일반적으로 블레이드 전면이 작업 표면(압력 표면이라고도 함)으로, 이는 블레이드 후면의 경사진 부분입니다. 는 작업 표면과 연결된 비작업 표면입니다. 원통형 표면과 축을 중심으로 하는 교차선은 일반적으로 2차 포물선 모양입니다. 부품도면에 필요한 투영도 외에 블레이드의 복잡한 단면을 반영하기 위해 블레이드 라인 도면이라고 합니다. 프로펠러 블레이드 설계에 대한 자세한 내용은 관련 정보를 참조하십시오.

프로펠러는 수직 샤프트에 고정되어 있으며 플랫 키로 연결되는 것 외에도 샤프트 끝 부분을 조이는 데에도 구리 캡 너트가 사용됩니다. 오른쪽 나사산이 있는 캡 너트는 수직 샤프트 및 프로펠러와 함께 슬러리 내에서 회전합니다. 슬러리의 저항토크가 너트를 조이는 방향과 같은 방향으로 너트에 작용하여 너트가 저절로 풀리는 것을 방지하기 위해서는 수직축이 시계방향(위에서 아래를 바라보며)으로 회전해야 합니다. 수직 샤프트), 프로펠러는 슬러리를 아래쪽으로 밀어야 하며 프로펠러 블레이드 나선의 회전 방향은 왼손잡이여야 합니다.

그림 4-9 프로펠러 구조 투영도

3. 혼합탱크

대형 혼합탱크는 대부분 얇은 콘크리트로 제작되며 소형은 접시로 만들어지세요. 대형 슬러리 탱크의 경우 프로펠러에 의한 슬러리의 전체 회전을 줄이고 블레이드와 슬러리 사이의 상대 이동 속도를 증가시켜 더 나은 혼합 효과를 얻기 위해 슬러리 탱크의 단면은 일반적으로 정다각형 ( 팔각형이 자주 사용됨) 정다각형 단면을 가진 혼합 탱크의 경우 풀의 직경은 정다각형의 내접원의 직경을 나타냅니다.

혼합 탱크의 직경을 합리적으로 선택해야 합니다. 직경이 너무 크면 혼합이 쉽지 않고 균일하지 않으며 직경이 크면 일부 영역이 흔들리지 않고 사각지대가 됩니다. 너무 작으면 혼합 탱크의 부피가 너무 작아서 믹서가 그 기능을 최대한 발휘할 수 없습니다. 기능, 경제적으로 불합리하며 일반적으로 혼합 탱크의 직경은 다음 공식에 따라 선택할 수 있습니다. /p>

비금속 광물 처리 기계 및 장비

여기서 D - 혼합 탱크의 직경,

d——프로펠러 직경.

혼합 탱크의 부피는 다음과 같이 계산됩니다.

혼합 비율 Vp/V0=10~13에 따라 탱크 내 슬러리의 부피 V0를 계산한 다음 혼합 탱크의 부피

공식에서 Vp——혼합 탱크의 부피;

K——혼합 탱크의 유효 이용 계수, K=0.85 수 있습니다. 취하다.

알려진 혼합조의 부피와 직경으로부터 혼합조의 깊이를 계산할 수 있으며, 보다 간단하고 실용적으로는 다음의 실험식을 이용하여 혼합조의 깊이를 구할 수 있다.

비금속 광물 가공 기계 및 장비

여기서 H——혼합 탱크의 깊이,

D——혼합 탱크의 직경.

프로펠러 믹서가 혼합할 때 슬러리의 이동 특성으로 인해 유선형은 상대적으로 프로펠러 아래에 집중되어 있고, 혼합탱크 바닥부근에는 슬러리의 유속이 매우 적으며, 사각지대를 휘젓지 못하는 상황이 발생하는 경우가 많습니다. 이러한 상황을 피하기 위해 일반적으로 혼합탱크 바닥은 피라미드 모양의 표면으로 만들어집니다. 그림 4-10과 같이 바닥면의 직경은 혼합탱크 직경의 1/2이고 반원추각은 45°이다.

믹싱 탱크의 깊이를 결정할 때 믹싱 샤프트의 연장 길이도 고려해야합니다. 불균형 한 힘으로 인해 비틀림이나 측면 구부러짐을 방지하기 위해 믹서의 메인 샤프트를 캔틸레버로 너무 길게 만들지 마십시오. 프로펠러의 안정성이 떨어지고 베어링이 손상되기 쉽습니다.

그림 4-10 혼합 탱크의 구조도

1개 타일, 앵커 볼트용 예비 구멍 3개

IV. /p>

수직 샤프트의 재질은 일반적으로 45호 강철로 되어 있으며 철로 인해 슬러리가 오염되는 것을 방지하기 위해 샤프트에서 슬러리 내부로 연장되는 부분에 대해 부식 방지 조치를 취해야 합니다.

1. 샤프트 강도 계산

작업 시 메인 베어링은 비틀림과 굽힘의 조합을 겪게 되지만, 엔지니어링에서는 계산을 단순화하기 위해 이를 가정하는 경우가 많습니다. 수직축은 토크의 작용만을 견디게 되고, 굽힘 효과를 무시하여 발생하는 오차는 안전계수를 증가시켜, 즉 재료의 허용응력을 감소시켜 보상하게 됩니다.

중실 샤프트의 경우 샤프트 직경

비금속 광물 처리 기계 및 장비

ds——샤프트 직경(xm) ;

N——샤프트가 전달하는 동력(kW),

n——샤프트의 회전 속도(r/min),

A——샤프트의 재질 및 하중 특성 관련 계수는 일반적으로 표 4-6에 따라 찾을 수 있습니다.

표 4-6: 허용응력[T] 및 실제 샤프트 재질의 값

표 4-7: τk=310kgf일 때 각 샤프트의 직경, 회전수 및 출력 /cm2가 선택됨 관계 테이블

참고: 굵은 선 위의 범위에 대해서는 표 4-9를 보다 적절하게 사용하는 것이 좋습니다. τk=310kgf/cm2인 경우 환산계수에 따라 두 테이블 중 더 큰 값을 계산해야 합니다.

45호 강 기준으로 τ = 310kgf/cm2(즉, A = 10.51)일 때 각 샤프트의 직경, 회전수, 동력의 관계는 표 4-7과 같다.

중공 축의 경우 축 직경

비금속 광물 처리 기계 및 장비

여기서 Ds——중공 축의 외경( cm);

비금속 광물 처리 기계 및 장비

p>

α——샤프트의 내경과 외경의 비율

기타 기호의 의미 및 단위는 기존과 동일합니다.

2. 샤프트 강성 계산

작동 중 진동을 유발하고 샤프트 씰 불량을 유발할 수 있는 회전 샤프트의 과도한 비틀림 변형을 방지하기 위해 샤프트의 비틀림 변형이 발생합니다. 이는 허용 범위 내로 제한되어야 하며 이는 설계상의 비틀림 강성 조건이므로 교반축의 강성 계산이 수행되어야 합니다.

중실 샤프트의 경우 샤프트 직경

비금속 광물 가공 기계 및 장비

d——샤프트 직경(cm) ;

N——샤프트가 전달하는 동력(kW),

n——샤프트의 회전 속도(r/min),

B - 비틀림 변형 계수의 비틀림 각도와 관련됩니다. 전단탄성계수 G0=8.1×105kgf/cm2일 때 강의 B값은 Table 4-8과 같다.

표 4-8 B계수(G0=8.1×105kgf/cm2일 때)

사용하기 쉽도록 조건은 G0=8.1×105kgf/cm2, Φ=1/ 2° , 공식에 따라 다양한 회전 속도, 전송 전력 및 직경 간의 관계가 표 4-9에 나열되어 있습니다.

중공축의 경우 표 4-7 또는 4-9를 4-10과 조합하여 선택해야 합니다.

샤프트 직경을 선택할 때 강성과 강도 계산 조건을 모두 충족해야 한다는 점에 유의해야 합니다. 일반적으로 강성조건에 따라 계산된 축경은 강도조건에 따라 계산된 축경보다 크기 때문에 일반적으로 혼합축의 경우 주로 강성조건에 따라 축경을 결정하게 됩니다.

강성 조건 계산 결과가 강도 조건 계산 결과와 크게 다른 경우 샤프트의 재질 변경, 즉 강도가 낮은 재질을 선택하는 것을 고려할 수 있습니다. 그러나 강도 요구 사항은 여전히 ​​충족되어야 합니다. 속도가 낮고 전력이 높을 때 강도 조건은 무시할 수 없습니다.

샤프트의 직경을 결정할 때 샤프트의 키홈이나 구멍으로 인해 샤프트가 국부적으로 약화될 수 있다는 점도 고려해야 하므로 일반적인 경험에 따르면 직경을 적절하게 늘려야 합니다. 샤프트에 키 홈이나 얕은 구멍이 있는 경우 직경을 4~5배 늘려야 합니다. 동일한 단면 위치에 두 개의 키홈이나 얕은 구멍이 있는 경우 직경을 7~10만큼 늘려야 합니다. 또한, 부식 내성을 고려하여 샤프트 직경을 2~4mm 늘려야 합니다.

표 4-9: Φ=1/2°, G0=810×105kgf/cm2일 때 축 직경, 속도, 출력의 관계

참고: 두께 이하 범위 행에서는 표 4-7이 더 적절할 것을 권장합니다. Φ≠1/2°인 경우 변환 계수를 기준으로 두 테이블 중 더 큰 값을 계산해야 합니다.

표 4-10 중공축 환산값 b0

참고: 중공축에 대한 표를 조회할 때 실제 전달동력을 b0으로 나눠야 N환산이 되며, 그런 다음 표 4-7 또는 4-9를 찾아보십시오.

수직 샤프트는 혼합 작업을 위해 혼합 탱크에 캔틸레버 방식으로 설치되어 있으며 지지 조건이 열악하고 측면 외부 힘의 작용으로 구부러지는 경우가 많아 원심력이 더욱 증가합니다. 샤프트와 베어링이 완전히 파손될 정도로 구부러질 위험이 있습니다. 이런 일이 발생하지 않도록 하려면 수직축 베어링 사이의 거리를 최대한 늘리고 캔틸레버의 길이를 짧게 설계해야 하며, 프로펠러의 정적 균형 정확도에도 일정한 요구 사항을 두어야 합니다.

일반적으로 수직축 베어링 사이의 거리 B와 캔틸레버 길이 L은 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

L/B≠4~5　(4-11)

L/ds≤40~50　(4-12)

비직직성 수직축 허용차는 일반적으로 0.1/1000으로 간주됩니다.

나선형 믹서는 구조가 간단하고 조작이 쉽고 교반 효과가 강하며 효과가 좋지만 마모가 빠릅니다. 사용시에는 믹서를 공회전시키지 않도록 주의하십시오. 즉, 혼합탱크에 슬러리가 없을 때 믹서를 시동하지 마십시오.

그림 4-11 교반축 지지

5. 주요 매개변수 결정

1. 속도 n

프로펠러 속도가 너무 낮으면 작동 강도가 감소하고 혼합 효과가 좋지 않습니다. 속도가 너무 높으면 전력 소비와 블레이드에 작용하는 힘이 급격히 증가합니다. 패들을 너무 크게 만들 수는 없습니다. 사용된 실제 데이터에 따르면 프로펠러의 속도

비금속 광물 가공 기계 및 장비

n——프로펠러 속도(r/min);

d——프로펠러 직경(m).

실제로 위의 공식을 이용해 계산한 프로펠러 속도는 높은 편에 있는 경우가 많아 설계 및 사용 시 참고용으로 제공되는 경우가 많습니다. 프로펠러 속도를 선택할 때는 사용 요구 사항에 따라 결정해야 합니다. 예를 들어 진흙을 풀어 균질한 진흙을 만드는 데 사용할 경우 상대적으로 강한 정련 및 충격 효과가 필요하므로 더 높은 속도를 사용해야 합니다. 진흙을 휘젓는 데 사용됩니다. 균일성을 유지하기 위해 더 낮은 속도를 사용할 수 있습니다.

2. 전력 N

믹싱 패들이 소비하는 전력은 주로 이동 중에 패들이 직면하는 유체 저항을 극복하기 위한 것입니다. 따라서 필요한 전력은 구조에만 의존하지 않습니다. 믹서의 크기 또한 슬러리의 특성, 블레이드의 회전 속도 및 설치 위치와 관련이 있습니다. 혼합 과정은 이론적으로 추론할 수 있는 복잡한 작업입니다.

비금속 광물 처리 기계 및 장비

공식에서 ρ——슬러리 밀도(kg/m3);

n——블레이드 속도(r/min);

d——블레이드 직경(m);

ζ - 실제 측정에서 얻은 전력 계수.

3개의 블레이드 단층 프로펠러 믹서의 경우 다음 공식을 사용하여 추정할 수 있습니다.

비금속 광물 처리 기계 및 장비

여기서 ρ——슬러리 밀도(kg /m3);

n, d——위와 동일.

위에서 계산한 전력에는 믹서 자체의 슬러리 저항 극복 요인만 고려되었으며, 기계적인 작동부와 전달 장치의 전력 소비는 포함되지 않았습니다.

따라서 모터 출력을 결정할 때 믹서와 전달 장치의 기계적 효율도 고려해야 하며, 파워 리저브 계수도 곱해져야 하며 파워 리저브 계수는 약 1.5 정도가 될 수 있습니다.

표 4-11에는 프로펠러믹서의 제원과 주요 기술성능이 정리되어 있다.

표 4-11 프로펠러믹서의 제원 및 주요기술성능