防腐搅拌 发酵搅拌器 柏嘉润机械丰富库存

搅拌轴载荷分析

开始进行计算之前，首先需要对搅拌轴所承受的所有载荷进行分析，并做适当的转换和处理，以便于力学模型的建立。通常来讲，搅拌轴上会受到力和力矩的作用，力包括轴向的拉力或压力，力矩包括扭矩和弯矩。这些力和力矩的由来与性质各不相同，并且将会在轴中产生应力，以下进行逐一分析。

搅拌器在流体中旋转将克服流体阻力而做功，其功率由传递动力的传动装置提供。因此一般情况下，一个具有均布叶片并完全浸没于流体之中的搅拌器，其每个叶片上将受到垂直于叶片表面的流体阻力作用。这个阻力可用“流体作用力”F表示。此处，F为假设作用于叶片上沿搅拌器径向某一位置，如图中所示作用于A处，为流体阻力的当量集中力。该力F又可以分解为两个分力。

如果不考虑搅拌器所处流场的不均一和不稳定因素，以及搅拌器的制造和安装偏差，理论上对于通过桨叶叶片的流体流动应该是完全对称的。那么作用在每组叶片上的轴向力F。应该完全相等，切向力F、则大小相等、方向相反。这样较终的效果将会对轴产生一个作用于轴心的F。合力和F，合力矩，且力和力矩是恒定不变的。也就是说，在理想情况下，搅拌轴只是承受不变的轴向力和扭力矩的作用。

在实际工况中，搅拌器是在有一定的形状和尺寸的容器中运行的，即便是在完全轴对称的容器中，且流体是完全均一稳定的，也会不可避免地存在搅拌容器和搅拌器自等，使得流体在流过桨叶的每个叶片时，其流体是全均一稳定的，也会不可避免地存在搅拌容器和搅拌器自身的制造误差以及桨叶安装偏差等，使得流体在流过桨叶的每个叶片时，其流动形态不可能是**相同的。这样在运转过程中，作用于各个叶片上的流体作用力不可能存在**的相等，甚至还存在着诸多复杂因素造成流体作用力变化。

例如，搅拌器处于不对称形状的容器之中、容器内件的不均匀分布、桨叶的偏心安装、过近的桨叶与流体界面的距离以及流体在流动中质量的非均一性、进出物流引起流体波动等，导致每个叶片上的流体作用力不是彼此对称、相等的，而是在每一瞬时其大小和方向都是变化的。可见，实际**体作用力不是恒等不变的，而是一个不规则、随机变化的力。即便如此，有一种变化情况需要注意，文献[1]提出：一种重要的并经常遇到的作用力变化是“叶片通过频率”f的变化。如果搅拌器是靠近容器中的挡板或其他内件运行的话，当叶片经过内件时，就会引起载荷的变化，出现频率为f的作用力波动，而且当f接近搅拌器固有频率时，就有可能出现转轴的过度振动。叶片通过频率f可用下式求得。