升降式钻井泥浆搅拌器的设计

升降式钻井泥浆搅拌器的设计(任务书,开题报告,毕业论文说明书19000字,CAD图纸4张)
[摘要] 搅拌器广泛应用于化学工程、生物工程、石油工程、医药工程等行业，是最常见、最重要的单元设备之一。其主要作用是：(1)混合和分散均一化作用；(2)凝集和破坏细分化作用；(3)流动浮游作用；(4)在异相相接触界面上促进物质移动和热移动等作用。其操作性能直接关系到产品的质量、能耗和生产成本。
传统搅拌器主要由搅拌桨叶、搅拌轴和减速机及电机组成。在石油钻井作业中，由于泥浆密度大，当搅拌器停止工作时，泥浆沉淀下来，使搅拌桨叶深埋于泥浆中而减小了叶轮寿命；同时，当电动机突然起动时，也易使电动机烧坏。
鉴于传统搅拌器所存在的上述缺点，本文在传统搅拌器的结构基础上，运用机械原理和机械设计的相关知识对其结构进行分析综合，结合石油泥浆的一些物理化学性质，对一些结构作进行了改进，设计出一种带有升降装置的泥浆搅拌器。本文着重对旋转装置、升降装置和叶轮结构进行了深入的探讨，进行了几种方案假设，并通过比较各种方案的优缺点确定了最终的方案：(1)旋转装置采用锥齿轮传动；(2)升降装置采用丝杆螺母传动。最后，本文还对一些零件的强度进行了校核。
本文所设计的升降式钻进液搅拌器主要是针对石油钻井场合进行设计的，相比传统搅拌器，它在保护叶轮和电机方面有明显的优越性。
[关键词] 搅拌器；桨叶；升降
 
A mud mixer with a lifting device
[Abstract] Mixers are widely used in chemical engineering ，biological engineering ， petroleum engineering.medicine engineering and other industries.It is the most common and one of the most important unit of equipment .Its main functions are ：(1)the function of mixing and dispersion homogenization ；(2)the function of mobile pelagic；(4)promoting the movement and heat moving of the material in the heterogeneous interface，and etc.Its operating performance is directly related to product quality ，energy consumption and production costs.
The traditional mixer is mainly consist of blender blades，stirring shaft and the reducer and motor，in the situation of drilling operations，the mud settle down for its large density while the agitator stopped working，and the blades will be buried deeply in the mud，which will decrease the life of the blades，Besides，it may make the motor burned out when the motor start suddenly.
Since the traditional blender exist these drawbacks，in this article，it designs a mixer with a lifting device by using related knowledge of mechanical principles and mechanical design based on the working situation，also，it has improved some structures compared with the traditional blender.This article focuses on the rotary device，lifting devices and impeller and makes deep discussion.It made several assumptions of options which were available，and have determined the final program.(1)Rotating device adopt bevel gear transmission.(2)Lifting device adopts screw nut transmission.Finally，the article has make a check of the strength of the some parts.
The agitator designed in this article is mainly for oil drilling occasions.Compared to the traditional blender，it has obvious advantages in the protection of the impeller and motor.
[Key words] mixer  blade  lift

主要设计内容
本次设计的主要工作包括以下几个方面：
(1)开展前期资料调研，完成开题报告；
(2)完成升降式泥浆搅拌器的结构方案设计；
(3)完成升降式泥浆搅拌器的理论计算；
(4)完成升降式泥浆搅拌器密封装置的设计选择；
(5)完成主要零部件的强度校核；
(6)完成升降式泥浆搅拌器的结构设计；
(7)完成设计说明书撰写。
1.7 设计理论依据
（1）本次设计的理论参数是根据现场搅拌器使用要求制定的。产品应达到如下性能参数：
电机功率为：7.5kW             倾角：60° 
额定电压：380V                传动比为：1：20
输出转速：72.5r/min           中心距200 mm
升距离为：550mm               叶轮直径为：820 mm
叶片数为：4个                 叶轮排量为：28.2m³／min
另外，试验用泥浆性能为：密度1．28g／cm³，塑性粘度7mPa•s，宏观粘度67．5MP a﹒s，动切力60．5Pa,静切力70Pa。
（2）产品应符合中华人民共和国石油天然气行业标准《搅拌器》。
（3）产品设计中采用的理论计算方法应符合“机械设计”、“机械零件“机械设计手册”的设计计算方法。
（4）设计中将参考以下文献作为设计理论依据：
①龚伟安．泥浆固控系统及设备．石油工业出版社：1995,04。
②华东石油学院矿华东石油学院矿机教研室编．石油钻采机械．石油工业出版社：1980。
    ③胡国桢，石流主编．化工密封技术．化学工业出版社：2001 。
④机械设计手册。
 

目  录
任务书    Ⅰ
开题报告    Ⅱ
指导教师审查意见    Ⅲ
评阅教师评语    Ⅳ
答辩会议记录    Ⅴ
中文摘要    Ⅵ
外文摘要    Ⅶ
1 前言    1
1.1 课题的来源、目的和意义    1
1.2 国内外研究现状与发展趋势    2
1.3 泥浆搅拌机的工作介质    3
1.4 设计思路阐述    3
1.5 设计的可行性分析和技术难点    4
1.6 主要设计内容    4
1.7 设计理论依据    5
2 升降式钻井泥浆搅拌器结构方案设计    6
2.1 总体方案拟定    6
2.2 设计要求    8
2.3 电动机的选用    8
2.4 确定升降式泥浆搅拌器的轴封类型    8
2.5 确定升降式泥浆搅拌器的升降结构型式    9
3 主要零部件理论设计计算    10
3.1 联轴器与螺栓    10
3.2 蜗轮蜗杆传动设计    10
3.3 搅拌轴的设计计算    12
3.4 空心涡轮轴的设计    13
3.5 搅拌叶片强度的设计计算    13
3.6 搅拌器叶轮的设计    14
3.7 确定空心蜗轮轴的尺寸    15
4 主要零部件的强度校核    18
4.1 空心涡轮轴的强度校核    18
4.2 蜗杆传动的设计校核    20
4.3 轴承型号选择    22
4.4 键的强度校核    25
5 装置选择的几点注意事项    28
6 总结    29
参考文献    30
致 谢    31