JPH06254371A - Overhang type agitation shaft for high speed rotation - Google Patents

Overhang type agitation shaft for high speed rotation

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JPH06254371A
JPH06254371A JP25034792A JP25034792A JPH06254371A JP H06254371 A JPH06254371 A JP H06254371A JP 25034792 A JP25034792 A JP 25034792A JP 25034792 A JP25034792 A JP 25034792A JP H06254371 A JPH06254371 A JP H06254371A
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JP
Japan
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shaft
stirring
diameter
stirring shaft
overhang type
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JP25034792A
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Japanese (ja)
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Isamu Goto
勇 後藤
Masaaki Taguchi
正昭 田口
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Individual
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Abstract

PURPOSE:To provide an overhang type agitation shaft with a long shaft enabling to uniformly and perfectly mix or disperse a high viscous substance at a high speed, in agitation of the high viscous substance, etc., having a high resistance value against its rotational torque. CONSTITUTION:A shaft size of the overhang type agitation shaft which is supported rotatably at one side 2a of a shaft body 2, being made to a non- supported state at the other side 2b and is attached with an agitation blade 3, etc., is formed so that it becomes gradually smaller sizes from side 2a being supported rotatably toward the other side 26 in a non-supporting state.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、特に回転トルクに対す
る抵抗値の高い高粘性物質などを、高速で均一に完全混
合あるいは分散化するのに好適なオーバーハング型撹拌
軸に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an overhang type stirring shaft which is suitable for uniformly and completely mixing or dispersing a highly viscous substance having a high resistance against a rotating torque at high speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、例えばペイント業界における
顔料とワニスの溶解,インク業界における顔料とオイル
の分散乳化,無機微粉業界におけるカーボンやセラミッ
クスなどの微粉体の分散のように、各業界において各種
の異種材料同士を均一に撹拌し、両者の完全混合あるい
は分散化を図ることにより優れた特性を有する新物質の
製造が試行されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, various industries such as the dissolution of pigments and varnishes in the paint industry, the dispersion and emulsification of pigments and oils in the ink industry, and the dispersion of fine powders such as carbon and ceramics in the inorganic fine powder industry have been used. Attempts are being made to manufacture new substances having excellent properties by uniformly stirring different materials and by thoroughly mixing or dispersing them.

【0003】このような新物質の製造は、異種材料同士
を均一にかつ完全混合あるいは分散化する必要があり、
そのためには高速回転による高トルクの撹拌力を有する
優れた撹拌装置が必要となる。
In the production of such a new substance, it is necessary to uniformly and completely mix or disperse different materials.
For that purpose, an excellent stirring device having a high torque stirring force by high speed rotation is required.

【0004】しかして、この種装置における一般的な撹
拌軸としては、同一軸径として形成されかつ軸体の上下
側が装置に回転可能に軸支された竪型回転式、あるいは
同一軸径として形成されるとともに、軸体の一方側にお
いて装置に回転可能に軸支されかつ他方側が非軸支状態
とされたオーバーハング型回転式などのものが用いられ
ている。
However, a general stirring shaft in this type of device is a vertical rotary type in which the shaft has the same shaft diameter and the upper and lower sides of the shaft are rotatably supported by the device, or the shaft has the same shaft diameter. In addition, an overhang type rotary type in which one side of the shaft is rotatably supported by the device and the other side is in a non-axially supported state is used.

【0005】大型で高速用装置の撹拌軸(長軸)として
は、上記した竪型回転式のものが一般的である。そし
て、オーバーハング型回転式のものは高速で回転させる
と回転中に激しい共振現象を生じ軸破損を招くため、低
速回転用として用いられることが多く、軸長が極端に短
くてよい場合にのみ高速回転用として用いられるに過ぎ
ない。
As the stirring shaft (long shaft) of a large-sized, high-speed device, the above-mentioned vertical rotary type is generally used. When the overhang type rotary type is rotated at a high speed, it causes a violent resonance phenomenon during rotation and causes shaft damage, so it is often used for low speed rotation and only when the shaft length is extremely short. It is only used for high speed rotation.

【0006】ところで、回転する撹拌軸はその回転中
に、回転動力を伝達するためのねじりモーメント,
撹拌流体の抵抗アンバランス、および撹拌翼の形状・重
量アンバランスに起因した曲げモーメント,傾斜翼に
よる軸スラスト荷重などを受ける。
By the way, the rotating stirring shaft has a torsional moment for transmitting rotational power during its rotation.
It receives bending moment due to the resistance imbalance of the stirring fluid, the shape and weight imbalance of the stirring blade, and axial thrust load due to the inclined blade.

【0007】竪型回転式のものは、その構造上軸体の上
下側が装置に軸支されているため、低速回転用の撹拌軸
として用いた場合には、のねじりモーメント,の曲
げモーメント,の軸力などに関するトラブル発生が少
なく、またその応力計算式も充分に解明されているので
設計上も問題は少なく、余り問題なく低速回転用の撹拌
軸として用いることができる。
In the vertical rotary type, since the upper and lower sides of the shaft body are axially supported by the device due to its structure, when used as a stirring shaft for low speed rotation, the twisting moment and bending moment of Since there are few troubles related to axial force and the stress calculation formula has been sufficiently clarified, there are few problems in design, and it can be used as a stirring shaft for low speed rotation without any problems.

【0008】しかしながら、オーバーハング型回転式の
ものは、その構造が上記したように軸体の一方側におい
てのみ装置に回転可能に軸支されており、他方側は非軸
支状態とされるため、その回転数を高めていくと、回転
に対する撹拌材料の抵抗(液抵抗など)が増大するとと
もに、撹拌翼の形状および重量アンバランスなどにより
撹拌振動が発生する。そして、翼を設けた軸体はそれ自
体に固有の振動範囲を有するので、上記撹拌振動数がこ
の固有振動範囲に近づくと、いわゆる「共振現象」が発
生することとなる。
However, since the structure of the overhang type rotary type is rotatably supported by the device only on one side of the shaft body and the other side is in the non-axially supported state as described above. As the number of rotations is increased, the resistance of the stirring material to rotation (liquid resistance etc.) increases, and stirring vibration occurs due to the shape and weight imbalance of the stirring blades. Since the shaft body provided with the blade has its own vibration range, when the stirring frequency approaches the vibration range, a so-called "resonance phenomenon" occurs.

【0009】しかして、この共振現象の発生時間幅が軸
を破壊しない時間内、すなわち軸の弾性強度の保持可能
範囲内で通過することができれば、共振現象はおさま
り、その後は上記した撹拌振動範囲だけの問題となり、
撹拌軸がこの撹拌振動範囲内で回転している場合には軸
破損などの問題も心配するものとはならない。
However, if the time width of occurrence of this resonance phenomenon can be passed within a time period in which the shaft is not destroyed, that is, within the range in which the elastic strength of the shaft can be maintained, the resonance phenomenon is subdued, and thereafter the above-mentioned stirring vibration range. Just becomes a problem,
If the stirring shaft rotates within this stirring vibration range, problems such as shaft damage will not be a concern.

【0010】ただし、特に高粘液の撹拌や固形物と液と
の混合溶解あるいは微粉体の分散などに対する高速撹拌
を、同一径により形成されたオーバーハング型撹拌軸を
用いて行なった場合には、撹拌軸および撹拌翼に対する
抵抗植が大きいため、共振現象発生時間幅の通過時間に
数秒間を要し短時間で通過することができず、共振によ
り軸振れが増幅され、激しい軸振れが軸の弾性強度の保
持可能範囲を簡単に越えてしまうため軸破壊が発生す
る。
However, in particular, when high-speed stirring for stirring a highly viscous liquid, mixing and dissolving a solid and a liquid, or dispersing a fine powder is carried out using an overhang type stirring shaft having the same diameter, Due to the large resistance vegetation on the stirring shaft and the stirring blade, it takes several seconds for the passage time of the resonance phenomenon occurrence time and it cannot pass in a short time. A shaft breakage occurs because the elastic strength can easily be exceeded.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】このように、撹拌に対
する抵抗値が大きい場合には、軸の撓みによる軸振動現
象および軸の剛性やその多の条件によって定まる軸の左
右旋回周期とが、使用回転数中に起こる振れと一致する
ときに「共振現象」が起こるが、振れが増幅し軸破壊が
起こるため危険領域となるという意味でこれを危険速度
と称している。
As described above, when the resistance value against agitation is large, the shaft vibration phenomenon due to the bending of the shaft and the left-right turning cycle of the shaft determined by the rigidity of the shaft and its various conditions are used. A "resonance phenomenon" occurs when it matches the vibration that occurs during rotation, but this is called the critical speed in the sense that it becomes a critical area because the vibration is amplified and shaft destruction occurs.

【0012】この危険速度による軸破壊は、小さい振動
から始まり激しい振動へと変化し、軸の永久曲げ歪みや
疲労破壊,軸封部の破損,軸受部の破損,伝動機構の破
損などを引き起こす。そして、この危険速度に影響を及
ぼす要素はその他数多く考えられ、またこの危険速度は
現在使用されている試算式より求めても実際の運転時の
危険速度とは一致しない。このため、通常の場合におい
て設計者は現在使用されている試算式より求めた危険速
度値が、実際の使用回転数よりも30〜40%以上大き
くなるようにして設計をしているのが現状である。
The shaft breakage due to this dangerous speed changes from small vibration to severe vibration, causing permanent bending strain of the shaft, fatigue breakage, breakage of the shaft seal part, breakage of the bearing part, breakage of the transmission mechanism, and the like. There are many other factors that can affect the critical speed, and the critical speed does not match the actual critical speed even when calculated from the currently used trial calculation formula. For this reason, in a normal case, the designer is designing so that the critical speed value obtained by the trial calculation formula currently used is 30 to 40% or more higher than the actual rotational speed in use. Is.

【0013】勿論、現在でも800〜1500RPMの
高速回転用として用いられているオーバーハング型の撹
拌軸もあるが、これはその軸長が短くかつ低トルクでよ
い場合である。すなわち、その軸径は細くてよく、その
ための永久歪みが起こりにくく、危険速度範囲が低くく
なり液抵抗が小さいうちにこれを通過できるような一部
のホモジナイザーや、やはり軸長が極端に短くてよいパ
ルパーなどの中速高トルク機械(600〜800RP
M)にしか用いられておらず、総じて云えば現在知られ
ているオーバーハング型の撹拌軸を用いた高トルク機械
類は、10〜400RPM程度の回転でそれ以上は不可
能とされている。
Of course, there is an overhang type stirring shaft which is still used for high speed rotation of 800 to 1500 RPM, but this is a case where the shaft length is short and low torque is required. That is, the shaft diameter may be thin, permanent strain due to that is unlikely to occur, and some homogenizers that can pass through this while the critical speed range becomes low and liquid resistance is small, and the shaft length is also extremely short. Medium-speed / high-torque machine (600-800RP)
High torque machines using an overhang type stirring shaft, which is used only for M) and is generally known at present, is said to be impossible at a rotation of about 10 to 400 RPM.

【0014】以上のような背景により、オーバーハング
型の撹拌軸は、その構造上竪型撹拌軸のように下部振れ
止めを設けたり、上部回転支持機構を複雑大型化せず、
比較的コンパクトに形成することができるという利点を
有するが、上記したような理由により、長軸でかつ高速
回転用としては用いることができないという問題を有し
ており、本出願人はこのような問題を解決すべく鋭意研
究を行った。
Due to the above-mentioned background, the overhang type stirring shaft does not have a lower steady rest like the vertical type stirring shaft due to its structure, and the upper rotation supporting mechanism does not become complicated and large.
Although it has an advantage that it can be formed comparatively compactly, it has a problem that it cannot be used for long-axis and high-speed rotation because of the reason described above. We have conducted diligent research to solve the problem.

【0015】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、回転トルクに
対する抵抗値の高い高粘性物質などの撹拌にあたり、こ
れを高速で均一に完全混合あるいは分散化することがで
き、しかも長軸のオーバーハング型撹拌軸を提供するこ
とにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to agitate a highly viscous substance having a high resistance value against a rotating torque and to uniformly mix it at a high speed. Alternatively, it is to provide a long-axis overhang type stirring shaft which can be dispersed.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
目的を達成するために、請求項1記載のように、軸体の
一方側において回転可能に軸支され、かつ他方側が非軸
支状態とされるとともに、撹拌翼などが装着されるオー
バーハング型の撹拌軸において、上記軸体はその径が、
回転可能に軸支された一方側から非軸支状態の他方側へ
向けて漸次小径に形成されることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is, as described in claim 1, rotatably supported on one side of a shaft and non-axial on the other side. In the overhang type stirring shaft in which the stirring blade is mounted while being supported, the diameter of the shaft body is
It is characterized in that the diameter is gradually reduced from one side that is rotatably supported to the other side that is not supported.

【0017】また、請求項2記載のように、軸体は一方
側から他方側へテーパ状に形成され、その軸径が漸次小
径とされることを特徴とし、さらに請求項3記載のよう
に、軸体は一方側から他方側へ段部を介してその軸径が
漸次小径となる、多段異径状撹拌軸として形成されるこ
とを特徴とする。
Further, as described in claim 2, the shaft body is formed in a taper shape from one side to the other side, and the shaft diameter is gradually reduced, and further as described in claim 3. The shaft body is formed as a multi-stage different diameter stirring shaft in which the shaft diameter gradually decreases from one side to the other side via a step portion.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図1は撹拌装置の1例を示す説明図であり、
装置本体1内には図2に示すように、軸体の一方側2a
において回転可能に軸支され、かつ他方側2bが非軸支
状態とされるとともに、上記軸体の一方側2aから他方
側2bへテーパ状に形成されてその軸径が漸次小径とさ
れた、オーバーハング型撹拌軸2が取付けられている。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view showing an example of a stirring device,
As shown in FIG. 2, one side 2a of the shaft body is provided in the apparatus main body 1.
In the above, the other side 2b is rotatably supported, and the other side 2b is not supported, and the shaft body is tapered from one side 2a to the other side 2b so that the shaft diameter is gradually reduced. An overhang type stirring shaft 2 is attached.

【0019】なお、装置の壁体構造,軸受部,軸封部,
駆動用モータなどは、従来公知の手段により構成するこ
とができ、この発明の要旨とは直接関係しないのでその
詳細説明は省略をする。
The wall structure of the device, the bearing portion, the shaft sealing portion,
The drive motor and the like can be constituted by conventionally known means, and since they are not directly related to the gist of the present invention, detailed description thereof will be omitted.

【0020】次に、具体的な1例に基づいて説明する。
図5(a)に示すように、撹拌軸2の軸長は、装置本体
1に回転可能に軸支される一方側2aより他方側2bへ
向けて850mm値の長さに形成され、かつその径が1
00mm(Φ100)の同一径に形成された上部側21
と、この上部21より延設されその長さを3100mm
に形成され、しかも非軸支状態の他方側2bへ向けて漸
次その径がΦ100からΦ50の小径となるようなテー
パー状に形成された下部側22とにより構成されてい
る。また、上記下部側22の端部にはΦ500の撹拌翼
3が装着されている。
Next, a description will be given based on a specific example.
As shown in FIG. 5A, the stirring shaft 2 has an axial length of 850 mm from the one side 2a rotatably supported by the apparatus body 1 toward the other side 2b, and Diameter is 1
Upper side 21 formed with the same diameter of 00 mm (Φ100)
And extends from this upper part 21 and has a length of 3100 mm
And a tapered lower side 22 whose diameter gradually decreases toward the other side 2b in the non-axially supported state from Φ100 to Φ50. A stirring blade 3 of Φ500 is attached to the end of the lower side 22.

【0021】以下、この撹拌軸2の作用などについて説
明するが、特にその作用および効果を明瞭ならしめるた
めに、上記テーパー状撹拌軸2と同一長に形成されると
ともに、その径は上部側から下部側までがΦ100の同
一径として形成された、すなわち従来の撹拌軸構造の撹
拌軸(図4(a)参照、以下従来軸という)を形成し、
この従来軸との比較データに基づき説明する。
The operation and the like of the stirring shaft 2 will be described below. In order to clarify the function and effect, the stirring shaft 2 is formed to have the same length as the tapered stirring shaft 2, and the diameter thereof is from the upper side. Formed up to the lower side with the same diameter of Φ100, that is, forming a stirring shaft of a conventional stirring shaft structure (see FIG. 4 (a), hereinafter referred to as a conventional shaft),
An explanation will be given based on comparison data with this conventional axis.

【0022】試料 撹拌に用いる液は、水および顔料とワニスとの溶解を目
的としする混合液(以下、使用液という)とする。ま
た、撹拌環境は処理量8000lの溶解釜中において、
液粘度;1000CP,圧力;大気圧,温度;80℃,
回転数;1200RPMの状況下において撹拌させた。
なお、所要動力は各種実験結果より60Hと設定されて
各部強度の検討がなされ、危険速度範囲はNc=400
〜450RPMの範囲として試算した。
The liquid used for stirring the sample is a mixed liquid for the purpose of dissolving water and the pigment and the varnish (hereinafter referred to as a used liquid). In addition, the stirring environment is in a melting pot with a throughput of 8000 l.
Liquid viscosity; 1000 CP, pressure; atmospheric pressure, temperature; 80 ° C.,
The number of rotations was stirred under the condition of 1200 RPM.
The required power was set to 60H based on the results of various experiments and the strength of each part was examined. The critical speed range was Nc = 400.
Estimated as a range of ~ 450 RPM.

【0023】試験例1 まず、従来軸を水中において撹拌させたた。この場合に
は、危険速度範囲(650〜700RPM)で振動が発
生したが、運転不能状態まで拡大せず使用回転に達し
た。しかし、振動が止まらないため長時間の運転には耐
えられず、撹拌機械としての使用は無理であった。
Test Example 1 First, the conventional shaft was stirred in water. In this case, vibration occurred in the critical speed range (650 to 700 RPM), but reached the use rotation without expanding to the inoperable state. However, since the vibration does not stop, it cannot withstand long-term operation, and it was impossible to use it as a stirring machine.

【0024】試験例2 次に、従来軸を使用液中において撹拌させた。この場合
には、危険速度範囲(650〜700RPM)に達する
と、軸に激しい振動が発生し、これが溶解釜の振動を引
き起こして支持架台全体の振動となり、異常振動音と全
体の激しい振動により運転が不能の状態となった。運転
停止後にこの従来軸を調べたところ、軸受部の破損,軸
封部の破損が認められるとともに、軸体は軸間部で最大
17mm,中間部で67mmにわたり曲げられ、捩りも
生じていた。
Test Example 2 Next, the conventional shaft was agitated in the working liquid. In this case, when the critical speed range (650 to 700 RPM) is reached, violent vibration is generated in the shaft, which causes the vibration of the melting tank to become the vibration of the entire support frame, which results in abnormal vibration noise and violent vibration of the whole. Became impossible. When the conventional shaft was examined after the operation was stopped, breakage of the bearing portion and breakage of the shaft sealing portion were recognized, and the shaft body was bent up to 17 mm in the inter-axis portion and 67 mm in the intermediate portion, and twisting was also generated.

【0025】これは、試験例1で用いたような水のよう
に低粘度中では、回転翼の回転数上昇変化と液の渦流上
昇変化の追従性に開きがあり、軸体は液抵抗が少なく危
険速度範囲の通過時間が短時間なので共振が拡大せず通
過することができ、使用回転中の軸触れの影響だけが吸
収されず振動停止につながらなかったと思われる。
This is because in a low viscosity such as water used in Test Example 1, there is a difference in the followability of changes in the rotational speed of the rotary blade and changes in the vortex flow of the liquid, and the shaft has a liquid resistance. Since the passage time is small and the passage time in the critical speed range is short, the resonance can pass without expanding, and it is considered that only the influence of the shaft contact during use rotation was not absorbed and vibration did not stop.

【0026】しかしながら、試験例2のような高粘度中
では液抵抗が大きいため、回転翼の回転数上昇変化と液
の渦流上昇変化とが近似的に追従し、回転数上昇に時間
を要してしまい危険速度範囲の通過時間を短時間でスム
ーズに通過させることができず、この帯域をゆっくりと
通過することとなるので、撹拌振動数と固有振動数とが
一致しやすく共振を起こし、したがって軸振れは増幅し
軸の永久曲げ歪みが発生したものと思われる。
However, since the liquid resistance is large in the high viscosity as in Test Example 2, the increase in the rotational speed of the rotary blade and the increase in the eddy current of the liquid approximately follow each other, and it takes time to increase the rotational speed. Since the passing time of the critical speed range cannot be smoothly passed in a short time, and it passes slowly in this band, the agitation frequency and the natural frequency easily coincide with each other, causing resonance. It is considered that the shaft runout was amplified and permanent bending strain of the shaft was generated.

【0027】試験例3 実施例に係るテーパー状の撹拌軸2を、上記試験例2と
同様に使用液中において撹拌させた。この場合には、上
記試験例1の水中において撹拌させた場合と同様に、危
険速度範囲(650〜700RPM)もスムーズに通過
して1200RPMの使用回転数に達し、この回転状態
における長時間の運転中にも軸破損など従来軸における
諸問題は発生しなかった。
Test Example 3 The tapered stirrer shaft 2 according to the example was stirred in the working liquid in the same manner as in Test Example 2 above. In this case, as in the case of stirring in water in Test Example 1 above, the critical speed range (650 to 700 RPM) was also passed smoothly to reach the rotation speed of 1200 RPM, and long-term operation in this rotation state was performed. There were no problems with the conventional shaft, such as shaft damage.

【0028】以下に、その理由を図4(a)(b)およ
び図5(a)(b)を参照しつつ説明する。この場合曲
げモーメントはMとして、また撓みはδとして表す。回
転翼重量W=10.5kg,オーバーハング部軸重量
=192kgとする場合の従来軸における試算式は
次の如くである。
The reason will be described below with reference to FIGS. 4 (a) and (b) and FIGS. 5 (a) and 5 (b). In this case, the bending moment is represented by M and the deflection is represented by δ. When the rotor blade weight W 1 = 10.5 kg and the overhang portion shaft weight W 2 = 192 kg, the trial calculation formula for the conventional shaft is as follows.

【0029】[0029]

【式1】M=WL+WL/2 =10.5×3.1+192×3.1/2 =330.15kg・m[Formula 1] M = W 1 L + W 2 L / 2 = 10.5 × 3.1 + 192 × 3.1 / 2 = 330.15 kg · m

【0030】[0030]

【式2】 δ=W/3EL+W/3EL 〔E=2.1×10kg/cm〕〔I=π×10/64=490c m〕 δ=10×490+192×310/8×2.1×10+490 =0.796cm[Equation 2] δ = W 1 L 3 / 3EL + W 2 L 3 / 3EL [E = 2.1 × 10 6 kg / cm 2 ] [I = π × 10 4/64 = 490c m 4 ] [delta] = 10 6 × 490 + 192 × 310 3 /8×2.1×10 6 +490 = 0.796 cm

【0031】次に、実施例に係るテーパー状撹拌軸2に
おけ各試算式を示す。なお、回転翼重量W;7.1k
g,オーバーハング部軸重量W=47.8kg(Φ5
0),軸重量W=63.7kg(Φ50)とする。
Next, each trial calculation formula for the tapered stirring shaft 2 according to the embodiment will be shown. The rotor blade weight W 1 ; 7.1k
g, shaft weight of overhang part W 2 = 47.8 kg (Φ5
0) and the shaft weight W 3 = 63.7 kg (Φ50).

【0032】[0032]

【式4】 M=WL+WL/2+WL/3 =7.2×3.1+47.8×3.1/2+63.7×3.1/3 =162.24kg・mFormula 4 M = W 1 L + W 2 L / 2 + W 3 L / 3 = 7.2 × 3.1 + 47.8 × 3.1 / 2 + 63.7 × 3.1 / 3 = 162.24 kg · m

【0033】[0033]

【式5】 δ=W/3EL+W/8EL+W/15EL 〔E=2.1×10・kg/cm〕〔I=π×10/64=490 cm〕 δ=7.2×310/3×2.1×10×490+47.8×310/ 8×2.1×10×490+63.7×310/15×2.1×10×4 90 =0.366cm[Equation 5] δ = W 1 L 3 / 3EL + W 2 L 3 / 8EL + W 3 L 3 / 15EL [E = 2.1 × 10 6 · kg / cm 2 ] [I = π × 10 4/64 = 490 cm 4 ] δ = 7.2 × 310 3 /3×2.1×10 6 × 490 + 47.8 × 310 3/8 × 2.1 × 10 6 × 490 + 63.7 × 310 3 /15×2.1×10 6 × 4 90 = 0.366 cm

【0034】以上の試算結果よりも明らかなように、同
一径軸である従来の撹拌軸に対して、実施例に係るテー
バー状の撹拌軸は、発生する曲げモーメントMおよび撓
み量δは共に1/2となっていることが解る。また、捩
じりモーメントおよび軸スラスト荷重等の各応力検討に
おいても、テーパー状撹拌軸で充分な剛性を保つことが
できることが、計算上も実際の実験結果からも確認され
る。
As is clear from the above calculation results, the bending moment M and the bending amount δ of the Taber-shaped stirring shaft according to the embodiment are both 1 in comparison with the conventional stirring shaft having the same diameter. It turns out that it is / 2. Moreover, it is confirmed by calculation and actual experimental results that the tapered stirrer shaft can maintain sufficient rigidity even when examining each stress such as the torsional moment and the axial thrust load.

【0035】その上、このテーパー状撹拌軸はその小径
部により、撹拌翼の取付ボスは従来の撹拌軸に比して小
さくてよく、その重量の軽減化も計れることとなり、軸
体先端部側の軽量化は軸の撓み量の減少すなわち振れの
減少につながる。さらに、軸径が漸次小径に変化するこ
とにより、下部側の撹拌翼の振れが上部に伝わる過程で
吸収され共振を防ぐこととなる。
In addition, due to the small diameter portion of the tapered stirring shaft, the mounting boss of the stirring blade may be smaller than that of the conventional stirring shaft, and the weight of the mounting boss can be reduced. The reduction of the weight leads to a reduction in the amount of shaft deflection, that is, a reduction in runout. Further, as the shaft diameter gradually changes to a small diameter, the vibration of the lower stirring blade is absorbed in the process of being transmitted to the upper portion, and resonance is prevented.

【0036】なお、このようなテーパー状撹拌軸が有す
る危険速度対策への好結果の理由は、さらに幾多の理論
解明を行ない証明を後日に托すが、実験結果からも明ら
かな如く、本発明に係るオーバーハング型撹拌軸は、軸
の径が長手方向へ同一径によって形成される従来のオー
バーハング型撹拌軸の持つ諸問題点を解決している。
The reason why the tapered stirring shaft has such a good result as a countermeasure against the dangerous speed is that the theory will be further clarified and the proof will be given at a later date. The overhang type stirring shaft according to (1) solves various problems of the conventional overhang type stirring shaft in which the diameter of the shaft is formed to have the same diameter in the longitudinal direction.

【0037】次に、以上の実施例の説明としては、図2
に示すようにテーパー状撹拌軸2として説明したが、図
3に示すように、その径が例えば複数の段部42a1〜
42d1を介して段階的に軸径が小径となる多段異径軸
42a〜42dより形成されるような撹拌軸4として構
成してもよい。この場合には、上記テーパー状撹拌軸2
と同様な効果が得られるとともに、各段部42a1〜4
2d1において撹拌翼3・・・が取付けやすい構造のた
め、軸の上下方向に複数枚の撹拌翼を多段に配設するこ
とができ、より高トルクの撹拌軸および撹拌装置を得る
ことができる。
Next, referring to FIG.
As described above, the tapered stirring shaft 2 has been described, but as shown in FIG.
The stirring shaft 4 may be formed by the multi-stage different diameter shafts 42a to 42d whose shaft diameter gradually decreases via 42d1. In this case, the tapered stirring shaft 2
The same effects as are obtained with each step 42a1-4a
Since the stirring blades 3 ... Are easily attached in 2d1, a plurality of stirring blades can be arranged in multiple stages in the vertical direction of the shaft, and a stirring shaft and a stirring device with higher torque can be obtained.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る撹拌
軸は、軸体の径を回転可能に軸支された一方側から非軸
支状態の他方側へ向けて漸次小径となるように、テーパ
状あるいは段部を介して小径となる多段異径状撹拌軸と
して構成したので、漸次小径に変化する軸径により下部
側の回転翼の振れが上部に伝わる過程で吸収され共振を
防ぐことができ、軸破壊を生ずることなく特に回転トル
クに対する抵抗値の高い高粘性物質などを高速で均一に
完全混合あるいは分散化することができる長軸のオーバ
ーハング型撹拌軸を提供することができる。
As described above, in the stirring shaft according to the present invention, the diameter of the shaft body is gradually reduced from one side rotatably supported to the other side in the non-axially supported state. Since it is configured as a multi-stage different diameter stirring shaft that has a taper shape or a small diameter through a step, the vibration of the lower rotor blade is absorbed by the shaft diameter that gradually changes to a small diameter to prevent resonance. Therefore, it is possible to provide a long-axis overhang type stirring shaft capable of uniformly mixing or dispersing a highly viscous substance having a high resistance value against a rotating torque uniformly at high speed without causing shaft breakage.

【0039】よって、各種業界における異種材料同士の
高トルク撹拌装置を提供することができ、この種技術の
分野における産業振興の促進を図ることができる。
Therefore, it is possible to provide a high-torque agitating device for different materials in various industries, and it is possible to promote industrial promotion in the field of this type of technology.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る撹拌軸を用いた撹拌装置の説明図
である。
FIG. 1 is an explanatory view of a stirring device using a stirring shaft according to the present invention.

【図2】本発明に係る撹拌軸の第1の実施例を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing a first embodiment of a stirring shaft according to the present invention.

【図3】本発明に係る撹拌軸の第2の実施例を示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the stirring shaft according to the present invention.

【図4】従来軸の1例を示すとともに、その曲げモーメ
ント,撓み量の試算説明図である。
FIG. 4 is an explanatory view showing an example of a conventional shaft and trial calculation of a bending moment and a bending amount thereof.

【図5】本発明に係る撹拌軸の1例を示すとともに、そ
の曲げモーメント,撓み量の試算説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a stirring shaft according to the present invention and a trial calculation of a bending moment and a bending amount thereof.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 装置本体 2 テーパー状撹拌軸 3 撹拌翼 4 多段異径状撹拌軸 1 Device body 2 Tapered stirring shaft 3 Stirring blade 4 Multi-stage different diameter stirring shaft

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 軸体の一方側において回転可能に軸支さ
れ、かつ他方側が非軸支状態とされるとともに、撹拌翼
などが装着されるオーバーハング型の撹拌軸において、 上記軸体はその径が、回転可能に軸支された一方側から
非軸支状態の他方側へ向けて漸次小径に形成されること
を特徴とする高速回転用のオーバーハング型撹拌軸。
1. An overhang type stirring shaft in which one side is rotatably supported and the other side is in a non-axially supported state, and stirring blades and the like are mounted, wherein the shaft body is An overhang type stirring shaft for high-speed rotation, wherein the diameter is gradually reduced from one side rotatably supported to the other side in a non-axially supported state.
【請求項2】 軸体は一方側から他方側へテーパ状に形
成され、その軸径が漸次小径とされることを特徴とする
請求項1記載の高速回転用のオーバーハング型撹拌軸。
2. The overhang type stirring shaft for high speed rotation according to claim 1, wherein the shaft body is tapered from one side to the other side, and the shaft diameter is gradually reduced.
【請求項3】 軸体は一方側から他方側へ段部を介して
その軸径が漸次小径となる、多段異径状撹拌軸として形
成されることを特徴とする請求項1記載の高速回転用の
オーバーハング型撹拌軸。
3. The high-speed rotation according to claim 1, wherein the shaft body is formed as a multi-stage different diameter stirring shaft in which the shaft diameter gradually decreases from one side to the other side through a step portion. Overhang type stirring shaft for.
JP25034792A 1992-08-06 1992-08-06 Overhang type agitation shaft for high speed rotation Pending JPH06254371A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014037568A (en) * 2012-08-14 2014-02-27 Jfe Steel Corp Hot pig iron preliminary processing method and agitation body for hot pig iron preliminary processing
CN115234565A (en) * 2022-07-15 2022-10-25 厦门众力达机械有限公司 Gear shaft structure with gradually changed diameter and production process thereof

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