【導(dǎo)讀】離心機(jī)是實現(xiàn)離心分離過程的機(jī)器。鹵水蒸發(fā)水分以后鹽呈結(jié)晶析出，將固體晶鹽。鹽漿離心脫水的好壞不。等因素有關(guān)外，還直接與選用的離心機(jī)機(jī)型有關(guān)。制鹽生產(chǎn)中使用的離心機(jī)的機(jī)型較多，的雙級活塞卸料離心機(jī)等。第二種，離心力卸料離心機(jī)，如廣重產(chǎn)的wi-650型錐藍(lán)離。心機(jī)及自行改裝wz-sso型錐藍(lán)離心機(jī)等。而且這些部件在不同的機(jī)型上所起的作用也是相同的，殼則起收集物料及分離出的料液;軸承座起支撐回轉(zhuǎn)體的作用。起降低設(shè)備的重心，增強(qiáng)設(shè)備的穩(wěn)定性等作用。供液壓油，而卸料機(jī)構(gòu)則以液壓油為動力，將轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的物料推出進(jìn)入前機(jī)殼或集料槽。卸料機(jī)構(gòu)，其卸料是靠其本身高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力來完成的。P-4/2或HR500-N型)型的離心機(jī)的分離因數(shù)介于前二者之間。情況外，沒有出現(xiàn)過其它事故。WH-800離心機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，推料速度。因此，從這方面來看，WI-650型離心機(jī)和P-4/2型離。經(jīng)濟(jì)性等幾方面考慮。物料中固相濃度含量、固體顆粒大小、

　　

【正文】 的固有頻率。自然，回轉(zhuǎn)力矩對撓度的影響越大，臨界轉(zhuǎn)速的改變也就越大。 ①實心圓柱體的回轉(zhuǎn)效應(yīng) 29 圖 47 實心圓柱體回轉(zhuǎn)力矩計算用圖 如圖 47 所示，轉(zhuǎn)子是一個實心圓柱體，裝在懸臂軸上。轉(zhuǎn)子的寬度為 b，半徑為 R，材料密度為 ρ0，質(zhì)心為 m。忽略軸自身質(zhì)量，假設(shè)軸的靜撓度很小，當(dāng)軸以角速度ω旋轉(zhuǎn)時，由于轉(zhuǎn)子的不平衡離心力使軸產(chǎn)生撓曲，此時轉(zhuǎn)軸與軸承幾何中心線 O─O 偏轉(zhuǎn)角 為φ，轉(zhuǎn)子同時也產(chǎn)生φ角的傾斜。軸在這種情況下作弓狀回轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子即繞 O─O 線作圓周運動，顯然兩者的角速度都是 ω，方向也相同，這種運動為“定軸轉(zhuǎn)動”。此時轉(zhuǎn)子上任意一點的軌跡是一個以軸承中心連線 O─O 為中心，以 軸承 中心連線 O─O 到該點之距離為半徑的圓。 在實心圓柱體取一微塊，離開中心直徑的距離為 ? ，微塊的寬度為 dx，其長度為22R2 ?? ，質(zhì)量 dm 為： dxdR2dm 220 ????? x 軸是圓柱體的軸心線， ? 軸是鉛直平面內(nèi)的赤道直徑線， x 和 ? 軸都是圓柱體的主慣性軸。設(shè)此微塊距軸承中心線 O─O 及通過質(zhì)心 m 并垂直于 O─O 線的直徑距離分別為 r 和 s，則由圖可知： GG yxys i nxc o sr ??????????? ????????? xs inc o sxs 微塊旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力 dF 為： dm)yx(r d mdF G22 ???????? 整個轉(zhuǎn)子的離心力 F 為： ? ?? ? ?????????? 2b 2b R R 220m2 dxdR2)yx(F 此離心力的方向垂直于 O─O線。微塊旋轉(zhuǎn)時的 產(chǎn)生的離心力對轉(zhuǎn)子質(zhì)心 m 的回轉(zhuǎn)力矩dM 為： dxdR2)]x(yx)x[( dm)]x(yx)x[()yx()x(dFsdM220m222 m222 m2??????????????? ?????????????????????? 30 式中因φ很小，故φ 2均略去不計。 于是，整個轉(zhuǎn)子質(zhì)量對質(zhì)心 m 的回轉(zhuǎn)力矩為： ]dRydRxdxydRxdxdxdR)x([2dxdR)]x(yx)x[(2dMM2b2b22RRG2b2bRR22m2b2b2b2b22RR22RR22202b2bRR22m2220? ?? ?? ? ??? ??? ?? ?? ? ??? ???????????????????????????????????????? 因為： 0dRRR 22 ???????， 0xdx2b2b??? 所以： ]dRdxxdRdx[2dxdR)x(2M2b2bRR2222b2bRR222202b2bRR222220? ?? ?? ?? ?? ?? ?????????????????????? 式中： 8R]Ra rc s i n8RR)R2(8[dR 4RR42222RR 222?????????????? ??? 2R]Ra rc s i n2RR2[dR 2RR222RR 22??????????? ??? ]2Rdxx8Rdx[2M 2b2b222b2b420 ?? ?? ??????? 因此： ?????? )R3b1(4 bRM 22420 (411) 圓柱體轉(zhuǎn)子對中心軸 x 的轉(zhuǎn)動慣量 ?J (極慣性矩 )為： 2bR2RmJ 042 ????? 圓柱體轉(zhuǎn)子對通過質(zhì)心 m 的直徑η軸的轉(zhuǎn)動慣量 (赤道慣性矩 ) ?J 為： )R3b1(4bR12 bR3mJ220422 ??????? 故式 (411)可以寫成： ???? ?? )JJ(M 2 (412) 上式即為計算回轉(zhuǎn)力矩的通式。也適用于其它形狀的回轉(zhuǎn)體。但回轉(zhuǎn)體的形狀不同，其 31 ?J 和 ?J 的數(shù)值也不相同。 回轉(zhuǎn)力矩 M 值的正負(fù) 直接影響軸撓度的大小。若 M0，則使軸的撓度減小； M0，則使軸的撓度加大。由此可知，當(dāng) M0 時產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)效應(yīng)使轉(zhuǎn)軸臨界轉(zhuǎn)速下降，反之則加大轉(zhuǎn)軸的臨界轉(zhuǎn)速。 由式 (411)可知，轉(zhuǎn)子的寬度 b 與半徑 R 之比值，對回轉(zhuǎn)力矩 M 的方向有很大影響，例如： 1．當(dāng) R3b? 時 (為較窄的轉(zhuǎn)子 )， M0，即 M 的方向與軸撓曲的方向相反，力圖減小軸的彎曲，相當(dāng)于軸的剛性加大了，故回轉(zhuǎn)效應(yīng)使臨界轉(zhuǎn)速升高。 當(dāng) 1R3b 22 ??時，式 (411)就可簡化成： ??? ?JM 2 這就是常用的窄轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)力矩的計算公式。 2．當(dāng) R3b? 時，則 M=0，即不產(chǎn)生回轉(zhuǎn)效應(yīng)。 3．當(dāng) R3b? 時，則 M0，回轉(zhuǎn)效應(yīng)使臨界轉(zhuǎn)速降低，這是寬轉(zhuǎn)子的情況。 因此，從減小振動的角度考慮，按剛性軸工作情況來設(shè)計的離心機(jī)或其它轉(zhuǎn)子，寬度取小些是有利的，這時回轉(zhuǎn)效應(yīng)使臨界轉(zhuǎn)速升高，從而有利于運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。反之，按撓性軸工作情況設(shè)計時，則轉(zhuǎn)子應(yīng)寬一些。 所以，在計算回轉(zhuǎn)軸的臨界轉(zhuǎn)速時，如果考慮回轉(zhuǎn)效應(yīng)， 那么就應(yīng)對原有計算公式加以修正。對如圖 48 所示的單轉(zhuǎn)子系統(tǒng)： 圖 48 單轉(zhuǎn)子系統(tǒng) 各影響系數(shù)的計算公式如下： 1．作用在位置①的單位力在位置①產(chǎn)生的撓度 α11。 EJ3 )aL(a 211 ??? 2．作用在位置①的單位力在位置①產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角β 11 和作用在位置①的單位力矩(1Nm)在位置①產(chǎn)生的撓度 a11。 32 EJ6 )a3L2(aa 1111 ???? 3．作用在位置①的單位力矩（ 1N m）在位置①產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角。 EJ3 La3b11 ?? ②空心圓柱體的回轉(zhuǎn)效應(yīng) 圖 49 為壁厚均勻的空心圓柱體： 圖 49 空心圓柱體 從式 (411)可以推算空心圓柱體對于其質(zhì)心 m 的離心力矩為： ???????????????????????? ??)3brR)(rR(4 b)]3brR(4 b)rR(2 b)rR([)JJ(M222220222222044022 設(shè) C 為圖中 m? 距質(zhì)心 m 之間的距離，應(yīng)用轉(zhuǎn)動慣量的平行移軸定理，可算出對通過 m? 的一個直徑的轉(zhuǎn)動慣量，即： )C43brR(4 b)rR(mCJJ 22222202 ?????????? ?? 然后算出對 m? 點的離心力矩： ????????? )C43brR)(rR(4 bM 22222202 (412) 圖 410 所示為離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓示意圖： 33 圖 410 離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓示意圖 與實心圓柱體相比，形狀是比較復(fù)雜的。計算離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓的回轉(zhuǎn)力矩時，可將轉(zhuǎn)鼓看成由鼓底、筒體和頂蓋 (空心圓盤 )三部分組合而成，各部分對轉(zhuǎn)鼓質(zhì)心 m 的距離分別為上圖所示的 C C2 和 C。利用上述方法即可分別計算出對轉(zhuǎn)鼓質(zhì)心的回轉(zhuǎn)力矩，然后相加即得整個轉(zhuǎn)鼓的回轉(zhuǎn)力矩。 鼓壁： ???????? 222201 )]C43b(R2[2 bRM 鼓底： ??????? 22214102 )RC41(4 RM 頂蓋： ????????? 2222222203 )C4rR)(rR(4M 在后兩式中，分別略去了微量項 (221R3? )和 ( 322? )。 如果轉(zhuǎn)鼓中有物料層，仍可按式 (412)的方法求出其回轉(zhuǎn)力矩 M4。 整個轉(zhuǎn)鼓對質(zhì)心 m 的離心力矩為： 4321 MMMMM ???? ⑵臂長影響 在前面討論計算轉(zhuǎn)軸的撓度時，都沒有考慮轉(zhuǎn)子的寬度，也即假設(shè)轉(zhuǎn)子質(zhì)心 m 所在點的撓度等于轉(zhuǎn)子與軸連接點的撓度 (即圖 411 中①點的撓度 )。 34 圖 411 臂長影響的計算 這在窄轉(zhuǎn)子的情況下是允許的。當(dāng)轉(zhuǎn)子較寬時 (如離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓 )，由于轉(zhuǎn)子質(zhì)心 m 和軸的轉(zhuǎn)子的連接點①之間有一段不太小的距離 d，如上圖所示，因而 1m yy ? ，所以作用于質(zhì)心 m 的離心力為： 2)ey(mF ??? 此離心力必須折算到①點上。折算的方法是在①點加上兩個方向相反的力 F，顯然作用到 m 點的力 F 折算到①點時，就成為一個離心力 F 和一個力偶 M? 。 Fdco sFdM ???? 由上圖看出，連接點①的撓度 y1和質(zhì)心 m 的撓度 ym不同，兩者的關(guān)系是： edyc o ses i ndyy 11m ????????? 故離心力 F 為： 212m )edy(mmyF ??????? 因 d 存在而產(chǎn)生的附加力矩為： d)edy(mFdMM 21d ???????? 這個力矩的作用，必然對轉(zhuǎn)子的撓度和轉(zhuǎn)角產(chǎn)生影響。這種由于臂長 d 的存在而產(chǎn)生的對臨界轉(zhuǎn)速的影響稱為“臂長影響”。 對于窄轉(zhuǎn)子，由于其質(zhì)心與連接點①很接近，故臂長影響可不必考慮。 對于寬轉(zhuǎn)子，如一般平底或外凸式轉(zhuǎn)鼓，若 d0，臂長影響將使 軸的撓度 y 及轉(zhuǎn)角? 增加，從而降低臨界轉(zhuǎn)速，因此對在撓性軸條件下工作的離心機(jī)是有利的。反之，對于在剛性軸條件下工作的離心機(jī)，最好使 d≤ 0，以利于提高軸的剛性和臨界轉(zhuǎn)速，所以這樣的離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓一般都具有一個內(nèi)凹式的鼓底 (如刮刀離心機(jī) )，其轉(zhuǎn)鼓的質(zhì)心 m 與前面一個軸承盡量靠近，減少懸臂長度，提高軸的剛度和臨界轉(zhuǎn)速，這樣對操作平穩(wěn)是有利的。 所以若在計算回轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速時，如果同時考慮回轉(zhuǎn)效應(yīng)和臂長影響的力矩M 和 M? 對軸的撓度和轉(zhuǎn) 角的影響，仍引用材料力學(xué)中“影響系數(shù)”的概念，對計算公式加以修正，然后列出其平衡方程再求出臨界轉(zhuǎn)速。 35 考慮了回轉(zhuǎn)效應(yīng)和臂長影響后，求解單轉(zhuǎn)子的臨界角速度方程為： 01]d)db(m)da(m b)JJ[(]b)da(a)db)[(JJ(m 2n11111111 114n111111111111 ????????? ????????? ???? 從上式可以求解出 n? ，從而求出臨界轉(zhuǎn)速值。 ⑶其它因素的影響 其它因素對臨界轉(zhuǎn)速也有一定的影響。如支承情況等。 作用在轉(zhuǎn)子上的軸向力對臨界轉(zhuǎn)速的影響較小，當(dāng)軸向為拉力時，轉(zhuǎn)軸的臨界轉(zhuǎn)速提高，如果軸向力為壓力，則轉(zhuǎn)軸的臨界轉(zhuǎn)速下降。 作用在轉(zhuǎn)子上的扭矩對臨界轉(zhuǎn) 速的影響也很小，一般情況下，扭矩的作用使轉(zhuǎn)軸的臨界轉(zhuǎn)速下降。其它諸如橫剪力、裝配過盈、安裝質(zhì)量等對臨界轉(zhuǎn)速的大小也都會有一定影響。 具體計算過程 作出簡圖 412： 圖 412 軸的斷面慣性矩 25113 ?????? 分別計算各部分的質(zhì)量 鼓壁： 31 ???????? 鼓底： 232 ?????? 物料： )( 2233 ??????? 鼓蓋： ? ? 2234 ??????? ?m 總質(zhì)量： 4321 ????????? 確定質(zhì)心 m的位置 36 GmdC i ii1 ????????????? 1 ??? 12 ????? 1 ???? m 計算各部分對質(zhì)心 m的離心力矩 鼓壁的離心力矩： ????????????? ??????????????????222222222132)]c43b(R2[2S b RM 鼓底的離心力矩： ??????????????????????222242221222221412)1(4)Rc41(4Rm)Rc41(4RSM 物料層的離心力矩： ????????????????????????????2222222222123222212212m3)3(4)c43brr(4m)c43brr)(rr(4bM 鼓蓋的離心力距： ? ?? ???????????????????????????????????????????2222222222