高速回轉(zhuǎn)元件的強度和轉(zhuǎn)軸的臨界轉(zhuǎn)速

關(guān)于高速回轉(zhuǎn)元件的強度和轉(zhuǎn)軸的臨界轉(zhuǎn)速離心機轉(zhuǎn)鼓是在較高的轉(zhuǎn)速下工作的高速回轉(zhuǎn)容器。工作時轉(zhuǎn)鼓受到很大的離心力作用，因此轉(zhuǎn)鼓要有足夠的強度才能保證正常工作。所以進行強度計算非常必要。離心機轉(zhuǎn)鼓一般由鼓壁、鼓底及攔液板組成，過濾式離心機轉(zhuǎn)鼓內(nèi)還有篩網(wǎng)。6.1離心機轉(zhuǎn)鼓的強度計算回轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)鼓受到的力有：鼓壁質(zhì)量、篩網(wǎng)質(zhì)量（過濾式）、物料質(zhì)量產(chǎn)生的離心慣性力。由于變形不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的邊緣應(yīng)力和邊緣力矩，（包括轉(zhuǎn)鼓壁與鼓底處、鼓壁與攔液板處、柱與錐的連接處）應(yīng)力分析：質(zhì)量產(chǎn)生的離心慣性力作用在鼓壁上引起的應(yīng)力，可以借助受內(nèi)壓的薄壁容器的無力矩理論和有力矩理論來解決。轉(zhuǎn)鼓底和攔液板則屬于高速回轉(zhuǎn)的圓盤類零部件，可用高速回轉(zhuǎn)的圓盤的強度計算方法解決。第2頁,共37頁，2024年2月25日，星期天6.1.1轉(zhuǎn)鼓壁的應(yīng)力6.1.1.1鼓壁自身質(zhì)量引起的鼓壁的應(yīng)力6.1.1.2篩網(wǎng)質(zhì)量引起的轉(zhuǎn)鼓壁的應(yīng)力（過濾式離心機）計算原理同6.1.1.16.1.1.3物料質(zhì)量引起的鼓壁應(yīng)力第3頁,共37頁，2024年2月25日，星期天（1）圓柱形轉(zhuǎn)鼓

第4頁,共37頁，2024年2月25日，星期天第5頁,共37頁，2024年2月25日，星期天第6頁,共37頁，2024年2月25日，星期天（2）圓錐形轉(zhuǎn)鼓：由于離心慣性力方向始終沿半徑向外且垂直于軸線，所以無軸向分力。第7頁,共37頁，2024年2月25日，星期天由拉普拉斯方程，即所以

第8頁,共37頁，2024年2月25日，星期天6.1.1.2篩網(wǎng)質(zhì)量引起的轉(zhuǎn)鼓壁的應(yīng)力（過濾式離心機）

(1)圓筒形轉(zhuǎn)鼓：(2)圓錐形轉(zhuǎn)鼓：第9頁,共37頁，2024年2月25日，星期天6.1.1.3物料質(zhì)量引起的鼓壁應(yīng)力

第10頁,共37頁，2024年2月25日，星期天第11頁,共37頁，2024年2月25日，星期天第12頁,共37頁，2024年2月25日，星期天第13頁,共37頁，2024年2月25日，星期天6.1.3轉(zhuǎn)鼓壁的強度計算6.1.3.1整體轉(zhuǎn)鼓（不開孔）的強度計算（沉降式離心機無轉(zhuǎn)鼓孔，也不需篩網(wǎng)）。（1）圓筒形轉(zhuǎn)鼓第14頁,共37頁，2024年2月25日，星期天第15頁,共37頁，2024年2月25日，星期天（2）圓錐形鼓壁：第16頁,共37頁，2024年2月25日，星期天6.1.3.2開孔轉(zhuǎn)鼓的強度計算（對于過濾式離心機）第17頁,共37頁，2024年2月25日，星期天第18頁,共37頁，2024年2月25日，星期天注：以上由強度理論計算出來的壁厚為計算壁厚。第19頁,共37頁，2024年2月25日，星期天6.1.4邊緣應(yīng)力問題第20頁,共37頁，2024年2月25日，星期天6．2高速轉(zhuǎn)盤的強度計算離心式壓縮機、離心泵和風(fēng)機的葉輪，以及離心機轉(zhuǎn)鼓的鼓底和頂蓋都具有徑向尺寸較大而軸向尺寸較小的特點，屬于盤形零件。盤形零件回轉(zhuǎn)的受力：①自身慣性力，引起各處產(chǎn)生應(yīng)力，應(yīng)力大小與半徑有關(guān)，分布復(fù)雜。②安裝時過盈產(chǎn)生應(yīng)力。目前盤形零件應(yīng)力的計算方法有兩種：①有限單元法：只獲得近似解，但由于理論分析與實驗情況較為接近，所以此法日趨廣泛使用。但對其結(jié)果判別標準尚未得出，所以應(yīng)用受到限制。②“二次計算法”：把輪盤作為軸對稱平面應(yīng)力問題，計算求得各截面上的平均應(yīng)力，此方法簡單方便，在生產(chǎn)上應(yīng)用也相當(dāng)廣泛。第21頁,共37頁，2024年2月25日，星期天6.2.1輪盤應(yīng)力與變形的基本方程式第22頁,共37頁，2024年2月25日，星期天6.2.2等厚度輪盤的應(yīng)力計算第23頁,共37頁，2024年2月25日，星期天第24頁,共37頁，2024年2月25日，星期天6.2.3錐形輪盤的應(yīng)力計算其計算與推導(dǎo)過程與等厚度輪盤相同，只是應(yīng)力計算系數(shù)不同而已。6.2.4組合輪盤的應(yīng)力計算實際輪盤的形狀往往比較復(fù)雜、是由幾個簡單的輪盤組成的。這樣，在計算時，將實際輪盤分成幾段，每段為簡單的等厚度段或錐形段，只要知道內(nèi)孔處的應(yīng)力就可以逐段計算出各截面的應(yīng)力。第25頁,共37頁，2024年2月25日，星期天6.3二次計算法第26頁,共37頁，2024年2月25日，星期天1.二次計算法的依據(jù)：（以等厚度輪盤為例）第27頁,共37頁，2024年2月25日，星期天⑵二次計算法的步驟：第28頁,共37頁，2024年2月25日，星期天第29頁,共37頁，2024年2月25日，星期天第30頁,共37頁，2024年2月25日，星期天6.3高速轉(zhuǎn)軸的臨界轉(zhuǎn)速另外，要考慮油膜振蕩問題第31頁,共37頁，2024年2月25日，星期天補充：滑動軸承的基本原理當(dāng)轉(zhuǎn)子相對于軸承轉(zhuǎn)動時，若從上面間隙進入的潤滑油的油量大于下面小間隙的流出油量，則收斂的油楔中的油因受到擠壓而動壓力立即增大，從而使有的流進油酥減慢，而流出的油速增加，以此來維持油量的平衡。收斂的油楔亦稱油膜產(chǎn)生的流體動壓力將軸頸托起在偏心的位置穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，從而防止了軸頸與軸承表面的干摩擦與碰撞。第32頁,共37頁，2024年2月25日，星期天第33頁,共37頁，2024年2月25日，星期天第34頁,共37頁，