離心機(jī)是利用轉(zhuǎn)鼓產(chǎn)生的離心慣性力來實現(xiàn)懸浮液、乳濁液及其它物料的分 離或濃縮的機(jī)械。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、分離效率高、生產(chǎn)能力大以及附屬 設(shè)備少等的優(yōu)點。所以廣泛應(yīng)用在資源開發(fā)、化工等生產(chǎn)過程以及三廢的治理等， 工業(yè)生產(chǎn)上。離心機(jī)大多數(shù)是在高速下完成固-液、液-液的分離，所以其操作， 轉(zhuǎn)速較高，轉(zhuǎn)速高達(dá)每分鐘幾千轉(zhuǎn)，甚至幾萬轉(zhuǎn)以上，在這樣的轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)時離 心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓實際上是一臺高速旋轉(zhuǎn)的壓力容器，比通常靜止的壓力容器安全性要， 求更高。另外離心機(jī)分離的產(chǎn)品大多數(shù)是有腐蝕性的介質(zhì)(酸、堿、鹽)或是有 毒、易燃、易爆的介質(zhì)容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕1]，因此，設(shè)計中必須進(jìn)行可靠的強(qiáng)度計 算以確保離心機(jī)的安全，對轉(zhuǎn)鼓的應(yīng)力和變形作深入系統(tǒng)的分析和符合實際情況， 的精確計算就顯得尤為重要。且離心機(jī)工作中高速旋轉(zhuǎn)，極易出現(xiàn)振動和動不平， 衡現(xiàn)象，對其進(jìn)行模態(tài)分析避免共振對動態(tài)性能進(jìn)行優(yōu)化也非常重要[2]. GD-1300上懸式離心機(jī)是甘肅工大機(jī)電設(shè)備制造有限公司的產(chǎn)品，適用于， 40-60%固一液懸浮結(jié)晶物的分離，特別適用于糖廠對甲膏和乙膏的分離其圖片如， 圖1.1所示。當(dāng)前制糖離心機(jī)主要有[3]，德國BMA1360全自動離心機(jī)，日本產(chǎn)THK 1320全自動離心機(jī)。國內(nèi)生產(chǎn)該類型離心機(jī)主要是廣西蘇式集團(tuán)和廣東重型機(jī)械 集團(tuán)，這兩個廠家主要是對國外離心機(jī)進(jìn)行消化吸收進(jìn)行國產(chǎn)化生產(chǎn)。GD-1300 上懸式全自動離心機(jī)也是在德國BMA公司生產(chǎn)的全自動離心機(jī)的基礎(chǔ)上吸收改 進(jìn)而來，其產(chǎn)品相比以前國內(nèi)制糖離心機(jī)有很大的提高。在國內(nèi)制糖業(yè)中大多數(shù) 廠家使用的糖膏分離設(shè)備都處在70-80年代的水平，主要使用上海等地生產(chǎn)的間 歇式上懸離心機(jī)，這些離心機(jī)最大特點是：裝添量低，轉(zhuǎn)速低(只有960rpm左右) 分離因數(shù)小，人工打水不均勻，原洗蜜純度不穩(wěn)定，生產(chǎn)效率低等缺點。上述缺 點促使各糖廠都在想方設(shè)法改進(jìn)和更新分離設(shè)備來不斷滿足市場經(jīng)濟(jì)對產(chǎn)品質(zhì)量， 提出的更高要求。所以采用先進(jìn)分離設(shè)備替代舊設(shè)備已是糖廠首先要解決的關(guān)鍵 問題。GD-1300上懸式全自動離心機(jī)具有：轉(zhuǎn)籃直徑大、轉(zhuǎn)籃轉(zhuǎn)速高、分離因數(shù) 高、裝填量大、洗水少、原洗蜜錘度穩(wěn)定、汽耗低、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、電機(jī)反饋制 動無灰塵、節(jié)能等優(yōu)點，因此得到國內(nèi)眾多廠家的認(rèn)可。 本課題的提出是由于在設(shè)備的運行中發(fā)現(xiàn)一些問題，其嚴(yán)重影響著設(shè)備的安 全運行和使用壽命。如：轉(zhuǎn)鼓存在強(qiáng)度不夠，易發(fā)生變形，因變形引起偏心和振 動，以此出現(xiàn)動不平衡，變形大的情況下，易造成轉(zhuǎn)籃破裂發(fā)生生產(chǎn)事故。如若 設(shè)備運行的1：作轉(zhuǎn)速太靠近固有頻率也會引起振動，造成損壞。而設(shè)備是進(jìn)行仿 制而來，有些部件進(jìn)行過改變，且由于支承不同也會造成轉(zhuǎn)鼓的固有頻率不同， 因此應(yīng)該對轉(zhuǎn)鼓部件進(jìn)行模態(tài)分析，得出轉(zhuǎn)鼓系統(tǒng)的前幾階頻率，以此確定工作 轉(zhuǎn)速，避免共報提高分離能力有重要的意義。主軸承載大的載荷，并且由于高速 轉(zhuǎn)動、偏心和經(jīng)常出現(xiàn)加速減速狀態(tài)，所以其受力十分復(fù)雜，容易出現(xiàn)損壞，經(jīng) 常需要檢修。所以在已有的基礎(chǔ)上，運用更精確的現(xiàn)代設(shè)計方法，對其進(jìn)行校核 也迫在眉睫。對于以上出現(xiàn)的問題都制約了設(shè)備的生產(chǎn)能力和使用壽命，對這些 關(guān)鍵部件進(jìn)行深入的研究，運用合理的，現(xiàn)代設(shè)計方法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計意義重要。對于甘肅工大機(jī)電設(shè)備制造有限公司，對該設(shè)備進(jìn)行深入的分析，解決，這些實際的問題，提高設(shè)備的整體性能，延長使用壽命，減少維修檢測時間。這樣可以為工廠贏得更大的市場，更好地滿足客戶的要求，對于設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)有實際的商業(yè)價值。且對于企業(yè)長遠(yuǎn)來說，進(jìn)行深入的分析，獲得精確的實用， 資料，對以后設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行設(shè)定有實際的意義。 對于整個制糖業(yè)，相比于國外設(shè)備，國內(nèi)產(chǎn)品的在價格上有很大的優(yōu)勢(一 臺設(shè)備進(jìn)口160~200萬元，國產(chǎn)70~90萬元) [3]，使該系列設(shè)備完全實現(xiàn)國產(chǎn) 化對于提高我國制糖業(yè)的生產(chǎn)率，增加國際競爭力具有重要的意義。以黑龍江省 依安瑞雪糖業(yè)有限責(zé)任公司為例，該公司于2003-2004, 2004-2005分兩期引進(jìn)該， 類全自動離心機(jī)，通過兩個糖期的使用，受益匪淺。具體體現(xiàn)在在一個糖期(120 天)內(nèi)，七臺全自動離心機(jī)人工費節(jié)約4.8萬，材料費節(jié)約2.5萬，水氣費節(jié)約6 萬，砂糖品質(zhì)提高增加效益30萬，產(chǎn)量增加所增加效益60萬，總共節(jié)約103.3 萬元。不但節(jié)約了費用，由于引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備，糖砂質(zhì)量有了很大的提高，滿足了 客戶的要求，拓展了市場。新設(shè)備的廣泛運用，對于我國的制糖業(yè)的發(fā)展有舉足 輕重的作用。中國是一個制造業(yè)大國，長期的仿制對我國的工業(yè)發(fā)展和技術(shù)的提 升有了一個很大的積累，但是長期的仿制也帶了很多問題。在注重自主知識產(chǎn)權(quán) 的今天，走自主研發(fā)的道路是中國發(fā)展的必經(jīng)之路。為適應(yīng)發(fā)展和設(shè)備的改造升 級，對離心機(jī)進(jìn)行深入的研究能為下一代高效離心機(jī)的研制國產(chǎn)化做好準(zhǔn)備。 本課題是對離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行分析，轉(zhuǎn)鼓是一個組合件，有多個零件組成， 是離心機(jī)的核心所在。對其進(jìn)行研究，解決一些實際的問題，積累一些理論知識， 對于以后設(shè)備的改進(jìn)具有一定的意義，對這些關(guān)鍵部件進(jìn)行應(yīng)力和模態(tài)分析，找 出對其影響的主要因素，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化；探討對于離心機(jī)分析、優(yōu)化的實用方 法，對離心機(jī)關(guān)鍵部件的發(fā)展做一些探討對于離心機(jī)械行業(yè)有長遠(yuǎn)的意義。