离心机课题研究的目的和意义

离心机是利用转鼓产生的离心惯性力来实现悬浮液、乳浊液及其它物料的分 离或浓缩的机械。它具有结构紧凑、体积小、分离效率高、生产能力大以及附属 设备少等的优点。所以广泛应用在资源开发、化工等生产过程以及三废的治理等， 工业生产上。离心机大多数是在高速下完成固-液、液-液的分离，所以其操作， 转速较高，转速高达每分钟几千转，甚至几万转以上，在这样的转速下运转时离 心机的转鼓实际上是一台高速旋转的压力容器，比通常静止的压力容器安全性要， 求更高。另外离心机分离的产品大多数是有腐蚀性的介质(酸、碱、盐)或是有 毒、易燃、易爆的介质容易产生应力腐蚀1]，因此，设计中必须进行可靠的强度计 算以确保离心机的安全，对转鼓的应力和变形作深入系统的分析和符合实际情况， 的精确计算就显得尤为重要。且离心机工作中高速旋转，极易出现振动和动不平， 衡现象，对其进行模态分析避免共振对动态性能进行优化也非常重要[2]. GD-1300上悬式离心机是甘肃工大机电设备制造有限公司的产品，适用于， 40-60%固一液悬浮结晶物的分离，特别适用于糖厂对甲膏和乙膏的分离其图片如， 图1.1所示。当前制糖离心机主要有[3]，德国BMA1360全自动离心机，日本产THK 1320全自动离心机。国内生产该类型离心机主要是广西苏式集团和广东重型机械 集团，这两个厂家主要是对国外离心机进行消化吸收进行国产化生产。GD-1300 上悬式全自动离心机也是在德国BMA公司生产的全自动离心机的基础上吸收改 进而来，其产品相比以前国内制糖离心机有很大的提高。在国内制糖业中大多数 厂家使用的糖膏分离设备都处在70-80年代的水平，主要使用上海等地生产的间 歇式上悬离心机，这些离心机最大特点是：装添量低，转速低(只有960rpm左右) 分离因数小，人工打水不均匀，原洗蜜纯度不稳定，生产效率低等缺点。上述缺 点促使各糖厂都在想方设法改进和更新分离设备来不断满足市场经济对产品质量， 提出的更高要求。所以采用先进分离设备替代旧设备已是糖厂首先要解决的关键 问题。GD-1300上悬式全自动离心机具有：转篮直径大、转篮转速高、分离因数 高、装填量大、洗水少、原洗蜜锤度稳定、汽耗低、产品质量稳定、电机反馈制 动无灰尘、节能等优点，因此得到国内众多厂家的认可。 本课题的提出是由于在设备的运行中发现一些问题，其严重影响着设备的安 全运行和使用寿命。如：转鼓存在强度不够，易发生变形，因变形引起偏心和振 动，以此出现动不平衡，变形大的情况下，易造成转篮破裂发生生产事故。如若 设备运行的1：作转速太靠近固有频率也会引起振动，造成损坏。而设备是进行仿 制而来，有些部件进行过改变，且由于支承不同也会造成转鼓的固有频率不同， 因此应该对转鼓部件进行模态分析，得出转鼓系统的前几阶频率，以此确定工作 转速，避免共报提高分离能力有重要的意义。主轴承载大的载荷，并且由于高速 转动、偏心和经常出现加速减速状态，所以其受力十分复杂，容易出现损坏，经 常需要检修。所以在已有的基础上，运用更精确的现代设计方法，对其进行校核 也迫在眉睫。对于以上出现的问题都制约了设备的生产能力和使用寿命，对这些 关键部件进行深入的研究，运用合理的，现代设计方法进行优化设计意义重要。对于甘肃工大机电设备制造有限公司，对该设备进行深入的分析，解决，这些实际的问题，提高设备的整体性能，延长使用寿命，减少维修检测时间。这样可以为工厂赢得更大的市场，更好地满足客户的要求，对于设备生产企业有实际的商业价值。且对于企业长远来说，进行深入的分析，获得精确的实用， 资料，对以后设备进行改进，生产技术指标进行设定有实际的意义。 对于整个制糖业，相比于国外设备，国内产品的在价格上有很大的优势(一 台设备进口160~200万元，国产70~90万元) [3]，使该系列设备完全实现国产 化对于提高我国制糖业的生产率，增加国际竞争力具有重要的意义。以黑龙江省 依安瑞雪糖业有限责任公司为例，该公司于2003-2004, 2004-2005分两期引进该， 类全自动离心机，通过两个糖期的使用，受益匪浅。具体体现在在一个糖期(120 天)内，七台全自动离心机人工费节约4.8万，材料费节约2.5万，水气费节约6 万，砂糖品质提高增加效益30万，产量增加所增加效益60万，总共节约103.3 万元。不但节约了费用，由于引进先进设备，糖砂质量有了很大的提高，满足了 客户的要求，拓展了市场。新设备的广泛运用，对于我国的制糖业的发展有举足 轻重的作用。中国是一个制造业大国，长期的仿制对我国的工业发展和技术的提 升有了一个很大的积累，但是长期的仿制也带了很多问题。在注重自主知识产权 的今天，走自主研发的道路是中国发展的必经之路。为适应发展和设备的改造升 级，对离心机进行深入的研究能为下一代高效离心机的研制国产化做好准备。 本课题是对离心机的转鼓进行分析，转鼓是一个组合件，有多个零件组成， 是离心机的核心所在。对其进行研究，解决一些实际的问题，积累一些理论知识， 对于以后设备的改进具有一定的意义，对这些关键部件进行应力和模态分析，找 出对其影响的主要因素，对结构进行优化；探讨对于离心机分析、优化的实用方 法，对离心机关键部件的发展做一些探讨对于离心机械行业有长远的意义。