上海安亭科學(xué)儀器廠介紹離心機(jī)的核心技術(shù)。
我國(guó)在離心機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究取得了國(guó)際先進(jìn)水平的成果，下邊是其中與離心機(jī)的設(shè)計(jì)有直接關(guān)系的幾項(xiàng)。
1） 離心轉(zhuǎn)子的機(jī)械安全設(shè)計(jì)
為了轉(zhuǎn)子在正常使用時(shí)不讓“爆炸”，做兩類工作：一是確定最高安全使用轉(zhuǎn)速，二是確定在該最高轉(zhuǎn)速下的允許使用時(shí)間或次數(shù)，即壽命。從工作性質(zhì)來看，前者是確定允許的離心應(yīng)力極限，而后者是反復(fù)使用的疲勞極限，如果超過這兩個(gè)極限中任何一個(gè)都危險(xiǎn)。這些在國(guó)外大公司產(chǎn)品中都告訴用戶，我們的使命是確定國(guó)產(chǎn)轉(zhuǎn)子的這兩種數(shù)據(jù)。
2） 確定最高安全使用轉(zhuǎn)速
轉(zhuǎn)子在受力時(shí)的變形行為與材料力學(xué)教科書中的長(zhǎng)桿的拉伸與壓縮不同而復(fù)雜得多，因此在理論的指導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn)工作是主要內(nèi)容。以在1980年實(shí)驗(yàn)的8種轉(zhuǎn)子中的6X250ml鋁轉(zhuǎn)子為例，3個(gè)轉(zhuǎn)子的永久變形拐點(diǎn)平均為15000r/min,“炸頭”轉(zhuǎn)速為約25000r/min。由此我們確定最高安全使用轉(zhuǎn)速為15000 /min。過了20多年的今天，國(guó)外這種轉(zhuǎn)子的最高轉(zhuǎn)速仍然是這個(gè)轉(zhuǎn)速。這是因?yàn)槲覀儺?dāng)時(shí)使用的國(guó)產(chǎn)鋁合金材料的性能和現(xiàn)在國(guó)際上使用的并沒有多少區(qū)別，因?yàn)榇祟惡娇詹牧显趪?guó)內(nèi)外幾十年前早已完善。該轉(zhuǎn)子用LC4超硬鋁合金鍛造餅材，每個(gè)轉(zhuǎn)子毛坯是單獨(dú)的鍛造餅材。目前生產(chǎn)廠家大都能嚴(yán)格按工藝要求進(jìn)行，取得了一系列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。所以目前國(guó)產(chǎn)離心機(jī)很少有“轉(zhuǎn)子爆炸”事故發(fā)生。
3） 確定疲勞壽命
當(dāng)最高轉(zhuǎn)速確定之后，還要確定在該最高轉(zhuǎn)速能使用多少小時(shí)或多少次數(shù)內(nèi)是安全的，即其使用壽命，而這壽命主要是疲勞壽命。我們每種轉(zhuǎn)子選3個(gè)，在比最高轉(zhuǎn)速略高的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，以確保所得數(shù)據(jù)留有余地。在開發(fā)83000r/min 國(guó)產(chǎn)鈦合金轉(zhuǎn)子時(shí)（當(dāng)時(shí)國(guó)際上最高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子是日立公司的RP83T轉(zhuǎn)子，83000r/min），在它的約1.1倍的轉(zhuǎn)速93000r/min旋轉(zhuǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn)一定次數(shù)后，測(cè)量永久變形。當(dāng)然，永久變形不是沒有，問題是設(shè)計(jì)者要給出一個(gè)限度，比方說10µm，或 80µm等等。這就要看設(shè)計(jì)者的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)水平了。如果不許可有永久變形，那種材料目前人類是找不到的，而如果允許的變形過大，能保證的壽命則過短。在我們進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，我們也對(duì)日立公司 RP83T 轉(zhuǎn)子進(jìn)行了對(duì)比測(cè)量，結(jié)果顯示國(guó)產(chǎn)轉(zhuǎn)子優(yōu)于日立轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子的安全性在90年代初超過日立公司，與當(dāng)今國(guó)際水平持平。
離心機(jī)的機(jī)械安全設(shè)計(jì)中，還有其他一些內(nèi)容，其中最重要的是離心腔和蓋的安全。離心機(jī)所配的幾種轉(zhuǎn)子中，不是最高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子發(fā)生“爆炸”時(shí)的危險(xiǎn)最大，這是因?yàn)樗^小較輕，因此雖然轉(zhuǎn)速較高，但轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不是最大。在最高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最大的轉(zhuǎn)子在其最高轉(zhuǎn)速“爆炸”時(shí)威力最大。
離心機(jī)的機(jī)械安全設(shè)計(jì)中的另一個(gè)內(nèi)容就是轉(zhuǎn)子在其最高轉(zhuǎn)速“爆炸”時(shí)，碎片不得射出機(jī)外，蓋也不得掀開。而這數(shù)據(jù)也應(yīng)在實(shí)驗(yàn)中確認(rèn)。
4） 離心機(jī)防護(hù)系統(tǒng)更加安全可靠
在國(guó)內(nèi)的離心機(jī)事故中，曾有離心機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)中斷軸的事故。目前驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為變頻電機(jī)，在防護(hù)方面都有十分有效安全措施，一旦出現(xiàn)故障，轉(zhuǎn)子即失去轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，使轉(zhuǎn)子逐步停轉(zhuǎn)，使之停在自己的安全位置上。轉(zhuǎn)子的溫度智能補(bǔ)償?shù)难芯渴莿?chuàng)新性的，對(duì)離心機(jī)的設(shè)計(jì)有實(shí)際應(yīng)用意義。這些技術(shù)已全部在目
前離心機(jī)生產(chǎn)中得到應(yīng)用。
以上內(nèi)容供大家參考。
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