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电动离心机转鼓设计中强度如何计算

发布时间:2016-01-12浏览:1976次

    电动离心机是微电脑控制离心转速和定时时间,转速自动稳定,定时精确。它属于常规实验室用离心机,它采用旋转离心力使溶液中物质分层分离。该仪器采用无级调速和自动调节平衡装置,具有运转平稳、体积小、造型美观、温升低、使用效率高以及适用性广等优点。特制铝合金离心转盘,确保离心管不易损坏。其最高转速4000转/分,用于放射免疫鉴定及分离细胞的大质点等。该仪器广泛用于医院、化学以及生物化学实验室对血清、血浆、免疫等作定性分析实验。
    离心机转鼓是电动离心机的关键部件之一。一方面,转鼓的结构对离心机的用途、操作、生产能力和功率等均有决定性影响。另一方面,转鼓自身因高速旋转(其工作转速通常在每分钟几百转至每分钟几万转之间),受到了离心力的作用,在离心力作用下转鼓体内会产生很大的工作应力,一旦发生强度破坏,必将产生极大的危害,尤其是有时由于应力过高发生“崩裂”,常会引起严重人身伤害事故。同时,对于高速旋转的转鼓而言,转鼓的刚度同样非常重要。若转鼓的刚度不足,工作中转鼓的几何形状将会发生明显变化,轻则会出现转鼓与机壳撞击、摩擦,损坏零部件;重则同样会引起转鼓的爆裂,甚至出现人身伤害事故。多年来,由于转鼓设计不当、转鼓制造质量不高等原因导致重大事故的现象频频发生。这已引起了设计人员、制造厂家和使用部门的重视,经常进行三足式离心机事故原因的诊断、分析与研究。因此,对电动离心机转鼓设计计算的分析研究也是十分必要的。
    转鼓设计中强度计算的近似性主要表现在以下几方面:
    1、强度计算的公式是以无力矩理论为基础,并按照薄壁压力容器而推导出来的。这些计算公式的适应范围只有在转鼓体离开挡液板和转鼓底适当远的部位才是成立的 。如果用上述计算公式的计算结吴作为转鼓各部位强度计算的依据,显然存在着来源于计享公式的近似性。
    2、转鼓体上因有开孔,不仅削弱了转鼓体的强度,同时在开孔处也弓.起了应力集中。在公式中靠引入几个系数来考虑应力集中等问题显然也存在着计算过程的近似性。
    3、转鼓体与挡液板、转鼓底的连接处应力集中现象比较严重,而实际的计算方法中。则是在初步结构设计的基础上经过适当简化后再进行二次强度计算,不仅计算公式繁琐,而且因简化计算模型,其计算过程与结果本身也存在着近似性。
    因此,按目前采用的电动离心机开孔转鼓设计计算方法设计的离心机转鼓,从宏观上看,往往偏于保守,相关尺寸有较大富裕,使得转鼓质量增加,既增加了转鼓运行的能耗也造成了材料的浪费,显然是不经济的;从微观上看,局部地方的应力值往往得不到正确估计,直接影响到转鼓运行的安全性。在离心机发生的转鼓破裂事故中,出现在开孔处和边缘处的比例很高缺乏基本刚度的要求。

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