離心機轉(zhuǎn)鼓是離心機的關(guān)鍵部件之一。一方面,轉(zhuǎn)鼓的結(jié)構(gòu)對離心機的用途、操作、生產(chǎn)能力和功率等均有決定性作用;另一方面,轉(zhuǎn)鼓自身高速旋轉(zhuǎn)(其工作對各種CAD/CAE工具軟件進行封裝集成。目前該集成系統(tǒng)設(shè)計思想已經(jīng)應(yīng)用于注塑機開發(fā)的CAX信息集成系統(tǒng)設(shè)計中,實施效果良好,下一步要更大限度地實現(xiàn)各種應(yīng)用工具和軟件工具的集成。
(1) 工程實際中,對離心機轉(zhuǎn)鼓設(shè)計計算時,僅對薄膜區(qū)進行強度計算是不夠的,對于邊緣效應(yīng)區(qū)的強度核算也是非常必要的,因為邊緣效應(yīng)區(qū)的應(yīng)力有時會遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過許用應(yīng)力。按現(xiàn)行的轉(zhuǎn)鼓設(shè)計計算方法設(shè)計出的轉(zhuǎn)鼓,從宏觀上看, 往往偏于保守(如轉(zhuǎn)鼓底) , 相關(guān)尺寸有較大富裕,使得轉(zhuǎn)鼓質(zhì)量無謂地增加,既增加了轉(zhuǎn)鼓運行的能耗也造成了材料的浪費,存在著不經(jīng)濟性;從微觀上看,局部地方(如邊緣效應(yīng)區(qū)) 的應(yīng)力值,往往得不到正確估價,而直接影響到轉(zhuǎn)鼓運行的安全性。
(2) 對于邊緣效應(yīng)區(qū),在進行應(yīng)力計算時采用經(jīng)過結(jié)構(gòu)簡化所推導(dǎo)出的公式計算出的數(shù)值不僅近似性較大,而且計算出的數(shù)值也明顯偏大,其實用性和可信度較差。而采用有限元分析技術(shù)能較好地計算出邊緣效應(yīng)區(qū)的應(yīng)力,且計算數(shù)值也較為接近實際,工程實際中應(yīng)該很好地去實施。
(3) 采用局部加強和局部優(yōu)化的方法,對減小局部區(qū)域的應(yīng)力值的效果是非常明顯的, 是解決危險區(qū)域強度不足的較好方法。
(4) 先用現(xiàn)行的轉(zhuǎn)鼓設(shè)計計算方法進行轉(zhuǎn)鼓結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計,再用有限元技術(shù)對轉(zhuǎn)鼓進行應(yīng)力分析,并對局部尺寸進行修正和優(yōu)化,應(yīng)是目前轉(zhuǎn)鼓設(shè)計的較好方法之一。尤其是利用集成有有限元分析軟件的CAD/CAE軟件對轉(zhuǎn)鼓進行有限元分析,可方便地實現(xiàn)對轉(zhuǎn)鼓尺寸的修正和優(yōu)化。
(5) 從對離心機轉(zhuǎn)鼓的有限元應(yīng)力分析知,轉(zhuǎn)鼓底部分的應(yīng)力水平很低,這說明靠經(jīng)驗設(shè)計的轉(zhuǎn)鼓底尺寸的富裕量較大。若能在考慮剛度的情況下,對轉(zhuǎn)鼓底結(jié)構(gòu)尺寸進行有限元分析優(yōu)化,這將對轉(zhuǎn)鼓的設(shè)計更具實際的指導(dǎo)意義