有限元法在离心机转鼓强度计算中的应用

离心机（分离机）关键零件－转鼓的强度计算一直延用传统经验设计和强度校核。本文以我公司生产的双级推料离心机为例，采用3维立体单元对离心机的转鼓进行应力，应变分析，可较全面，客观，迅速地考虑和分析各种影响因素，计算结果与实际情况较相符。并可在此基础上，对设计方案进行优化，达到优化设计的目的。     

离心机复杂转鼓的有限元优化计算

离心机转鼓强度的传统算法往往偏于保守，相关尺寸有较大的富裕，影响到离心机的技术经济指标。针对形状复杂的虹吸离心机转鼓，在有限元应力分析的基础上，建立了转豉强度整体优化的数学模型，并对实际转豉进行了优化计算。优化结果表明，在保证强度、刚度的前提下，离心机转鼓质量可下降10％。     

上悬式离心机转鼓的动态性能分析与优化

为了解决上悬式离心机运行中跨越临界转速出现共振、冲击等问题,文中运用有限元分析法对上悬式离心机转鼓进行了动态分析,探讨了转鼓各个结构参数对动态性能的影响关系,并以此为基础对转鼓系统动态性能进行了优化,分析获得了转鼓各结构对动态性能的影响程度.优化后转鼓临界转速避开了工作转速,分离性能提高了16%.所得转鼓各参数对动态性能的影响关系,为转鼓系统的进一步改进奠定基础.     

虹吸式离心机转鼓结构的有限元应力分析

利用ANSYS有限元软件建立了虹吸离心机转鼓的二维有限元模型,对其在正常工作状态下的整体结构进行了应力分析,得到了转鼓的径向、轴向变形和应力分布,以及最大应力点,并对局部应力进行了进一步的分析.结果表明原设计的虹吸式离心机转鼓的强度和刚度均满足要求,但是在拦液板和转鼓底边缘的设计过于保守,因此在保证强度和刚度的前提条件下,减少了其边缘连接处的厚度.     

虹吸离心机转鼓强度优化计算

针对形状复杂的虹吸离心机转鼓，在有限元应用分析的基础上，建立了转鼓强度整体优化的数学模型，并对实际转鼓进行了优化计算，优化结果表明，在保证强度、刚度的前提下，离心机转鼓质量可下降10%。     

基于带式差速的新型污水处理离心机的设计研究

为了保护水资源环境,节能降耗,研制了污水处理离心机。分析了离心机的国内外现状,确定了离心机的设计指标;提出了基于带式差速的新型污水处理沉降离心机的构型,建立了离心机结构和工艺参数的数学模型,进行了优化求解;设计了离心机的转鼓、螺旋输送器和带式差速器等关键部件,试验表明其各项性能指标满足了设计要求。     

离心机开孔转鼓设计计算分析

以目前普遍采用的离心机开孔转鼓设计计算的方法为依据，分析了其设计计算中的近似性和不全面性，并指出这种设计计算中的近似性和不全面性也是导致离心机开孔转鼓出现事故的重要原因。     

新型翻袋式离心机的转鼓结构设计及优化

翻袋式离心机因密闭作业、完全卸料等优点近年来得到广泛关注。为进一步提高该离心机的分离效率,实现设备轻量化、高效化,对离心机的关键部件转鼓进行了设计优化。设计转鼓结构,获得初始壁厚和开孔值,以此作为优化参数,以降低质量、提高过滤面积为目标,建立多目标数学优化模型;在保证强度和刚度条件下,通过不同参数选取和优化来获得最优值。数值分析结果表明,优化设计使转鼓质量降低了13.25%,过滤面积提高了56.28%,有效改善了设备分离效率。     

离心卸料离心机锥形转鼓筒体有限元分析与强度计算

锥形转鼓是离心卸料离心机的关键部件,其结构性能决定了离心机的分离性能.通过对某国产连续式离心分离机大直径锥形转鼓结构分析,采用有限元分析方法对转鼓及鼓壁开孔进行有限元建模和应力分析,对该锥形转鼓进行强度评定.研究结果对离心机锥形转鼓结构设计有一定的指导意义.     

上悬式制糖离心机转鼓壁厚优化

上悬式离心机是在生产工艺流程中的后处理设备,广泛应用于化工、医药、轻工、食品等行业,特别适用于制糖行业。转鼓是上悬式离心机的关键部件,其结构、形状和工艺性能不仅会上悬式离心机的生产成本和使用成本,而且很大程度上决定了离心机的使用寿命。如何在保证强度和安全的前提下,降低转鼓重量,成为研究的关键点。为了解决这一问题,通过深入分析转鼓在满负荷工况下的应力强度、位移大小。并使用Ansys对转鼓的壁厚进行优化,降低转鼓壁厚,达到节能减排效果。     

卧螺离心机转鼓主要参数对其模态的影响

研究清楚离心机转鼓参数与转鼓应力、变形的关系，是保证其在安全的工作状态下，对转鼓进行参数优化的基础。在诸多参数中，对转鼓3个主要参数：转速、转鼓壁厚和液池深度进行分析研究。结果表明，各种载荷下转鼓的最大径向位移均与转速的二次方成比例，且随着转速的增加，会导致转鼓径向变形增大；正常工况（Fw＋Pc）下的应力SINT（SINT为第三强度理论的等效应力）最大值随着转鼓壁厚的减小而增大，但增大的幅度较小；转鼓的总径向位移最大值和物料离心压力引起的径向位移的最大值均随着液池深度的增加而增大，但增长速度缓慢；转鼓自身质量离心力产生的径向位移与转鼓的液池深度无关。这些数据将为己有的卧螺离心机的改造优化和工程实际应用提供设计依据。     

旋转旋流离心机生产能力指数

旋转旋流离心机主要由加速器、转鼓、左右端盖、支撑系统和密封系统组成,这种离心机把旋转离心力场和旋流离心力场有机结合起来,分离强度大大增加,分离效果显著改善,是围夜分离的理想设备。以旋转旋流离心机中流体的流动及固相粒子在液相连续介质中的沉降规律为基础,在“层流”流态下,推导出旋转旋流离心机生产能力指数、按悬浮液计的处理量及分离粒度的计算式,并通过实例进行了计算。     

土工离心机吊篮的设计及优化方法

在对土工离心机吊篮设计的基础上,采用分块优化设计思想,用Pro/E软件分别对吊篮平台和吊臂设计结构进行优化.以设计结构质量为优化目标,而以设计结构所受最大应力和最大位移为约束条件,找出了结构较合理的参数组合.然后,对吊篮进行结构分析,其刚度和强度均满足设计技术指标.该设计方法减轻了吊篮质量,减少了研制成本,同时改善了离心机转臂和主轴的受力工况.     

离心机转鼓爆裂事故分析

本文对一起离心机转鼓破裂事故的原因从材料及使用过程等方面进行了分析。提出了使用10年以上的离心机需对转鼓的壁厚、硬度、焊缝等进行安全检测的建议。     

卧式螺旋沉降离心机的三维可视化设计及仿真

应用Pro/E软件,对LW170型卧式螺旋沉降离心机进行参数化建模和可视化设计,并对卧式螺旋沉降离心机的旋转部件--转鼓和螺旋输送器进行机构工作过程仿真,观察结构组件的运动情况,在离心机的设计阶段实现了干涉检测,提高了产品的设计质量和可靠性.     

碟式分离机转鼓应力的无线测试与仿真对比研究

针对碟式分离机转鼓在运行情况下应力测试难的问题,在碟式分离机转鼓试验台上,对两种不同的结构(单个转鼓和转鼓组件)开展了无线动态应力测试,并结合有限元仿真进行了对比研究。采用Wi Fi无线通讯技术进行电阻应变测试实验,直接获得不同位置不同转速下的转鼓内壁应力应变数据,并与行业标准JB/T 8051-2008《离心机转鼓强度计算规范》和有限元仿真分析得到的结果进行对比分析。研究结果表明,将有限元法的计算结果和实验数据进行了比较,两者基本吻合;空转鼓旋转时,转鼓组件鼓壁内的环向应力大于单个转鼓鼓壁内的环向应力,而且随着分离机转速的提高,两者相差越大;单个转鼓的应力情况跟规范基本吻合,说明直接使用规范中的公式会有一定偏差。     

甲糖分离机转鼓破裂事故的研究分析

通过现场检查、试样检测和应力分析,确定转鼓壁厚严重减薄是该离心机事故的主要原因,而转鼓壁厚减薄的主要原因是糖浆液中的微晶粒磨损和冲蚀转鼓。建议对使用10年以上的离心机转鼓的壁厚、焊缝、硬度等需进行安全检测。     

旋转旋流离心机转鼓内流体动力学研究

以流体动力学基本方程为基础,在“层流”流态下,对旋转旋流离心机转鼓内流体流动的速度场和压力场进行了分析计算,推导出了转鼓内流体的速度和压力的计算公式,它们是计算离心机处理量和分离粒度的理论基础,同时也是离心机转鼓强度计算的理论依据。     

基于Hypermesh和Ansys的卧螺过滤离心机转鼓系的模态分析

卧式螺旋过滤离心机的转鼓系作为整机振动的振源,是研究离心机动载荷与机械振动的重点对象。结构共振与物料分布不均是转鼓系振动的主要原因。对转鼓系进行有限元模态分析,可以避免结构共振的发生。通过UG建立了转鼓系的几何模型,并利用Hypermesh对几何模型进行了六面体网格划分。采用接触对与MPC算法,实现了零部件之间不连续网格的连接。基于BlockLanczos算法,在Ansys中对转鼓系有限元模型进行了特征值提取,得到了转鼓系在有、无离心预应力下的前8阶固有频率与振型。研究表明,转鼓系在给定工作转速下,不会发生结构共振。离心预应力对固有频率的低频成分影响较大,而对中高频成分影响较小。研究结论为整机瞬态动力学分析与转鼓系结构优化研究与设计提供了依据。