高速碟式分離機轉鼓體結構有限元分析

第２８卷第３期江蘇船舶

２０１１年０６月

ｊｕｎｅ．２ｏ１１

高速碟式分離機轉鼓體結構有限元分析

鄭加洲，劉峰軍，王洪琪

（南京中船綠洲機器****江蘇南京２１００３９）

摘要：基於有限元軟體對碟式分離機轉鼓體進行了結構分析。在分析過程中，解決了轉鼓

體梯形螺紋及密封水對轉鼓體離心液壓力的模擬載入問題，並根據分析結果對轉鼓體進行了安全分析。關鍵詞：結構分析；螺紋載荷；離心液壓力中圖分類號：ｕ６６４．５６

文獻標識碼：ａ

０　引言

碟式分離機是應用最廣、使用數量最多的離心機之一，廣泛應用於醫藥、食品、化工、石油化工、輕工、生物工程、船舶、塗料等領域　ｊ。隨著分離機廣泛的應用和市場需求的變化，又促進了碟式分離機技術的進步。分離機轉速從早期左右發展到現在的左右，轉鼓體的結構也從簡單發展到現在各種各樣的複雜結構。

鑑於分離

圖１轉鼓體二維結構及受力示意圖

機的轉速大幅提高以及轉鼓體結構複雜化，繼續採１．２轉鼓體受力分析

用經典的彈性力學理論對轉鼓強度計算，顯然不能分離機從啟動開始，轉鼓逐漸增速至額定轉速滿足現在設計需要。因為經典的彈性力學理論適用（以下簡稱啟動工況），然後通密封水使活塞及滑塊

於結構簡單、規則的轉鼓主要零件，對幾何形狀複雜壓緊密封圈（以下簡稱密封工況），再通人物料進行的離心機轉鼓各部位的應力狀態的計算，最適宜的分離（以下簡稱正常分離工況）。在密封工況時，活方法是採用有限元法　。

。塞下表面受到密封水的離心液壓力；在正常分離工

應用有限元法的計算軟體有很多，其中ａｎｓｙｓ

況時，活塞下表面除受到密封水的離心液壓力，還受是應用最為廣泛的軟體之一。經過不斷的改進和完到物料對活塞上表面的離心液壓力，同時轉鼓蓋內善，ａｎｓｙｓ開發了人性化的分析平台表面受到物料的離心液壓力。綜合比較這兩種工ｂｅｎｃｈ。

本文就是應用對轉鼓體況，在垂直方向上，密封工況密封水離心液壓力傳遞進行多方面的分析，並對結果進行了分析。

到轉鼓體上的影響要比正常分離工況密封水和物料１轉鼓體技術引數、結構及受力分析

離心液壓力傳遞到轉鼓體的大，因此取密封工況為危險工況進行受力分析。

１．１碟式分離機轉鼓體技術引數及結構

為了簡化分析前的載荷計算，提高工作效率，在技術引數為額定轉速為轉鼓體材密封工況下，轉鼓體的主要載荷有三項：質量離心力料為不鏽鋼，其彈性模量密度ｐ＝

ｆ離、密封水對轉鼓體的離心液壓力ｐ、由密封水的

離心液壓力而引起主鎖環螺牙對轉鼓體螺牙的作用

結構特點：採用環閥排渣結構，在轉鼓體壁上開力ｆ嘿。受力示意圖如圖１所示。

了１２個均布排渣槽，其二維結構示意圖見圖１。

其中，ｐ可以通過公式（１）計算：

ｐ＝∞。ｊｐ（ｒ一ｒｏ）／２

（１）收稿日期

式中：ｐ為半徑ｒ處的壓強；為轉鼓轉速；ｐ為流體作者簡介：鄭加洲（１９７９一），男，工程師，主要從事礦物油分離設計密度；ｒ為計算處流體的迴轉半徑；，。為自由液面內

與開發。半徑。