概述

通過對離心機(jī)加速度方向、加速度值、速度紋波、加速度梯度等基本參數(shù)特征的分析，獲得了離心機(jī)設(shè)計(jì)、使用和測量的有效方法。

離心機(jī)基本參數(shù)的計(jì)算

1. 離心加速度

恒速圓周運(yùn)動恒加速度試驗(yàn)機(jī)的運(yùn)動學(xué)分析模型如圖1和圖2所示。

 圖1恒速圓周運(yùn)動橫向加速度圖                             圖2速度矢量圖

將試驗(yàn)樣品安裝在試驗(yàn)機(jī)R上。當(dāng)離心機(jī)的轉(zhuǎn)速不變時(shí)，試驗(yàn)樣品相對于地面做勻速圓周運(yùn)動。

（1）

因?yàn)?/span>

所以， 當(dāng) 

因此，加速

（2）

并且 因此

（3）

上式中：

--對應(yīng)于t1時(shí)的線性旋轉(zhuǎn)速度；

--對應(yīng)于t2時(shí)的線性旋轉(zhuǎn)速度；

時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)彎角度。

由式（2）可知，當(dāng)，，是指向轉(zhuǎn)軸時(shí)的加速度方向。

2. 加速度、轉(zhuǎn)速和安裝半徑的數(shù)學(xué)關(guān)系

箱體離心和臂離心的加速度、轉(zhuǎn)速與計(jì)算的安裝半徑之間存在相同的數(shù)學(xué)關(guān)系。

    (4) 

式中：a--加速度值，g（1g=9.8m/s²）；

R--計(jì)算試樣的安裝半徑，m；

n--轉(zhuǎn)臂（盤）轉(zhuǎn)速，r/min。

3. 切向加速度

在離心機(jī)啟動過程中，離心機(jī)上的試驗(yàn)樣品除正常加速度外，還受到切向加速度的影響。離心試驗(yàn)機(jī)減速時(shí)也是如此。除了法向加速度外，當(dāng)速度增加時(shí)，試驗(yàn)機(jī)上的測試樣本也承受相反的切向加速度，如圖3和圖4所示。

加速時(shí)：      (5)

減速時(shí)：   (6)

在上述兩種情況下，如果切向加速度較大，則會對重現(xiàn)性產(chǎn)生不利因素。首先，加速度方向嚴(yán)重偏離待評定方向。 其次，加速度值可能大于規(guī)定的試驗(yàn)加速度值。這種試驗(yàn)設(shè)備的作用機(jī)理必須有增速和減速的階段。這是不可避免的。為了減少的影響，我們希望越小越好。然而，考慮到測試時(shí)間不能太長，一些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定加速和減速時(shí)間不應(yīng)小于15s，也有規(guī)定以速度改變速度。

圖3轉(zhuǎn)速增加時(shí)的加速度                                                           圖3轉(zhuǎn)速下降時(shí)的加速度圖

4. 速度波動

在試驗(yàn)開始和結(jié)束時(shí)，由于速度的增加和降低的影響，加速度將不連續(xù)地變化。當(dāng)你想保持恒定的速度時(shí)，它也可能存在。一些測試設(shè)備的傳動部分是不穩(wěn)定的，例如此時(shí)會出現(xiàn)間隙較大的傳動機(jī)構(gòu)，摩擦不穩(wěn)定，電動旋轉(zhuǎn)，軸承和傳動不穩(wěn)定，質(zhì)量不平衡，此時(shí)將主軸的機(jī)械特性和向性等，速度的時(shí)間歷史和的值如圖5所示。

 圖5具有紋波分量的速度

當(dāng)恒定加速度不是恒定值并且出現(xiàn)一定頻率紋波時(shí)，可能會給試驗(yàn)的重現(xiàn)性帶來嚴(yán)重后果。特別是當(dāng)測試樣品的某個(gè)固有頻率與其產(chǎn)生共振時(shí)，此問題更加嚴(yán)重。 因此，在離心機(jī)的設(shè)計(jì)和維護(hù)中，應(yīng)充分注意使紋波分量最小化。

5. 加速度梯度

當(dāng)使用離心機(jī)進(jìn)行恒定加速度試驗(yàn)時(shí)，所產(chǎn)生的恒定加速度與試驗(yàn)樣品的每個(gè)部分與轉(zhuǎn)軸之間的距離成正比。

         (7)

試驗(yàn)樣品具有一定的幾何尺寸。 當(dāng)試驗(yàn)樣品固定在離心機(jī)上時(shí)，試驗(yàn)樣品上各點(diǎn)與轉(zhuǎn)軸中心的距離不同，因此試驗(yàn)過程中可承受的加速度值也不同。