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高速离心机的减振与挠性系统

2009-05-20 [1500]

长期以来的生产实验以及我们在售后服务中碰到的引起高速离心机振动的因素很多。离心机的振动是衡量离心机性能优劣的重要标志之一。通常，减振可采取主动减振和被动减振二种方法。主动减振就是在设计中将离心机的工作转速远远避开旋转系统的临界转速（实验室用高速离心机一般均将临界转速设计为远远低于工作转速）。另外，在转子加工过程中一定要进行动平衡。被动减振就是以各种型式的减振器将可能产生的振动与机架和基础隔开。

    一般在离心机设计中，主动减振和被动减振是同时应用的对高速离心机而言，一般可在三个部位考虑减振；（1）将主轴轴承座设计成挠性减振型式；（2）主轴与电机之间以挠性联接；（3）整个驱动系统与机架挠性联接。

    橡胶减振器一般即可满足高速离心机的减振要求。在减振器结构已定的情况下，橡胶硬度越大，系统的临界转速就越高。硬度太低的减振器，强度不能满足要求，容易损坏。

    除以上三部位采用挠性减振型式外，转头和主轴之间还可采用弹性接合，美国索瓦公司生产~RC- z型高速冷冻离心机的主轴和转头之间有一层硅橡胶（SiliconeRubbet），它可进一步吸收振动。各种减振措施除起到隔振作用外，还使旋转系统的临界转速下降，从而使工作转速远远避开临界转速。这就是为什么有些高速离心机主轴很粗，也不很长，而整个系统仍工作在临界转速之上。

    实验室用高速离心机的轴有二种。一种轴细长，本身就有较大的挠性，因而能自动调心。另一种轴较粗短，轴本身的弯曲挠度很小，但层层减振器仍使系统的工作转速在临界转速之上，所以系统仍为挠性系统。虽然同样是挠性系统，但细长挠性轴和刚性较大的轴运转时的区别在于；细长挠性轴的自动对中主要是通过轴的弯曲来实现转子绕着它的质心旋转，而刚性较大的轴则是通过整个旋转系统中各部件的挠性相对位移来实现自动对中的。

    基于此，我们认为较细长的轴应选用弹簧钢，较短粗的轴应选用调质台金钢较为合理。

    美国 2—21型、东德VACZ5型、日立20PR-52D型离心机的主轴属于前一种情况，即为细长、挠性较大的轴，而上海生化所的20000rpm高速离心机和北京生物物理所的高速离心机的主轴均属于第二种情况，即为刚性较大的轴。主轴的直径和长度取决于离心机的旋转系统需要的功率和仪器的结构型式，但主要取决于功率要求。因为实验室用高速离心机的轴系结构是大同小异的。美国J2－3型、东德VAC2 5型离心机抽r局部真空。因而轴为典型的细长挠性轴。而上海生化所和北京生物物理所的离心机来抽真空，消耗功率较大。因而选用粗短而剐性较大的轴。

    主轴确定之后，旋转系统的桡性不足可通过关振器来弥补。所以，孤立地讲主轴本身是刚性的还是挠性的是没有意义的。系统本身是否挠性，不仅取决于轴本身的挠性，也取决于各种减振装置的挠性和安装方式。因而，严格地说，在高速离心机中，提挠性轴和刚性轴这个概念似乎是不妥的，而应以是否挠性旋转系统来区分。