上悬式离心机是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,特别适用于糖厂对甲膏和乙膏的分离。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关系到离心机的生产能力和工艺效果,而且在很大程度上决定了离心机的使用寿命。深入分析转鼓在各种工况下的应力强度、位移大小及振动特性,具有较强的工程实际意义。本课题来源于甘肃工大机电设备制造有限公司对《GD-1300上悬式全自动离心机核心技术改造》的项目。本文的研究内容主要围绕以下三个方面进行:(1)对离心机转鼓在各生产工况下进行静力分析,校核其能否满足强度和刚度要求;进而探讨转鼓结构参数对其强度和刚度的影响关系,并以此为基础对转鼓结构进行优化。(2)对离心机主轴进行强度和刚度校核,分析其在承受最大扭矩和偏心力作用下的应力和变形。(3)对离心机转鼓系统进行动态分析,探讨转鼓各参数对其动态性能的影响关系,并优化转鼓系统的动态性能。本文的完成获得以下研究成果:(1)静力分析找出了转鼓的薄弱部位,进而对转鼓结构进行改进,获得了科学可靠的新结构。新转鼓总体质量降低,结构更为简洁,工艺性能提高,表面应力均匀,分离效率提高。(2)对主轴的强度刚度校核发现,主轴在承受最大扭矩和偏心力作用下均能满足要求,主轴的可靠性较高。(3)动态分析获得了转鼓系统的固有频率和转鼓系统各结构参数对模态的影响关系。在所有参数中,主轴轴径、轴的长度和支承刚度对模态的影响最为明显。据分析结果对现行生产中存在的问题进行了修正,并提出了设备升级方案,获得了新的转鼓模型。新的结构有更好的动态性能,且分离性能提高了16%。上述结论已经得到工厂的肯定并应用于工程实际。本文所获得的结论和数据,对上悬式离心机的结构改进和开发新一代高速高性能离心机提供了一定的理论依据;对同类产品的优化设计具有一定的参考价值。