概述

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

離心機基本參數(shù)的計算

1. 離心加速度

恒速圓周運動恒加速度試驗機的運動學(xué)分析模型如圖1和圖2所示。

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

將試驗樣品安裝在試驗機R上。當(dāng)離心機的轉(zhuǎn)速不變時，試驗樣品相對于地面做勻速圓周運動。

（1）

因為

所以， 當(dāng) 

因此，加速

（2）

并且 因此

（3）

上式中：

--對應(yīng)于t1時的線性旋轉(zhuǎn)速度；

--對應(yīng)于t2時的線性旋轉(zhuǎn)速度；

時間內(nèi)的轉(zhuǎn)彎角度。

由式（2）可知，當(dāng)，，是指向轉(zhuǎn)軸時的加速度方向。

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

在離心機啟動過程中，離心機上的試驗樣品除正常加速度外，還受到切向加速度的影響。離心試驗機減速時也是如此。除了法向加速度外，當(dāng)速度增加時，試驗機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：      (5)

減速時：   (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)定的試驗加速度值。這種試驗設(shè)備的作用機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，考慮到測試時間不能太長，一些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定加速和減速時間不應(yīng)小于15s，也有規(guī)定以速度改變速度。

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

4. 速度波動

在試驗開始和結(jié)束時，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，它也可能存在。一些測試設(shè)備的傳動部分是不穩(wěn)定的，例如此時會出現(xiàn)間隙較大的傳動機構(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，此時將主軸的機械特性和向性等，速度的時間歷史和的值如圖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，可能會給試驗的重現(xiàn)性帶來嚴(yán)重后果。特別是當(dāng)測試樣品的某個固有頻率與其產(chǎn)生共振時，此問題更加嚴(yán)重。 因此，在離心機的設(shè)計和維護(hù)中，應(yīng)充分注意使紋波分量最小化。

5. 加速度梯度

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

         (7)

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