某公司 BKMGL20A 全自動(dòng)高速冷凍離心機(jī)一只制備 容量為 3000ml 的固定角轉(zhuǎn)子（以下科稱(chēng)角轉(zhuǎn)子），質(zhì)量 27kg，**大外徑 370mm、**高轉(zhuǎn)速 7000r/min，**大離心加速 度 9100×g。人為使它強(qiáng)度失穩(wěn)在 7000r/min  運(yùn)行中飛裂， 通過(guò)實(shí)驗(yàn)計(jì)算，**大一塊飛裂殘骸產(chǎn)生 105 焦耳的功能。 這么大的能量在飛裂爆破的一瞬間釋放，使具有多級(jí)緩沖 裝置的整機(jī)旋轉(zhuǎn)了 45℃。目前G外超速離心機(jī)角轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn) 速 85000r/min，**大離心加速度 650000×g。如果轉(zhuǎn)子在此 轉(zhuǎn)速下飛裂，不但設(shè)備損壞，而且操作者的安全受到嚴(yán)重威 脅。我G進(jìn)口的離心機(jī)，轉(zhuǎn)子在使用中飛裂發(fā)生了數(shù)次。 某醫(yī)學(xué)院進(jìn)口日立超速機(jī)，一只 50000r/min 角轉(zhuǎn)子中斷幾 年沒(méi)使用，后來(lái)重新使用時(shí)，轉(zhuǎn)速升** 40000r/min 轉(zhuǎn)子即飛 裂，造成重大損失。因此轉(zhuǎn)子強(qiáng)度及安全一直是G內(nèi)外生 產(chǎn)廠(chǎng)商和用戶(hù)**關(guān)心的問(wèn)題。那么影響轉(zhuǎn)子強(qiáng)度的原因是 什么呢？本文試圖通過(guò)對(duì)解轉(zhuǎn)子的應(yīng)力分析、強(qiáng)度計(jì)算、安 全系數(shù)的選擇以及飛裂殘骸分析來(lái)論述轉(zhuǎn)子裂紋產(chǎn)生原 因，提出預(yù)防措施。 1 角轉(zhuǎn)子應(yīng)力分析   如圖 1 所示，角轉(zhuǎn)子具有 2n 個(gè)直徑為 d 的對(duì)稱(chēng)分布   離心孔，中心具有導(dǎo)向通孔 d1 和定位錐孔 。當(dāng)轉(zhuǎn)子繞定 軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，任一質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生的離心力為 Fi=miRiw2（mi 為任一 質(zhì)點(diǎn)，Ri 為質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)回轉(zhuǎn)半徑，w 為質(zhì)點(diǎn)角速度）。由于轉(zhuǎn) 子形狀復(fù)雜，各質(zhì)點(diǎn)體積力不同，產(chǎn)生了附加彎矩。為了弄 清轉(zhuǎn)子受力狀態(tài)，找出危險(xiǎn)截面，對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行了光彈實(shí)驗(yàn)。 通過(guò)對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂轉(zhuǎn)子動(dòng)態(tài)應(yīng)力凍結(jié)、切片及應(yīng)力條紋測(cè)量， 得到了圖 2、3、4 轉(zhuǎn)子應(yīng)力分布圖。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子處于 三向不等應(yīng)力的拉伸和壓縮，而且切向應(yīng)力 t 總是大于徑 向應(yīng)力  r 和軸向應(yīng)力 z 應(yīng)力**大區(qū)域在通過(guò) A 點(diǎn)的圓周 上（見(jiàn)圖 2）。A 點(diǎn)的高度在 錐孔小端附近，與轉(zhuǎn)子**大外 徑高度基本一致。通過(guò)測(cè)量得到 A  點(diǎn)處于兩離心孔之間 （無(wú)孔）的應(yīng)力大于處于離心孔（有孔）中的應(yīng)力。測(cè)量結(jié)果 見(jiàn)表 1。
圖 4 表示垂直于離心孔軸線(xiàn)不同截面應(yīng)力分布。從測(cè)量得到，離心孔沿轉(zhuǎn)子直徑方向受拉力，沿轉(zhuǎn)子圓周方向受壓力，而且位于轉(zhuǎn)子下端的應(yīng)力比上端大。
 
光彈實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果與浙大力學(xué)系用軸對(duì)稱(chēng)有限元計(jì)算結(jié)果基本一致。通過(guò)轉(zhuǎn)子實(shí)體的電測(cè)實(shí)驗(yàn)，我們進(jìn)一步論證了轉(zhuǎn)子與其它旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件一樣，它的應(yīng)變及應(yīng)力 值與轉(zhuǎn)速的平方成正比，與旋轉(zhuǎn)半徑成反比。
 
為了進(jìn)上步證實(shí)轉(zhuǎn)子應(yīng)力**大區(qū)，G內(nèi)進(jìn)行了大量的轉(zhuǎn)子飛裂實(shí)驗(yàn)。從實(shí)驗(yàn)結(jié)困可以清楚地看出，飛裂主斷口正好穿過(guò)兩孔之間的截面，這與光彈、電測(cè)實(shí)驗(yàn)及理論計(jì)算得出的結(jié)論相同。