[实用新型]单层布局的土工离心机结构

说明书

本实用新型公开了单层布局的土工离心机结构，包括土工结构；单层机室，单层机室设置于土工结构的内部；离心机，离心机安装于土工结构上，并置于单层机室内部。单层布局结构紧凑、土建规模小、施工周期短，整个离心机的建设成本降低；离心机传动系统与驱动系统的一体化设计，即把交流永磁同步电机、传动系统融合在一起，采用直接驱动的方式输出扭矩和转速，与传统“电机+减速器”间接驱动方式相比，所需安装空间较小，结构更加紧凑，传动效率更高，且交流永磁同步电机控制精度较高，维护简单；仪器舱通过安装座安装在转臂对应位置；仪器舱空间尺寸的利用率、对安装部件的适应性和通用性都大大提高，能更好地满足离心机运行时所需部件的安装需求。

技术领域

本实用新型属于一种土工离心机技术领域，具体涉及单层布局的土工离心机结构。

背景技术

土工离心机将高缩比土力学模型置于高离心场中，利用超重力场准确再现原型自重应力条件，进而复现岩土工程研究中的实际变形机理和破坏特征，是土工、岩土工程等研究领域的重要装备。目前土工离心机已经广泛应用于土木工程、海岸工程、地震灾害、交通工程等领域的研究，对国家的基础建设和发展起到了极大的推动作用。

目前，国内的土工离心机由于其结构组成导致整体布局主要分为上、中、下三层，如图1所示，并在不同的层面上安装布置不同功能的部件和装备。通常，在上层安装上仪器舱、集流环等，中层用于安装转臂、下仪器舱、传动系统等，下层安装电机、减速器、联轴器、稀油站、液压滑环等。

上述离心机布局的缺点是：离心机各组成布局相对分散，土建规模较大，导致在土建方面投入较高，使得离心机整个系统的建设成本增加。

导致上述缺点的原因是：(1)离心机采用间接驱动，即直流电机配减速器的方式来驱动离心机，这种驱动方式的电机和减速器尺寸较大，需要较大的安装空间；(2)离心机采用传动系统、驱动系统(电机、减速器等)单独分离设计，二者在设计时未考虑各自功能和结构上的进一步融合；(3)离心机预留上仪器舱、下仪器舱用于安装设备，未对设备的安装空间进行优化配置，导致上仪器舱、下仪器舱尺寸较大，占据了一定的安装空间；(4)液压滑环、稀油站等的尺寸在满足性能指标的情况下，可以进一步优化，进而减小安装空间。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供单层布局的土工离心机结构。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

单层布局的土工离心机结构，包括：

土工结构，

单层机室，单层机室设置于土工结构的内部；

离心机，离心机安装于土工结构上，并置于单层机室内部。

离心机单层布局结构，即包括转臂、传动系统、仪器舱等安装在机室内，不需要地下室(下层)和上层；与离心机传统的三层或两层布局结构相比，单层布局结构更加紧凑、土建规模较小、施工周期较短，整个离心机的建设成本大大降低。

进一步地，土工离心机结构还包括设置于单层机室下部的且设置于土工结构内部的基坑，基坑与单层机室连通。

进一步地，土工离心机结构还包括设置于土工结构内部的通风管道，通风管道分别与单层机室和基坑连通再连通外部。

具体地，离心机包括仪器舱、转臂、传动系统、交流永磁同步电机、基座，传动系统包括主轴、轴承，基座固定安装在土工结构上并位于基坑上部，轴承的外圈固定在基座上，交流永磁同步电机包括转子和定子，交流永磁同步电机的定子与基座通过螺钉连接，交流永磁同步电机的转子通过胀套与主轴连接，轴承套装并固定在主轴上，主轴的上端与转臂下部固定连接，仪器舱安装在转臂上。