[实用新型]一种土工鼓式离心机装置

说明书

本实用新型公开了一种土工鼓式离心机装置，包括外轴、内轴；外轴为空心轴，外轴用于驱动模型槽转动；内轴安装在外轴内部，内轴由内轴电机驱动，内轴用于驱动作动器平台转动；外轴与内轴不接触，外轴与内轴同轴心设置；外轴电机为直驱电机，外轴穿过外轴电机并由外轴电机驱动；外轴和内轴通过交叉耦合控制方法实现其同步或异步运动。本实用新型采用直驱电机直接驱动外轴，具有启动迅速，转速控制精度高，运行平稳等特点；本申请外轴和内轴通过交叉耦合控制方法实现其同步或异步运动，可避免由机械连接(离合器)实现同步带来的振动影响。

技术领域

本实用新型属于离心机技术领域，具体涉及一种土工鼓式离心机装置。

背景技术

鼓式离心机通过大功率电机驱动环形模型槽高速旋转，提供N倍于重力加速度g的离心加速度，可用于模拟管线、波浪模型等需要较大试验平面空间的模型试验，其突出优势在于模型槽能够为连续而均质的试样提供在不受边界效应影响的较大试验所需空间；相比臂式离心机，鼓式离心机旋转半径较小，但旋转速度更快，可提供更高的离心加速度，在环向上可模拟更大的原型尺寸，因而具有不可替代的技术优势，鼓式离心机在岩土工程、海岸工程和环境岩土工程等领域的应用越来越广泛。鼓式离心机具有内、外两个独立的同心旋转轴，其中外轴为中空轴，带动模型槽转动，内轴安装在外轴内部，带动作动器平台(安装机械手)转动。

目前国内仅有两家单位具有鼓式离心机，且均为国外研制生产，2009年大连理工大学从英国Broadbent公司引进国内首台鼓式离心机。通过资料查阅，目前国外研制的鼓式离心机有以下几个特点：1、鼓式离心机均为立式安装，具有内、外两个同心旋转轴；2、主驱动系统多采用皮带轮传动系统；3、轴承系统多采用不同种类滚动轴承的组合方式(如圆柱滚子轴承和角接触球轴承组合)；4、内、外轴同步控制多采用机械的方式实现内、外转动轴的结合与分离。

鼓式离心机不同于臂式离心机，它具有内、外两个独立的同心旋转轴，外轴带动模型槽转动，内轴带动作动器平台转动，内、外轴可以同步或异步转动。

鼓式离心机属于旋转机械，根据其结构特点及使用条件，转动部件多采用脂润滑的方式，因此轴承系统的设计是关键。而传统的鼓式离心机轴承系统多采用不同种类滚动轴承的组合方式，对于结构尺寸较小、负载较轻的鼓式离心机，足以满足使用要求，而对于结构尺寸大、负载重的离心机，部分轴承在离心机长时间高转速运行时容易发热。

大多数传统的鼓式离心机底部都安装有离合器，以实现内、外转动轴的结合与分离，从而控制内外轴同步转动或异步转动，确保内轴带动的作动器平台可随时根据试验需要停止或重新同步旋转。这种通过机械连接的方式在离心机高转速运行时实现连接或分离，容易产生较大的振动。

传统的鼓式离心机主驱动系统(驱动模型槽)基本上都是采用皮带轮传动系统，其传动特性导致传动效率相对比较低，且皮带在长期运行下可能会出现松弛或老化，从而影响离心机转速的稳定性及控制精度。

为了解决以上问题我方研发出了一种土工鼓式离心机装置。

发明内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种土工鼓式离心机装置。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种土工鼓式离心机装置，包括

外轴；外轴为空心轴，外轴用于驱动模型槽转动；

内轴；内轴安装在外轴内部，内轴由内轴电机驱动，内轴用于驱动作动器平台转动；外轴与内轴不接触，外轴与内轴同轴心设置；

外轴电机为直驱电机，外轴穿过外轴电机并由外轴电机驱动；外轴和内轴通过交叉耦合控制方法实现其同步或异步运动。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的一种土工鼓式离心机装置：