一種非線性多頻振動混凝土攪拌機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及土木建筑領(lǐng)域中的混凝土攪拌設(shè)備，特別是一種非線性多頻振動混凝土攪拌機。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的混凝土攪拌機由單電機驅(qū)動攪拌主軸旋轉(zhuǎn)，兩個攪拌主軸之間由皮帶傳動，他們產(chǎn)生的振動頻率相同，只能用一個頻率來對混凝土進行振蕩，頻率比較單調(diào)，不能充分適應(yīng)不同比例成分的混凝土，要攪拌均勻需要花費更多時間。使用交流變頻電源控制的直流串勵電機對攪拌主軸進行激勵，由飛輪來調(diào)整周期性變化的扭矩頻率在交流變頻電源的輸出頻率范圍內(nèi)。在直流串勵電機帶動攪拌主軸旋轉(zhuǎn)的過程中，由于偏心的存在，擠壓油膜阻尼器支撐提供非線性剛度特性，彎曲振動和扭轉(zhuǎn)振動之間相互耦合，除了產(chǎn)生與電機轉(zhuǎn)頻相等的主彎曲振動之外，還將產(chǎn)生以下兩種耦合頻率的彎曲振動:周期性變化扭矩的頻率倍數(shù)與電機轉(zhuǎn)頻之和的頻率、周期性變化扭矩的頻率倍數(shù)與電機轉(zhuǎn)頻之差的頻率絕對值，每根攪拌主軸有多個頻率同時對混凝土進行振蕩，非線性特性產(chǎn)生混沌，是線性攪拌機不能比擬的，可以適應(yīng)各種比例成分的混凝土，對混凝土顆粒的振蕩更加均勻，生產(chǎn)出的混凝土產(chǎn)品質(zhì)量更加高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種非線性多頻振動混凝土攪拌機，解決了傳統(tǒng)的混凝土攪拌機只能用一個頻率來對混凝土進行振蕩，不能適應(yīng)各種比例成分的混凝土的問題，使用交流變頻電源控制的直流串勵電機對攪拌主軸進行激勵，產(chǎn)生多個頻率的彎曲振動來對混凝土進行振蕩，提高了混凝土產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0004]本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案如下:一種非線性多頻振動混凝土攪拌機，包括上置傳動機構(gòu)和下置傳動機構(gòu)，所述上置傳動機構(gòu)包括第一直流串勵電機、聯(lián)軸器、攪拌箱體、擠壓油膜阻尼器、螺旋葉片、攪拌主軸、擠壓油膜阻尼器和飛輪，具體結(jié)構(gòu)和連接方式為:直流串勵電機與攪拌主軸通過聯(lián)軸器緊固連接，飛輪緊固連接在攪拌主軸另一端，攪拌主軸由擠壓油膜阻尼器支撐，擠壓油膜阻尼器固定在攪拌箱體上，擠壓油膜阻尼器通過油孔進油，所述下置傳動機構(gòu)的零部件形狀、結(jié)構(gòu)和連接方式與上置傳動機構(gòu)相同。
[0005]所述的非線性多頻振動混凝土攪拌機的實施方法，包括如下具體步驟:
[0006](I)根據(jù)期望得到的耦合頻率設(shè)定交流變頻電源輸出頻率，使直流串勵電機輸出相應(yīng)的周期性變化扭矩，
[0007](2)根據(jù)混凝土的成分比例設(shè)定直流串勵電機的轉(zhuǎn)速，
[0008](3)啟動直流串勵電機，使周期性變化的扭矩作用于攪拌主軸一端，攪拌主軸另一端的飛輪提供轉(zhuǎn)動慣量，螺旋葉片提供偏心質(zhì)量，擠壓油膜阻尼器支撐提供非線性剛度特性，旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生頻率為電機轉(zhuǎn)頻的彎曲主振動、周期性變化扭矩的頻率與電機轉(zhuǎn)頻之和的頻率、周期性變化扭矩的頻率與電機轉(zhuǎn)頻之差的頻率，每根攪拌主軸有多個頻率同時對混凝土進行振蕩。
[0009]工作原理及過程:
[0010]直流串勵電機在交流變頻電源的控制下，在旋轉(zhuǎn)的過程中還會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動，擠壓油膜阻尼器有較強的非線性特性，由于偏心的存在，彎曲振動和扭轉(zhuǎn)振動之間相互耦合，除了產(chǎn)生與電機轉(zhuǎn)頻相等的主彎曲振動之外，還將產(chǎn)生以下兩種耦合頻率的彎曲振動:周期性變化扭矩的頻率倍數(shù)與電機轉(zhuǎn)頻之和的頻率、周期性變化扭矩的頻率倍數(shù)與電機轉(zhuǎn)頻之差的頻率絕對值，每根攪拌主軸有多個振動頻率。
[0011 ]啟動直流串勵電機，在交流變頻電源的控制下，直流串勵電機輸出周期性變化扭矩的頻率，設(shè)定拌主軸的轉(zhuǎn)頻。飛輪為攪拌主軸提供轉(zhuǎn)動慣量，螺旋葉片為攪拌主軸提供偏心質(zhì)量。攪拌主軸在旋轉(zhuǎn)過程中，將會產(chǎn)生上述的振動頻率，由這些頻率來同時對混凝土進行振蕩。
[0012]非線性多頻振動混凝土攪拌機與多頻振動混凝土攪拌機在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別:前者采用擠壓油膜阻尼器來支撐，后者采用滾動軸承來支撐。雖然兩者都可以產(chǎn)生耦合的振動頻率，但是由于擠壓油膜阻尼器的非線性特性，非線性多頻振動混凝土攪拌產(chǎn)生的耦合振動頻率中有周期性變化扭矩頻率的倍數(shù)存在，因此它產(chǎn)生的振動頻率比多頻振動混凝土攪拌機還要多，攪拌效率更高。
[0013]本發(fā)明的突出優(yōu)點在于:
[0014]非線性多頻振動混凝土攪拌機可以產(chǎn)生更多頻率的振蕩，可以產(chǎn)生混沌，使得混凝土顆粒更加均勻，適用不同比例成分的混凝土現(xiàn)場攪拌。方法新穎、實際配置簡單、質(zhì)量和效率更高。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明所述的非線性多頻振動混凝土攪拌機的結(jié)構(gòu)示意圖圖。
[0016]圖2是本發(fā)明所述的非線性多頻振動混凝土攪拌機的三維視圖。
[0017]圖3是本發(fā)明所述的非線性多頻振動混凝土攪拌機的電機、帶螺旋葉片的攪拌主軸和飛輪連接圖。
【具體實施方式】
[0018]以下通過附圖和實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進一步詳細描述。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明所述的非線性多頻振動混凝土攪拌機，包括上置傳動機構(gòu)和下置傳動機構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)和連接方式為:所述上置傳動機構(gòu)包括第一直流串勵電機1、聯(lián)軸器2、攪拌箱體3、擠壓油膜阻尼器4、螺旋葉片5、攪拌主軸6、擠壓油膜阻尼器7和飛輪8，具體結(jié)構(gòu)和連接方式為:直流串勵電機I與攪拌主軸6通過聯(lián)軸器2緊固連接，飛輪8緊固連接在攪拌主軸另一端，攪拌主軸6由擠壓油膜阻尼器4支撐，擠壓油膜阻尼器4固定在攪拌箱體3上，擠壓油膜阻尼器4通過油孔進油。
[0020]所述下置傳動機構(gòu)包括第二直流串勵電機9、第二聯(lián)軸器10、第二擠壓油膜阻尼器11、第二螺旋葉片12、第二攪拌主軸13、第二擠壓油膜阻尼器14和第二飛輪15，具體結(jié)構(gòu)和連接方式與上置傳動的連接方式相同。
[0021]工作過程:
[0022]啟動第一直流串勵電機I和第二直流串勵電機9，在交流變頻電源的控制下，第一直流串勵電機I輸出周期性變化扭矩的頻率為，第二直流串勵電機9輸出周期性變化扭矩的頻率為f2，設(shè)定第一攪拌主軸6的轉(zhuǎn)頻為f3，第二攪拌主軸13的轉(zhuǎn)頻為f4。第一飛輪8和第二飛輪15為各自的攪拌主軸提供轉(zhuǎn)動慣量，第一螺旋葉片5和第二螺旋葉片12為各自的攪拌主軸提供偏心質(zhì)量。第一攪拌主軸6在旋轉(zhuǎn)過程中，除了產(chǎn)生與第一直流串勵電機I轉(zhuǎn)頻&相等的主彎曲振動之外，還將產(chǎn)生以下兩種耦合頻率的彎曲振動:周期性變化扭矩的頻率與電機轉(zhuǎn)頻之和的頻率mfAfy η = 1,2, 3...;周期性變化扭矩的頻率與電機轉(zhuǎn)頻之差的頻率，取絕對值:Inf1-^，η = 1,2, 3...，由這些頻率來同時對混凝土進行振蕩，第二攪拌主軸13在旋轉(zhuǎn)過程中，除了產(chǎn)生與第二直流串勵電機9轉(zhuǎn)頻f4相等的主彎曲振動之外，還將產(chǎn)生以下兩個耦合頻率的彎曲振動:周期性變化扭矩的頻率與電機轉(zhuǎn)頻之和的頻率:nf2+f4，n = I, 2，3...;周期性變化扭矩的頻率與電機轉(zhuǎn)頻之差的頻率，取絕對值:nf2-f4，η = 1，2，3...，由這些頻率來同時對混凝土進行振蕩。
【主權(quán)項】
1.一種非線性多頻振動混凝土攪拌機，其特征在于，包括上置傳動機構(gòu)和下置傳動機構(gòu)，所述上置傳動機構(gòu)包括第一直流串勵電機、聯(lián)軸器、攪拌箱體、擠壓油膜阻尼器、螺旋葉片、攪拌主軸、擠壓油膜阻尼器和飛輪，具體結(jié)構(gòu)和連接方式為:直流串勵電機與攪拌主軸通過聯(lián)軸器緊固連接，飛輪緊固連接在攪拌主軸另一端，攪拌主軸由擠壓油膜阻尼器支撐，擠壓油膜阻尼器固定在攪拌箱體上，擠壓油膜阻尼器通過油孔進油，所述下置傳動機構(gòu)的零部件形狀、結(jié)構(gòu)和連接方式與上置傳動機構(gòu)相同。
2.權(quán)利要求1所述的非線性多頻振動混凝土攪拌機的實施方法，其特征在于，包括如下具體步驟: (1)根據(jù)期望得到的耦合頻率設(shè)定交流變頻電源輸出頻率，使直流串勵電機輸出相應(yīng)的周期性變化扭矩， (2)根據(jù)混凝土的成分比例設(shè)定直流串勵電機的轉(zhuǎn)速， (3)啟動直流串勵電機，使周期性變化的扭矩作用于攪拌主軸一端，攪拌主軸另一端的飛輪提供轉(zhuǎn)動慣量，螺旋葉片提供偏心質(zhì)量，擠壓油膜阻尼器支撐提供非線性剛度特性，旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生頻率為電機轉(zhuǎn)頻的彎曲主振動、周期性變化扭矩的頻率與電機轉(zhuǎn)頻之和的頻率、周期性變化扭矩的頻率與電機轉(zhuǎn)頻之差的頻率，每根攪拌主軸有多個頻率同時對混凝土進行振蕩。
【專利摘要】一種非線性多頻振動混凝土攪拌機，包括上置傳動機構(gòu)和下置傳動機構(gòu)，所述上置傳動機構(gòu)包括第一直流串勵電機、聯(lián)軸器、攪拌箱體、擠壓油膜阻尼器、螺旋葉片、攪拌主軸、擠壓油膜阻尼器和飛輪，具體結(jié)構(gòu)和連接方式為：直流串勵電機與攪拌主軸通過聯(lián)軸器緊固連接，飛輪緊固連接在攪拌主軸另一端，攪拌主軸由擠壓油膜阻尼器支撐，擠壓油膜阻尼器固定在攪拌箱體上，擠壓油膜阻尼器通過油孔進油。所述下置傳動機構(gòu)的零部件形狀、結(jié)構(gòu)和連接方式與上置傳動機構(gòu)相同。本發(fā)明解決了單頻振動不能充分振蕩混凝土、對各種不同比例成分混凝土適應(yīng)性不強的問題。
【IPC分類】B28C5-48
【公開號】CN104589506
【申請?zhí)枴緾N201510011224
【發(fā)明人】蔡敢為, 黃院星, 張 林, 李智杰, 朱凱君, 王龍, 張永文, 王小純, 李巖舟, 楊旭娟
【申請人】廣西大學(xué)
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月9日