本發(fā)明涉及一種土工離心機，具體涉及一種采用同步帶傳動裝置驅(qū)動的土工離心機。

背景技術(shù)：
土工離心機利用高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)臂產(chǎn)生超重力場環(huán)境，通過在吊籃中安裝相關(guān)的試驗裝置(如：機械手裝置、地震模擬裝置、造風裝置和深海環(huán)境模擬裝置等)，可以實現(xiàn)對復(fù)雜載荷工況(如：開孔、挖洞、地震過程、海洋風暴過程及深海作業(yè)過程等)的模擬，為土工結(jié)構(gòu)基坑開挖、地震破壞機理研究和海洋資源開發(fā)提供一個基礎(chǔ)試驗平臺。為保證超重力場中模擬試驗的準確、可靠，需要保證通過離心機轉(zhuǎn)臂高速旋轉(zhuǎn)提供的超重力場環(huán)境相對穩(wěn)定，波動小。這就對帶動離心機轉(zhuǎn)臂運轉(zhuǎn)的驅(qū)動方式提出了很高的要求。當前，帶動離心機轉(zhuǎn)臂運轉(zhuǎn)的驅(qū)動方式主要有以下兩種：1)電機驅(qū)動：電機輸出軸與離心機主軸連接，離心機主軸與轉(zhuǎn)臂連接，當電機轉(zhuǎn)動時，電機輸出軸帶動離心機主軸轉(zhuǎn)動，主軸帶動離心機轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)，從而在吊籃內(nèi)指定的位置產(chǎn)生模擬試驗所要求的n倍重力加速度；2)電機及減速器驅(qū)動：電機輸出軸連接減速器輸入軸，減速器輸出軸連接離心機主軸，離心機主軸連接轉(zhuǎn)臂，當電機轉(zhuǎn)動時，電機輸出軸帶動減速器運轉(zhuǎn)，減速器帶動離心機主軸轉(zhuǎn)動，主軸帶動轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)，從而在吊籃內(nèi)指定的位置產(chǎn)生模擬試驗所要求的n倍重力加速度。上述兩種驅(qū)動方式存在著以下缺陷：1)采用電機驅(qū)動時，電機直接與離心機主軸連接，離心機運轉(zhuǎn)時，由于轉(zhuǎn)臂不平衡帶來的沖擊力會通過主軸直接作用在電機上，危害電機的運行安全，特別是離心機用于地震模擬時，這種危害更大；另外，當離心機主軸尺寸較大時，電機的尺寸也會相應(yīng)增大，增加離心機的建造成本。2)采用電機及減速器驅(qū)動時，減速器作為電機與離心機主軸之間的過渡環(huán)節(jié)，可以緩解離心機運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的附加作用力對電機的影響，但這種附加作用力轉(zhuǎn)由減速器承擔，且直接傳遞到安裝減速器的建筑基礎(chǔ)上；另外，受離心機主軸尺寸和減速器傳動比的影響，減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計受到一定的限制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種采用同步帶傳動裝置驅(qū)動的土工離心機。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的：一種采用同步帶傳動裝置驅(qū)動的土工離心機，包括豎直安裝的主軸和電機，所述主軸的上端水平設(shè)置有轉(zhuǎn)臂，所述主軸的下端設(shè)置有大帶輪，所述電機的轉(zhuǎn)軸設(shè)置有小帶輪，所述小帶輪與所述大帶輪之間通過同步帶傳動連接，所述同步帶的外側(cè)設(shè)置有兩個張緊輪。優(yōu)選地，所述大帶輪與所述小帶輪的直徑比為2:1至4:1。優(yōu)選地，所述大帶輪與所述主軸之間、所述小帶輪與所述電機的轉(zhuǎn)軸之間均通過鍵連接。優(yōu)選地，所述電機設(shè)置有兩塊固定板，兩個所述張緊輪分別安裝在兩塊所述固定板上，兩個所述張緊輪分別位于所述大帶輪與所述小帶輪的連心線兩側(cè)。具體地，所述張緊輪包括外部筒和中心軸，所述外部筒套在所述中心軸上，所述外部筒與所述中心軸之間設(shè)置有軸承，所述中心軸通過螺釘固定在所述固定板上，所述螺釘位于所述中心軸的偏心部。優(yōu)選地，所述中心軸設(shè)置有用于放置扳手的凹槽。優(yōu)選地，所述軸承有兩個，所述中心軸套有過渡環(huán)，兩個所述軸承分別位于所述過渡環(huán)的兩端，所述中心軸的內(nèi)端設(shè)置有用于擋住第一所述軸承的階梯面，所述中心軸的外端設(shè)置有用于固定第二所述軸承的鎖緊螺母。本發(fā)明的有益效果在于：采用同步帶傳動，可以將電機、離心機機座、轉(zhuǎn)臂等安裝在同一層建筑結(jié)構(gòu)中，改變了現(xiàn)有技術(shù)中采用電機驅(qū)動、電機及減速器驅(qū)動的分層建筑結(jié)構(gòu)，節(jié)省了建筑成本；同步帶傳動裝置中帶輪結(jié)構(gòu)簡單，特別是大帶輪與離心機主軸連接的內(nèi)孔，其尺寸可以設(shè)計的較大，有利于離心機主軸尺寸的擴大，以解決離心機運轉(zhuǎn)時通過主軸內(nèi)孔向轉(zhuǎn)臂持續(xù)供給大流量水、油、氣的需求，從而避免在離心機轉(zhuǎn)臂上附加供回水、供回油及供回氣設(shè)備；同步帶傳動具有一定的減振、降噪作用，可以在一定程度上吸收由轉(zhuǎn)臂不平衡或振動臺激勵產(chǎn)生的附加作用力，減小附加作用力對建筑基礎(chǔ)的影響；同步帶工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單，方便維修和更換。附圖說明圖1是本發(fā)明在靜止狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明在運動狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明中同步傳動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明所述張緊輪的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖中：1-轉(zhuǎn)臂、2-大帶輪、3-小帶輪、4-電機、5-同步帶、6-主軸、7-機座、8-張緊輪、9-固定板、10-鍵、81-軸承、82-外部筒、83-過渡環(huán)、84-中心軸、85-鎖緊螺母、86-凹槽、87-螺釘。具體實施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明：如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本發(fā)明包括豎直安裝的主軸6和電機4，主軸6的上端水平設(shè)置有轉(zhuǎn)臂1，主軸6的下端設(shè)置有大帶輪2，電機4的轉(zhuǎn)軸設(shè)置有小帶輪3，小帶輪3與大帶輪2之間通過同步帶5傳動連接，同步帶5的外側(cè)設(shè)置有兩個張緊輪8。同步帶5用于聯(lián)接小帶輪3和大帶輪2，實現(xiàn)由小帶輪3至大帶輪2的固定傳動比的傳動。張緊輪8一方面用于調(diào)節(jié)同步帶5與大帶輪2、同步帶5與小帶輪3的嚙合位置，保證同步帶5與帶輪的正確嚙合；另一方面用于實現(xiàn)同步帶5的張緊，保證由小帶輪3至大帶輪2運動傳遞的不失真。大帶輪2、小帶輪3、同步帶5和張緊輪8等構(gòu)成同步帶傳動裝置，用于實現(xiàn)由電機4的輸出轉(zhuǎn)軸至離心機主軸6的動力傳遞。大帶輪2與小帶輪3的直徑比為2:1至4:1，具體大小比值可根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定。大帶輪2與主軸6之間、小帶輪3與電機4的轉(zhuǎn)軸之間均通過鍵10連接，小帶輪3通過鍵10安裝在電機4輸出轉(zhuǎn)軸上，使小帶輪3和電機4轉(zhuǎn)軸組成一個運動的整體；大帶輪2通過鍵10安裝在離心機主軸6上，使大帶輪2和離心機主軸6組成一個運動的整體。電機4設(shè)置有兩塊固定板9，兩個張緊輪8分別安裝在兩塊固定板9上，兩個張緊輪8分別位于大帶輪2與小帶輪3的連心線兩側(cè)。張緊輪8包括外部筒82和中心軸84，外部筒82套在中心軸84上，外部筒82與中心軸84之間設(shè)置有軸承81，中心軸84通過螺釘87固定在固定板9上，螺釘87位于中心軸84的偏心部。中心軸84設(shè)置有用于放置扳手的凹槽86。軸承81有兩個，中心軸84套有過渡環(huán)83，兩個軸承81分別位于過渡環(huán)83的兩端，中心軸84的內(nèi)端設(shè)置有用于擋住第一軸承81的階梯面，中心軸84的外端設(shè)置有用于固定第二軸承81的鎖緊螺母85。本發(fā)明中的張緊輪8為可實現(xiàn)無極調(diào)距的偏心張緊輪8。螺釘87的中心位置相對中心軸84具有一定的偏心距離，這個偏心距離的存在可以調(diào)節(jié)張緊輪8的張緊范圍。偏心距離越大，張緊范圍越大。通過凹槽86中放置的扳手，將張緊輪8調(diào)整到合適的位置后，擰緊螺釘87，即可實現(xiàn)張緊輪8的定位。當本發(fā)明同步帶傳動裝置中的電機4轉(zhuǎn)動時，小帶輪3跟隨其轉(zhuǎn)動，并通過同步帶5帶動大帶輪2轉(zhuǎn)動，大帶輪2帶動離心機主軸6轉(zhuǎn)動，主軸6帶動離心機轉(zhuǎn)臂1旋轉(zhuǎn)，從而在吊籃內(nèi)指定的位置產(chǎn)生模擬實驗所要求的n倍重力加速度。本專利技術(shù)通過同步帶傳動實現(xiàn)電機至離心機主軸的運動傳遞。同步帶傳動是一種柔性、精確傳動方式，具有一定的減振、降噪的作用。當轉(zhuǎn)臂不平衡或受到振動臺激勵而產(chǎn)生附加作用力時，同步帶可以吸收一定的附加作用力。采用同步帶傳動有利于實現(xiàn)較大的傳動比，因此離心機主軸尺寸可以做的很大，以解決離心機運轉(zhuǎn)時通過主軸內(nèi)孔向轉(zhuǎn)臂持續(xù)供給大流量水、油、氣的需求，而不需要在離心機轉(zhuǎn)臂上附加供回水、供回油及供回氣設(shè)備。以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。