一種非線性多頻振動(dòng)混凝土攪拌機(jī)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(dòng)混凝土攪拌機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的混凝土攪拌機(jī)由單電機(jī)驅(qū)動(dòng)攪拌主軸旋轉(zhuǎn)，兩個(gè)攪拌主軸之間由皮帶傳動(dòng)，他們產(chǎn)生的振動(dòng)頻率相同，只能用一個(gè)頻率來(lái)對(duì)混凝土進(jìn)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(fèi)更多時(shí)間。使用交流變頻電源控制的直流串勵(lì)電機(jī)對(duì)攪拌主軸進(jìn)行激勵(lì)，由飛輪來(lái)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(lì)電機(jī)帶動(dòng)攪拌主軸旋轉(zhuǎn)的過(guò)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(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)之間相互耦合，除了產(chǎn)生與電機(jī)轉(zhuǎn)頻相等的主彎曲振動(dòng)之外，還將產(chǎn)生以下兩種耦合頻率的彎曲振動(dòng):周期性變化扭矩的頻率倍數(shù)與電機(jī)轉(zhuǎn)頻之和的頻率、周期性變化扭矩的頻率倍數(shù)與電機(jī)轉(zhuǎn)頻之差的頻率絕對(duì)值，每根攪拌主軸有多個(gè)頻率同時(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行振蕩，非線性特性產(chǎn)生混沌，是線性攪拌機(jī)不能比擬的，可以適應(yīng)各種比例成分的混凝土，對(duì)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(dòng)混凝土攪拌機(jī)，解決了傳統(tǒng)的混凝土攪拌機(jī)只能用一個(gè)頻率來(lái)對(duì)混凝土進(jìn)行振蕩，不能適應(yīng)各種比例成分的混凝土的問(wèn)題，使用交流變頻電源控制的直流串勵(lì)電機(jī)對(duì)攪拌主軸進(jìn)行激勵(lì)，產(chǎn)生多個(gè)頻率的彎曲振動(dòng)來(lái)對(duì)混凝土進(jìn)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(wèn)題的技術(shù)方案如下:一種非線性多頻振動(dòng)混凝土攪拌機(jī)，包括上置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和下置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述上置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一直流串勵(lì)電機(jī)、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(lì)電機(jī)與攪拌主軸通過(guò)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(guò)油孔進(jìn)油，所述下置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的零部件形狀、結(jié)構(gòu)和連接方式與上置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相同。
[0005]所述的非線性多頻振動(dòng)混凝土攪拌機(jī)的實(shí)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(lì)電機(jī)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(lì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，
[0008](3)啟動(dòng)直流串勵(lì)電機(jī)，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(dòng)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(guò)程中產(chǎn)生頻率為電機(jī)轉(zhuǎn)頻的彎曲主振動(dòng)、周期性變化扭矩的頻率與電機(jī)轉(zhuǎn)頻之和的頻率、周期性變化扭矩的頻率與電機(jī)轉(zhuǎn)頻之差的頻率，每根攪拌主軸有多個(gè)頻率同時(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行振蕩。
[0009]工作原理及過(guò)程:
[0010]直流串勵(lì)電機(jī)在交流變頻電源的控制下，在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，擠壓油膜阻尼器有較強(qiáng)的非線性特性，由于偏心的存在，彎曲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)之間相互耦合，除了產(chǎn)生與電機(jī)轉(zhuǎn)頻相等的主彎曲振動(dòng)之外，還將產(chǎn)生以下兩種耦合頻率的彎曲振動(dòng):周期性變化扭矩的頻率倍數(shù)與電機(jī)轉(zhuǎn)頻之和的頻率、周期性變化扭矩的頻率倍數(shù)與電機(jī)轉(zhuǎn)頻之差的頻率絕對(duì)值，每根攪拌主軸有多個(gè)振動(dòng)頻率。
[0011 ]啟動(dòng)直流串勵(lì)電機(jī)，在交流變頻電源的控制下，直流串勵(lì)電機(jī)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(dòng)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(guò)程中，將會(huì)產(chǎn)生上述的振動(dòng)頻率，由這些頻率來(lái)同時(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行振蕩。
[0012]非線性多頻振動(dòng)混凝土攪拌機(jī)與多頻振動(dòng)混凝土攪拌機(jī)在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別:前者采用擠壓油膜阻尼器來(lái)支撐，后者采用滾動(dòng)軸承來(lái)支撐。雖然兩者都可以產(chǎn)生耦合的振動(dòng)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(dòng)混凝土攪拌產(chǎn)生的耦合振動(dòng)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(dòng)頻率比多頻振動(dòng)混凝土攪拌機(jī)還要多，攪拌效率更高。
[0013]本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于:
[0014]非線性多頻振動(dòng)混凝土攪拌機(jī)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(chǎng)攪拌。方法新穎、實(shí)際配置簡(jiǎn)單、質(zhì)量和效率更高。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明所述的非線性多頻振動(dòng)混凝土攪拌機(jī)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(dòng)混凝土攪拌機(jī)的三維視圖。
[0017]圖3是本發(fā)明所述的非線性多頻振動(dòng)混凝土攪拌機(jī)的電機(jī)、帶螺旋葉片的攪拌主軸和飛輪連接圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下通過(guò)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明所述的非線性多頻振動(dòng)混凝土攪拌機(jī)，包括上置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和下置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)和連接方式為:所述上置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一直流串勵(lì)電機(jī)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(lì)電機(jī)I與攪拌主軸6通過(guò)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(guò)油孔進(jìn)油。
[0020]所述下置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第二直流串勵(lì)電機(jī)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(dòng)的連接方式相同。
[0021]工作過(guò)程:
[0022]啟動(dòng)第一直流串勵(lì)電機(jī)I和第二直流串勵(lì)電機(jī)9，在交流變頻電源的控制下，第一直流串勵(lì)電機(jī)I輸出周期性變化扭矩的頻率為，第二直流串勵(lì)電機(jī)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(dòng)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(guò)程中，除了產(chǎn)生與第一直流串勵(lì)電機(jī)I轉(zhuǎn)頻&相等的主彎曲振動(dòng)之外，還將產(chǎn)生以下兩種耦合頻率的彎曲振動(dòng):周期性變化扭矩的頻率與電機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)頻之差的頻率，取絕對(duì)值:Inf1-^，η = 1,2, 3...，由這些頻率來(lái)同時(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行振蕩，第二攪拌主軸13在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，除了產(chǎn)生與第二直流串勵(lì)電機(jī)9轉(zhuǎn)頻f4相等的主彎曲振動(dòng)之外，還將產(chǎn)生以下兩個(gè)耦合頻率的彎曲振動(dòng):周期性變化扭矩的頻率與電機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)頻之差的頻率，取絕對(duì)值:nf2-f4，η = 1，2，3...，由這些頻率來(lái)同時(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行振蕩。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種非線性多頻振動(dòng)混凝土攪拌機(jī)，其特征在于，包括上置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和下置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述上置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一直流串勵(lì)電機(jī)、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(lì)電機(jī)與攪拌主軸通過(guò)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(guò)油孔進(jìn)油，所述下置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的零部件形狀、結(jié)構(gòu)和連接方式與上置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相同。
2.權(quán)利要求1所述的非線性多頻振動(dòng)混凝土攪拌機(jī)的實(shí)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(lì)電機(jī)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(lì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速， (3)啟動(dòng)直流串勵(lì)電機(jī)，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(dòng)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(guò)程中產(chǎn)生頻率為電機(jī)轉(zhuǎn)頻的彎曲主振動(dòng)、周期性變化扭矩的頻率與電機(jī)轉(zhuǎn)頻之和的頻率、周期性變化扭矩的頻率與電機(jī)轉(zhuǎn)頻之差的頻率，每根攪拌主軸有多個(gè)頻率同時(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行振蕩。
【專利摘要】一種非線性多頻振動(dòng)混凝土攪拌機(jī)，包括上置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和下置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述上置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一直流串勵(lì)電機(jī)、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(lì)電機(jī)與攪拌主軸通過(guò)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(guò)油孔進(jìn)油。所述下置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的零部件形狀、結(jié)構(gòu)和連接方式與上置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相同。本發(fā)明解決了單頻振動(dòng)不能充分振蕩混凝土、對(duì)各種不同比例成分混凝土適應(yīng)性不強(qiáng)的問(wèn)題。
【IPC分類】B28C5-48
【公開(kāi)號(hào)】CN104589506
【申請(qǐng)?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(qǐng)人】廣西大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2015年1月9日