离心机及其吊篮安装结构 |
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| 申请号 | CN202311128648.2 | 申请日 | 2023-09-01 | 公开(公告)号 | CN117181465A | 公开(公告)日 | 2023-12-08 |
| 申请人 | 二重(德阳)重型装备有限公司; | 发明人 | 陈伦树; 胡孟君; | ||||
| 摘要 | 本 发明 是提供一种 转轴 受 力 小，更适用于重负荷的离心机及其吊篮安装结构，涉及离心机技术领域。离心机吊篮安装结构，包括转臂和设置在转臂一端并可随吊篮外摆而使吊篮逐渐径向向外移动的吊篮移动机构，所述吊篮通过转轴吊装在吊篮移动机构上，所述吊篮上设有第一限位面，所述转臂上设有位于第一限位面外侧以用于与第一限位面抵接配合以限制吊篮径向移动的第二限位面，还包括沿转轴的径向方向滑动嵌设在第一限位面内并能伸出或缩回于第一限位面的初始 支撑 件，所述初始支撑件的内侧设有使初始支撑件保持伸出状态的第一弹性件，所述初始支撑件伸出状态时，其外端位于第二限位面内侧。 | ||||||
| 权利要求 | 1.离心机吊篮安装结构，包括转臂(1)和设置在转臂(1)一端并可随吊篮(2)外摆而使吊篮(2)逐渐径向向外移动的吊篮移动机构(3)，所述吊篮(2)通过转轴(21)吊装在吊篮移动机构(3)上，所述吊篮(2)上设有第一限位面(22)，所述转臂(1)上设有位于第一限位面(22)外侧以用于与第一限位面(22)抵接配合以限制吊篮(2)径向向外移动的第二限位面(11)，其特征在于：还包括沿转轴(21)的径向方向滑动嵌设在第一限位面(22)内并能伸出或缩回于第一限位面(22)的初始支撑件(5)，所述初始支撑件(5)的内侧设有使初始支撑件(5)保持伸出状态的第一弹性件(6)，所述初始支撑件(5)伸出状态时，其外端位于第二限位面(11)内侧。 |
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| 说明书全文 | 离心机及其吊篮安装结构技术领域[0001] 本发明涉及离心机技术领域，具体是一种离心机及其吊篮安装结构。 背景技术[0002] 土工离心机是用于岩土工程物理模拟试验的一种试验设备。土工离心机主要由吊篮和安装在机架上的转臂等部件组成，吊篮安装在转臂的一端。目前土工离心机的吊篮有固定式和摆动式两种安装结构。 [0003] 在摆动式吊篮安装结构中，吊篮是绕转轴摆动的。若转轴承担吊篮的全部离心力，为了克服重载离心力，需要增大转轴及轴承座等，降低了吊篮的有效容量，且不适用大容量重负荷离心力的土工离心机。为了克服重载离心力，减少转轴承受的离心力，现有技术中出现了在转臂的一端设有可随吊篮外摆而使吊篮逐渐径向向外移动的吊篮移动机构，吊篮通过转轴吊装在吊篮移动机构上，吊篮上设置用于限制吊篮径向向外移动的第一限位面，在转臂上设有位于第一限位面外侧以用于与第一限位面抵接配合以限制吊篮径向移动的第二限位面的吊篮安装结构。吊篮移动机构现主要采用偏心轴机构。如此，吊篮在绕转轴外摆的过程中，在离心力的作用下可以通过偏心轴机构使吊篮逐渐径向向外移动，从而使第一限位面逐渐靠近第二限位面，当吊篮摆动至一定角度时，第一限位面即可仅仅抵靠在第二限位面上。此时，吊篮的离心力主要通过第一限位面和第一限位面传递给转臂，转轴受力小。但现有吊篮安装结构中，在吊篮的第一限位面与第二限位面抵接之前，吊篮的离心力还是主要通过转轴传动给转臂，吊篮在摆动过程中转轴的受力还是相对较大。 发明内容[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种转轴受力小，更适用于重负荷的离心机及其吊篮安装结构。 [0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：离心机吊篮安装结构，包括转臂和设置在转臂一端并可随吊篮外摆而使吊篮逐渐径向向外移动的吊篮移动机构，所述吊篮通过转轴吊装在吊篮移动机构上，所述吊篮上设有第一限位面，所述转臂上设有位于第一限位面外侧以用于与第一限位面抵接配合以限制吊篮径向移动的第二限位面，还包括沿转轴的径向方向滑动嵌设在第一限位面内并能伸出或缩回于第一限位面的初始支撑件，所述初始支撑件的内侧设有使初始支撑件保持伸出状态的第一弹性件，所述初始支撑件伸出状态时，其外端位于第二限位面内侧。 [0006] 进一步地，所述吊篮移动机构包括吊篮安装块和第二弹性件，所述吊篮安装块设置在转臂的一端，并与转臂沿转臂的旋转轨迹圆的径向方向向外滑动连接，所述第二弹性件设置在转臂与吊篮安装块之间，以使吊篮安装块复位，所述吊篮通过转轴吊装在吊篮安装块上。 [0007] 进一步地，所述第一限位面为以转轴中心为圆心的弧形面，所述第二限位面与第一限位面适配设置。 [0008] 进一步地，所述初始支撑件包括滑块和用于与第二限位面滚动配合的滚轮，所述滑块沿转轴的径向方向滑动嵌设在所述第一限位面内，所述滚轮转动安装在滑块的外端，所述第一弹性件与滑块连接。 [0009] 进一步地，所述转轴通过关节轴承与吊篮安装块转动连接。 [0010] 进一步地，所述第一弹性件和第二弹性件均为碟簧。 [0011] 离心机，包括机架、转臂和吊篮，所述转臂通过主轴与机架转动连接，所述吊篮采用上述的离心机吊篮安装结构安装在所述转臂上。 [0012] 本发明的有益效果是：本发明的离心机及其吊篮安装结构，吊篮在外摆的过程中，初始支撑件的外端会先于第一限位面与第二限位面接触，使得一部分离心力可以通过初始支撑件、第二限位面传递给转臂，从而可以降低转轴受的离心力，更有利于保证吊篮的有效容量，也更适用于大容量重负荷离心力的土工离心机。附图说明 [0013] 图1是本发明的吊篮安装结构示意图； [0014] 图2是图1的局部俯视示意图； [0015] 图3是图1的A处放大图； [0016] 图4是图1的B处放大图； [0017] 图5是转轴的安装结构示意图； [0018] 图中所示：转臂1，吊篮2，吊篮移动机构3，顶杆4，初始支撑件5，第一弹性件6，主轴7，机架8，第二限位面11，转轴21，第一限位面22，吊篮安装块31，第二弹性件32，关节轴承 33。 具体实施方式[0019] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 [0020] 如图1至图2所示，本发明的离心机，包括机架8、转臂1和吊篮2，转臂1通过其中部的主轴7与机架8转动连接，吊篮2安装在转臂1的一端。上下结构与现有的离心机结构相同。为了克服现有的摆动式吊篮转轴受力大的问题，本发明中离心机吊篮采用以下安装结构： 离心机吊篮安装结构，包括转臂1和设置在转臂1一端并可随吊篮2外摆而使吊篮2逐渐径向向外移动的吊篮移动机构3，所述吊篮2通过转轴21吊装在吊篮移动机构3上，从而使吊篮2可以绕转轴21摆动，所述吊篮2上设有用于限制吊篮径向向外移动的第一限位面22，所述转臂1上设有位于第一限位面22外侧以用于与第一限位面22抵接配合以限制吊篮2径向向外移动的第二限位面11；安装结构还包括沿转轴21的径向方向滑动嵌设在第一限位面22内并能伸出或缩回于第一限位面22的初始支撑件5，初始支撑件5可以为一个或者多个，所述初始支撑件5的内侧设有使初始支撑件5保持伸出状态的第一弹性件6，所述初始支撑件5伸出状态时，其外端位于第二限位面11内侧。第一限位面22一般由吊篮的底面形成。 [0021] 吊篮移动机构3可以采用现有的偏心轴机构，即，将转轴21固定在偏心轴上，或与偏心轴为一体结构。如此，吊篮在外摆的过程中，通过吊篮带动偏心轴转动，从而使吊篮外摆的过程中逐渐径向向外移动。 [0022] 第一限位面22和第二限位面11可以是各种形状，如：直面、弧面等。为了便于吊篮转动，最佳地，第一限位面22为以转轴21的中心为圆心的弧形面，所述第二限位面11与第一限位面22适配设置。第二限位面11与第一限位面22适配，即第二限位面11的形状根据第一限位面22形状对应设置，也为同样形状的弧形面。 [0023] 如图1、图2所示，本发明的离心机工作时，通过驱动机构驱动转臂1绕主轴7旋转，转臂转动过程中带动吊篮2随转臂1一并转动。吊篮2在转动过程中在离心力的作用下会绕转轴21逐渐向外(远离主轴7的方向)摆动，并通过吊篮移动机构3使吊篮2逐渐沿其摆动的轨迹的径向方向向外移动，从而使第一限位面22逐渐靠近并抵接在第二限位面11上，使吊篮的离心力主要通过第一限位面和第一限位面传递给转臂。本发明由于在第一限位面22上设有初始支撑件5，且初始支撑件5伸出状态时，其外端位于第二限位面11内侧，这样，吊篮在外摆的过程中，初始支撑件5的外端会先于第一限位面22与第二限位面11接触。如此，一部分离心力可以通过初始支撑件5、第二限位面11传递给转臂1，从而可以降低转轴21受的离心力，更有利于保证吊篮的有效容量，也更适用于大容量重负荷离心力的土工离心机。由于初始支撑件5与第二限位面11之间的接触面积小，两者之间的摩擦力不足以阻止吊篮继续上摆，随着转臂的转速增大，吊篮的离心力增大，吊篮继续外摆并通过吊篮移动机构3继续径向方向向外移动，吊篮继续外移过程中会使初始支撑件5压缩第一弹性件6而逐渐缩回到第一限位面22内，使第一限位面22外移与第二限位面11接触。当第一限位面22与第二限位面11接触后，吊篮与第二限位面之间的限位面积增大，摩擦力大幅增加，当吊篮离心力不能克服滑动摩擦力，吊篮就不再继续向上摆动。 [0024] 如图3所示，本发明中，所述吊篮移动机构3包括吊篮安装块31和第二弹性件32，所述吊篮安装块31设置在转臂1的一端，并与转臂1沿转臂1的旋转轨迹圆的径向方向向外滑动连接，所述第二弹性件32设置在转臂1与吊篮安装块3之间，以使吊篮安装块3复位，所述吊篮2通过转轴21吊装在吊篮安装块31上。当转臂1为直杆状时，转臂1的旋转轨迹圆的径向方向即为转臂1的长度方向；当转臂为圆盘时，转臂1的旋转轨迹圆的径向方向即为转臂1的径向方向。 [0025] 离心机工作时，吊篮2外摆过程中吊篮的离心力的分力使吊篮安装块31克服第二弹性件32的弹力而沿转臂1的旋转轨迹圆的径向方向向外滑动，进而使吊篮径向移动。随着吊篮离心力的增大，吊篮外摆角度变大，吊篮安装块31受的离心力分力也越大，吊篮安装块31向外滑动的距离也越远，从而实现随吊篮2外摆而使吊篮2逐渐径向向外移动。相比于吊篮移动机构3采用偏心轴机构，上述结构配合初始支撑件5以及第一弹性件6可以获得更大的吊篮偏转角。而吊篮摆角越接近水平时，模型受到的离心力状态就与只受重力时的状态更一致，试验结果就越准确。当转臂停止转动时，吊篮在重力作用向下摆动回位，吊篮安装块31在第二弹性件32的作用下沿转臂1的旋转轨迹圆的径向方向向内滑动，回复至初始位置。 [0026] 具体而言，当初始支撑件5与第二限位面11接触后，吊篮安装块31以及吊篮2需要进一步压缩第一弹性件6和压缩第二弹性件32才能移动以及逐渐上摆，使吊篮安装块31在吊篮后续上摆的过程中不容易向外滑动，从而可以使吊篮的摆动角度更大。 [0027] 可以理解的是，初始支撑件5与第二限位面接触时，初始支撑件5与第二限位面之间的摩擦力越小，越有利于吊篮的上摆。初始支撑件5柱可以采用柱销，为了减小摩擦力，柱销的外端可圆顶设置。如图4所示，所述初始支撑件5包括滑块51和用于与第二限位面11滚动配合的滚轮52，所述滑块51沿转轴21的径向方向滑动嵌设在所述第一限位面22内，所述滚轮5转动安装在滑块51的外端(远离转轴的一端)，所述第一弹性件6与滑块51连接，所述第一弹性件6一般设置在滑块51的内侧。这样，初始支撑件5通过滚轮52与第二限位面11抵接配合，吊篮在上摆过程中，初始支撑件5与第二限位面11之间为滚动摩擦，摩擦力更小，更有利于吊篮上摆。 [0028] 第一弹性件6和第二弹性件32具体可以采用现有的各种弹簧，如：橡胶弹簧、钢弹簧、气弹簧、碟簧等。本发明实施例中第一弹性件6和第二弹性件32均采用碟簧，碟簧可直接或通过顶杆4与对应的部件抵接。 [0029] 吊篮2通过转轴21吊装在吊篮安装块31上，具体的，转轴21可通过轴承或直接与吊篮安装块31转动连接。本发明中，如图5所示，所述转轴21通过关节轴承33与吊篮安装块31转动连接。如此，吊篮2的第一限位面在与第二限位面接触时，可以通过关节轴承33产生一定的自适应偏转，保证第一限位面在与第二限位面更好地贴合，从而可以更好地传力。 |
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