[发明专利]一种土工离心机可调重心配重装置

说明书

技术领域

本发明属于土工离心机领域，具体涉及一种土工离心机可调重心配重装置。

背景技术

土工离心机主要用于岩土力学中边坡强度、坝体溃决、新型海洋平台、土工结构地震响应等试验研究。为了保证土工离心机运行过程中其主轴受到的不平衡合力较小，通常在运行前对其进行配平。

运行前对离心机进行配平，均采用了静态配平原理，其在离心机主机设计时将配平装置作为独立子系统进行单独设计，其优点在于可根据离心机规模等进行匹配设计。

这类静态配平装置的设计主要有以下几种方案：

方案一：离心机转臂为不等长转臂，在短臂端将离心机拉力带制成丝杆结构，丝杆上安装有内孔制成螺母与之配套的同步带轮结构，带轮通过同步带与电机相连；预先设计的固定配重质量块安装在带轮上；离心机运行前，通过读取转臂中间摇杆测力传感器读数并进行计算得到配重质量块移动距离，通过运行电机，使得带轮旋转即可实现配重质量沿转臂径向的运动，从而达到离心机平衡的目的。

方案二：也是采用丝杆螺母的结构形式，将固定配重质量块安装在螺母上，离心机运行前，通过测力传感器读取不平衡量，得到质量块调整距离，然后通过人力拨动手轮，实现配平。

方案三：在土工振动离心转臂两端的吊篮内分别安装试验模型和主配重，转臂中间部位外围安装有由电机驱动的丝杆螺母运动副带动配平质量移动,实现离心机运行过程中的平衡。

方案四：通过在离心机转臂一端吊篮内安装配重水箱，在离心机转臂中间部位安装放水用控制器、电磁阀、流量计等，离心机运行时通过开合电磁阀实现水箱内储水量的控制，从而实现对离心机的配平。

上述设计的缺点是：方案一和二的设计，离心机配平结构与离心机主体不可分割，且只能在静态条件下进行平衡调节；方案三则由于其设计思想就是基于对离心机平衡状态的修正展开的，所以只能其调整量较小；方案四则由于只能进行注水，没有实现水循环系统，所以只能实现单向平衡调节，对于试验中出现的模型坍塌、结构破坏等原因引起的模型质心变化导致的平衡状态变化，无能为力。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种土工离心机可调重心配重装置。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种土工离心机可调重心配重装置，包括：

支架，所述支架为圆柱笼状结构，其一端设置有用于与离心机固定连接的法兰；

丝杆，所述丝杆为通过轴承机构安装于所述支架另一端的圆筒结构，所述轴承机构包括轴承座和轴承，所述轴承卡装于所述丝杆与所述轴承座之间，所述轴承座固定安装有若干相互平行的导杆，所述导杆沿丝杆长度方向布置，所述螺母套在所述导杆上并可往复移动，所述丝杆与所述支架同轴，其内圆柱面设置有传动螺纹；

螺母，所述螺母为置于所述丝杆内部的圆柱形结构，其外圆柱面设置有传动螺纹且圆心位置设置有配重安装孔，所述螺母的传动螺纹与所述丝杆的传动螺纹啮合；

质量块，所述质量块为圆柱形结构，其卡装于所述螺母的配重安装孔内，所述质量块与所述螺母之间为可拆卸式固定连接结构；

齿圈，所述齿圈套在所述丝杆上，且相对于所述丝杆环向定位；

齿轮，所述齿轮与所述齿圈啮合；

电机，其固定安装于所述支架上，所述齿轮安装在所述电机的转动端。

作为本专利选择的一种技术方案，所述轴承机构包括轴承座和轴承，所述轴承卡装于所述丝杆与所述轴承座之间，所述轴承座固定安装有若干相互平行的导杆，所述导杆沿丝杆长度方向布置，所述螺母套在所述导杆上并可往复移动。

作为本专利选择的一种技术方案，所述轴承座有两个，其中一个轴承座固定在所述支架上，所述丝杆的两端和两个所述轴承座均设置有阶梯状的轴承安装面，所述丝杆的两端和两个所述轴承座之间均卡装有轴承，所述导杆的两端分别固定于两个所述轴承座上。

作为本专利选择的一种技术方案，所述轴承座由依次连接的大环形部、中间圆筒部和小环形部组成，所述小环形部的外径、所述中间圆筒部的外径、所述大环形部的内径均相等，所述小环形部开设有若干用于安装导杆的导杆安装孔。

作为本专利选择的一种技术方案，所述丝杆的两端分别设置有轴承护盖和传动护盖，所述齿轮和所述齿圈封装在所述传动护盖内，所述丝杆远离所述支架的一端的轴承封装在所述轴承护盖内。

作为本专利选择的一种技术方案，所述支架的外环面焊接有电机安装台，所述电机通过螺栓固定连接在所述电机安装台上。

作为本专利选择的一种技术方案，所述支架的内侧设置有若干加强筋。