一种非线性多频振动混凝土搅拌机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及土木建筑领域中的混凝土搅拌设备，特别是一种非线性多频振动混凝土搅拌机。
【背景技术】
[0002]传统的混凝土搅拌机由单电机驱动搅拌主轴旋转，两个搅拌主轴之间由皮带传动，他们产生的振动频率相同，只能用一个频率来对混凝土进行振荡，频率比较单调，不能充分适应不同比例成分的混凝土，要搅拌均匀需要花费更多时间。使用交流变频电源控制的直流串励电机对搅拌主轴进行激励，由飞轮来调整周期性变化的扭矩频率在交流变频电源的输出频率范围内。在直流串励电机带动搅拌主轴旋转的过程中，由于偏心的存在，挤压油膜阻尼器支撑提供非线性刚度特性，弯曲振动和扭转振动之间相互耦合，除了产生与电机转频相等的主弯曲振动之外，还将产生以下两种耦合频率的弯曲振动:周期性变化扭矩的频率倍数与电机转频之和的频率、周期性变化扭矩的频率倍数与电机转频之差的频率绝对值，每根搅拌主轴有多个频率同时对混凝土进行振荡，非线性特性产生混沌，是线性搅拌机不能比拟的，可以适应各种比例成分的混凝土，对混凝土颗粒的振荡更加均匀，生产出的混凝土产品质量更加高。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种非线性多频振动混凝土搅拌机，解决了传统的混凝土搅拌机只能用一个频率来对混凝土进行振荡，不能适应各种比例成分的混凝土的问题，使用交流变频电源控制的直流串励电机对搅拌主轴进行激励，产生多个频率的弯曲振动来对混凝土进行振荡，提高了混凝土产品的质量。
[0004]本发明解决上述问题的技术方案如下:一种非线性多频振动混凝土搅拌机，包括上置传动机构和下置传动机构，所述上置传动机构包括第一直流串励电机、联轴器、搅拌箱体、挤压油膜阻尼器、螺旋叶片、搅拌主轴、挤压油膜阻尼器和飞轮，具体结构和连接方式为:直流串励电机与搅拌主轴通过联轴器紧固连接，飞轮紧固连接在搅拌主轴另一端，搅拌主轴由挤压油膜阻尼器支撑，挤压油膜阻尼器固定在搅拌箱体上，挤压油膜阻尼器通过油孔进油，所述下置传动机构的零部件形状、结构和连接方式与上置传动机构相同。
[0005]所述的非线性多频振动混凝土搅拌机的实施方法，包括如下具体步骤:
[0006](I)根据期望得到的耦合频率设定交流变频电源输出频率，使直流串励电机输出相应的周期性变化扭矩，
[0007](2)根据混凝土的成分比例设定直流串励电机的转速，
[0008](3)启动直流串励电机，使周期性变化的扭矩作用于搅拌主轴一端，搅拌主轴另一端的飞轮提供转动惯量，螺旋叶片提供偏心质量，挤压油膜阻尼器支撑提供非线性刚度特性，旋转过程中产生频率为电机转频的弯曲主振动、周期性变化扭矩的频率与电机转频之和的频率、周期性变化扭矩的频率与电机转频之差的频率，每根搅拌主轴有多个频率同时对混凝土进行振荡。
[0009]工作原理及过程:
[0010]直流串励电机在交流变频电源的控制下，在旋转的过程中还会产生扭转振动，挤压油膜阻尼器有较强的非线性特性，由于偏心的存在，弯曲振动和扭转振动之间相互耦合，除了产生与电机转频相等的主弯曲振动之外，还将产生以下两种耦合频率的弯曲振动:周期性变化扭矩的频率倍数与电机转频之和的频率、周期性变化扭矩的频率倍数与电机转频之差的频率绝对值，每根搅拌主轴有多个振动频率。
[0011 ]启动直流串励电机，在交流变频电源的控制下，直流串励电机输出周期性变化扭矩的频率，设定拌主轴的转频。飞轮为搅拌主轴提供转动惯量，螺旋叶片为搅拌主轴提供偏心质量。搅拌主轴在旋转过程中，将会产生上述的振动频率，由这些频率来同时对混凝土进行振荡。
[0012]非线性多频振动混凝土搅拌机与多频振动混凝土搅拌机在结构上的区别:前者采用挤压油膜阻尼器来支撑，后者采用滚动轴承来支撑。虽然两者都可以产生耦合的振动频率，但是由于挤压油膜阻尼器的非线性特性，非线性多频振动混凝土搅拌产生的耦合振动频率中有周期性变化扭矩频率的倍数存在，因此它产生的振动频率比多频振动混凝土搅拌机还要多，搅拌效率更高。
[0013]本发明的突出优点在于:
[0014]非线性多频振动混凝土搅拌机可以产生更多频率的振荡，可以产生混沌，使得混凝土颗粒更加均匀，适用不同比例成分的混凝土现场搅拌。方法新颖、实际配置简单、质量和效率更高。
【附图说明】
[0015]图1是本发明所述的非线性多频振动混凝土搅拌机的结构示意图图。
[0016]图2是本发明所述的非线性多频振动混凝土搅拌机的三维视图。
[0017]图3是本发明所述的非线性多频振动混凝土搅拌机的电机、带螺旋叶片的搅拌主轴和飞轮连接图。
【具体实施方式】
[0018]以下通过附图和实施例对本发明的技术方案进一步详细描述。
[0019]如图1所示，本发明所述的非线性多频振动混凝土搅拌机，包括上置传动机构和下置传动机构，具体结构和连接方式为:所述上置传动机构包括第一直流串励电机1、联轴器2、搅拌箱体3、挤压油膜阻尼器4、螺旋叶片5、搅拌主轴6、挤压油膜阻尼器7和飞轮8，具体结构和连接方式为:直流串励电机I与搅拌主轴6通过联轴器2紧固连接，飞轮8紧固连接在搅拌主轴另一端，搅拌主轴6由挤压油膜阻尼器4支撑，挤压油膜阻尼器4固定在搅拌箱体3上，挤压油膜阻尼器4通过油孔进油。
[0020]所述下置传动机构包括第二直流串励电机9、第二联轴器10、第二挤压油膜阻尼器11、第二螺旋叶片12、第二搅拌主轴13、第二挤压油膜阻尼器14和第二飞轮15，具体结构和连接方式与上置传动的连接方式相同。
[0021]工作过程:
[0022]启动第一直流串励电机I和第二直流串励电机9，在交流变频电源的控制下，第一直流串励电机I输出周期性变化扭矩的频率为，第二直流串励电机9输出周期性变化扭矩的频率为f2，设定第一搅拌主轴6的转频为f3，第二搅拌主轴13的转频为f4。第一飞轮8和第二飞轮15为各自的搅拌主轴提供转动惯量，第一螺旋叶片5和第二螺旋叶片12为各自的搅拌主轴提供偏心质量。第一搅拌主轴6在旋转过程中，除了产生与第一直流串励电机I转频&相等的主弯曲振动之外，还将产生以下两种耦合频率的弯曲振动:周期性变化扭矩的频率与电机转频之和的频率mfAfy η = 1,2, 3...;周期性变化扭矩的频率与电机转频之差的频率，取绝对值:Inf1-^，η = 1,2, 3...，由这些频率来同时对混凝土进行振荡，第二搅拌主轴13在旋转过程中，除了产生与第二直流串励电机9转频f4相等的主弯曲振动之外，还将产生以下两个耦合频率的弯曲振动:周期性变化扭矩的频率与电机转频之和的频率:nf2+f4，n = I, 2，3...;周期性变化扭矩的频率与电机转频之差的频率，取绝对值:nf2-f4，η = 1，2，3...，由这些频率来同时对混凝土进行振荡。
【主权项】
1.一种非线性多频振动混凝土搅拌机，其特征在于，包括上置传动机构和下置传动机构，所述上置传动机构包括第一直流串励电机、联轴器、搅拌箱体、挤压油膜阻尼器、螺旋叶片、搅拌主轴、挤压油膜阻尼器和飞轮，具体结构和连接方式为:直流串励电机与搅拌主轴通过联轴器紧固连接，飞轮紧固连接在搅拌主轴另一端，搅拌主轴由挤压油膜阻尼器支撑，挤压油膜阻尼器固定在搅拌箱体上，挤压油膜阻尼器通过油孔进油，所述下置传动机构的零部件形状、结构和连接方式与上置传动机构相同。
2.权利要求1所述的非线性多频振动混凝土搅拌机的实施方法，其特征在于，包括如下具体步骤: (1)根据期望得到的耦合频率设定交流变频电源输出频率，使直流串励电机输出相应的周期性变化扭矩， (2)根据混凝土的成分比例设定直流串励电机的转速， (3)启动直流串励电机，使周期性变化的扭矩作用于搅拌主轴一端，搅拌主轴另一端的飞轮提供转动惯量，螺旋叶片提供偏心质量，挤压油膜阻尼器支撑提供非线性刚度特性，旋转过程中产生频率为电机转频的弯曲主振动、周期性变化扭矩的频率与电机转频之和的频率、周期性变化扭矩的频率与电机转频之差的频率，每根搅拌主轴有多个频率同时对混凝土进行振荡。
【专利摘要】一种非线性多频振动混凝土搅拌机，包括上置传动机构和下置传动机构，所述上置传动机构包括第一直流串励电机、联轴器、搅拌箱体、挤压油膜阻尼器、螺旋叶片、搅拌主轴、挤压油膜阻尼器和飞轮，具体结构和连接方式为：直流串励电机与搅拌主轴通过联轴器紧固连接，飞轮紧固连接在搅拌主轴另一端，搅拌主轴由挤压油膜阻尼器支撑，挤压油膜阻尼器固定在搅拌箱体上，挤压油膜阻尼器通过油孔进油。所述下置传动机构的零部件形状、结构和连接方式与上置传动机构相同。本发明解决了单频振动不能充分振荡混凝土、对各种不同比例成分混凝土适应性不强的问题。
【IPC分类】B28C5-48
【公开号】CN104589506
【申请号】CN201510011224
【发明人】蔡敢为, 黄院星, 张 林, 李智杰, 朱凯君, 王龙, 张永文, 王小纯, 李岩舟, 杨旭娟
【申请人】广西大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月9日