一種非線性多頻振動混凝土攪拌機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及土木建筑領域中的混凝土攪拌設備，特別是一種非線性多頻振動混凝土攪拌機。
【背景技術】
[0002]傳統的混凝土攪拌機由單電機驅動攪拌主軸旋轉，兩個攪拌主軸之間由皮帶傳動，他們產生的振動頻率相同，只能用一個頻率來對混凝土進行振蕩，頻率比較單調，不能充分適應不同比例成分的混凝土，要攪拌均勻需要花費更多時間。使用交流變頻電源控制的直流串勵電機對攪拌主軸進行激勵，由飛輪來調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。在直流串勵電機帶動攪拌主軸旋轉的過程中，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，彎曲振動和扭轉振動之間相互耦合，除了產生與電機轉頻相等的主彎曲振動之外，還將產生以下兩種耦合頻率的彎曲振動:周期性變化扭矩的頻率倍數與電機轉頻之和的頻率、周期性變化扭矩的頻率倍數與電機轉頻之差的頻率絕對值，每根攪拌主軸有多個頻率同時對混凝土進行振蕩，非線性特性產生混沌，是線性攪拌機不能比擬的，可以適應各種比例成分的混凝土，對混凝土顆粒的振蕩更加均勻，生產出的混凝土產品質量更加高。
【發明內容】
[0003]本發明提供一種非線性多頻振動混凝土攪拌機，解決了傳統的混凝土攪拌機只能用一個頻率來對混凝土進行振蕩，不能適應各種比例成分的混凝土的問題，使用交流變頻電源控制的直流串勵電機對攪拌主軸進行激勵，產生多個頻率的彎曲振動來對混凝土進行振蕩，提高了混凝土產品的質量。
[0004]本發明解決上述問題的技術方案如下:一種非線性多頻振動混凝土攪拌機，包括上置傳動機構和下置傳動機構，所述上置傳動機構包括第一直流串勵電機、聯軸器、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，具體結構和連接方式為:直流串勵電機與攪拌主軸通過聯軸器緊固連接，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油孔進油，所述下置傳動機構的零部件形狀、結構和連接方式與上置傳動機構相同。
[0005]所述的非線性多頻振動混凝土攪拌機的實施方法，包括如下具體步驟:
[0006](I)根據期望得到的耦合頻率設定交流變頻電源輸出頻率，使直流串勵電機輸出相應的周期性變化扭矩，
[0007](2)根據混凝土的成分比例設定直流串勵電機的轉速，
[0008](3)啟動直流串勵電機，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動慣量，螺旋葉片提供偏心質量，擠壓油膜阻尼器支撐提供非線性剛度特性，旋轉過程中產生頻率為電機轉頻的彎曲主振動、周期性變化扭矩的頻率與電機轉頻之和的頻率、周期性變化扭矩的頻率與電機轉頻之差的頻率，每根攪拌主軸有多個頻率同時對混凝土進行振蕩。
[0009]工作原理及過程:
[0010]直流串勵電機在交流變頻電源的控制下，在旋轉的過程中還會產生扭轉振動，擠壓油膜阻尼器有較強的非線性特性，由于偏心的存在，彎曲振動和扭轉振動之間相互耦合，除了產生與電機轉頻相等的主彎曲振動之外，還將產生以下兩種耦合頻率的彎曲振動:周期性變化扭矩的頻率倍數與電機轉頻之和的頻率、周期性變化扭矩的頻率倍數與電機轉頻之差的頻率絕對值，每根攪拌主軸有多個振動頻率。
[0011 ]啟動直流串勵電機，在交流變頻電源的控制下，直流串勵電機輸出周期性變化扭矩的頻率，設定拌主軸的轉頻。飛輪為攪拌主軸提供轉動慣量，螺旋葉片為攪拌主軸提供偏心質量。攪拌主軸在旋轉過程中，將會產生上述的振動頻率，由這些頻率來同時對混凝土進行振蕩。
[0012]非線性多頻振動混凝土攪拌機與多頻振動混凝土攪拌機在結構上的區別:前者采用擠壓油膜阻尼器來支撐，后者采用滾動軸承來支撐。雖然兩者都可以產生耦合的振動頻率，但是由于擠壓油膜阻尼器的非線性特性，非線性多頻振動混凝土攪拌產生的耦合振動頻率中有周期性變化扭矩頻率的倍數存在，因此它產生的振動頻率比多頻振動混凝土攪拌機還要多，攪拌效率更高。
[0013]本發明的突出優點在于:
[0014]非線性多頻振動混凝土攪拌機可以產生更多頻率的振蕩，可以產生混沌，使得混凝土顆粒更加均勻，適用不同比例成分的混凝土現場攪拌。方法新穎、實際配置簡單、質量和效率更高。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明所述的非線性多頻振動混凝土攪拌機的結構示意圖圖。
[0016]圖2是本發明所述的非線性多頻振動混凝土攪拌機的三維視圖。
[0017]圖3是本發明所述的非線性多頻振動混凝土攪拌機的電機、帶螺旋葉片的攪拌主軸和飛輪連接圖。
【具體實施方式】
[0018]以下通過附圖和實施例對本發明的技術方案進一步詳細描述。
[0019]如圖1所示，本發明所述的非線性多頻振動混凝土攪拌機，包括上置傳動機構和下置傳動機構，具體結構和連接方式為:所述上置傳動機構包括第一直流串勵電機1、聯軸器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，具體結構和連接方式為:直流串勵電機I與攪拌主軸6通過聯軸器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通過油孔進油。
[0020]所述下置傳動機構包括第二直流串勵電機9、第二聯軸器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，具體結構和連接方式與上置傳動的連接方式相同。
[0021]工作過程:
[0022]啟動第一直流串勵電機I和第二直流串勵電機9，在交流變頻電源的控制下，第一直流串勵電機I輸出周期性變化扭矩的頻率為，第二直流串勵電機9輸出周期性變化扭矩的頻率為f2，設定第一攪拌主軸6的轉頻為f3，第二攪拌主軸13的轉頻為f4。第一飛輪8和第二飛輪15為各自的攪拌主軸提供轉動慣量，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量。第一攪拌主軸6在旋轉過程中，除了產生與第一直流串勵電機I轉頻&相等的主彎曲振動之外，還將產生以下兩種耦合頻率的彎曲振動:周期性變化扭矩的頻率與電機轉頻之和的頻率mfAfy η = 1,2, 3...;周期性變化扭矩的頻率與電機轉頻之差的頻率，取絕對值:Inf1-^，η = 1,2, 3...，由這些頻率來同時對混凝土進行振蕩，第二攪拌主軸13在旋轉過程中，除了產生與第二直流串勵電機9轉頻f4相等的主彎曲振動之外，還將產生以下兩個耦合頻率的彎曲振動:周期性變化扭矩的頻率與電機轉頻之和的頻率:nf2+f4，n = I, 2，3...;周期性變化扭矩的頻率與電機轉頻之差的頻率，取絕對值:nf2-f4，η = 1，2，3...，由這些頻率來同時對混凝土進行振蕩。
【主權項】
1.一種非線性多頻振動混凝土攪拌機，其特征在于，包括上置傳動機構和下置傳動機構，所述上置傳動機構包括第一直流串勵電機、聯軸器、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，具體結構和連接方式為:直流串勵電機與攪拌主軸通過聯軸器緊固連接，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油孔進油，所述下置傳動機構的零部件形狀、結構和連接方式與上置傳動機構相同。
2.權利要求1所述的非線性多頻振動混凝土攪拌機的實施方法，其特征在于，包括如下具體步驟: (1)根據期望得到的耦合頻率設定交流變頻電源輸出頻率，使直流串勵電機輸出相應的周期性變化扭矩， (2)根據混凝土的成分比例設定直流串勵電機的轉速， (3)啟動直流串勵電機，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動慣量，螺旋葉片提供偏心質量，擠壓油膜阻尼器支撐提供非線性剛度特性，旋轉過程中產生頻率為電機轉頻的彎曲主振動、周期性變化扭矩的頻率與電機轉頻之和的頻率、周期性變化扭矩的頻率與電機轉頻之差的頻率，每根攪拌主軸有多個頻率同時對混凝土進行振蕩。
【專利摘要】一種非線性多頻振動混凝土攪拌機，包括上置傳動機構和下置傳動機構，所述上置傳動機構包括第一直流串勵電機、聯軸器、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，具體結構和連接方式為：直流串勵電機與攪拌主軸通過聯軸器緊固連接，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油孔進油。所述下置傳動機構的零部件形狀、結構和連接方式與上置傳動機構相同。本發明解決了單頻振動不能充分振蕩混凝土、對各種不同比例成分混凝土適應性不強的問題。
【IPC分類】B28C5-48
【公開號】CN104589506
【申請號】CN201510011224
【發明人】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
【申請人】廣西大學
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月9日