CN205449713U - 一种离心机振动台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种离心机振动台，包括：变送器(3-2)、磁悬浮振动台(3-5)、磁悬浮导轨(3-4)和剪切模型箱(3-6)；所述剪切模型箱(3-6)放置在所述磁悬浮振动台(3-5)上，所述磁悬浮导轨(3-4)位于所述磁悬浮振动台(3-5)的下方，所述磁悬浮导轨(3-4)中含有通电线圈，所述磁悬浮振动台(3-5)由金属材料制成；所述变送器(3-2)向所述磁悬浮导轨(3-4)中的通电线圈提供大小呈周期性变化的电流。上述离心机振动台，通过将磁悬浮技术与离心机振动台相结合，使得磁悬浮导轨与磁悬浮振动台不接触，延长使用寿命，且能够快速方便的实现离心机振动台的竖向运动，从而能够与成熟的水平方向运动结合，实现双向高频地震波的实时动态加载。
Description
技术领域
本实用新型涉及环境试验设备领域，尤其涉及一种离心机振动台。
背景技术
土工离心机通过采用高速旋转增加模型重力的方法，使模型土体产生与原型相同的自重应力，模型的变形及破坏机制与原型相似，从而可以直接模拟复杂的岩土工程问题。因此，利用土工离心机振动台进行模型试验是研究土工材料及其建筑物在地震荷载作用下动力特性的有效手段。
目前，在离心机中能够对土工结构物施加双向地震荷载的振动台较少，且结构复杂，造价昂贵，维护工作量大，不利于长期使用。此外，现有的离心机振动台的导轨采用传统的摩擦接触形式，对离心机振动台造成一定的结构损耗，从而降低离心机振动台的使用寿命。并且，现有的离心机振动台在实现双向振动荷载时存在阻力大、耗能大等缺陷。
另一方面，由于现有的离心机振动台在施加振动荷载时均采用液压装置驱动，因此，离心机振动台中需要增设多套额外的液压工作系统来实现振动台的竖向运动，竖向液压工作系统与水平液压工作系统之间的协调工作较为困难，往往仅能通过步进的方式交替提供振动荷载，难以实现双向高频地震波的实时动态加载。
综上，现有的离心机振动台产生的竖向地震运动难以与成熟的水平地震运动相结合，造成在离心机中再现的地震荷载精度较差，难以满足严谨的科研要求和保证研究成果的可靠性。
实用新型内容
基于现有技术的上述缺陷，本实用新型提供一种离心机振动台，以解决现有技术中离心机振动台使用寿命低，且产生的竖向地震运动难以与成熟的水平地震运动相结合，从而难以实现双向高频地震波的实时动态加载的技术问题。
本实用新型提供一种离心机振动台，包括：变送器3-2、磁悬浮振动台3-5、磁悬浮导轨3-4和剪切模型箱3-6；
所述剪切模型箱3-6放置在所述磁悬浮振动台3-5上，所述磁悬浮导轨3-4位于所述磁悬浮振动台3-5的下方，所述磁悬浮导轨3-4中含有通电线圈，所述磁悬浮振动台3-5由金属材料制成；
所述变送器3-2向所述磁悬浮导轨3-4中的通电线圈提供大小呈周期性变化的电流，以使所述磁悬浮振动台3-5带动所述剪切模型箱3-6进行竖向地震运动。
可选地，所述离心机振动台还包括：振动台控制系统1-2，所述振动台控制系统1-2连接所述变送器3-2，并通过所述变送器3-2为所述磁悬浮导轨3-4中的通电线圈提供大小呈周期性变化的电流。
可选地，所述离心机振动台还包括：振动台液压泵2-2、储油槽2-1、蓄能器3-7和伺服阀3-9；
所述振动台控制系统1-2分别连接所述振动台液压泵2-2和所述伺服阀3-9，所述振动台液压泵2-2分别连接所述储油槽2-1和所述蓄能器3-7，所述磁悬浮振动台3-5和所述剪切模型箱3-6连接所述伺服阀3-9；
所述振动台控制系统1-2根据离心机的转速控制所述振动台液压泵2-2从所述储油槽2-1中抽取液压油至所述蓄能器3-7；
所述振动台控制系统1-2通过改变所述伺服阀3-9的阀门开关大小控制所述蓄能器3-7中液压油的压力，以带动所述磁悬浮振动台3-5和所述剪切模型箱3-6进行水平地震运动。
可选地，所述离心机振动台还包括：滑环系统3-13，所述滑环系统3-13连接所述振动台控制系统1-2、所述变送器3-2以及所述伺服阀3-9；
所述滑环系统3-13，用于将所述振动台控制系统1-2的控制信号传输给所述变送器3-2及所述伺服阀3-9。
可选地，所述离心机振动台还包括：信号航空插头板3-11，所述信号航空插头板3-11连接所述振动台控制系统1-2；
所述信号航空插头板3-11，用于为所述变送器3-2及所述伺服阀3-9提供连接插头，以连接变送器控制导线3-1以及伺服阀控制导线3-10使得所述振动台控制系统1-2连接所述变送器3-2及所述伺服阀3-9。
可选地，所述离心机振动台还包括：相互连接的拖动控制系统1-1和离心机运转动力泵2-4，所述拖动控制系统1-1通过所述离心机运转动力泵的转速2-4控制离心机的转速。
可选地，所述离心机振动台还包括：相互连接的传感器采集系统1-3和传感器，所述传感器采集系统1-3控制所述传感器采集离心机的转速。
可选地，滑环系统3-13固定在离心机的离心机主轴3-12上。
由上述技术方案可知，本实用新型的离心机振动台，通过将磁悬浮技术与离心机振动台相结合，使得磁悬浮导轨与磁悬浮振动台不接触，不会对磁悬浮振动台造成结构损耗，延长使用寿命，且能够快速方便的实现离心机振动台的竖向运动，从而能够与成熟的水平方向运动结合实现双向高频地震波的实时动态加载，满足严谨的科研要求和保证研究成果的可靠性。
附图说明
图1为本实用新型一实施例提供的离心机振动台竖向地震运动部分的结构示意图；
图2为本实用新型另一实施例提供的离心机振动台竖向地震运动部分的结构示意图；
图3为本实用新型一实施例提供的离心机振动台运转时的俯视结构示意图；
图4为本实用新型一实施例提供的离心机振动台运转时的俯视结构示意图。
附图标记说明
拖动控制系统1-1振动台控制系统1-2传感器采集系统1-3；
储油槽2-1振动台液压泵2-2液压管2-3离心机运转动力泵2-4；
变送器控制导线3-1变送器3-2导轨控制导线3-3磁悬浮导轨3-4磁悬浮振动台3-5剪切模型箱3-6蓄能器3-7进油口3-8伺服阀3-9伺服阀控制导线3-10信号航空插头板3-11离心机主轴3-12滑环系统3-13。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
图1示出了本实用新型一实施例提供的离心机振动台竖向地震运动部分的结构示意图。如图1所示，本实施例的离心机振动台，包括：变送器3-2、磁悬浮振动台3-5、磁悬浮导轨3-4和剪切模型箱3-6；
所述剪切模型箱3-6放置在所述磁悬浮振动台3-5上，所述磁悬浮导轨3-4位于所述磁悬浮振动台3-5的下方，所述磁悬浮导轨3-4中含有通电线圈，所述磁悬浮振动台3-5由金属材料制成；
所述变送器3-2向所述磁悬浮导轨3-4中的通电线圈提供大小呈周期性变化的电流，以使所述磁悬浮振动台3-5带动所述剪切模型箱3-6进行竖向地震运动。
可以理解的是，本实施例中的变送器3-2可由振荡器或振荡电路来实现。
本实施例中，离心机振动台在工作时，磁悬浮导轨3-4和磁悬浮振动台3-5之间不接触，悬浮2cm，当离心机运转稳定后，变送器3-2向磁悬浮导轨3-4提供一个大小呈周期性变化的电流，从而使得磁悬浮振动台3-5以及放置在磁悬浮振动台3-5上的剪切模型箱3-6处于竖向运动状态。
本实施例的离心机振动台，利用将磁悬浮技术实现离心机振动台在竖向的地震运动，方便快速，能够与成熟的水平运动结合，提供双向高频地震波的实时动态加载；且磁悬浮导轨与磁悬浮振动台不接触，不会对磁悬浮振动台造成结构损耗，延长离心机振动台的使用寿命。
图2示出了本实用新型一实施例提供的离心机振动台竖向地震运动部分的结构示意图。如图2所示，本实施例的离心机振动台与图1所示实施例增加了一个振动台控制系统1-2，所述振动台控制系统1-2连接所述变送器3-2，并通过所述变送器3-2为所述磁悬浮导轨3-4中的通电线圈提供大小呈周期性变化的电流。
可以理解的是，本实施例中，振动台控制系统1-2与变送器3-2之间通过变送器控制导线3-1进行连接，变送器3-2与磁悬浮导轨3-4中的通电线圈通过导轨控制导线3-3进行连接。
振动台控制系统1-2通过变送器3-2控制磁悬浮振动台3-5以及放置在磁悬浮振动台3-5上的剪切模型箱3-6处于竖向运动状态。
本实施例的离心机振动台，通过振动台控制系统来控制变送器向磁悬浮导轨中的通电线圈的电流变化，可以更好的满足研究人员对离心机振动台地震运动的要求。
图3示出了本实用新型一实施例提供的离心机振动台运转时的俯视结构示意图。如图3所示，本实施例的离心机振动台还包括：振动台液压泵2-2、储油槽2-1、蓄能器3-7、伺服阀3-9、滑环系统3-13和信号航空插头板3-12。
所述振动台控制系统1-2分别连接所述振动台液压泵2-2和所述伺服阀3-9，所述振动台液压泵2-2分别连接所述储油槽2-1和所述蓄能器3-7，所述磁悬浮振动台3-5和所述剪切模型箱3-6连接所述伺服阀3-9。
所述振动台控制系统1-2根据离心机的转速控制所述振动台液压泵2-2从所述储油槽2-1中抽取液压油至所述蓄能器3-7。
所述振动台控制系统1-2通过改变所述伺服阀3-9的阀门开关大小控制所述蓄能器3-7中液压油的压力，以带动所述磁悬浮振动台3-5和所述剪切模型箱3-6进行水平地震运动。
所述滑环系统3-13，用于将所述振动台控制系统1-2的控制信号传输给所述变送器3-2及所述伺服阀3-9。
所述信号航空插头板3-11，用于为所述变送器3-2及所述伺服阀3-9提供连接插头，以连接变送器控制导线3-1以及伺服阀控制导线3-10使得所述振动台控制系统1-2连接所述变送器3-2及所述伺服阀3-9。
振动台控制系统1-2根据离心机的转速控制振动台液压泵2-2和2-3的运转，振动台液压泵2-2从储油槽2-1中抽取液压油并通过液压管2-3传送到进油口3-8，进油口3-8连接蓄能器3-7，从而在蓄能器3-7中贮存了一定压力的液压油。
伺服阀3-9通过控制导线3-10连接到信号航空插头板3-11的插头中，振动台控制系统1-2通过滑环系统3-13连接信号航空插头板3-11，从而使得振动台控制系统1-2通过控制伺服阀3-9两端的阀门开关的大小，实现对蓄能器3-7中油压的控制。振动台控制系统1-2通过改变蓄能器3-7中的油压，使得与伺服阀3-9相连的磁悬浮振动台3-5和剪切模型箱3-6进行水平地震运动。
本实施例的离心机振动台，可以方便的提供水平地震运动和竖向地震运动，保证了离心机中再现的地震荷载精度，且无需增设额外的液压工作系统，提高了离心机中再现的地震荷载的精度。
图4示出了本实用新型一实施例提供的离心机振动台的结构示意图。如图4所示，本实施例的离心机振动台还包括：相互连接的拖动控制系统1-1和离心机运转动力泵2-4，相互连接的传感器采集系统1-3和传感器。
所述拖动控制系统1-1通过所述离心机运转动力泵2-4控制离心机的转动。
所述传感器采集系统1-3控制所述传感器采集离心机的转速。上述传感器在图3中未示出。
在利用本实施例的离心机振动台进行试验时，通过拖动控制系统1-1启动离心机，拖动控制系统1-1与离心机运转动力泵2-4连接，通过滑环系统3-13和离心机主轴3-12控制离心机的转速。
本实施例的离心机振动台，拖动控制系统1-1、振动台控制系统1-2和传感器采集系统1-3共同组成中央控制系统；储油槽2-1、振动台液压泵一2-2、液压管2-3和离心机运转动力泵2-4构成离心机振动台的动力设备系统；变送器控制导线3-1、变送器3-2、导轨控制导线3-3、磁悬浮导轨3-4、磁悬浮振动台3-5、剪切模型箱3-6、蓄能器3-7、进油口3-8、伺服阀3-9、伺服阀控制导线3-10、信号航空插头板3-11、离心机主轴3-12和滑环系统3-13属于离心机振动台的离心机主机械系统。
本实施例的离心机振动台，可在离心机中实现施加双向地震荷载，尤其适用于土工离心试验系统中高离心力、空间有限等恶劣的工作环境。
本领域普通技术人员可以理解：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型权利要求所限定的范围。
Claims (8)
1.一种离心机振动台，其特征在于，包括：变送器(3-2)、磁悬浮振动台(3-5)、磁悬浮导轨(3-4)和剪切模型箱(3-6)；
所述剪切模型箱(3-6)放置在所述磁悬浮振动台(3-5)上，所述磁悬浮导轨(3-4)位于所述磁悬浮振动台(3-5)的下方，所述磁悬浮导轨(3-4)中含有通电线圈，所述磁悬浮振动台(3-5)由金属材料制成；
所述变送器(3-2)向所述磁悬浮导轨(3-4)中的通电线圈提供大小呈周期性变化的电流，以使所述磁悬浮振动台(3-5)带动所述剪切模型箱(3-6)进行竖向地震运动。
2.根据权利要求1所述的离心机振动台，其特征在于，所述离心机振动台还包括：振动台控制系统(1-2)，所述振动台控制系统(1-2)连接所述变送器(3-2)，并通过所述变送器(3-2)为所述磁悬浮导轨(3-4)中的通电线圈提供大小呈周期性变化的电流。
3.根据权利要求2所述的离心机振动台，其特征在于，所述离心机振动台还包括：振动台液压泵(2-2)、储油槽(2-1)、蓄能器(3-7)和伺服阀(3-9)；
所述振动台控制系统(1-2)分别连接所述振动台液压泵(2-2)和所述伺服阀(3-9)，所述振动台液压泵(2-2)分别连接所述储油槽(2-1)和所述蓄能器(3-7)，所述磁悬浮振动台(3-5)和所述剪切模型箱(3-6)连接所述伺服阀(3-9)；
所述振动台控制系统(1-2)根据离心机的转速控制所述振动台液压泵(2-2)从所述储油槽(2-1)中抽取液压油至所述蓄能器(3-7)；
所述振动台控制系统(1-2)通过改变所述伺服阀(3-9)的阀门开关大小控制所述蓄能器(3-7)中液压油的压力，以带动所述磁悬浮振动台(3-5)和所述剪切模型箱(3-6)进行水平地震运动。
4.根据权利要求3所述的离心机振动台，其特征在于，所述离心机振动台还包括：滑环系统(3-13)，所述滑环系统(3-13)连接所述振动台控制系统(1-2)、所述变送器(3-2)以及所述伺服阀(3-9)；
所述滑环系统(3-13)，用于将所述振动台控制系统(1-2)的控制信号传输给所述变送器(3-2)及所述伺服阀(3-9)。
5.根据权利要求3所述的离心机振动台，其特征在于，所述离心机振动台还包括：信号航空插头板(3-11)，所述信号航空插头板(3-11)连接所述振动台控制系统(1-2)；
所述信号航空插头板(3-11)，用于为所述变送器(3-2)及所述伺服阀(3-9)提供连接插头，以连接变送器控制导线(3-1)以及伺服阀控制导线(3-10)使得所述振动台控制系统(1-2)连接所述变送器(3-2)及所述伺服阀(3-9)。
6.根据权利要求1所述的离心机振动台，其特征在于，所述离心机振动台还包括：相互连接的拖动控制系统(1-1)和离心机运转动力泵(2-4)，所述拖动控制系统(1-1)通过所述离心机运转动力泵(2-4)的转速来控制离心机的转速。
7.根据权利要求1所述的离心机振动台，其特征在于，所述离心机振动台还包括：相互连接的传感器采集系统(1-3)和传感器，所述传感器采集系统(1-3)控制所述传感器获取离心机的转速。
8.根据权利要求4所述的离心机振动台，其特征在于，所述滑环系统(3-13)固定在离心机的离心机主轴(3-12)上。
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