一种可在高过载环境运行的大容量离心机吊篮制造技术

本实用新型专利技术涉及土工离心机结构领域，具体公开了一种可在高过载环境运行的大容量离心机吊篮，包括吊臂，所述吊臂由多层吊臂组件叠合构成；所述吊臂组件为U形板件，其底部为圆弧部，两侧为侧板，侧板与底部的圆弧部相切；所述吊臂的两侧的上端均设置有用于与离心机转臂连接的销轴孔，所述销轴孔内设置有轴承组件；所述吊臂底部的圆弧部上设置有平台。本实用新型专利技术的优点是将吊臂设计成整体，且采用多层的结构，可较好继承高碳合金钢板的力学特性，满足使用要求，结构简单；同样，采用碳纤维制造吊臂也能达到使用的要求，且其重量更轻。

【技术实现步骤摘要】
一种可在高过载环境运行的大容量离心机吊篮
本技术涉及土工离心机结构领域，特别是一种可在高过载环境运行的大容量离心机吊篮。
技术介绍
吊篮是土工离心机的关键部件，是离心机转臂和土工模型的纽带。它位于离心机最大加速度场中，旋转时承受模型和模型箱以及自身质量产生的巨大离心力，其自身刚强度和重量直接影响离心机的规模和运行工况。目前，世界上已建成规模最大土工离心机是美国陆军工程兵团1998年建成了1200gt（g为重力加速度，t为质量单位，吨）土工离心机，其最大离心加速度350g亦是世界之最。为解决千米级深地和深海工程、地质构造演变、地下空间利用等国家亟待解决的重大问题，迫切需要建设容量更大、离心加速度更高的大规模高转速土工离心机。要建设这种离心机，其吊篮设计是关键。在国内，孙述祖【孙述祖.土工离心机设计综述[R].南京：南京水利科学研究院土工研究所.1990，土9002.】提出了吊篮设计方法和吊篮设计要求；冉光斌等人对一般规模土工离心机吊篮进行了设计研究【冉光斌，罗昭宇，刘小刚，等.土工离心机吊篮的设计及优化方法.机械设计[J]，2009,26（11）：68-70】，对巨型多功能土工离心机吊篮也进行了设计【冉光斌，洪建忠，刘小刚.巨型多功能土工离心机吊篮的设计.机械设计[J]，2011,28（10）：33-36.】，并授权大规模土工吊篮技术专利【冉光斌，陈磊，罗昭宇，等.巨型土工离心机吊篮：中国，201310284629.9[P].】；但这些土工离心机吊篮很难承载更大负载在更大过载环境运行。现有技术的缺点是：现有大容量吊篮一般由两个吊臂通过销轴悬挂一个吊篮平台组成，吊篮平台用于安装试验模型箱等试件，吊篮平台及试件产生的离心力通过销轴传递给两个吊臂。这种吊篮结构很难实现大负载高转速运行要求。吊篮平台上平面的挠度是吊篮设计必须严格控制的指标，因它关系到土工试验的精度。现有吊篮结构在高过载环境运行，其平台挠度很难控制。另外，现有吊篮结构若要实现大负载和高转速要求，又要满足刚、强度要求，很难选用到合适的加工材料。导致原因：1）大负载高转速土工离心机吊篮运行工况严酷：负载容量超过1500gt，最高离心加速度超过500g、尺寸规模大；2）吊篮设计要求苛刻：在保证一定安全裕度前提下，要求吊篮整体有较高刚度，吊篮上平面有较小挠度，而结构整体质量要尽可能小；3）现有吊篮平台两端通过吊臂悬挂，中间承载试件在高过载环境运行。为控制其挠度，须对平台结构进行充分优化，并选用刚度较好的钢材加工，虽如此，平台的质量亦很大。在高过载环境，在负载和自身质量产生的离心力作用下，其变形很难控制。而且平台尺寸越大或平台质量越大，挠度越难控制。4）为实现大负载和高转速要求，吊篮各结构件需要较大的厚度，而合金材料厚度越大，其力学性能越差。现有设计方案已不能完成设计要求。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中离心机吊篮不适用于大负载的环境的缺点，提供一种可在高过载环境运行的大容量离心机吊篮，其结构简单，能满足高强度的使用要求。本技术的目的通过以下技术方案来实现：一种可在高过载环境运行的大容量离心机吊篮，包括吊臂，所述吊臂由多层吊臂组件叠合构成；所述吊臂组件为U形板件，其底部为圆弧部，两侧为侧板，侧板与底部的圆弧部相切；所述吊臂的两侧的上端均设置有用于与离心机转臂连接的销轴孔，所述销轴孔内设置有轴承组件；所述吊臂底部的圆弧部上设置有平台。具体的，所述轴承组件包括关节轴承、承力轴套和压紧螺母，所述关节轴承设置在承力轴套内，所承力轴套设置在销轴孔内，所述承力轴套的一端设置有外螺纹，压紧螺母与承力轴套螺纹连接，使承力轴套固定在销轴孔内。具体的，所述平台的底部为圆弧面，其与吊臂底部的圆弧部贴合，平台的顶部为平面，所述平台的两端面与吊臂底部圆弧部的两端面对齐。具体的，所述平台的底部设置有多个减重孔，所述减重孔均匀设置。具体的，所述吊臂组件为由炭纤维复合材料整体加工成型的结构。具体的，所述吊臂组件为由高强度合金薄钢板整体加工成型的结构。具体的，所述平台采用轻质高刚度材料制成。本技术具有以下优点：1、将传统吊篮结构的两个吊臂合二为一，设计成一个整体，吊臂无论采用多层高强度合金刚叠层结构，还是采用碳纤维复合材料整体结构，在离心机运行过程中，吊臂主要承载拉力，因吊臂圆弧面与侧面相切，拉力可以平滑过渡。另外，吊臂与转臂间采用关节轴承联接，吊臂可在离心力作用下自适应变形，不会产生高应力集中。2、吊臂若采用多层高强度合金刚叠层结构，可较好继承高碳合金钢板的力学特性，而且加工量很小，若采用碳纤维复合材料整体加工，不仅吊臂质量轻、抗拉刚度好，而且加工工艺亦较简单。3、吊篮平台主要承载压力，受力工况较好，即使采用铝合金加工，都很容易实现吊篮平台挠度控制要求。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的吊臂的结构示意图；图3为本技术的吊臂组件的结构示意图；图4为本技术的轴承组件的装配结构示意图；图5为本技术的承力轴套的结构示意图；图6为本技术的压紧螺母的结构示意图；图7为本技术的平台的结构示意图A；图8为本技术的平台的结构示意图B；图中：1-吊臂，2-吊臂组件，21-侧板，22-圆弧部，3-销轴孔，4-平台，5-承力轴套，6-关节轴承，7-压紧螺母，8-减重孔。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的描述，但本技术的保护范围不局限于以下所述。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。实施例一、如图1～8所示，一种可在高过载环境运行的大容量离心机吊篮，包括吊臂1，所述吊臂1由多层吊臂组件2叠合构成；所述吊臂组件2为U形板件，其底部为圆弧部22，两侧为侧板21，侧板21与底部的圆弧部22相切；所述吊臂1的两侧的上端均设置有用于与离心机转臂连接的销轴孔3，所述销轴孔3内设置有轴承组件；所述吊臂1底部的圆弧部22上设置有平台4，但在实际设计过程中，吊臂1底部圆弧面有开孔，而平台4底部有对应的突出结构，然后二者通过突出结构和开孔转配成一体，实现平台4与吊臂1的固定安装。现有技术中，大容量吊篮一般由两个吊臂通过销轴悬挂一个吊篮平台组成，吊篮平台及试件产生的离心力通过销轴传递给本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可在高过载环境运行的大容量离心机吊篮，其特征在于：包括吊臂（1），所述吊臂（1）由多层吊臂组件（2）叠合构成；所述吊臂组件（2）为U形板件，其底部为圆弧部（22），两侧为侧板（21），侧板（21）与底部的圆弧部（22）相切；/n所述吊臂（1）的两侧的上端均设置有用于与离心机转臂连接的销轴孔（3），所述销轴孔（3）内设置有轴承组件；/n所述吊臂（1）底部的圆弧部（22）上设置有平台（4）。/n

【技术特征摘要】
1.一种可在高过载环境运行的大容量离心机吊篮，其特征在于：包括吊臂（1），所述吊臂（1）由多层吊臂组件（2）叠合构成；所述吊臂组件（2）为U形板件，其底部为圆弧部（22），两侧为侧板（21），侧板（21）与底部的圆弧部（22）相切；
所述吊臂（1）的两侧的上端均设置有用于与离心机转臂连接的销轴孔（3），所述销轴孔（3）内设置有轴承组件；
所述吊臂（1）底部的圆弧部（22）上设置有平台（4）。


2.根据权利要求1所述的一种可在高过载环境运行的大容量离心机吊篮，其特征在于：所述轴承组件包括关节轴承（6）、承力轴套（5）和压紧螺母（7），所述关节轴承（6）设置在承力轴套（5）内，所述承力轴套（5）设置在销轴孔（3）内，所述承力轴套（5）的一端设置有外螺纹，压紧螺母（7）与承力轴套（5）螺纹连接，使承力轴套（5）固定在销轴孔（3）内。


3.根据权利要求1所述的一种可在高过载...

【专利技术属性】
技术研发人员：冉光斌，张志强，宋琼，黎启胜，陈磊，赵世鹏，洪建忠，许元恒，栗庆，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院总体工程研究所，
类型：新型
国别省市：四川;51