一种离心机跑轮技术领域
本发明涉及离心机配件，具体说是一种离心机跑轮。
背景技术
管桩生产过程中，离心为必不可少的一步，通过离心工艺使得‘放入在管模里的混泥
土’变得密实，同时使得预置桩初步成型。方桩是外方内圆，对于管模来说，中间没有心
轴，因此，中间圆孔就是通过离心工艺自然成型的。方桩的生产过程，主要是将混泥土放
入管模里，进行离心，高温高压处理，凝结成型，最后开模。
管模内放入搅拌好的混泥土，就封口，将管模放在离心机上，进行离心成型。主要是
通过电机动力传递到传动轴，传动轴上安装有跑轮，通过跑轮旋转，带动管模旋转，由于
管模旋转，从而达到离心效果。
现有技术中，现有离心机的振动非常大，因此在车间的噪声也很大。通过实验测试现
有离心机的机外辐射噪声高达104分贝。对工人的工作环境造成严重影响。通过分析产生
振动与噪声的主要来源于桩体模具与离心机跑轮之间的相互冲击。由于质量大，高速运转，
因此冲击严重。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种能使离心机运转振动与噪声的降
低的离心机跑轮。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种离心机跑轮，包括轮体，在所述轮体的外缘上包覆有耐磨弹性层。
采用上述技术方案，有效地减缓了桩体制作过程中，模具与离心机跑轮之间的冲击，
消除出了因冲击引起的高频振动，从而减少了振动的辐射噪音。
为了使上述轮体和耐磨弹性层之间能牢固地结合，增加聚氨酯的扶着力，同时将聚氨
酯材料的内部热耗散到到最小，在所述轮体外缘上并沿外缘周向设有一道以上的凹槽，所
述耐磨弹性层设在凹槽的上面。
为了使离心机跑轮能更加平稳地转动，优选，当轮体上凹槽为两道以上时，凹槽在轮
体上呈对称分布。
为了能使上述轮体和耐磨弹性层能有效地结合，同时又能保证响跑轮的强度，优选，
所述凹槽的深为1-5mm。
为了能更加有效地减少噪音，同时能保证离心效率，优选，所述耐磨弹性层的厚度为
6-12mm。此处耐磨弹性层的厚度不计槽深。
为了使轮体和耐磨弹性层能更好地结合，优选，所述凹槽的形状为倒等腰梯形。
将上低边短，下底边长的等腰梯形定义为正等腰梯形；上底边长，下底边短的等腰梯
形定义为倒等腰梯形。
为了进一步提高轮体和耐磨弹性层的结合程度，进一步优选，所述等腰梯形的腰与水
平面所成的锐角为40-50度。
为了提高工作效率，同时能保证伦理和耐磨弹性层的紧密结合，优选，所述的凹槽有
两道，对称地分布在轮体周边上，倒等腰梯形的下底边长为13-17mm。
上述耐磨弹性层优选为聚氨酯树脂层。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：能有效地减缓桩体制作过程中，模具与离
心机跑轮之间的冲击，能消除因冲击引起的高频振动，从而能减少振动的辐射噪音。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1上Z处放大示意图；
图3为离心机简化模型降噪分析模型；
图4为离心机简化模型降噪分析中模态分析求解图；
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容
不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
如图1、图2所示，一种离心机跑轮，包括轮体1，在轮体1外缘上并沿外缘周向设
有一道以上的凹槽2，在具有凹槽2的外缘上包覆有耐磨弹性层3，其中耐磨弹性层3所
用材料为聚氨酯这样就能使得耐磨弹性层3设在凹槽2的上面并且增加聚氨酯的扶着力，
同时将聚氨酯材料的内部热耗散到到最小。
当轮体1上凹槽2为两道以上时，凹槽2在轮体1上呈对称分布。
每个凹槽2的深为1-5mm，耐磨弹性层3的厚度为6-12mm，此处耐磨弹性层3的厚度
不计槽深。每个凹槽2的形状为倒等腰梯形，该等腰梯形的腰与水平面所成的锐角为40-50
度。倒等腰梯形的下底边长为13-17mm。
优选方案：轮体1上设有对称分布的两道凹槽2，凹槽2的形状为倒梯形，倒梯形的
下底边长为15mm，轮体1的厚为100mm，倒梯形底边最靠近轮体1边缘的一端距轮体1
边缘的距离为20mm，到等腰梯形的腰与水平面所成的锐角为45度，耐磨弹性层3的厚度
为8mm（不计凹槽2深度），槽深为2mm。
将桩体模具放在离心机的主动轮和从动轮之间，在主动轮的带动之下便可完成离心工
序。
本发明原理是：由于主动轮和从动轮的跑轮上都设有耐磨弹性层3，有效地减缓了桩
体制作过程中，桩体模具与离心机跑轮之间的冲击，消除了因冲击引起的高频振动，从而
减少了振动的辐射噪音。
下面通过管桩离心机简化模型降噪分析来进一步阐述本发明的有益效果、
一、建立离心机简化模型：跑轮建模时用弹簧K代替，管模用质量块m代替，模型如
图3所示。
二、定义单元参数：
把质量块质量设为54kg，弹簧刚度设为25000000N/m，在‘ansys’分析软件中的步
骤图：
其中阻尼系数设为0。
三、模态分析：
在‘ansys’分析软件中模态分析结果知固有频率为108HZ，求解图如图4所示。
四、无阻尼谐响应分析：
在1号弹簧上施加沿弹簧方向的单位位移激励，求无阻尼谐响应。
五、有阻尼谐响应分析：
重复步骤二定义单元参数、步骤四无阻尼谐响应分析，只需把阻尼系数设为2000即
可（聚氨酯橡胶材料等效的阻尼系数），然后进行同样的谐响应分析。
六、谐响应分析数据对比
固有频率108HZ附近无阻尼与有阻尼时振幅和相位对比数据如下：
在相同频率下，有阻尼与无阻尼振幅之比如下
频率
有阻尼与无阻尼振幅之比
105
0.7511
106
0.6187
107
0.4038
108
0.0986
109
0.2334
110
0.4994
111
0.6732
七、通过以上分析，可得在跑轮外缘加上聚氨酯材料以后，结构的振动响应振幅在固
有频率附近的降幅为0.4到0.098。也就是说结构振动的辐射声压幅值降低0.4到0.098。
设初始声压为P，则结构改造后声压为0.4P到0.098P。
根据声压级的定义，得到改造后声压级为：
Lp＝20lg(p)
Lp’＝20lg(0.098p)＝201g(0.098)+20lg(p)＝Lp-20.1755(db)
Lp’＝20lg(0.4p)＝20lg(0.4)+20lg(p)＝Lp-7.9588(db)
由此可知，结构改造后，辐射噪声可比源噪声降低8-20分贝。
对于其它非固有频率成分，振幅远小于固有频率，可以不予考虑辐射噪声能量。
八、结构的强度分析
(1)选取聚氨酯材料LF7500(邵D70-75度)，概算应力和概算应变数据的提供如下
(2)包胶结构图如图2所示：
(3)建模，进行有限元计算，加载20吨，计算结果如下：
聚氨酯材料最大应力为：0.05Mpa；而LF7500料的拉伸强度为48.9MPa＞0.05MPa，故聚氨
酯材料的强度可靠。
聚氨酯材料最大变形约为：0.07mm，变形几乎没有影响。
综上所述，本发明离心机跑轮结构合理，进行包胶改造后，强度可靠。