用于工业机械的变速马达驱动器的制造方法
【专利摘要】用于工业机械的变速马达驱动器。一种工业机械，包括具有旋转速度的破碎机马达、破碎机轴、传感器和控制器。所述破碎机轴被机械地联接到所述破碎机马达的输出，并且所述破碎机轴包括能够操作用于破碎物料的多个刀具。所述传感器被构造成产生与所述破碎机马达的参数有关的信号。所述控制器被构造成接收来自所述传感器的信号，基于所接收到的信号确定所述破碎机马达的参数值，将所述破碎机马达的所述参数值与阈值进行比较，并且基于所述破碎机马达的所述参数值与所述阈值的比较来产生控制信号，所述控制信号用于改变所述破碎机马达的旋转速度。
【专利说明】用于工业机械的变速马达驱动器
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及用于工业机械的马达驱动器。
【背景技术】
[0002]在采矿以及物料处理行业，工业机械(例如，工业采矿机)，诸如辊式轧碎机或者辊式轧碎装置被用于改变物料(例如，开采的物料)的尺寸。辊式轧碎机为包括轴的装置，所述轴利用轴承而被安装到框架，并且包括一个或更多个实际接合物料(例如，岩石、煤等)的工具，以便将物料的尺寸减少至预期的和/或预定的粒度。这种装置可以在多种不同类型的棍式轧碎机中实现，诸如进料破碎机(feeder-breaker)、双棍式轧碎机、单棍式轧碎机等。采用例如链条和链板类型的传送器(如在进料破碎机中)或者利用重力(如在双辊式轧碎机和单辊式轧碎机中)，将物料供给到多种类型的辊式轧碎机中，其中，在辊式轧碎轴之间(例如，双辊式轧碎机)或者在辊式轧碎机轴和框架之间(例如，单辊式轧碎机)发生破碎行为。
[0003]辊式轧碎机通过例如一个或更多个电动马达驱动，电动马达驱动马达轴并且被连接至齿轮减速器，以便为辊式轧碎机轴产生固定的旋转速度。由辊式轧碎机轴产生的用于对物料进行分粒的力为辊式轧碎机轴的旋转速度以及马达驱动器轴和辊式轧碎机轴的旋转质量的函数。该力集中在辊式轧碎机刀具(例如，破碎机)处，使得所述力被施加到物料，以便将物料减小至预期的粒度。
【发明内容】
[0004]在这里描述的本发明的实施例涉及工业机械以及用于所述工业机械的马达驱动器或控制器。所述控制器被构造成通过控制马达的速度(例如，处于马达同步速度的大约+/-15%的范围内)来改变辊式轧碎机轴的旋转速度。通过操控辊式轧碎机轴的旋转速度，辊式轧碎机经受较低的刀具磨损(例如，破碎机磨损)、较长的刀具寿命、较少的停机时间、较低的功耗、更一致的物料分粒以及具有在一定的数值范围内动态地改变物料产品尺寸的能力。这些有益效果能够被实现，而无需重新设计辊式轧碎机或者轧碎刀具(例如，破碎机)。控制器接收并且使用从传感器接收到的信号以及各种控制方法来调节或者改变电动马达的速度，以便相应地控制辊式轧碎机轴的速度。
[0005]在一个实施例中，本发明提供了一种工业机械，所述工业机械包括具有旋转速度的破碎机马达、破碎机轴、传送器、传感器以及控制器。所述破碎机轴被机械地联接到所述破碎机马达的输出，并且所述破碎机轴包含能够操作用于破碎物料的多个刀具。所述传送器被构造成将物料传送通过所述工业机械。所述传感器被构造成产生与所述破碎机马达的参数有关的信号。所述控制器被构造成接收来自所述传感器的信号，基于所接收到的信号确定所述破碎机马达的参数值，将所述破碎机马达的所述参数值与阈值进行比较，并且基于所述破碎机马达的所述参数值与所述阈值的比较来产生控制信号，所述控制信号用于改变所述破碎机马达的旋转速度。
[0006]在另一个实施例中，本发明提供了一种控制工业机械的方法。所述方法包括接收来自传感器的与破碎机马达的参数有关的信号。所述破碎机马达具有旋转速度，并且所述破碎机马达被机械地联接到破碎机轴，所述破碎机轴包含能够操作用于破碎物料的多个刀具。所述方法还包括基于接收到的信号确定所述破碎机马达的参数值，将所述破碎机马达的所述参数值与阈值进行比较，并且基于所述破碎机马达的所述参数值与所述阈值的比较来产生控制信号，所述控制信号用于改变所述破碎机马达的旋转速度。
[0007]在另一个实施例中，本发明提供了一种工业机械，所述工业机械包括具有旋转速度的破碎机马达、破碎机轴、传感器和控制器。所述破碎机轴被机械地联接到所述破碎机马达的输出，并且所述破碎机轴包含能够操作用于破碎物料的多个刀具。所述传感器被构造成产生与所述破碎机马达的参数有关的信号。所述控制器被构造成接收来自所述传感器的所述信号，基于所接收到的信号确定所述破碎机马达的参数值，将所述破碎机马达的参数值与阈值进行比较，并且基于所述破碎机马达的参数值与所述阈值的比较来产生控制信号，所述控制信号用于改变所述破碎机马达的旋转速度。
[0008]通过考虑详细的说明和附图，本发明的其它方面将会变得显而易见。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为根据本发明实施例的工业机械的顶视图。
[0010]图2为图1的工业机械的侧视图。
[0011]图3为根据本发明另一个实施例的工业机械的顶视图。
[0012]图4为图3的工业机械的侧视图。
[0013]图5为根据本发明实施例的传送器组件的顶视图。
[0014]图6为根据本发明实施例的破碎机轴组件的顶视图。
[0015]图7图示了根据本发明实施例的轧碎装置。
[0016]图8为根据本发明实施例的破碎机轴的分解透视图。
[0017]图9-图11图示了根据本发明实施例的物料分粒器。
[0018]图12-图14图示了根据本发明另一个实施例的物料分粒器。
[0019]图15为用于根据本发明实施例的工业机械的控制器。
[0020]图16为用于控制根据本发明实施例的工业机械的方法。
[0021]图17为用于控制根据本发明另一个实施例的工业机械的方法。
【具体实施方式】
[0022]在详细地解释本发明的任何实施例之前，要理解本发明不局限于应用于在以下描述中阐明的或者在以下附图中示出的结构细节以及部件布置。本发明能够应用于其它的实施例，并且能够以各种方式被实施或者执行。而且，应当理解，这里使用的措辞和术语用于进行描述，并且不应当被视为限制。本文中使用的“包含”、“包括”或者“具有”及其变化意味着包含其后列出的物品及其等同物以及另外的物品。术语“安装”、“连接”以及“联接”被广义地使用，并且包含直接的和间接的安装、连接以及联接。此外，“连接”以及“联接”不限制于实际的或者机械的连接或者联接，而是可以包括直接或者间接的电连接或联接。同样，可以利用任何已知的方式，包括直接连接、无线连接等，实现电子通信和通知。
[0023]应当注意，多个硬件和基于软件的装置以及多个不同的结构部件可以被用于实现本发明。此外，而且如在后面的段落中所描述的，在附图中图示的特定配置的意图是例证本发明的实施例，并且其它的可替换配置是可能的。术语“处理器”、“中央处理单元”和“CPU”是可互换的，除非另作说明。术语“处理器”或者“中央处理单元”或者“CPU”被用于标识执行特定功能的单元，应当理解，除非另作说明，那些功能可以由单个处理器或者以任何形式布置的多个处理器实现，包括并行处理器、串行处理器、串联处理器或者云处理/云计算配置。
[0024]在这里描述的本发明涉及一种工业机械，诸如进料破碎机或者分粒器(例如，单辊式轧碎机、双辊式轧碎机等)。所述工业机械包括例如至少一个破碎机马达和至少一个传送器马达(即，在进料破碎机实施例中)。工业机械的控制器被构造成监控与马达的操作性能或者参数有关的多种传感器信号，以确定所述工业机械的操作状态。工业机械的操作状态可以包括例如破碎机轴上的载荷水平、传送器上的载荷水平、马达的速度、马达的功率、马达的转矩、马达的载荷等。所述控制器或者被连接到所述控制器的一个或更多个专用驱动器可操作用于检测与所述工业机械相关的状态，并且改变破碎机马达或者传送器马达的运转速度，以改善所述工业机械的状态。例如，可以改变马达的运转速度，以提高生产量、减少磨损、提高输出物料的一致性等。在每种情况下，破碎机马达和/或传送器马达的参数被监控并且被控制(例如，被调节或者改变)，以实现工业机械的性能改善，而无需重新设计或者重新构造工业机械的机械特征。
[0025]本发明能够在多种工业机械中实现，诸如进料破碎机。进料破碎机为低剖面(low-profile)的轧碎装置，其包括例如水平辊式轧碎系统(一般称为“破碎机轴”)、传送器系统、料斗以及可选的允许工业机械移动的车轮或者轨道。除此之外，基于物料托运装置、物料供给尺寸、物料生产量等，进料破碎机的特定实施方式可以采取多种形式中的任意一种。
[0026]图1和图2图示了根据本发明一种实施方式的进料破碎机100。该进料破碎机100包括用于控制破碎机轴的旋转速度的变速驱动器。除此之外，工业机械100还包括传送器及传送器链条105、传送器链板110、破碎机组件115、第一马达或传送器马达120、第二马达或破碎机马达125、第一减速器(例如，齿轮减速器)130、第二减速器(例如，齿轮减速器)135以及履带140。工业机械100还包括例如尾轴145、链条盖150、扼止链条(chokechains) 155、液压控制阀160、应急杆165、折叠门170、液压箱175、液压过滤器180、转矩限制离合器185、液压泵断开器190、液压泵195、联轴器200、首端轴205、启动器210、张紧(take-up)轴承215、张紧装置220、料斗起重油缸225、侧板230和卸料斜槽235。驱动器通常指马达，但驱动器也可以包括例如离合器、齿轮减速器(例如，减速器)等。
[0027]图3和图4图示了另一种实施方式的进料破碎机300。该进料破碎机300同样包括用于控制破碎机轴的旋转速度的变速驱动器，并且除此之外包括具有链条和链板305的传送器、第一电动马达310、液压马达315、第二电动马达或破碎机马达320、减速器325 (例如，齿轮减速器)以及履带330。工业机械300同样包括例如尾轴335、扼止链条340、液压控制阀345、液压箱350、液压过滤器355、转矩限制离合器360、液压泵365、首端轴370、启动器375、张紧装置380、料斗起重油缸385、侧板390、卸料斜槽395、防燃箱400、热交换器405、传动带开关410和卸料入口端415 (例如，三通卸料入口端)。
[0028]在详细地描述进料破碎机100和300的操作之前，在图5-图8中图示了各种子系统，以进一步展示进料破碎机的原始系统是如何组装的。例如，图5图示了一种用于工业机械100或工业机械300的传送器组件500，所述传送器组件包括尾轴505、传送器链条及链板510、首端轴515和液压传送器驱动器520。在一些实施例中，所述传送器组件500包括用于驱动传送器的电动马达和减速器。图6图示了一种破碎机组件600，所述破碎机组件包括电动马达605、转矩限制离合器610、减速器615和破碎机轴620。图7图示了一种破碎装置或刀具700，所述破碎装置或刀具包括轴705、破碎机环710、保持器715、中间保持器720和破碎机镐725。图8图示了一种破碎机轴组件800，所述破碎机轴组件包括破碎机轴805、减速器810、压缩环815、破碎机安装板820、轴承壳825、轴承830以及轴承挡圈835。
[0029]为了进行描述，将关于进料破碎机100来描述本发明，尽管对进料破碎机操作的以下描述同样能够应用于进料破碎机300。参照图6，进料破碎机100包括水平安装的辊式轧碎机轴620，该辊式轧碎机轴被轴安装的减速器615与电动马达605组合驱动。在一些实施例中，进料破碎机100包括含有飞轮的链条和链轮驱动器以及减速器，所述减速器被安装到进料破碎机100的框架的电动马达驱动。通过破碎机轴620的旋转质量与破碎机轴620的速度的组合，为进料破碎机100产生物料破碎力。该物料破碎力受限于过载装置或者控制器以及以上描述的传送器链条和链板杆(例如，通过控制物料能够通过进料破碎机的速度)。进料破碎机100的这种破碎力与物料对安装到辊式破碎机轴的破碎机镐的破碎行为的阻力相关(例如，直接相关)。当破碎物料时，物料越硬，由破碎机轴和破碎机马达产生的力越大。
[0030]传送器系统包括链条105和链板杆150，该链条105和链板杆150以围绕进料破碎机100的框架的循环回路被驱动。所述传送器系统还包括:首端轴或驱动轴205，传送器驱动器被连接至此；以及尾轴或者惰轮轴145，链条和链板杆组件在该尾轴或者惰轮轴处被返回到进料破碎机100的甲板上。传送器驱动器能够直接地或者间接地联接到一个或更多个液压马达或者一个或更多个电动马达(例如，马达120)以及一个或更多个减速器(例如，减速器130)，所述减速器被直接联接到首端轴205或者通过链条和链轮间接地联接到首端轴205。
[0031]链条和链板杆组件被构造成向上拖动物料并且通过破碎机组件115。链条和链板杆组件提供了对物料的阻力，以允许当物料通过破碎机组件115时破碎机轴刀具(例如，破碎机镐)穿透并且分离物料。通过尾轴145处的料斗，物料被倾倒至进料破碎机物料运输车辆中。料斗为进料破碎机100提供了过负荷能力，以允许物料运输车辆以可能的最大速度将物料倾倒至进料破碎机中。进料破碎机100同样可以是固定的(例如，永久地安装)、半移动的(例如，通过刹车或者车轮)或者全移动的(例如，利用自身产生动力的履带式行进装置)。
[0032]作为进料破碎机的替代，本发明同样能够在例如分粒器内被实施。除此之外，分粒器的特定实施方式同样可以基于物料供给尺寸、物料生产量、物料类型等采取多种形式中的任意一种形式(例如，单辊式轧碎机、双辊式轧碎机等)。双辊式轧碎机为这样一种工业机械，其中通过重力供给待破碎的物料，并且其中每个破碎机轴朝向彼此转动以产生折叠袋，物料在折叠袋中被破碎机轴的刀具破碎(例如，破碎机镐或钻头块)。
[0033]图9-图11图示了一种双辊式轧碎机900，所述双辊式轧碎机包括驱动器组件905、辊轴组件910、车轮组件915、轴承组件920、端部衬垫925、框架部分930、垫片935、外轴承盖940以及端帽945和内轴承盖950。
[0034]图12-图14图示了另一种双辊式轧碎机1000。该双辊式轧碎机1000包括双辊式轧碎机1000，其包括第一驱动器组件1005、第二驱动器组件1010、破碎机辊轴组件1015、车轮组件1020、轴承组件1025、端部衬垫1030、框架部分1035、垫片1040、外轴承盖1045、端帽1050以及内轴承盖1055。
[0035]如上指出的，双辊式轧碎机包括两个用于轧碎材料的破碎机轴。在一些实施例中，破碎机轴利用定时齿轮组被同步，并且被连接到两个破碎机轴之一的电动马达和减速器驱动。在其它的实施例中，每个破碎机轴能够利用相应的电动机和减速器被独立地驱动。破碎机轴被安装在框架中，使得破碎机轴之间的距离与破碎机轴的速度组合在一起确定双辊式轧碎机的生产量以及由双辊式轧碎机输出的物料尺寸。在一些实施例中，在破碎机轴的中心线处，破碎机轴的速度与将物料供给到双辊式轧碎机的传送带的速度匹配。在这种实施例中，破碎机轴与物料流的速度匹配确保了最少量的物料废品(例如，分粒不正确的输出物料)。
[0036]图15图示了一种与工业机械100、300、900和1000有关的控制器1100。控制器1100被电连接和/或通讯连接至工业机械的多种模块或者部件。例如，例举的控制器1100被连接至一个或更多个指示器1105、用户接口模块1110、一个或更多个传送器马达和传送器马达驱动器1115、一个或更多个破碎机马达和破碎机马达驱动器1120、电源模块1125和一个或更多个传感器1130。所述控制器1100包含硬件和软件的组合，其中，该硬件和软件可操作用于控制工业机械的操作、控制马达1120和1125的速度、启动一个或更多个指示器1105(例如，液晶显示器[“IXD”])，监控工业机械的操作等。其中，一个或更多个传感器1130包括一个或更多个电流传感器、一个或更多个变流器、一个或更多个速度传感器(例如，多个霍耳效应传感器 )、旋转速度传感器、一个或更多个电压传感器、一个或更多个转矩传感器、一个或更多个压力传感器、一个或多个带称重天平、一个或更多个用于检测或者感测产品粒度的照相机、一个或更多个电阻温度探测器等。马达1115和1120可以是例如直流(“DC”)马达、交流(“AC”)感应马达、AC绕线转子马达、无刷DC( “BLDC”)马达、永磁马达、开关磁组马达、同开关换磁组马达、液压马达等或其组合。
[0037]在一些实施例中，控制器1100包含多个电学和电子部件，所述电学和电子部件提供电源、操作控制以及对控制器1100和/或工业机械100、300、900和1000内的部件和模块的保护。例如，其中，控制器1100包含处理单元1135(例如，微处理器、微控制器或者另外的适当可编程装置)、存储器1140、输入单元1145和输出单元1150。其中，处理单元1135包含控制单元1155、运算逻辑单元(“ALU”)1160以及多个寄存器1165(在图15中被显示为一组寄存器)，并且该处理单元1135利用已知的计算机功能结构实施，诸如改良的哈佛(Harvard)功能结构、冯?诺依曼(von Neumann)功能结构等。处理单元1135、存储器1140、输入单元1145和输出单元1150以及连接至控制器1100的各种模块通过一个或更多个控制和/或数据总线(例如，共用总线1170)连接。为了进行说明，在图15中大体示出了控制和/或数据总线。考虑到在这里描述的本发明，使用一个或更多个控制和/或数据总线进行各种模块和部件之间的相互连接以及通信，对于本领域技术人员而言是已知的。在一些实施例中，局部地或者完全地在半导体(例如，现场可编程门阵列[“FPGA”]半导体)芯片上实现控制器1100，诸如通过寄存器传送级(“RTL”)设计方法研发的芯片。在一些实施例中，工业机械包括用于每一个破碎机或者传送器马达的一个控制器，诸如控制器1100，。
[0038]存储器1140包含例如程序存储区和数据存储区。程序存储区和数据存储区可以包括不同类型的存储器的组合，诸如只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)(例如，动态RAM[ “DRAM”]、同步DRAM[ “SDRAM”]等)、电可擦可编程只读存储器(“EEPR0M”)、闪存存储器、硬盘、SD卡或者其它适合的磁的、光学的、物理的或者电子的存储器装置。处理单元1135被连接至存储器1140并且执行软件指令，所述软件指令能够被存储在存储器1140的RAM(例如，在执行期间)、存储器1140的ROM(例如，在通常永久性的基础上)或者另外的非易失计算机可读介质，诸如另外的存储器或者磁盘中。在工业机械的实施方式中包括的软件能够被储存在控制器1100的存储器1140中。软件包含例如固件、一个或更多个应用程序、程序数据、过滤器、规则、一个或更多个程序模块以及其它可执行的指令。除此之外，控制器1100被构造成从存储器检索与这里描述的控制过程和方法有关的指令并且执行该指令。在其它的结构中，控制器1100包含另外的、较少的或者不同的部件。
[0039]电源模块1125将额定的AC或DC电压提供至工业机械100、300、900和1000的控制器1100或者其它的部件或模块。电源模块1125例如通过电源供电，该电源具有的额定线电压介于100V和240V AC之间，并且频率大约为50-60HZ。电源模块1135还被构造成提供低电压，以操作工业机械100、300、900和1000的控制器1100内的电路和部件。在其它的结构中，工业机械内的控制器1100或者其它的部件和模块通过一个或更多个电池或者电池组供电，或者通过另外的栅极独立电源(例如，发电机、太阳电池板等)供电。
[0040]用户接口模块1110被用于控制或者监控工业机械100、300、900和1000。例如，用户接口模块1110被可操作地联接到控制器1100，以控制传送器的速度、破碎机轴的旋转速度、马达的旋转速度等。用户接口模块1110包含实现对工业机械的预期水平的控制和监控所需的数字和逻辑输入或输出装置的组合。例如，用户接口模块1110包含显示器(例如，初级显示器、二级显示器等)和输入装置，诸如触屏显示器、多个旋钮、拨号盘、开关、按钮等。显示器例如为液晶显示器(“IXD”)、发光二极管(“LED”)显示器、有机LED( “0LED”)显示器、电致发光显示器(“ELD”)、表面传导电子发射体显示器(“SED”)、场发射显示器(“FED”)、薄膜晶体管(“TFT”)IXD等。用户接口模块1110也可以被构造成实时或者基本上实时地显示与工业机械有关的状态或数据。例如，用户接口模块1110被构造成显示测量的工业机械的电学性能、工业机械的状态、马达的速度、传送器的速度、物料的类型等。在一些实施方式中，用户接口模块1110连同一个或更多个指示器1105—起被控制(例如，LED、扬声器等)以提供关于工业机械100、300、900和1000的状态或状况的视觉或者听觉指示。
[0041]控制器1100利用从传感器1130接收到的例如与进料破碎机操作有关的信号实现用于破碎机轴的马达和用于传送器的马达之间的反馈系统。例如，控制器1100可以利用与破碎机轴的马达有关的电压、电流、速度、转矩、功率、液压等确定破碎机轴正在经受的载荷量。基于感测的破碎机马达上的载荷，控制器1100调节破碎机马达或者传送器马达的速度以减少破碎机轴上的载荷。控制器被构造成通过将破碎机马达的速度控制在一定数值范围内而改变辊式轧碎机轴的旋转速度，和/或通过控制传送器马达的速度而改变传送器的速度。就破碎机马达和传送器马达中的每一个而言，控制器1100被构造成改变马达的旋转速度，以上升一个速度值或者下降一个速度值。在一些实施例中，马达的速度可以被增加例如大约+10%、+20%、+30%，或者介于大约+1%和+30%之间的数值(例如，相对于马达的同步速度)。类似地，马达的速度可以被降低例如大约_10%、-20%、-25%，或者介于大约-1%和-25%之间的数值(例如，相对于马达的同步速度)。
[0042]作为说明性的实例，如果破碎机马达的载荷高(例如，大于阈值或超载数值)，则可以降低传送器马达的速度，以减少破碎机马达和破碎机轴上的载荷。另外地或者可替换地，如果传送器马达以全速运行并且破碎机马达未严重地或者过度地加载(例如，载荷不大于阈值)，则破碎机马达具有可变容量，并且破碎机马达的速度可以增加。在这种情况下，增加破碎机马达的速度增大了破碎机轴的速度，以最大化进料破碎机的物料生产量，而没有使破碎机马达超载。
[0043]在一些实施例中，破碎机轴的速度同样可以基于被工业机械处理的物料的密度而被改变。密度较高或者较硬的物料比密度较低或者相对较软的物料在破碎机轴上产生更大的载荷。同样地，如果期望工业机械基于例如来自操作员的输入值处理第一种类型的物料(例如，煤)，但工业机械却被装载了较硬的物料(例如，岩石)，则控制器1100能够检测到增加的载荷(即，超出预期的载荷或者大于阈值)，确定正被处理的物料为一种较致密的物料，并且使破碎机马达减速以降低破碎机轴的速度以及破碎机轴上的磨损。
[0044]当在分粒器(例如，双辊式轧碎机、单辊式轧碎机等)中实施本发明时，破碎机轴的速度能够被控制以限制通过辊式轧碎机的废物量(即，不正确地分粒的物料)。另外，当破碎机轴上的破碎机镐被磨损时，由于两个破碎机之间的间隙增加，额外速度可以被施加到破碎机轴以维持一致并且预期的物料分粒。在包括两个独立破碎机马达的本发明实施例中，通过改变一个或两个破碎机马达的速度，能够实现可调的产品分粒。另外，为了清除双辊式轧碎机中的阻塞物或者不可破碎的物体，破碎机轴的旋转方向可以被颠倒，并且可以对于各破碎机轴使用差动速度，以提供分离出粘土和/或者废料的擦洗作用，这增加了从辊式轧碎机输出的理想产品的量。也就是说，破碎机轴可以被用于利用两个轴之间的速度差而自我清洁粘性物料。
[0045]图16为一种方法1200，其用于调节破碎机驱动器的操作以控制由工业机械处理的物料的量和/或质量，并且减少破碎机轴和工业机械经受的应变和磨损。在步骤1205，确定用于工业机械的马达驱动器参数。马达驱动器参数与例如电流、电压、转矩、温度、功率、载荷等对应，以便使马达驱动破碎机轴。如上描述的，破碎机轴通过减速器(例如，齿轮减速器)和离合器组件连接到马达。减速器和离合器组件的机械性能是已知的，使得用于驱动破碎机轴的马达的操作参数可以被用于确定破碎机轴的旋转速度和载荷。尽管这里描述的各种参数中的任何一种参数均可以被用于控制破碎机轴的操作，但该示例性的实施例利用了马达的载荷(例如，功率、转矩等)。控制器1100接收来自以上描述的各种传感器的信号以确定马达驱动器的参数。
[0046]在步骤1205之后，通过控制器1100将在步骤1205处确定的马达或马达驱动器的参数与一个或更多个阈值进行比较。在一些实施例中，控制器1100将所述参数与一个阈值(例如，过载值)或者两个阈值(例如，过载值和欠载值)进行比较。在其它的实施例中，任何多个阈值能够被执行。在方法1200中被执行的阈值数目取决于用于控制破碎机轴的预期精度。例如，被确定的马达或者马达驱动器参数可以被连续地与一系列阈值进行比较，并且破碎机马达和破碎机轴的运转速度能够通过小的改变被相应地控制，以保持工业机械的最大生产量或者在工业机械上的有限的磨损。
[0047]如果所述参数值大于或者近似等于所述阈值(例如，在过载的情况下)，则控制器1100通过使破碎机马达减速而调节破碎机轴的操作(步骤1215)并且方法1200返回到步骤1205。在步骤1210，如果所述参数值不大于或者近似等于所述阈值，则方法1200返回到步骤1205，在步骤1205再次确定马达或马达驱动器参数。
[0048]图17为用于控制包含破碎机轴和破碎机马达的工业机械的操作的另一种方法1300。在步骤1305处，控制器1100接收关于工业机械将要处理的物料类型的指示。这种指示可以是例如操作员输入、预编程的物料类型等。基于工业机械将要处理的物料类型，能够确定物料的密度(步骤1310)。所述密度可以由控制器1100从存储器1140、操作者的输入等中检索。基于将被处理的物料类型和该物料的密度，控制器1100确定当物料被工业机械处理时的预期载荷。例如，对于进料破碎机，当物料被加载到传送器组件上时，所述载荷可以与预期的重量对应。另外地或者可替换地，所述载荷可以是破碎机轴经受的并且如上所述通过方法1200而确定的载荷。
[0049]在步骤1320处，传送器经受的实际载荷例如基于一个或更多个称重天平、压力传感器、应变仪等确定。另外地或者可替换地，如上所述地确定破碎机轴或破碎机马达的载荷。如果在步骤1320处确定的载荷近似等于预期的载荷(步骤1325)，则方法1300返回到步骤1320，以再次确定实际的载荷。在步骤1325处，如果实际载荷不近似等于预期的载荷，则调节马达驱动器的操作。马达驱动器参数可以与例如破碎机马达(例如，加速或减速)或传送器马达(例如，加速或减速)对应。在一些实施例中，如果工业机械处理的物料比预期的硬，则要么破碎机轴和马达被减速，要么传送器和马达被减速，以减少破碎机轴上的载荷。如果工业机械处理较软的物料，则传送器和马达可以被加速，或者破碎机轴和马达可以被加速，以增加载荷并且最大化物料生产量。在步骤1330之后，方法1300返回到步骤1320并且再次确定实际的载荷。
[0050]因此，本发明尤其是提供了一种工业机械，所述工业机械包括破碎机装置和用于控制破碎机装置的旋转速度的变速驱动器。在权利要求中阐明了本发明的各种特征和优势。
【权利要求】
1.一种工业机械,包括: 具有旋转速度的破碎机马达； 机械地联接到所述破碎机马达的输出的破碎机轴，所述破碎机轴包括能够操作用于破碎物料的多个刀具； 传送器，所述传送器被构造成将物料传送通过所述工业机械； 传感器，所述传感器被构造成产生与所述破碎机马达的参数有关的信号；以及 控制器，所述控制器被构造成 接收来自所述传感器的所述信号， 基于接收到的所述信号确定所述破碎机马达的参数值， 将所述破碎机马达的参数值与阈值进行比较，以及 基于所述破碎机马达的参数值与所述阈值的比较来产生控制信号，所述控制信号用于改变所述破碎机马达的旋转速度。
2.根据权利要求1所述的工业机械，其中，所述破碎机马达的参数包含电压、电流、马达速度、马达转矩和马达功率中的一者。
3.根据权利要求1所述的工业机械，其中，所述破碎机马达的参数包含马达载荷。
4.根据权利要求1所述的工业机械，其中，所述阈值与所述破碎机马达的超载状态对应。
5.根据权利要求1所述的工业机械，其中，所述阈值与所述破碎机马达的欠载状态对应。
6.根据权利要求1所述的工业机械，进一步包括具有旋转速度的传送器马达。
7.根据权利要求6所述的工业机械，其中，所述控制器进一步被构造成基于所述破碎机马达的参数值与所述阈值的比较来产生第二控制信号，所述第二控制信号用于改变所述传送器马达的旋转速度。
8.—种控制工业机械的方法，所述方法包括: 接收来自传感器的与破碎机马达的参数有关的信号，所述破碎机马达具有旋转速度，所述破碎机马达机械地联接到破碎机轴，所述破碎机轴包括能够操作用于破碎物料的多个刀具； 基于接收到的所述信号确定所述破碎机马达的参数值； 将所述破碎机马达的所述参数值与阈值进行比较；以及 基于所述破碎机马达的所述参数值与所述阈值的比较来产生控制信号，所述控制信号用于改变所述破碎机马达的旋转速度。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述破碎机马达的参数包含电压、电流、马达速度、马达转矩和马达功率中的一者。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述破碎机马达的参数包含马达载荷。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述阈值与所述破碎机马达的超载状态对应。
12.根据权利要求8所述的方法，其中，所述阈值与所述破碎机马达的欠载状态对应。
13.根据权利要求8所述的方法，其中，所述工业机械为双辊式轧碎机。
14.根据权利要求8所述的方法，其中，所述控制器进一步被构造成基于所述破碎机马达的所述参数值与所述阈值的比较来产生第二控制信号，所述第二控制信号用于改变传送器马达的旋转速度。
15.一种工业机械，包括: 具有旋转速度的破碎机马达； 机械地联接到所述破碎机马达的输出的破碎机轴，所述破碎机轴包括能够操作用于破碎物料的多个刀具； 传感器，所述传感器被构造成产生与所述破碎机马达的参数有关的信号；以及 控制器，所述控制器被构造成 接收来自所述传感器的所述信号， 基于接收到的所述信号确定所述破碎机马达的参数值， 将所述破碎机马达的所述参数值与阈值进行比较，以及 基于所述破碎机马达的所述参数值与所述阈值的比较来产生控制信号，所述控制信号用于改变所述破碎机马达的旋转速度。
16.根据权利要求15所述的工业机械，其中，所述工业机械为进料破碎机。
17.根据权利要求15所述的工业机械，进一步包括被构造成将物料传送通过所述工业机械的传送器以及具有 旋转速度的传送器马达。
18.根据权利要求17所述的工业机械，其中，所述控制器进一步被构造成基于所述破碎机马达的所述参数值与所述阈值的比较来产生第二控制信号，所述第二控制信号用于改变所述传送器马达的旋转速度。
19.根据权利要求15所述的工业机械，其中，所述破碎机马达的参数包括马达载荷。
20.根据权利要求15所述的工业机械，其中，所述阈值与所述破碎机马达的超载状态对应。
【文档编号】B02C18/06GK104043496SQ201410097439
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年3月14日 优先权日:2013年3月14日
【发明者】小查尔斯·M·安德森 申请人:乔伊·姆·特拉华公司