一种智能破碎机的驱动总成的制作方法

本实用新型涉及矿山设备技术领域，特别是指一种智能破碎机的驱动总成。

背景技术：

破碎机是一种常用的破碎设备，在矿山、冶金、水泥、建筑等行业有很大的应用规模。据有关统计，全世界每年经过碎磨的物料达到100亿吨以上，我国每年需破碎的脆性物料产量有15亿吨之多。现有的破碎机种类主要有颚式破碎机、反击式破碎机、圆锥式破碎机、旋回破碎机、辊式破碎机等。以圆锥破碎机为例，圆锥破碎机主要由机架、定锥总成、动锥总成、传动、偏心轴套、球面轴承、保险装置等组成。圆锥破碎机工作时，破碎机的水平轴由电机通过三角皮带和皮带轮来驱动，水平轴通过大、小齿轮带动偏心套旋转，破碎机动锥轴在偏心套的作用下产生偏心距做旋摆运动，使得破碎壁表面时而靠近轧臼壁表面，时而远离轧臼壁表面，从而使石料在破碎腔内不断地受到挤压、折断和冲击而破碎。破碎后的物料在自重的作用下从破碎机下部的排料口排出。

现有的破碎机存在的缺陷是：1、结构复杂，机架精加工复杂，工艺要求高，装配精度要求高，造价较高，检修困难。2、机身较高，机器重量大，且设备基建投资高。3、高速旋转使设备产生较大振动，加之破碎机结构复杂，构件多，振动易对零件产生损害，也易对基础地基产生损害，影响破碎机零件以及破碎机整体使用寿命。4、旋转时，因径向载荷大和内部结构复杂，致使破碎机内部产生大量的热，润滑冷却系统复杂。

相似专利为WO2005051546，该专利公开了一种旋回破碎机，采用液压驱动，通过制动器施加凹形衬垫与锥形头之间的破碎力，而本实用新型采用多自由度并联机构动锥驱动方式，通过驱动系统(如液压驱动式、气压驱动式或电力驱动式)实现对动锥驱动的作用。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种智能破碎机的驱动总成，该驱动总成去除了现有破碎机的主轴、偏心套、齿轮传动机构、球面瓦以及过铁释放缸等，改用多自由度并联机构，使动体按照特定要求实现摆动。

该驱动总成包括动体总成和控制系统，动体总成包括多自由度并联机构和执行器，多自由度并联机构包括支链、动体和基座，支链的一端与动体连接，支链的另一端与基座连接，控制系统控制动体总成，通过动力源驱动执行器运动。

其中，多自由度并联机构包括三至六条支链，一个动体和一个基座。

支链包括球副、转动副、移动副、虎克铰中的一种或几种。

动力源包括电源、液压油源、气压气源中的一种。

执行器可以为驱动缸，驱动缸包括电动推杆、液压缸、气动缸中的一种。

执行器上设置有传感器，具有力拾取功能，传感器实时监测执行器的驱动压力。

该驱动总成的工作原理为：驱动总成工作时，在控制系统的控制下，执行器(或驱动缸)按一定规则运动，即动体按预先设定好的轨迹做旋摆运动。驱动机构施加的挤压力，可以使大块矿石在破碎腔中被挤压为小粒度矿石，排矿口任一位置的宽度同样发生着变化，小粒度矿石便可排出破碎机。当“过铁”时，由于动体竖直向下方向的作用力增大，执行器(或驱动缸)伸长阻力增大，在控制系统的控制下，使执行器(或驱动缸)整体收缩，排矿口增大；当铁块或硬度较大的矿石被排出后，执行器(或驱动缸)恢复原位。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：

1.该驱动总成通过实行不同的运动模式，可演变成不同类型破碎机，如单缸液压圆锥破碎机、多缸液压圆锥破碎机、旋回圆锥破碎机、惯性圆锥破碎机、以及鄂式破碎机等，这增强了对矿山的破碎适应性。

2.具备自学习、智能等特点，可自动实现破碎机的“过铁”保护，及调整定衬体内表面与动衬体外表面之间的破碎区域，始终保证破碎机处于最佳破碎状态。

3.结构简单，维护方便，取消了原有的高速旋转副，减小了机器振动以及零件损坏率，提高了机器可靠性。

4.破碎机工作过程中产生的热量少，采用液压或气压时，驱动系统产生的热量可由工作介质带走，简化了润滑冷却系统。

5.简化了原有的机械结构，维护操作简单，维护成本低。

6.运行平稳，噪音低，抗冲击能力强，提高了使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的智能破碎机的驱动总成工作原理示意图；

图2为本实用新型的三缸三自由度并联机构结构简图；

图3为本实用新型的三缸三杆三自由度并联机构结构简图；

图4为本实用新型的四缸四自由度并联机构结构简图；

图5为本实用新型的四缸四杆四自由度并联机构结构简图；

图6为本实用新型的五缸五自由度并联机构结构简图；

图7为本实用新型的五缸一杆五自由度并联机构结构简图；

图8为本实用新型的六自由度并联机构结构简图；

图9为本实用新型的驱动总成所应用于破碎机的整体结构示意图。

其中：1-定基体；2-定衬体；3-机架；4-动体；5-动衬体；6-执行器；7- 锌或环氧树脂；8-球铰副；9-移动副；10-转动副；11-基座；12-虎克铰。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本实用新型提供一种智能破碎机的驱动总成，包括动体总成和控制系统，动体总成包括多自由度并联机构和执行器，多自由度并联机构包括支链、动体和基座，支链的一端与动体连接，支链的另一端与基座连接，控制系统控制动体总成，通过动力源驱动执行器运动。

如图1所示，驱动总成采用多自由度并联机构，在控制系统的控制下，通过多种动力源(包括电源、液压油源、气压气源)驱动执行器(或驱动缸，包括电动推杆、液压缸、气动缸)，实现对矿石破碎的特定运动。

驱动总成可以实现多种复合运动，从而改变动体总成与定体总成之间的相对位置(即改变破碎区域)，将矿石进行挤压，达到破碎效果。另外，在执行器(或驱动缸)上设置有传感器，使之具有力拾取功能，可以实时监测执行器 (或驱动缸)的驱动压力；在“过铁”时，压力升高，当达到设定上限，通过控制系统，使执行器(或驱动缸)整体收缩，排矿口增大，从而将铁块或硬度较大的矿石直接排出，起到对破碎机的保护作用。

动体按照特定要求实现摆动，这种摆动可以是定周期的、也可以是非定周期的。摆动的过程中与定体之间发生间隙的改变，从而实现对矿石的挤压作用。

该驱动总成工作时，控制系统可通过动体的位置和运动轨迹来计算执行器 (或驱动缸)的伸缩长度、伸缩速度以及伸缩加速度，同时控制执行器(或驱动缸)按照计算值伸缩，从而使动体按预定轨迹做旋摆运动。

如图9所示，应用该驱动总成的破碎机的定体总成由定基体1和定衬体2 组成，定体总成固定在机架3上；动体总成由驱动机构(包括动体4、执行器或驱动缸6等)和动衬体5组成，定基体1与定衬体2之间，以及驱动机构与动衬体5之间设置锌或环氧树脂7，均通过铸锌或填充环氧树脂使之紧贴。

该多自由度并联机构由三条至六条支链，一个动体以及一个基座所组成，每条支链可以由球副(用符号S表示)、转动副(用符号R表示)、移动副(用符号P表示)、虎克铰(用符号U表示)中的一种或几种组成，每条支链的一端与动体连接，另一端与基座连接。

如图2所示，为驱动总成三缸三自由度并联机构的结构示意图，该三缸三自由度并联机构包括动体4、球铰副8、移动副9、转动副10和基座11。

如图3所示，为驱动总成三缸三杆三自由度并联机构结构示意图，该三缸三杆三自由度并联机构包括动体4、球铰副8、移动副9和基座11。

如图4所示，为驱动总成四缸四自由度并联机构结构简图，该四缸四自由度并联机构包括动体4、球铰副8、移动副9、虎克铰12、转动副10和基座 11。

如图5所示，为驱动总成的四缸四杆四自由度并联机构结构简图，该四缸四杆四自由度并联机构包括动体4、球铰副8、移动副9和基座11。

如图6所示，为驱动总成的五缸五自由度并联机构结构简图，该五缸五自由度并联机构包括动体4、球铰副8、移动副9、虎克铰12、转动副10和基座 11。

如图7所示，为驱动总成的五缸一杆五自由度并联机构结构简图，该五缸一杆五自由度并联机构包括动体4、球铰副8、移动副9和基座11。

如图8所示，为驱动总成的六自由度并联机构结构简图，该六自由度并联机构包括动体4、虎克铰12、移动副9和基座11。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。