一种永磁直驱球磨机上的随动式驱动电机的制作方法

1.本发明涉及球磨机驱动电机技术领域，具体为一种永磁直驱球磨机上的随动式驱动电机。


背景技术：

2.球磨机是一种将物料粉碎的设备，其基本原理是利用旋转力将筒内的钢球提升至一定高度抛落砸向物料，通过钢球与物料之间的相互接触来将物料粉碎，现有的球磨机需要设置繁琐的传动机构，传统的球磨机由电机输出轴通过减速机带动小齿轮，小齿轮齿动大齿轮带动转筒旋转转动。中国专利申请号为201610640563.6，公开了一种永磁同步电机直驱式节能型球磨机，转筒，两端分别设有进料轴和出料端，转筒套于滑动轴承内，滑动轴承置于轴承支撑架上，转筒表面套有环形电机，环形电机置于电机支架上，环形电机包括机壳、定子和转子，机壳固定于电机支架上，定子中布有定子铁芯和定子绕组，定子固定设置于机壳内部，转子为与磁极支架固定连接的永磁体磁极，磁极支架固定设于转筒外壳上；永磁体磁极直接安装在转筒表面，通过环形电机直接带动转筒，繁琐的传动机构全部取消，运行更稳定，没有传动损耗，占地面积更少，同一厂房可以配备更多的球磨机，有利于提高生产效率和节能减排。但由于球磨机滚筒直径大，利用滚筒作为永磁直驱电机的转子，在机械制造，材料加工装配都会引起的滚筒形变，球磨机过长自身还有超大的重量以及支撑系统的间隙与磨损都会使设备在运转产生的偏心摆动。偏心使电机定子铁心与转子铁心之间的间隙不均匀，进而产生振动与噪声，损耗增加，温升增加等，偏心严重时还会使定子铁心与转子铁心接触，发生扫膛现象，损坏电机。因而应用在制造产品时只有通过增大转子与定子的间隙来预防电机扫膛，还需要经常停机校准调整间隙，而直驱永磁电机定子与转子的间隙增大，永磁体用量会增加，成本增加。所以市面上迫切需要能改进的技术，以解决上述问题。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种永磁直驱球磨机上的随动式驱动电机，结构设计新颖，可控制定子铁心与转子铁心之间的间隙恒定，使间隙设计的很小，减少永磁体用量，降低电机制造成本，同时极大程度减少或避免了电机转子偏心带来的影响，运行平稳。颠覆传统的理念，使电机偏心旋转运行依然能正常运行，免于频繁校正定子铁心与转子铁心之间的间隙，免于频繁维修更换轴承，不需要发生偏心后就要停机检修，连续工作时间更长，降低了检修次数，提高了生产效率，可以有效解决背景技术中的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种永磁直驱球磨机上的随动式驱动电机，包括球磨机滚筒、定子动力机构、转子动力机构、支撑框架、转筒，其特征在于：所述定子动力机构连接在支撑框架的向心内侧，定子动力机构包括定子矽钢片、线圈、定子壳体、导轮、弹性压力装置。转子动力机构包括转子矽钢片、永磁体、隔磁铝板。转子动力机构设置在转筒的外表面，球磨机滚筒设置在转筒内表面，导轮设置在定子壳体向心内表面与
转筒之间，弹性压力装置设置在支撑框架与定子壳体向心外表面之间，定子动力机构与转子动力机构组成随动式驱动电机，所述永磁体和转子矽钢片围绕转筒转轴均匀分布；当电机通电后驱动转子动力机构带动转筒转动，在球磨机滚筒偏心的状态下若干个独立的随动式驱动电机灵活地作周向，径向随动，由随动式驱动电机的滚动导轮恒距离控制电机定子与转子之间的间隙，只要在电机运行不扫膛的基础上，定子与转子之间的间隙越小，永磁体用量越少，电机制造成本越低，效率越高，节电效果越明显，通过在有偏心或有振动的滚筒外周螺接的转子结构外表面设置若干个模块化的随动式驱动电机，随动式驱动电机跟随滚筒振动而运动，保证定子与转子的间隙不变，以达到平稳运行目的。
5.进一步的，所述支撑框架采用拼接的方式组装，支撑框架通过螺接安装在与大地接触的预埋好的基础上，支撑框架的拼接方式组成，方便运输，支撑框架外周与两侧面活动密封，防止灰尘，水，对内部驱动电机的影响。
6.进一步的，所述弹性压力装置包括连接杆、固定丝杆、调节螺母、压力弹簧。支撑框架的内侧沿圆周焊接若干个凸台，凸台上螺接若干个小支撑件，小支撑件支撑连接杆与弹性压力装置。定子壳体上设置有凹腔，连接杆的下端穿过小支撑件插入凹腔内固定，连接杆上端的固定连接盘设置有过孔，有多个固定丝杆穿过连接盘过孔与小支撑架螺接，所述固定丝杆上方装有调节螺母，调节螺母与连接杆的固定连接盘之间设置有压力弹簧，调节螺母起调节驱动电机径向压力的作用。
7.进一步的，所述弹性压力装置的装配位置优选装配在支撑框架圆周表面，压力弹簧优先选用碟簧。
8.进一步的，所述弹性压力装置安装在定子壳体与支撑框架之间并且不影响定子动力机构拆卸即可，可安装在定子壳体上方的中部，也可安装在定子壳体上方的两侧，即所述弹性压力装置结构在每一个定子壳体的向心外侧与支撑框架之内设置，可分布在支撑框架内圆周的不同部位。
9.进一步的，所述定子壳体的向心内表面固定有导轮固定座，导轮安装在导轮固定座上，导轮与转筒外表面接触，单个所述定子动力机构设置有四个所述的导轮，导轮设置在随动式驱动电机底盘向心的四个角位置，以求得稳固，导轮机构包括导轮固定座，销轴，轴承，导轮固定座向心外侧弧面与定子壳体向心内表面的弧面之间可以调整距离，导轮初装配时可以调整，后续导轮磨损后也可以调整，待距离调整后定位螺接，由随动式驱动电机的导轮恒距离滚动接触滚筒外周螺接的转筒的外表面，保证定子铁心与转子铁心之间的间隙不变，即可将间隙设计的更小并且不会发生扫膛现象而损坏电机，间隙越小，电机永磁体用量越少，效率越高，电机越节能，成本越低。
10.进一步的，所述随动式驱动电机采用模块化设计，定子动力机构独立的安装在转筒圆周上，有各自独立的扇形块壳体机械结构、矽钢片、水冷管道、线圈、测试系统以及独立的弹性压力装置。
11.进一步的，所述支撑框架沿着圆周方向，在每一个所述随动式驱动电机的周向两端要固定设置挡块，挡块与定子动力机构的接触面装有橡胶块，挡块作用为限制定子动力机构的活动范围，在驱动电机正转或反转时阻挡驱动电机顺圆周方向跑动的扭力，保护相邻的定子矽钢片不会发生碰撞造成形变。
12.进一步的，所述支撑框架的轴向与圆周径向可继续设置挡块，对定子动力机构进
行各个方向的限位保护。
13.进一步的，每个定子模块的定子冲片分别叠压与紧固，利用弧形定子压圈进行压紧与固定，采用小跨距线圈嵌放入定子槽内，同时做好定子绕组绝缘和绑扎处理，将制作好的定子模块整体浸漆处理与烘干，完成每个模块的制作与封装，将每个定子模块安装固定在扇形定子壳体上，加上导轮与弹性压力装置，分布安装在支撑框架中，与转子动力机构组成随动式驱动电机，分别或整体调试与运行。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
15.1、本发明颠覆传统的理念，使电机偏心旋转运行依然能正常运行。传统理念都是偏心则需要校正或维修，本发明免于频繁校正定子铁心与转子铁心之间的间隙，免于频繁维修更换轴承，轴承磨损较大依然可以使用，并不会影响电机效率，不必像传统结构电机一样发生偏心后就要停机检修，连续工作时间更长，磨机体积大检修麻烦，降低了检修次数就是提高了生产效率。
16.2、本发明上设置了随动式驱动电机，通过随动式驱动电机的滚动导轮恒距离控制电机定子与转子之间间隙，只要在电机运行不扫膛的基础上，定子与转子之间间隙越小，电机效率越高，节电效果越明显，电机制造成本越低，驱动电机自身释放振幅，以达到平稳运行目的。
17.3、本发明上设置了弹性压力装置，弹性压力装置的压力弹簧在球磨机滚筒不偏心时处于半压缩状态，如果球磨机滚筒向上波动，转筒就会向上顶随动式驱动电机定子动力机构上的导轮，进而带动定子动力机构向上移动，上方压力弹簧继续压缩，同时下方定子动力机构上的压力弹簧将下方定子动力机构向上顶，保证下方定子动力机构的导轮依然贴合转筒外表面，从而保证定子、转子之间的间隙不变，球磨机滚筒向下复位或继续向下波动，则上方定子动力机构的压力弹簧将上方定子动力机构向下压，下方定子动力机构被转筒向下压。从而保证电机偏心震动时定子铁心与转子铁心间的间隙不变。
附图说明
18.图1为本发明整体装配结构示意图；
19.图2为本发明转子动力机构局部结构示意图；
20.图3为本发明转子动力机构与单个定子动力机构结构侧视示意图；
21.图4为本发明单个定子动力机构中的弹性装置结构示意图。
22.图中：1球磨机滚筒、2定子动力机构、3弹性压力装置、4支撑框架、5转子动力机构、6转筒、7调节螺母、8压力弹簧、9连接杆、10固定丝杆、11凹腔、12导轮固定座、13导轮、14随动式驱动电机、15连接孔、16隔磁铝板、17转子矽钢片、18定子矽钢片、19线圈、20水冷管道、21定子壳体、22永磁体、23挡块、24小支撑件。
具体实施方式
23.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“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发明，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发明的限制。
24.结合附图详细描述本发明提供一种技术方案：一种永磁直驱球磨机上的随动式驱动电机，包括球磨机滚筒1、定子动力机构2、转子动力机构5、支撑框架4，转筒6；定子动力机构连接在支撑框架的向心内侧，定子动力机构包括定子矽钢片18、线圈19、定子壳体21、导轮13、弹性压力装置3。转子动力机构包括转子矽钢片17、永磁体22、隔磁铝板16，转子动力机构设置在转筒的外表面，转筒设置有用于法兰安装球磨机滚筒的连接孔15，导轮设置在定子壳体向心内表面与转筒之间，弹性压力装置设置在支撑框架与定子壳体向心外表面之间，定子动力机构与转子动力机构组成随动式驱动电机14，转子动力机构的永磁体和转子矽钢片围绕转筒转轴均匀分布；当电机通电后驱动转子动力机构带动转筒转动，在球磨机滚筒偏心的状态下若干个独立的随动式驱动电机灵活地作周向，径向随动，由随动式驱动电机的滚动导轮恒距离控制电机定子与转子之间的间隙，只要在电机运行不扫膛的基础上，定子与转子之间的间隙越小，电机效率越高，节电效果越明显，电机制造成本越低，通过在有偏心或有振动的滚筒外周螺接的转子结构外表面设置若干个模块化的随动式驱动电机，随动式驱动电机跟随滚筒振动而运动，保证定子铁心与转子铁心之间的间隙不变，以达到平稳运行目的。
25.支撑框架采用拼接的方式组装，支撑框架通过螺接安装在与大地接触的预埋好的基础上，支撑框架的拼接方式组成，方便运输，支撑框架外周与两侧面活动密封，防止灰尘，水，对内部驱动电机的影响。弹性压力装置一端与支撑框架相连接，另一端与驱动电机的定子壳体相连接，弹性压力装置包括连接杆9、固定丝杆10、调节螺母7、压力弹簧8，支撑框架的内侧焊接若干个凸台，凸台上螺接若干个小支撑件24，小支撑件支撑连接杆与弹性压力装置。定子壳体上设置有凹腔11，连接杆的下端穿过小支撑件插入凹腔内固定，连接杆上端的固定连接盘设置有过孔，有多个固定丝杆穿过连接盘过孔与小支撑架螺接，所述固定丝杆上方装有调节螺母，调节螺母与连接杆的固定连接盘之间设置有压力弹簧，调节螺母起调节驱动电机径向压力的作用。弹性压力装置的装配位置优先装配在支撑框架圆周表面，压力弹簧优先选用碟簧，弹性压力装置用于缓冲并消耗转筒转动时传递至驱动电机上的的振幅，也释放来自转筒的振幅量；弹性压力装置结构在每一个驱动定子壳体的向心外侧与支撑框架之内设置，分布在框架内圆周的不同部位，每一个压力装置在环形支撑框架的位置不同，压力设置的不同；如：框架正上方时由于定子动力机构自身的重量加永磁体的吸引力，弹性压力可以设置小一些，框架设置在正下方，由于定子动力机构自身重量下沉，压力装置中的弹性压力应相应增加一些。
26.弹性压力装置安装在定子壳体与支撑框架之间并且不影响定子动力机构拆卸即可，可安装在定子壳体上方的中部，也可安装在定子壳体上方的两侧，即弹性压力装置结构在每一个定子壳体的向心外侧与支撑框架之内设置，可分布在支撑框架内圆周的不同部位。
27.随动式驱动电机定子壳体向心内表面与转筒之间设置导轮，定子壳体向心外表面与支撑框架之间设置弹性压力装置，当电机通电后定子动力机构驱动转子动力机构带动转筒与滚筒转动，在滚筒偏心的状态下若干个独立的驱动电机灵活地作周向，径向随动，由驱动电机的导轮恒距离滚动控制电机定子与转子之间的间隙，可将间隙控制在最小；随动式驱动电机采用模块化设计，工厂化流水生产，运输，现场装配，后续更换方便，转筒上的若干个结构独立的随动式驱动电机，有各自独立的扇形块壳体机械结构、矽钢片、冷却系统、线
圈、测试系统以及独立的弹性压力系统。
28.定子壳体的内侧面上固定有导轮固定座12，导轮安装在导轮固定座上，导轮与转筒外表面接触，单个定子动力机构设置有四个的导轮，导轮设置在随动式驱动电机底盘向心的四个角位置，以求得稳固，导轮机构有导轮固定座，销轴，轴承，导轮固定座向心外侧弧面与定子壳体向心内表面的弧面之间可以调整距离，导轮初装配时可以调整，后续导轮磨损后也可以调整，待距离调整后定位螺接，由随动式驱动电机的导轮恒距离滚动接触滚筒外周螺接的转筒的外表面，保证定子铁心与转子铁心之间的间隙不变，即可将间隙设计的更小并且不会发生扫膛现象而损坏电机，间隙越小，电机永磁体用量越少，电机效率越高，电机越节能，成本越低。
29.随动式驱动电机采用模块化设计，定子动力机构独立的安装在转筒圆周上，有各自独立的扇形块壳体机械结构、矽钢片、水冷管道20、线圈、测试系统以及独立的弹性压力装置。
30.支撑框架沿着圆周方向，在每一个随动式驱动电机的周向两端要固定设置挡块23，挡块作用为限制定子动力机构的活动范围，在驱动电机正转或反转时阻挡驱动电机顺圆周方向跑动的扭力，保护相邻的定子矽钢片不会发生碰撞造成形变。支撑框架的轴向与圆周径向可继续设置挡块，从各个方向对定子动力机构进行限位保护。挡块与定子动力机构的接触面装有橡胶块或其他材料来减小发生碰撞时产生的噪声，支撑框架的一侧开若干圆形小孔，便于每一个驱动电机水路管道和绕组出线过孔走线用途。
31.每个定子模块的定子冲片分别叠压与紧固，利用弧形定子压圈进行压紧与固定，采用小跨距线圈嵌放入定子槽内，同时做好定子绕组绝缘和绑扎处理，将制作好的定子模块整体浸漆处理与烘干，完成每个模块的制作与封装，将每个定子模块安装固定在扇形定子壳体上，加上导轮与弹性压力装置，分布安装在支撑框架中，与转子动力机构组成随动式驱动电机，分别或整体调试与运行。
32.水冷系统可设置在驱动电机矽钢片的外周，按着轴向开挖半圆槽，放置重复s型无接头铜管，管道的进口与出口引到驱动电机外周与软高压水管道衔接。也可采用传统水箱方式安装在固定定子矽钢片的定子机壳的向心外侧面。其主要特征是外部与水冷系统进出口相连的水管需要有柔性，如软高压水管，从而保证水冷系统的水管不会干涉定子动力机构运动或不会因定子动力机构运动而发生损坏。
33.采用变频器控制驱动电机定子绕组，定子绕组由多个短节距独立分绕组组成,布置在定子上,各分绕组引出的三相接线端分别与设在机壳上的接线盒中之端子相连，与分绕组相连的接线盒之端子输出端通过框架过孔引出来分别与变频器电连接；低压线圈与绕组的设计解决了高压交流电动机作为机械装备主驱动电机时，采用价格较高的高压变频器使用，性价比较低的问题；又克服了低压大功率交流电动机存在的大电流接触器控制问题；避免了低压大功率交流电动机采用低压大功率变频器供电时的电流等级和冷却困难等问题
34.若干个驱动电机按圆周均匀设置在支撑框架之内，在装配完成所有驱动电机后封闭框架圆周外表面与两侧面，鼓风机鼓风驱动电机内部，风量从定子与滚筒之间的圆周缝隙正压鼓出来既完成驱动电机内部冷却又完成驱动电机对外界的灰尘，水，铁元素晶粒的封闭。
35.在使用时：弹性压力装置的压力弹簧在球磨机滚筒不偏心时处于半压缩状态，如果球磨机滚筒向上波动，转筒就会向上顶随动式驱动电机定子动力机构上的导轮，进而带动定子动力机构向上移动，上方压力弹簧继续压缩，同时下方定子动力机构上的压力弹簧将下方定子动力机构向上顶，保证下方定子动力机构的导轮依然贴合转筒外表面，从而保证定子、转子之间的间隙不变，球磨机滚筒向下复位或继续向下波动，则上方定子动力机构的压力弹簧将上方定子动力机构向下压，下方定子动力机构被转筒向下压；通过随动式驱动电机的滚动导轮恒距离控制电机定子与转子之间间隙，只要在电机运行不扫膛的基础上，定子与转子之间的间隙越小，电机效率越高，节电效果越明显，永磁体用量越少，电机制造成本越低，驱动电机自身释放振幅，以达到平稳运行目的，通过弹性压力装置能够对导轮固定座向心外侧弧面与随动式驱动电机结构中定子机壳向心内表面的弧面之间进行调整距离。本发明颠覆传统的理念，使电机偏心旋转运行依然能正常运行。传统理念都是偏心则需要校正或维修，本发明免于频繁校正定子铁心与转子铁心间的间隙，免于频繁维修更换轴承，轴承磨损较大依然可以使用，并不会影响电机效率，不必像传统结构电机一样发生偏心后就要停机检修，连续工作时间更长，磨机体积大检修麻烦，降低了检修次数就是提高了生产效率。
36.以上显示和描述了本发明的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围。