一种永磁直驱球磨机用的模块化电机的制作方法

1.本实用新型涉及球磨机驱动技术领域，具体为一种永磁直驱球磨机用的模块化电机。


背景技术：

2.球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备。它广泛应用于水泥，硅酸盐制品，新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑与白有色金属选矿以及玻璃陶瓷等生产行业，对各种矿石和其它可磨性物料进行干式或湿式粉磨。
3.中国专利申请号为202122851968.3，公开了一种永磁直驱球磨机用的模块化电机，包括球磨机滚筒、模块化电机、转子动力机构、支撑框架、限位装置。该专利的模块化电机活动安装在支撑框架的向心内侧，模块化电机包括定子矽钢片、线圈、定子壳体、导轮、弹性压力装置；这项专利中的模块化电机的导轮的设置保持了定子与转子之间气隙恒定，提高了生产效率，节约能源；但在实践中发现模块化电机的导轮表面与球磨机转筒之间滚动摩擦系数过大，导轮表面与其接触的轨道磨损严重，降低使用寿命；该专利球磨机驱动电机结构中还装配有弹性阻力装置，弹性阻力装置起到作用效果不好，而且它存在装配复杂，生产成本高的问题；为了解决上述技术问题提出了一种永磁直驱球磨机用的模块化电机。


技术实现要素：

4.本实用新型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用的模块化电机，整体结构设计合理紧凑，在提高生产效率的同时，解决了导轮装置与转筒之间磨损严重的问题，延长设备使用寿命，定子、转子之间的气隙设计的小，降低了永磁体的使用量，进而降低了制造成本，模块化电机方便的装配过程也可解决背景技术中的整体装配复杂问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种永磁直驱球磨机用的模块化电机，包括球磨机滚筒、转筒、转子动力机构、模块化电机、支撑框架和限位装置，所述转子动力机构设置在转筒的外表面，转筒通过连接板螺接在球磨机滚筒外端面，所述转子动力机构包括转子矽钢片、永磁体、隔磁铝板；所述限位装置设置在支撑框架与模块化电机上，用来限定模块化电机轴向，周向，径向活动范围；所述模块化电机包括定子线圈、定子矽钢片、电机壳体，电机壳体由模块化电机壳体背板和模块化电机壳体侧面板组成，定子矽钢片与模块化电机壳体背板之间的上下支撑连接板，模块化电机壳体背板内表面贴合支撑框架外表面。
6.进一步的，所述模块化电机壳体背板与转筒之间安装有可以调整的导轮装置，导轮装置包括导轮装置顶部背板、导轮支架、销轴、导轮，所述导轮装置顶部背板设置于模块化电机壳体背板外表面，模块化电机壳体背板上开有与导轮支架相应的方孔，导轮支架通过方孔与支撑框架的镂空处向心对应，导轮支架上端的导轮装置顶部背板通过调节螺丝与模块化电机壳体背板螺接，导轮支架上端的导轮装置顶部背板内侧与模块化电机壳体背板
外侧之间增加垫片，转子与定子的间隙由增减垫片决定，导轮通过销轴安装在导轮支架上，导轮穿过支撑框架与转筒外表面滚动接触。
7.进一步的，所述导轮装置设置在模块化电机壳体侧面板的外侧，所述导轮装置的导轮支架通过调节螺丝与模块化电机壳体侧面板螺接。
8.进一步的，所述限位装置包括限位螺丝和套筒，限位螺丝的丝帽下表面焊接有圆形阻挡片，圆形阻挡片与模块化电机壳体背板之间隔有距离，套筒套在限位螺丝的螺丝杆上，套筒设置在模块化电机壳体背板的圆形过孔中，套筒上端面与圆形阻挡片下端面接触，套筒下端面与垫片压接在支撑框架外表面，限位螺丝螺接在支撑框架上的螺纹中。所述限位装置也可设置在模块化电机侧面板与框架侧面之间。
9.进一步的，所述支撑框架设置为圆形结构，支撑框架为圆形支撑框架，模块化电机壳体背板设置为扇形结构，模块化电机为扇形模块化电机。
10.进一步的，所述支撑框架设置为多边形结构，支撑框架为多边形支撑框架，模块化电机壳体背板设置为长方体直板结构，模块化电机为直板形模块化电机。
11.进一步的，还包括风机，风机通过通风管与球磨机上的模块化电机相连接，通风管与模块化电机相连的部分采用软管结构。
12.进一步的，所述支撑框架向心内侧有延伸板，沿圆周焊接的向心延伸板上打孔，延伸板上螺接有侧面挡风板，侧面挡风板与转筒表面留有环形间隙，框架内部的风量正压从环形缝隙吹出来，阻挡外界灰尘进入电机内部。
13.进一步的，模块化电机每个定子模块上有支撑连接板，支撑连接板的上端焊接固定在模块化电机壳体背板内表面上，下端与定子矽钢片外表面焊接，上下支撑连接板轴向侧壁开有通风孔。
14.进一步的，所述模块化电机壳体背板内表面与支撑框架的外表面采用自由贴合但不固定的形式。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
16.模块化电机既可采用无导轮结构，也可采用有导轮结构；模块化电机所受到的向心力由支撑框架承担，导轮与转筒之间摩擦力减小，磨损程度降低；模块化电机壳体背板内表面与支撑框架外表面采用自由贴合但不固定的方法，使得模块化电机所受到的向心力由支撑框架承担，解决了导轮装置与转筒之间磨损严重的问题；如果球磨机上的转筒在正圆轨迹下旋转工作时，由模块化电机壳体背板与支撑框架的贴合度确定定子、转子之间气隙大小，此时导轮与转筒可以视定子与转子间隙大小而不接触；如果转筒出现偏心旋转的状况时，让偏心处产生的波动，经导轮装置传导到模块化电机上，促使模块化电机作径向随动，这一过程不至于定子、转子铁芯发生扫膛现象，导轮起到间接控制间隙和保护模块化电机的作用；模块化电机便于加工，安装，维修，定子、转子之间的气隙现场可以调节的很小，促使永磁体磁吸引力增大，进而在设计时减少了用磁量，降低了制造成本。
附图说明
17.图1为本实用新型圆形支撑框架无导轮整体装配结构示意图；
18.图2为本实用新型多边形支撑框架无导轮整体装配结构示意图；
19.图3为本实用新型圆形支撑框架有导轮整体装配结构示意图；
20.图4为本实用新型多边形支撑框架有导轮第一种结构示意图；
21.图5为本实用新型多边形支撑框架有导轮第二种结构示意图；
22.图6为本实用新型转子动力机构与转筒结构示意图；
23.图7为本实用新型圆形支撑框架结构示意图；
24.图8为本实用新型多边形支撑框架结构示意图；
25.图9为本实用新型无导轮扇形模块化电机结构示意图；
26.图10为本实用新型有导轮扇形模块化电机结构示意图；
27.图11为本实用新型无导轮直板形模块化电机结构示意图；
28.图12、13为本实用新型有导轮直板形模块化电机结构示意图；
29.图14为本实用新型限位装置结构示意图；
30.图15为本实用新型限位装置剖面结构示意图；
31.图16为本实用新型四轮模块化电机整体装配结构示意图。
32.图中：1球磨机滚筒、2转筒、3转子动力机构、4模块化电机、5圆形支撑框架、6多边形支撑框架、7限位装置、8连接螺丝、9转子矽钢片、10永磁体、11隔磁铝板、12支撑框架、13侧面挡风板、14定子矽钢片、15线圈、16上下支撑连接板、17模块化电机壳体背板、18通风孔、19扇形模块化电机、20直板形模块化电机、21导轮、22销轴、23导轮支架、24导轮装置顶部背板、25调节螺丝、26限位螺丝、27套筒、28风机、29通风管、30四轮结构、31模块化电机壳体侧面板。
具体实施方式
33.在本实用新型的描述中，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实用新型，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实用新型的限制。
34.请参阅图1-16，本实用新型提供一种技术方案：一种永磁直驱球磨机用的模块化电机，在球磨机滚筒1的出料端设有与转筒t型板连接的法兰盘，也就是原球磨机大齿轮的法兰盘，它们由连接螺丝8相互螺接，转筒2套装在球磨机滚筒的外侧，为了保证转筒表面能承担来自导轮21的压力后不变形，转筒2需铸造加工成双层结构形式，为了便于运输，转筒结构设计为上下两半圆拼接结构，特大直径型球磨机也可采用三等分拼结构，转筒外表面套装隔磁铝板11，隔磁铝板外周螺接转子矽钢片，转子矽钢片9与转子矽钢片之间镶嵌永磁体10，转子动力机构3与转筒螺接在球磨机滚筒上组成一体的结构被球磨机进料与出料两端的轴瓦系统支撑而旋转工作，模块化电机4与转子动力机构共同组成模块化驱动电机。
35.为了考虑支撑框架对模块化电机的支撑力度的稳固性与刚性强度，在模块化电机轴向两侧采用支撑框架结构，支撑框架采用镂空支撑架强度大属于首选，支撑架可采用圆形支撑框架5结构，也可采用外部为多边形支撑框架6结构，在支撑框架内侧沿圆周焊接连接架12，支撑框架外侧圆周表面贴合面积大，承担来自模块化电机自身以及导轮支架的刚性力度；支撑框架向心内侧，沿圆周焊接向心延伸板，延伸板上螺接若干个侧面挡风板13，侧面挡风板与转筒表面有环形间隙，风机鼓入的风从这个缝隙鼓出来，防止外面环境的浮
尘等对电机线圈的影响；支撑框架整体组装为上下拼接后，再通过上下支撑架与地基上的基础螺丝螺接，支撑框架采用拼接的方式，方便安装、拆卸和运输。
36.侧面挡风板是由多个挡板组成，因其连接方式为螺接，当观察各模块化电机的定子、转子之间的气隙的时候，只需拆下与各模块相对应的挡板即可观察到定子、转子之间的气隙大小，也可在挡板上设置瞄眼孔观察定子与转子之间的间隙。
37.所述模块化电机包括定子线圈、定子矽钢片、电机壳体，电机壳体由模块化电机壳体背板和模块化电机壳体侧面板组成，定子矽钢片与模块化电机壳体背板之间的上下支撑连接板，模块化电机的定子矽钢片14由冲片分别叠压与紧固，利用弧形定子压圈进行压紧与固定，线圈15采用小跨距方式，将其嵌放入定子槽内，同时做好定子绕组绝缘和绑扎处理，定子绕组三相出线引至模块化电机背板上的接线盒内接线柱上。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，将每个定子模块上下支撑连接板16的上端焊接固定在模块化电机壳体背板17内表面上，下端与定子矽钢片外表面焊接，上下支撑连接板轴向侧壁开有通风孔18，有利于模块化电机定子铁芯的热量流通出来。
38.为了加强模块化电机壳体背板17的力度，壳体背板由上下两块板及中间支撑装置焊接而成，模块化电机壳体结构组成是根据支撑框架的结构决定的，当支撑框架为圆形结构的时候，模块化电机壳体背板结构为扇形结构，模块化电机称为扇形模块化电机19；当支撑框架为多边形结构的时候，模块化电机壳体背板结构为长方体直板结构，模块化电机称为直板形模块化电机20。
39.支撑框架的外表面与壳体背板的内表面采用自由贴合但不固定的形式，使得模块化电机所受到的向心力由支撑框架承担主要份量，导轮承担少量的重量，进而减轻导轮与轨道的摩擦力。
40.在转筒为正圆结构，支撑框架的刚性也足够强的时候，模块化电机也可采用无导轮结构，通过在模块化电机壳体背板与支撑框架之间添加垫片，进而调节定子、转子之间的气隙大小，使电机正常运行；但实际加工中由于球磨机滚筒直径大会出现转筒不是正圆结构，此时就采用有导轮的模块化电机结构，第一种导轮装置的特征在于：模块化电机壳体背板与转筒之间安装有可以调整的导轮装置，导轮与滚筒之间的间隙设置为最小距离即接触滚动而不承担压力，此时导轮起到控制间隙和缓冲径向力的作用，称其为背板调节导轮装置。第二种导轮装置的特征在于：模块化电机壳体侧面板与转筒之间安装有可以调整的导轮装置，称其为侧面调节导轮装置。
41.背板调节导轮装置包括导轮21、销轴22、导轮支架23、导轮装置顶部背板24；导轮装置的顶部背板与模块化电机壳体背板通过导轮支架上的调节螺丝25连接，使导轮装置顶部背板的内表面与模块化电机壳体背板外表面贴合，当出现定子、转子之间的气隙不不符合标准的时候，可拧动导轮支架螺丝，在导轮装置顶部背板与模块化电机壳体背板外表面之间加减垫片，来调节导轮装置与转筒之间的距离，一个模块化电机上设置有两个导轮，左右两侧各设置一个，分别套装放置于支撑框架两侧镂空位置的中心内部；一个模块化电机一般设置两个导轮装置即可，但在球磨机滚筒直径过大时，模块化电机容量增大，就设计四导轮结构，既四轮结构30。
42.侧面调节导轮装置包括导轮21、销轴22、导轮支架23；导轮装置的导轮支架的内侧面与模块化电机壳体侧面板31的外侧面通过调节螺丝25连接，使导轮支架的内侧面与模块
化电机壳体侧面板的外侧面贴合，当出现定子、转子之间的气隙不符合标准的时候，可拧动导轮支架的调节螺丝，进而调节导轮装置与转筒之间的距离，一个模块化电机上设置有四个导轮，左右两侧各设置两个。
43.当导轮装置为背板调节导轮装置时，在模块化电机壳体背板上开设导轮支架的方孔，导轮支架通过方孔与支撑框架的镂空处向心对应安装，导轮装置中的导轮与转筒表面滚动接触，如果球磨机上的转筒在正圆轨迹下旋转时，导轮与滚筒之间间隙设置最小距离，接触滚动而不承担压力，大大减少了导轮与转筒外表面之间的摩擦力；如果转筒有偏心旋转的状况时，让最大偏心处产生的力，经导轮支撑传导到模块化电机上，促使模块化电机作径向随动释放，这种释放过程不至于定子、转子铁芯发生扫膛现象；导轮起到设定间隙和缓冲径向力的作用，进而起到不至于损伤滚道的效果；当导轮装置磨损严重或更换轴承时，可在不拆卸模块化电机结构的基础上，方便单独对导轮装置进行拆卸保养、维修。
44.驱动电机的径向随动是与转筒偏峰有关，偏峰经过驱动电机，驱动电机做随动运动之后恢复到如初的状态；初始安装模块化电机时，若出现模块化电机壳体背板向心内表面与支撑框架外表面之间出现晃动，使其二者不能稳定贴合，此时，可调节限位螺丝，在套筒的下端面添加垫板，用于稳定模块化电机背板对支撑框架的压力，可保证模块化电机稳定性；垫板的厚度增减可控制模块化电机壳体背板与支撑框架之间的距离，也就控制定子、转子之间的气隙大小，标准气隙的设定防止扫膛现象的发生，达到不损坏电机的目的；当后期出现模块化电机壳体背板向心内表面与支撑框架外表面之间贴合不严时，也可用此方法进行处理。模块化电机壳体背板向心内表面与支撑框架外表面之间的除了垫片以外的其它部分贴合不严时，在它们之间粘接柔性的密封条加以密封，外界的浮尘进不到内部，影响不了线圈绝缘。
45.限位装置7由限位螺丝26，套筒27组成，限位螺丝帽的下表面焊接固定有圆形阻挡片，阻挡片与模块化电机壳体背板之间存在一定距离；限位螺丝的螺丝杆外周套有套筒，套筒设置在模块化电机背板的圆形过孔中，套筒上端面与阻挡片下端面接触，下端面与垫片压接然后压接在支撑框架外表面；限位装置螺接在支撑框架上的螺纹中，限位装置限制模块化电机的轴向、周向，径向等活动范围，在模块化电机正转或反转时阻挡模块化电机顺圆周方向运动的扭力，保护相邻的定子矽钢片不会发生碰撞造成形变，当转筒有偏心旋转的状况时，让偏心处产生的力，经导轮支撑传导到模块化电机上，促使模块化电机作径向随动释放，此时限位螺丝的圆形阻挡片会将其限制在一定径向的范围内不至于模块化电机脱离框架。限位装置也可以是另外一种结构，它可设置在模块化电机壳体侧面板31的位置，只要起到限位作用即可。二者选一即可。
46.风机28放置于远离有浮尘的球磨机现场的环境，清洁风源通过鼓风机，通风管29与球磨机上的模块化电机相连接，通风管与模块化电机相连的部分采用软管结构，从而保证通风管道不会干涉模块化电机运动，也不会因模块化电机运动而产生损坏；洁净风源经通风管吹入模块化电机内部，从侧面挡风板与滚筒之间的圆周缝隙正压鼓出来，既完成驱动电机内部铁芯与线圈的冷却又完成驱动电机对外界的灰尘，水，铁元素晶粒的封闭。
47.模块化电机壳体背板上设置有电源，测试温度间隙等系统接线盒，方便现场将所有模块化电机并联，并联线路设置在框架外侧面的桥架线盒上与变频器连接，经编程后由变频器供电驱动永磁直驱电机、驱动球磨机运转，也可只驱部分模块化电机让球磨机盘车
或运行。
48.采用变频器控制驱动模块化电机定子绕组，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的端子相连，与分绕组相连的接线盒的端子输出端引出来分别与变频器连接；为了利用部分模块化电机盘车，为了增减负荷容量，随时切除部分模块化电机电源的便利，一般设计时采用低压供电；也可以采用高压供电设计；模块化电机在工厂可以流水化生产，运输，现场装配，后续更换方便。
49.以上显示和描述了本实用新型的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型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实用新型的范围。