CN102716780A - 组合式定转子永磁外转子电动机直驱立磨磨盘 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种组合式定转子永磁外转子电动机直驱立磨磨盘，将驱动电机与矿石粉碎立磨磨盘一体化设计，实现立磨磨盘的高效无齿轮直驱。将驱动电机做成短粗型外转子立式结构，磨盘可以直接安装在转子上，并把定子铁芯分解成多个电磁参数和机械结构完全一样的分瓣式定子铁芯块独立运行，可由多个中小型低压变频器分别控制。转子采用分瓣式拼装结构，基座台阶、侧壁采用分体制作。装配时，先进行定子铁芯安装，再进行转子安装，最后用专用工具进行永磁体安装。维修时，可沿径向单独拆卸每一个分瓣式转子单元和分瓣式定子铁芯块。本发明能够从根本上解决传统机械传动系统传动链冗长、体积和重量庞大的缺点，可以广泛应用到大型立磨磨盘技术中。
Description
技术领域
本发明属于一种机械装备，特别涉及一种组合式定转子永磁外转子电动机直驱矿石粉碎立磨磨盘。
背景技术
近年来，在水泥生料、熟料及矿渣粉磨工艺日新月异的技术创新中立磨脱颖而出，它集破碎、干燥、粉磨、分选和输送为一体，具有产量大、单耗低、集约化程度高、占地面积小、土建、运输费用少等一系列优点，已经出现了逐步替代传统球磨的发展趋势。
然而，由于诸多原因，目前立磨仍然存在不少节能薄弱环节，其中，磨盘传动是最大的耗电部件。立磨工作转速低，传统的异步电动机加齿轮减速器传动模式依旧占主要市场份额。异步电动机效率和功率因数水平低，且随负载率降低而降低。减速器使装备体积和重量加大，制造难度和维修成本增加，振动噪声加剧，润滑油存在渗漏污染，且运行效率降低。2009年二重集团（德阳）重型装备股份有限公司先后申请了实用新型专利 “立磨磨盘的支承结构（专利号：200920303433.9）”、“立磨磨盘的传动及支承结构（专利号：200920314658.4）”，其特点在于，通过采用独立的大直径静压轴承支撑磨盘，提高了磨盘承受竖直载荷的能力和运行平稳性。但是，还是采用传统异步电动机加机械减速器技术路线，再通过齿轮啮合角传动把扭矩传递给磨盘。2011年由个人申请的发明专利（专利号：201110038911.X）“大功率低转速机械设备的电气直接传动技术”，其特点在于，概括性的提出一种拆除机械设备传动系统中齿轮减速器的思想，改用日趋成熟的同步电动机直接驱动。但是并没有阐述具体结构设计。另外，对于大型设备兆瓦级的驱动功率，一般采用10kV（或6kV）的高压电源供电，使电气传动系统的性价比降低、可靠性变差。
发明内容
发明目的：
本发明提出一种组合式定子永磁外转子电动机直驱立磨磨盘，将驱动电机与矿石粉碎立磨磨盘一体化集成设计，实现立磨磨盘的高效无齿轮直驱。与内转子结构相比，具有转动惯量大，转动平稳，结构更加简化等特点。
技术方案：
一种组合式定转子永磁外转子电动机直驱立磨磨盘,其特征在于：将驱动电机做成短粗型立式结构，组合式定转子永磁外转子电动机直驱立磨磨盘的主传动装置沿径向从内到外依次安装有定位轴、基座侧壁、定子铁芯、扇形转子块、隔磁套以及转子支架，定子铁芯固定在基座台阶上，大直径静压轴承通过螺栓固定在基座上，转子支架固定在大直径静压轴承上，转子压盖通过扶正轴承与定位轴连接，磨盘直接固定在转子压盖上，转子带动转子压盖旋转把扭矩传递给磨盘。
定子铁芯由分瓣式定子铁芯块组装成型，分瓣式定子铁芯块由紧固螺栓压装在基座台阶上；在铁芯块轭部外圆和基座侧壁内圆上开有榫槽，通过榫头和榫槽对接；同时，各分瓣式定子铁芯块轭部两侧也开有榫槽，通过榫头和榫槽对接。
每个分瓣式定子铁芯块电磁参数和机械结构完全一样并能独立运行。
转子采用分瓣式拼装结构，由分瓣式转子单元拼装成型，扇形转子块通过螺钉固定在转子支架上，转子支架和扇形转子块之间装有隔磁套；相邻扇形转子块之间安装永磁体，并且永磁体两端装有挡板；永磁体采用矩形块内置式切向结构。
大直径静压轴承的中心对应在转子支架的正上方。
基座台阶和基座侧壁均采用分体制作，其具体分体个数与分瓣式定子铁芯块块数相同。
装配时，先进行定子铁芯的安装，各分瓣式定子铁芯块沿圆周方向依次吊装；再进行转子的安装，各分瓣式转子单元沿圆周方向依次安装；待定转子全部调心定位完成，最后进行永磁体的安装。
维修时，每一个分瓣式转子单元和分瓣式定子铁芯块均可以沿径向单独拆卸。
优点及效果：
本发明提出了一种组合式定子永磁外转子电动机直驱立磨磨盘，具有如下优点：
低速大转矩永磁同步电动机直驱立磨磨盘，实现电机与机械装备一体化集成设计。采用外转子结构把磨盘直接固定在转子上，系统结构更加简化。定转子均采用分瓣结构，方便安装和维修时替换故障单元，从根本上改变传统机械传动系统传动链冗长、体积和重量庞大的缺点，可以广泛应用到大型立磨磨盘技术中。
附图说明：
图1本发明为组合式定子永磁外转子电动机直驱立磨磨盘的结构示意图。
图2为分瓣式转子单元和分瓣式定子铁芯块安装示意图。
附图标记说明：
1.基座侧壁、2.紧固螺栓、3.基座台阶、4.定子铁芯、5.基座、6.大直径静压轴承、7.扇形转子块、8.隔磁套、9.转子支架、10.磨盘、11.转子压盖、12.定位轴、13.扶正轴承、14.永磁体、15.挡板、16. 分瓣式转子单元、17.分瓣式定子铁芯块、18.榫槽。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
本发明是一种组合式定转子永磁外转子电动机直驱立磨磨盘，将驱动电机与矿石粉碎立磨磨盘一体化设计，实现立磨磨盘的高效无齿轮直驱，如图1和图2中所示，其特征在于：将驱动电机做成短粗型立式结构，直接集成安装在磨盘基座5上，组合式定转子永磁电动机直驱立磨磨盘的主传动装置沿径向从内到外依次安装有定位轴12、基座侧壁1、定子铁芯4、扇形转子块7、隔磁套8以及转子支架9，定子铁芯4固定在基座台阶3上，大直径静压轴承6通过螺栓固定在基座5上，转子支架9固定在大直径静压轴承6上，转子压盖11通过扶正轴承13与定位轴12连接，磨盘10直接固定在转子压盖11上，最后转子带动转子压盖11旋转把扭矩传递给磨盘10。
定子铁芯4由分瓣式定子铁芯块17组装成型，分瓣式定子铁芯块17由紧固螺栓2压装在基座台阶3上；在铁芯块轭部外圆和基座侧壁1内圆上开有榫槽18，通过榫头和榫槽对接，承受电机径向拉力。同时，各分瓣式定子铁芯块轭部两侧也开有榫槽18，通过榫头和榫槽对接，承受电机切向拉力。
每个分瓣式定子铁芯块17的电磁参数和机械结构完全一样并能独立运行，可以由多个中小型低压变频器分别供电，从而实现兆瓦级大电机低压大功率控制。
转子亦采用分瓣式拼装结构，由分瓣式转子单元16拼装成型，扇形转子块7通过螺钉固定在转子支架9上，转子支架9和扇形转子块7之间装有隔磁套8；相邻扇形转子块7之间安装永磁体14，并且永磁体14两端装有挡板15防止永磁体14沿轴向窜动；永磁体14采用矩形块内置式切向结构。
定位轴12起磨盘中心限位作用。
大直径静压轴承6的中心对应在转子支架9的正上方，保证转子支架9、大直径静压轴承6和磨盘10的几何中心重合，以便基座侧壁1承受磨盘10的竖直压力。
基座台阶3和基座侧壁1均采用分体制作，其具体分体个数与分瓣式定子铁芯块17块数相同。
装配时，先进行定子铁芯4的安装，各分瓣式定子铁芯块17沿圆周方向依次吊装，由基座侧壁1内圆弧面和基座台阶3水平面定位组成一个整体；再进行转子的安装，各分瓣式转子单元16沿圆周方向依次安装，由大直径静压轴承6台阶定位和螺栓固定组成一个整体；待定转子全部调心定位完成，最后进行永磁体14的安装。
维修时，可以沿径向单独拆卸每一个分瓣式转子单元16和分瓣式定子铁芯块17，方便及时替换故障单元。
Claims (8)
1.一种组合式定转子永磁外转子电动机直驱立磨磨盘,其特征在于：将驱动电机做成短粗型立式结构，组合式定转子永磁外转子电动机直驱立磨磨盘的主传动装置沿径向从内到外依次安装有定位轴（12）、基座侧壁(1)、定子铁芯(4)、扇形转子块(7)、隔磁套(8)以及转子支架(9)，定子铁芯(4)固定在基座台阶(3)上，大直径静压轴承(6)通过螺栓固定在基座(5)上，转子支架(9)固定在大直径静压轴承(6)上，转子压盖(11)通过扶正轴承(13)与定位轴(12)连接，磨盘(10)直接固定在转子压盖(11)上，转子带动转子压盖（11）旋转把扭矩传递给磨盘（10）。
2.根据权利要求1所述的组合式定转子永磁外转子电动机直驱立磨磨盘，其特征在于：定子铁芯（4）由分瓣式定子铁芯块（17）组装成型，分瓣式定子铁芯块（17）由紧固螺栓（2）压装在基座台阶（3）上；在铁芯块轭部外圆和基座侧壁（1）内圆上开有榫槽（18），通过榫头和榫槽对接；同时，各分瓣式定子铁芯块轭部两侧也开有榫槽（18），通过榫头和榫槽对接。
3.根据权利要求2所述的组合式定转子永磁外转子电动机直驱立磨磨盘，其特征在于：每个分瓣式定子铁芯块（17）电磁参数和机械结构完全一样并能独立运行。
4.根据权利要求1所述的组合式定转子永磁外转子电动机直驱立磨磨盘，其特征在于：转子采用分瓣式拼装结构，由分瓣式转子单元（16）拼装成型，扇形转子块（7）通过螺钉固定在转子支架（9）上，转子支架（9）和扇形转子块（7）之间装有隔磁套（8）；相邻扇形转子块（7）之间安装永磁体（14），并且永磁体（14）两端装有挡板（15）；永磁体（14）采用矩形块内置式切向结构。
5.根据权利要求1所述的组合式定转子永磁外转子电动机直驱立磨磨盘，其特征在于：大直径静压轴承（6）的中心对应在转子支架（9）的正上方。
6.根据权利要求1所述的组合式定转子永磁外转子电动机直驱立磨磨盘，其特征在于：基座台阶（3）和基座侧壁（1）均采用分体制作，其具体分体个数与分瓣式定子铁芯块（17）块数相同。
7.根据权利要求1所述的组合式定转子永磁外转子电动机直驱立磨磨盘，其特征在于：装配时，先进行定子铁芯（4）的安装，各分瓣式定子铁芯块（17）沿圆周方向依次吊装；再进行转子的安装，各分瓣式转子单元（16）沿圆周方向依次安装；待定转子全部调心定位完成，最后进行永磁体（14）的安装。
8.根据权利要求1所述的组合式定转子永磁电动机直驱立磨磨盘，其特征在于：维修时，每一个分瓣式转子单元（16）和分瓣式定子铁芯块（17）均可以沿径向单独拆卸。
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Date of cancellation: 20230710 Granted publication date: 20141203 Pledgee: Bank of China Limited Shijiazhuang Gaocheng sub branch Pledgor: HEBEI NEWSTAR ELECTRIC MOTOR Co.,Ltd. Registration number: Y2022130000030 |
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Denomination of invention: Combined fixed rotor permanent magnet outer rotor motor direct drive vertical grinding disc Effective date of registration: 20230711 Granted publication date: 20141203 Pledgee: Bank of China Limited Shijiazhuang Gaocheng sub branch Pledgor: HEBEI NEWSTAR ELECTRIC MOTOR Co.,Ltd. Registration number: Y2023980048157 |