专利名称：变频变幅智能控制的立式振动磨机的制作方法
技术领域：
本发明属于矿物、植物加工和超微粉体制备机械，特别涉及一种能够变频变幅运动的智能控制型立式振动磨机。
背景技术：
各种矿物(金属、非金属)、单体纯金属材料、脆性植物纤维等的微粉与超细粉的制备，在现代新材料的开发应用中有极其重要的价值。尤其是被加工的粉体产品粒度在5um以下之后，可以充分的发挥材料的化学性能，极大的提高和改善新材料的物化性能。现有的超微粉体物理加工方法中的机械加工设备，存在以下几个问题(1)高硬度物料的超微粉难以加工；(2)能加工超微粉的机械，能耗大、能量利用率低、加工效率低，不能根据加工工艺参数调整和设置机械动力学参数；(3)能加工超微粉的机械，系统复杂，制造成本高，机械性能不能随加工物料的物化特性而调节和设置；(4)国外的同种磨机采用钢性弹簧和固定振幅、固定频率，粒度较粗，加工适应性差；(5)某些超微粉加工机械的杂质污染无法解决，对物料的水分含量要求较严格；(6)国内外的同类磨机均为机械系统，缺乏适应工艺参数和最佳工作状态的基于模糊控制理论的嵌入式控制的机电一体化产品等。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种基于模糊控制理论的嵌入式控制的机电一体化的立式振动磨机。它主要利用振动原理和嵌入式智能控制，采用结构简单、激振电机直接驱动、由工艺参数与磨机工作状态确定的可控制振幅、频率、轨迹等参数，以改变研磨介质的运动形态，改变研磨介质施加冲击、挤压、研磨等作用强度，高效加工超微粒度粉体。可用于干法或湿法加工工艺。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是它包括工作仓(10)、支架(7)、空气弹簧(5)、底座(2)，工作仓(10)为圆环形磨腔，工作仓(10)的顶部安装有盖板(14)，该盖板(14)上设有进料口(12)；支架(7)通过螺栓与空气弹簧(8)(3)和底座(2)相连，工作仓和带有圆环形空腔的支架(7)由螺栓相连，支架底部设有出料口(18)；本实用新型的改进之处是在圆环形空腔中安装有可上下滑动的电机座(19)和激振电机(9)；激振电机(9)上带有偏心块(6)，电机座(19)用螺钉(17)锁定在支架(7)上；在空气弹簧上部的运动部件工作仓、支架外壁上装有多个测量振幅和频率的传感器(16)，各空气弹簧的进气口上装有压力传感器(4)，在底座(2)上装有可以调节电动机转速的变频器(1)和可设置磨机工作与机械参数的嵌入式系统(20)。
空气弹簧(5)的数量为3～16个，沿以Z轴为中心的圆周均匀安装在支架(7)和支座(2)之间，空气弹簧(5)轴线Z′与磨机轴线Z之间的夹角0°≤β≤10°。
安装激振电机(9)的电机座(19)沿轴线Z方向上下滑移调节。本实用新型与现有技术相比，具有以下优点1、利用变频器改变电机转速，实现了工作仓及其研磨介质工作频率的调节，从而适应和满足物料研磨特性、磨矿工艺、产品品质特性的变化要求。
2、利用偏心块(6)的质量、工作仓(10)及其运动附件的总质量的比值、空气弹簧的非线性变刚度等特性及其安装方式等实现了工作仓的变振幅运动。
3、采用电机座上下移动调节激振电机等部件，实现了工作仓的变轨迹运动。
4、利用大量的工业试验和仿真研究获得的参数关联，利用模糊控制理论，制定控制策略，通过控制软件预先设置，在线自动化调整物料特性、磨机动力学参数、产品品质特性参数之间的最佳关联匹配。
5、设计合理、结构简单。本发明可以解决各种硬度物料选择性的超微粉加工问题，降低了能耗，提高了能量利用率和加工效率，提高了产量和产品品质，可加工粒度为-5μm以下的超微粉，便于免除杂质污染，对物料的含水率要求较宽松。
6、制造加工容易，成本低廉，操作方便，实现全自动化和机电一体化。可广泛应用于各种矿物(金属、非金属)、单体纯金属材料、脆性植物纤维等的微粉与超微粉的制备。
以下结合附图对本实用新型做进一步的详细说明
图1是本发明的结构示意图；图2是
图1A-A剖面的剖视示意图；图3是
图1B-B剖面的剖视示意图。
符号说明1-变频器、2-底座、3-空气弹簧下座、4-压力传感器、5-空气弹簧、6-偏心块、7-支架、8-空气弹簧上座、9-激振电机、10-工作仓、11-圆形空腔、12-进料口、13-检查孔、14-盖板、15-出料口、16-振幅、频率传感器17-锁定螺栓、18-出料管、19-电机座、20-嵌入式控制系统具体实施方式
如
图1和图2所示工作仓10为圆环形磨腔，在圆环中间的圆形空腔中安装有可上下滑动的电机座19；工作仓10的顶部安装有盖板14，该盖板14上设有进料口12；工作仓用螺栓固定安装在支架7上，其底部设有出料口15，出料口上接有出料管18；支架7与空气弹簧5上端的联接件用螺栓固定，该空气弹簧5下端的联接件与底座2用螺栓固定；激振电机9固定在电机座19上，激振电机上安装有两个偏心块6，电机座19用螺钉17锁定在支架7上。
如图3所示，空气弹簧5的数量可为3个或多个，根据磨机的规格不同，最好为3～16个，沿以Z轴为中心的圆周均匀安装在支架7和底座2之间。空气弹簧的安装有一定倾角，空气弹簧轴线Z′与磨机轴线Z之间的夹角为0°≤β≤10°。
本发明的工作过程如下激振电机9通过带动两个偏心块6在空腔11中旋转，支架7及空气弹簧5将激振力传递给工作仓10。通过调节电机座19的位置，来实现工作仓变轨迹运动；激振电机9通过变频器1调节激振电机的转速，来实现工作仓变频运动；通过嵌入式系统20的控制，实现激振电机与工作仓的运动参数变更；工作仓内装有钢材、刚玉、其它有色金属、非金属材料制做的球形、短圆柱、多棱体等几何形状的研磨介质；在上述激振力的作用下，迫使工作仓10内的研磨物料和研磨介质作变频、变冲击力、变运动方式的运动，各介质与物料相互碰撞、冲击、剪切、挤压、研磨，从而提高粉磨效率，达到制备超微粉料的目的。
权利要求1.一种变频变幅智能控制的立式振动磨机，包括工作仓(10)、支架(7)、空气弹簧(5)、底座(2)，工作仓(10)为圆环形磨腔，工作仓(10)的顶部安装有盖板(14)，该盖板(14)上设有进料口(12)；支架(7)通过螺栓与空气弹簧(8)(3)和底座(2)相连，工作仓和带有圆环形空腔的支架(7)由螺栓相连，支架底部设有出料口(18)；其特征是在圆环形空腔中安装有可上下滑动的电机座(19)和激振电机(9)；激振电机(9)上带有偏心块(6)，电机座(19)用螺钉(17)锁定在支架(7)上；在空气弹簧上部的运动部件工作仓、支架外壁上装有多个测量振幅和频率的传感器(16)，各空气弹簧的进气口上装有压力传感器(4)，在底座(2)上装有可以调节电动机转速的变频器(1)和可设置磨机工作与机械参数的嵌入式系统(20)。
2.根据权利要求1所述的变频变幅智能控制的立式振动磨机，其特征是空气弹簧(5)的数量为3～16个，沿以Z轴为中心的圆周均匀安装在支架(7)和支座(2)之间，空气弹簧(5)轴线Z′与磨机轴线Z之间的夹角0°≤β≤10°。
3.根据权利要求1所述的变频变幅智能控制的立式振动磨机，其特征是安装激振电机(9)的电机座(19)沿轴线Z方向上下滑移调节。
专利摘要本实用新型公开了一种变频变幅智能控制的立式振动磨机，它包括工作仓、支架、空气弹簧、底座，在圆环形空腔中安装有可上下滑动的电机座和激振电机；在空气弹簧上部的运动部件工作仓、支架外壁上装有多个测量振幅和频率的传感器，各空气弹簧的进气口上装有压力传感器，在底座上装有可以调节电动机转速的变频器和可设置磨机工作与机械参数的嵌入式系统。本实用新型设计合理、结构简单，制造容易，成本低廉，操作方便。可广泛应用于各种矿物(金属、非金属)、单体纯金属材料、脆性植物纤维等的微粉与超微粉的制备。
文档编号B02C25/00GK2892268SQ200620078
公开日2007年4月25日 申请日期2006年3月22日 优先权日2006年3月22日
发明者张晓钟 申请人:西安建筑科技大学