[发明专利]永磁同步变频电动机直接驱动的锤式破碎机

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种煤矿井下用锤式破碎机，是井下顺槽运输设备中的一种重要设备，设置在煤矿井下顺槽运输设备落地段与架桥段之间，把工作面运来的大块煤冲击破碎成所需的块度，以便于后续设备的可靠运输，从源头上消除相关设备和人员的安全隐患。

现有技术

传统煤矿井下锤式破碎机类型很多，结构多是由驱动系统、锤轴总成、破碎腔组件组成。其工作原理是驱动系统带动破碎轴及轴上的锤体组件(锤轴总成)高速旋转，紧固在大惯性高储能锤轴总成上的锤头利用高冲击速度把通过其下的大块煤破碎成所需的块度，保证运输设备正常运行和保护矿工的人身安全。传统驱动系统根据传动方式有两种：齿轮传动和皮带传动。齿轮传动系统是异步电动机+减速器+液力耦合器(机械软启动装置)，皮带传动系统是异步电动机+小、大皮带轮+皮带。

随着煤矿井下对工作面设备功率、运能的不断提高，锤式破碎机的功率性能得到很大提高。目前国内外对锤式破碎机的破碎机理、破碎机设计理论研究及实践数据的采集归纳仍有空白，特别是我国锤式破碎机的设计研究仍处于高端国际产品的仿制状态。锤式破碎机中的核心部件还需要进一步研究开发。为有效地把大块煤冲击破碎成所需的块度，同时又要赋予产品高的经济效益性。我们研究了永磁同步变频电动机直接驱动的锤式破碎机，去掉了传统的异步驱动系统中的减速器或皮带轮及皮带等变速装置和液力耦合器等机械软启动装置等中间环节，锤轴总成的运转由永磁同步变频电动机直接驱动。

发明内容

为适应现有煤矿井下锤式破碎机高效、节能、低噪、免维护的技术要求，本发明为现有煤矿井下运输设备提供一种具有新型驱动系统的锤式破碎机。采用永磁同步变频电动机作为锤式破碎机的驱动系统，永磁同步变频电动机替代传统的异步电动机通过联轴器与锤轴总成主轴直联，中间环节减速器或皮带轮及皮带等变速装置和液力耦合器等机械软启动装置全部取消。

本发明所采用的技术方案是：锤式破碎机驱动系统采用新型动力源-永磁同步变频电动机直驱，对传统异步驱动系统大胆改进，对锤式破碎机的结构予以简化，中间环节减速器或皮带轮及皮带等变速装置和液力耦合器等机械软启动装置全部取消。

上述的永磁同步变频电动机直接驱动的锤式破碎机，其中，永磁同步变频电动机1输出轴通过联轴器2与锤轴总成3主轴一侧输入端直联，带动大惯量的锤轴总成3旋转，使紧固在锤轴总成3大回转半径处的的锤头获得足够的冲击速度破碎通过其下的大块煤，其中锤轴总成3两侧的轴承座定位在破碎腔组件4两侧架板半圆凹形处，并分别由具另半圆凹形的压块紧固；永磁同步变频电动机1与破碎腔组件4外侧联接板法兰止口定位，螺栓联结紧固。

上述的永磁同步变频电动机直接驱动的锤式破碎机，其中，驱动系统仅是永磁同步变频电动机直接驱动，永磁同步变频电动机额定转速可根据生产实际需求设定，目前根据生产所需锤轴总成3转速的经验值范围在365-270r/min，正在永磁同步变频电动机额定转速设定范围内，可以保证锤轴总成3直接获得所需的低转速，驱动系统省去减速器或皮带轮及皮带等变速装置，设备结构简化；同时永磁同步变频电动机在额定转速内可无级调速，其起动转矩大于同功率异步驱动系统，永磁同步变频电动机可以直接驱动大惯量的锤轴总成3匀加速启动并平稳运转，驱动系统省去液力耦合器等机械软启动装置，仍然满足了现场锤式破碎机重载启动的要求。

上述的永磁同步变频电动机直接驱动的锤式破碎机，其中，永磁同步变频电动机传动效率为93-95％，功率因数为93-95％，节能效率比同功率异步驱动系统的70-75％提高了20％；目前永磁同步变频电动机运转过程中只需要每千小时填充一次润滑脂即可，取消了同功率异步驱动系统中的变速装置、机械软启动装置等中间环节的维护，真正实现了驱动系统的免维护；永磁同步变频电动机通过变频控制输出转速可在额定转速内无级调速，使锤式破碎机在最适宜状态下运行，操控简便，提高了锤式破碎机的生产效率。

上述的永磁同步变频电动机直接驱动的锤式破碎机，其中，驱动系统仅是永磁同步变频电动机，与锤式破碎机执行元件-锤轴总成联结形式为直接驱动，永磁同步变频电动机可由相关变频器伺服控制。