CN104020003A - 一种测试物料的最佳碰撞能量的落球试验机 - Google Patents

Abstract

一种测试物料的最佳碰撞能量的落球试验机，包括支架、底座、升降装置、落球控制装置和复位机构，底座上放置转盘，转盘与转动驱动电机连接，转盘上是物料颗粒床，支架在底座上方，升降装置安装在支架上，落球控制装置包括电磁铁，电磁铁安装在升降装置上，电磁铁位于物料颗粒床的正上方，电磁铁的面积比物料颗粒床大，电磁铁的下表面设有多个吸附钢球的球面凹槽，复位机构包括曲柄、滑块、导轨、推杆、铰链和直角杆，两个直角杆相对布置围成四边形，直角杆的直角处设置铰链，铰链与推杆的一端连接，推杆的另一端与滑块连接，滑块与曲柄的下端连接，曲柄的上端与升降装置联动。本发明试验效率较高、精准度良好。

Description

一种测试物料的最佳碰撞能量的落球试验机

技术领域

本发明涉及球磨机或其他球体粉碎设备，尤其是一种落球试验机。 

背景技术

球磨机在选矿、冶金、建材、化工、陶瓷、电力等领域中的使用已有久远的历史，但其效率极低的问题一直没有得到解决，而筒体内粉磨介质的碰撞特性直接影响其粉磨效率。具体地，从粉磨介质碰撞粉碎物料的角度看，过大的碰撞能量会导致能量的浪费，过小的碰撞能量无法使物料破碎，因此，对于特定的物料，存在最佳的磨介碰撞能量范围，若获得某种特定物料的最佳碰撞能量，球磨机的能耗问题就可得到改善，这就要求一种能够模拟球磨机内部磨介与物料碰撞情况的一种装置，针对某种物料，通过多次的测试试验，获得其最佳碰撞能量范围。 

现有技术中，落球粉碎装置结构功能单一，每台落球粉碎设备只能使用一个一种规格的钢球，且落球只是冲击到物料上的平板，没有与物料直接接触，作用力单一，而实际工作中，大部分球磨机中的磨介不仅大小不等，形状也各异，磨介与物料的接触面一直在变化，因此，现有装置不仅工作效率极低，而且磨介与物料不是以球面接触，与球磨机中磨介与物料的碰撞情况有很大的差距，另一方面，现有装置可重复性差，需人工操作试验，误差较大。 

发明内容

为了克服已有落球试验机的试验效率较低、精准度较差的不足，本发明提供一种试验效率较高、精准度良好的测试物料最佳碰撞能量 的落球试验机。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种测试物料的最佳碰撞能量的落球试验机，包括支架、底座、升降装置、落球控制装置和复位机构，所述底座上放置转盘，所述转盘与转动驱动电机连接，转盘上是物料颗粒床，所述支架在底座上方，所述升降装置安装在支架上，所述落球控制装置包括电磁铁，所述电磁铁安装在所述升降装置上，所述电磁铁位于所述物料颗粒床的正上方，所述电磁铁的面积比所述物料颗粒床大，所述电磁铁的下表面设有多个吸附钢球的球面凹槽，所述复位机构包括曲柄、滑块、导轨、推杆、铰链和直角杆，两个直角杆相对布置围成四边形，所述直角杆的直角处设置铰链，所述铰链与所述推杆的一端连接，所述推杆的另一端与滑块连接，所述滑块与所述曲柄的下端连接，所述曲柄的上端与所述升降装置联动。 

进一步，所述升降装置包括支架上的链轮、链条、蜗轮蜗杆机构以及横向搭架在两根支架之间的升降横杆，升降横杆两端固定在两根链条的同一侧，转盘两侧的支架底部分别安装链轮，所述链条下部套装在链轮上，支架的顶部安装蜗轮蜗杆机构的蜗轮，蜗杆与升降驱动电机连接，所述链条的上部套装在蜗轮上，所述电磁铁固定在所述升降横杆上，所述曲柄的上端与所述链条连接。 

再进一步，所述落球控制装置还包括电磁继电器和光电传感器，所述电磁继电器安装在所述电磁铁上，所述光电传感器安装在支架上。 

更进一步，所述落球试验机还包括单片机控制系统，所述单片机控制系统与所述电磁继电器、光电传感器、转动驱动电机和升降驱动 电机连接， 

本发明的有益效果主要表现在：(1)装置操作简单，操作中避免人为调节，试验效率高，精准度高；(2)装置易于控制，实现自动复位和重复试验；(3)装置实用性较强，不仅可实现球磨机中磨介与物料的真实碰撞情况，而且可使用不同大小和形状的磨介进行测试试验；(4)装置适用性广泛，可测试各种物料的最佳碰撞能量范围，实现循环测试，可重复性高。 

附图说明

图1为测试物料最佳碰撞能量的落球试验机正视图； 

图2为测试物料最佳碰撞能量的落球试验机左视图； 

图3为钢球复位结构的正视图； 

图4为钢球复位结构的俯视图，此时为复位前钢球状态； 

图5为钢球复位结构的另一个俯视图，此时为复位后钢球的状态。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。 

参照图1～图5，一种测试物料最佳碰撞能量的落球试验机，通过系统的运行将直径大小或形状不同的钢球15自动提升至规定的高度并落下冲击物料，该试验机包括：支架、升降装置、落球控制装置、钢球复位机构以及单片机控制系统，支架1固定在底座7上，用于承托升降装置和光电传感器12；升降装置在底座7上方，包括支架1上的链轮4、链条2、蜗轮蜗杆机构以及横向搭架在两根支架之间的升降横杆3，升降横杆两端连接在两根链条2的同一侧，通过链条带动横杆的上下移动；落球控制装置安装在升降横杆3上，升降横杆上下运 动时带动落球控制装置同步上下移动，包括光电传感器12、电磁铁13、电磁继电器14以及吸附在电磁铁14下表面凹槽的钢球15，落球控制装置用于将电磁铁14下表面吸附的钢球15断电后释放自由落下冲击位于下方的物料18，两根支架中其中的一根上设置有光电传感器12，用于感应落球控制装置所处的高度位置，以此控制升降驱动电机20；所述复位结构包括物料的复位和钢球的复位，被冲击的物料通过底座7上放置的转盘8实现，转盘由转动轴6和轴上的销钉5传动，可正向和反向转动物料颗粒床18，钢球的复位机构设置在物料颗粒床18和导轨承托件19上，包括曲柄17、滑块23、导轨24、推杆25、铰链26和直角杆16。 

本实施例中，钢球复位是通过链条2带动升降横杆3下降时，连接在链条2上的曲柄17向下运动，推动滑块23在导轨24中向前滑动，与滑块连接的推杆25推着由铰链固定的直角杆16沿四边形对角线相向运动，实现散落在物料中的钢球自动聚拢复位，电磁铁13下降到靠近复位机构时，钢球15被吸附在其下表面凹槽中，此后，电机20反向转动提升升降横杆3，链条2带动曲柄17上升，两直角杆16沿对角线反向运动，回到初始位置；与此同时，转盘8与电机20的正、反转同步，实现物料混合均匀，表面平整。 

本实施例中，升降装置包括蜗轮11、蜗杆10、链轮4、链条2，电机20后轴通过蜗杆10和蜗轮11带动轴9连接链轮4和链条2，蜗轮蜗杆有自锁功能，可以使升降装置停留在指定高度；单片机控制系统能够接受光电传感器12传输来的落球控制装置的位置信号并且能够向驱动电机20和电磁继电器14发出指令以控制驱动电机20和落球控制装置动作，本实施例中，光电传感器12的位置可调，根据具体试验 对象和条件确定。 

本实施例中，升降驱动电机20为一调频电机，转速通过调节电机频率来控制，启停由单片机控制系统进行控制。 

本实施例中，电磁铁的形状、大小和下表面的凹槽可更换，可根据不同物料的需要使用不同直径或形状的钢球。 

本实施例的工作原理和工作过程如下： 

将试验用的物料置于物料颗粒床18中，钢球15吸附在电磁铁13的下表面凹槽内，钢球数量和形状由试验要求确定，开始升降横杆3处于实验指定位置，光电传感器12略高于升降横杆，启动控制驱动系统，光电传感器12向控制系统发出感应到的落球控制装置的位置信号，控制系统向电磁继电器14发出断电指令，电磁铁13断电消磁，钢球15自由下落冲击物料，此时控制系统发出指令启动电机20，电机正转通过传动装置带动链条2向下运动，连接在链条上的升降装置和落球控制装置同步向下移动，与此同时钢球复位机构开始工作，使钢球聚拢复位，如图5所示。当电磁铁13下降到靠近复位机构时，钢球15又被吸附在其下表面凹槽中，此后，电机反转提升升降横杆3，当横杆3带着落球控制装置靠近光电传感器12时，光电传感器再一次发出位置信号，控制系统向电机发出停转指令，此时复位机构已回到初始状态，如图4所示，这样就完成了一个循环。与此同时，转盘8与电机同步转动，不仅可以使物料混合均匀，而且与工作中的球磨机中物料所处的运动状态相似。 

本发明提供的测试物料最佳碰撞能量的落球试验机，具有以下优点： 

(1)装置操作简单，操作中避免人为调节，试验效率高，精准度 高； 

(2)装置易于控制，实现自动复位和重复试验； 

(3)装置实用性较强，不仅可实现球磨机中磨介与物料的真实碰撞情况，而且可使用不同大小和形状的磨介进行测试试验； 

(4)装置适用性广泛，可测试各种物料的最佳碰撞能量范围，实现循环测试，可重复性高。 

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关领域的普遍技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变形，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求确定。 

Claims (4)

1.一种测试物料的最佳碰撞能量的落球试验机，其特征在于：包括支架、底座、升降装置、落球控制装置和复位机构，所述底座上放置转盘，所述转盘与转动驱动电机连接，转盘上是物料颗粒床，所述支架在底座上方，所述升降装置安装在支架上，所述落球控制装置包括电磁铁，所述电磁铁安装在所述升降装置上，所述电磁铁位于所述物料颗粒床的正上方，所述电磁铁的面积比所述物料颗粒床大，所述电磁铁的下表面设有多个吸附钢球的球面凹槽，所述复位机构包括曲柄、滑块、导轨、推杆、铰链和直角杆，两个直角杆相对布置围成四边形，所述直角杆的直角处设置铰链，所述铰链与所述推杆的一端连接，所述推杆的另一端与滑块连接，所述滑块与所述曲柄的下端连接，所述曲柄的上端与所述升降装置联动。

2.如权利要求1所述的测试物料的最佳碰撞能量的落球试验机，其特征在于：所述升降装置包括支架上的链轮、链条、蜗轮蜗杆机构以及横向搭架在两根支架之间的升降横杆，升降横杆两端固定在两根链条的同一侧，转盘两侧的支架底部分别安装链轮，所述链条下部套装在链轮上，支架的顶部安装蜗轮蜗杆机构的蜗轮，蜗杆与升降驱动电机连接，所述链条的上部套装在蜗轮上，所述电磁铁固定在所述升降横杆上，所述曲柄的上端与所述链条连接。

3.如权利要求2所述的测试物料的最佳碰撞能量的落球试验机，其特征在于：所述落球控制装置还包括电磁继电器和光电传感器，所述电磁继电器安装在所述电磁铁上，所述光电传感器安装在支架上。

4.如权利要求3所述的测试物料的最佳碰撞能量的落球试验机，其特征在于：所述落球试验机还包括单片机控制系统，所述单片机控制系统与所述电磁继电器、光电传感器、转动驱动电机和升降驱动电机连接。