CN107601065A - 一种外转子永磁电机直驱斗轮堆取料机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外转子永磁电机直驱斗轮堆取料机，包括行走机构，所述行走机构方设有迴转传动机构，所述迴转传动机构与行走机构通过迴转大轴承进行连接，所述迴转传动机构前表面设有悬臂皮带机，所述悬臂皮带机一端面设有斗轮机构，所述悬臂皮带机上且远离斗轮机构处设有液压俯仰机构。本发明的有益效果是，结构紧凑，体积小，节约电能，降低故障率，避免漏油，运行平稳，动态性能更好，延长设备使用寿命，振动小，噪音低，智能调速，操作简便，维修方便，减少人工成本，运行可靠。

Description

一种外转子永磁电机直驱斗轮堆取料机

技术领域

本发明涉及散状物料连续装卸领域，特别是一种外转子永磁电机直驱斗轮堆取料机。

背景技术

斗轮堆取料机是在斗轮挖掘机的基础上发展起来的，是一种大型、连续、高效的散料装卸机械。它具有生产效率高、能耗低、自重轻、投资省及操作简便等优点。

国内斗轮堆取料机的发展基本经历了三个阶段。20世纪60年代、70年代，国内开始设计小型斗轮堆取料机，典型机型有3025、8030等，取料出力分别为300t/h、800t/h，回转半径分别为25m和30m。20世纪80年代、90年代，是斗轮堆取料机发展的第二阶段。钢厂、电厂等新建设的散料堆场逐步采用了大型斗轮堆取料机，用于散料的堆取和转运，斗轮堆取料机取料出力达到2000t/h，回转半径达到40m。受当时国内条件的限制，这些料场输送设备的建设多是合作制造或者整机进口的，甚至整套散料输送系统都是引进国外的。2000年后，国内斗轮堆取料机发展到了一个新阶段。迄今为止，国内厂家具备了300～6000t/h生产能力，25～60m回转半径斗轮堆取料机系列产品的设计和制造能力。这一阶段中，国外厂商仍占据一定份额，但国内厂家掌握了相当的技术、生产能力，并凭借服务、价格优势占据了国内市场的主流地位，并逐渐走向国际市场。

目前斗轮堆取料机的斗轮采用的驱动系统为“异步电动机+液力耦合器+减速机”的方式，传动环节多，驱动系统效率低，能耗大。斗轮堆取料机的负载变化大，对设备机械冲击较大，影响机械设备使用寿命。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种外转子永磁电机直驱斗轮堆取料机。

实现上述目的本发明的技术方案为，一种外转子永磁电机直驱斗轮堆取料机，包括行走机构，所述行走机构方设有迴转传动机构，所述迴转传动机构与行走机构通过迴转大轴承进行连接，所述迴转传动机构前表面设有悬臂皮带机，所述悬臂皮带机一端面设有斗轮机构，所述悬臂皮带机上且远离斗轮机构处设有液压俯仰机构，所述液压俯仰机构与悬臂皮带机侧表面通过拉杆机构连接，所述悬臂皮带机上端侧表面上设有驾驶室，所述液压俯仰机构侧表面且与拉杆机构位置相对处设有配重块，所述行走机构后侧设有主尾车机构，所述主尾车机构后侧设有副尾车机构，所述主尾车机构与副尾车机构之间通过卷缆机构进行连接，所述行走机构后表面设有水箱，所述水箱后表面设有配电室，所述斗轮机构包括斗轮和用来驱动斗轮的驱动装置，所述驱动装置为外转子永磁电机，所述外转子永磁电机通过支臂与斗轮进行连接，所述外转子永磁电机包括外转子、内定子、电缆和冷却水管，端盖、轴承内盖、轴承外盖、轴承、骨架油封，联轴器、电机轴和固定座。

所述外转子由永磁体、转子冲片、转子外壳和转子盖板组成，所述永磁体内嵌在转子冲片内，所述转子冲片固定在转子外壳上，所述转子外壳和转子盖板共同组成一个密封的整体，所述转子盖板内表面焊有加强筋，所述永磁电机的转子通过两端轴承与电机固定轴相连。

所述内定子由成型绕组、定子冲片和定子支架组成，所述成型绕组内嵌在定子冲片的槽中，所述定子冲片通过定子支架固定在电机轴上，所述电机轴通过支座与固定座固定，所述电机轴为空轴，所述电机轴内部设有电缆和冷却水管。

所述斗轮机构中的斗轮的铲斗没有斗底。

利用本发明的技术方案制作的外转子永磁电机直驱斗轮堆取料机，结构紧凑，体积小，节约电能，降低故障率，避免漏油，运行平稳，动态性能更好，延长设备使用寿命，振动小，噪音低，智能调速，操作简便，维修方便，减少人工成本，运行可靠。

附图说明

图1是本发明所述一种外转子永磁电机直驱斗轮堆取料机的结构示意图；

图2是本发明所述一种外转子永磁电机直驱斗轮堆取料机中外转子永磁电机的侧视剖面图；

图3是本发明所述一种外转子永磁电机直驱斗轮堆取料机外转子永磁电机直接驱动方式示意图；

图中，1、行走机构；2、迴转传动机构；3、迴转大轴承；4、悬臂皮带机；5、斗轮机构；6、液压俯仰机构；7、拉杆机构；8、驾驶室；9、配重块；10、主尾车机构；11、副尾车机构；12、卷缆机构；13、水箱；14、配电室；15、外转子；16、内定子；17、电缆和冷却水管；18、端盖；19、轴承内盖；20、轴承外盖；21、轴承；22、骨架油封；23、联轴器；24、电机轴；25、固定座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-3所示，一种外转子永磁电机直驱斗轮堆取料机，包括行走机构1，所述行走机构1方设有迴转传动机构2，所述迴转传动机构2与行走机构1通过迴转大轴承3进行连接，所述迴转传动机构2前表面设有悬臂皮带机4，所述悬臂皮带机4一端面设有斗轮机构5，所述悬臂皮带机4上且远离斗轮机构5处设有液压俯仰机构6，所述液压俯仰机构6与悬臂皮带机4侧表面通过拉杆机构7连接，所述悬臂皮带机4上端侧表面上设有驾驶室8，所述液压俯仰机构6侧表面且与拉杆机构7位置相对处设有配重块9，所述行走机构1后侧设有主尾车机构10，所述主尾车机构10后侧设有副尾车机构11，所述主尾车机构10与副尾车机构11之间通过卷缆机构12进行连接，所述行走机构1后表面设有水箱13，所述水箱13后表面设有配电室14，所述斗轮机构5包括斗轮和用来驱动斗轮的驱动装置，所述驱动装置为外转子永磁电机，所述外转子永磁电机通过支臂与斗轮进行连接，所述外转子永磁电机包括外转子15、内定子16、电缆和冷却水管17，端盖18、轴承内盖19、轴承外盖20、轴承21、骨架油封22，联轴器23、电机轴24和固定座25；所述外转子15由永磁体、转子冲片、转子外壳和转子盖板组成，所述永磁体内嵌在转子冲片内，所述转子冲片固定在转子外壳上，所述转子外壳和转子盖板共同组成一个密封的整体，所述转子盖板内表面焊有加强筋，所述永磁电机的转子通过两端轴承与电机固定轴相连；所述内定子16由成型绕组、定子冲片和定子支架组成，所述成型绕组内嵌在定子冲片的槽中，所述定子冲片通过定子支架固定在电机轴24上，所述电机轴24通过支座与固定座固定，所述电机轴24为空轴，所述电机轴24内部设有电缆和冷却水管17；所述斗轮机构5中的斗轮的铲斗没有斗底。

在本实施方案中，其中行走机构1便于进行行走，使得此装置在所对应的轨道上进行移动，在进行取料的时候，有外转子永磁电机驱动斗轮机构对料堆上的料进行取料，转动至悬臂皮带机4上，进行转送，其中在进行取料的时候悬臂皮带机4是反向进行运动，再经机器中心处下面的漏斗卸至料场带式输送机或利用主尾车机构10和副尾车机构11在卷揽机构的反向作用下运走，其中悬臂皮带机4中的臂架的迴转传动机构2带动迴转，液压俯仰机构6带动进行俯仰，相互配合下，可以使得斗轮机构5中的斗轮对料堆进行物料取尽，在进行堆料的时候，由带式输送机运来的散料经尾车卸至臂架上的带式输送机或利用主尾车机构10和副尾车机构11在卷揽机构的正向作用下，从臂架前端抛卸至料场。通过整机的运行，悬臂皮带机4中的臂架的迴转传动机构2带动迴转、液压俯仰机构6带动进行俯仰可使料堆形成梯形断面的整齐形状，其中斗轮机构5包括斗轮及其驱动装置，斗轮的铲斗没有斗底，在非卸料区内用固定在臂架上的圆弧挡板堵住斗中散料，散料在圆弧挡板上滑移。在卸料区内没有圆弧挡板而有一个固定的斜溜槽。当铲斗随轮体旋转至卸料区时，斗中物料在自重作用下经斜溜槽滑到带式输送机上，斗轮的驱动方式采用外转子永磁电机驱动斗轮，传统中斗轮的驱动方式采用异步电动机+液力耦合器+减速机驱动，其中外转子永磁斗轮装置与传统斗轮装置相比，具有高效、节能、低噪音、免维护、输出转矩大、启动平稳、恒转矩控制等优点，而传统的斗轮驱动系统采用异步电动机、液力耦合器和减速器带动设备转动，该系统的传动方式明显的缺点是：驱动系统效率低，能耗大、启动不平稳，重载启动困难，这些缺点直接影响着驱动系统的整体效率。日常对减速器等部件的维护及更换非常频繁，检修设备仍需配套检修驱动系统，结构复杂，使用斗轮电机为低转速、大扭矩外转永磁同步电机。斗轮直接安装在电机转子外侧，整体结构紧凑，实现一体化，满足斗轮堆取机的负载特性要求，该电动机具有灵活的转速调节、强劲的转矩特性设计和高转矩密度设计等特点，这是外转子永磁电机直驱斗轮的一大亮点。外转子永磁电机的外转子15在外侧，通过连接支臂与斗轮相连。永磁电机的外转子15由永磁体、转子冲片、转子外壳和转子盖板组成，永磁体内嵌在转子冲片内，形成永磁转子。转子冲片固定在转子外壳上，转子外壳和转子盖板共同组成一个密封的整体，阻止煤尘进入电机内部造成污染。转子盖板内表面焊有加强筋，起到支撑整个旋转部分重量和传递扭矩的作用。电机外转子15通过两端轴承与电机轴24相连。永磁电机内定子16由成型绕组、定子冲片和定子支架组成，成型绕组内嵌在定子冲片的槽中，连接成电枢绕组。定子冲片通过定子支架固定在电机轴24上，电机轴24通过支座与固定座25固定。电机轴为空轴，内布置电缆和冷却水管17，其中轴承21通过轴承内盖19与轴承外盖20进行固定，端盖18用来固定端部，联轴器是用来连接两根轴的，其中骨架油封22是将传动部件中需要润滑的部件与出力部件进行隔离，不至于让润滑油渗漏，其中永磁电机内还包括有三相对称的定子绕组，其中外转子永磁同步电动机的运行原理与普通永磁同步电动机相同，只是它的内定子16在内侧，外转子15在外侧。当电动机的三相对称定子绕组通入三相对称交流电时，三组绕组间彼此相差120度，每一组绕组都由三相交流电源中的一相供电，每组产生一个交流正弦波磁场。此磁场总是沿相同的轴，当绕组的电流位于峰值时，磁场也位于峰值。每组绕组产生的磁场是两个磁场以相反方向旋转的结果，这两个磁场值都是恒定的，相当于峰值磁场的一半，该磁场在供电周期内旋转形成旋转磁场，旋转磁场的转速称为同步转速。旋转磁场与外转子上永磁体励磁产生的磁场不同极性相互吸引从而产生电磁转矩，电动机外转子就转动起来。这时，外转子的转速和旋转磁场的同步转速相等，且不因负载改变而改变。这种外转子永磁电机直驱斗轮堆取料机的优点：1、斗轮装置采用外转子永磁电机直驱代替原有减速机和异步电动机，整个系统结构紧凑，体积小，减少了中间传动环节的能量损耗，使整体系统运行效率提高，节约电能。2、取消了减速机和液力耦合器等中间传动环节，降低故障率，避免漏油，降低后期维护成本。3、外转子永磁电机具有高的过载转矩特性，使斗轮堆取料机运行平稳，动态性能更好，克服因重载或过载造成的设备损坏等问题，延长设备使用寿命。4、外转子永磁电机直驱系统振动小，噪音低。5、外转子永磁电机直驱系统具有智能控制功能，能够实现远程控制、智能调速、操作简便、维修方便、减少人工成本。6、 外转子永磁电机直驱系统自动化水平高，各项保护齐全，机电液控制一体化，响应快、运行可靠，其中轴承21便于转动，骨架油封22便于密封放置润滑油进入，联轴器23便于将电机轴24与另一个轴进行连接，其中固定座25是用来固定的。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种外转子永磁电机直驱斗轮堆取料机，包括行走机构（1），其特征在于，所述行走机构（1）方设有迴转传动机构（2），所述迴转传动机构（2）与行走机构（1）通过迴转大轴承（3）进行连接，所述迴转传动机构（2）前表面设有悬臂皮带机（4），所述悬臂皮带机（4）一端面设有斗轮机构（5），所述悬臂皮带机（4）上且远离斗轮机构（5）处设有液压俯仰机构（6），所述液压俯仰机构（6）与悬臂皮带机（4）侧表面通过拉杆机构（7）连接，所述悬臂皮带机（4）上端侧表面上设有驾驶室（8），所述液压俯仰机构（6）侧表面且与拉杆机构（7）位置相对处设有配重块（9），所述行走机构（1）后侧设有主尾车机构（10），所述主尾车机构（10）后侧设有副尾车机构（11），所述主尾车机构（10）与副尾车机构（11）之间通过卷缆机构（12）进行连接，所述行走机构（1）后表面设有水箱（13），所述水箱（13）后表面设有配电室（14），所述斗轮机构（5）包括斗轮和用来驱动斗轮的驱动装置，所述驱动装置为外转子永磁电机，所述外转子永磁电机通过支臂与斗轮进行连接，所述外转子永磁电机包括外转子（15）、内定子（16）、电缆和冷却水管（17），端盖（18）、轴承内盖（19）、轴承外盖（20）、轴承（21）、骨架油封（22），联轴器（23）、电机轴（24）和固定座（25）。

2.根据权利要求1所述的一种外转子永磁电机直驱斗轮堆取料机，其特征在于，所述外转子（15）由永磁体、转子冲片、转子外壳和转子盖板组成，所述永磁体内嵌在转子冲片内，所述转子冲片固定在转子外壳上，所述转子外壳和转子盖板共同组成一个密封的整体，所述转子盖板内表面焊有加强筋，所述永磁电机的转子通过两端轴承与电机固定轴相连。

3.根据权利要求1所述的一种外转子永磁电机直驱斗轮堆取料机，其特征在于，所述内定子（16）由成型绕组、定子冲片和定子支架组成，所述成型绕组内嵌在定子冲片的槽中，所述定子冲片通过定子支架固定在电机轴（24）上，所述电机轴（24）通过支座与固定座固定，所述电机轴（24）为空轴，所述电机轴（24）内部设有电缆和冷却水管（17）。

4.根据权利要求1所述的一种外转子永磁电机直驱斗轮堆取料机，其特征在于，所述斗轮机构（5）中的斗轮的铲斗没有斗底。