本实用新型属于
破碎机领域，尤其是涉及一种新型分级破碎设备驱动结构。
背景技术：
分级破碎机主要适用于中等硬度以下的物料破碎，如煤炭、石灰石、
氧化铝等，目前被广泛应用于煤矿、电厂、建材以及环保等领域，其工作原理是只对大于要求物料粒度的入料进行破碎，而满足粒度要求的物料直接通过两个破碎辊之间的间隙或破碎辊与侧壁梳齿板之间的间隙落下，同时具有破碎和筛分的双重功效。
分级破碎机利用安装在轴上不同齿型的破碎齿对物料进行撕拉、剪切和挤压，实现物料的破碎。其传动方式一般有：电机—液力偶合器—减速器—联轴器—破碎辊的驱动方式和电机—小带轮—大带轮—破碎辊的带传动方式。
双齿辊分级破碎机按电机数量可分为单电机驱动与双电机驱动两种形式。单电机驱动方式为：单电机提供动力，通过液力偶合器进行过载保护，经过减速机减速并传递扭矩和载荷，带动主动破碎辊转动，在同步齿轮的作用下，带动从动破碎辊旋转，以上可简称为单驱动+同步齿轮结构。因此传动方式只有单电机提供动能，单电机功率小于双电机，易出现卡堵现象；如果为提高功率，电机、偶合器和减速机的设备型号选型就会偏大，造成设备能耗浪费，且单个电机、偶合器和减速器的尺寸相对较大，影响设备的整体布置和安装。
双电机驱动双齿辊方式为两个电机分别独立驱动两个破碎齿辊旋转啮合物料破碎，两个齿辊的动力及传动部件分别控制，独立运行。在实际工况中，受大扭矩以及破碎齿对物料加载的不稳定，咬合物料可能出现“退让”和“滑差”等现象，造成破碎物料堵塞、出料粒度超限和细粒增加多现象，破碎效率和破碎效果较差。
电机+皮带轮传动方式是由两个电机分别独立驱动两个小皮带轮，各自的小皮带轮再拖动大皮带轮，由大皮带轮带动破碎辊向内或向外旋转，两个破碎齿辊的动力及传动部件亦为独立运行，存在破碎效率低，破碎效果差的现象。此外，大皮带轮外形尺寸较大，致使破碎机整机尺寸大，不利于现场安装布置。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型旨在克服上述现有技术中存在的缺陷，提出一种新型分级破碎设备驱动结构，基于plc自动变频调速控制系统的双电机+同步齿轮驱动分级破碎设备，严格控制破碎齿的啮合空间，提高分级破碎机的破碎效率和破碎效果，稳定工作电流，达到降低能耗的作用。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种新型分级破碎设备驱动结构，包括电机、偶合器、减速机、联轴器、前轴承组件、破碎辊部件、后轴承组件、同步齿轮；
所述电机用于提供工作动力，电机的输出端与偶合器的输入轴连接；所述偶合器用于过载保护，偶合器连接减速机，减速机通过联轴器连接破碎辊部件；所述前轴承组件和后轴承组件分别安装在破碎辊部件两端；
所述电机通过偶合器带动减速机平稳的启动，减速机经联轴器将扭矩传递给破碎辊部件，破碎辊部件按照设定好的工作模式旋转；
所述同步齿轮用于强制两个破碎辊部件同步运行。
进一步的，所述同步齿轮安装于分级破碎机尾部，即后轴承组件之后，同步齿轮将两个分别独立的传动系统连接到一起，强制两个破碎辊同步运转。
进一步的，所述同步齿轮安装于联轴器的输出端与前轴承组件之间，同步齿轮将两个分别独立的传动系统连接到一起，强制两个破碎辊同步运转。
一种基于plc的自动变频调速控制系统，包括：第一变频器、第二变频器、plc；
两台变频器成主、从机的控制结构，其中第一变频器为主机，第二变频器为从机；所述plc与第一变频器和第二变频器之间通过rs485接口进行modbus通讯，用于实时读写变频器的给定功率f0、输出电流i1、输出电流i2。
进一步的，所述第一变频器即主机由plc输入给定频率f0，主机通过can通讯将给定频率f0发送给第二变频器即从机。
进一步的，所述plc通过pid运算对从机频率进行实时、动态调节，实现主机和从机功率平衡，实现双齿辊稳定、同步运转。
进一步的，所述plc采集变频器电流，实时、动态调节变频器频率，实现主、从机功率平衡，确保系统稳定运行。
相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：
(1)设备两个辊部件可实现同步旋转，固定破碎空间，严格保证出料粒度，也可实现差速旋转，提高对于大粒度、超硬物料的咬合性，提高设备适应能力。
(2)可根据设备实际工况适时调整齿辊转速，设备性能定量输出，降低能耗。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型实施例所述的双电机+同步齿轮分级破碎设备结构示意图；
图2为本实用新型实施例所述的齿轮结构示意图；
图3为本实用新型实施例所述的plc自动变频调速控制系统示意图；
图4为本实用新型实施例所述的plc变频器接线图；
图5为本实用新型实施例所述的plc接线图一；
图6为本实用新型实施例所述的plc接线图二；
图7为本实用新型实施例所述的变频器接线图。
附图标记说明：
1、电机；2、偶合器；3、减速机；4、联轴器；5、前轴承组件；6、破碎辊部件；7、后轴承组件；8、同步齿轮。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
如图1所示，双电机+同步齿轮驱动结构形式分级破碎机，包括：电机1、偶合器2、减速机3、联轴器4、前轴承组件5、破碎辊部件6、后轴承组件7；同步齿轮8。
电机1通过偶合器2带动减速机3，偶合器2起到软起动和过载保护作用。减速机3通过联轴器4带动破碎辊部件6旋转，前轴承组件5和后轴承组件7分别安装在破碎辊部件6两端，同步齿轮8安装在远离电机1端的破碎机尾部，强制两个破碎辊部件6同步运行。同步齿轮8可安装在前轴承组件5的前端或者破碎机的末端，本结构以安装在末端进行介绍。如图2为齿轮结构。
所述的电机1为分级破碎机提供工作动力，当接通电源后，电机1通过输出端与偶合器2输入轴连接，将机械能传递出去。
所述的偶合器2起到过载保护作用，将电机1提供的机械能转化成扭矩传递给减速机3，减速机3减速并传递扭矩和载荷，通过联轴器4带动破碎辊部件6旋转。
所述的同步齿轮8安装于分级破碎机尾部，即后轴承组件7之后，亦可安装于联轴器4输出端与前轴承组件5之间，同步齿轮8将两个分别独立的传动系统连接到一起，强制两个破碎辊同步运转。
当双齿辊破碎机安装同步齿轮8后，两个破碎辊部件6强制同步运转，对于主要由电机1及减速机3组成的齿辊传动装置来说，由于两台电机1在实际运转过程中转速存在微小差异，包括两台减速机3的减速比亦存在微小差异，致使两个减速机3输出轴的转速不一致，在同步齿轮8的强制同步下，势必造成一台电机1处于电动状态而另外一台电机1处于发电状态，处于发电状态的电机1将消耗能量、发热并加重电动状态的电机1负载直接造成其过载，致使整个传动系统无法正常工作，严重时会烧毁电机1造成重大事故。
基于以上情况，在双电机+同步齿轮结构分级破碎机基础上，提出一种基于plc的自动变频调速控制系统，如图3-4所示，运用plc及变频调节技术来解决两套传动装置的同步问题。其结构形式，包括：第一变频器；第二变频器；plc组成。两台变频器成主、从机的控制结构，其中第一变频器为主机，第二变频器为从机，plc与第一变频器和第二变频器之间通过rs485接口进行modbus通讯，来实时读写变频器的给定功率f0、输出电流i1、输出电流i2等电流等主要工艺参数。
如图5-7为plc及变频器的接线图。
所述的第一变频器主机由plc输入给定频率f0，主机通过can通讯将给定频率f0发送给第二变频器从机。
所述的plc实时采集主机和从机的运行电流i1和i2，通过pid运算对从机频率f2进行实时、动态调节，实现第一变频器主机和第二变频器从机功率平衡，双齿辊稳定、同步运转。
双电机+同步齿轮结构的新型破碎机，在电机1电源接通后，电机1通过偶合器2带动减速机3平稳的启动，减速机3经联轴器4将扭矩传递给破碎辊部件6，破碎辊部件6按照设定好的工作模式向内或向外旋转，当物料给入破碎腔的两个破碎辊部件6后，大块物料被破碎齿咬住，在剪切、挤压和拉伸的作用力小，大块物料被解离成小块从齿辊间孔隙落下。因物料入料量以及颗粒粒度不均匀，造成两个破碎辊实际运转不同步，此时在同步齿轮8的强制作用下，致使两个破碎辊同步运转，确保出料粒度满足预定需求，降低限上率，避免过粉碎产生。
在电机启动瞬间，plc变频调速控制系统同时启动，plc写入给定频率f0到主机，主机通过can通讯将初始频率发给从机，plc实时采集破碎机运转过程中主机和从机的运行电流i1和i2，plc通过运算对于不满足条件的情况返回值δf，对从机的频率进行实时、动态调节，确保主机和从机功率平衡，两个破碎辊同步、稳定的运转。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
技术特征：
1.一种新型分级破碎设备驱动结构，其特征在于：包括电机(1)、偶合器(2)、减速机(3)、联轴器(4)、前轴承组件(5)、破碎辊部件(6)、后轴承组件(7)、同步齿轮(8)；
所述电机(1)用于提供工作动力，电机(1)的输出端与偶合器(2)的输入轴连接；所述偶合器(2)用于过载保护，偶合器(2)连接减速机(3)，减速机(3)通过联轴器(4)连接破碎辊部件(6)；所述前轴承组件(5)和后轴承组件(7)分别安装在破碎辊部件(6)两端；
所述电机(1)通过偶合器(2)带动减速机(3)平稳的启动，减速机(3)经联轴器(4)将扭矩传递给破碎辊部件(6)，破碎辊部件(6)按照设定好的工作模式旋转；
所述同步齿轮(8)用于强制两个破碎辊部件(6)同步运行。
2.根据权利要求1所述的一种新型分级破碎设备驱动结构，其特征在于：所述同步齿轮(8)安装于分级破碎机尾部，即后轴承组件(7)之后，同步齿轮(8)将两个分别独立的传动系统连接到一起，强制两个破碎辊同步运转。
3.根据权利要求1所述的一种新型分级破碎设备驱动结构，其特征在于：所述同步齿轮(8)安装于联轴器(4)的输出端与前轴承组件(5)之间，同步齿轮(8)将两个分别独立的传动系统连接到一起，强制两个破碎辊同步运转。
技术总结
本实用新型提供了一种新型分级破碎设备驱动结构，包括电机、偶合器、减速机、联轴器、前轴承组件、破碎辊部件、后轴承组件、同步齿轮；所述电机通过偶合器带动减速机平稳的启动，减速机经联轴器将扭矩传递给破碎辊部件，破碎辊部件按照设定好的工作模式旋转；所述同步齿轮用于强制两个破碎辊部件同步运行。本实用新型所述的一种新型分级破碎设备驱动结构，基于PLC自动变频调速控制系统的双电机+同步齿轮驱动分级破碎设备，严格控制破碎齿的啮合空间，提高分级破碎机的破碎效率和破碎效果，稳定工作电流，达到降低能耗的作用。
技术研发人员：孙炫;姚福强;徐道强
受保护的技术使用者：泰伯克(天津)机械设备有限公司
技术研发日：2020.09.11
技术公布日：2021.03.30
声明：
“新型分级破碎设备驱动结构的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：泰伯克(天津)机械设备有限公司
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2024年07月26日 ~ 28日 
