CN111111852A - 一种全方位振动超声球磨机 - Google Patents

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Abstract

一种全方位振动超声球磨,电机与球磨运动机构固定于球磨机安装板,安装板通过铰链与弹簧固定于机座,球磨罐在转动同时可参与安装板的反复多向的摆动,球磨机的运动采用偏心主轴带动,固定于球磨罐内的超声波发生器、温度传感器与操作与控制器器组成之间的连接线通过主轴偏心段的中心通孔从球磨罐内引出,再从主轴非偏心段的径向孔导入盲孔或通孔,最后通过电刷和柔性连接线与安装于机座的操作与控制器相连。本发明具有结构简单、连接简单、球磨高效等特点。

Description

一种全方位振动超声球磨机
技术领域
本发明涉及到一种粉末球磨破碎设备,尤其涉及到一种全方位振动超声球磨机。
背景技术
行星式球磨机是针对粉碎、研磨、分散金属、非金属、有机、中草药等粉体进行设计,特别适合实验室研究使用,其工作原理是利用磨料与试料在研磨罐内高速翻滚,对物料产生强力剪切、冲击、碾压达到粉碎、研磨、分散、乳化物料的目的。行星式球磨机一般在同一转盘上装有四个球磨罐,当转盘转动时,球磨罐在绕转盘轴公转的同时又围绕自身轴心自转,罐中磨球在高速运动中相互碰撞,研磨和混合样品。行星式球磨机可采用干、湿两种方法研磨和混合不同粒度、材料各异的粉末,研磨粉末最小粒度可至0.1微米,能很好的实现各种工艺参数要求,同时由于其小批量、低功耗、低价位的优点,是学校、研究单位、公司是进行粉碎工艺、新材料、涂料研究的首选设备。但行星球磨机由于重力和离心力的原因,粉末容易堆积在筒底圆周角部,影响了粉末球磨效率。
球磨是机械合金化工艺实现的主要方法,而温度是球磨过程中重要的影响因素,磨球的冲击动能和物料的反应发热将引起温度升高。因此,提高球磨效率,让粉末产生较小的温升,更有利于物料和微观组织的细化,有利于球磨物料亚稳态结构的稳定。
发明内容
针对行星球磨机球磨罐罐壁的利用效率以及振动方式的单一性,本发明拟提供一种全方位振动超声球磨机,其特征在于,其装置由机座、球磨机安装板、电机、主轴、同步皮带轮、同步皮带、轴承、旋转支座、球磨罐、温度传感器、超声波发生器、操作与控制器、电刷、阀门组成。
所述电机、球磨机运动机构均安装于球磨机安装板,球磨机安装板置于机座之上,两者之间采用球形铰链与弹簧实现弹性的固定连接,球形铰链安装于球磨机安装板中心的下部与机座相连,球磨机安装板四周布设弹簧使之与机座相连,球磨机安装板处于水平位置时,各弹簧的压缩量相等,因此,球磨安装板在球磨机工作时会以球形铰链为支点作不规则的反复摆动。
所述主轴主要包含非偏心段和偏心段,主轴非偏心段通过轴承和旋转支座固定于球磨机安装板,电机和主轴非偏心段之间采用同步皮带传动,从而电机带动主轴旋转,主轴偏心段中心轴延的长线与偏心主轴的旋转中心轴线为相交关系,远离主轴非偏心段其偏心量的数值越大,两轴线的夹角为10-30°,球磨罐则通过轴承与主轴偏心段相连,主轴偏心段加工有中心通孔,主轴非偏心段则开设有轴心盲孔或通孔,主轴非偏心段开设有径向孔与轴心盲孔或通孔想通,主轴与机座相连的轴承和同步皮带轮安装位置处于径向孔与电刷安装端之间的主轴非偏心段。
所述球磨罐,其特征在于,球磨罐包括球磨罐筒体与球磨罐盖,球磨罐筒体与球磨罐盖之间采用机械方法连接,球磨罐筒体上开设有阀门安装孔,阀门采用截止阀、闸阀、球阀或蝶阀,便于球磨罐内抽真空或充保护性气体,球磨罐与阀门之间的连接与密封采用螺纹+密封垫的形式。
上述球磨罐盖包含内盖和外盖,首先,外盖与球磨罐筒体之间采用螺栓或螺钉的连接方式;其次,外盖与主轴偏心段之间采用轴承的连接方式,外盖与轴承外圈采用过盈配合,主轴偏心段与轴承内圈之间采用过盈或机械配合,同时主轴偏心段凸出于外盖,其凸出量能使内盖和挡板采用机械连接方式固定于主轴偏心段,同时内盖与外盖的轴向间隙不小于2mm,在内盖圆周与球磨罐筒体之间装配有动压密封圈,以阻挡粉体、研磨液进入内盖与外盖之间的空间。
超声波发生器、温度传感器均固定于球磨罐的内盖或挡板;超声波发生器、温度传感器分别与操作与控制器器组成之间的连接线均通过挡板和主轴偏心段中心通孔从球磨罐内引出,经径向孔从主轴非偏心段的盲孔或通孔越过轴承和同步轮,再采用电刷和柔性连接线和操作与控制器连接;因此超声波发生器和温度传感器在球磨罐内均不会参与球磨罐的自转。
所述操作与控制器采用机械方式固定于机座,操作与控制器包括超声波控制器、与温度传感器联动的电机转速控制、电机转速调节及显示部分、以及电源控制开关。
本发明优点在于,
1.)由于采用主轴为偏心结构,且球磨罐固定于主轴偏心段之间采用轴承连接,因此,球磨罐既参与主轴的公转,球磨罐也可绕主轴偏心段轴线自转;同时,由于偏心段轴线与公转轴线为斜交直线,因此在一个公转周期内,球磨罐内的磨球和物料会从球磨罐筒底到筒顶有一个反复运动的过程,在球磨同时加强了粉末的混合,提高球磨罐罐壁面积的利用以及粉末的均匀性;
2.)球磨罐内增设了超声波发生器,因此在湿磨状态下,可大大提高球磨效率以及降低粉末团聚以及粘壁等现象的发生;
3.)球磨罐自转轴与球磨罐之间采用轴承连接,超声波发生器固定于球磨罐内盖从而与主轴偏心段相连,超声波发生器没有参与球磨罐的自转,超声波发生器与控制器之间连接线则通过偏心段的中心通孔+半径向孔+主轴中心盲孔或通孔静态的引出,只需在主轴电刷端引出即可,减少球磨罐自转处的连接电刷,其结构更为简单、费用低以及电路可靠性大大提高。
附图说明
图1为本发明的偏心主轴结构示意图,图中(1)为电刷在偏心主轴的安装位置;(2)为偏心主轴的非偏心段;(3)为偏心主轴非偏心段的径向孔,该孔与非偏心段的盲孔或通孔想通,偏心主轴的自转轴承和传动同步轮均安装如图中所示径向孔下方的偏心主轴的非偏心段;(4)为偏心主轴的偏心段;(5)为偏心主轴的偏心段中心通孔。
图2为球磨罐结构示意图,
(1)为温度压力传感器;(2)为内盖,采用金属结构材料制成,与球磨罐连接轴采用机械连接方式;(3)为连接线,即温度传感器、超声波发生器与操作与控制器之间的电源与控制连接线;(4)为主轴偏心段,采用金属结构材料制成;(5)为轴承,采用深沟类轴承;(6)为外盖,采用金属结构材料制成;(7)为动压密封圈,采用橡胶材料制成;(8)为球磨罐筒体,采用耐磨金属材料制成;(9)为挡板,用来封闭主轴偏心段的中心通孔,挡板中心开有连接线通过孔,连接线与挡板之间采用胶接方式密封,采用结构材料制成;(10)为超声波产生器;(11)为阀门,采用截止阀、闸阀、球阀或蝶阀,球磨罐与阀门之间的连接与密封采用螺纹+密封垫的形式。
具体实施
例1:一种全方位振动超声球磨机,
其装置由机座、球磨机安装板、电机、主轴、同步皮带轮、同步皮带、轴承、旋转支座、球磨罐、温度传感器、超声波发生器、操作与控制器、电刷、阀门组成。
电机采用直流无刷伺服电机,电机功率为300W,电机和主轴的旋转支座均固定于球磨机安装板,电机与主轴之间采用同步皮带轮传动、两者之间的传动比为1.5:1。
主轴采用45钢制造,旋转支座采用铸铁制造,主轴通过旋转支座和轴承固定于球磨机安装板,主轴自转中心轴线和主轴偏心段中心轴线的夹角为20°,主轴偏心段的最小偏心量为20 mm,偏心段通孔直径为5 mm。
球磨罐采用模具钢制造,球磨罐包括球磨罐筒体和球磨罐盖,球磨罐盖与球磨罐筒体之间采用螺栓连接,球磨罐与球磨罐连接轴之间采用深沟球轴承连接,阀门采用球阀,球磨罐与阀门之间的连接与密封采用生胶带缠绕螺纹+橡胶密封垫的形式。
球磨罐盖包含内盖和外盖,外盖通过轴承与球磨罐连接轴实现连接,球磨罐连接轴深入球磨罐内与内盖采用机械方法实现固定连接,内盖圆周与球磨罐筒体之间采用动压密封圈;超声波发生器、温度传感器均固定于球磨罐内盖或挡板;超声波发生器、温度传感器分别与操作与控制器***组成之间的连接线和气体输送管均通过挡板和主轴偏心段中心通孔从从球磨罐内引出,经径向孔从主轴非偏心段的盲孔或通孔越过轴承和同步轮,再采用电刷和柔性连接线和操作与控制器连接。
操作与控制***包括超声波控制器、与温度传感器联动的电机转速控制、电机转速调节、电机启动/急停以及球磨机状态参数显示屏。

Claims (4)

1.一种全方位振动超声球磨机,其特征在于,装置由机座、弹簧、球形铰链、球磨机安装板、支座、电机、主轴、同步皮带轮、同步皮带、轴承、球磨罐、截止阀、温度传感器、超声波发生器、操作与控制器、电刷、阀门组成;
所述球磨机安装板采用球形铰链和弹簧固定于机座之上,球形铰链安装于球磨机安装板的中心,弹簧则分布于球磨机安装板的四周,球磨机安装板处于静态时,各弹簧的压缩量相等;
所述主轴通过轴承与支座相连,支座则固定于球磨机安装板,电机和主轴之间采用同步皮带轮实现传动;
所述主轴旋转中心轴线与主轴偏心段的中心轴线为相交关系,两轴线的夹角为10-30°,其远离主轴非偏心段的偏心量越大;
所述主轴偏心段加工有中心通孔,主轴非偏心段轴心则开设有盲孔或通孔,主轴非偏心段开设有与盲孔或通孔相通的径向孔,主轴与机座相连的轴承和同步皮带轮安装位置处于径向孔与电刷安装端之间的主轴非偏心段;
所述球磨罐包括球磨罐筒体与球磨罐盖, 球磨罐盖包含内盖和外盖;首先,外盖与球磨罐筒体之间采用螺栓或螺纹连接方式;再次,外盖与偏心主轴的偏心段之间采用轴承连接方式,偏心主轴偏心段凸出内盖,偏心主轴偏心段凸出部分采用机械连接方式与内盖实现连接,内盖与外盖的轴向间隙不小于2mm,在内盖圆周与球磨罐筒体之间装配有动压密封圈;
所述超声波发生器、温度传感器均固定于球磨罐内盖,超声波发生器、温度传感器分别与操作与控制器器组成之间的连接线通过挡板和主轴偏心段的中心通孔从球磨罐内引出,再从主轴非偏心段的径向孔导入盲孔或通孔,最后通过电刷和柔性连接线与安装于机座的操作与控制器相连;
所述操作与控制器包括超声波控制器、与温度传感器联动的电机转速控制、电机转速调节及显示部分、以及电源控制开关。
2.根据权利要求1所述偏心主轴,其特征在于,偏心主轴旋转中心轴线与偏心主轴偏心段的中心轴线为相交关系,两轴线的夹角为10-30°,其远离偏心主轴非偏心段的偏心量越大。
3.根据权利要求1所述主轴偏心段加工有中心通孔,主轴非偏心段轴心则开设有盲孔或通孔,主轴非偏心段开设有与盲孔或通孔相通的径向孔,主轴与机座相连的轴承和同步皮带轮安装位置处于径向孔与电刷安装端之间的主轴非偏心段。
4.根据权利要求1所述球磨罐,其特征在于球磨罐包括球磨罐筒体与球磨罐盖, 球磨罐盖包含内盖和外盖;
所述外盖与偏心主轴的偏心段之间采用轴承连接方式,偏心主轴偏心段凸出内盖,偏心主轴偏心段凸出部分采用机械连接方式与内盖实现连接,内盖与外盖的轴向间隙不小于2mm,在内盖圆周与球磨罐筒体之间装配有动压密封圈。
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