一种基于固定线圈的电磁球磨装置的制作方法

1.本发明涉及球磨机技术领域，尤其是涉及一种基于固定线圈的电磁球磨装置。


背景技术：

2.球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备。这种类型磨矿机是在其筒体内装入一定数量的钢球作为研磨介质。
3.它广泛应用于水泥，硅酸盐制品，新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑与有色金属选矿以及玻璃陶瓷等生产行业，对各种矿石和其它可磨性物料进行干式或湿式粉磨。球磨机适用于粉磨各种矿石及其它物料，被广泛用于选矿，建材及化工等行业。目前的球磨机都是将小球和物料放置在容器中，通过容器转动，使物料和小球撞击进而磨细物料。目前的球磨机小球运动较少，球磨效率低。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种小球运动多，球磨效果好的一种基于固定线圈的电磁球磨装置及球磨方法。
5.本发明提供了一种基于固定线圈的电磁球磨装置，包括球磨桶、磁性小球和电磁线圈，所述磁性小球放置在所述球磨桶内，所述球磨桶底部设置有连接有交流电源的所述电磁线圈。
6.进一步，还包括基座，所述基座包括支撑件和固定在所述支撑件顶部的安装板，所述电磁线圈固定在所述安装板下表面，所述球磨桶安装在所述安装板上表面，所述电磁线圈与所述球磨桶同轴设置。
7.进一步，所述球磨桶旋转连接在所述安装板上表面，所述球磨桶侧部设置有一圈齿圈，所述安装板上表面还固定有马达一，所述马达一的输出轴上固定有直齿轮，所述直齿轮与所述齿圈之间使用齿轮带传动。
8.进一步，所述球磨桶固定在所述安装板上表面，所述球磨桶内部底侧旋转连接一个转动板，所述磁性小球放置在所述转动板上表面；还包括用于带动所述转动板在所述球磨桶底部旋转的传动机构。
9.进一步，所述转动板与所述球磨桶底部之间通过轴承连接；所述转动板上表面设置有若干球状凸起。
10.进一步，所述球磨桶顶部安装有桶盖；所述传动机构包括马达二和轴杆；所述轴杆下端固定在所述转动板上，所述轴杆上端从所述桶盖中间穿出，所述马达二固定在所述桶盖上表面，所述马达二带动所述轴杆二旋转。
11.进一步，所述马达水平固定在所述桶盖上表面，所述马达与所述轴杆上端以锥齿轮组传动。
12.进一步，所述支撑件为圆形容器，所述安装板包括圆形板以及从所述圆形板边沿处向下凸起的凸环，所述凸起环适配的位于所述支撑件外表面。
13.进一步，所述支撑件外表面具有勾状凹陷，所述勾状凹陷位于所述凸起环内侧，所述凸起环内表面纵向滑动连接一个滑块，所述滑块与所述凸起环之间设置有弹性件，所述滑块与所述勾状凹陷对应。
14.进一步，所述电磁线圈中间固定有铁芯。
15.本发明的有益效果是：当装置通电时，装置开始旋转，依据电磁感应原理，线圈可以发出沿其轴线方向的电磁力。该装置正是通过引入了电磁力从而实现球磨桶内部磁性小球的上下运动。磁性小球的无规则扰动给增加了系统的混乱度，在系统运动当中，磁性小球与磁性小球、磁性小球与粉末、球与罐体之间的碰撞、摩擦使物料研磨成粉末。
附图说明
16.图1为本发明实施例一的立体图。
17.图2为本发明实施例一的剖视图。
18.图3为本发明实施例二的立体图。
19.图4为本发明实施例二的剖视图。
20.图5为本发明实施例一和实施例二中的安装板的立体图。
21.图6为本发明实施例一和实施例二中的支撑件支撑件的立体图。
22.图7为通过模拟仿真获得的本发明中的电磁线圈磁通量示意图。
23.图8为通过模拟仿真获得的本发明中的电磁线圈磁场强度示意图。
24.图9为通过模拟仿真获得的本发明中的电磁吸引力的变化曲线。
25.图10为通过模拟仿真获得的本发明中的碰撞次数和法向力随磁性小球直径变化图。
具体实施方式
26.以下结合实施方式对本发明作进一步的说明。
27.实施例一：
28.如图1、图2、图5和图6所示，本实施例公开了一种基于固定线圈的电磁球磨装置，包括球磨桶1、磁性小球2和电磁线圈3，所述磁性小球2放置在所述球磨桶1内，所述球磨桶1底部设置有连接有交流电源的所述电磁线圈3。
29.还包括基座，所述基座包括支撑件41和固定在所述支撑件41顶部的安装板42，所述电磁线圈3固定在所述安装板42下表面，所述球磨桶1安装在所述安装板42上表面，所述电磁线圈3与所述球磨桶1同轴设置。
30.所述球磨桶1旋转连接在所述安装板42上表面，所述球磨桶1侧部设置有一圈齿圈11，所述安装板42上表面还固定有马达一51，所述马达一51的输出轴上固定有直齿轮52，所述直齿轮52与所述齿圈11之间使用齿轮带传动。所述支撑件41为圆形容器，所述安装板42包括圆形板以及从所述圆形板边沿处向下凸起的凸环，所述凸起环适配的位于所述支撑件41外表面。所述支撑件41外表面具有勾状凹陷411，所述勾状凹陷411位于所述凸起环内侧，所述凸起环内表面纵向滑动连接一个滑块421，所述滑块421与所述凸起环之间设置有弹性件，所述滑块421与所述勾状凹陷411对应。所述电磁线圈3中间固定有铁芯。
31.当装置通电时，装置开始旋转，依据电磁感应原理，线圈可以发出沿其轴线方向的
电磁力。该装置正是通过引入了电磁力从而实现球磨桶1内部磁性小球2的上下运动。磁性小球2的无规则扰动给增加了系统的混乱度，在系统运动当中，磁性小球2与磁性小球2、磁性小球2与粉末、球与罐体之间的碰撞、摩擦使物料研磨成粉末。
32.实施例二：
33.如图3、图4、图5和图6所示，本实施例公开了一种基于固定线圈的电磁球磨装置，包括球磨桶1、磁性小球2和电磁线圈3，所述磁性小球2放置在所述球磨桶1内，所述球磨桶1底部设置有连接有交流电源的所述电磁线圈3。
34.还包括基座，所述基座包括支撑件41和固定在所述支撑件41顶部的安装板42，所述电磁线圈3固定在所述安装板42下表面，所述球磨桶1安装在所述安装板42上表面，所述电磁线圈3与所述球磨桶1同轴设置。
35.所述球磨桶1固定在所述安装板42上表面，所述球磨桶1内部底侧旋转连接一个转动板61，所述磁性小球2放置在所述转动板61上表面；还包括用于带动所述转动板61在所述球磨桶1底部旋转的传动机构。所述转动板61与所述球磨桶1底部之间通过轴承62连接；所述转动板61上表面设置有若干球状凸起611。
36.所述球磨桶1顶部安装有桶盖7；所述传动机构包括马达二63和轴杆64；所述轴杆64下端固定在所述转动板61上，所述轴杆64上端从所述桶盖7中间穿出，所述马达二63固定在所述桶盖7上表面，所述马达二63带动所述轴杆64二旋转。所述马达水平固定在所述桶盖7上表面，所述马达与所述轴杆64上端以锥齿轮组65传动。所述支撑件41为圆形容器，所述安装板42包括圆形板以及从所述圆形板边沿处向下凸起的凸环，所述凸起环适配的位于所述支撑件41外表面。
37.所述支撑件41外表面具有勾状凹陷411，所述勾状凹陷411位于所述凸起环内侧，所述凸起环内表面纵向滑动连接一个滑块421，所述滑块421与所述凸起环之间设置有弹性件，所述滑块421与所述勾状凹陷411对应。所述电磁线圈3中间固定有铁芯。
38.本发明的有益效果是：当装置通电时，装置开始旋转，依据电磁感应原理，线圈可以发出沿其轴线方向的电磁力。该装置正是通过引入了电磁力从而实现球磨桶1内部磁性小球2的上下运动。磁性小球2的无规则扰动给增加了系统的混乱度，在系统运动当中，磁性小球2与磁性小球2、磁性小球2与粉末、球与罐体之间的碰撞、摩擦使物料研磨成粉末。
39.实验分析：
40.如图7和图8所示：通过abaqus对电磁系统进行模拟，将一个镍铁小球即放在转盘上模拟电磁铁对其的吸引过程，验证所选用电磁铁是否符合要求。将1.1a交流电转化为模拟所需的体积电荷密度，输入abaqus载荷步，使用瞬态响应的电磁分析步，电流频率50hz正弦交流电，模拟时10s,0.05s即可趋于稳定，稳定时间增量1e-2s。计算完成后；电磁场系统磁通量与磁场强度如图7和图8所示。磁通量在铁芯位置最大，几乎所受磁感线都将从铁芯内部穿过，这样使铁芯有效磁化，进而对镍铁球产生吸引力。磁场主要集中在镍铁磁芯的中心区域，线圈部分磁芯较弱，不足以吸引较重物料，镍铁芯区域磁场强度较为均匀约为2.8e 2a/m，满足使用要求，在铁芯的边缘区域有四处磁场强度较大最大可达5.09e 2a/m，集中度高，但不影响中心区域均匀度。
41.如图9所示：使用emloads的方法将洛伦兹力施加到机构仿真中去，使用显示动力学判断电磁铁对镍铁研磨球的吸引能力，仿真结果是在z轴方向上磨球受到最大吸引力为
264n，在小球与转盘的接触的部分产生最大作用力，由于通以交流电，电流变化为正弦函数变化关系，故所受的电磁作用力也成正弦函数变化关系，可在文档原图中查看动图。电磁吸引力的变化曲线如图9所示。电磁作用力有效值同交流电有效值一样与最大值成0.71倍关系，故交流电下有效吸引力为187n，若通直流电则有效吸引力保持为264n。经分析可知本设计中需求有效吸引力可达到187n的电磁铁，经过仿真分析可知，xda-120/40型电磁铁符合选用要求。
42.如图10所示：碰撞次数随镍铁磨球直径的增大而缓慢减小，减小的幅值较低，说明球直径对碰撞次数影响不大，碰撞法相作用力随小球直径增加而明显增大，另外在动画中发现当球直径大于等于9mm时镍铁磨球已经出现脱离转盘的跳跃行为，但吸引力依然对其起到吸引作用。
43.此次设计中通过关系曲线，综合考虑碰撞次数与法向碰撞作用力，显然两条曲线交点即为最优解，此交点取整为10mm，碰撞次数1220，法向作用力3.3n。
44.上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。