WO2015044009A1 - Aufbereitungsmaschine und aufbereitungsanlage - Google Patents

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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/14—Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C4/00—Crushing or disintegrating by roller mills
    • B02C4/28—Details
    • B02C4/42—Driving mechanisms; Roller speed control

Definitions

  • a processing machine and processing plant The invention relates to a processing machine for cerium ⁇ smaller lumpy material and a Auftungsanla ⁇ ge.
  • processing machines such as crushers or mills are used to crush particulate material such as. Erz ambiences rock. Due to technological requirements for ever higher flow rates, corresponding processing machines and plants are being equipped with ever higher drive capacities.
  • Conventional processing machines have at least one roller with which the material to be comminuted is comminuted, and a drive with, for example, an electric motor for driving the roller. Between the drive roller and a Ge ⁇ gearbox such as a gear train, belt transmission or the like is disposed to reduce a high input speed to the required operating speed and at the same time to increase the drive torque to the required torque. Depending on the version in the gearbox, corresponding power losses occur. From AT 009 428 Ul a processing machine for Zerklei ⁇ nern of particulate material is known in which the shredding ⁇ tion shaft itself is designed as a rotor of the electric motor. The drive is thus designed as an external rotor. It is therefore an object of the present invention to provide a processing machine and a treatment plant, in which these losses are reduced.
  • Such Aufberei ⁇ processing machine comprises a roller having an axis of rotation and one of the roller associated ER- a rotor and a Stator comprehensive drive, with roller and rotor are gearless interconnected. According to the invention, to perform the drive as an internal rotor and to connect the roller via a shaft directly to the rotor.
  • the roller is thus geared ⁇ driven by a direct drive.
  • the drive in particular the rotor, can also be spaced apart from the roller in the direction of the axis of rotation in the case of such an embodiment. In processing machines such as crushers or mills, these requirements can be met very well preferably by electric motors such as slow-speed synchronous motors.
  • These drives have proven themselves in many applications.
  • Suitable rollers are all rolls suitable for comminuting particulate material, such as, for example, crusher rolls or milling rolls, as used in crushers or mills.
  • the arrangement according to the invention of the drive thus saves on further mechanical components such as, for example, bearings or gears. Fewer components lead to higher availability and a reduction in the probability of failure of the entire system. In addition, the cost of maintenance, repair and spare parts requirements is reduced.
  • the efficiency of the processing machine increases because, for example attributable glossver ⁇ losses in the transmission. Higher efficiency leads to savings in operating costs, ie energy costs. th occur when operating such processing machines and equipment.
  • the invention makes it possible to develop processing machines with larger drive power.
  • the integrated construction has a positive effect on the required installation space, which simplifies the use as a portable, mobile or semi ⁇ mobile system or in limited space, for example in a tunnel or underground.
  • the drive is designed as an internal rotor and the roller directly connected via a shaft to the rotor.
  • the fixed part of the drive, so the stator is arranged around the outside of the rotor.
  • the rotor of the drive and the roller are fixed on the shaft.
  • the drive is disposed between the roller and a bearing.
  • the drive is arranged in a floating manner on the shaft, which means that the shaft is supported by means of two bearings, which are located next to the roller, and of which there is a bearing between the roller and the drive.
  • the respective drives can be arranged with respect to the axis of rotation on opposite sides of the rollers.
  • a symmetrical structure of the Aufbe ⁇ reitungsstrom results.
  • the load distribution is more uniform than when both drives are arranged on the same side.
  • a symmetrical structure is particularly advantageous in ortsver Sli chen systems.
  • FIG. 2 shows a processing plant with processing machines and drives in internal rotor construction and arrangement on opposite sides of the rolls
  • 3 shows a processing plant with processing machines and drives in internal rotor construction and flying on the shaft arranged drives and arrangement on the same sides of the rollers
  • FIG. 4 shows a treatment plant with processing machines and drives in internal rotor design and flying on the shaft arranged drives and arrangement on opposite sides of the rollers.
  • All figures each show a processing plant 2 with a first processing machine 4 a and a second processing machine 4 b for comminuting lumpy Mate ⁇ material such as ore containing rock.
  • the processing machines 4a, 4b each have a roller 6a, 6b, each having an axis of rotation 8a, 8b, about which it can rotate.
  • the axes of rotation 4a, 4b are arranged in parallel so that the two rollers 6a, 6b are opposite each other.
  • each roller is assigned a drive 10a, 10b, which is spaced apart from the roller 6a, 6b in the direction of the axis of rotation 8a, 8b.
  • the drives 10a, 10b can be controlled independently, so that the rollers 6a, 6b, between which the crushing or grinding process takes place, can be operated independently.
  • a drive 10a, 10b in each case has a rotor 12a, 12b and a stator 14a, 14b.
  • the respective rotor 12a, 12b is respectively gearless connected to the roller 6a, 6b.
  • the drives 10a, 10b are arranged on the same side of the rollers 6a, 6b.
  • the drives 10a, 10b can also be arranged on opposite sides of the rollers 6a, 6b, as shown in FIGS. 2 and 4.
  • the shaft 32a, 32b is mounted in the embodiments of Figures 3 to 6 respectively on two bearings 34a, 34b. These are designed as flanged bearings on the side of the drive 10a, 10b.
  • the drive 10a, 10b is arranged in the embodiments shown in FIG. 1 and FIG. 2 between the roller 6a, 6b and a bearing 34a, 34b.
  • the drive 10a, 10b can also be arranged in a floating manner on the shaft 32a, 32b, as shown in FIGS. 3 and 4.
  • a bearing 34a, 34b is arranged between roller 6a, 6b and drive 10a, 10b.
  • a sliding plate 36a designed to be displaceable.
  • ⁇ bearings 34a together with the drive 10 on a sliding plate 40 slidably.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Aufbereitungsmaschine (4a, b) zum Zerkleinern von stückigem Material, mit einer eine Drehachse (8a, b) aufweisenden Walze (6a, b) und einem der Walze (6a, b) zugeordneten, einen Rotor (12a, b) und einen Stator (14a, b) umfassenden Antrieb (10a, b), wobei Walze (6a, b) und Rotor (12a, b) getriebelos miteinander verbunden sind. Außerdem betrifft die Erfindung eine Aufbereitungsanlage (2), umfassend zwei erfindungsgemäße Aufbereitungsmaschinen (4a, b).

Description

Beschreibung
Aufbereitungsmaschine und Aufbereitungsanlage Die Erfindung betrifft eine Aufbereitungsmaschine zum Zer¬ kleinern von stückigem Material sowie eine Aufbereitungsanla¬ ge. Derartige Aufbereitungsmaschinen wie z.B. Brecher oder Mühlen werden eingesetzt, um stückiges Material wie bspw. erzhaltiges Gestein zu zerkleinern. Bedingt durch technologi- sehe Anforderungen nach immer höheren Förderleistungen werden auch entsprechende Aufbereitungsmaschinen und Anlagen mit immer höheren Antriebsleistungen ausgestattet.
Herkömmliche Aufbereitungsmaschinen weisen mindestens eine Walze, mit der das zu zerkleinernde Material zerkleinert wird, und einen Antrieb mit bspw. einem Elektromotor zum Antreiben der Walze auf. Zwischen Antrieb und Walze ist ein Ge¬ triebe wie beispielsweise ein Zahnradgetriebe, Riemengetriebe oder ähnliches angeordnet, um eine hohe Antriebsdrehzahl auf die erforderliche Arbeitsdrehzahl zu reduzieren und gleichzeitig das Antriebsmoment auf das erforderliche Drehmoment zu erhöhen. Dabei treten je nach Ausführung im Getriebe entsprechende Leistungsverluste auf. Aus AT 009 428 Ul ist eine Aufbereitungsmaschine zum Zerklei¬ nern von stückigem Material bekannt, bei der die Zerkleine¬ rungswelle selbst als Rotor des Elektromotors ausgebildet ist. Der Antrieb ist somit als Außenläufer ausgeführt. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Aufbereitungsmaschine sowie eine Aufbereitungsanlage anzugeben, bei der diese Verluste reduziert werden.
Hinsichtlich der Aufbereitungsmaschine wird diese Aufgabe er- findungsgemäß gelöst durch eine Aufbereitungsmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Eine derartige Aufberei¬ tungsmaschine umfasst eine eine Drehachse aufweisende Walze und einen der Walze zugeordneten, einen Rotor und einen Stator umfassenden Antrieb, wobei Walze und Rotor getriebelos miteinander verbunden sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, den Antrieb als Innenläufer auszuführen und die Walze über eine Welle unmittelbar mit dem Rotor zu verbinden.
Die Walze wird also von einem Direktantrieb getriebelos ange¬ trieben. Der Antrieb, insbesondere der Rotor kann aber auch bei einer derartigen Ausgestaltung in Richtung der Drehachse von der Walze beabstandet sein. Bei Aufbereitungsmaschinen wie bspw. Brecher oder Mühlen können diese Anforderungen vorzugsweise durch Elektromotoren wie langsam laufende Synchronmotoren sehr gut erfüllt werden. Diese Antriebe haben sich in vielen Einsatzfällen bewährt. Durch die direkte Verbindung des Antriebs bzw. des Rotors mit der Walze, also ohne Zwi- schenschaltung weiterer mechanischer Elemente wie Getriebe oder Kupplungen, kann die erforderliche Drehzahl und das Drehmoment sehr effizient bspw. ohne Leistungsverluste im Ge¬ triebe bereitgestellt werden und somit die Walze durch den zugeordneten Antrieb angetrieben werden. Desweiteren ist durch die direkte Verbindung von Antrieb bzw. Rotor und Walze eine sehr kompakte Bauweise möglich, was z.B. bei ortsverän¬ derlichen mobil oder semimobilen Anlagen ein Vorteil ist. Als Walze kommen sämtliche zur Zerkleinerung von stückigem Material geeignete Walzen wie beispielsweise Brecherwalzen oder auch Mahlwalzen in Betracht, wie sie in Brechern oder Mühlen eingesetzt werden.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Antriebs werden so¬ mit weitere mechanische Bauteile wie bspw. Lager oder Getrie- be eingespart. Weniger Bauteile führen zu einer höheren Verfügbarkeit und einer Verringerung der Ausfallwahrscheinlichkeit des Gesamtsystems. Außerdem verringert sich der Aufwand für Wartung, Instandhaltung und der Ersatzteilbedarf. Durch den direkten also unmittelbaren Antrieb erhöht sich der Wirkungsgrad der Aufbereitungsmaschine, da z.B. Leistungsver¬ luste im Getriebe entfallen. Ein höherer Wirkungsgrad führt zu Ersparnissen bei den Betriebskosten, d.h. den Energiekos- ten die beim Betreiben derartiger Aufbereitungsmaschinen und -anlagen auftreten.
Bei aus dem Stand der Technik bekannten Aufbereitungsmaschi- nen kommen oft große Schwungräder zum Einsatz, um z.B. bei großem Leistungsbedarf mit Hilfe des zusätzlichen Massenträgheitsmomentes des Schwungrades eine Blockade oder Leistungs¬ einschränkungen zu vermeiden. Bei einer erfindungsgemäßen Aufbereitungsmaschine mit einem Direktantrieb wird diese Auf- gäbe durch den rotorisch umlaufenden Teil des Antriebs, also des Rotors übernommen.
Die Erfindung erlaubt es, Aufbereitungsmaschinen mit größeren Antriebsleistungen zu entwickeln. Die integrierte Bauweise wirkt sich positiv auf den benötigten Bauraum aus, wodurch der Einsatz als ortsveränderliche, also mobile oder semi¬ mobile Anlage oder bei eingeschränkten Platzverhältnissen z.B. in einem Tunnel oder Untertage vereinfacht wird. Erfindungsgemäß ist der Antrieb als Innenläufer ausgeführt und die Walze über eine Welle mit dem Rotor unmittelbar verbunden. Der feststehende Teil des Antriebs, also der Stator ist außen um den Rotor herum angeordnet. Somit sind also so¬ wohl der Rotor des Antriebs als auch die Walze auf der Welle fixiert. Es erfolgt eine Kraftübertragung vom Rotor auf die Welle und schließlich auf die Walze.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Antrieb zwischen der Walze und einem Lager angeordnet.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Antrieb fliegend auf der Welle angeordnet, was bedeutet, dass die Welle mittels zweier Lager gelagert ist, die sich jeweils neben der Walze befinden, und von denen sich ein Lager zwi- sehen der Walze und dem Antrieb befindet.
Um die Walze an bestimmte Anforderungen anzupassen, ist diese senkrecht zur Drehachse verschiebbar gelagert. Die zweitgenannte Aufgabe wird gelöst durch eine Aufberei¬ tungsanlage mit den Merkmalen des Patentanspruches 6. Eine derartige Aufbereitungsanlage umfasst zwei erfindungsgemäße Aufbereitungsmaschinen . Die jeweiligen Antriebe können dann auf der gleichen Seite der Walze angeordnet werden. Jedoch ergibt sich dann eine einseitige Belastung des Untergrundes. Bei festen Anlagen spielt das eine untergeordnete Rolle. Bei ortsveränderlichen Anlagen ist diese Anordnung jedoch ungüns tiger .
Um diesen Nachteil zu vermeiden, können die jeweiligen Antriebe bezüglich der Drehachse an gegenüberliegenden Seiten der Walzen angeordnet werden. Durch eine derartige Anordnung der Antriebe ergibt sich ein symmetrischer Aufbau der Aufbe¬ reitungsanlage. Die Lastverteilung ist gleichmäßiger, als wenn beide Antriebe auf der gleichen Seite angeordnet sind. Ein symmetrischer Aufbau ist insbesondere bei ortsveränderli chen Anlagen vorteilhaft. Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläu- tert werden.
Für eine weitere Beschreibung der Erfindung wird auf die Ausführungsbeispiele der Zeichnungen verwiesen. Es zeigen in einer schematischen Prinzipskizze:
FIG 1 eine Aufbereitungsanlage mit Aufbereitungsmaschinen und Antrieben in Innenläuferbauweise und Anordnung an gleichen Seiten der Walzen,
FIG 2 eine Aufbereitungsanlage mit Aufbereitungsmaschinen und Antrieben in Innenläuferbauweise und Anordnung an gegenüberliegenden Seiten der Walzen, FIG 3 eine Aufbereitungsanlage mit Aufbereitungsmaschinen und Antrieben in Innenläuferbauweise und fliegend auf der Welle angeordneten Antrieben und Anordnung an gleichen Seiten der Walzen,
FIG 4 eine Aufbereitungsanlage mit Aufbereitungsmaschinen und Antrieben in Innenläuferbauweise und fliegend auf der Welle angeordneten Antrieben und Anordnung an gegenüberliegenden Seiten der Walzen.
Sämtliche Figuren zeigen jeweils eine Aufbereitungsanlage 2 mit einer ersten Aufbereitungsmaschine 4a und einer zweiten Aufbereitungsmaschine 4b zum Zerkleinern von stückigem Mate¬ rial wie beispielsweise erzhaltigem Gestein. Die Aufberei- tungsmaschinen 4a, 4b weisen jeweils eine Walze 6a, 6b mit jeweils einer Drehachse 8a, 8b auf, um die diese rotieren kann. Die Drehachsen 4a, 4b sind parallel angeordnet so dass sich die beiden Walzen 6a, 6b gegenüberliegen. Zum Antreiben der jeweiligen Walze 6a, 6b ist jeder Walze ein Antrieb 10a, 10b zugeordnet, der in Richtung der Drehachse 8a, 8b von der Walze 6a, 6b beabstandet ist. Die Antriebe 10a, 10b können unabhängig angesteuert werden, so dass auch die Walzen 6a, 6b, zwischen denen der Brech- oder Mahlvorgang erfolgt, unabhängig betrieben werden können. Ein Antrieb 10a, 10b weist dabei jeweils einen Rotor 12a, 12b und einen Stator 14a, 14b auf. Der jeweilige Rotor 12a, 12b ist jeweils mit der Walze 6a, 6b getriebelos verbunden.
In den Figuren 1 bis 4 ist nun jeweils eine Aufbereitungsan- läge 2 dargestellt, welche zwei Aufbereitungsmaschinen 4a, 4b aufweist, wobei die Antriebe 10a, 10b als Innenläufer ausge¬ führt sind. Der Stator 14a, 14b ist also außen um den Rotor 12a, 12b herum angeordnet. Somit dreht sich der Rotor 12a, 12b innerhalb des Stators 14a, 14b. Die Walzen 6a, 6b sind jeweils auf einer Welle 32a, 32b fixiert. Bei diesen Ausfüh¬ rungsbeispielen fällt die Welle 32a, 32b jeweils mit der Drehachse 8a, 8b zusammen. Ebenso auf der Welle 32a, 32b ist auch der Rotor 12a, 12b angeordnet. Somit sind Rotor 12a, 12b getriebelos, also lediglich über die Welle 32a, 32b unmittel¬ bar mit der Walze 6a, 6b verbunden.
In den in FIG 1 und FIG 3 dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Antriebe 10a, 10b auf derselben Seite der Walzen 6a, 6b angeordnet. Um eine einseitige Belastung des jeweiligen Untergrundes zu vermeiden, können die Antriebe 10a, 10b auch auf gegenüberliegenden Seiten der Walzen 6a, 6b angeordnet sein, wie dies in den Figuren 2 und 4 dargestellt ist.
Die Welle 32a, 32b ist in den Ausführungsbeispielen der Figuren 3 bis 6 jeweils auf zwei Lagern 34a, 34b gelagert. Diese sind auf der Seite des Antriebs 10a, 10b als Flanschlager ausgeführt .
Um eine Anpassung des Arbeitsspalts 22 zu ermöglichen, ist gemäß Figuren 1 und 2 das auf der dem Antrieb 10a, 10b gegen¬ überliegenden Seite der Walze 6a, 6b angeordnete Lager 34a, 34b mittels einer Verschiebeplatte 36a, 36b verschiebbar ge- staltet. Außerdem ist auch der Antrieb 10a, 10b, mit dem als Flanschlager ausgestalteten Lager 34a, 34b mittels einer Verschiebeplatte 38a, 38b verschiebbar gelagert.
Der Antrieb 10a, 10b ist in den in FIG 1 und FIG 2 darge- stellten Ausführungsformen zwischen der Walze 6a, 6b und einem Lager 34a, 34b angeordnet.
Alternativ kann der Antrieb 10a, 10b auch fliegend auf der Welle 32a, 32b angeordnet werden, wie dies in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist. In diesem Fall ist ein Lager 34a, 34b zwischen Walze 6a, 6b und Antrieb 10a, 10b angeordnet. Um ei¬ ne Verschiebbarkeit der Aufbereitungsmaschine 4a zu ermögli¬ chen, ist einerseits das auf der dem Antrieb 10a gegenüber¬ liegenden Seite der Walze 6a angeordnete Lager 34a wiederum mittels einer Verschiebeplatte 36a verschiebbar ausgestaltet. Andererseits ist das zwischen Antrieb 10a und Walze 6a ange¬ ordnete Lager 34a gemeinsam mit dem Antrieb 10a auf einer Verschiebeplatte 40a verschiebbar angeordnet. Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so is die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge¬ schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .

Claims

Patentansprüche
1. Aufbereitungsmaschine (4a, b) zum Zerkleinern von stückigem Material, mit einer eine Drehachse (8a, b) aufweisenden Walze (6a, b) und einem der Walze (6a, b) zugeordneten, einen Rotor (12a, b) und einen Stator (14a, b) umfassenden Antrieb (10a, b), wobei Walze (6a, b) und Rotor (12a, b) getriebelos miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (10a, b) als Innenläufer ausgeführt ist und die Walze (16a, b) über eine Welle (32a, b) mit dem Rotor (12a, b) unmittelbar verbunden ist.
2. Aufbereitungsmaschine (4a, b) nach Anspruch 1,
bei der der Antrieb (10a, b) einen Synchronmotor umfasst.
3. Aufbereitungsmaschine (4a, b) nach Anspruch 1,
bei der der Antrieb (10a, b) zwischen der Walze (6a, b) und ei¬ nem Lager (34a, b) angeordnet ist.
4. Aufbereitungsmaschine (4a, b) nach Anspruch 1,
bei der der Antrieb (10a, b) fliegend auf der Welle (32a, b) angeordnet ist.
5. Aufbereitungsmaschine (4a, b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei der die Walze (6a, b) senkrecht zur Drehachse (8a, b) ver¬ schiebbar gelagert ist.
6. Aufbereitungsanlage (2), umfassend zwei Aufbereitungsma- schinen (4a, b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
7. Aufbereitungsanlage (2) nach Anspruch 6,
wobei die jeweiligen Antriebe (10a, b) bezüglich der Drehachse (8a, b) an gegenüberliegenden Seiten der Walzen (6a, b) ange- ordnet sind.
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