篮式研磨机及其安全连锁装置论文和设计-樊广燕

全文摘要

一种篮式研磨机及其安全连锁装置，以解决如何及时发现篮式研磨机的拨杆脱落故障、避免篮式研磨机的空转并降低二次事故的发生概率的技术问题。篮式研磨机包括安装在转轴上的拨杆、用于驱动转轴转动的电机和安全连锁装置；所述安全连锁装置包括用于检测拨杆转速的第一速度传感器、用于获取电机输出转速的采集器和用于控制电机转动的控制开关，所述第一速度传感器与所述控制开关耦合，以使在所述第一速度传感器获取的拨杆转速与所述采集器输出的电机输出转速超出设定比率时，所述控制开关使所述电机停机。安全连锁装置能够及时发现篮式研磨机的拨杆脱落故障、避免篮式研磨机的空转并降低二次事故的发生概率。

主设计要求

1.一种用于安装在篮式研磨机上的安全连锁装置，所述篮式研磨机包括安装在转轴上的拨杆、用于驱动转轴转动的电机，其特征在于，该安全连锁装置包括用于检测拨杆转速的第一速度传感器、用于获取电机输出转速的采集器和用于控制电机转动的控制开关，所述第一速度传感器与所述控制开关耦合，以使在所述第一速度传感器获取的拨杆转速与所述采集器输出的电机输出转速超出设定比率时，所述控制开关使所述电机停机。

设计方案

2.如权利要求1所述的安全连锁装置，其特征在于，篮式研磨机还包括控制器、变频调速器，所述控制器与所述变频调速器的控制信号输入端对应电连接，所述变频调速器的调速信号输出端与所述电机对应电连接，所述控制器或所述变频调速器形成所述采集器。

3.如权利要求2所述的安全连锁装置，其特征在于，所述控制开关的控制端与所述控制器或所述变频调速器电连接，所述控制开关的负载端串联连接在所述电机的电源线路上。

4.如权利要求3所述的安全连锁装置，其特征在于，还包括报警器，所述控制开关包括第一控制开关、第二控制开关，所述第一控制开关的负载端串联连接在所述电机的电源线路上，所述第二控制开关的负载端串联连接在所述报警器的电源线路上。

5.如权利要求1所述的安全连锁装置，其特征在于，所述采集器为用于检测所述电机的输出轴转速或所述转轴转速的第二速度传感器，所述安全连锁装置还包括信号对比电路。

6.如权利要求5所述的安全连锁装置，其特征在于，所述控制开关的控制端与所述信号对比电路的输出端电连接，所述控制开关的负载端串联连接在所述电机的电源线路上。

7.如权利要求6所述的安全连锁装置，其特征在于，还包括报警器，所述控制开关包括第一控制开关、第二控制开关，所述第一控制开关的负载端串联连接在所述电机的电源线路上，所述第二控制开关的负载端串联连接在所述报警器的电源线路上。

8.如权利要求7所述的安全连锁装置，其特征在于，所述第一控制开关为常闭型交流接触器，所述第二控制开关为常开型交流接触器。

9.一种篮式研磨机，包括安装在转轴上的拨杆、用于驱动转轴转动的电机，其特征在于，还包括如权利要求1-8中任一项所述的安全连锁装置；所述安全连锁装置包括用于检测拨杆转速的第一速度传感器、用于获取电机输出转速的采集器和用于控制电机转动的控制开关，所述第一速度传感器与所述控制开关耦合，以使在所述第一速度传感器获取的拨杆转速与所述采集器输出的电机输出转速超出设定比率时，所述控制开关使所述电机停机。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及篮式研磨机，具体涉及一种篮式研磨机及其安全连锁装置。

背景技术

篮式研磨机集分散、研磨于一体，具有一机多用、操作简单、清洗方便、物料残留少、生产效率高等优点，广泛应用于涂料、农药、功能陶瓷、医药、化妆品以及树脂分散液等领域。在工作时，利用电机驱动自吸式叶轮高速旋转，以在研磨腔内形成能够吸入物料的负压，同时拨杆受到电机驱动获得极大的动能，拨动研磨介质（研磨珠）与研磨腔内的物料不断的碰撞、摩擦；下方的分散片高速旋转，形成涡流将研磨篮内的物料抽吸出来，然后借助分离器将物料与研磨介质分离，这样物料不断的通过研磨腔循环流动，实现循环研磨，从而生成均匀的分散液。

在工作过程中，高速旋转的拨杆容易从篮式研磨机上脱落。当拨杆脱落后，篮式研磨机的研磨效果降低直至失去研磨能力，若无人员干预，它的电机仍会运行，造成电机的空转；脱落后的拨杆的转速从高速运转中急剧下降，直至降为零，势必会造成缸体和篮栅损坏、电机烧坏等二次事故，导致设备的运行周期短，从而影响生产进度，造成较大的经济损失。

实用新型内容

本实用新型的发明目的之一是提供一种篮式研磨机，以解决“如何提高篮式研磨机的安全性和能效比”的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

设计一种篮式研磨机，包括安装在转轴上的拨杆、用于驱动转轴转动的电机和安全连锁装置；所述安全连锁装置包括用于检测拨杆转速的第一速度传感器、用于获取电机输出转速的采集器和用于控制电机转动的控制开关，所述第一速度传感器与所述控制开关耦合，以使在所述第一速度传感器获取的拨杆转速与所述采集器输出的电机输出转速超出设定比率时，所述控制开关使所述电机停机。

与现有技术相比，本实用新型一种篮式研磨机的有益效果是：在篮式研磨机的拨杆脱落故障发生后，及通过安全连锁装置使电机停机，降低了拨杆脱落导致的二次事故的发生概率，因此篮式研磨机安全性高；避免了篮式研磨机低效研磨或无研磨的情况下该电机仍在空转，提高了拨杆脱落故障发生后篮式研磨机的能效比，因此篮式研磨机的能效比高。

本实用新型的发明目的之二是提供一种用于篮式研磨机的安全连锁装置，以解决“如何及时发现并紧急处理篮式研磨机的拨杆脱落故障”的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种用于安装在篮式研磨机上的安全连锁装置，所述篮式研磨机包括安装在转轴上的拨杆、用于驱动转轴转动的电机，该安全连锁装置包括用于检测拨杆转速的第一速度传感器、用于获取电机输出转速的采集器和用于控制电机转动的控制开关，所述第一速度传感器与所述控制开关耦合，以使在所述第一速度传感器获取的拨杆转速与所述采集器输出的电机输出转速超出设定比率时，所述控制开关使所述电机停机。

优选的，篮式研磨机还包括控制器、变频调速器，所述控制器与所述变频调速器的控制信号输入端对应电连接，所述变频调速器的调速信号输出端与所述电机对应电连接，所述控制器或所述变频调速器形成所述采集器。

进一步的，所述控制开关的控制端与所述控制器或所述变频调速器电连接，所述控制开关的负载端串联连接在所述电机的电源线路上。

优选的，所述采集器为用于检测所述电机的输出轴转速或所述转轴转速的第二速度传感器，所述安全连锁装置还包括信号对比电路。

进一步的，所述控制开关的控制端与所述信号对比电路的输出端电连接，所述控制开关的负载端串联连接在所述电机的电源线路上。

再进一步的，所述电机为交流电机，所述控制开关为交流继电器。

进一步的，还包括报警器，所述控制开关包括第一控制开关、第二控制开关，所述第一控制开关的负载端串联连接在所述电机的电源线路上，所述第二控制开关的负载端串联连接在所述报警器的电源线路上。

再进一步的，所述第一控制开关为常闭型交流接触器，所述第二控制开关为常开型交流接触器。

与现有技术相比，本实用新型用于安装在篮式研磨机上的安全连锁装置的有益效果是：能够及时发现篮式研磨机的拨杆脱落故障、避免篮式研磨机的空转并降低二次事故的发生概率。

附图说明

图1为一种篮式研磨机的结构示意图。

图2为用于安装在篮式研磨机上的安全连锁装置的部分电路图，图中Q11选用AO3401型场效应管。

图中，10-固定架，11-转轴，12-拨杆，13-电机，14-控制箱，15-控制器，16-变频调速器，21-第一速度传感器，22-控制开关，221-第一控制开关，222-第二控制开关，23-报警器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本实用新型的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本实用新型，并不以任何方式限制本实用新型的范围。

下述实施例中，第一速度传感器选择光电式转速传感器，例如德宝罗公司TOPRO品牌的TSS-H12型光电反射式转速传感器，它的输出信号与转速有关的脉冲，将脉冲计数处理即可得到转速值，输出幅值为高电平5±0.5V，测速范围为0～30000r\/min，测量距离为150mm，防护等级为IP67,它的反射条件为10×10mm定向反射纸。

实施例1：一种用于安装在篮式研磨机上的安全连锁装置，篮式研磨机包括固定架10、安装在转轴11上的拨杆12、用于驱动转轴11转动的电机13、控制器15、变频调速器16，其中根据需要设置控制箱14，控制器15可以安装在控制箱14内，控制器15与变频调速器16的控制信号输入端对应电连接，变频调速器16的调速信号输出端与电机13对应电连接。

安全连锁装置包括用于检测拨杆12转速的第一速度传感器21、用于获取电机13输出转速的采集器和用于控制电机13转动的控制开关22，第一速度传感器21与所述控制开关22耦合，以使在第一速度传感器21获取的拨杆12转速与采集器输出的电机13输出转速超出设定比率时，控制开关22使电机13停机。由于电机13用于驱动转轴11转动，而拨杆12安装在转轴11上，所以电机13的输出转速与拨杆12的转速是成比例的。当转轴11通过连轴器与电机13的输出轴传动连接时，电机13的输出转速与拨杆12的转速比例是1：1；当转轴11通过减速器与电机13的输出轴传动连接时，电机13的输出转速与拨杆12的转速比例是1：X，0＜X＜1；当转轴11通过增速器与电机13的输出轴传动连接时，电机13的输出转速与拨杆12的转速比例是1：X， X＞1。

安装时，先在固定架10上安装用于固定第一速度传感器21的基座，基座可以焊接在固定架10上，第一速度传感器21旋装在基座上的螺纹孔内，且使第一速度传感器21的光电头朝向正下方，将第一速度传感器21的定向反射纸粘接固定在拨杆12上，使光电头发出的光电能够经定向反射纸返回到第一速度传感器21的光电头处，这样第一速度传感器21就能够测量拨杆12的转速了。

由于本实施例中，篮式研磨机包括控制器15、变频调速器16，即电机13的转速是由控制器15输出的控制信号经变频调速器转换为调速信号并输出至电机13的，所以在控制器15或变频调速器16处均可以获取电机13的转速，这样，控制器15或变频调速器16均可以形成前述的采集器。

控制开关22的控制端根据需要与控制器15或变频调速器16电连接，控制开关22的负载端串联连接在电机13的电源线路上。一般的，控制器15或变频调速器16输出的用于控制控制开关22的控制信号均为直流信号，因此，而与变频调速器16配合的电机13为交流电机，所以，控制开关22需要是直流控制交流型开关，可以选用常闭型交流接触器。

用于安装在篮式研磨机上的安全连锁装置还可以根据需要附设报警器23，报警器23可以安装在固定架10上，报警器23可以选择声光报警器，这样维修人员能够根据报警器23发出的声音信息或视觉信息及时发现拨杆脱落故障，就能及时的采取维护措施。这时，控制开关22包括第一控制开关221、第二控制开关222，第一控制开关221的控制端与根据需要与控制器15或变频调速器16电连接，第一控制开关221的负载端串联连接在电机13的电源线路上，第二控制开关222的控制端根据需要与控制器15或变频调速器16电连接，第二控制开关222的负载端串联连接在报警器23的电源线路上，一般的，报警器23也是采用交流电，这时，第二控制开关222需要是直流控交流型开关，可以选用常开型交流接触器；但当报警器23采用直流电时，这时，第二控制开关222需要是直流控直流，可以选用常开型中间继电器。

控制器15可以选用PLC，例如欧姆龙CP1E-N30DT1-A型PLC，它是晶体管源型PLC；变频调速器16可以选用PI9100-2R2G1型变频调速器，它内置有继电器输出端子，具源型、漏型调节功能，选用源型输入模式以与晶体管源型PLC适配，设定DI5端子为功能30高速脉冲输入端子，与控制器15的CIO100.00引脚电连接；DI1端子为正转运行功能，与控制器15的CIO100.02引脚电连接；DI3端子为功能36外部停车端子，与控制器15的CIO100.03引脚电连接，变频调速器16的其它端子接线参见其说明书第146页的8-3-1 11kW以下配线图。在图2中，由于速度传感器21的输出高电平为5±0.5V，不能满足控制器15的电压要求，故通过场效应管Q11将5VDC调整至控制器的CIO 0.00端子所需的电压。

将该安全连锁装置安装在篮式研磨机上，启动篮式研磨机及安全连锁装置后，在转轴12每转一圈，速度传感器21发出一个电平信号，而电机13的转速是与控制器15输出的控制信号或变频调速器16输出的调速信号对应的，在控制器15内，将速度传感器21输出的脉冲信号计数，换算为拨片12转速后与电机13的转速相比对。在拨杆12未从转轴11上脱落时，拨杆12转速与PLC设定的电机13转速符合设定比率，此时第一控制开关221的负载端闭合，第一控制开关221的负载端断开；在拨杆12从转轴11上脱落后，拨杆12转速与转轴11的转速不再产生关联，此时速度传感器21可能会一直能够检测到定向反射纸，也可能会一直不到定向反射纸，还可能仍然能够检测到定向反射纸，但此时定向反射纸的转速必然低于转轴11的转速，这三种情况下，拨杆12转速与PLC设定的电机13转速均不再符合设定比率，此时第一控制开关221的负载端断开，电机13断电停机，第一控制开关221的负载端闭合，报警器23发出声光报警。

实施例2：一种用于安装在篮式研磨机上的安全连锁装置，篮式研磨机包括固定架10、安装在转轴11上的拨杆12、用于驱动转轴11转动的电机13。安全连锁装置包括用于检测拨杆12转速的第一速度传感器21、用于获取电机13输出转速的采集器和用于控制电机13转动的控制开关22，第一速度传感器21与所述控制开关22耦合，以使在第一速度传感器21获取的拨杆12转速与采集器输出的电机13输出转速超出设定比率时，控制开关22使电机13停机。

优选的，采集器为用于检测电机13的输出轴转速或所述转轴11转速的第二速度传感器，第二速度传感器同样可以选择光电式转速传感器，但第二速度传感器的检测物可以设置在需要的位置，其与第二速度传感器的距离可以较短，最好选择其它类型的，如霍尔式转速传感器。

安全连锁装置还包括信号对比电路，最常见的对比电路可以由单片机、PLC等提供，还可以由差动比较器构成，例如LM339芯片。采用差动比较器时，首先需要借助计数器芯片将第一速度传感器21的脉冲计数，这样就能够获得拨片12的转速，借助计数器芯片将第二速度传感器22的脉冲计数，这样就能够获得电机13的输出轴转速或转轴11转速的转速，然后将对应于拨片12的转速数和对应于电机13的输出轴转速数输入差动比较器的输入端。这样当差动比较器输出高电平时，拨片12的转速数和对应于电机13的输出轴转速数就是相等的；当差动比较器输出高电平时，拨片12的转速数和对应于电机13的输出轴转速数就是不相等的。

控制开关22的控制端与信号对比电路的输出端电连接，控制开关22的负载端串联连接在电机13的电源线路上。

用于安装在篮式研磨机上的安全连锁装置还可以根据需要附设报警器23，控制开关22包括第一控制开关221、第二控制开关222，第一控制开关221选用常闭型交流接触器，第二控制开关222选用常开型交流接触器。第一控制开关221的控制端与信号对比电路的输出端电连接，第一控制开关221的负载端串联连接在电机13的电源线路上，第二控制开关222的控制端与信号对比电路的输出端电连接，第二控制开关222的负载端串联连接在报警器23的电源线路上。

实施例3：一种篮式研磨机，包括安装在转轴11上的拨杆12、用于驱动转轴11转动的电机13、控制器15、变频调速器16和如实施例1中的安全连锁装置。

实施例4：一种篮式研磨机，包括安装在转轴11上的拨杆12、用于驱动转轴11转动的电机13和如实施例2中的安全连锁装置。

上面结合附图和实施例对本实用新型作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本实用新型宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本实用新型的常见变化范围，在此不再一一详述。

设计图

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设计说明书

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