低能耗自纠偏型磁力支承带式输送机制造技术

本发明专利技术涉及一种低能耗自纠偏型磁力支承带式输送机，包括控制系统、输送带、第一传感器以及均采用磁悬浮支承的承载托辊、回程托辊、驱动滚筒和改向滚筒，驱动滚筒包括中心轴、筒体、磁悬浮轴承，磁悬浮轴承包括转子铁心、空导磁板、定子铁心、偏置永磁环、励磁线圈、第二传感器；正常情况下，控制系统根据转子铁心偏移状况，通过控制励磁线圈的电流调整电磁力，使转子铁心维持不偏移，检测到输送带偏移时，通过控制励磁线圈的电流调整电磁力，使转子铁心发生一定偏移，完成输送带的纠偏。该输送机降低了运行能耗，加工难度小，悬浮稳定，能起到在线纠偏的作用。

Low energy consumption self correcting bias magnetic supporting belt conveyor

The invention relates to a low energy consumption self-correcting magnetic supporting belt conveyor, which comprises a control system, a conveyor belt, a first sensor and a load supporting roller, a return supporting roller, a driving roller and a directional roller all supported by magnetic levitation. The driving roller comprises a central shaft, a cylinder body, a magnetic levitation bearing and a magnetic levitation bearing including a rotor. Under normal circumstances, the control system adjusts the electromagnetic force by controlling the current of the excitation coil according to the rotor core offset condition, so that the rotor core does not deviate, and when the conveyor belt offset is detected, the electric current of the excitation coil is controlled. The electromagnetic force is adjusted by the flow to make the core of the rotor shift a certain distance and complete the rectification of the conveyor belt. The conveyor reduces the operation energy consumption, processing difficulty is small, suspension stability, can play the role of online correction.

【技术实现步骤摘要】
低能耗自纠偏型磁力支承带式输送机
本专利技术属于带式输送机领域，具体涉及一种低能耗自纠偏型磁力支承带式输送机。
技术介绍
带式输送机作为一种常见的散装物料输送的关键设备，广泛应用于煤炭、冶金、矿山、电力等行业中，随着国家“节能减排”战略的提出，高效节能是带式输送机发展的必然趋势。带式输送机正常做功消耗功率的部件单元主要有用于支承输送带的承载托辊和回程托辊、用于驱动输送带的驱动滚筒、用于输送带改向的改向滚筒。其中，由于托辊数量众多，70％的能耗问题是由托辊的支承问题引起的。目前，诸如气垫式、液垫式、磁垫式等方式常被用于替换机械托辊，但由于结构复杂，维护难度大，一直没有很好解决托辊的支承问题。而磁悬浮托辊的引入，很好解决托辊的支承问题——专利文献201610033432.1提供了一种永磁托辊支承的带式输送系统，弱化甚至克服了传统机械托辊带来的摩擦、噪声、发热以及润滑污染等问题；专利文献201310131106.0提供了一种新型带式输送机托辊系统，将传统的托辊磁悬浮轴承更换为磁悬浮托辊磁悬浮轴承，以此减小活动托辊与皮带之间的摩擦力和托辊轴与磁悬浮轴承之间的摩擦力。上述改进仅解决了托辊的能耗问题，没有解决驱动滚筒和改向滚筒的支承产生的能耗问题。专利文献201520755297.2公开了一种永磁筒体，采用长方体永磁体，利用同性相斥的原理，使磁性磁悬浮轴承获得悬浮力，对输送带起到无摩擦支承作用，但由于筒体受力较为复杂，采用纯永磁悬浮不稳定，且需要用到磁性轴，导致加工难度增大，也就是说，现有的永磁筒体成本高，悬浮不稳定，关键是没办法在磁悬浮的基础上实现在线纠偏和自纠偏。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种低能耗自纠偏型磁力支承带式输送机，该输送机降低了运行能耗，加工难度小，悬浮稳定，能起到在线纠偏的作用。本专利技术所采用的技术方案是：一种低能耗自纠偏型磁力支承带式输送机，包括控制系统、输送带、用于检测输送带偏移状况并上传至控制系统的第一传感器以及均采用磁悬浮支承的承载托辊、回程托辊、驱动滚筒和改向滚筒，驱动滚筒包括通过弹性联轴器连接至电机的中心轴、与中心轴固定的筒体、分别与中心轴两端配合的磁悬浮轴承，磁悬浮轴承包括固定在中心轴端部的转子铁心、空套在转子铁心上的导磁板和定子铁心、位于定子铁心和导磁板之间的偏置永磁环、缠绕在定子铁心上且由控制系统控制的励磁线圈、用于检测转子铁心偏移状况并上传至控制系统的第二传感器；正常情况下，控制系统根据转子铁心偏移状况，通过控制励磁线圈的电流调整电磁力，使转子铁心维持不偏移，检测到输送带偏移时，通过控制励磁线圈的电流调整电磁力，使转子铁心发生一定偏移，完成输送带的纠偏。进一步地，筒体内壁贴有一对或多对永磁环，筒体内壁与中心轴之间水平放置有永磁块，永磁块的中心位置与中心轴的中心位置等高。进一步地，导磁板内壁上的安装辅助支承环，定子铁心与转子铁心间的主气隙比辅助支承环与转子铁心间的副气隙大。进一步地，第一传感器为分别指向输送带两侧边缘的位移传感器，第二传感器为分别水平指向转子铁心中心和竖直指向转子铁心中心的位移传感器。进一步地，筒体通过环状的幅板安装在中心轴上。进一步地，定子铁心的磁极采用四齿两对磁极结构，励磁线圈在各磁极上的线径和匝数均相同。进一步地，定子铁心和转子铁心均由硅钢片沿轴向冲压叠制而成。进一步地，偏置永磁环采用高磁能积汝铁硼永磁材料。本专利技术的有益效果是：整个带式输送机主要做功部分均采用磁悬浮支承，最大程度降低了运行能耗；在驱动滚筒的磁悬浮轴承中，偏置永磁环产生偏置磁通，经过导磁板、转子铁心、定子铁心形成闭合偏置磁路，无需设置磁性轴，加工难度小；驱动滚筒联合第一传感器、第二传感器和控制系统，既保证了正常情况下悬浮稳定，又能起到在线纠偏的作用，纠偏时弹性联轴器使得不影响电机动力的输入。附图说明图1是本专利技术实施例的结构示意图。图2是本专利技术实施例中驱动滚筒的俯视剖视图。图3是图2中筒体的受力示意图。图4是本专利技术实施例中驱动滚筒的纠偏控制框图。图中：1-机架；2-输送带；3-承载托辊；4-第一传感器；5-驱动滚筒；6-弹性联轴器；7-电机；8-控制系统；9-永磁环；10-永磁块；11-磁悬浮轴承；12-回程托辊；13-改向滚筒；14-导磁板；15-偏置永磁环；16-定子铁心；17-励磁线圈；18-幅板；19-中心轴；20-筒体；21-辅助支承环；22-转子铁心；23-第二传感器。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。如图1和图2所示，一种低能耗自纠偏型磁力支承带式输送机，包括控制系统、输送带2、用于检测输送带2偏移状况并上传至控制系统的第一传感器4以及均采用磁悬浮支承的承载托辊3、回程托辊12、驱动滚筒5和改向滚筒13，驱动滚筒5包括通过弹性联轴器6连接至电机7的中心轴19、与中心轴19固定的筒体20、分别与中心轴19两端配合的磁悬浮轴承11，磁悬浮轴承11包括固定在中心轴19端部的转子铁心22、空套在转子铁心22上的导磁板14和定子铁心16、位于定子铁心16和导磁板14之间的偏置永磁环15、缠绕在定子铁心16上且由控制系统控制的励磁线圈17、用于检测转子铁心22偏移状况并上传至控制系统的第二传感器23。正常情况下，控制系统根据转子铁心22偏移状况，通过控制励磁线圈17的电流调整电磁力，使转子铁心22维持不偏移，检测到输送带2偏移时，通过控制励磁线圈17的电流调整电磁力，使转子铁心22发生一定偏移，完成输送带2的纠偏。具体来说：如图4所示，第一传感器4和第二传感器23均通过A/D转换电路与控制系统连接，励磁线圈17依次通过功率放大器和D/A转换电路与控制系统连接，第一传感器4检测到输送带2不偏移时，若筒体20受到较小扰动使转子铁心22发生偏移，励磁线圈17中的控制电流由转子铁心22偏移产生，且其大小根据转子铁心22偏移的变化而变化，因此励磁线圈17中的控制电流又反过来控制转子铁心22位移，进而实现调节筒体20回复到平衡位置，若筒体20受到较大扰动使转子铁心22发生偏移，控制系统根据转子铁心22偏移状况，通过控制励磁线圈17的电流调整电磁力，使转子铁心22维持不偏移。第一传感器4检测到输送带2偏移后，向控制系统发送一个偏移信号，控制系统根据纠偏算法产生一个纠偏信号，通过控制励磁线圈17的电流调整电磁力，使中心轴19发生一定角度的偏移(由第二传感器23反馈的转子铁心22偏移状况判断是否偏移到位)，完成输送带2的纠偏，纠偏完成后，控制系统根据转子铁心22偏移状况，通过控制励磁线圈17的电流调整电磁力，使转子铁心22维持不偏移。在本专利技术中，整个带式输送机主要做功部分均采用磁悬浮支承，最大程度降低了运行能耗；在驱动滚筒5的磁悬浮轴承11中，偏置永磁环15产生偏置磁通，经过导磁板14、转子铁心22、定子铁心16形成闭合偏置磁路，无需设置磁性轴，加工难度小；驱动滚筒5联合第一传感器4、第二传感器23和控制系统，既保证了正常情况下悬浮稳定，又能起到在线纠偏的作用，纠偏时弹性联轴器6使得不影响电机7动力的输入。如图2所示，筒体20内壁贴有一对或多对永磁环9，筒体20内壁与中心轴19之间水平放置有永磁块10，永磁块10的中心位置与中心轴19的中心位置等高。根据永磁块10相对永磁环9本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低能耗自纠偏型磁力支承带式输送机，其特征在于：包括控制系统、输送带、用于检测输送带偏移状况并上传至控制系统的第一传感器以及均采用磁悬浮支承的承载托辊、回程托辊、驱动滚筒和改向滚筒，驱动滚筒包括通过弹性联轴器连接至电机的中心轴、与中心轴固定的筒体、分别与中心轴两端配合的磁悬浮轴承，磁悬浮轴承包括固定在中心轴端部的转子铁心、空套在转子铁心上的导磁板和定子铁心、位于定子铁心和导磁板之间的偏置永磁环、缠绕在定子铁心上且由控制系统控制的励磁线圈、用于检测转子铁心偏移状况并上传至控制系统的第二传感器；正常情况下，控制系统根据转子铁心偏移状况，通过控制励磁线圈的电流调整电磁力，使转子铁心维持不偏移，检测到输送带偏移时，通过控制励磁线圈的电流调整电磁力，使转子铁心发生一定偏移，完成输送带的纠偏。

【技术特征摘要】
1.一种低能耗自纠偏型磁力支承带式输送机，其特征在于：包括控制系统、输送带、用于检测输送带偏移状况并上传至控制系统的第一传感器以及均采用磁悬浮支承的承载托辊、回程托辊、驱动滚筒和改向滚筒，驱动滚筒包括通过弹性联轴器连接至电机的中心轴、与中心轴固定的筒体、分别与中心轴两端配合的磁悬浮轴承，磁悬浮轴承包括固定在中心轴端部的转子铁心、空套在转子铁心上的导磁板和定子铁心、位于定子铁心和导磁板之间的偏置永磁环、缠绕在定子铁心上且由控制系统控制的励磁线圈、用于检测转子铁心偏移状况并上传至控制系统的第二传感器；正常情况下，控制系统根据转子铁心偏移状况，通过控制励磁线圈的电流调整电磁力，使转子铁心维持不偏移，检测到输送带偏移时，通过控制励磁线圈的电流调整电磁力，使转子铁心发生一定偏移，完成输送带的纠偏。2.如权利要求1所述的低能耗自纠偏型磁力支承带式输送机，其特征在于：筒体内壁贴有一对或多对永磁环，筒体内壁与中心轴之间水平放置有永磁块，永磁块的中心...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴华春，张丽，胡业发，许传阳，王磊，张子洋，
申请(专利权)人：武汉理工大学，山东海汇环保设备有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42