CN105600341B - 永磁托辊带式输送机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永磁托辊带式输送机，其由外向内设有依次连接的筒体(5)、轴承座(7)及安装在中心轴(1)上的径向及轴向支承部件，并采用迷宫密封(2)方式对径向及轴向支承部件进行密封。本发明由于采用了永磁支承结构，可以弱化甚至克服传统机械轴承带来的摩擦、噪声、发热以及润滑污染等一系列危害健康与环保的难题，提高了带式输送机的寿命和输送能力。

Description

永磁托辊带式输送机

技术领域

本发明是一种用于物料输送的永磁托辊带式输送机，托辊作为核心支承部件可以在承受载荷下保持悬浮运动状态，适用于物料输送设备领域。

背景技术

带式输送机是一种依靠摩擦驱动，能实现连续运输功能的常用机械，广泛应用于冶金、煤炭、化工、港口等国民经济行业，主要由输送带、托辊、驱动装置等构成。

物料载荷由托辊支撑，为保证承载能力和输送带下垂度要求，要求输送带下方托辊数量多。而托辊中机械轴承在连续负荷工作下产生的摩擦磨损会浪费大量能源，并带来发热、噪声、润滑污染等一系列危害健康与环保的难题。

永磁轴承利用永磁力实现被支承件悬浮，具有无摩擦、高转速、无润滑和无需控制等独特性能，适用于带式输送机。

专利号为201210179786.9的“电磁永磁混合悬浮带式输送机”发明专利中，输送带由橡胶铁钕硼材料制成，并利用线圈通电产生磁力完成支承，其输送带造价昂贵，不适合现场生产工作。专利号为201410104104.7的“一种用于煤矿运输的磁悬浮托辊”发明专利中，利用定子圆盘、定子叠片及线圈产生磁力实现托辊磁悬浮支承，由于托辊数量多，由电产生磁力将对电力资源产生依赖及消耗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种永磁托辊带式输送机，径向采用永磁轴承代替机械轴承，并利用推力球轴承辅助支承。相比于其它磁悬浮输送机，其结构更为简单，造价及维护成本低，稳定可靠且更加节能。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的永磁托辊带式输送机，其由外向内设有依次连接的筒体、轴承座及安装在中心轴上的径向及轴向支承部件，并采用迷宫密封方式对径向及轴向支承部件进行密封。

所述的径向支承部件，由保持架和永磁轴承组成，其中：永磁轴承位于保持架内，永磁轴承通过螺栓与保持架相连。

所述的保持架，用于固定永磁轴承，该保持架由内、外保持架组成，其通过轴向挡圈、轴肩和套筒对永磁轴承进行定位。

所述的永磁轴承由若干对永磁环在轴向叠加组成，永磁环对数视具体工况而定。

所述的永磁环对由斥力型内、外永磁环组成；一对永磁环中，内、外磁环极性相同，相邻永磁环对的极性相反；内、外永磁环在轴向方向上的厚度保持一致，在径向方向上的厚度保持一致或相接近。

本发明将内、外永磁环与保持架钻孔，借助四个螺栓紧固连接，通过中心轴上的轴肩进行定位，并在永磁环外侧安装迷宫密封。

所述的轴向支承部件，包括推力球轴承及锁紧螺母，所述推力球轴承通过锁紧螺母夹紧作用限制筒体的轴向移动，实现调节永磁轴承的轴向磁力大小。

所述的中心轴，其端部与轴向支承部件的锁紧螺母相连，在锁紧螺母的作用下，通过调节筒体与中心轴的相对位移，即永磁轴承的内、外磁环间轴向的相对位移，产生一个轴向磁力并利用轴向支承部件的推力球轴承进行平衡，实现永磁悬浮托辊的完全定位，达到稳定悬浮目的。

所述的推力球轴承为带平面座圈的单向推力球轴承，且去除单向推力球轴承中的轴圈，因为轴圈上的槽型会引起径向上的过定位，故由表面平整的支撑架替代。

所述的迷宫密封，分为内、外非接触的两部分，一轴端的外密封固定在轴承座上，内密封固定在中心轴上；另一轴端的内密封固定在单向推力球轴承的座圈上，外密封固定在推力球轴承的支撑架上。

本发明与现有技术相比具有以下的主要的优点：

(1)将永磁支承技术应用到带式输送机托辊结构中，避免了磁性输送带的使用，极大地降低生产及维护成本，更适合于实际生产工作。

(2)借助于永磁支承技术实现托辊悬浮，弱化甚至克服了普通机械轴承带来的摩擦生热及振动噪声等问题，能够减少旋转阻力，降低功耗；减少与输送带的摩擦，延长输送带使用寿命；且具有无需润滑、输送能力强等优点。

(3)与电磁式带式输送机相比，本发明采用永磁轴承，在支承中避免了对电力的需求且无需控制，降低了输送机的生产成本及运行维护成本。

(4)润滑油在低温条件下可能凝结，使机械轴承出现卡死故障，导致输送带跑偏甚至断裂，影响正常生产。永磁轴承的使用降低了对润滑的依赖，能保证输送机在低温条件下安全运行。

总之，本发明可以弱化甚至克服传统机械轴承带来的摩擦、噪声、发热以及润滑污染等一系列危害健康与环保的难题，提高了带式输送机的寿命和输送能力。

附图说明

图1是本发明永磁托辊带式输送机的永磁支承托辊结构示意图。

图2是本发明永磁托辊带式输送机工作时支承受力示意图。

图3是本发明永磁托辊带式输送机总体结构示意图。

图中：1.中心轴，2.迷宫密封，3.保持架，4.永磁轴承，5.筒体，6.螺栓，7.轴承座，8.推力球轴承，9.锁紧螺母，10.永磁悬浮托辊，11.物料，12.输送带，13.支架。

具体实施方式

本发明公开了一种永磁托辊带式输送机，可以实现径向永磁悬浮支承功能，托辊支承方式由径向永磁轴承和轴向推力球轴承实现。所述的径向永磁轴承采用内外永磁环对叠加构成，产生排斥力，完成径向支承；所述的轴向推力球轴承利用锁紧螺母夹紧，平衡径向永磁轴承的内、外磁环轴向相对位移所产生的轴向磁力，完成轴向支承，实现托辊稳定悬浮。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明。

本发明提供的永磁托辊带式输送机，如图1所示，由外向内设有依次连接的迷宫密封2、筒体5、轴承座7及安装在中心轴1上的径向及轴向支承部件。

所述的迷宫密封2，属于非接触式密封装置。该迷宫密封2分为内、外非接触的两部分，分别与中心轴1、轴承座7相接触。

所述的径向支承部件和轴向支承部件，构成永磁悬浮托辊10的永磁悬浮支承结构。

所述的径向支承部件，由保持架3和永磁轴承4组成。其中：永磁轴承4位于保持架3内，保持架3通过螺栓6与永磁轴承4相连。永磁轴承4代替机械轴承进行径向支承。

所述的保持架3，用于固定永磁轴承4，该保持架3由内、外保持架组成，通过轴向挡圈、轴肩和套筒对永磁轴承4进行定位。

所述的永磁轴承4由斥力型永磁环叠加组成，具体是采用轴向充磁，轴向叠加排列的内、外永磁环组成，磁环对数视负载而定。将内外永磁环与保持架3钻孔，借助4个呈90°均布的螺栓6紧固连接，通过中心轴1上的轴肩进行定位并在磁环外侧安装迷宫密封2。当托辊承受物料载荷时，在径向上，外磁环随滚筒受力下移，同时内磁环产生逐渐增大的斥力以平衡载荷，实现滚筒悬浮。

所述的轴向支承部件，包括推力球轴承8及锁紧螺母9，其中：推力球轴承8通过锁紧螺母9的夹紧作用限制筒体5轴向移动，即可调节径向永磁轴承产生的轴向磁力大小。中心轴1的端部攻有螺纹，锁紧螺母攻有与之相配合的内螺纹。通过锁紧螺母9可调节筒体5与中心轴1的相对位移，即永磁轴承内、外磁环间轴向的相对位移，产生一个轴向磁力并利用推力球轴承8进行平衡，实现永磁悬浮托辊10的完全定位，达到稳定悬浮目的。

如图2所示，三个永磁悬浮托辊10组成槽型结构安装在支架13上。工作过程中的整体三维模型如图3所示，三个永磁悬浮托辊10组成一组，均布在支撑架13上，众多永磁悬浮托辊10一起承载着输送带12和物料11。

所述永磁悬浮托辊10，其结构主要包括径向支承部件、轴向支承部件、中心轴1、迷宫密封2、筒体5、及轴承座7及安装同现有技术的部件。

所述支架13为输送机的支架，其结构及安装同现有技术的部件。

所述支架10为输送机的输送带，其结构及安装同现有技术的部件。

本发明提供的上述永磁托辊带式输送机，其工作过程是：

参见图2，带式输送机的通用结构形式为槽型三托辊结构。永磁悬浮托辊10安装在带式输送机的支架13上，输送带12放置在永磁悬浮托辊10上方。输送带12通过驱动滚筒带动旋转，通过改向滚筒改变运转方向，通过永磁悬浮托辊10在运行过程中完成支撑。输送带12在运行时，会通过摩擦力带动下方的永磁悬浮托辊10旋转，物料11的载荷通过输送带12作用在众多永磁悬浮托辊10上。

径向方向上，永磁悬浮托辊10通过内部的永磁轴承4的内外永磁环产生的排斥力来支撑载荷。载荷通过筒体5、保持架3作用在永磁轴承4外环上，然后通过内外永磁环的排斥力作用在内永磁环上，内永磁环在将载荷通过中心轴1作用在输送机的支架13上。

轴向方向上，永磁托辊10通过内部的推力球轴承产生轴向的支承力，并通过锁紧螺母9作用在中心轴上，进而作用在输送机的支架13上，最终完成物料的支撑、输送过程。

Claims (8)

1.一种永磁托辊带式输送机，其特征是由外向内设有依次连接的筒体(5)、轴承座(7)及安装在中心轴(1)上的径向及轴向支承部件，并采用迷宫密封(2)方式对径向及轴向支承部件进行密封；

所述的轴向支承部件，包括推力球轴承(8)及锁紧螺母(9)，所述推力球轴承(8)通过锁紧螺母(9)夹紧作用限制筒体(5)的轴向移动，实现调节永磁轴承(4)的轴向磁力大小；

所述的中心轴(1)，其端部与轴向支承部件的锁紧螺母(9)相连，在锁紧螺母(9)的作用下，通过调节筒体(5)与中心轴(1)的相对位移，即永磁轴承(4)的内、外磁环间轴向的相对位移，产生一个轴向磁力并利用轴向支承部件的推力球轴承(8)进行平衡，实现永磁悬浮托辊(10)的完全定位，达到稳定悬浮目的。

2.根据权利要求1所述的永磁托辊带式输送机，其特征在于所述的径向支承部件，由保持架(3)和永磁轴承(4)组成，其中：永磁轴承(4)位于保持架(3)内，永磁轴承(4)通过螺栓与保持架(3)相连。

3.根据权利要求2所述的永磁托辊带式输送机，其特征在于所述的保持架(3)，用于固定永磁轴承(4)，该保持架由内、外保持架组成，其通过轴向挡圈、轴肩和套筒对永磁轴承(4)进行定位。

4.根据权利要求3所述的永磁托辊带式输送机，其特征在于所述的永磁轴承(4)由若干对永磁环在轴向叠加组成。

5.根据权利要求4所述的永磁托辊带式输送机，其特征在于所述的永磁环对由斥力型内、外永磁环组成；一对永磁环中，内、外磁环极性相同，相邻永磁环对的极性相反；内、外永磁环在轴向方向上的厚度保持一致，在径向方向上的厚度保持一致或相接近。

6.根据权利要求5所述的永磁托辊带式输送机，其特征是将内、外永磁环与保持架(3)钻孔，借助四个螺栓紧固连接，通过中心轴(1)上的轴肩进行定位，并在永磁环外侧安装迷宫密封(2)。

7.根据权利要求1所述的永磁托辊带式输送机，其特征在于所述的推力球轴承(8)为带平面座圈的单向推力球轴承，且去除单向推力球轴承中的轴圈，由表面平整的支撑架替代。

8.根据权利要求1所述的永磁托辊带式输送机，其特征在于所述的迷宫密封(2)，分为内、外非接触的两部分，一轴端的外密封固定在轴承座(7)上，内密封固定在中心轴(1)上；另一轴端的内密封固定在单向推力球轴承的座圈上，外密封固定在推力球轴承的支撑架上。