CN201071922Y - 具有磁轴承特性的皮带滚筒 - Google Patents
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Abstract
具有磁轴承特性的皮带滚筒(以下简称“磁滚筒”)是机械传送设备的部件。“磁滚筒”是由永磁性体(1N)和(1S)、铁制滚筒壳(2)、铁制滚筒轴(3)、机械轴承(4)等零件组成;并有皮带(5)等负载。“磁滚筒”的设计特点:是利用铁制的滚筒壳(2)、滚筒轴(3)的高导磁性以及永磁性体(1N)和(1S)的强大磁性,设计有磁力线(11)、磁缝隙(12)的磁轴承结构。磁缝隙(12)配合机械轴承(4)成为具有磁轴承特性的转动副。该转动副,减小了主负荷方向的摩擦力,这样非常适合高速运转。本“磁滚筒”与原普通滚筒进行比较,其转动副的摩擦损耗大大降低,运行平稳,节能效果明显,并延长设备使用寿命。
Description
技术领域
具有磁轴承特性的皮带滚筒(以下简称“磁滚筒”)是机械传送设备上的部件。“磁滚筒”能替代普通皮带滚筒,其性能更优越,特别适合应用在负荷稳定的高转速场合。
背景技术
目前,皮带滚筒的基本结构是由滚筒壳、滚筒轴、机械轴承构成。滚筒壳和滚筒轴常用钢铁材料制造。随着科技进步,现在许多皮带滚筒设备都朝小型化,高转速的方向发展。设计设备的体积减小,重量减轻。如健身跑步机小型化:皮带滚筒外径越来越小,跑步带速不变,则滚筒转速会提高;滚筒与皮带接触面也缩减。为避免滚筒与皮带打滑,需要增加皮带张力。皮带滚筒转速和负荷的增加,机械轴承的型号小,则负荷功率容易超限。因避免皮带或地板打滑,轴承处又不能注油运行等苛刻条件,机械轴承缺油少润滑。超限时的升温过度使得运行状态变差,甚至轴承走内圈等严重机械故障。
有上述情况发生,所以机械轴承限制了皮带滚筒的转速和负荷功率。仅用机械轴承结构,已经不能适应某些皮带滚筒设备的发展。
现在,磁力设备可以起重成吨的钢材;磁悬浮列车的高速运行已经达到商业化的水平;磁轴承技术的运用正在发展。在这种条件下,可谋求新的发展,应用磁能技术进行创造发明。
发明内容
本发明内容:是在“磁滚筒”的转动副的设计中应用磁能技术,将永磁轴承的磁缝隙(12)增加到机械轴承的机构位置上,并保留原规格的机械轴承(4)。因永磁轴承的磁缝隙(12)磁场力作用,能使机械轴承上减轻主负荷力的作用,则机械轴承为轻载荷。“磁滚筒”高速运转时,轻载荷的机械轴承负荷功率不易超限。因磁缝隙(12)没有机械摩擦(无须润滑),“磁滚筒”减少摩擦功耗。既节能,又延长设备寿命。“磁滚筒”比原来的皮带滚筒性能提高,效果明显。
附图说明
图1是具有磁轴承特性的皮带滚筒的平面结构示意图,有图2的径向剖面B-B;
图2是具有磁轴承特性的皮带滚筒的平面结构示意图,有图1的轴向剖面A-A;
图3是具有磁轴承特性的皮带滚筒的平面装配示意图;
图4是具有磁轴承特性的皮带滚筒的零件,图3的轴和永磁体局部放大的立体示意图。
具体实施方式
一、“磁滚筒”的结构设计(见图1):“磁滚筒”是由多组,成对的两种瓦状形高磁性的永磁性体(1N)和(1S)、铁制滚筒壳(2)、铁制滚筒轴(3)、机械轴承(4)、等零件组成。本“磁滚筒”是在普通滚筒机械机构里,设计增加了永磁性体(1N)和(1S)零件,其他零件结构基本不变。“磁滚筒”利用铁制滚筒壳(2)和铁制滚筒轴(3)的高导磁性,以及永磁性体(1N)和1S)具有强永磁场的原理。在“磁滚筒”的转动副中,设计有磁力线(11)、磁缝隙(12)结构的永磁轴承。永磁轴承无须润滑,在永磁轴承作用下减小了主负荷方向的摩擦。磁缝隙(12)磁场力承担主约束方向上的大部分负荷,则机械轴承(4)因轻载荷,而可以高速运转。
二、“磁滚筒”的永磁体的材质,工艺,磁极和几何形状等
a)永磁体(1N)和(1S)的材质,选用高磁性的或者低成本的各向异性硬磁材料。根据永磁体的磁性、制造工艺、材料成本等因素选取。
“磁滚筒”负荷比较大的情况,材质应选取磁体磁能积高的钕铁硼等强磁性永磁材质;永磁体的制造选磁极取向湿法成型烧结工艺。
“磁滚筒”负荷比较小的,则材质可选取廉价成本的永磁铁氧体等大宗永磁材料。永磁体的制造可选取黏结成型工艺(工艺精度比较好;包括永磁压黏结,永磁注塑和永磁树脂灌注)。
b)磁极设计:永磁性体(1N)和(1S)的两磁极取向设计在瓦内、外弧面,它们的磁极的极性极取向正好相反。分别为:永磁性体(1N)的N极在外弧面;永磁性体(1S)S极在外弧面。磁力线(11)通过永磁性体(1N)、铁制滚筒壳2、永磁性体(1S)、铁制滚筒轴(3)而封闭。磁缝隙(12)是磁力线(11)的从永磁性体(1N)和(1S)的磁极面到滚筒壳(2)内壁面部分。磁缝隙(12)中有强磁场力作用,没有机械摩擦作用。
c)几何形状设计(见图4):永磁性体(1N)和(1S)的几何形状完是全相同的瓦状形;体积大小尺寸,根据铁制滚筒壳(2)内径、铁制滚筒轴(3)的外径和磁力线(11)、磁缝隙(12)进行设计。
三、“磁滚筒”设备装配
a)根据“磁滚筒”成对使用,皮带(5)的拉紧力、驱动力、重力等实际负荷。两个负荷力的方向对称,其磁极装配方向基本对称。“磁滚筒”及皮带(5)转动方向为FX。(见图3)
b)根据“磁滚筒”设备的负荷力、重力等合力F方向(见图2),设计水平夹角∠b。用意是调整永磁性体(1N)和(1S)的磁极方向并固定之。
c)根据“磁滚筒”设备的负荷力,配置需要永磁性体(1N)和(1S)的数量,相间排列粘接在铁制滚筒轴(3)上固定。
以上是“磁滚筒”方案,设计特点是崭新的,实用的。
Claims (3)
1.具有磁轴承特性的皮带滚筒,包含铁制滚筒壳(2),两种瓦状形的永磁性体(1N)和(1S),铁制滚筒轴(3),永磁性体(1N)和(1S)的外弧磁极面与铁制滚筒壳(2)内壁面之间,设计有磁力线(11)和磁缝隙(12)的磁轴承结构,其特征在于,磁性构件有磁缝隙(12)配合机械轴承(4)成为具有磁轴承特性的转动副,它们共同承担总负荷。
2.如权利要求1所述,具有磁轴承特性的皮带滚筒,其特征在于它的磁性构件的强磁场性和充磁极性,两种永磁性体(1N)和(1S)都是使用强磁性的永磁材料制造,几何形状、大小是完全相同的瓦状形;两种永磁性体(1N)和(1S)的区别,仅充磁的磁场极性取向相反。
3.如权利要求1所述,具有磁轴承特性的皮带滚筒,其特征在于,它的磁体的排列和固定方式是一个永磁性体(1N)连接一个永磁性体(1S)相间隔地排列,粘接在铁制的滚筒轴(3)柱面上固定。
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CN101863364A (zh) * | 2010-05-08 | 2010-10-20 | 李泽 | 一种带有磁性的传输带 |
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