磁力耦合器在皮帶運(yùn)輸機(jī)上的應(yīng)用分析(共5頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上磁力聯(lián)軸器在皮帶運(yùn)輸機(jī)上的應(yīng)用分析磁力聯(lián)軸器自1999年由美國magna drive公司創(chuàng)建以來，在歐美地區(qū)已得到了廣泛應(yīng)用，相比較其他的傳動(dòng)方式，其性能優(yōu)勢(shì)非常明顯。以帶式輸送機(jī)來說，相比較液力耦合器，磁力聯(lián)軸器在滿載啟動(dòng)、啟動(dòng)平穩(wěn)、過載保護(hù)、保護(hù)輸送帶及延長(zhǎng)輸送帶壽命與降低維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用方面，都有明顯的優(yōu)勢(shì)。本文從結(jié)構(gòu)、工作原理，結(jié)合實(shí)際的性能表現(xiàn)數(shù)據(jù)等對(duì)對(duì)兩者進(jìn)行了比較分析，并通過具體的應(yīng)用實(shí)例來說明磁力聯(lián)軸器的優(yōu)勢(shì)所在。一、磁力聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)1、磁力聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)磁力聯(lián)軸器主要由兩部分組成：一部分是連接在電機(jī)軸端的特殊材料的導(dǎo)體；另一部分是連接在負(fù)載端的永

2、磁體。在運(yùn)行過程中，這兩個(gè)部分的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了一個(gè)磁場(chǎng)，在盤狀導(dǎo)體中產(chǎn)生渦流。渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)和磁體相互吸引，從而使轉(zhuǎn)子和導(dǎo)體兩個(gè)部件通過空氣間隙傳遞力矩。2、磁力聯(lián)軸器的性能特點(diǎn)與液力聯(lián)軸器及其他傳動(dòng)設(shè)備相比，磁力聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)緊湊，安裝無須其它的附屬設(shè)備。由于是通過空氣間隙傳遞扭矩，兩部件之間沒有任何接觸，所以無磨損部件，并能減少80%的振動(dòng)；最大限度的允許偏心；無須潤(rùn)滑；能提供指定的啟動(dòng)方式；容許脈動(dòng)載荷；能實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)、加載啟動(dòng)；過載保護(hù)，并且對(duì)電機(jī)、負(fù)載、耦合器沒有損害。磁力聯(lián)軸器可以使用在任何離心負(fù)載的應(yīng)用中，能夠使用在高達(dá)6000馬力的負(fù)載上。因?yàn)樨?fù)載速度改變的同時(shí)，電機(jī)一直以它額定轉(zhuǎn)速

3、運(yùn)行，電機(jī)發(fā)熱不再是問題。而且因?yàn)檫@是機(jī)械裝置，它不會(huì)引起諧波干擾。濾波器、變壓器以及冷卻系統(tǒng)都不需要。在磁力耦合器中，導(dǎo)體盤與磁體盤之間存在滑差，這種滑差會(huì)使速度大約比全速時(shí)損失1%-2%。3、磁力聯(lián)軸器的優(yōu)點(diǎn)限矩形磁力聯(lián)軸器的主要優(yōu)點(diǎn)有：超負(fù)荷扭矩保護(hù)；自動(dòng)重啟；柔性啟動(dòng)/停止；降低使用的總成本；允許一定的軸心偏離；減小電機(jī)與負(fù)載之間的震動(dòng)；延長(zhǎng)密封件與軸承的壽命；安裝簡(jiǎn)便；高效的扭矩傳輸；允許震動(dòng)裝載；免維護(hù)。二、磁力聯(lián)軸器性能優(yōu)勢(shì)為了更直觀得看到磁力耦合器的優(yōu)勢(shì)所在，現(xiàn)將磁力聯(lián)軸器與液力耦合器及其它類型的傳動(dòng)方式就性能、能效等進(jìn)行了列表比較，分別見表1、表2。表1 各種傳動(dòng)方式的性能比

4、較耦合器種類特點(diǎn)最大的角度偏移量最大水平偏移量最大的軸向偏移年維修費(fèi)用占安裝成本的百分比剛性耦合器軸與軸的直接連接；無彈性，要求激光對(duì)心；100%的扭矩傳輸；強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)控制；無過載保護(hù)0°0025%皮帶/滑輪系統(tǒng)在電機(jī)同側(cè)安裝；高摩擦或滑差損失；在軸承與密封件處存在橫向載荷；通過帶打滑或者斷裂進(jìn)行過載保護(hù)不適用不適用不適用20%金屬柔性聯(lián)軸器不允許偏心；要求定期潤(rùn)滑；產(chǎn)生廢油脂；磨損點(diǎn)多；無過載保護(hù)1/4°-1/2°0.02-0.1inch（0.51-2.54mm）0.015inch（0.38mm）10%彈性聯(lián)軸器允許稍微的偏心；裝置中的橡膠不耐熱、易受化學(xué)和紫外線

5、腐蝕；沒有潤(rùn)滑的要求；輪胎式耦合器具有過載保護(hù) （需要更換橡膠）1°0.10inch（2.54mm）0.05inch(1.27 cm)10%液力耦合器能夠允許稍微的偏心；傳輸液對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危害；能夠安裝要求進(jìn)行啟動(dòng)；容許脈動(dòng)載荷；通過液體的傳輸提供過載保護(hù)；很難精確的設(shè)置所需性能需使用柔性聯(lián)軸器需要使用柔性聯(lián)軸器需要使用柔性聯(lián)軸器15%磁力聯(lián)軸器最大限度的允許偏心；無須潤(rùn)滑；能提供指定的啟動(dòng)方式；容許脈動(dòng)載荷；無磨損部件；軟啟動(dòng)；過載保護(hù)，并且對(duì)電機(jī)、負(fù)載、耦合器沒有損害2°-4°0.125inch（3.17mm）0.25inch（6.35 mm）3%表2 不同傳動(dòng)

6、方式之間系統(tǒng)總能效比較技術(shù)單個(gè)設(shè)備的能效系統(tǒng)總能效潛在損耗描述風(fēng)門、閥門擋板系統(tǒng)30% - 40%30% - 40%能量損耗最高，不符合能效定律（流量、速度和功率之間的關(guān)系規(guī)律）滑輪系統(tǒng)85% - 90%75% - 85%根據(jù)能效定律（流量、速度和功率間的關(guān)系規(guī)律）節(jié)能。能量損失主要是皮帶打滑、摩擦和軸承磨損變頻器96% - 99%75% - 90%根據(jù)流量、速度和功率間的關(guān)系規(guī)律節(jié)能。能量損失是由于輔助設(shè)備、電磁干擾和由偏心帶來的振動(dòng)造成的滑差電機(jī)90% - 93%80% - 90%根據(jù)流量、速度和功率間的關(guān)系規(guī)律節(jié)能。能量損失是由于電磁體的啟動(dòng)、滑差及200馬力以上時(shí)所需的水冷裝置所造成液

7、力耦合器83% - 87%80% - 85%根據(jù)流量、速度和功率間的關(guān)系規(guī)律節(jié)能。能量損失是由于液體粘性的改變、油的循環(huán)泵和振動(dòng)磁力聯(lián)軸器97% - 99%94% - 97%根據(jù)流量、速度和功率間的關(guān)系規(guī)律節(jié)能。能量損失是由于控制器和600馬力以上時(shí)所需的水冷裝置在不同傳動(dòng)方式之間做比較時(shí)，參考一下各種產(chǎn)品的所有權(quán)成本分析是很重要的。這些分析包括了各種技術(shù)產(chǎn)品所伴隨產(chǎn)生的所有成本。原始的購買成本只占總成本的10%-25%。系統(tǒng)的能效，運(yùn)行成本（像長(zhǎng)期維護(hù)要求）、系統(tǒng)壽命和停工期的成本等都應(yīng)被考慮在內(nèi)。通過以上內(nèi)容及列表介紹，得出磁力聯(lián)軸器較其它類型的傳動(dòng)設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）

8、柔性啟動(dòng)，啟動(dòng)電流明顯降低。柔性啟動(dòng)，保護(hù)電機(jī)和負(fù)載，保護(hù)載荷。使用磁力聯(lián)軸器后，啟動(dòng)時(shí)電機(jī)加速到最大速度，在耦合磁場(chǎng)的影響下，負(fù)載平緩啟動(dòng)、最終加速到接近電機(jī)速度。在皮帶傳送中，減小了啟動(dòng)時(shí)及運(yùn)營中沖擊載荷對(duì)皮帶的影響，延長(zhǎng)了皮帶的使用壽命。尤其是在帶傳動(dòng)中，突然的啟動(dòng)會(huì)導(dǎo)致皮帶的拉伸和磨損，甚至是發(fā)生故障。根據(jù)美國magna drive在國外的數(shù)據(jù)表明：磁力聯(lián)軸器可以有效的降低30%的皮帶基本張力。在棗礦集團(tuán)蔣莊煤礦北一皮帶上，用磁力聯(lián)軸器替換了原來的液力耦合器器，該煤礦井下運(yùn)輸機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流的尖值較以前降低大約20%，而啟動(dòng)電流高峰持續(xù)時(shí)間縮短了超過60%。輸送帶的啟動(dòng)平滑，速度由

9、零逐漸緩慢上升，加速度是連續(xù)的，接近于線性加速，實(shí)現(xiàn)了無沖擊的柔性啟動(dòng)，這樣可以大幅延長(zhǎng)膠帶及電機(jī)的使用壽命，并減少了對(duì)電網(wǎng)的沖擊。（2）噪聲、振動(dòng)大幅降低，大大延長(zhǎng)了電機(jī)與負(fù)載的使用壽命。80%以上的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備都是由于振動(dòng)而出現(xiàn)故障的，大多數(shù)的振動(dòng)都是因?yàn)檩S心偏移，另外是由于設(shè)備的不平衡和共振。磁力聯(lián)軸器靠空氣間隙傳遞扭矩，是真正的無機(jī)械連接裝置。并且使用了無鍵連接，從而使得連接應(yīng)力更加均勻，對(duì)中性好，承載能力強(qiáng)，裝拆方便。實(shí)驗(yàn)表明，使用磁力聯(lián)軸器能減少80%以上的振動(dòng)。（3）運(yùn)行電流有大幅降低、節(jié)能。使用磁力耦合器，無需其它附屬設(shè)備，又大大減少了系統(tǒng)的振動(dòng)。實(shí)際上，國外的研究表明：普遍來說，

10、振動(dòng)和噪音會(huì)造成系統(tǒng)的能耗增加2%3%。同時(shí)，因?yàn)橐毫β?lián)軸器用的是彈性聯(lián)軸器，比起直聯(lián)的方式，要造成系統(tǒng)3%5%的額外的能耗。最后，因?yàn)橐毫β?lián)軸器的傳動(dòng)效率本身就不是很高，根據(jù)我們?cè)趪獾贸龅臄?shù)據(jù)：普遍來說，磁力聯(lián)軸器比液力耦合器在能耗上會(huì)有12%以上的降低。從表2中可以看出，無論是但個(gè)設(shè)備的能效還是系統(tǒng)的總能效，磁力聯(lián)軸器的效率都是最高的。這為企業(yè)大大降低了能耗，節(jié)約了運(yùn)行成本。（4）大幅延長(zhǎng)故障間隔時(shí)間，縮短停機(jī)時(shí)間。單純從磁力聯(lián)軸器連接來說，磁力聯(lián)軸器基本上不發(fā)生故障，由于磁力聯(lián)軸器靠空氣間隙傳遞扭矩，兩部分沒有接觸，沒有磨損部件，從而大大降低了系統(tǒng)中的振動(dòng)，并延長(zhǎng)了電機(jī)與變速箱的使用壽

11、命，從而大大降低了出現(xiàn)故障的次數(shù)。在發(fā)生過載時(shí)，能迅速解除耦合，對(duì)電機(jī)、負(fù)載和耦合器都沒有損害，只是關(guān)閉電機(jī)使耦合器復(fù)位，清理負(fù)載然后重啟系統(tǒng)，簡(jiǎn)潔迅速、精確度高，使平均故障時(shí)間大為縮短。而采用液力聯(lián)軸器，首先是發(fā)生過載情況下，液力聯(lián)軸器要采用噴油的方式泄壓來過載保護(hù)，既污染環(huán)境又要一定的檢修更換時(shí)間。即便是熟練的工人，從發(fā)現(xiàn)故障到恢復(fù)運(yùn)行也要20分鐘以上的時(shí)間。同時(shí)，相比較磁力耦合器，液力聯(lián)軸器不能有效保護(hù)電機(jī)和負(fù)載的軸承和密封圈，會(huì)造成系統(tǒng)的故障率增加。在棗礦集團(tuán)蔣莊煤礦北一皮帶機(jī)上，該皮帶機(jī)運(yùn)量為1000T/h，假設(shè)故障時(shí)間為半個(gè)小時(shí)，就少采煤500T，以700元/T來算，將造成500T

12、×700元/T=350，000元的損失。即使把平均故障時(shí)間減少50%的話，那么所帶來的利潤(rùn)也是相當(dāng)可觀的。（5）綠色環(huán)保、無污染。磁力聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，為免維護(hù)機(jī)械產(chǎn)品，甚至無需潤(rùn)滑，對(duì)環(huán)境無任何污染損害。跟磁力聯(lián)軸器比較起來，其他的產(chǎn)品各有其弊端：A 液力聯(lián)軸器需要工作液，這些工作液往往會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害；然而液力聯(lián)軸器需要經(jīng)常對(duì)工作腔及供油系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和檢修；工作一段時(shí)間需要更換工作液，系統(tǒng)需要兩個(gè)聯(lián)軸器才能將液力耦合器、電機(jī)和工作機(jī)連接在一起，增加了軸承磨損、需要較多的停工時(shí)間對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)、維修和更換；工作液溫度升高會(huì)降低傳動(dòng)效率；當(dāng)發(fā)生過載時(shí)，易融塞融化，工作液從孔排出，需要重

13、新加入工作液、安裝新的易融塞，清理負(fù)載等，工作繁瑣且精確度相對(duì)較低，平均故障時(shí)間要比磁力聯(lián)軸器長(zhǎng)很多。B彈性聯(lián)軸器是靠壓縮橡膠傳遞扭矩的，允許一定角度的偏心和偏移，這會(huì)大大縮減橡膠的使用壽命，預(yù)期壽命最少也要減少50%，并且為了保證聯(lián)軸器的正常運(yùn)行，需要定期檢測(cè)和更換橡膠部件。C變頻器對(duì)運(yùn)行環(huán)境要求嚴(yán)格，易受外界的干擾，系統(tǒng)不穩(wěn)定。需要安裝濾波器、變壓器、冷卻設(shè)備等附屬裝置，使得整個(gè)系統(tǒng)變的復(fù)雜，這些附屬裝置對(duì)變頻器能效的影響是顯著的，盡管單看變頻器效率還比較高，但實(shí)際上總的效率卻常常并不高。電子元器件的壽命都比較短，一般每四到七年就需要進(jìn)行更換或更新。同時(shí)，像煤礦等企業(yè)，一般工作環(huán)境比較惡劣，這會(huì)嚴(yán)重影響到變頻器