磁力耦合器在皮帶運輸機上的應用分析(共5頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上磁力聯(lián)軸器在皮帶運輸機上的應用分析磁力聯(lián)軸器自1999年由美國magna drive公司創(chuàng)建以來，在歐美地區(qū)已得到了廣泛應用，相比較其他的傳動方式，其性能優(yōu)勢非常明顯。以帶式輸送機來說，相比較液力耦合器，磁力聯(lián)軸器在滿載啟動、啟動平穩(wěn)、過載保護、保護輸送帶及延長輸送帶壽命與降低維護保養(yǎng)費用方面，都有明顯的優(yōu)勢。本文從結構、工作原理，結合實際的性能表現(xiàn)數(shù)據(jù)等對對兩者進行了比較分析，并通過具體的應用實例來說明磁力聯(lián)軸器的優(yōu)勢所在。一、磁力聯(lián)軸器的結構與性能特點1、磁力聯(lián)軸器的結構磁力聯(lián)軸器主要由兩部分組成：一部分是連接在電機軸端的特殊材料的導體；另一部分是連接在負載端的永

2、磁體。在運行過程中，這兩個部分的相對運動產(chǎn)生了一個磁場，在盤狀導體中產(chǎn)生渦流。渦流產(chǎn)生的磁場和磁體相互吸引，從而使轉子和導體兩個部件通過空氣間隙傳遞力矩。2、磁力聯(lián)軸器的性能特點與液力聯(lián)軸器及其他傳動設備相比，磁力聯(lián)軸器結構緊湊，安裝無須其它的附屬設備。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；最大限度的允許偏心；無須潤滑；能提供指定的啟動方式；容許脈動載荷；能實現(xiàn)軟啟動、加載啟動；過載保護，并且對電機、負載、耦合器沒有損害。磁力聯(lián)軸器可以使用在任何離心負載的應用中，能夠使用在高達6000馬力的負載上。因為負載速度改變的同時，電機一直以它額定轉速

3、運行，電機發(fā)熱不再是問題。而且因為這是機械裝置，它不會引起諧波干擾。濾波器、變壓器以及冷卻系統(tǒng)都不需要。在磁力耦合器中，導體盤與磁體盤之間存在滑差，這種滑差會使速度大約比全速時損失1%-2%。3、磁力聯(lián)軸器的優(yōu)點限矩形磁力聯(lián)軸器的主要優(yōu)點有：超負荷扭矩保護；自動重啟；柔性啟動/停止；降低使用的總成本；允許一定的軸心偏離；減小電機與負載之間的震動；延長密封件與軸承的壽命；安裝簡便；高效的扭矩傳輸；允許震動裝載；免維護。二、磁力聯(lián)軸器性能優(yōu)勢為了更直觀得看到磁力耦合器的優(yōu)勢所在，現(xiàn)將磁力聯(lián)軸器與液力耦合器及其它類型的傳動方式就性能、能效等進行了列表比較，分別見表1、表2。表1 各種傳動方式的性能比

4、較耦合器種類特點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，要求激光對心；100%的扭矩傳輸；強制運動控制；無過載保護0°0025%皮帶/滑輪系統(tǒng)在電機同側安裝；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行過載保護不適用不適用不適用20%金屬柔性聯(lián)軸器不允許偏心；要求定期潤滑；產(chǎn)生廢油脂；磨損點多；無過載保護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、易受化學和紫外線

5、腐蝕；沒有潤滑的要求；輪胎式耦合器具有過載保護 （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；傳輸液對環(huán)境產(chǎn)生危害；能夠安裝要求進行啟動；容許脈動載荷；通過液體的傳輸提供過載保護；很難精確的設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；無須潤滑；能提供指定的啟動方式；容許脈動載荷；無磨損部件；軟啟動；過載保護，并且對電機、負載、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

6、方式之間系統(tǒng)總能效比較技術單個設備的能效系統(tǒng)總能效潛在損耗描述風門、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、速度和功率間的關系規(guī)律節(jié)能。能量損失是由于輔助設備、電磁干擾和由偏心帶來的振動造成的滑差電機90% - 93%80% - 90%根據(jù)流量、速度和功率間的關系規(guī)律節(jié)能。能量損失是由于電磁體的啟動、滑差及200馬力以上時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)泵和振動磁力聯(lián)軸器97% - 99%94% - 97%根據(jù)流量、速度和功率間的關系規(guī)律節(jié)能。能量損失是由于控制器和600馬力以上時所需的水冷裝置在不同傳動方式之間做比較時，參考一下各種產(chǎn)品的所有權成本分析是很重要的。這些分析包括了各種技術產(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，運行成本（像長期維護要求）、系統(tǒng)壽命和停工期的成本等都應被考慮在內(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設備的優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）

8、柔性啟動，啟動電流明顯降低。柔性啟動，保護電機和負載，保護載荷。使用磁力聯(lián)軸器后，啟動時電機加速到最大速度，在耦合磁場的影響下，負載平緩啟動、最終加速到接近電機速度。在皮帶傳送中，減小了啟動時及運營中沖擊載荷對皮帶的影響，延長了皮帶的使用壽命。尤其是在帶傳動中，突然的啟動會導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，該煤礦井下運輸機在啟動時，啟動電流的尖值較以前降低大約20%，而啟動電流高峰持續(xù)時間縮短了超過60%。輸送帶的啟動平滑，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，實現(xiàn)了無沖擊的柔性啟動，這樣可以大幅延長膠帶及電機的使用壽命，并減少了對電網(wǎng)的沖擊。（2）噪聲、振動大幅降低，大大延長了電機與負載的使用壽命。80%以上的轉動設備都是由于振動而出現(xiàn)故障的，大多數(shù)的振動都是因為軸心偏移，另外是由于設備的不平衡和共振。磁力聯(lián)軸器靠空氣間隙傳遞扭矩，是真正的無機械連接裝置。并且使用了無鍵連接，從而使得連接應力更加均勻，對中性好，承載能力強，裝拆方便。實驗表明，使用磁力聯(lián)軸器能減少80%以上的振動。（3）運行電流有大幅降低、節(jié)能。使用磁力耦合器，無需其它附屬設備，又大大減少了系統(tǒng)的振動。實際上，國外的研究表明：普遍來說，

10、振動和噪音會造成系統(tǒng)的能耗增加2%3%。同時，因為液力聯(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，因為液力聯(lián)軸器的傳動效率本身就不是很高，根據(jù)我們在國外得出的數(shù)據(jù)：普遍來說，磁力聯(lián)軸器比液力耦合器在能耗上會有12%以上的降低。從表2中可以看出，無論是但個設備的能效還是系統(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)約了運行成本。（4）大幅延長故障間隔時間，縮短停機時間。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，并延長了電機與變速箱的使用壽

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，能迅速解除耦合，對電機、負載和耦合器都沒有損害，只是關閉電機使耦合器復位，清理負載然后重啟系統(tǒng)，簡潔迅速、精確度高，使平均故障時間大為縮短。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，既污染環(huán)境又要一定的檢修更換時間。即便是熟練的工人，從發(fā)現(xiàn)故障到恢復運行也要20分鐘以上的時間。同時，相比較磁力耦合器，液力聯(lián)軸器不能有效保護電機和負載的軸承和密封圈，會造成系統(tǒng)的故障率增加。在棗礦集團蔣莊煤礦北一皮帶機上，該皮帶機運量為1000T/h，假設故障時間為半個小時，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。即使把平均故障時間減少50%的話，那么所帶來的利潤也是相當可觀的。（5）綠色環(huán)保、無污染。磁力聯(lián)軸器結構簡單，為免維護機械產(chǎn)品，甚至無需潤滑，對環(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，這些工作液往往會對環(huán)境造成危害；然而液力聯(lián)軸器需要經(jīng)常對工作腔及供油系統(tǒng)進行維護和檢修；工作一段時間需要更換工作液，系統(tǒng)需要兩個聯(lián)軸器才能將液力耦合器、電機和工作機連接在一起，增加了軸承磨損、需要較多的停工時間對設備進行檢測、維修和更換；工作液溫度升高會降低傳動效率；當發(fā)生過載時，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，清理負載等，工作繁瑣且精確度相對較低，平均故障時間要比磁力聯(lián)軸器長很多。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，這會大大縮減橡膠的使用壽命，預期壽命最少也要減少50%，并且為了保證聯(lián)軸器的正常運行，需要定期檢測和更換橡膠部件。C變頻器對運行環(huán)境要求嚴格，易受外界的干擾，系統(tǒng)不穩(wěn)定。需要安裝濾波器、變壓器、冷卻設備等附屬裝置，使得整個系統(tǒng)變的復雜，這些附屬裝置對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行更換或更新。同時，像煤礦等企業(yè)，一般工作環(huán)境比較惡劣，這會嚴重影響到變頻器