磁懸浮傳送帶的製作方法

2023-08-05 21:15:31

本發明涉及傳送帶技術領域，具體涉及一種採用無接觸式磁懸浮方式的傳送帶。

背景技術：

我國煤礦資源豐富，分布地域廣闊，尤其是有些煤礦處於偏遠地區。在開採出煤礦石之後，首先要設法將其匯集，再依靠專用車輛運送出去。如何將煤的快速、高效的匯集，直接影響到煤礦的產能，是一項十分關鍵的技術。

採用機械傳送帶是較常見的一種方式，但是存在嚴重的摩擦損耗，導致能耗大、使用周期較短、維護工作量大。

因此，設計一款節能環保、同時能夠減低甚至消除摩擦損耗的傳送帶是非常必需的。

技術實現要素：

本發明提出了一種磁懸浮傳送帶，其採用磁懸浮技術，實現無接觸式的傳送，除維持懸浮外不需要額外的動力裝置，可顯著提升煤礦的運輸能力，且不存在機械磨損，既節能環保，又便於維護。

本發明採用的技術方案是：

一種磁懸浮傳送帶，包括軌道，所述軌道為上下豎向設置的環形軌道，所述環形軌道上設置有一圈收尾相接的磁懸浮運輸車，環形軌道包括上層軌道、下層軌道以及連接上層軌道和下層軌道兩端的兩個彎道，上層軌道和下層軌道平行，彎道內側設置有彎道轉輪，所述上層軌道上設置有為運行在上層軌道上的磁懸浮運輸車提供電磁吸力的懸浮軌。

進一步地，所述環形軌道整體傾斜設置形成一定坡度。在完全懸浮的情況下，由於摩擦力足夠小，貨物向下運動，貨物的重力勢能做功足以抵消阻力做功，因此，即使很小的坡度也能達到較大的傳輸速度。比如，實用時，坡度可根據需要選擇為千分之五到百分之五。裝料區設置在上層軌道的上遊，卸料區設置在上層軌道的下遊，磁懸浮傳送帶工作時，經裝料區後的上層軌道上運行的磁懸浮運輸車上均是滿載狀態，磁懸浮運輸車能夠在重力的作用下運動，經卸料區後到下層軌道上運行的磁懸浮運輸車都是空載狀態。

進一步地，所述上層軌道和下層軌道均包括一具有雙層結構的支架，所述支架上設有上、下兩層支撐軌，分別為上層支撐軌和下層支撐軌；所述磁懸浮運輸車由安裝在上、下層支撐軌上的若干個料鬥組成，位於同層支撐軌上的相鄰料鬥之間收尾相接。具體地，相鄰的料鬥之間採用鉸鏈相連接。採用鉸鏈這樣的連接方式，既能傳遞前進的動力，相鄰兩個料鬥在俯仰方向還具有一定的自由度，便於連接在一起的料鬥通過彎道轉輪。

進一步地，每個料鬥兩側還安裝有導向條，能夠防止料鬥脫離軌道，並引導料鬥沿設定路線移動。

進一步地，所述上層支撐軌的兩側對稱安裝有一組或一組以上的導向輪。所述導向輪通過伸縮機構固定在上層支撐軌的側邊，所述導向輪能夠在伸縮機構的驅動下實現與上層支撐軌上的料鬥兩側的導向條接觸或脫開。所述伸縮機構可採用氣缸或電動絲杆實現導向輪的伸出與縮回。所述導向輪連接有驅動機構，導向輪能夠在驅動機構的驅動下實現轉動。所述驅動機構包括電機以及連接電機與導向輪的傳動裝置，所述傳動裝置可以採用鏈條以及鏈輪或者皮帶以及皮帶輪。導向輪的設置可以防止料鬥在水平面的側向跑偏。導向輪可伸出與料鬥兩側的導向條接觸，導向輪也能實現回縮，縮回之後不接觸。導向輪連接有驅動機構，能夠在電機的驅動下實現轉動。當導向輪與料鬥的導向條接觸之後，轉動的導向輪可以提供料鬥運行的動力或剎車力。在需要的時候，導向輪能夠與料鬥兩側的導向條接觸並提供動力作用到料鬥上，以實現磁懸浮運輸車的啟動、加速、減速或制動。

在靜止狀態下，導向輪與料鬥兩側的導向條接觸，驅動電機啟動後導向輪旋轉，通過鏈條或皮帶帶動導向輪轉動，導向輪旋轉摩擦料鬥的導向條，可提供一定的驅動力作用到料鬥上，使料鬥在驅動力和重力的雙重作用下啟動和加速。當需要剎車時，導向輪也與料鬥兩側的導向條接觸，但是旋轉方向發生改變，可提供一定的制動力作用到料鬥上。這兩種工況下，導向輪與料鬥的位置關係如圖12所示。

當料鬥達到工作速度後，導向輪被收回，不幹涉料鬥自由的運動，減小其受到的摩擦力。為了達到這個效果，需要一套簡易的機械裝置，控制導向輪的伸出與縮回。本實施示例中，可採用氣缸或電動絲杆實現導向輪的伸出與縮回，也可採用其它機械結構來實現。

導向輪自轉的速度及方向由軌道旁安裝的驅動器進行控制，以產生驅動力或者制動力。也可以對彎道轉輪進行控制，提供起動進的驅動力及速度控制。

進一步地，所述料鬥包括一個容納空腔，該容納空腔的上方開口且該開口呈喇叭口狀，便於傾倒所載物體。每個料鬥的兩側均分別安裝有能夠使其在其所在的支撐軌上滑動的支撐輪。當料鬥位於上層軌道時，軌道上的電磁鐵通電，它對料鬥產生吸力，通過自動控制，可以使得吸力正好等於料鬥與貨物的總重量，從而實現完全懸浮。也可採用減載方式，此時，電磁鐵提供的吸力不足以抵消料鬥與貨物的總重量，支撐輪將承受一部分重力；當料鬥位於下層軌道或彎道時，靠支撐輪吊掛，由於此時料鬥是空的，自身重量輕，摩擦力較小，不會對軌道和支撐輪造成嚴重磨損。

本發明中，所述上層軌道中的上支撐軌道上方設有懸浮軌，在懸浮軌上安裝有電磁鐵，用於為上支撐軌道上的料鬥上的銜鐵提供電磁吸力。由於懸浮防滾動的需要，在上支撐軌道上的料鬥兩側均安裝有銜鐵，相應的在上層軌道中的上支撐軌道上的料鬥兩側上方均鋪設有與之對應的懸浮軌。

本發明中，每一側的懸浮軌(相當於磁極)由兩根平行設置的鋼軌組成，懸浮軌作為電磁鐵的兩個極板，同時是支撐電磁鐵及料鬥的重要部件。所述電磁鐵由鐵芯和線圈組成，所述電磁鐵通過鐵芯與兩懸浮軌固定安裝在一起。一般地，所述鋼軌及鐵芯上均預留了安裝孔，通過螺栓可將電磁鐵固定在鋼軌上，構成倒U型的軌道，當線圈中通電後，會與料鬥上的銜鐵作用產生電磁吸力，吸力的大小與電流及間隙有關，電流越大、銜鐵和鋼軌之間的間隙越小，則吸力越大。

與現有技術相比，本發明主要優點有：

1)環形軌道為上下兩層結構，佔地面積小，場地利用率高；

2)環形軌道整體傾斜設置形成一定坡度，在軌道上依靠重力可以實現磁懸浮運輸車的自動折返，無需驅動力，系統結構簡單；

3)軌道全程的摩擦力都較小，摩擦損耗小，節能效果好；

4)採用磁懸浮主動控制，大大減小摩擦損耗，使用周期長；

5)懸浮方式有完全懸浮方式和減載方式，可根據需要靈活選取；

6)僅上層軌道採用磁懸浮技術，可節約成本；

7)磁懸浮運輸車僅提供運載功能，完全無源，易於實現；

8)磁懸浮運輸車沿軌道運行，不會出現跑偏或者脫軌的情況；

9)採用導向輪驅動，能夠可靠地啟動和制動；

10)除啟動和制動外，導向輪均與磁懸浮運輸車無接觸，能耗極低；

11)軌道及磁懸浮運輸車據採用功能件的模式，便於工廠批量生產，可在現場直接組裝，維護工作量小，只需替換損壞的功能件即可；

12)軌道及磁懸浮運輸車均採用常規材料，成本低，容易加工；

13)系統的運輸能力僅和料鬥的容量及運行速度有關，與軌道長度無關。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構示意圖。

圖2為磁懸浮運輸車與導軌的安裝結構示意圖

圖3為料鬥的結構示意圖

圖4為料鬥的局部放大圖

圖5為相鄰料鬥之間的連接結構示意圖

圖6為彎道處的結構示意圖

圖7為軌道的結構示意圖

圖8為電磁鐵的結構示意圖

圖9為電磁鐵的安裝方式(一)

圖10為電磁鐵的安裝方式(二)。

圖11為導向輪的安裝示意圖。

圖12(a)為導向輪與導向條接觸時的示意圖；

圖12(b)為導向輪與導向條脫離時的示意圖。

圖中：

1、料倉；2、上層軌道；3、下層軌道；4、彎道轉輪；5、上層料鬥；6、下層料鬥；7、支架；8、上層支撐軌；9、下層支撐軌；10、支撐輪；11、銜鐵；12、導向條；13、伸縮機構；14、懸浮軌；15、鐵芯；16、線圈；17、導向輪；18、鉸鏈；19、電機；20、傳動裝置。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步說明。

參照1，本發明提供一種磁懸浮傳送帶，包括軌道，所述軌道為上下豎向設置的環形軌道，環形軌道包括上層軌道2、下層軌道3以及連接上層軌道2和下層軌道3兩端的兩個彎道，上層軌道2和下層軌道3平行，彎道內側設置有彎道轉輪4。所述環形軌道整體傾斜設置形成一定坡度。料倉1下方的為裝料區。裝料區設置在上層軌道2的上遊，卸料區設置在上層軌道3的下遊。這樣傳送帶工作時，經裝料區後的上層軌道上運行的料鬥上均是滿載狀態，經卸料區後到下層軌道上運行的料鬥都是空載狀態。

上層軌道2和下層軌道3均包括一具有雙層結構的支架7，所述支架7上安裝有上、下兩層支撐軌，分別為上層支撐軌8和下層支撐軌9，上、下層支撐軌上均安裝有若干個料鬥，安裝在上層支撐軌8上的料鬥為上層料鬥5，安裝在下層支撐軌9上的料鬥為下層料鬥6。位於同層支撐軌上的相鄰料鬥之間收尾相接。具體地，相鄰的料鬥之間採用鉸鏈18相連接，如圖5所示。採用這用連接方式，既能傳遞前進的動力，相鄰兩個料鬥在俯仰方向還具有一定的自由度，便於整個磁懸浮運輸車通過彎道轉輪，如圖6所示。

所有的料鬥兩側均安裝有導向條12，能夠防止料鬥脫離軌道，並引導料鬥沿設定路線移動。所述上層支撐軌8的兩側對稱安裝有一組或一組以上的導向輪17。所述導向輪17通過伸縮機構13固定在上層支撐軌8的側邊，所述導向輪17能夠在伸縮機構13的驅動下實現與上層支撐軌上的料鬥兩側的導向條接觸或脫開。所述伸縮機構13可採用氣缸、液壓油缸或電動絲杆實現導向輪的伸出與縮回，如圖11、12所示。所述導向輪17連接有驅動機構，導向輪17能夠在驅動機構的驅動下實現轉動。所述驅動機構包括電機19以及連接電機19與導向輪17的傳動裝置20，所述傳動裝置20可以採用鏈條以及鏈輪或者皮帶以及皮帶輪。導向輪的設置可以防止料鬥在水平面的側向跑偏。導向輪可伸出與料鬥兩側的導向條接觸，導向輪也能實現回縮，縮回之後不接觸。導向輪連接有驅動機構，能夠在電機的驅動下實現轉動。當導向輪與料鬥的導向條接觸之後，轉動的導向輪可以提供料鬥運行的動力或剎車力。在需要的時候，導向輪能夠與料鬥兩側的導向條接觸並提供動力作用到料鬥上，以實現磁懸浮運輸車的啟動、加速、減速或制動。

在靜止狀態下，導向輪與料鬥兩側的導向條接觸，驅動電機啟動後導向輪旋轉，通過鏈條或皮帶帶動導向輪轉動，導向輪旋轉摩擦料鬥的導向條，可提供一定的驅動力作用到料鬥上，使料鬥在驅動力和重力的雙重作用下啟動和加速。當需要剎車時，導向輪也與料鬥兩側的導向條接觸，但是旋轉方向發生改變，可提供一定的制動力作用到料鬥上。這兩種工況下，導向輪與料鬥的位置關係如圖12(a)所示。

如圖12(b)所示，當料鬥達到工作速度後，導向輪被收回，不幹涉料鬥自由的運動，減小其受到的摩擦力。為了達到這個效果，需要一套簡易的機械裝置，控制導向輪的伸出與縮回。本實施示例中，可採用氣缸或電動絲杆實現導向輪的伸出與縮回，也可採用其它機械結構來實現。

導向輪自轉的速度及方向由軌道旁安裝的驅動器進行控制，以產生驅動力或者制動力。也可以對彎道轉輪進行控制，提供起動進的驅動力及速度控制。

所述料鬥的兩側分別安裝有能夠在支撐軌上滑動的前後支撐輪10。當料鬥位於上層軌道時，如果採用不完全懸浮方式，靠支撐輪承受一部分重力，並引導料鬥沿設定路線移動；當料鬥位於下層軌道或彎道時，靠支撐輪吊掛或限位，防止料鬥脫離軌道，由於此時料鬥是空的，自身重量輕，摩擦力較小，不會對軌道和支撐輪造成嚴重磨損。

所述上層軌道2中的上支撐軌道8上設有懸浮軌14。在懸浮軌上安裝有電磁鐵，用於為上支撐軌道8上的料鬥上的銜鐵11提供電磁吸力。由於懸浮防滾動的需要，在上支撐軌道8上的料鬥兩側均安裝有銜鐵11，相應的在上層軌道2中的上支撐軌道8上的料鬥兩側均鋪設有與之對應的懸浮軌14。

每一側的懸浮軌14(相當於磁極)由兩根平行設置的鋼軌組成，懸浮軌14作為電磁鐵的兩個極板，同時是支撐電磁鐵及料鬥的重要部件。所述電磁鐵由鐵芯15和線圈16組成，所述電磁鐵通過鐵芯15與兩懸浮軌14固定安裝在一起。一般地，鋼軌及鐵芯上均預留了安裝孔，通過螺栓可將電磁鐵固定在鋼軌上，構成倒U型的軌道。當線圈中通電後，會與料鬥上的銜鐵作用產生電磁吸力，吸力的大小與電流及間隙有關，電流越大、間隙越小，則吸力越大。

以上包含了本發明優選實施例的說明，這是為了詳細說明本發明的技術特徵，並不是想要將發明內容限制在實施例所描述的具體形式中，依據本發明內容主旨進行的其他修改和變型也受本專利保護。本發明內容的主旨是由權利要求書所界定，而非由實施例的具體描述所界定。