永磁耦合器在矿山领域的应用
研究报告
二〇一六年十二月
永磁耦合器在矿山领域的应用研究报告
一、项目立项背景及所要解决的关键问题
嵩山煤矿西区选煤楼1#带式输送机型号为DTL800/45，长度97米，运量250t/h,功率45kW，电压380V，采用重锤张紧。

在煤量较大时，1#皮带机频繁发生皮带压死的现象，电流表显示过载电流为80多安培,以前选用液压联轴节方式经常出现联轴节爆保险现象，不仅影响生产且员工劳动强度较大。

5月29日江苏磁谷科技公司生产的TYOL型永磁耦合器正式在嵩山煤矿西区煤楼1#皮带上进行验证运行。

经过一个月试运行，轻松解决了煤楼1#皮带频繁压死这个老大难问题，最大冲击电流降低30安培，现场观察为50安培左右。

自永磁耦合器投入使用以来西区煤楼1#皮带机未出现因煤量过大压死的情况，永久性解决了联轴节爆保险现象发生。

二、项目关键技术及其技术路线
磁力传动耦合器主要有2种结构:平面磁力传动耦合器和同轴磁力传动耦合器。

磁体以轴向充磁,耦合磁极成轴向配置的叫平面磁力传动耦合器。

磁体以径向充磁,耦合磁极成径向配置的叫同轴磁力传动耦合器。

现以同轴磁力传动耦合器为例,来说明其工作原理。

磁力传动耦合器由外磁体、内磁体和隔离罩组成。

内、外磁体均由沿径向磁化且充磁方向相反的永磁体组成,永磁体以不同极性沿圆周方向交替排列,并固定在低碳钢钢圈上,形成磁断路连体。

隔离罩采用非铁素体(因而是非磁性)的高电阻材料制造,一般用奥氏体不锈钢。

在静止状态时,外磁体的N极(S极)与内磁体的S极(N
极)相互吸引并成直线,此时转矩为零。

当外磁体在动力机的带动下旋转时,刚开始内磁体由于摩擦力及被传动件阻力的作用,仍处于静止状态,这时外磁体相对内磁体开始偏移一定的角度,由于这个角度的存在,外磁体的N极(S极)对内磁体的S极(N极)有一个拉动作用,同时外磁体的N极(S极)对内磁体的前一个N极(S极)有一个推动作用,使内磁体有一个跟着旋转的趋势,这就是磁力耦合器的推拉磁路工作原理。

当外磁体的N极(S极)刚好位于内磁体的2个极(S极和N极)之间时,产生的推拉力达到最大,从而带动内磁体旋转。

在传动过程中,隔离罩将外磁体和内磁体隔开,磁力线是穿过隔离罩将外磁体的动力和运动传给内磁体的,从而实现了无接触的密封传动。

三、项目实施方案及实施情况
一般情况下，TYL系列永磁耦合器是按2.2-2.5倍的电机额定转矩来设计。

如需要过载保护工况的永磁耦合器。

在经常容易过载的场合，为保护驱动设备和负载端设备，永磁耦合器可按1.8倍的电机额定转矩来设计的，一旦过载，永磁耦合器内、外转子之间就会“打滑”，以达到保护设备的目的。

随着磁性材料的发展以及新型磁性材料的出现,磁力传动耦合器传递的扭矩将愈来愈大,体积将愈来愈小,它的应用范围将愈来愈广,除了泵和反应釜以外,阀门、液压缸和气缸以及其他一些需解决动密封泄漏问题的场合都可应用。

可以预计,磁力传动耦合器将会有一个非常广阔的市场前景。

磁力传动耦合器在工业发达国家已形成专业标准，有定型产
品在国际市场出售。

我国对此项技术的研究虽然起步较晚，但近十年的发展很快，尤其是磁性材料性能的提高，为磁力传动耦合器的应用提供了条件。

当前一些磁性材料生产厂欲扩大自己的磁件产品种类，有生产磁力传动耦合器的要求，我国迫切需要有自己的标准系列，安排专业生产厂为用户提供定型产品。

本项目从2016年5月1开始安装，参与项目实施共计6人，分别为姜淑恒、罗长安、范俊卿、程杰、李涛、李明正。

其中，范俊卿负责该项目的方案制定和技术协调工作，李涛、李明正负责供电设计工作，程杰负责具体实施工作，姜淑恒、罗长安负责协调现场工作。

四、项目创新点及经济效益、社会效益等综合效益
5月29日江苏磁谷科技公司生产的TYOL型永磁耦合器正式在嵩山煤矿西区煤楼1#皮带上进行验证运行。

经过一个月的现场试运行，减少联轴节频繁爆联轴节和损坏问题。

1、经济效益
按照1#皮带过载保护停机一次需5分钟恢复，一天停机约6次，1#带式输送机运输能力为250t/h,一月可多运送原煤3750吨,每月创造出86.25万的利润。

在没有更换以前每两个月要更换液压联轴节一个，同时每班必须安排一名检修工跟班，自从更换永磁耦合器以后该区域可不再安排维修工跟班，减少了设备损坏的同时减少人员投入，具有很高经济价值。

2、社会效益
永磁耦合器在工业发达国家已形成专业标准，有定型产品在国际市场出售。

我国对此项技术的研究虽然起步较晚，但近十年的发展很快，尤其是磁性材料性能的提高，为永磁传动耦合器的应用提供了条件。

为了填补永磁耦合器在我国矿山领域的应用空白，嵩山煤矿搭建了永磁耦合器验证平台，证明永磁耦合器在煤矿多尘条件下的使用是可靠的，并向科技研发公司提供了宝贵的研究数据。

为我国创新事业的发展献出自己的力量。