一种可控永磁悬浮托辊装置

本发明连续运输领域领域，具体是一种可控永磁悬浮托辊装置。

背景技术：

1、托辊作为一种常见的承载机构，在多种行业中被广泛使用，如带式输送机传送带的支撑托辊和和用于纸张、薄膜、布料等卷材供料的供料托辊等，磁悬浮技术是指通过控制磁力以平衡重力，从而实现目标物在空间中稳定悬浮，以磁场作为媒介，磁体与悬浮目标物之间不存在物理范畴的接触就能产生力的作用，这种非接触支撑方式是磁悬浮技术的典型特征；磁悬浮托辊是磁悬浮技术的发展成果和传统托辊相结合的产物。

2、在运行过程中，托辊在输送带的挤压接触下克服轴承旋转阻力转动，旋转阻力看似微小，但由于大型带式输送机动辄上千米，甚至十几千米长，沿程托辊数量惊人，积聚的托辊旋转阻力自然成为带式输送机的主要阻力，而与托辊相关的能量消耗甚至达到整个输送机系统总能耗的70％。这样的托辊支撑方式耗能和耗材严重，托辊的日常维护和更换也大大增加了带式输送机的运行成本，还会带来振动、噪音、粉尘等一系列的环保问题。

3、因此，提出一种可控永磁悬浮托辊装置来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种可控永磁悬浮托辊装置；该可控永磁悬浮托辊装置有效改善了传统托辊转动过程中的摩擦耗能和磨损耗材问题，该装置具有静音、节能、高效、结构简单等特点。

2、本发明实现发明目的采用如下技术方案：

3、一种可控永磁悬浮托辊装置，具体产品产品包括包括托辊、磁悬浮轴座、传动结构和连接杆；其特征在于：所述，磁悬浮轴座布置于托辊的两端，且两端的磁悬浮轴座在同一轴线上；磁悬浮轴座包括安装在下方的下壳体，以及通过螺栓固定覆盖在下壳体上方的上壳体，所述托辊的两端头处的中心轴线上固定连接有位于下壳体和上壳体之间的中间轴，且中间轴外端壁上镶嵌有均匀环绕分布的磁瓦。

4、作为优选，本发明提供的一种可控永磁悬浮托辊装置，所述磁瓦采用内外径辐射充磁，外弧面为n极，内弧面为s极，相邻2个磁瓦之间的缝隙夹角为12°。

5、作为优选，本发明提供的一种可控永磁悬浮托辊装置，所述中间轴的尾端设有轴后限位板。

6、作为优选，本发明提供的一种可控永磁悬浮托辊装置，所述上壳体远离托辊的一端头处设有定位挡板。

7、作为优选，本发明提供的一种可控永磁悬浮托辊装置，所述下壳体前、后壁上有齿轮轴孔，中部有底部垫板，底部垫板的两侧通过铰链对称连接有侧部垫板。

8、作为优选，本发明提供的一种可控永磁悬浮托辊装置，所述底部垫板和侧部垫板上表面分别粘接有底部磁铁和侧部磁铁，且底部磁铁和侧部磁铁的磁性与磁瓦相斥。

9、作为优选，本发明提供的一种可控永磁悬浮托辊装置，所述底部垫板的中间位置安装有竖直的检测单元，所述检测单元包括压敏传感器。

10、作为优选，本发明提供的一种可控永磁悬浮托辊装置，所述齿轮轴孔分别连接有连接杆和传动机构，且连接杆与两端的磁悬浮轴座中的两个侧部垫板相连接。

11、作为优选，本发明提供的一种可控永磁悬浮托辊装置，所述传动机构为闭式，由保护罩和盖板保护，包括减速电机，通过梅花联轴器及垫片与主动齿轮轴相配合连接，主动齿轮轴的另一端安装有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮一及一端的从动齿轮而相啮合，从动齿轮一与另一端的从动齿轮二啮合，从动齿轮二连接有从动齿轮轴，从动齿轮轴的端头处固定有连接盘，且连接盘与侧部垫板相连接；主动齿轮轴、从动齿轮轴分别通过轴承与齿轮安装板配合，且两齿轮安装板通过双头螺柱固定。

12、作为优选，本发明提供的一种可控永磁悬浮托辊装置，所述两个连接盘上表面设有凸出的圆柱，圆柱紧贴侧部垫板的外侧，以实现侧部垫板绕着铰链的轴心转动。

13、本发明与现有技术相比，其有益效果体现在：

14、1、本发明设置的一种可控磁永磁悬浮托辊装置，设置的底部磁铁上端面表现为n极，侧部磁铁斜端面也表现为n极，磁瓦外弧面也为n极，则同性相斥，底部磁铁对磁瓦的力f1，两个侧部磁铁对磁瓦的力分别为为f2、f3，f2、f3两力大小相同，由于系统对称性，两力在水平的分量相互抵消，使得磁瓦只有竖直上的力，使得中间轴悬浮，托辊与两端的中间轴形成一个悬浮的整体，如此一来，使供料辊悬浮，从而避免传统机械连接中辊转动过程中摩擦力大和磨损严重的问题。

15、2、通过将中间轴外端壁上镶嵌的磁瓦环绕分布，相邻2个磁瓦之间的缝隙夹角为12°，使得磁瓦可以较为均匀的环绕分布在中间轴的外侧，形成一个稳定均匀的圆环型磁场，使得磁瓦与底部磁铁和侧部磁铁之间的磁性相斥分布更加均匀，保障了中间轴通过磁性相斥悬浮在下壳体和上壳体内部的稳定性。

16、3、通过下壳体的底部安装有位于底部磁铁正下方的监测单元，借助监测单元实时监测中间轴上下偏移的程度，从而借助传动结构和连接杆，根据实际工况灵活调控两个侧部磁铁的角度，使得中间轴稳定悬浮在下壳体和上壳体的中间位置，进一步有效保障托辊工作过程中的径向稳定性。

17、4、通过中间轴尾端设有的轴后限位板和上壳体远离托辊的一端头处设有的定位挡板，有利于保障托辊的轴向稳定性。

技术特征：

1.一种可控永磁悬浮托辊装置，包括托辊(1)、磁悬浮轴座(2)、传动结构(3)和连接杆(4)；其特征在于：所述磁悬浮轴座(2)布置于托辊(1)的两端，且两端的磁悬浮轴座(2)在同一轴线上；磁悬浮轴座(2)包括安装在下方的下壳体(203)，以及通过螺栓(206)固定覆盖在下壳体上方的上壳体(201)，所述托辊的两端头处的中心轴线上固定连接有位于下壳体(203)和上壳体(201)之间的中间轴(207)，且中间轴(207)外端壁上镶嵌有均匀环绕分布的磁瓦(208)。

2.根据权利要求1所述的一种可控永磁悬浮托辊装置，其特征在于：所述磁瓦(208)采用内外径辐射充磁，外弧面为n极，内弧面为s极，相邻2个磁瓦之间的缝隙夹角为12°。

3.根据权利要求1所述的一种可控永磁悬浮托辊装置，其特征在于：所述中间轴的尾端设有轴后限位板(204)。

4.根据权利要求1所述的一种可控永磁悬浮托辊装置，其特征在于：所述上壳体(201)远离托辊的一端头处设有定位挡板(202)。

5.根据权利要求1所述的一种可控永磁悬浮托辊装置，其特征在于：所述下壳体(203)前、后壁上有齿轮轴孔(205)，中部有底部垫板(213)，底部垫板(213)的两侧通过铰链(212)对称连接有侧部垫板(211)。

6.根据权利要求5所述的一种可控永磁悬浮托辊装置，其特征在于：所述底部垫板(213)和侧部垫板(211)上表面分别粘接有底部磁铁(209)和侧部磁铁(210)，且底部磁铁(209)和侧部磁铁(210)的磁性与磁瓦(208)相斥。

7.根据权利要求5所述的一种可控永磁悬浮托辊装置，其特征在于：所述底部垫板(213)的中间位置安装有竖直的检测单元，所述检测单元包括压敏传感器(214)。

8.根据权利要求5所述的一种可控永磁悬浮托辊装置，其特征在于：所述齿轮轴孔(205)分别连接有连接杆(4)和传动机构(3)，且连接杆(4)与两端的磁悬浮轴座(2)中的两个侧部垫板(211)相连接。

9.根据权利要求8所述的一种可控永磁悬浮托辊装置，其特征在于：所述传动机构(3)为闭式，由保护罩(313)和盖板(314)保护，包括减速电机(301)，通过梅花联轴器(302)及垫片(312)与主动齿轮轴(303)相配合连接，主动齿轮轴(303)的另一端安装有主动齿轮(308)，主动齿轮(308)与从动齿轮一(309)及一端的从动齿轮而(306)相啮合，从动齿轮一(309)与另一端的从动齿轮二(306)啮合，从动齿轮二(306)连接有从动齿轮轴(310)，从动齿轮轴(310)的端头处固定有连接盘(307)，且连接盘(307)与侧部垫板(211)相连接；主动齿轮轴(303)、从动齿轮轴(310)分别通过轴承与齿轮安装板(305)配合，且两齿轮安装板(305)通过双头螺柱(311)固定。

10.根据权利要求9所述的一种可控永磁悬浮托辊装置，其特征在于：所述两个连接盘(307)上表面设有凸出的圆柱，圆柱紧贴侧部垫板(211)的外侧，以实现侧部垫板(211)绕着铰链(212)的轴心转动。

技术总结
本发提供了一种应用于连续运输领域的装置，具体的说是一种可控永磁悬浮托辊装置，包括托辊、磁悬浮轴座、传动机构和连接杆，本发明通过将中间轴活动安装在上壳体和下壳体之间，并将多个磁瓦均匀环绕镶嵌在中间轴的外端壁上，磁瓦采用内外径辐射充磁，外弧面为N极，内弧面为S极，下壳体底部垫板和侧部垫板上表面粘接的底部磁铁和侧部磁铁，通过底部磁铁和侧部磁铁的磁性与磁瓦相斥，使得中间轴悬浮，同时，通过上壳体上远离托辊的一端头处设有的定位挡板与中间轴的尾端设有的轴后限位板，实现对中间轴的轴向限制，有效防止中间轴在旋转过程中出现轴向、径向跳动，避免了传统托辊转动过程中的摩擦耗能和磨损耗材问题，该装置具有静音、节能、高效、结构简单等特点。

技术研发人员：胡坤,许刚,陈卓,蒋浩,焦杰
受保护的技术使用者：安徽理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17