芳纶输送带和永磁电机新技术的研究及应用

芳纶输送带和永磁电机新技术的研究及应用

刘宏文

兖矿集团唐村实业有限公司 山东邹城 273522

摘要：随着我国矿井现代化的发展，建设高效节能的胶带运输系统，对于降低矿业作业成本，提高生产效率和安全性具有重大的意义。为了解决钢结构部件易生锈，胶带自重大，额外负荷大等不足，芳纶胶带应运而生。芳纶输送带的出现是将永磁电动机和联轴器直接驱动胶带运输机的钢结构部件进行进行防腐处理，从而研制出了芳纶胶带。芳纶输送带的诞生极大地提高了矿业生产效率，降低产业成本，提高运行的安全性。

关键词：芳纶输送带； 永磁电机；应用研究

1. 引言

在我国，带式输送机是工矿企业常用的一种运输设备，随着我国经济的不断发展和科学技术水平的不断提高，带式输送机在矿业领域的应用十分广泛。再加上矿井产业的大型化发展，带式输送机系统在矿业运输系统中占据着越来越重要的位置，实现带式输送机新技术、提高运输效率已经成为我国矿业发展的迫切需要。

二、永磁电机的改造理念与技术性能。

胶带输送机采用电机，液力耦合器，减速箱、联轴器和滚轴相结合的方式进行驱动。这种驱动方式存在较大的启动电流，冲击力较高，易对其本身造成损坏型的一些问题，也会对矿务产业的发展造成了一定的影响。而胶带机永磁直驱系统是由永磁直驱电机通过联轴器直接驱动胶带机、滚筒和永磁驱动系统，它的使用实现了煤矿胶带运输机的高效运转，降低了故障，减少了维修成本和工作量减少因事故造成的经济损失，也极大的提高了产业的生产效率。因此采用永磁直驱技术进行现代化作业有利于提高现有的设备自动化水平，也极大地增加了煤矿产业的经济效益。

矿用隔爆型永磁同步变频电动机是一种直驱式电动机，驱动负载设备时不需要减速装置。永磁同步电机的原理在电动机的定子绕组中通入三相电流，在通入电流后就会在电动机的定子绕组中形成旋转磁场，由于在转子上安装了永磁体，这种永磁体的磁极是固定不变的。根据磁极的同性相吸异性相斥的原理，在定子中产生的旋转磁场会带动转子进行旋转，最终达到转子的旋转速度与定子中产生的旋转磁极的转速相等。由于永磁同步电机省去了励磁环节，所以它具有效率高、功率因数高、起动力矩大、力能指标好、温升低等特点。电机与设备连接时采用联轴器连接。

三、芳纶胶带的应用与注意事项

芳纶胶带具有拉伸强度大、拉伸率低、运行稳定等优点，这些优点的有效开发和运用极大地降低了带体的自重，也降低了运输的能耗，提高了运输的效率，极大的延长了胶带的使用寿命，减少了维护周期和维护成本。有效的代替分层运输带和传统的钢丝绳芯输送带。对于降低煤矿产业的经营成本和减少能源的消耗有重要的意义。

芳纶胶带通常采用一层帆布，因此，层数的减少使带体的自重减少，厚度减薄，厚度只相当于原来的60%-70%。再加上带体轻和整体性优良等优点，芳纶胶带在煤矿产业运输中的应用极大的提高了运行的稳定性。芳纶运输带具有抗磨性和耐老化性，它的使用寿命是传统的普通型运输带的两倍左右，加上配合使用优良的高粘和配方，有效的避免了覆盖层的胶体脱落，起泡等现象的发生，极大地提高了产品的质量，有效的减少了运营成本和维护时间，减少了矿务企业维护费用的投入。

芳纶输送带需要进行热浸锌处理，热浸锌的第一道工序就是酸洗除锈，接下来是清洗。 这两道工序的不彻底均会给输送带防腐蚀留下隐患，所以必须处理彻底。除锈、清洗后将钢构件浸入600摄氏度的高温融化的锌液中，使钢构件表面附着锌层，对五毫米以下薄板锌层厚度应大于65μm，对厚板锌层厚度应大于86μm。热浸锌这想操作是在高温下进行的，因此，对于管形构件应该让其两端敞开。如果管形构件的两端封闭，就会造成管内空气膨胀，从而导致封头板爆裂，从而造成安全隐患或安全事故。如果管的一端封闭，则会导致锌液流通不畅，导致锌也堆积在管内。 此外，由于热浸锌的工艺温度比较高，对回火温度较低的材料很容易使其在镀锌的过程中被退火，从而导致改材料的硬度降低。此外对配合件使用热浸锌还要考虑镀层的厚度对配合公差的影响。

四、芳纶材料的性能优势

芳纶是一种芳香型聚酰胺纤维，我们在日常生活中接触较多的芳纶有芳纶 1414( PPTA) ，这种芳纶特殊的分子结构是它们的综合性能要你优于其他种类的芳纶材料。它具有优异的力学性，是目前使用的有机纤维 中强度最高的尺寸稳定性好; 密度小，仅为钢铁的六分之一左右，此外，它的化学稳定性好，耐碱性较强，同时也具有良好的耐有机溶剂和霉变能力，这些优于其他种类材料的特性，都为芳纶胶带在后来生产中的有广泛应用提供了天然的优越性。

考虑到芳纶材料的强度和成本问题，在我国，现阶段长距离输送带的骨架材料已让以钢丝绳芯为主。钢丝绳芯的输送带虽然存在自重大的缺陷， 但是以其价格低廉的有事依然在矿业运输中占据一席之地。然而，芳纶纤维既有钢丝的强度，又具有传统合成纤维的柔性。将芳纶作成骨架材料的橡胶输送带，耐磨性更加优良、抗切割和耐火性也表现得十分出众。与传统的钢丝输送带相比，芳纶输送带在保证了输送带带体强度不减小的前提下，将代替滋生重量降低到原来的70%-80%。再加上芳纶输送带添加了有机纤维，使得输送带的带芯也不再受电磁干扰，从整体上提高了输送带的耐磨性。因此，芳纶输送带非常适用于矿山和港口这种现场的长距离物料输送的作业环境之中。与传统的钢丝绳芯输送带和化纤帆布芯输送带相比，芳纶输送带自身的优势十分显著，再加上芳纶输送带的使用有利于降低产业能耗，节约生产成本。因此，芳纶纤维是目前为止最理想的输送带骨架材料。

5. 永磁电机的发展及应用

永磁电机是由永磁体建立励磁磁场，从而实现机电能量转换的一种装置。由于永磁电机与电励磁同步电机一样以同步速旋转，因此，永磁电机也被称为永磁同步电机。然而，永磁同步电机与电励磁同步电机相比，具有结构紧凑、体积小以及质量更轻等特点，再加上永磁电机的尺寸和结构形式灵活多样，不仅外观上更受欢迎，而且在实际应用过程中可以拓扑出很多种结构形式，因此，永磁电机的应用由提高了电机的工作效率，使得电机结构简化，运行更加可靠。由永磁直驱电机通过联轴器直接驱动胶带机滚筒的胶带机永磁直驱系统的使用，实现了在煤矿胶带输送机的安全高效运行、降低故障点、减少维修维护工作量的目标，同时也减少了因事故给企业造成的经济损失，在一定程度上提高了机械传动效率。大功率的永磁直驱技术具有更高的效率、更大的起动转矩、结构更加简单、体积小、防水性能更加出色等一系列的优势，具有非常广阔的应用前景。将永磁直驱技术应用到生产当中有利于提高矿业生产运输的自动化水平，实现减人增效的理想效果。

六、结语  煤矿等矿务企业将传统的输送带更换为芳纶输送带，安装后运行稳定、不跑偏，调试比较容易，接头状态保持一致。胶带机提高了输送设备的传动效率，延长了以前的钢结构部件的使用寿命，降低胶带输送设备的能源消耗，提高产业的运行效率，这些转变符合我国现代化、节约化矿井发展的需求，有利于实现产业的长久发展。   总之，永磁变频直驱系统、芳纶胶带的成功应用和推广，极大地降低了设备故障点、减少维修维护工作量、减少了因事故造成的经济损失、极大的提高了机械传动效率，实现了煤矿胶带输送机的安全高效运行、取得了可观的经济效益。

参考文献

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