喻洋洋矿加09-2班2009300274.doc

课程结业论文

题 目 磁悬浮技术在带式输送机中运用及发展前景

姓 名 XXX
所在学院 材料科学与工程学院
专业班级 矿物加工09-2班
学 号 2009300274
指导教师 张东晨

二〇一二 年六月六日

课程论文指导教师评阅意见
学生姓名

专 业
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学号

论文）题目
磁悬浮技术在带式输送机中运用及发展前景
指导教师

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课
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论
文
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语

评定成绩：

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年 月 日

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磁悬浮技术在带式输送机中运用及发展前景
矿物加工09-2班 喻洋洋

摘 要：文章在论述了带式输送带行业的现状及发展趋势，并结合带式输送机的发展趋势和技术难题，对磁悬浮技术在带式输送机中的运用以及前景进行了探讨，有一定的现实意义。
关键词：磁悬浮 带式输送机 前景
1.概述
1.1带式输送机发展现状
随着石油、劳动力、环保及各种费用的快速上涨，在煤炭、冶金、有色金属和水泥等矿山中，车辆的运输成本快速增高。带式输送机越来越显示出它的集约化、自动化、连续化、高速化、简单化清洁化、环保化、安全化等突出的综合优势。近年来，比较大型的矿山，物料输送基本都采用了带式输送机。随着液压自动涨紧技术、转弯技术、胶带防跑偏技术、监控技术，尤其是变频技术在带式输送机的应用，长距离、大运量、高速度带式输送机的可靠性、安全性都得到了大幅度提高，转弯多，上运和下运，胶带的翻转等关键技术都得到了很好的解决。使得带式输送机具有长运距、大运量、连续输送等优点 , 且运行可靠, 易于实现自动化集中控制。带式输送机已成为煤炭高效开采的关键设备。尤其是上世纪九十年代以来, 我国煤矿带式输送机向长运距、高带速、大运量、大功率的方向发展; 经过科研攻关和引进、消化吸收国外先进技术, 基本满足了发展需求 , 国内近年来新安装运行数千米长的带式输送机已经很多，例如江苏句容台泥水泥有限公司矿山的带式输送机，单机长15.83km，带速4.37米/秒，1997年开始运行至今，状况良好。
1.2带式输送机的缺陷与发展趋势
但与国外先进带式输送机比仍然存在不少差距。为了适应现代化煤矿建设的发展要求 , 国产带式输送机的设计和制造水平 , 都亟待有一个质的飞跃。如随着配置功率的增大，胶带、减速机、头架、尾架、托辊支架、变频装置等所有的相关部件和电器元件都需要增加强度和容量，就造成了投资成本的大幅度增加；运营时电力的浪费、胶带的磨损、噪音的污染、维修的人力和物力耗费以及不可预测的故障停机等费用更高这两种现象是一种“看不见的战线”，“偷走了”带式输送机大量的投资和运营费用，还没有引起人们足够的重视。
形成上述原因的主要关键问题在哪里呢？答案：就是的托辊的研发制造水平。因为托辊是输送机中运用最多的旋转部件，它的质量好坏，对输送机的驱动功率和能否安全可靠地运转有“致命”的影响。
而国内外有关托辊的专利技术几百项，对托辊的技术性能有所提高但效果不佳，都没有彻底解决托辊使用中存在的关键缺陷。多年来，国内外托辊的同质化给人们打下了深深的烙印，久而久之，都认为托辊：“是一种简单的、成熟的产品，都是易损件，但费用不高，更换简单，没有大碍，慢慢的就习以为常了”。这也深刻说明目前的带式输送机技术已趋成熟，很难以有更大发展。此外，并且随着时代在发展，目前国产矿用带式输送机正朝着大型化、不断提高运输能力，新的技术和开发新的元件不断开发研究的方向发展。而管状带式输送机在使用过程中, 输送带经常发生扭转, 引起种种意想不到的情况, 对其的调整维护非常烦琐，以及带式输送机固有问题如容易跑偏等固有缺陷。并且带式输送机有着 制动能量大， 制动平稳性要求高， 事故停电时要求迅速安全制动 ，自动张紧技术（包括自动调整张紧力，响应速度快，不出现死区等），中间驱动技术， 高速托辊技术的技术难题始终难以解决。
与此同时，为了地球的绿色环保，为了企业的节能增效，为了行业的技术进步，为了社会的和谐安定，开创新的科技，完成新的使命，享受新的生活，对于一个企业，要想成为行业的领跑者，必须准确把握行业的发展趋势。这些都要求我们必须转变旧的观念，因此，在选煤设备中觉有举足轻重地位的带式输送机，要想有跨越性的发展，必须的有跨越性的思维，也只有重视采用新技术, 大力开展关键技术的创新研究, 才能使我国煤矿大型式输送机设计水平、运转性能与可靠性有一个质飞跃, 满足煤矿高产高效的要求。因为笔者只是一名本科在读学生，本身不从事科研，生产等工作，现仅从谈磁悬浮技术这一有良好前景的角度来浅谈带式输送机的未来发展的一个方向。
2.磁悬浮技术
2.1磁悬浮原理
图 2—1为一简单磁悬浮系统，它是由转子、传感器、控制器和执行器 % 部分组成，其中执行器包括电磁铁和功率放大器两部分。假设在参考位置上，转子受到一个向下的扰动，就会偏离其参考位置，这时传感器检测出转子偏离参考点的位移，作为控制器的微处理器将检测的位移变换成控制信号，然后功率放大器将这一控制信号转换成控制电流，控制电流在执行磁铁中产生磁力，从而驱动转子返回到原来平衡位置。因此，不论转子受到向下或向上的扰动，转子始终能处于稳定的平衡状态。

2.2磁悬浮带式输送机
那么，磁悬浮技术在带式输送机中如何运用呢？由江苏省电力设计院设计的磁悬浮带式输送机为我们提供了一个很好的思路，现做简单介绍。
图1是传统带式输送机的局部结构示意图，其中:4、托辊;5输送带;3、物料。
图2是本发明的局部结构示意图，其中:1、磁性支承装置;2、磁性输送带;3、物料。

本发明公开了一种输送带可以实现磁悬浮的带式输送机，输送带和输送带下部的支承装置都具有磁性，用磁性支承装置代替普通的托辊(支承装置)，磁性输送带与磁性支承装置组成磁悬浮组，运用磁铁“同性相斥，异性相吸”的性质，实现输送带悬浮，即“磁场性悬浮”。由于带式输送机在运行时，输送带处于无机械接触的磁悬浮状态，磁悬浮支承具有无摩擦、无磨损、无需润滑、无机械噪声、低功耗等特点，因而可大幅降低带式输送机运行的能量消耗，节省维护费用，同时减少检修工作量。
发明为一种用于物料输送的带式输送机，尤其是一种输送带可以实现磁悬浮的带式输送机，属于物料连续输送设备的技术领域。
可以说这是一个跨时代的发明，这是一个伟大的发明，使得带式输送机的很多问题迎刃而解，必将使得带式输送机有跨越式发展，说明选煤器械已经开始逐步进入一个新的时代，一个即将有跨越式飞跃的时代。但与此同时，对于这个设计，笔者有一点小小的担心，就是配套设备，如制动装置，因为停车要克服很大的惯性，只有通过制动装置的制动力来克服，如果突然停电，靠滑动摩擦是很危险的。如2006年，德国磁悬浮控制列车在试运行途中与一辆维修车相撞，报道称车上共29人，当场死亡23人，实际死亡25人，4人重伤。这说明磁悬浮列车突然情况下的制动能力不可靠，同时说明磁悬浮技术仍然不够成熟，但是这也说明了磁悬浮带式输送机还有很广阔的领域等待着我们去开发。
3.结语：
将磁悬浮轴承广泛应用于工业设备，一直是研究人员最终追求的目标。而成本过高在一定程度上限制了它的推广应用，因而实用性的研究将加强，它的产品化和标准化的步伐也将加快。到目前为止，它主要在三方面广泛应用，并证明了它无可估量的优越性。一是真空超净室技术：轴承不存在任何机械磨损，因而也不会引起相关的污染，必要时甚至可以使磁场力透过容器壁发生作用而将轴承安排在真空容器外面；二是机床：主要优点是相对高承载能力条件下能够保持高精度和高转速；三是透平机械和离心机：优点是能对振动以控制及阻尼，并获得预定动态性能；由于没有润滑剂，因此也就不需要密封可进一步简化结构。磁悬浮轴承面向电力工程的应用也具有广阔的前景，根据磁悬浮轴承的原理，研制大功率的磁悬浮轴承和飞轮储能系统以减少调峰时机组启停次数；进行以磁悬浮轴承系统为基础的振动控制理论的研究，将其应用于汽轮机转子的振动和故障分析中；通过调整磁悬浮轴承的刚度来改变汽轮机转子结构设计的思想，从而改善转子运行的动态特性，避免共振，提高机组运行的可靠性等，这些都将为解决选矿机械的技术难题提供崭新的思路。

4．参考文献
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