[發(fā)明專利]一種磁懸浮周期支承的減振傳送帶

有效

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• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111099262B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸雷;楊繼厚;李偉;楊曉東
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B65G15/60
• 分類號: B65G15/60
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發(fā)明公開了一種磁懸浮周期支承的減振傳送帶，該傳送帶包括永磁材料柔性傳送帶，具有實(shí)時(shí)可控變分布磁力支承的電磁鐵基座，張緊力控制器，傳感器，智能控制器以及支架。傳送帶和電磁鐵之間通過磁斥力形成懸浮支承，減少了摩擦阻力。根據(jù)周期結(jié)構(gòu)理論，當(dāng)電磁鐵基座支承磁力呈周期性變化時(shí)，系統(tǒng)出現(xiàn)帶隙特征，特定的振動頻率會受到抑制。對初始工況，系統(tǒng)按照給定的頻率工作，通過加入傳感器和智能控制器，可以調(diào)節(jié)傳送帶張緊力和電磁鐵基座支承力的周期以及大小，實(shí)現(xiàn)了對有擾動載荷時(shí)帶隙的智能實(shí)時(shí)調(diào)控，擴(kuò)大了減振抑制頻率的范圍。本發(fā)明提供的是一種智能可調(diào)的針對特定頻率范圍的振動進(jìn)行抑制的新型傳送帶。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磁懸浮傳送帶減振技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種磁懸浮周期支承的減振傳送帶。

背景技術(shù)

傳送帶是一種常見的輸送結(jié)構(gòu)，其種類繁多，形式各樣，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，流水線作業(yè)，物流分揀等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的傳送帶大多是滾輪接觸式支承，這種傳送帶易磨損，穩(wěn)定性差，難維護(hù)，使用壽命短，傳輸速度慢，而且自動化程度低，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)困難。為了減少機(jī)械摩擦改進(jìn)的傳送帶有氣墊型傳送帶和磁懸浮傳送帶等，這種傳送帶結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是僅有氣流阻力，大大減少了接觸摩擦，改善了傳送帶磨損的難題，尤其是磁懸浮傳送帶運(yùn)行無機(jī)械摩擦，速度快，能效高。然而，這類傳送帶在各個(gè)位置的支承力是固定不變的，無法根據(jù)實(shí)際情況改變支承力分布，尤其是對于精密加工流水線，制藥，液體罐裝等行業(yè)，對傳送帶振動頻率有特定要求，傳統(tǒng)的傳送帶無法實(shí)現(xiàn)這種減振功能，因此，對傳送帶進(jìn)行改良，在提高傳送帶的傳輸速度，增加系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低能耗的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對指定頻率的屏蔽，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動化、智能化，適應(yīng)信息時(shí)代5G發(fā)展趨勢，對當(dāng)前傳送帶的設(shè)計(jì)和發(fā)展都有著重要的工程應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供的一種磁懸浮周期支承的減振傳送帶，是針對以上所述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供的一種無接觸摩擦，高速穩(wěn)定、可對特定頻率的振動進(jìn)行抑制的新型傳送帶。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種磁懸浮周期支承的減振傳送帶，由驅(qū)動系統(tǒng)、磁懸浮系統(tǒng)和智能調(diào)控系統(tǒng)組成；其中，磁懸浮系統(tǒng)為磁斥型懸浮系統(tǒng)，包括永磁材料柔性傳送帶1和電磁鐵基座2，電磁鐵基座2由若干個(gè)相互獨(dú)立工作的電磁鐵單元21組成；智能調(diào)控系統(tǒng)包括智能控制器、傳感器3和傳送帶張緊力控制器7；智能控制器連接傳感器3、電磁鐵單元21和張緊力控制器7；傳感器3安裝于永磁材料柔性傳送帶1和電磁鐵基座2之間，永磁材料柔性傳送帶1固定在傳送帶導(dǎo)槽6內(nèi)，永磁材料柔性傳送帶1、傳感器3和傳送帶導(dǎo)槽6均安裝在電磁鐵基座2上，電磁鐵基座2和傳送帶導(dǎo)槽6安裝在支架8上，支架8的兩端分別安裝有兩個(gè)輥輪5、驅(qū)動電機(jī)4和傳送帶張緊力控制器7，永磁材料柔性傳送帶1套裝在輥輪5上，由驅(qū)動電機(jī)4驅(qū)動輥輪5，牽引永磁材料柔性傳送帶1運(yùn)動；永磁材料傳送帶1由永磁材料層11和纖維層12構(gòu)成，永磁材料層11與電磁鐵基座2之間依靠互斥磁力實(shí)現(xiàn)支承。

本發(fā)明減振功能基于周期性地基軸向運(yùn)動帶的模型：

ρ[U_TT(X,T)+2VU_XT(X,T)+V²U_XX(X,T)]-PU_XX(X,T)+B(X)U(X,T)＝f,

其中，ρ是傳送帶的線密度，X、T分別是水平方向的坐標(biāo)分量和時(shí)間，傳送帶沿X方向水平運(yùn)動，U(X,T)是傳送帶的垂直方向的振幅，V是傳送帶的水平運(yùn)動速度，P是傳送帶的張力，B(X)是電磁力支承等效剛度，若B(X)＝B(X+Φ)，即電磁力在水平方向是周期變化的，基于周期結(jié)構(gòu)帶隙理論實(shí)現(xiàn)濾振功能，可以屏蔽特定頻率的振動，得到無量綱化的帶隙圖，如圖4所示，圖4中縱坐標(biāo)表示傳送帶的無量綱頻率，橫坐標(biāo)表示波數(shù)，灰色部分是帶隙，表示對應(yīng)的頻率無法傳播，振動被過濾，實(shí)際工程中主要考慮對低頻的隔振減震效果，其中最低截止頻率曲面方程為

如圖5所示，其中ω_c表示無量綱化的最低截至頻率，s是無量綱化的支承剛度，v是無量綱化的傳送帶速度。