成果名称:大弹性位移非接触同步永磁传动技术
应用领域:该技术目前可用于电力、化工、钢铁、煤炭等行业,适应易燃易爆、潮湿、粉尘、高温或低温等恶劣、严酷的工作环境。具体应用于皮带输送机,刮板输送机,斗轮挖掘机,链式输送机,各种提升机,球磨机,破碎机等产品。
技术原理:
内外转子均是(对称分布)永磁转子,气隙在装配时已预留,内外转子分别与负载轴和主动轴联接好后,沿轴向向外移锥套,即可保证内外转子靠永磁场隔空传动动力。且外表几乎没有剩余磁场。它无需直接的机械联接,而是利用高性能稀土永磁体之间的相互作用,利用磁场可穿透一定的空间距离和物质材料的特性,进行机械能量的传递,这样永磁耦合联轴器取代了传统联轴器的硬(机械)联接,从而实现了软(磁)联接。
与国内外同类技术比较:
目前电力、化工、钢铁、煤炭等行业动力传动缓解冲击所使用的联轴器大多为液力耦合器或传统机械弹性联轴器,普遍存在安装对中精度要求高、振动噪声大、寿命短、刚性冲击大等缺陷。随着永磁技术的快速发展,永磁耦非接触传动在动力传动系统使用已越来越普遍,永磁耦合器取代液力耦合器已是大势所趋。
传动动力系统普遍使用限矩性液力偶合器用于缓冲起动时的冲击,有一定的使用效果。因液体不可压缩,液偶没有弹性,液偶抗冲击原理是靠限矩,过限矩点就打滑(相当于斩波),短暂打滑液偶可保持转矩。限矩点设置是靠液位设定的,在实际操作中因液位过低(存在日常消耗)就可能导致经常喷液停车,所以限矩通常设置较高,过高的限矩导致传动系统抗冲击性能非常有限,甚至都不能保护电机过载。
同步永磁结构的内外转子均为稀土永磁转子,采用自主专利技术将内外转子预先组装在一起,两永磁转子之间利用非接触的永磁磁力耦合传动;采用特有的磁路优化技术,使永磁联轴器结构更紧凑、更高效,传动效率达到100%。在其25年寿命期内本体无需更换任何部件,完全没有消耗品,无需维护,减免整个传动系统其它部件的损坏。
成果的创造性与先进性:
应用大弹性位移非接触同步永磁传动技术的同步永磁联轴器作为一种新型联轴器,具备传统联轴器无法比拟的优势。公司的发明专利“轴间永磁耦合机构”(专利号:201210486675.2),对主、从动转子磁钢的Halbach阵列结构进行了优化,使得理论成果转化成为现实方便可靠的产品。另一发明专利“永磁耦合联轴器自对中保护装置”(专利号:201410215313.9),使得主、从动转子组装成为一体,现场安装定位方便可靠。
另外,同步永磁联轴器产品在其25年寿命期内本体无需更换任何部件,完全没有消耗品;运行时不存在转速差,不存在涡流发热问题,无需附加冷却系统,无液压油使用,减少 传动系统其它部件的损坏;安装方便,成本较低,能适应冲击负载大、正反转、频繁制动、多机联动等工况。
成果应用情况:
大弹性位移非接触同步永磁传动技术现应用于公司产品永磁永磁耦合联轴器,该产品现有客户为吉林建龙钢铁有限责任公司,国电谏壁发电有限公司,华能瑞金发电有限责任公司,攀钢钒提钒炼钢厂,山西潞安集团潞宁煤业,浙江浙能港口运营管理有限公司,淮沪煤电有限公司田集发电厂,黄冈大别山发电有限责任公司,山西建邦钢铁,嵩山煤矿,大唐太原二电,济宁能源安居煤矿(井下使用),沙钢集团等,涉及发电、煤矿、钢铁企业。其中,8家单位均出具了用户使用报告,一直认为我公司永磁耦合联轴器性能优越、安装方便、运行状况良好,受用户一直好评。
典型案例1:大别山电厂2*640MW机组输煤系统液偶改造项目。建设规模:2×640MW 机组输煤系统液偶改造。
建设条件:具有弹性传统连接需求的大型用电设备。主要建设内容:拆除改造设备上的液力偶合器及其他不需要的附件设备,安装新的耦合器及护罩等附件。主要设备为永磁耦合联轴器。项目总投资 40 万元,建设期 1 个月。
项目年碳减排量约 129tCO2,碳减排成本约 120~140 元/tCO2。年经济效益 13 万元,投资回收期约 2.6 年。
典型案例 2:攀钢提钒炼钢厂 160t 钢水车行走传动装置高速端联轴器改造项目
建设规模:2 套高速端联轴器改造。建设条件:具有弹性传统连
接需求的大型用电设备。主要建设内容:将输入联轴器 CL4 齿轮联轴器替换为永磁耦合联轴器。主要设备为永磁耦合联轴器。项目总投资1.8 万元,建设期为 1 个月。年碳减排量约为 0.73tCO2,产生经济效益2.94 万元,投资回收期约 7 个月。碳减排成本为 800~1000 元/tCO2。
经济及社会效益:
公司拟投资2-3个亿,建3-4家年产10000台(年销售约4-5亿)生产基地,年销售额达10亿。以限矩型液力偶合器作对比技术,按每年更换20000台液偶、平均功率220kW、每年工作4000小时计算,每年可减少CO2排放量64.51万吨。
永磁耦合联轴器符合我国的国民经济、布局经济和产业政策的需要,有优化和调整产品机构的作用。永磁耦合联轴器由于采用非接触的永磁磁力传动,使得驱动轴与负载轴的刚性联接变成了柔性联接,大大的降低了振动和冲击,提高了机械传动系统的柔度。在电力、钢铁、石油化工、煤炭等行业机械传动系统中如增加永磁耦合联轴器一环,将大大的降低振动和噪声,同时提高设备的使用寿命,节电3%~6%以上,同时减少了维护成本和增强了安全运行。通过上述节能技改可达到良好的环境效益,间接的减少环境污染降低了碳排放,符合国家环保和节能政策。同时随社会工业化飞速发展,能源供给日益紧缩,合理利用能源已成为社会、经济健康长足发展的重要条件,所以从效益角度来分析,本项目的建设、推广运用都是必要和可行的。