CN106185171B - 一种磁力输送带及磁力线性驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁力输送带及磁力线性驱动装置，所述磁力输送带包括由上到下依次连接的上覆盖层、粘合层和下覆盖层，所述粘合层中分布有钢丝绳芯；所述粘合层由磁性橡胶制作而成。所述磁力线性驱动装置，包括上述磁力输送带，用于输送物料；线性驱动装置，用于对所述磁力输送带提供助力驱动；包括支架、驱动滚筒、辅助滚筒和动力输送带；磁吸力装置，位于所述动力输送带下方，提供磁吸力，吸引所述磁力输送带与所述动力输送带紧密贴合。

Description

一种磁力输送带及磁力线性驱动装置

技术领域

本发明属于输送带技术领域，具体涉及一种磁力输送带及磁力线性驱动装置。

背景技术

输送带是安装在输送机上用以承载和输送物料的带。带式输送机和输送带广泛用于矿山下巷道运输、矿井地面运输***、露天采矿场、选矿厂和港口等散状物料的运输。常规的输送带是通过输送带与传动滚筒之间的摩擦力来传递驱动电机的动力。现在输送能力要求越来越大，输送距离要求越来越长。由于受输送带强度、成槽运输方式和经济效益指标的限制，目前单机驱动的带式输送机无法实现长距离运输或长距离分级加力，多是采用增加中间驱（制）动的方式。

传统的中间驱动装置结构复杂，设备成本，运行维护极为不便，工程成本高，特别是在矿山地下，中间驱动需要更大的洞室空间，工程量和工程成本大幅增加，中间驱动如发生故障可造成停机，更严重的可造成输送带沿途有物料堆积现象，严重影响生产运输。目前，对于使用钢丝绳芯输送带的带式输送机，为增加中间助力驱动功率，可以采用磁力线性助力驱动技术，通过电磁铁和物料输送带里的钢丝绳芯的吸引力增加物料输送带和助力驱动橡胶带的贴合力和摩擦力，提高驱动功率。但是，普通钢丝绳芯输送带钢丝绳数量有限，分布稀疏，所产生的磁力有限，增大助力驱动的效果有局限性。

发明内容

本发明提供了一种磁力输送带及磁力线性驱动装置，可以提高助力驱动功率，使得单机运输距离更长。

为了实现上述目的，本发明采用下述技术方案予以实现。

一种磁力输送带，其特征在于，包括由上到下依次连接的上覆盖层、粘合层和下覆盖层，所述粘合层中分布有钢丝绳芯；所述粘合层由磁性橡胶制作而成。

为了保证磁力输送带的力学性能，所述上覆盖层的厚度为4-10mm；下覆盖层的厚度为2-8mm，粘合层的厚度为2-15mm。

为了使磁力输送带受到磁吸力装置的吸引力分布更加均匀，在同等磁吸力装置条件下，增加磁力输送带和磁吸力装置之间的总吸引力，为输送带提供更大的运行动力，所述钢丝绳芯为相邻捻向相反的钢丝绳均匀排列而成，所述钢丝绳的直径为1.4-15mm，钢丝绳之间的距离为1-3.5mm。

为了进一步增加输送带在磁力装置下的吸引力，所述磁性橡胶的组分及重量份为：弹性体体系100份，交联活性剂5-10份，防老剂2-5份，补强剂40-70份，化学改性剂3-5份，促进剂2-8份，粘合剂5-10份，金属分子材料50-2000份。

进一步的，所述弹性体体系为天然橡胶、氯丁橡胶和丁腈橡胶的三种混合物，质量比为5-90:5-90:5-90。

进一步的，所述金属分子材料为稀土类钴磁粉、铁氧体磁粉和金属镀铜磁丝的混合物，三者质量比为5-90:5-90:5-90。

为了使金属分子材料的粒径分布集中，改善磁粉在橡胶中的分散，保证磁性橡胶的物理机械性能，所述稀土类钴磁粉和铁氧体磁粉的粒径为0.3-1.5μm。所述金属镀铜磁丝的直径为0.01-0.3mm，长度为0.2-2.0mm。

本发明提供了一种磁力线性驱动装置，包括上述磁力输送带，用于输送物料；线性驱动装置，用于对所述磁力输送带提供助力驱动；包括支架、驱动滚筒、辅助滚筒和动力输送带，所述驱动滚筒和辅助滚筒位于支架上，所述动力输送带绕在所述驱动滚筒和辅助滚筒上；所述动力输送带与所述磁力输送带的下表面接触；磁吸力装置，位于所述动力输送带下方，提供磁吸力，吸引所述磁力输送带与所述动力输送带紧密贴合。

为了方便调节所述动力输送带和磁力输送带之间的距离，所述驱动滚筒和辅助滚筒分别通过可升降支撑架与所述支架连接。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的磁力输送带优化了钢丝绳结构，优化了磁性输送带配方，可以增加磁力输送带在磁力装置下的吸引力。本发明的磁力输送带应用到磁力线性驱动装置中，改变增加中间驱动以降低输送带强度的传统方式，通过磁吸力装置与磁力输送带之间的吸引力，将磁力输送带与动力输送带紧密贴合，产生摩擦力，使动力输送带与磁力输送带产生相对滑动趋势，通过驱动滚轮带动动力输送带移动，进而带动磁力输送带移动；有助于延长带式输送机输送距离，减少带式输送***的转运次数，提高设备运行稳定性，具有节能环保降耗、增加***可靠性等优点，可以有效解决单机驱动长距离带式输送机运输中的技术难题。

附图说明

图1. 本实施例中磁力输送带的结构示意图；

图2. 本实施例中磁力线性驱动装置的结构示意图；

图中标注：磁力输送带1、驱动滚筒2、动力输送带3、磁吸力装置4、改向滚筒5、支架6、可升降支撑架7、辅助滚筒8、上覆盖层100、粘合层200、下覆盖层300、钢丝绳芯400。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明。本发明所提到的比例、“份”，如果没有特别的标记，均以质量份为准。

本实施例提供了一种具有磁性的橡胶输送带（简称磁力输送带），应用于采用双向磁力线性助力驱动装置的长距离带式输送机，目的是增加助力驱动橡胶带和物料输送带之间的贴合力，增加物料输送带和助力驱动橡胶带之间的摩擦力，进而增加助力驱动装置的驱动功率。

所述磁力输送带，如图1所示，包括由上到下依次连接的上覆盖层100、粘合层200和下覆盖层300，所述粘合层中分布有钢丝绳芯400；所述粘合层由磁性橡胶制作而成。

所述上覆盖层的厚度为4-10mm；下覆盖层的厚度为2-8mm，粘合层的厚度为2-15mm。

所述钢丝绳芯为相邻捻向相反的钢丝绳均匀排列而成，相邻钢丝绳间的距离为1-3.5mm，所述距离为两钢丝绳之间最近点的间距。使磁力输送带受到磁吸力装置的吸引力分布更加均匀，在同等磁吸力装置条件下，增加磁力输送带和磁吸力装置之间的总吸引力，从而为输送带提供更大的运行动力。

所述钢丝绳芯中钢丝绳的直径为1.4-15mm，钢丝绳直径减小，钢丝绳数量增加，钢丝绳的数量比普通钢丝绳芯输送带数量提高2-3倍，使得磁力输送带和磁吸力装置之间的总吸引力增加，实现长距离输送带分级加力。

所述磁性橡胶是按以下重量份数的原料配制而成：弹性体体系100份，交联活性剂5-10份，防老剂2-5份，补强剂40-70份，化学改性剂3-5份，促进剂2-8份，粘合剂5-10份，金属分子材料50-2000份。

其中所述弹性体体系为天然橡胶、氯丁橡胶和丁腈橡胶的三种混合物，质量比为5-90:5-90:5-90。此三种橡胶可以与尽可能多的金属分子材料混合均匀。根据磁性橡胶要求耐屈挠、耐老化、耐油、耐化学药品和阻燃等性能，优选的配比也不同。当耐屈挠、耐老化性能要求较高时最佳配比为70:20:10；当耐油性要求较高时最佳配比为10:20:70；当耐化学药品要求较高时最佳配比为10:30:60；当阻燃性要求较高时最佳配比为20:60:20。

其中所述交联活性剂为硬脂酸和氧化锌，质量为1:4-5，作用是可以提高硫化胶的交联密度，提高硫化胶的耐老化性能，活化硫化体系，与本实施例中的复合促进剂同时使用，可以形成在橡胶中溶解性良好的络合物，提高硫化效率；最佳配比是1:5。

其中所述防老剂为防老剂4010NA（N-异丙基-N'-苯基对苯二胺）、防老剂ODA（4,4'-二异辛基二苯胺）、防老剂RD（2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体）、防老剂BLE（4-氨基联苯）的混合物，四者质量比为5-90:5-90:5-90:5-90，四种防老剂同时使用，可以产生加和效应，有效提高防老剂的防护效能，使橡胶制品的使用寿命延长4-6倍。最佳配比是1:1:1:1，避免喷霜。

其中所述补强剂为炭黑N234和白炭黑的混合物，炭黑和白炭黑配合使用，炭黑起主要补强作用，白炭黑其辅助补强作用，质量比为35-60:10-15份，使磁性橡胶的拉伸强度提高至15MPa以上。

其中所述化学改性剂为化学钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂Si69的混合物，质量比5-95:5-95，能够增强无机金属分子材料与有机橡胶材料之间的粘合性，与本实施例中的三种橡胶组合物同时使用，可进一步提高金属分子的用量，与尽可能多的金属分子材料混合均匀。

其中所述促进剂为次磺酰胺类促进剂、秋兰姆促进剂和硫磺的混合物，三者质量比为5-90:5-90:5-90。在该配方中与交联活性剂配合使用，提高硫化效率，改善硫化胶的物理机械性能，最佳配比是30-50: 6-16:10-50。

其中所述粘合剂为硼酰化钴、环烷酸钴、以及甲醛给予体六亚甲基四胺和间苯二酚给予体的混合物，配比是0.5-2.5:0.5-2.5:3-5，可以增进本实施例中三种橡胶组合物与钢丝绳芯的粘合性。所述甲醛给予体、间苯二酚给予体与白炭黑一起形成间甲白粘合体系，增强粘合作用。

其中所述金属分子材料为稀土类钴磁粉、铁氧体磁粉和金属镀铜磁丝的混合物，磁粉的粒径为0.3-1.5μm，金属镀铜磁丝的直径为0.01-0.3mm，长度为0.2-2.0mm，三者质量比为5-90:5-90:5-90。根据磁力装置设计所需磁力的要求，合理配比。稀土类钴磁粉性能优良，但价格昂贵，用于空间小而磁性要求高的制品中；铁氧体磁粉价格低廉，但磁性性能一般。金属镀铜磁丝磁性效果良好，与橡胶的粘合性能好，价格适中。磁力要求大，配比可选90:30:180；磁力要求小，配比可选30:180:90。

本实施例的磁性橡胶主要通过在橡胶中加入金属分子材料来实现磁性的，为保证金属分子材料在橡胶中的均匀分散和粘合，主要采取措施：1、使用超细磁粉，粒径0.3-1.5μm，粒径分布集中，改善磁粉在橡胶中的分散，保证磁性橡胶的物理机械性能。2、加入防老剂BLE，在起到防老化作用同时，提高橡胶与金属分子材料的粘合。3、金属磁丝进行镀铜处理，同时在配方中加入硼酰化钴、环烷酸钴，在橡胶和镀铜磁丝间起黏合促进剂作用。4、在配方中加入甲醛给予体六亚甲基四胺、间苯二酚给予体和白炭黑，组成黏合体系，在金属分子材料和橡胶之间起黏合作用。5、加入化学改性剂，在金属分子材料与橡胶的两种物质界面处起到架桥作用。

本实施例在保证输送带总体拉伸强度的基础上，一方面通过优化钢丝绳结构，减少钢丝绳间距，降低钢丝绳直径，增加钢丝绳数量，可以增加钢丝绳在磁力装置下的吸引力。另一方面通过优化输送带配方，采用易混入磁性材料的弹性体，即天然橡胶、氯丁橡胶和丁腈橡胶，配合使用稀土类钴磁粉、铁氧体磁粉和金属镀铜磁丝的混合物作为磁性材料，以增加橡胶的磁性，并进行磁化，使其成为磁性橡胶；进一步增加输送带在磁力装置下的吸引力。

所述磁性橡胶的磁化方法是在压延胶片过程中改变分子取向，使金属分子材料的C轴整体排列，进行初步磁化；在硫化过程中，通过外加磁场作用，使金属分子材料中的磁性原子的磁矩按平行方向排列，磁化用磁场强度在11.5*10⁵A/m以上，硫化结束后采用急速冷却的方式，使磁矩排列方向固定，从而得到稳定的磁性。

本实施例还提供了一种磁力线性驱动装置，如图2所示，包括磁力输送带1、线性驱动装置和磁吸力装置4。所述磁力输送带即为本实施例中涉及的磁力输送带，是长距离带式输送机上的输送带，用于输送物料。

所述线性驱动装置，包括支架6、驱动滚筒2、辅助滚筒8和动力输送带3，所述驱动滚筒2和辅助滚筒8位于支架6上，所述动力输送带3绕在所述驱动滚筒2和辅助滚筒8上；所述动力输送带3与所述磁力输送带1的下表面接触。所述磁吸力装置4位于所述动力输送带3下方，提供磁吸力，吸引所述磁力输送带与所述动力输送带紧密贴合。

所述驱动滚筒带动动力输送带移动，由于所述动力输送带与磁力输送带紧密贴合，接触表面产生摩擦力，因此动力输送带可以带动磁力输送带移动，为所述磁力输送带提供助力驱动。

所述驱动滚筒2和辅助滚筒8分别通过可升降支撑架7与所述支架6连接，从而可以方便的调节所述动力输送带和磁力输送带之间的距离，当二者之间的距离增大时，二者之间的摩擦力消失，并切断电机与电磁装置电源，此时线性驱动装置不再提供助力驱动；也可在运载输送带不停机情况下对本装置检修。

一种优选的的实施例，是在位于所述驱动滚筒和辅助滚筒之间，且靠近驱动滚筒或辅助滚筒的位置上分别设置改向滚筒5，用于增大动力输送带与驱动滚筒或辅助滚筒的接触面积，防止输送带打滑。

本实施例的磁力线性驱动装置，应用于长距离具有双向磁力助推器的输送***中，改变通过增加中间驱动以降低输送带强度的传统方式，通过磁吸力装置与磁力输送带之间的吸引力，将磁力输送带与动力输送带紧密贴合，产生摩擦力，使动力输送带与磁力输送带产生相对滑动趋势，通过驱动滚轮带动动力输送带移动，进而带动磁力输送带移动。本实施例中磁力输送带优化了钢丝绳芯的结构，减少钢丝绳间距，降低钢丝绳直径，增加钢丝绳数量，使磁力输送带受到磁吸力装置的吸引力分布更加均匀，在同样的磁吸力装置的配制条件下，能够增加磁力输送带和磁吸力装置之间的总吸引力。同时本实施例的磁力输送带采用了优化的磁性橡胶材料作为粘合层，所述磁性橡胶材料采用易混入磁性材料的弹性体，即天然橡胶、氯丁橡胶和丁腈橡胶，配合使用稀土类钴磁粉、铁氧体磁粉和金属镀铜磁丝的混合物作为磁性材料，可以进一步增加磁力输送带和磁吸力装置之间的总吸引力，增大磁力输送带与动力输送带之间的摩擦力，从而为磁力输送带提供更大的运行动力。

因此采用本实施例的磁力线性驱动装置取代常规的中间驱（制）动装置，减小设备布置空间，延长带式输送机输送距离，减少带式输送***的转运次数，从而减少设备运行成本，降低设备故障率及粉尘污染，提高设备运行稳定性，具有节能环保降耗、增加***可靠性等优点，可以有效解决单机驱动长距离带式输送机运输中的技术难题。

本实施例的优势：1、所述磁力输送带使用在长距离输送***中，起到通过磁力作为动力的作用。2、 根据输送***输送动力的需要，进行磁力输送带设计，调整磁力大小。3、磁性橡胶配方不仅要与金属分子材料具有良好的分散和黏合，保证物理机械性能，还要保证与骨架材料钢丝绳的黏合。4、金属镀铜磁丝为废旧钢丝绳进行破断、磁化、镀铜处理，节约能源，使磁性输送带价格适中，磁力调节简单，利于推广使用。5、磁性橡胶与钢丝绳直接粘合，在磁力装置作用下，钢丝绳和磁性橡胶同时与磁力装置间产生磁力，与动力输送带之间产生正压力，解决了由于磁力作用导致的钢丝绳与橡胶之间产生剪切力导致输送带早起损坏的问题。

实施例1

制备具有耐屈挠、耐老化、高磁性要求的磁性橡胶：天然橡胶70份，氯丁橡胶20份，丁腈橡胶10份，硬脂酸1份，氧化锌5份，防老剂4010NA 1份，防老剂ODA 1份，防老剂RD 1份，防老剂BLE 1份，炭黑N234 45份，白炭黑15份，化学钛酸酯偶联剂1.5份，硅烷偶联剂Si691.5份，次磺酰胺类促进剂1.5份，秋兰姆促进剂0.3份，硫磺0.8份，硼酰化钴1.5份，环烷酸钴0.5份，甲醛给予体六亚甲基四胺和间苯二酚给予体3份，稀土类钴磁粉90份，铁氧体磁粉30份，金属镀铜磁丝180份，均为质量份。其中磁粉的粒径为0.3μm，金属镀铜磁丝的直径为0.01mm，长度为0.2mm。

以上述磁性橡胶为粘合层制备磁力输送带，所述上覆盖层的厚度为8mm；下覆盖层的厚度为8mm，粘合层的厚度为12mm；所述钢丝绳的直径为2.5mm，钢丝绳之间的距离为1.5mm，钢丝绳根数210根；所述磁力输送带的宽度为800mm。

本实施例的磁力输送带，在外加磁场5*10⁵A/m条件下，每米可产生2200kg的吸力。

实施例2

制备具有耐油性、中等磁性要求的磁性橡胶：天然橡胶10份，氯丁橡胶20份，丁腈橡胶70份，硬脂酸1份，氧化锌5份， 防老剂4010NA 1份，防老剂ODA 1份，防老剂RD 1份，防老剂BLE 1份，炭黑N234 50份，白炭黑12份，化学钛酸酯偶联剂1份，硅烷偶联剂Si69 2份，次磺酰胺类促进剂2份，秋兰姆促进剂0.3份，硫磺0.6份，硼酰化钴2份，环烷酸钴0.5份，甲醛给予体六亚甲基四胺和间苯二酚给予体5份，稀土类钴磁粉30份，铁氧体磁粉180份，金属镀铜磁丝90份，均为质量份。其中磁粉的粒径为1.5μm，金属镀铜磁丝的直径为0.3mm，长度为2.0mm。

以上述磁性橡胶为粘合层制备磁力输送带，所述上覆盖层的厚度为6mm；下覆盖层的厚度为5mm，粘合层的厚度为5mm；所述钢丝绳的直径为2.5mm，钢丝绳之间的距离为1.5mm，钢丝绳根数180根；所述磁力输送带的宽度为800mm。

本实施例的磁力输送带，在外加磁场5*10⁵A/m条件下，每米可产生1500kg的吸力。

以上实施例仅是本发明若干种优选实施方式中的几种，应当指出，本发明不限于上述实施例；对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种磁力输送带，其特征在于，包括由上到下依次连接的上覆盖层、粘合层和下覆盖层，所述粘合层中分布有钢丝绳芯，所述粘合层由磁性橡胶制作而成；

所述钢丝绳芯为相邻捻向相反的钢丝绳均匀排列而成，所述钢丝绳的直径为1.4-15mm，钢丝绳之间的距离为1-3.5mm；

所述磁性橡胶的组分及重量份为：弹性体体系100份，交联活性剂5-10份，防老剂2-5份，补强剂40-70份，化学改性剂3-5份，促进剂2-8份，粘合剂5-10份，金属分子材料50-2000份，所述弹性体体系为天然橡胶、氯丁橡胶和丁腈橡胶的三种混合物，质量比为5-90:5-90:5-90，所述金属分子材料为稀土类钴磁粉、铁氧体磁粉和金属镀铜磁丝的混合物，三者质量比为5-90:5-90:5-90，所述稀土类钴磁粉和铁氧体磁粉的粒径为0.3-1.5μm，所述金属镀铜磁丝的直径为0.01-0.3mm，长度为0.2-2.0mm。

2.根据权利要求1所述的磁力输送带，其特征在于，所述上覆盖层的厚度为4-10mm；下覆盖层的厚度为2-8mm，粘合层的厚度为2-15mm。

3.一种磁力线性驱动装置，其特征在于，包括权利要求1或2任一项所述磁力输送带，用于输送物料；线性驱动装置，用于对所述磁力输送带提供助力驱动；

还包括支架、驱动滚筒、辅助滚筒和动力输送带，所述驱动滚筒和辅助滚筒位于支架上，所述动力输送带绕在所述驱动滚筒和辅助滚筒上；所述动力输送带与所述磁力输送带的下表面接触；

磁吸力装置，位于所述动力输送带下方，提供磁吸力，吸引所述磁力输送带与所述动力输送带紧密贴合。

4.根据权利要求3所述的磁力线性驱动装置，其特征在于，所述驱动滚筒和辅助滚筒分别通过可升降支撑架与所述支架连接。