本发明属于电动滚筒技术领域中电动滚筒长度调整装置的技术范畴，尤其涉及应用于矿井的一种矿井用永磁电动滚筒及其组装方法。
背景技术：
电动滚筒，是一种将电机和减速器共同置于滚筒体内部的新型驱动装置。它主要应用于固定式和移动式带式输送机、替代传统的电动机，减速器在驱动滚筒之外的分离式驱动装置。
电动滚筒具有结构紧凑、传动效率高、噪声低、使用寿命长，运转平稳、工作可靠、密封性好、占据空间小、安装方便等诸多优点，并且适合在各种恶劣环境条件下工作。
鉴于电动滚筒的这些优点，可以代替广泛使用着的电机配合减速器形式的外驱动装置，被应用的各种行业中，其中，《jb/t7330-2008电动滚筒》规定了，滚筒的辊面长度以250毫米为基本尺寸，以级差50毫米递增，由此可见由于应用的广泛性，导致同一直径的电动滚筒的长度应用的需要存在大量的规格，这就给生产电动滚筒的工作造成极大的困扰，在客户未确定滚筒长度的前提下，生产厂家无法确定加工滚筒，这样的状况就造成了生产厂家无法提前备货，需求方无法在短时间内收到成品的电动滚筒，而生产厂家一旦接到订单就需要加班加点地进行生产，没有订单时则无法组织生产，造成资源浪费和人工安排的不合理。
综上所述，迫切需要一种新的电动滚筒及其组装方法来实现滚筒长度的自由调整和组合。
技术实现要素：
本发明要解决的问题是：实现电动滚筒长度的自由调整和组合。
为克服上述现有技术缺陷，本发明提供一种矿井用永磁电动滚筒及其组装方法。
本发明所采用的具体技术方案为：
一种矿井用永磁电动滚筒，所述电动滚筒包括：
—动力筒，所述动力筒为外转子永磁电动机，永磁电动机的一端设有减速机构，永磁电动机的定子设有空心的第一芯轴，电动机内的导线通过空心芯轴从未设置减速机构的一端连接到外侧，减速机构的输出轴端设有连接装置；
—延长筒，延长筒的外圆柱面直径与动力筒的外圆柱面直径相同，延长筒的芯轴一端均设有与所述连接装置配合的插接装置，另一端设有所述连接装置，芯轴为空心轴。
—连接器，连接延长筒的连接装置和动力筒的连接装置。
采用这样的设计，将传统的整体式电动滚筒改为分体连接式的电动滚筒，并设置了插接装置和连接装置，将分体连接式的电动滚筒的动力筒和延长筒连接固定在一起。
特别的，插接装置和连接装置留有配合余量，可以在一定范围内连续调整动力筒和延长筒轴线方向的长度。
此外，当连接的长度过长时，仅在一端设置动力筒会使得组装后的电动滚筒存在内部扭矩，导致皮带跑偏，因此当电动滚筒的组合长度过长时，需要在两端设置动力筒，此时，其中一端的动力筒与延长筒连接则需要通过连接器来实现。
作为本发明的进一步改进，所述连接装置包括固定在芯轴上的磁流变锁紧套和固定在滚筒壁内侧的导向装置。
通过将连接装置的导向装置和磁流变锁紧套分开设置，实现了滚筒的芯部固定和筒壁导向的功能，这样的好处在于芯部固定实现了动力筒和延长筒轴向固定，筒壁导向在实现导向的同时，限制了动力筒和延长筒的径向相对旋转，即径向固定。
此外，磁流变材料是一种“智能材料”，它一般是微米级或者纳米级的铁磁颗粒沉浸在非磁性载液中形成悬浮液，同时有少量的其他辅助溶液，根据载液的不同分为磁流变液和磁流变脂，其重要的特性为磁流变效应，所谓磁流变效应是指当外部磁场施加到磁流变材料上，铁磁颗粒迅速被磁化为偶极子，并形成与磁场平行的链式结构，磁流变材料从牛顿流体状态变成类固体状态，整个过程耗时在毫秒量级，磁场强度不同，链化程度不同，磁场强度越高，链化程度越高，其固体的性质越强，这一过程是可逆的，当磁场减弱或者消失时，链式结构减弱或者消失，磁流变材料有迅速恢复到牛顿流体状态。
根据这一特性，制成本发明中的磁流变锁紧套，在未施加磁场时，磁流变锁紧套为柔性，形态可变，此时插接装置插入锁紧套，两者紧密贴合，当施加磁场时，磁流变锁紧套变为类固体状态，将插接装置固定在其内部，实现固定锁紧。
作为本发明的进一步改进，所述磁流变锁紧套有磁流变柔性套和固定磁流变柔性套的芯轴环，芯轴环固定在减速机构的输出轴端或延长筒的芯轴一端，芯轴环内侧还设有磁场发生装置。
采用这样的设计，将磁流变柔性套设置在芯轴环内，芯轴环在轴向设置一定的长度，便于调节动力筒和延长筒的组合长度。
优选的，所述磁场发生装置为线圈，通过对线圈进行供电，产生电磁场，来实现对插接装置和连接装置施加磁场。
优选的，所述磁场发生装置包括永磁体和磁力座，磁力座外壳为两块导磁体，中间以不导磁的铜板隔开，永磁体可以在磁力座中央旋转。
采用这样的设计，当永磁体旋转到中间位置，磁力线分别在两块导磁体中形成闭路磁场封闭在磁力座外壳的两块导磁体内，外部失去磁场；旋转90度后，ns极分别对着两块导磁体，此时从n极到导磁体到导轨到另一块导磁体到s极，形成磁力线闭合，外部形成磁场。
作为本发明的进一步改进，所述芯轴内设有空心螺杆，空心螺杆与空心轴通过螺纹配合调整延长筒在动力筒上的位置，采用空心螺杆便于导线从其中间穿过，而螺杆在空心轴内通过螺纹配合旋进，螺杆伸出空心轴的一端顶在与其配合的连接装置的芯轴环内，进而调整动力筒和延长筒的组合长度。
一种矿井用永磁电动滚筒的组装方法，所述组装方法包括：
步骤一：在永磁电动滚筒应用的
皮带输送机机架上架设辅助托板；
步骤二：将动力筒和延长筒依次放置在托板上，并将插接装置和连接装置对接；
步骤三：调整动力筒和延长筒在轴线上的相对位置；
步骤四：启动磁场发生装置对插接装置和连接装置施加磁场；
步骤五：将步骤四中得到的永磁电动滚筒组装体固定在皮带输送机机架上的轴承座中；
步骤六：将步骤一中的辅助托板撤离。
其中步骤三中调整动力筒和延长筒在轴线上的相对位置，可以手动拖拽延长筒到指定位置，也可以通过调整空心螺杆来实现。
作为本发明的进一步改进，当磁场发生装置为线圈时，步骤二中插接装置和连接装置对接前将线圈的导向穿过所述芯轴连接到外部的电源上，步骤四即对线圈进行供电。
作为本发明的进一步改进，当磁场发生装置包括永磁体和磁力座时，步骤四为旋转永磁体，使其在磁力座中旋转90度。
本发明的积极效果是：改变了传统的电动滚筒结构，实现电动滚筒长度的自由调整和组合，便于生产厂家备货和组织生产，便于实现不同宽度的皮带输送机应用。
附图说明
图1是本发明一种矿井用永磁电动滚筒的正视图；
图2是图1中所示本发明一种矿井用永磁电动滚筒中动力筒的正视图；
图3是图1中所示本发明一种矿井用永磁电动滚筒中延长筒的正视图；
图4是本发明一种矿井用永磁电动滚筒的连接装置的示意图；
图例说明：1—第一芯轴，2—动力筒，201—行星减速机，202—永磁电动机，3—连接装置，4—插接装置，5—延长筒，6—连接器，7—组装后的导线管，8—芯轴环，801—磁流变锁紧套，802—磁场发生装置，9—导向装置，10—芯轴，11—插接柱，12—固定凹套，13—空心螺杆，1301—固定螺套座，1302—螺套，14—螺杆导向管，15—延长筒壁，16—组装前的导线管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述：
具体实施例：
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例一：
一种矿井用永磁电动滚筒，包括动力筒2、延长筒5和连接器6，动力筒2内设有永磁电动机202和行星减速机201，动力筒2和延长筒5通过插接装置4插在连接装置3中实现连接，同时插接装置4还设有插接柱11，连接装置3中设有导向装置9，导向装置9为喇叭口的导向槽，插接柱11插在导向装置9中，连接装置3还设有芯轴环8，芯轴环8内设有磁流变锁紧套801和磁场发生装置802，磁场发生装置802设有永磁体和磁力座，磁力座外壳为两块导磁体，中间以不导磁的铜板隔开，永磁体可以在磁力座中央旋转，当永磁体旋转到中间位置，磁力线分别在两块导磁体中形成闭路磁场封闭在磁力座外壳的两块导磁体内，外部失去磁场；旋转90度后，ns极分别对着两块导磁体，此时从n极到导磁体到导轨到另一块导磁体到s极，形成磁力线闭合，外部形成磁场，插接装置4中设有固定凹套12，当固定凹套12插入磁流变锁紧套801内时，磁场发生装置802中的永磁体旋转90，ns极分别对着两块导磁体，此时从n极到导磁体到导轨到另一块导磁体到s极，形成磁力线闭合，外部形成磁场，此时磁流变锁紧套801变为类固定状，实现对延长筒的锁紧。
实施例二：
在实施例一的基础上，延长筒5的芯轴10为空心轴，内部设有固定螺套座1301，固定螺套座1301上设有螺套1302在固定螺套座1301自由转动，螺套1302内配合有空心螺杆13，当动力筒2和延长筒5通过插接装置4插在连接装置3中实现连接，旋转螺套1302，空心螺杆13向右侧伸出，顶在连接装置3上调节动力筒2和延长筒5连接后的总长度，螺套1302对应的延长筒壁15上设有开孔，用于将扳手深入延长筒壁15旋转螺套1302。
实施例三：
在实施例二的基础上，磁场发生装置802中以线圈代替永磁体和磁力座，线圈的导向在连接前预先穿过螺杆导向管14装入组装前的导线管16内，在连接时，将组装前的导线管16插入芯轴10形成组装后的导线管7，当给线圈充电时，可使得磁流变锁紧套801变为类固定状，实现对延长筒的锁紧。
1—第一芯轴，2—动力筒，201—行星减速机，202—永磁电动机，3—连接装置，4—插接装置，5—延长筒，6—连接器，7—组装后的导线管，8—芯轴环，801—磁流变锁紧套，802—磁场发生装置，9—导向装置，10—芯轴，11—插接柱，12—固定凹套，13—空心螺杆，1301—固定螺套座，1302—螺套，14—螺杆导向管，15—延长筒壁，16—组装前的导线管。
实施例四：
一种矿井用永磁电动滚筒的组装方法，包括：
步骤一：在永磁电动滚筒应用的皮带输送机机架上架设辅助托板；
步骤二：将动力筒2和延长筒5依次放置在托板上，并将插接装置4和连接装置3对接，对接方法在实施例一中已经详细介绍，不再累述；
步骤三：调整动力筒和延长筒在轴线上的相对位置，设有空心螺杆13的调整方法在实施例二中已经详细介绍，不再累述，没有设有空心螺杆13则需要先量出需要的长度，然后在指定的位置设置挡块，再将延长筒拉到靠紧挡块；
步骤四：启动磁场发生装置对插接装置和连接装置施加磁场，当磁场发生装置为线圈时，启动磁场发生装置即对线圈进行供电，当磁场发生装置802设有永磁体和磁力座，磁力座外壳为两块导磁体，中间以不导磁的铜板隔开，永磁体可以在磁力座中央旋转，当永磁体旋转到中间位置，磁力线分别在两块导磁体中形成闭路磁场封闭在磁力座外壳的两块导磁体内，外部失去磁场；旋转90度后，ns极分别对着两块导磁体，此时从n极到导磁体到导轨到另一块导磁体到s极，形成磁力线闭合，外部形成磁场；
步骤五：将步骤四中得到的永磁电动滚筒组装体固定在皮带输送机机架上的轴承座中，此步骤为常规装配操作，为装配工人及本领域技术人员所熟知，在此不再累述。
步骤六：将步骤一中的辅助托板撤离，辅助装置在电动滚筒组装完毕后需要撤离，防止影响设备的运行。
前述内容已经宽泛地概述出各个实施例的一些方面和特征，其应该被解释为仅是各个潜在应用的说明。其他有益结果可以通过以不同方式应用公开的信息或通过组合公开的实施例的各个方面来获得。在由权利要求限定的范围的基础上，结合附图地参考对示例性实施例的具体描述可获得其他方面和更全面的理解。
此外本发明还公开了以下技术方案：
方案一：
延长筒的长度一起调整的距离设置不同的规格，例如延长筒的调整距离为0毫米至100毫米，则延长筒的尺寸规格以100毫米为级差递增或者递减。
方案一：
整动力筒和延长筒在轴线上的相对位置完毕后，电动滚筒的筒面是不连续的筒面。
上述实施例对本发明做了详细说明。当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述例子，相关技术人员在本发明的实质范围内所作出的变化、改型、添加或减少、替换，也属于本发明的保护范围。
技术特征：
1.一种矿井用永磁电动滚筒，其特征在于，所述电动滚筒包括：
—动力筒，所述动力筒为外转子永磁电动机，永磁电动机的一端设有减速机构，永磁电动机的定子设有空心的第一芯轴，电动机内的导线通过空心芯轴从未设置减速机构的一端连接到外侧，减速机构的输出轴端设有连接装置；
—延长筒，延长筒的外圆柱面直径与动力筒的外圆柱面直径相同，延长筒的芯轴一端均设有与所述连接装置配合的插接装置，另一端设有所述连接装置，芯轴为空心轴；
—连接器，连接延长筒的连接装置和动力筒的连接装置。
2.根据权利要求1所述一种矿井用永磁电动滚筒，其特征在于，所述连接装置包括固定在芯轴上的磁流变锁紧套和固定在滚筒壁内侧的导向装置。
3.根据权利要求2所述一种矿井用永磁电动滚筒，其特征在于，所述磁流变锁紧套有磁流变柔性套和固定磁流变柔性套的芯轴环，芯轴环固定在减速机构的输出轴端或延长筒的芯轴一端，芯轴环内侧还设有磁场发生装置。
4.根据权利要求3所述一种矿井用永磁电动滚筒，其特征在于，所述磁场发生装置为线圈。
5.根据权利要求3所述一种矿井用永磁电动滚筒，其特征在于，所述磁场发生装置包括永磁体和磁力座，磁力座外壳为两块导磁体，中间以不导磁的铜板隔开，永磁体可以在磁力座中央旋转。
6.根据权利要求1至5所述一种矿井用永磁电动滚筒，其特征在于，所述芯轴内设有空心螺杆，空心螺杆与空心轴通过螺纹配合调整延长筒在动力筒上的位置。
7.一种矿井用永磁电动滚筒的组装方法，其特征在于，所述组装方法包括：
步骤一：在永磁电动滚筒应用的皮带输送机机架上架设辅助托板；
步骤二：将动力筒和延长筒依次放置在托板上，并将插接装置和连接装置对接；
步骤三：调整动力筒和延长筒在轴线上的相对位置；
步骤四：启动磁场发生装置对插接装置和连接装置施加磁场；
步骤五：将步骤四中得到的永磁电动滚筒组装体固定在皮带输送机机架上的轴承座中；
步骤六：将步骤一中的辅助托板撤离。
8.根据权利要求7所述一种矿井用永磁电动滚筒的组装方法，其特征在于，当磁场发生装置为线圈时，步骤二中插接装置和连接装置对接前将线圈的导向穿过所述芯轴连接到外部的电源上，步骤四即对线圈进行供电。
9.根据权利要求7所述一种矿井用永磁电动滚筒的组装方法，其特征在于，当磁场发生装置包括永磁体和磁力座时，步骤四为旋转永磁体，使其在磁力座中旋转90度。
技术总结
本发明公开了一种矿井用永磁电动滚筒，所述电动滚筒包括：动力筒，所述动力筒为外转子永磁电动机，永磁电动机的一端设有减速机构，永磁电动机的定子设有空心的芯轴，电动机内的导线通过空心芯轴从未设置减速机构的一端连接到外侧，减速机构的输出轴端设有连接装置；延长筒，延长筒的外圆柱面直径与动力筒的外圆柱面直径相同，延长筒的芯轴一端均设有与所述连接装置配合的插接装置，另一端设有所述连接装置，连接器，连接延长筒的连接装置和动力筒的连接装置。本发明的有益效果是：改变了传统的电动滚筒结构，实现电动滚筒长度的自由调整和组合，便于生产厂家备货和组织生产，便于实现不同宽度的皮带输送机应用。
技术研发人员：张可程;张建华
受保护的技术使用者：日照东方电机有限公司
技术研发日：2021.01.21
技术公布日：2021.04.02
声明：
“矿井用永磁电动滚筒及其组装方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：日照东方电机有限公司
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2024年07月25日 ~ 27日 
