01 什么是电动滚筒?
电动滚筒是把电机和减速装置一起集成到滚筒里面,不需要传统的联轴器,直接由滚筒内的电机驱动滚筒转动,其构造大致由电机、减速装置、滚筒体以及密封装置等部分组成。相比传统的分离式驱动滚筒,减少了联轴器,其中永磁电动滚筒甚至不需要减速装置,即可实现宽范围内的无级调速功能。
传统分离式驱动滚筒与电动滚筒对比图
电机:电机是电动滚筒的动力来源,不同的应用场景,在电机的选择上也略有不同,以满足多样化的工作需求。常见的电机类型包括异步电机和永磁同步电机,其中异步电机因结构简单、成本较低、运行可靠等优点,在电动滚筒中应用广泛。永磁同步电机因体积小(不需要减速装置)、耗能低、扭矩大等特点,用户的认可度也越来越高。
减速装置:为了达到生产过程中要求的运行速度,通常需要在电机后面安装一个减速装置,来实现精准控制,同时提高扭矩,以满足实际工作中的输送要求。减速装置通常采用齿轮减速或蜗轮蜗杆减速方式。齿轮减速具有传动效率高、精度高、寿命长等特点;蜗轮蜗杆减速则具有较大的传动比和良好的自锁性能,适用于一些需要大扭矩且对安装空间有要求的场合。
滚筒体:这是电动滚筒的主体部分,滚筒体直接安装在传送带下方进行物料输送。滚筒体根据应用场景需要,其所用材料也有较大差异,通常采用优质钢材制成,具有足够的强度和耐磨性,以保证在长期使用过程中不会出现变形或磨损过快的情况。
密封装置:为了防止灰尘、水分等杂质进入电动滚筒内部,电动滚筒还需要有良好的密封。并且在密封的同时,需要保证电动滚筒内部散热。
02 电动滚筒的类型
电动滚筒的分类比较多,不同类型的电动滚筒,其节能效果也有较大差异。目前电动滚筒最主要的分类是按照电机类型划分,分为异步电动滚筒、永磁同步电动滚筒、以及无刷直流电动滚筒三类。
永磁同步电动滚筒:滚筒体内放置永磁同步电机,宽范围调速可以无需减速装置,适用于中大型功率的应用场合,如煤矿、钢铁、有色金属等行业,目前我国永磁同步电动滚筒已经突破1000kW。永磁同步电动滚筒相比传统的分离式驱动装置,减少了联轴器和减速装置,并且永磁电机比异步电机的传动效率更高,节能效果最好。
无刷直流电动滚筒:滚筒体内放置直流无刷电机+减速装置,适用于小功率应用场合,如食品、医药、包装等行业,功率范围通常在几百瓦到几千瓦。无刷直流电动滚筒可以实现模块化运行,可以根据运输负载的情况,来匹配电动滚筒的运行数量,实现精准控制,模块化运行。无刷直流电动滚筒因其功率小,在企业的总体能耗中占比较小,大家对其节能效果感受并不深。
异步电动滚筒:滚筒体内放置异步电机+减速装置,适用于中小型功率的应用场合,如物流、建材、港口运输、粮食输送、以及造纸等高能耗制造业,功率范围通常在几千瓦到上百千瓦。异步电动滚筒相比传统的分离式驱动装置,主要是减少了联轴器,节能效果比前面两类电动滚筒略低。
03 电动滚筒如何实现节能减排
电动滚筒因其自身有诸多优点,如传动效率高、体积小、噪音低、运行智能化、维护方便,对企业的节能效果有显著提升:
传动效率高,节能效果显著:电动滚筒减少了联轴器,传动效率更高;部分永磁电动滚筒甚至不需要减速装置,其传动效率相比传统的分离式驱动滚筒提升更显著,对企业的节能减排贡献巨大。据平庄煤业公司介绍,在其输送系统上使用电动滚筒替代传统的分离式驱动装置以来,企业的输送系统传动效率提高了22%,每年可节约84万度电,减少二氧化碳排放量810吨。
体积小、重量轻、节约空间、节省材料:传统的分离式驱动滚筒,其电机和减速装置安装在滚筒侧端,需要更大的放置空间,而电动滚筒的电机和减速装置均放置在滚筒里面,体积更小,使用的材料和零部件也更少,重量更轻,在设备的安装和运行过程中,更加便捷和节能。
噪音更低、减少了企业降噪处理的能源和材料成本:电动滚筒的电机和减速装置在滚筒内,有效降低了工作环境噪音,降低了部分企业因需要处理噪音污染带来的能源和材料消耗。
智能化,模块化运行更加节能:传统的分离式驱动滚筒由于无法精准控制动力输出,往往在空转或者不必要的运转中消耗大量电能;而电动滚筒可实现智能化、模块化,可以根据工作负载和运行条件实时调整电机的运行参数,实现精准的速度控制和扭矩输出,进一步优化能源利用,对企业节能减排提升明显。
维护方便,节省人力和能源消耗:传统的分离式驱动滚筒由于有联轴器和减速装置,在日常的维护工作中,需要消耗大量的机油用于润滑,同时还需要工作人员频繁的检修。电动滚筒免去了联轴器及减速机的换油与检修工作,让日常维护更加便捷高效,对企业来说节约了人力成本,材料成本以及能源消耗。
结论
电动滚筒相比传统分离式驱动滚筒来说,其节能效果提升明显,根据中国重型机械工业协会数据显示,我国带式输送设备工业年产值超过120亿元,每年对输送设备的驱动装置需求量超过百万千瓦,电动滚筒大规模的应用,将对整个带式输送设备行业的节能带来显著提升。