张紧装置及具有该张紧装置的带式输送机的制作方法

本实用新型涉及带式输送机，特别是涉及一种用于带式输送机的张紧装置，以及一种具有该张紧装置的带式输送机。

背景技术：

带式输送机已广泛应用于各种生产加工领域，其大体上包括用于输送物料的输送带、用于可转动地支撑输送带的多个托辊、以及用于驱动输送带移动的驱动辊。在输送带的负载状态发生变化和/或输送速度变化时，输送带的张力也会发生变化。为此，带式输送机通常还配备有张紧装置，以将输送带的张力调节到合适的范围。特别是对于大运量和/或长运距的带式输送机、和/或输送带的长度可调的可伸缩式带式输送机来说，设置张紧装置是非常有必要的。

目前的张紧装置大多是机械式的，如重锤张紧装置、液压张紧装置等。重锤张紧装置采用悬挂重物的方式实现张紧。然而，其张紧行程较短，不能满足长距离带式输送机的使用要求。另外，这种装置只能通过增减悬挂物的方式来调节张紧力，操作困难。液压张紧装置利用液压缸的伸缩来调节一个或多个辊的位置，从而调节输送带上的张紧力。然而液压驱动的反应较慢，不适合长距离带式输送机的张紧力调节。

目前存在一种利用电机驱动的张紧装置，其包括：由电机和减速机构成的驱动组件、可转动的空心卷筒、以及钢丝绳。其中驱动组件的至少一部分布置在卷筒内，并且减速机的输出部分与卷筒相连，从而可以带动卷筒转动。钢丝绳的一端固定到卷筒，而另一端连接到带式输送机的一个或一组辊。当卷筒转动时，钢丝绳卷绕在卷筒上，从而拉动所述托辊以改变其位置，由此调节输送带上的张紧力。然而，在现有的张紧装置的缺点是，驱动组件与卷筒之间的连接复杂，并且驱动组件中的电机和减速机之间的连接复杂。因此，现有装置的安装工艺复杂，公差不易控制，而且不利于保养、维修和更换零部件。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的在于提供一种可应用于带式输送机的张紧装置，以解决或至少是缓解上述现有技术中的一个或多个问题。本实用新型的另一个目的在于提供一种具有张紧装置的带式输送机，以解决或至少是缓解上述现有技术中的一个或多个问题。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种张紧装置，包括：可转动的卷筒，具有中空的内部空间；线缆，所述线缆的一端固定到所述卷筒；永磁电机，包括壳体以及安装在所述壳体内的定子和转子，所述定子固定到所述壳体的内壁，所述永磁电机还包括固定到所述转子的电机轴，所述电机轴具有彼此相对的第一端和第二端，所述第一端延伸到所述壳体之外；以及减速机，布置在所述卷筒的所述内部空间中，所述减速机的基座固定到所述永磁电机的所述壳体，所述减速机的输入部与所述电机轴的所述第一端相连，所述减速机的输出部连接到所述卷筒的内壁。

所述张紧装置由第一支撑件和第二支撑件进行支撑，其中所述第一支撑件可转动地连接到所述卷筒的远离所述永磁电机的一端，所述第二支撑件固定连接到所述永磁电机的所述壳体。

所述永磁电机的壳体包括：柱形的主体部分、以及分别固定于所述主体部分的两端的第一端盖和第二端盖，所述电机轴的所述第一端和第二端分别可转动地支撑于所述第一端盖和第二端盖，并且所述电机轴的第一端延伸到所述第一端盖之外。

所述永磁电机至少部分地容纳在所述卷筒的所述内部空间中。

所述永磁电机的壳体在所述卷筒之外的区段上布置有散热结构。

所述减速机的所述输入部包括设置在所述基座处的开口以及位于所述开口内的内花键，所述电机轴的第一端构造为适于伸入所述开口内，并且具有适于与所述内花键接合的外花键。

所述减速机的所述输出部为所述减速机的相对于所述基座可转动的外壳。

所述张紧装置还包括用于对所述永磁电机的所述转子进行制动的制动器。

所述制动器包括：定子，相对于所述永磁电机的壳体固定设置；制动盘，连接到所述电机轴；衔铁，可移动地设置在所述制动器的定子与所述制动盘之间；偏置元件，构造成将所述衔铁朝向所述制动盘偏置；以及电磁元件，构造成在通电时产生电磁力以使所述衔铁抵抗所述偏置元件的偏置力而远离所述制动盘。

所述电机轴的所述第二端延伸到所述永磁电机的壳体之外，所述制动器布置在所述永磁电机的外侧，并且所述制动盘固定连接到所述电机轴的所述第二端。

为实现上述目的，本实用新型还提出了一种带式输送机，包括：输送带；至少一个驱动辊，用于驱动所述输送带运动；多个托辊，用于支撑所述输送带；一组游动辊，布置在相对于地基可移动的游动小车上；一组匹配辊，与所述一组游动辊相匹配地布置在地基上，所述输送带分别绕过所述一组游动辊和所述一组匹配辊中的每个辊；以及如前所述的根据本实用新型的张紧装置，所述张紧装置的线缆的另一端与所述游动小车相连。

所述张紧装置的线缆经由滑轮组与所述游动小车相连，所述线缆绕过所述滑轮组中的每个滑轮，其中所述滑轮组包括布置在所述游动小车上的一组动滑轮和/或布置在地基上的一组定滑轮。

本实用新型的张紧装置优化了电机与减速机之间、以及减速器与卷筒之间的连接结构，从而使得本实用新型的张紧装置具有体积小、结构简单、可靠性高的特点。在需要时，可以方便地将永磁电机和/或减速机拆卸下来以进行保养或更换，从而降低了张紧装置的安装及维护成本。

本实用新型的张紧装置使用永磁电机作为致动部件，能够方便地实现卷筒的正、反双方向旋转。这不仅便于调节游动小车，而便于更换线缆。另外，永磁电机能够实现低速大转矩，甚至可以在零转速时保持大转矩，从而使得张紧装置起停平稳，甚至能够实现过载启动。根据本实用新型的张紧装置特别适用于有大的张紧行程的煤矿井下顺槽伸缩式带式输送机，可以为这类带式输送机提供可靠精确的张力控制。

本实用新型的张紧装置不包括液压机构，因此其动态响应速度快，能够快速实现输送带上的张力平衡，从而有效防止输送带打滑、断裂。

附图说明

下面结合附图和详细实施方式对本实用新型进行详细说明，其中：

图1为根据本实用新型一实施例的带式输送机的示意图；

图2为根据本实用新型一实施例的张紧装置的剖视示意图；

图3为图2中的永磁电机的剖视示意图；

图4为图2中的减速机的局部剖视示意图；

图5为根据本实用新型另一实施例的张紧装置的剖视示意图；

图6为图5中的制动器与永磁电机的剖视示意图；以及

图7为根据本实用新型一实施例的布置在张紧装置与游动小车之间的滑轮组的示意图。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其它实施方式中。

参考图1，根据本实用新型一实施例的带式输送机整体上标示为100，其包括输送带11、用于驱动输送带运动的至少一个驱动辊12、以及用于支撑输送带11的多个托辊 13。在图1示出的例子中，带式输送机100包括两个驱动辊12。每个驱动辊12可以分别机械连接到例如电机的驱动部14，从而由该驱动部14驱动其转动。驱动部14可电气连接到的控制装置15，从而可通过该控制装置15来控制驱动部14的运转。

根据本实用新型的带式输送机100还包括一组游动辊16和与该组游动辊16相匹配的一组匹配辊17。该组游动辊16布置在相对于地基可活动的游动小车18上，而该组匹配辊17布置在地基上。输送带11分别绕过该组游动辊16和该组匹配辊17中的每个辊。这样，通过移动游动小车18可以调节该组游动辊16和该组匹配辊17的间隔距离，从而调节从游动辊16和匹配辊17绕过的输送带11上的张力。在图1示出的例子中，带式输送机100包括有三个游动辊16和三个匹配辊17。图1示出了输送辊16和匹配辊17的一种具体布置以及输送带11绕过它们的一个具体路径。然而应当理解，这些不作为对本实用新型的限定。根据本实用新型，该组输送辊16可包括一个、两个或多于三个的辊，该组匹配辊17也可包括一个、两个或多于三个的辊。输送辊16和匹配辊17的数量可以相同或者不同。输送带11可以以任意适合的路径绕过以任意适合的方式布置的输送辊16和匹配辊17。

根据本实用新型的带式输送机100还包括用于牵引游动小车18运动的张紧装置30，下面具体说明。

图2示出了根据本实用新型一实施例的张紧装置。参见图2-4并参考图1，根据本实用新型一实施例的张紧装置30包括可转动的卷筒31、永磁电机41、减速机51和线缆61。线缆61例如可以是钢丝绳，其一端(第一端)611固定到卷筒31，并可卷绕在卷筒31的外部，如图2所示。线缆61的另一端(第二端)612(参见图1)用于连接游动小车18。在一个例子中，线缆61的第一端611可穿过卷筒31的侧壁312，并通过压块313压紧在卷筒侧壁312的外侧，从而固定到卷筒31上。压块313可例如通过螺栓等紧固件固定到卷筒31的侧壁312上。

如图3所示，永磁电机41包括壳体42以及安装在壳体42内的定子43和转子44。定子43固定到壳体41的内壁上，并具有环形构造。转子44被定子43环绕。在一个例子中，定子43上缠绕有线圈，转子44的外周表面安装有永磁体。当永磁电机41工作时，定子43上的线圈通电产生磁场，从而驱动转子44转动。永磁电机41还包括固定到转子44的电机轴45。电机轴45具有彼此相对的第一端451和第二端452，其中所述第一端451延伸到永磁电机的壳体42之外。

卷筒31具有中空的内部空间311。减速机51布置在卷筒31的内部空间311中。减速机51的基座52固定到永磁电机41的壳体42。减速机51的输入部53(参见图4) 与电机轴45的第一端451相连。减速机51的输出部54连接到卷筒31的内壁。这样，可以当永磁电机51运行时，其电机轴45的转动经由减速机51减速后输出给卷筒31，从而驱动卷筒31转动。

根据本实用新型的一个例子，如图4所示，减速机51的输入部53可以包括设置在减速机的基座52处的开口55以及位于开口55内的内花键56。电机轴45的第一端451 被构造为适于伸入开口55内，并且具有适于与内花键56接合的外花键46。在一个例子中，减速机51可以是轮边减速机，其具有相对于其基座52可转动的外壳57，并以该可转动的外壳57作为减速机的输出部54。减速机的外壳57可具有径向向外延伸的外凸缘571，该凸缘571可通过例如螺栓的紧固件与从卷筒31的内壁径向向内延伸的内凸缘32固定连接。然而应当理解，根据本实用新型的减速机的输入部和输出部可以具有其他的形式，例如轴形式的输入部和/或轴形式的输出部。减速机的输入部和输出部可通过任意适合的方式分别连接到永磁电机和卷筒。

本实用新型的张紧装置优化了电机与减速机之间、以及减速器与卷筒之间的连接结构，从而使得本实用新型的张紧装置具有体积小、结构简单、可靠性高的特点。在需要时，可以方便地将永磁电机和/或减速机拆卸下来以进行保养或更换，从而降低了张紧装置的安装及维护成本。

回到图2，根据本实用新型的一个例子，可以分别通过第一支撑件71和第二支撑件72对张紧装置30进行支撑，例如固定支撑到地基上。第一支撑件71例如通过一转动轴承可转动地连接到卷筒31的远离永磁电机41的端部33。在一个具体的例子中，卷筒31的端部33安装有转接盘34。转接盘34封闭卷筒31的内部空间311，并具有轴向向外延伸的突部341。突部341优选地与永磁电机41的电机轴45同轴。突部341 例如通过一转动轴承被可转动支撑于第一支撑件71。第二支撑件72固定连接到永磁电机41的壳体42。在一个具体的例子中，永磁电机41的壳体42具有径向向外延伸的外凸缘，第二支撑件72固定连接到该外凸缘。

根据本实用新型的一个具体实施例，永磁电机41的壳体42包括柱形的主体部分 421、以及分别固定于主体部分421的两端的第一端盖422和第二端盖423。电机轴45 的第一端451和第二端452例如通过转动轴承分别可转动地支撑于第一端盖422和第二端盖423。其中，电机轴的第一端451延伸到第一端盖422之外，以与减速机51相连。卷筒31的靠近永磁电机41的端部36开放。永磁电机41可以部分地容纳在卷筒 31的内部空间311中，从而使得张紧装置30的结构紧凑。有利的是，在永磁电机的壳体42的位于卷筒31之外的区段上布置有散热结构，例如从主体部分421的外壁径向向外延伸的散热片425，从而有利于对永磁电机41进行散热。

图5示出了根据本实用新型另一实施例的张紧装置30’。张紧装置30’与前面描述过的张紧装置30的区别仅在于，张紧装置30’还包括用于对永磁电机41的转子44进行制动的制动器81。张紧装置30’的其余构造与张紧装置30相同。因此，这里重点描述制动器81。

参见图6，根据本实用新型一实施例的制动器81包括：定子82、制动盘83、衔铁 84、偏置元件85、以及电磁元件86。定子82相对于永磁电机41的壳体42固定设置，例如固定连接到壳体42的第二端盖423上。制动盘83例如通过键固定连接到永磁电机 41的电机轴45上，从而可随电机轴45一起转动。衔铁84可移动地设置在制动器定子 82与制动盘83之间。偏置元件85例如是压力弹簧，其被构造成将衔铁84朝向制动盘 83偏置，以限制制动盘83的转动。电磁元件86例如是电磁线圈，其被构造成在通电时产生电磁力以使衔铁84抵抗偏置元件85的偏置力而远离制动盘83，以允许制动盘 83自由转动。偏置元件85和电磁元件86优选地分别设置在制动器定子82与衔铁84 之间。

在一个例子中，如图6所示，电机轴45的第二端453延伸到电机壳体42，具体来说是壳体42的第二端盖423之外。制动器81布置在永磁电机41的外侧，并且制动盘 83固定连接到电机轴45的第二端453。当进行制动时，衔铁84在偏置元件85的偏置力的单独作用下可以进一步将制动盘83压紧到电机的壳体42上，例如压紧到第二端盖 423。

当永磁电机41运行时，对制动器81的电磁元件86通电，使其产生电磁力。衔铁 23受电磁力作用抵抗偏置元件85的偏置力并远离制动盘83，从而允许制动盘83以及与制动盘83联接成一体的电机轴45自由转动。当对电磁元件86断电时，电磁力消失。衔铁84在偏置元件85的偏置力的单独作用下压紧到制动盘83上，从而对制动盘83 以及与制动盘83联接成一体的电机轴45进行制动。

应当理解，根据本实用新型的张紧装置也可以采用其他类型的制动器，例如已知的液压制动器等。然而张紧装置不包括液压机构是有利的，因此其动态响应速度快，能够快速实现输送带上的张力平衡，从而能够有效防止输送带打滑、断裂。

有利的是，根据本实用新型的带式输送机100中设置有用于张紧装置的控制装置 35(参见图1)，永磁电机41和/或制动器81可分别与控制装置35电气连接，从而可利用控制装置35分别对永磁电机41以及制动器81的运行进行控制。这样，可以方便地控制张紧装置的卷筒31的转动速度和转动方向，有利于对输送带11上的张力进行实时调节。

如图7所示，根据本实用新型的一个实施例，张紧装置30的线缆61可经由一滑轮组20与游动小车18相连。线缆61可绕过滑轮组中的每个滑轮。滑轮组20可包括布置在游动小车18上的一组动滑轮21和/或布置在地基G上的一组定滑轮22。在图7所示的例子中，滑轮组20可包括三个动滑轮21和两个定滑轮22。线缆61的第二端612 从动滑轮21开始，依次绕过这三个动滑轮21和两个定滑轮22的每个，然后固定到地基G。以这种方式，游动小车上所受到的线缆61的拉力是线缆61自身拉力的6倍。根据实际需要，可以设置任意适合数量的动滑轮21和/或定滑轮22。甚至，可以仅设置动滑轮21或者仅设置定滑轮22。线缆61可以以任意适合的方式绕过滑轮组中的各个滑轮，例如使得线缆61的第二端612固定到游动小车18上。

可以在线缆61上设置张力传感器615，以检测线缆61上的张力的大小。对于滑轮组20的确定的布置，可以容易地通过线缆61上的张力大小计算得出游动小车18所受到的力。类似地，对于游动辊16和匹配辊17的确定的布置，可以容易地通过游动小车18所受的力计算得出输送带11上的张力大小。通过这种方式，可以方便地得到输送带 11上的实时张力值。由此，在带式输送机100的工作过程中，可以随时监控输送带11 的张力值，并利用张紧装置30调节游动小车18的位置，从而将输送带11上的张力值保持在许可范围内。

应当指出，虽然通过上述实施方式对本实用新型进行了描述，然而本实用新型还可有其它多种实施方式。在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，熟悉本领域的技术人员显然可以对本实用新型做出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应当属于本实用新型所附权利要求及其等效物所保护的范围内。