传动外置式电动滚筒
摘 要：针对皮带输送机配套的传统内置式电动滚筒故障率高、检查检修困难、故障频繁而影响生产等问题，参考同类设备的结构和原理，研制了一种传动零部件全部外置的电动滚筒，采用与电机的减速器，通过传动连接盘驱动滚筒转动。其结构简单，拆装快捷。经过一年多的使用证明，外置式电动滚筒运行可靠，工作高效稳定，检查维护方便，在正常使用和保养条件下，故障率几乎为零。
1 传统电动滚筒存在的主要问题
在煤矿井下、地面运输系统中，输送量小、运距短的皮带输送机多使用电动滚筒驱动。传统电动滚筒，其传动装置为内置，零部件装设在密封的筒体内，电机依靠润滑油散热，工作温度相对较高，故障率高，正常的检查维护却较困难，只要有一点轻微故障，就必须全部拆卸解体，给煤矿生产、运输系统的运行带来严重影响。为了解决这一问题，研制了一种传动装置全部外置的
电动滚筒。
2 传动外置式滚筒的结构
传动外置式电动滚筒由电机、减速器、传动法兰及滚筒等组成，其结构见图 1。
(1) 滚筒：采用滚筒与轴相对旋转运动的形式，轴 11 固定在支座 15 与减速器传动法兰 3 上，通过滚动轴承 8 与滚筒 4 定位，使滚筒以轴为中心转动。滚筒的功率及线速度可根据配套皮带机的输送量和负载计算确定。
(2) 滚筒 4 与减速器 2 的传动连接：减速器输出轴 20 上装配一个传动法兰 3，与滚筒轴承座9，轮毂 6 通过螺丝 7 刚性紧固在一条轴线上，使减速器输出的扭矩驱动滚筒旋转。
(3) 减速器：选用 K77 斜齿螺旋伞齿轮垂直传动减速器，输出功率按皮带机所需功率选择。减速器与电机为直连传动，外壳三面都有相同尺寸的固定螺栓孔，占用空间小，适应各种方位的装配固定，结构较为简单。它的减速比范围大，容易选择合理的减速比。
(4) 支座：滚筒轴的左端，装配一个支座，以实现与减速器端的中心高度一致，支座 15、机头架 17 的固定孔尺寸与减速器、机头架固定尺寸相同，保证安装时通用互换。
3 传动原理
电机的额定转速，经减速器两级齿轮减速后，使输出轴得到设计转速。
减速器的输出轴 20，通过平键 19 将扭矩传递给传动法兰 3，传动法兰通过螺丝 7 与滚筒轮毂 6 连接紧固，驱动滚筒 4 转动，在两者间设计一个定位台阶，保证连接的同心度和支撑强度。
滚筒轴 11 不参与旋转运动，轴的两端分别固定在左侧支座 15 和右侧减速器传动法兰 3 上，支撑滚筒 4 绕轴 11 的中心线 12 作旋转运动。
4 设计特点
(1) 在设计时将相关部件按机械结构分隔成两个模块化组件，方便安装和检修，其可分解为 滚筒与轴模块，电机与减速器模块等，当其中某个零件损坏时，只需拆卸所在模块即可检修更换，方便省时。
(2) 零部件全部外置，使检查更加直观和方便。电机和减速器在常温下运行，可有效避免易高温损坏的弊端，平时的检查、维护保养都可在不拆解零件的前提下进行，使设备在良好的状态下运行。
(3) 结构紧凑，占用空间小。
(4) 连接可靠，传动平稳。
5 注意的事项
(1) 传动法兰在装配时必须使法兰 3 的定位台阶完全装入滚筒轴承座 9 内，两个接合平面紧密结合，保证传动法兰 3 与滚筒的同心度和传递扭矩平稳。其装配结构见图 2。
(2) 传动法兰与滚筒连接紧固螺丝必须使用8.8 级高强度螺丝，紧固力矩不小于 250 N·m，保证传动的可靠性。
(3) 左侧支座的中心高与减速器中心高必须相等，误差过大时，应在轴座下平面垫入适当厚度的铜皮调整，必须保证滚筒中心线的水平。
(4) 减速器底座平面与安装位置接合面不平行时，不得用强行紧固螺丝的方法处理，必须采取机加工或其它能够保证平行精度的工艺解决。
(5) 当滚筒轴承出现磨损、点蚀等问题时，要及时更换，避免因轴承间隙过大或损坏造成减速器输出轴弯曲、断裂等故障。
6 应用效果
以 5.5 kW 电动滚筒为例，购买一台内置式电动滚筒需 8000～10000 元；外置式电动滚筒购买电机、减速器需 5000 元左右，在有条件的厂矿，其余的滚筒、轴、轴承座和传动盘等零件都可自己加工制造，将加工费和人工费综合计算，一台外置式滚筒综合价格不会超过 8000 元。
该传动外置滚筒运行安全可靠、工艺独特新颖。传动零部件完全置于滚筒外面，在自然环境下工作，电机、减速器及轴承温升明显低于内置式电动滚筒，且检查、维护等极为方便，使设备在良好的环境下运行，除正常机械磨损外，故障一般为零。
传统电动滚筒与外置式滚筒综合性能对比见表 1。
7 结语
实践表明，外置式滚筒无论是正常运行时间，还是故障率都明显优于传统电动滚筒。传动外置设计，提高了滚筒的整体性能和运行可靠性，从而降低了故障率，工作效率显著提高，保了生产、运输系统的正常运行，技术经济效益显著。因此在有条件的地方，值得推广使用。
