除铁器是一种能产生磁力的设备，它能将处在非磁性物料中的铁磁性杂质清除，以保证输送系统中的机械设备能战场工作。除铁器在矿山、选煤厂、冶金、电厂、陶瓷、水泥、建材、化工、食品加工等行业被大范围的应用。在新兴的垃圾处理工业中，也需要除铁器回收废物中的钢铁。陶瓷工业生产中使用的石灰石、硅石等原料，常含有铁及铁的化合物，使陶瓷产品外表面产生褐色或黑色斑点，降低陶瓷产品的等级。尤其在煤中混有雷管、铁钉等铁杂质，不仅影响安全生产，而且影响出口煤炭的质量和声誉。可见，利用除铁器除铁是很重要的。近年来，由于多种需求，大量新型除铁器被研制、开发出来。

  本次设计的是RCY-65型号的永磁除铁器，主要设计除铁器的传动装置，设计的除铁器具有磁场强，作用深度大，结构符合常理，工作可靠，维护方便等特点。将混杂在物料的铁件吸起并自动清除，能有效房主输送机皮带纵向划裂，保护破碎机、研磨机等机械设施安全工作，提高原料品质。此次设计的主要内容为滚筒、皮带组件、张紧机构、以及减速器的的结构设计与计算，寻求在提高除铁器性能时，发展新工艺的研究。

  除铁器会产生巨大磁场，这是一种特殊磁力设备，普通输送系统中的破碎机、研磨机和别的机械输送物料时常伴随铁磁杂质的存在，同时这种铁屑硬度高，长度长会划裂输送机胶带，为防止意外发生，这种设备应运而生。

  除铁器被大范围的应用于各种场所，煤厂、矿场、水泥厂、甚至饲料加工厂都有他的身影，电厂运输煤炭过程中，除铁器会自动将混入的铁类杂质吸出，大限度的减少铁质对设备的损坏，提高煤炭出口产量。陶瓷工业中所使用的原料多富含铁类矿物，含铁量过高导致烧成的器物呈褐色或黑色斑点，对陶瓷产品颜色危害极大，产品的白度的降低直接影响陶瓷产品的等级。垃圾废品厂等日常熟识的行业中也需要除铁器的使用，为满足市场要求，提高各产能工作效率，研制除铁器的任务刻不容缓。

  除铁器中的磁盒会产生磁场。物料经皮带输送至磁箱下方时，夹杂在物料中的磁性物质受到磁力吸引，粘附在皮带上，铁屑通过抛铁皮带被扔入集铁箱内，完成一系列动作后，铁屑被去除干净。带式永磁除铁器能连续弃铁、有磁场强、运行可靠等优点、故应用较普遍。

  根据不同的磁源，除铁器分为永磁除铁器和电磁除铁器。电磁除铁器的应用原理是电磁反应，励磁线圈在电流作用下产生强磁场，这种强磁将含铁杂质吸出。永磁除铁器是由具有高矫顽力和剩磁的稀土磁性材料组成的磁源，主要是钕铁硼和铁氧体，材料带有的强磁能吸收和去除铁磁杂质。整机功耗为零。

  按卸铁方式，电磁除铁器可分为自动卸铁和人工卸铁2种；因冷却方法不一样又可分为水冷式、油冷式等冷却方式；除此以外还有超导式、振动式。

  由于稀土资源丰富。各种稀土永磁材料在我国加快速度进行发展开来。永磁除铁器按卸铁方式可分为手动和自动卸铁等方式。除此之外，还有旋转滚筒式，管式，通道式等。

  带式永磁除铁器的优点为自动卸铁，使用安全系数高，应用条件不受冷热影响，常适用在1200mm带宽以下，工作环境常存在别的磁场，由于磁屏蔽技术还不够先进,在制造、运输、安装、操作、维修环节常伴随安全危险问题,带式永磁除铁器如图1-1所示。

  1-滚筒2-侧磁极3-磁轭4-箱体5-弃铁皮带6-磁板7-托辊8-左右横梁

  此设备有两种固定方式，分别为悬挂固定式、底部固定式。该设备构造简易，但使用条件有限，输送料厚度尽可能不高于100mm，且此除铁器需要定期人工卸铁，更加费力。

  手动式永磁除铁器较卸铁时需要摇动把手，铁杂质被刮到磁场外部，铁质较大时并不适用。

  此设备的磁系可垂直翻转，卸铁时可将铁磁性物质翻转自然下落，有着独特的凹形形状，可提高脱铁效率，操作简易。

  (1)永磁除铁器由左右横梁、减速器、防转臂、皮带、滚筒等组成，物料经由皮带运输到除铁器底部，物料中的含铁类杂质被强磁吸引，在弃铁皮带连续运行的条件下，杂质被挡条挂入至废铁箱，达到自动除铁的目的。工作时，能将大量0.1-35kg的铁质吸出；

  (3)在工作区域内组成近似矩形的半球状高强度和高梯度的空间磁场，对含铁杂质有着更强的吸力，完善的双磁极结构可以保障工作距离内最大的吸力系数，磁场稳定可靠；

  (8)可以在空间窄小、湿度大及高粉尘条件下工作，型号适用于各型皮带输送机、振动输送机或溜槽。

  永磁除铁器安装的地方多在皮带头部，振动的物料有利于吸出杂质，带速较小时，除铁器尽量安装在滚筒附近。除铁器也可安装在输送带中部上方，大皮带的运动方向与卸铁皮带方向近似90度，托辊安装在除铁器下方。

  为了满足在电力和煤炭上的需求，早在1997年陈建生等学者研制了使线圈散热快，耗电量小，又可减少事故隐患的除铁器，该复合磁系的RCYD悬挂式永磁带式除铁器，不仅能满足恶劣的工作环境，也保证了高速有效的强磁除铁。但是永磁块粘接还维持手工操作，生产效率低，由于磁场存在，其安装运输往往带来不便[2]。中国科学院郭卉摆脱自然水冷方式，采用蒸发冷却的电磁除铁，实验被科学证明了蒸发冷却技术在电磁除铁器上的应用是真实存在的，测试表明能解决电磁除铁器向大容量化发展的难题。为满足出口需求质量[3]。周凯等人在除铁器上设计了一款液压纠偏系统，能够有效预防皮带张紧所带来的断裂问题，实时检测皮带运行时受力作用，不但提高了工作效率也提出了一种先进方法，该装置缺点为工作状态下振动频率不能过高，对物料的质量，以及电动机转矩可能稍有限制[4]。岳小鹤等学者从环保和减少相关成本手段出发设计了一套适用于中小型企业的电磁除铁器控制器，利用PLC控制器检测初始杂质去除情况，使用另一台探测仪完成最后检测，该技术利用通信工程技术，研制了一款自动化可控的电磁除铁器，不仅满足了各大企业先进，快速的生产理念，又指导了新的研究方向，在除铁器方面完成人机交互系统控制，非常引人注目[5]。刘滨等学者利用ANSYS模拟仿真出不同吊高高度下磁强弱的对比图，得到了数值可靠的磁通密度，仿真表明磁扼厚度对磁场有决定性因素，通过仿真软件能有效准确的获得磁通量密度曲线，是一种更为直接的表达，这对以后的设计和发展更重要[6]。

  目前，随着除铁器的广泛应用，皮带宽度增增加到250cm、运输速度已达120m/min、物料厚度增加到55mm、带速已达到342m/min,除铁效率的日益加大，中小企业要满足在95%以上，大型运输行业要求更高，最高要达到99%。因此，除铁器的发展的新趋势可分为下列几个部分。

  (1)自动控制；近年来不少采用可编程逻辑控制器控制，这种操作电子系统又简称PLC，他具有可靠性高，稳定性强、使用快捷并智能等优点。

  (2)研制新型电源；除铁器的电源对出铁性能好坏有重要影响。电源容易控制、节能低耗、易配套成为重点关注。

  (3)大功率除铁器。除铁的好坏评判离不开工作效率，而磁场强度直接影响到吸铁效果，大功率除铁器可大幅度提高除铁速度,更可以让我们研究[7]。

  改善除铁条件，提高除铁效率，减轻除铁费用，尽可能地减少环境污染是我们发展新材料，新工艺的前提，逐步推进产品升级十分重要。

  永磁带式除铁器主要组成部分为机架、磁箱、永磁铁、滚筒、甩铁皮带、电机、减速器等。

  其中要选择或设计：电机的选择、减速器的设计、确定传动方案、设计滚筒、轴的设计、轴承的选择、机架、防转臂、左右横梁等。

  永磁带式除铁器要求驱动机械负载能力平平，在满足运行可靠，不产生过载条件下执行，由于考虑设计防转臂，以减轻扭矩，且自卸式无需频繁启动开关，所以不需要容量大的同步电动机，在工作场所，偶尔会有爆炸危险性，但防护等级不高，不考虑防爆结构电动机，在冷却时，采用机壳表面冷却即可，初步考虑用机械常规的异步电动机。

  RCY-65永磁带式除铁器选择Y系列电动机。Y系列电动机为一般用途全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，它能有效抵挡灰尘进入、防止铁屑和其他杂物崩入到电动机，其特性为：B级绝缘，工作环境和温度不高于40℃，标称电压380V，频率50Hz。它具有振动频率低、噪音少、维护简易、安装便捷等优点。电机的规格和尺寸符合国家标准[8-11]。

  已知皮带宽度=650mm，现确定磁箱的宽度b=550m，长度=750m，现假设所吸物体的厚度为=30mm。

  所吸物体为铁磁性物质，铁的密度=7.9×kg/m3，所吸物体之间有间隙，所以所吸物体的密度小于铁的密度。

  查新版《机械设计手册》表6.3-4，确定电动机上键的长度为40mm，厚度为7mm,宽度为8mm。

  3)小齿轮材料为45钢，硬度为240HBS，调质处理，大齿轮的材料为45钢，硬度为200HBS，正火处理；

  减速器可按照传动类型和传动布置以及传动等级分类，此次设计采用圆锥齿轮减速器。

  RCY-65型永磁除铁器的甩铁皮带为650mm，机架的宽度大约在1000mm左右，尺寸较小，重量较低，为了使除铁器结构紧密相连，减轻负重，所以要选一个体积小和重量轻的减速器。查文献选择KAF47齿轮减速机减速器作为除铁器的减速器，KAF47齿轮减速机减速机具有以下特点：

  1.该电机能在不同恶劣环境下工作，密封性能好，外部涂层可减少电机腐蚀，能长时间工作。

  2.该电机能搭配很多类型减速器，保证启动开关不发生疲劳损坏，安装精度高，能在不同位置传动。

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