VDG(范德格拉夫)滚筒电机是为包括食品加工在内的各种行业的皮带输送机提供动力。1985年，VDG总裁Alexander Kanaris在加拿大布兰普顿建立了滚筒电机制造工厂。2009年，一个扩大的制造工厂在密歇根州开业。如今，在美国和加拿大，超过20万平方英尺的生产空间采用自动化机器人生产设备来生产滚筒电机。VDG滚筒电机中使用的所有部件都是内部制造的，使用美国材料和劳动力。
在食品生产中，实施卫生过程以对抗细菌已变得越来越具有挑战性。VDG卫生系列SSV滚筒电机采用全316不锈钢结构和IP69K密封，可以承受高达3,000 psi的冲洗压力。与传统的外露输送机驱动器相比，封闭式滚筒电机设计没有外部移动部件，消除了细菌滋生的区域，减少了冲洗时间和用水量，同时提高了卫生、效率和工人安全。它还消除了对传统输送机驱动器的外部部件所需的维护，如电机、减速器、链轮和链条。
Kanaris已经成为北美滚筒电机技术的领先专家之一，并与ProFood World分享他的专业知识。
PFW:滚筒电机技术最重要的优点和功能是什么?
Kanaris:鼓式电机带传动设计在20世纪50年代初进入输送机传动行业，作为带式输送机应用的独特传动。卷筒电机皮带传动设计与传统的输送机传动不同，卷筒电机有所有的传动部件——电动机、减速器、轴承——都安装在卷筒内部。没有外露的传动部件，也没有其他传动部件在输送机框架外旋转，它呈现出独特的皮带传动设计。滚筒电机还最大限度地提高了空间利用率和工人的安全，因为传统上安装在输送机框架外的部件，如外部电动机、减速器、轴承、链条和链条保护都是不需要的。这些组件可能会对需要在传统输送机驱动器附近工作的工作人员造成危险，并使输送线容易受到细菌污染。
大多数标准的传统输送机驱动器使用直接安装在传动轴上的90度减速器或使用链轮和链条来驱动头部输送机驱动滚筒。使用90度减速器，特别是蜗轮减速器，阻碍了传动效率，造成机械损失。
PFW:滚筒电机技术如何提高车间效率和卫生?
Kanaris:由于其独立的设计，VDG滚筒电机是空间优化，为输送系统提供了更多的地面或头顶空间，并提高了安全性，因为没有可能造成危险的外部驱动组件。此外，VDG卫生系列SSV滚筒电机允许皮带轮廓直接加工到316不锈钢滚筒上，消除了塑料链轮的需要，可能导致异物污染，并去除容易滋生细菌的区域。这种无链轮SSV滚筒电机是一种独特的和有吸引力的替代食品加工应用的传统驱动器，消除间隙和缝隙，食品副产品可以积累，增加卫生，并减少冲洗所需的时间和水。
滚筒电机在空间上和机械上都比传统的输送机驱动器更有效。与大多数传统传动的90度布局相比，在滚筒电机中，电动机与减速器直连，从而提高20%至40%的机械效率，这取决于与之相比的减速器的类型。这可以降低能耗，而不会牺牲扭矩或性能。卷筒电机的流线型设计也消除了对链条和链轮的需求，促进了工作场所的安全，并且比传统的输送机驱动器占用的空间要小得多，传统的输送机驱动器需要将所有旋转驱动卷筒的组件安装在外部。最后，将滚筒电机安装到输送机框架所需的时间明显少于安装外部输送机驱动器所需的时间。
PWF:鼓式电机如何保养?
Kanaris:所有VDG滚筒电机的设计可连续运行80,000小时，然后才需要定期维护，大大减少了工厂必须考虑的维护相关停机时间。换油是唯一需要维护的。
PFW:请详细描述滚筒电机的设计。
Kanaris:滚筒电机是一个圆柱体，两侧各有两个方形轴，在滚筒电机的一侧突出一个电气连接盒，用于安装电气连接。轴为方形，不旋转。它们被固定并安装在输送机框架上，消除了枕块轴承的需要。电机，被安置在气缸(驱动鼓)是一个交流鼠笼设计电机。定子不旋转，因此，不需要旋转电刷或滑环向定子绕组输送电力。
转子轴是驱动两级或三级减速器的输入小齿轮。减速器的最后一级是驱动用螺栓直接连接到端法兰上的齿轮环，端法兰直接用螺栓连接到旋转驱动滚筒上。所有内部部件，电机，齿轮和轴承都在油浴中工作。滚筒电机是密封的，三分之一充满油。滚筒电机内部的油用作润滑剂，也提供冷却。卷筒电机运行时，油将电动机和减速器产生的热量传递给转动的卷筒，并散发到输送带。随着转鼓电机内部温度的升高，内部压力可上升至1atm(大气压)或14.6 psi。由于存在内部压力，滚筒电机必须进行密封，防止漏油。
PFW:滚筒电机带速、马力(hp)、滚筒直径的范围是多少?
Kanaris:根据制造商的不同，滚筒电机有不同的滚筒直径、皮带速度和马力。滚筒电机的直径由所需的马力和皮带速度决定。由于所有的机械和电气部件必须安装在气缸内，滚筒电机的额定值受到几何上的限制。为了达到所需的皮带速度，滚筒电机提供了一个固定的齿轮比范围。当需要不同的带速时，可以通过改变减速器的传动比或使用变频器来完成。SSV卫生滚筒电机的直径从3.1到8.5英寸。，马力范围为0.25至7.5马力。所有VDG滚筒电机设计的总范围从3.1到42英寸。直径，HP范围从0.25到500 HP。
SSV卫生系列滚筒电机是专为卫生食品生产和安装在主要的蔬菜加工设施。图片由VDG提供。
PFW:北美滚筒电机的使用历史是怎样的?
Kanaris滚筒电机约占北美输送机驱动应用的7%。考虑到他们提供的所有好处，我们有理由问为什么他们的市场渗透率很低。当滚筒电机首次出现在市场上时，带速、马力、滚筒直径和滚筒长度的整体选择非常有限，带速的选择是更大的问题。由于这些原因，大多数传送带驱动器使用链条和链轮的动力头辊是更受欢迎的。
改变传动带在传统驱动器速度可以通过简单地改变驱动链轮，导致不同的传动比。改变滚筒电机的带速需要将滚筒电机从输送机机架上拆下，改变齿轮减速器的传动比。随着变频逆变器的引入，这个问题已经在很大程度上消除了。
用变频器调节带速对滚筒电机的市场渗透率有相对较小的增加。市场研究表明，输送机制造商和最终用户只有在有空间限制时才采用滚筒电机。市场反馈也显示出漏油、过早轴承、齿轮和电机故障等问题。为了提高滚筒电机的市场份额，必须解决这些问题。
PFW:VDG如何改变了滚筒电机的设计实践?
Kanaris大多数滚筒电机制造商生产滚筒电机作为他们制造或供应的其他工业产品的副业。再加上市场渗透率较低，这些公司几乎没有动力将资金和资源投入到研发中，以改进设计，从而提高市场份额。
2010年，VDG开始了为期两年的测试和分析研究，结果显示散热不足是影响整体产品可靠性的主要问题。电动机设计的基本原则是冷却方法。大多数用于输送机驱动的电动机都是风扇冷却的，这是一种非常有效的方法，尽管由于空气中的细菌运动而不适用于卫生应用。
由于滚筒电机的所有驱动部件都安装在内部，因此风扇冷却是不可能的。相反，滚筒电机使用油将电动机的热量传递到滚筒壳体，并将其散发到传送带。
通过油浸冷却滚筒电机不如风扇冷却标准输送机电机有效。操作条件会对从电机到皮带的热传递产生负面影响。例如，如果应用程序要求滚筒电机有用于皮带牵引的橡胶垫片，橡胶垫片将阻止热量从滚筒电机流出。卫生和食品加工应用的不锈钢滚筒电机对温度升高特别敏感，因为不锈钢传热性能差。没有充分的散热，油温上升，油粘度下降，可能不能提供充分的润滑，导致机械部件过早失效。此外，油温升高使内部压力增大，会影响滚筒电机的密封系统。这就产生了石油泄漏的可能性。2012年，作为这项研究的结果，VDG开发了新一代滚筒电机的设计。
在滚筒电机中，电动机与减速器直连，从而提高20%至40%的机械效率。该设计还消除了对链条和链轮的需求，促进了工作场所的安全，比传统的输送机驱动器占用更少的空间。图片由VDG提供。
PFW:滚筒电机技术如何帮助食品和饮料制造商提高可持续性?
Kanaris:在过去，由于带式输送机工程师过度设计，在电机马力的选择上过于自由，上述所有问题主要是给最终用户带来不便，但在当时并没有造成重大损害。通常情况下，驱动器的指定马力是驱动带式输送机所需马力的两倍或更多。由于这种过度设计，输送机驱动器，包括滚筒电机，不能承受连续的满载条件。
今天，节能比以往任何时候都重要。输送机设备需要运行更长的时间，满负荷，并接近额定驱动性能。在机电设备中，如滚筒电机，有两个热源:电动机和齿轮箱。减速器约占发热量的15%，而大部分热量是由电动机产生的。电动机也有两个发热来源:定子绕组的电流密度和叠层铁芯的磁密度。通过增加这些密度，电动机产生的温度将增加，通过降低密度，温度将降低。然而，降低电机中的电流和磁密度以达到较低的温度也会减少电机将产生的工作量，从而导致转矩和马力的降低。因此，计算电动机绕组的标准方法不再有效，不能用于设计卷筒电机应用的电动机。
我前面提到的研究导致了一种新的电机设计，产生更少的热量在滚筒电机。这种新设计包括使用一种新的方法计算电动机绕组，结合不同的层压尺寸和不同冶金成分的材料，它大大降低了滚筒电机的温度。今天的新型滚筒电机设计为带式输送机提供了无与伦比的动力选择。VDG对研发和内部设计的持续投资导致了一种创新的滚筒电机，满足卫生食品加工厂的所有关键需求，同时有助于更有效地利用能源，水和空间。同时，我们开发了一种新的智能滚筒电机设计，能够与中央工厂控制或其他工厂设备进行数据反馈，以提高生产效率。
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