皮帶運輸機(jī)托輥技術(shù)

1、帶 式 輸 送 機(jī) 托 輥 技 術(shù)托輥是帶式輸送機(jī)中用量最大、出現(xiàn)故障最高的零部件，分布于整機(jī)的全程中，決 定了帶式輸送機(jī)的使用效果。正常情況下，托輥與膠帶之間是滾動摩擦，托輥的磨損應(yīng) 該是很小的。但當(dāng)托輥中軸承被污染，旋轉(zhuǎn)阻力增大，皮帶與托輥就加速磨損。托輥的 制造精度差，新托輥的旋轉(zhuǎn)阻力也很大，造成與膠帶快速磨損。托輥直接與膠帶接觸， 當(dāng)托輥旋轉(zhuǎn)失靈或不能旋轉(zhuǎn)時，托輥與膠帶之間就會由滾動摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)榉钦５陌霛L動 半滑動摩擦，造成帶式輸送機(jī)工作阻力增大、能耗增加、加速膠帶的磨損，甚至還會出 現(xiàn)超載停機(jī)和膠帶撕裂、撕斷現(xiàn)象。托輥的“早期失效”大多是由軸承過早損壞、卡死或不能靈活旋轉(zhuǎn)造成的，可以

2、說 軸承是托輥正常運轉(zhuǎn)的“心臟”。早期帶式輸送機(jī)大量使用204、205系列深溝球軸承，研究認(rèn)為大量軸承損壞是由于軸承選用不合理所致。目前托輥逐漸使用204KA、205KA 等系列大游隙專用深溝球軸承，但托輥仍然大量出現(xiàn)軸承損壞失效的情況。托輥使用工 況屬于低速輕載，理論上軸承使用壽命100000h,但國內(nèi)傳統(tǒng)托輥的軸承使用壽命w 20000h,在粉塵嚴(yán)重的工況條件下，軸承壽命甚至w 5000h。通過對現(xiàn)場出現(xiàn)故障的傳 統(tǒng)托輥進(jìn)行分析，主要存在以下問題：密封效果差（軸承進(jìn)水或粉塵污染）、托輥兩端軸 承位置同軸度超差、托輥軸向竄動大、高速運行中徑向跳動量大、噪聲明顯。圖1為傳統(tǒng)托輥的結(jié)構(gòu)圖，主要由

3、輥筒、軸承座、軸承、迷宮密封件、潤滑脂和軸 等部件組成。傳統(tǒng)托輥采用沖壓軸承座，由于沖壓制造工藝的精度差，軸承座外圓與內(nèi) 孔的同心度、內(nèi)孔與外圓端面的垂直度的精度幾乎無法保證。12345圖1傳統(tǒng)托輥內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖（1筒皮；2冷拔光軸；3軸承；4內(nèi)密封圈；5外密封圈；6擋圈；7沖壓軸承座）傳統(tǒng)托輥的筒皮與軸承座的連接是以薄壁鋼管外圓為基準(zhǔn)， 與軸承座端面對位后焊 接，由于焊接變形因素的影響， 其鋼管兩端軸承座的軸承位同心度很難保證。 托輥軸為 冷拔光軸， 由于冷拔光軸生產(chǎn)中胎具的磨損等因素造成尺寸精度不穩(wěn)定、 時常有超標(biāo)現(xiàn) 象，加上在運輸過程中易造成彎曲， 使得托輥軸的同軸度差， 托輥軸兩端安裝的軸

4、承間 隙得不到保證。綜上所述各種原因造成 傳統(tǒng)托輥制造精度差， 托輥的徑向跳動量大， 直接影響到輸 送帶的運行不平穩(wěn)、 噪音明顯。 為了保護(hù)軸承， 目前國內(nèi)大多數(shù)托輥采用大游隙的深溝 球軸承，優(yōu)點是降低了托輥裝配精度要求， 但缺點是不能承受較大的軸向力， 軸向竄動、 抖動明顯。傳統(tǒng)托輥采用圖 1 所示的內(nèi)密封圈 4、外密封圈 5 組成的迷宮密封， 這種托輥迷宮 密封結(jié)構(gòu)存在的缺陷是 ：由于加工裝配存在誤差，托輥工作過程中會造成旋轉(zhuǎn)環(huán)形齒、 槽內(nèi)的相對間隙分布不均勻， 甚至?xí)a(chǎn)生相互間的磨損， 在間隙大的地方污染物易進(jìn)入 軸承內(nèi)，產(chǎn)生磨料磨損而導(dǎo)致磨損的加劇。 傳統(tǒng)托輥的現(xiàn)場使用中， 托輥在卡死

5、不轉(zhuǎn)之 前，都會有一個托輥軸承發(fā)出叫聲和托輥時轉(zhuǎn)、 時不轉(zhuǎn)的過程， 解剖常發(fā)現(xiàn)軸承內(nèi)灰塵 或雜物擠滿滾道，軸承滾珠與滾道擠死，或軸承滾珠偏向滾道一邊，軸承卡死不轉(zhuǎn)，或 軸承內(nèi)外圈之間已形成滑動摩擦。 另外， 軸承的密封結(jié)構(gòu)中， 迷宮密封結(jié)構(gòu)具有較差的 防水性能 。近年來，帶式輸送機(jī)托輥結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了接觸式唇式密封代替迷宮密封， 唇式密封的 密封條由聚氨酯材料制成， 其防水效果較非接觸式的迷宮密封的防水效果好很多， 但缺 點是由于聚氨酯材料的硬度低， 唇式接觸密封面的摩擦系數(shù)大， 唇式密封的托輥阻力較 迷宮密封大，同時耐磨性不能滿足長壽命托輥要求。帶式輸送機(jī)托輥的使用環(huán)境不可避免存在灰塵、 淋水，

6、且由于帶式輸送機(jī)制造和裝 配精度不高，托輥的使用環(huán)境還存在軸向竄動。 進(jìn)入 20 世紀(jì) 80 年代，我國已從國外引 起帶式輸送機(jī)， 發(fā)展至今帶式運輸機(jī)的速度由低速發(fā)展到高速， 且發(fā)展趨勢是輸送帶的 帶速越來越高，這對托輥的徑向跳動提出了更高要求。因此，目前高速、長壽命的托輥 必須具備的核心技術(shù)為： 1）托輥的防塵、防水密封性能長期有效； 2） 具有較大的軸 向承載能力 ；3）托輥制造精度高 。我公司經(jīng)過研究和反復(fù)試驗， 設(shè)計新型接觸式陶瓷密封結(jié)構(gòu)托輥， （如圖 2 所示）， 成功解決了上述傳統(tǒng)托輥的問題：87653 421 圖2內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖（1壓蓋；2彈簧；3動陶瓷環(huán)；4靜陶瓷環(huán)；5尼龍軸承座；

7、6軸承；7軸；8筒皮）1 托輥的核心是軸承，保護(hù)軸承的辦法是密封結(jié)構(gòu)，托輥的使用效果實際由密封 結(jié)構(gòu)的密封效果所決定，密封結(jié)構(gòu)是托輥的核心技術(shù)。該托輥結(jié)構(gòu)中，采用高硬度氧化 鋁或氮化硅陶瓷作為接觸式密封材料，圖2中陶瓷環(huán)3和陶瓷環(huán)2組成端面密封摩擦副 的靜、動摩擦片，預(yù)壓彈簧6保持靜、動陶瓷密封面穩(wěn)定結(jié)合和磨損補償，這種接觸式 陶瓷密封結(jié)構(gòu)的密封效果嚴(yán)密、使用壽命長。以此組成陶瓷密封結(jié)構(gòu)。靜、動陶瓷密封 面表面拋光處理，并在表面預(yù)留存放固體潤滑劑孔隙， 靜、動陶瓷密封面之間的摩擦系 數(shù)極小，托輥的旋轉(zhuǎn)阻力小。2. 托輥的軸向竄動一直難以克服。由于軸承與托輥軸采用過盈量較小的冷裝，皮 帶機(jī)承載工

8、作時，托輥很容易發(fā)生軸向竄動，尤其是側(cè)向托輥。目前美國等發(fā)達(dá)國家的 高速、長壽命托輥均采用雙列圓錐滾子軸承 （如美國朗艾道公司制造的圓錐滾子軸承托 輥），以此承載托輥運行過程中產(chǎn)生的軸向力，但造成托輥的價格過于昂貴、安裝精度要求高。我公司托輥結(jié)構(gòu)中，軸承采用深溝球軸承，托輥兩端陶瓷端面密封結(jié)構(gòu)中的彈 簧為預(yù)壓緊狀態(tài)，當(dāng)托輥發(fā)生軸向竄動時，預(yù)壓彈簧緩沖軸向力而起到保護(hù)托輥深溝球 軸承的作用，這種軸承、陶瓷密封結(jié)構(gòu)有類似于圓錐滾子軸承的作用， 具有較大的軸向 承載能力。3. 為了減小托輥使用過程中的徑向跳動，就必須提高托輥兩端的同軸度精度。我 公司托輥生產(chǎn)裝配技術(shù)是，以管體外徑為基準(zhǔn)對管體兩端加工

9、， 軸承座過盈壓裝、壓蓋 螺釘連接的生產(chǎn)技術(shù)，減化了生產(chǎn)工藝，避免了焊接變形的誤差，有效保證了托輥兩端 軸承位置的一致性。鑒于冷拔光軸精度不穩(wěn)定和彎曲變形的缺陷，通過車、磨削加工冷 拔光軸兩端，確保托輥軸的同軸度。托輥軸承座為尼龍材料制成，并采用過盈配合的方 法壓入托輥筒皮的兩端，提高了管體兩端軸承的同軸度，又可將本來圓度達(dá)不到要求的 筒皮管體漲圓，托輥的徑向圓跳動大大降低。托輥的運行質(zhì)量的好環(huán)對帶式輸送機(jī)的運行阻力、功率消耗、輸送帶的使用壽命、 維護(hù)工作量及運輸成本都有很大影響。從設(shè)計思想上，我公司托輥完全不同于傳統(tǒng)托輥， 是一種創(chuàng)新的帶式輸送機(jī)托輥。從密封效果上，更加有效地防止有害物質(zhì)的侵入，保證 軸承的工作環(huán)境清潔，確保了托輥與膠帶之間始終處于滾動摩擦狀態(tài)。從托輥結(jié)構(gòu)上， 托輥的零部件為尺寸一致的標(biāo)準(zhǔn)件、 注塑件，采用過盈壓裝和螺釘連接方式，而非傳統(tǒng) 托輥的焊接連接方式，托輥的精度完全可控，大大降低了托輥的徑向跳動，降低了托輥 運行噪音。從現(xiàn)場使用上，完全克服了傳統(tǒng)托輥受力