改进皮带机托辊结构 提高使用寿命

发布时间：2013-03-13
李晋霞
［晋城无烟煤矿业（集团）有限责任公司机电总厂］
　　摘　要：针对机电总厂所生产的托辊使用寿命低的问题，分析了影响托辊寿命的原因，提出了改进托辊内部结构的机理及技术方案。改进后托辊的使用寿命提高了近5000h，降低了皮带机运行成本，提高了原煤生产效率。
　　关键词：托辊；密封；使用寿命
　　0　引言
　　托辊是带式输送机的重要组成部件，主要肩负着承载输送物料的作用，在皮带机的运输过程中承受70%以上的阻力，是皮带机中用量Z大、更换频率Z高的零部件，因此托辊的使用寿命在整部皮带机中十分重要。
　　1　托辊内部结构
　　机电总厂长期以来生产带式输送机用托辊，其大多为DTⅡ型、TD75型，其内部结构分别见图1、图2。由于井下使用条件恶劣，托辊的使用寿命一般仅可达15000h左右，井下需频繁更换托辊，严重影响着井下煤炭生产，也增加了带式输送机的运行成本，同时也加大了工人的劳动强度，因此如何提高托辊的使用寿命，从而提高带式输送机的使用性能就成为摆在我们面前的一大问题。
　　2　影响托辊使用性能的主要原因
　　对生产的TD75型、DTⅡ型托辊进行分析，影响其寿命的主要原因是托辊的内部结构。
　　2.1 密封效果不好
　　托辊内部采用的密封是轴向非接触迷宫式密封，其特点是在内、外密封件之间形成很小的曲折间隙来实现密封，防尘效果较好，但其防水效果较差，而井下皮带机的生产状况是灰尘大、同时用水除尘，因此托辊所用密封必须具有较好的防尘、防水效果。如果托辊内进水将腐蚀轴承，进灰尘将损坏轴承，Z终影响托辊的使用寿命。
　　2.2 托辊轴同轴度差
　　托辊轴为冷拔光轴，其特点是其表面粗糙度及尺寸精度不经加工就可达到图纸要求，用起来方便、省工省力。但是由于冷拔光轴生产时因胎具的磨损等因素造成尺寸精度不稳定，时常有超标现象，加上在运输过程中易造成弯曲，使托辊轴的同轴度差，托辊轴两端安装的轴承间隙得不到保证，从而托辊旋转阻力增大，影响托辊的使用寿命。
　　2.3 轴承座同轴度差
　　托辊所用轴承座是冲压件，与筒皮配合处不经加工，轴承座直接焊在筒皮上。冲压时轴承座不圆或与筒皮配合处的端面不平等问题均易造成与筒皮焊接后两端轴承座的不同轴，致使轴承游隙减小，旋转阻力增大，转动不灵活。
　　3　托辊内部结构的改进
　　为解决以上存在的问题，提高托辊的使用寿命，在综合分析以上原因的基础上对托辊的结构及加工工艺进行了改进。
　　3.1 托辊密封改进的机理及方案
　　密封的作用是为了防止外界灰尘、水分等侵入轴承。按密封件与其作相对运动的零部件是否接触，可以分为接触式密封和非接触式密封。原托辊采用非接触迷宫式密封，鉴于原托辊密封存在的缺点，重新设计了一种新型密封圈结构形式。
　　这种新型密封结构将接触式密封（件8）与非接触式密封（由件4、5内外密封组成）组合使用。接触式密封用耐油橡胶制成，具有良好的综合力学性能，较高的回弹性及耐磨性，其利用橡胶密封与托辊轴之间的过盈量紧密地结合在一起，从而有效地解决了托辊防水的问题，同时也有阻止灰尘进入的作用；非接触式密封为轴向迷宫式密封，分为内密封和外密封，由内、外密封件之间形成很小的曲折间隙来实现密封。轴向迷宫式密封防尘效果较好，阻力也小，密封可以沿轴线套上去，装拆十分方便，因此，两者有机地结合可使托辊更好地实现防水、防尘的作用。由于接触式密封的密封件与配合件直接接触，在工作中摩擦较大，因而在使用初期托辊转动阻力较只有非接触式密封的托辊旋转阻力大一些。但其密封层多、密封效果好，在使用一段时间以后，托辊会越转越灵活。
　　3.2 提高托辊轴的同轴度
　　鉴于冷拔光轴精度不稳定和在运输等过程中造成的不同轴度无法补偿的缺陷，采用圆钢料加工成阶梯轴代替冷拔光轴，通过加工手段来保证轴两端的同轴度，对轴两端安装轴承处进行磨削加工。
　　3.3 提高轴承座的同轴度
　　为保证两轴承座的同轴度，将轴承座与筒皮配合处的圆周及端面均进行加工，这样便可有效地克服冲压时轴承座不圆或与筒皮配合处的端面不平等问题，从而通过加工手段来保证两轴承座的同轴度。
　　3.4 加工工艺的改进
　　修改轴向挡圈切槽的加工工艺顺序，先组装密封，按标准要求留出轴向窜量；再加工轴向挡圈切槽，从而避免了轴向窜动值过大的问题，有效地保证其轴向窜动值不大于0.7mm。
　　4　结论
　　按上述方案改进后的托辊目前已成功地应用于井下带式输送机上。实践证明，其使用寿命提高了近5000h，有效地降低了皮带机的运行成本，提高了原煤生产效率，改善了皮带机的使用性能，受到了用户的好评。