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改進托輥內部結構提高使用壽命
時間:2010-7-27 20:49:38 訪問量:1699
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關鍵詞：托輥；密封；使用壽命
0 引言
托輥是輸送帶式輸送機的重要組成部件，主要肩負著承載輸送物料的作用，在皮帶機的運輸過程中承受70%以上的阻力，是皮帶機中用量最大、更換頻率最高的零部件，因此托輥的使用壽命在整部皮帶機中十分重要。
1 托輥內部結構
機電總廠長期以來生產帶式輸送機用托輥，其大多為DTⅡ型、TD75 型，其內部結構分別見圖1、圖2。由于井下使用條件惡劣，托輥的使用壽命一般僅可達15 000h 左右，井下需頻繁更換托輥，嚴重影響著井下煤炭生產，也增加了帶式輸送機的運行成本，同時也加大了工人的勞動強度，因此如何提高托輥的使用壽命，從而提高帶式輸送機的使用性能就成為擺在我們面前的一大問題。圖1 DTⅡ型托輥內部結構
2 影響托輥使用性能的主要原因
對生產的TD75 型、DTⅡ型托輥進行分析，影響其壽命的主要原因是托輥的內部結構。
2.1 密封效果不好
托輥內部采用的密封是軸向非接觸迷宮式密封，其特點是在內、外密封件之間形成很小的曲折間隙來實現密封，防塵效果較好，但其防水效果較差，而井下皮帶機的生產狀況是灰塵大、同時用水除塵，因此托輥所用密封必須具有較好的防塵、防水效果。如果托輥內進水將腐蝕軸承，進灰塵將損壞軸承，最終影響托輥的使用壽命。
圖2 TD75 型托輥內部結構
2.2 托輥軸同軸度差
托輥軸為冷拔光軸，其特點是其表面粗糙度及尺寸精度不經加工就可達到圖紙要求，用起來方便、省工省力。但是由于冷拔光軸生產時因胎具的磨損等因素造成尺寸精度不穩定，時常有超標現象，加上在運輸過程中易造成彎曲，使托輥軸的同軸度差，托輥軸兩端安裝的軸承間隙得不到保證，從而托輥旋轉阻力增大，影響托輥的使用壽命。
2.3 軸承座同軸度差
托輥所用軸承座是沖壓件，與筒皮配合處不經加工，軸承座直接焊在筒皮上。沖壓時軸承座不圓或與筒皮配合處的端面不平等問題均易造成與筒皮焊接后兩端軸承座的不同軸，致使軸承游隙減小，旋轉阻力增大，轉動不靈活。
3 托輥內部結構的改進
為解決以上存在的問題，提高托輥的使用壽命，在綜合分析以上原因的基礎上對托輥的結構及加工工藝進行了改進。
3.1 托輥密封改進的機理及方案
密封的作用是為了防止外界灰塵、水分等侵入軸承。按密封件與其作相對運動的零部件是否接觸，可以分為接觸式密封和非接觸式密封。原托輥采用非接觸迷宮式密封，鑒于原托輥密封存在的缺點，重新設計了一種新型密封圈結構形式。圖3 為新型托輥內部結構，這種新型密封結構將接觸式密封（件8）與非接觸式密封（由件4、5 內外密封組成）組合使用。接觸式密封用耐油橡膠制成，具有良好的綜合力學性能，較高的回彈性及耐磨性，其利用橡膠密封與托輥軸之間的過盈量緊密地結合在一起，從而有效地解決了托輥防水的問題，同時也有阻止灰塵進入的作用；非接觸式密封為軸向迷宮式密封，分為內密封和外密封，由內、外密封件之間形成很小的曲折間隙來實現密封。軸向迷宮式密封防塵效果較好，阻力也小，密封可以沿軸線套上去，裝拆十分方便，因此，兩者有機地結合可使托輥更好地實現防水、防塵的作用。由于接觸式密封的密封件與配合件直接接觸，在工作中摩擦較大，因而在使用初期托輥轉動阻力較只有非接觸式密封的托輥旋轉阻力大一些。但其密封層
多、密封效果好，在使用一段時間以后，托輥會越轉越靈活。
3.2 提高托輥軸的同軸度
鑒于冷拔光軸精度不穩定和在運輸等過程中造成的不同軸度無法補償的缺陷，采用圓鋼料加工成階梯軸代替冷拔光軸，通過加工手段來保證軸兩端的同軸度，對軸兩端安裝軸承處進行磨削加工。
1———筒皮；2———擋環；3———軸承；4———外密封；
5———內密封；6———擋蓋；7———軸向擋圈；8———橡膠密封
圖3 新型托輥內部結構
3.3 提高軸承座的同軸度
為保證兩軸承座的同軸度，將軸承座與筒皮配合處的圓周及端面均進行加工，這樣便可有效地克服沖壓時軸承座不圓或與筒皮配合處的端面不平等問題，從而通過加工手段來保證兩軸承座的同軸度。
3.4 加工工藝的改進
修改軸向擋圈切槽的加工工藝順序，先組裝密封，按標準要求留出軸向竄量；再加工軸向擋圈切槽，從而避免了軸向竄動值過大的問題，有效地保證其軸向竄動值不大于0.7mm。
4 結論
按上述方案改進后的托輥目前已成功地應用于井下帶式輸送機上。實踐證明，其使用壽命提高了近5 000h，有效地降低了皮帶機的運行成本，提高了原煤生產效率，改善了皮帶機的使用性能，受到了用戶
的好評。
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