帶式輸送機托輥的設計分析:

托輥是影響輸送機使用效果的關鍵部件之一，約占整機重量的30%～40%，占整機價格的5%～30%。在帶式輸送機中，托輥用于支承輸送帶和貨載，并且保證輸送帶的垂度在設計限定的范圍內(nèi)。在帶式輸送機的設計中，托輥的選擇和選用數(shù)量對于帶式輸送機的正常使用、穩(wěn)定運行、維護費用、功率消耜、整機的價格有重要影響。

目前，用戶在輸送機托輥的設計上普遍存在2個問題：

1、當前市場上可供選擇托輥的種類繁多，性能差異很大，從壽命上看有的托輥運轉(zhuǎn)幾天甚至幾個小就報廢了，而有的可正常運轉(zhuǎn)十幾年，當然其價格差別也比較大，這就給用戶在選擇上帶來不少的困難：

2、如何合理布置托輥，設計恰當?shù)耐休侀g距，以減少托輥的使用數(shù)量，降低整機價格，減少投資、營運及維護費用，以提高經(jīng)濟效益。

我公司針對這此問題，結(jié)合國內(nèi)外以專業(yè)的設計系統(tǒng)，概略論述托輥的影響因素、選擇托輥應考慮的主要問題。以及如何設計出合理實用的托輥，能讓用我們產(chǎn)品的客戶從中得到效益，節(jié)省運行成本，能使我們的產(chǎn)品得到廣泛的應用及推廣。

影響我們托輥正常運行及損壞的因素分析：

當前，隨著整個機械制造業(yè)的發(fā)展，制造工藝水平的不斷提高和托輥的規(guī)模化生產(chǎn)，托輥的加工精度已不是影響托輥使用壽命的主要因素。經(jīng)調(diào)研分析發(fā)現(xiàn)，托輥軸承的使用壽命才是影響托輥壽命的重要因素。

軸承的壽命主要取決于所承載的荷載、軸承的質(zhì)量及潤滑狀況。而在這3個因素中軸承的潤滑狀況是影響軸承使用壽命的主要原因。

托輥一般運行在潮濕多塵的惡劣環(huán)境中，在高速運行的情況下由于內(nèi)摩擦的存在。必然導致熱量的產(chǎn)生，引起軸承密封腔內(nèi)溫度的升高，隨著溫度的升高潤滑脂出現(xiàn)汽化現(xiàn)象。當托輥停止運行后，又隨著溫度的降低軸承密封腔內(nèi)氣壓下降，從而產(chǎn)生吸氣過程。伴隨吸氣過程，大量的粉塵顆粒進入軸承密封腔內(nèi)導致潤滑脂隨汽化現(xiàn)象不斷發(fā)生而逐漸減少到一定程度后，軸承將處于干摩擦狀態(tài)運行，這勢必加劇軸承的磨損，大大縮短托輥的使用壽命。

我們針對托輥的使用壽命進行了理論與實踐的相結(jié)合：

1、我們主要使用的托輥是深溝向心球軸承和圓錐滾子軸承。在工作環(huán)境較為惡劣的環(huán)境下，一般采用圓錐滾子軸承。通常設計中軸承采用大游隙球軸承，在運行過程中干化的潤滑脂始終處在滾動體之間，不能自動排出（特別是水平托輥），從而加快軸承的磨損降低使用壽命。為了克服此不足并增大托輥承載能力，設計中應采用承載能力大的圓錐滾子軸承，在運行過程中干化的潤滑脂可自動排出滾動體。

2、在托輥軸承的選擇上，早期通常采用204、205系列滾動軸承。隨著專用軸承的不斷涌現(xiàn)，現(xiàn)在一般傾向于使用專用軸承，這樣可以大大地提高軸承的整體質(zhì)量。例如：煤科部院上海分院運輸機械研究所研制的204ka205ka 305ka306ka和704ka大游隙專用軸承，經(jīng)測試數(shù)據(jù)表明：即使非常惡劣的條件下運轉(zhuǎn)，專用軸承的實驗室壽命可達到204、205普通軸承的10倍以上，而旋轉(zhuǎn)阻力低一倍以上。這說明了在托輥軸承的選擇上，使用專用軸承，可以大大提高軸承的使用壽命，并Zui終提高托輥的整體質(zhì)量。

3、軸承密封結(jié)構(gòu)和潤滑方式也是影響托輥使用壽命和運轉(zhuǎn)阻力的一個重要因素。若密封不好，軸承就容易失效。在通用機械中軸承的密封結(jié)構(gòu)主要有3種方式：①迷宮式密封，這種密封方式運轉(zhuǎn)阻力小，防塵性能好，但是防水性能差，密封效果稍差，而且，迷宮式密封的托輥在低溫下工作時，其旋轉(zhuǎn)阻力較常溫下成倍增加，低溫地區(qū)使用時一定要注意：②接觸式密封，密封效果較非接觸式好，但是運轉(zhuǎn)阻力偏大:③組合式，這種是結(jié)合前面2種優(yōu)點的一種混合密封方式。從潤滑方式看有2種方式：①一次性注油潤滑，這種方式可以保持軸承處于良好的潤滑狀態(tài)，同時又可以將軸承滾道內(nèi)的污物排除，提高軸承的使用壽命，托輥運行阻力基本維持恒定。

我們在生產(chǎn)的過程中怎么去選擇壽命長、性能、及密封好的托輥：

目前，市場可供選擇的托輥種類繁多，究竟選擇哪種托輥更適合用戶的實際需求，這就需要通過計算分析來加以確定，在此認定性分析的角度進行討論。

1、托輥載荷可分為靜載荷，工程設計中一般使用靜力學和動力學2種計算方法。傳統(tǒng)的設計中比較注重靜特性計算，隨著帶式輸送機動力學分析方法的發(fā)展，工程技術(shù)人員在托輥設計的過程中也越來越注重動特性方面。

2、托輥的靜載荷計算主要考慮傳送物料和輸送帶自重對托輥產(chǎn)生的正向壓力，在膠帶彎曲段還應考慮輸送帶張力的作用，特別是在凹凸弧段。對槽型托輥受力分析主要是載荷在3個托輥上的分配問題，尤其是在凸弧段，目前多數(shù)計算都把中間托輥看作是受力Zui大的，按物料重的70%和輸送帶重的40%計算，但是側(cè)托輥受載后2個軸承的受力不等，同時還有比較大的軸向力。

3、托輥的動載荷是托輥實際選型中必須加以考慮的。托輥動載荷是由多方面的因素產(chǎn)生的，主要有：①托輥輥殼偏心轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的動載荷：②托輥偏心轉(zhuǎn)動與輸送帶相互作用而產(chǎn)生的動載荷：③輸送帶及物料運動中對托輥沖擊產(chǎn)生的動載荷：④輸送帶橫向彎曲掁動拍打托輥產(chǎn)生的動載荷：⑤輸送帶張力變化對過渡段托輥、彎曲托輥產(chǎn)生的動載荷：⑥高速運行的輸送帶通過托輥時物料和輸送帶變形對側(cè)托輥作用力，特別是物料中含有大塊時其沖擊力是Zui大的，目前這方面的研究還很少：⑦轉(zhuǎn)載處托輥受物料下落的沖擊動載荷。正確地計算這些載荷對于選托輥、估算托輥的使用壽命是非常重要的。

托輥的加工工藝：

托輥的加工精度主要指外殼及托輥兩端內(nèi)孔的同心度以及各零件軸向尺寸的加工精度。若同心度太差，會造成滾動軸承咬死、增加阻力，降低使用壽命：若零件的軸向尺寸誤差太大，會形成較大的軸向間隙，同時也會導致軸向竄動，破壞潤滑和密封：若安裝質(zhì)量不好，將發(fā)生跑偏大，咬卡、加劇磨損等等，大大降低托輥使用壽命。

托輥制造工藝對托輥動載荷的影響，主要由托輥制造和裝配工藝特點引起的、作用在托輥軸承上動載的計算問題。產(chǎn)生動載的基本原因是：由于托輥外殼壁厚不等和外殼徑向跳動引起的質(zhì)量不平衡。

要保證托輥的加工和裝配質(zhì)量，關健是找一家具備雄厚的技術(shù)力量和完善的技術(shù)裝備、科學的管理和好良的服務意識的托輥廠家，并且，該生產(chǎn)商能夠為用戶提供完整的技術(shù)服務，從設計計算、托輥選型、經(jīng)濟技術(shù)分析到整機設計這樣才能使我們的生產(chǎn)設備不斷完善和優(yōu)化。機械設備的壽命不斷增長，為我們帶來的經(jīng)濟效益同時也在不斷的增加。維護和正常下的使用比經(jīng)常維修帶來的利益更多。

根據(jù)我廠多年的理論與實踐工作相結(jié)合發(fā)明了超高分子聚乙烯托輥：

超高分子量聚乙烯uhmw-pe托輥是替代普通金屬托輥、鐵托輥的產(chǎn)品，具有質(zhì)量輕、耐磨、耐腐蝕、表面不易粘結(jié)物體、抗沖擊性高、節(jié)約能源消耗、延長帶式輸送機膠帶使用壽命等顯著使用效果，能更好的起到維護和優(yōu)化的狀態(tài).

產(chǎn)品性能：

超高分子量聚乙烯托輥是高耐磨性托輥：

1、在諸多管類材料中，其磨耗指數(shù)Zui小。

2、耐磨性比鋼管及其它塑料管高，提高了托輥的使用壽命。

高耐腐蝕性：

1、分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性極高。

2、本產(chǎn)品無銹蝕，能較好地保持產(chǎn)品原樣，在惡劣條件下仍能保持較高使用壽命。

三.高抗沖擊性該類管材具有能承受較強的反復沖擊、振動的能力。沖擊力強度為尼龍66的10倍，聚氯乙烯的20倍，聚乙烯的4倍。在低溫環(huán)境中，其沖擊強度反而達到更高值。

不易結(jié)垢：

1、有良好的潤滑性和不粘性。

2、托輥表面不易結(jié)垢，減少托輥與膠帶之間摩擦，明顯延長了膠帶的使用壽命。

超高分子量聚乙烯uhmw-pe托輥的優(yōu)點：

1．不粘附和堆積物料超高分子量聚乙烯uhmw-pe具有很好的自潤滑性和不粘結(jié)性，因此在托輥表面不會粘附和堆積物料。

2．運轉(zhuǎn)靈活平穩(wěn)超高分子量聚乙烯uhmw-pe的磨擦系數(shù)大大低于鋼材，因此uhmwpe托輥運轉(zhuǎn)更加靈活平穩(wěn)。

3．使用壽命長超高分子量聚乙烯uhmw-pe的耐磨性是鋼的7倍、尼龍的3倍，超過了所有工程塑料，有“耐磨王”之稱。而且uhmwpe托輥抗沖擊性能好，難以摔壞、碰壞，實際上在做超高分子量聚乙烯材料沖擊韌性試驗時就不能被沖斷。

4．延長皮帶壽命由于uhmwpe托輥具有表面不粘結(jié)性，不生銹，自潤滑性，因此對皮帶有更好的保護性，另一方面也不會產(chǎn)生“咬傷”皮帶的手，即使在托輥萬一不轉(zhuǎn)動時，也不會損傷皮帶，大大延長皮帶的壽命。事實上，超高分子量聚乙烯一直被用作皮帶、鏈條等的保護襯材。

5． 運行成本低，經(jīng)濟效益顯著uhmwpe托輥重量輕（一般僅為同規(guī)格鋼托輥重量的1/3-1/2），重量減輕了50%左右，旋轉(zhuǎn)阻力較小，節(jié)能達到24%，符合國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃；安裝更換很方便，減輕了勞動強度和維護量，并且可節(jié)省電耗約16%。

6．降低運行噪音超高分子量聚乙烯uhmw-pe有很好的沖擊能吸收性和阻尼性，能有效地消除噪音和振動。

7．良好的承載性能和防腐性能通過調(diào)整筒體壁厚（一般7mm以上），支撐結(jié)構(gòu)以及采用鋼塑復合結(jié)構(gòu)等方法，可以使uhmwpe托輥滿足重載運輸要求。目前在國內(nèi)電廠、港口等領域已開始廣泛推廣使用此種產(chǎn)品，效果顯著。在日本很多工業(yè)領域已廣泛使用這種產(chǎn)品。

8．流動阻力小粗糙度是鋼管的1／6，杜絕由于托輥徑向跳動超差而造成的膠帶振動拋灑物料的現(xiàn)象。工作環(huán)境比過去有較大提高。

產(chǎn)品主要用途:該托輥作為普通金屬托輥的更新?lián)Q代產(chǎn)品，廣泛應用在粉塵較大、腐蝕性較強的場所如礦山煤礦、港口碼頭、電廠、鋼廠、水泥廠及焦化廠、堿廠、化肥廠等特殊場合。