浅谈胶带运输机新型托辊及托辊组的实际应用

2012-11-16冯兴华岳晓丹

中国新技术新产品 2012年8期

冯兴华胡冰岳晓丹

（北方重工集团有限公司输送设备分公司，辽宁沈阳 110027）

1 概述

在市场竞争异常激烈的今天，国内带式输送机生产厂家众多，如何进一步提高产品质量、降低产品成本，提高产品的竞争力，打开市场、占领市场，使企业立于不败之地，这是当今每个企业都必须认真考虑的问题。

带式输送机的性能参数，与托辊性能有着密切的联系，其运行阻力，运行时的噪声和输送带的振动等都与托辊密切相关。此外，胶带输送机的寿命取决于托辊和胶带的寿命。而胶带的寿命又受制于托辊组的质量。因此，高性能托辊和优化结构的托辊组支架的研制与开发是设计长距离带式输送机的关键之一。下面分别介绍一种新型托辊和一种新结构托辊支架。

2 胶带输送机机托辊改进

国内使用的绝大部分国产托辊及少部分进口托辊普遍存在过早失效问题，使用几千甚至几百小时失效的托辊也屡见不鲜，每年由于托辊过早失效给企业造成极大的浪费。

2.1 传统托辊

传统的托辊轴、管体与轴承座这几部分主要是受疲劳破坏，其失效的几率比较低，但是如果加工工艺不高导致托辊同轴度低，径向跳动大，从这个意义上讲，钢管制作的托辊管体相对容易失效。托辊密封件常用的材料聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯和尼龙等。这些材料耐热性能和导热性能较差，受热后容易发生老化、分解和变质，导致水和灰尘侵入轴承内部，润滑脂失去正常的润滑性能，轴承磨损和温升急剧增加，这些都导致托辊轴承的实际使用寿命大大低于计算的名义寿命。由以上分析可知，传统托辊的过早失效原因是钢托辊本身所固有的。所以如想从根本上提高托辊性能，应该从材料下手。

2.2 新型CP-DMCI型托辊

CP-DMCI(Cotton Short Fiber-Reinforced Phenol Formaldehyde Resin-Dough Molding Compound),即棉短纤维增强酚醛树脂基团状模塑料。该材料具有优良的机械物理性能，其阻燃抗静电性能完全符合原煤炭工业部煤矿井下用非金属(聚合物)制品安全性能检验规范。

CP-DMCI型托辊管体及轴承座由模具一次模压成型，加工精度由模具保证。管体的同轴度偏差比无缝钢管小，重量仅为同规格无缝钢管的50%，成本下降30%。

国家采煤机械质量监督检验中心对样品进行了径向圆跳动、旋转阻力、密封性能和使用寿命等进行测试，其所有性能均优于钢托辊，因此加油广阔的应用前景。

3 胶带输送机机托辊组支架改进

3.1 胶带机的生产和使用在我国已有几十年的历史，是定型产品。部件都有传统结构，几十年如此，已经是固有结构。托辊组支架传统结构采用下图形式。

传统结构

在传统结构中，中辊和边辊在一条直线上，横梁采用角钢结构（大带宽胶带机也有采用钢管结构）。

但是，通过对托辊支架的详细受力分析、计算以及对几种型钢截面力学性能进行认真比对，觉得采用角钢或无缝钢管做支架并不十分合理。同时边辊与中辊在一条直线上也不是很合理，由上图可以看出，传统结构边辊与中辊边缘缝隙较大，如果由于设计、制造及安装等原因造成边辊或中辊凸出，将会很大程度降低胶带的使用寿命。在胶带机运行过程中，如果边辊高出中辊，胶带非工作面上会被划出一条深沟，使胶带提前报废。这种情况并不少见。由于胶带占输送机成本的比例有时高达50%，尤其是长距离胶带机，胶带造价非常高，再加上停产，维修等费用，使输送机用户的损失巨大。

3.2 在这种情况下我们开发设计了品字型托辊组，其结构形式如下图：

新型结构

由上图可以看出，由于边辊和中辊不在同一个垂直面内，不存在中辊与边辊轴头干涉问题，所以在垂直胶带运行方向上中辊与边辊可以非常接近，甚至可以重合，当中辊与边辊重合时，托辊的边缘就接触不到胶带，从而有效避免了托辊边缘划伤胶带事故的发生，提高胶带的使用寿命。同时由于边辊和中辊不在同一个垂直面内，三辊受力趋于均衡，提高了中辊的使用寿命。另外由于优化了托辊组支架的结构，使得托辊组支架重量仅为传统结构的50%左右，从而也节约了成本。

由此可见，无论是使用效果，还是经济效益，品字型托辊组都明显优于传统结构，为我公司创造了可观的经济效益。但是由于品字形托辊组有胶带机运行方向的要求，安装过程中要特别注意，且在可逆运行胶带机中不可以使用。