自制皮带运输机钢托辊耐磨层

佘玉辉

（新疆五鑫铜业有限责任公司阜康831500）

自制皮带运输机钢托辊耐磨层

佘玉辉

（新疆五鑫铜业有限责任公司阜康831500）

托辊作为皮带运输机的重要组成部分，是一种易损件，其使用寿命的长短及故障率的高低直接影响皮带运输机的运转率。本文针对给矿系统皮带运输机钢托辊磨损情况较为严重的现状，进行重新改造，达到提高钢托辊耐磨性的目的，大大降低由于钢托辊磨损对皮带运输机造成的二次损害。

钢托辊耐磨层自制PE高分子塑料管

0 绪论

皮带输送机作为给矿部分的重要组成部分，是较为常用且较为实用的运输设备，具有运行维护成本低、运行稳定的优点；但由于其连续运转性，其起传动及支撑作用的钢托辊的磨损就避免不了，如何在保证设备运转率的同时又能降低钢托辊的维护更换成本，对此我公司进行了专门的技术改造，解决了这一问题。

1 钢托辊磨损情况调查

皮带输送机作为给矿部分的重要组成部分，是较为常用且较为实用的运输设备，具有运行维护成本低，运行稳定的优点。托辊是皮带输送机的输送带及货载的支承装置，托辊随输送带的运行而转动，以减小输送机的运行阻力。托辊用于支撑输送带和输送带上所承载的物料，使输送带稳定的运行。托辊质量的好坏取决皮带输送机的使用效果，特别是输送带的使用寿命。而托辊的维修费用成为皮带输送机运营费用的重要组成部分，因此要求托辊要结构合理，经久耐用，密封可靠，粉尘不能进入轴承，从而使输送机运转阻力小、节省能源、延长使用寿命。但同时由于其连续运转性，其起传动及支撑作用的钢托辊的磨损就避免不了。托辊被认为是带式输送机中的小部件，可是一台输送机的托辊数量很多，托辊质量的好坏，对皮带输送机的运行阻力、输送带的寿命、能量消耗及维修、运行费用等影响很大。技术性能如果不好，对带式输送机运行功率的损耗也最大。托辊出现早期失效后，与胶带之间正常的滚动摩擦，变成了不正常的滑动摩擦，旋转阻力就会数倍的增加，需要更大的驱动功率。托辊质量的好坏直接影响输送机的运行，而且托辊的维修费用成为带式输送机运营费用的重要组成部分，所以要求托辊能经久耐用，提高使用寿命。

新系统投入运行后，其给矿部分共计8条皮带运输机，其托辊组成情况见表1。

表1 新系统托辊组成情况

在工作了近10个月后，经过数据统计，其运转期间更换的托辊数量及规格见表2。

表2 更换的托辊数量及规格

皮带运输机配套的各种托辊共损坏更换375个，其中因钢托辊的钢管磨穿造成的损坏约为150个，占40%以上。托辊钢管管壁磨穿后形成如同刀刃一样锋利的毛刺，极易磨损或割伤皮带运输机的橡胶皮带。例如4月12日，1号运输皮带撕裂8 m；10月19日，5号运输皮带边缘撕裂22 m×0.15 m（长×宽），皆是因为钢托辊管壁经长时间磨损后磨穿形成了毛刺，锋利断裂边缘划伤了橡胶皮带所造成。

2 皮带运输机托辊损坏情况分析

⑴对钢托辊进行解剖，对其结构进行检查，发现钢管托辊管壁厚度仅为3 mm，经过长期使用后，极易造成管壁严重磨损损坏。

⑵对解剖的钢托辊的用料进行成分分析，发现通常钢托辊采用的是低碳钢，而低碳钢耐磨性能相对较差，容易出现裂纹而破裂。

3 皮带运输机托辊改进方案

针对皮带运输机托辊易出现的故障原因，我们从提高托辊耐磨性上着手改进：一是在不增加托辊总重量的前提下增加托辊的管壁厚度；二是选用耐磨性较好的材质进行改良，同时要保证不大幅增加改造成本。经对本公司的材料进行筛选，决定选用输送矿浆的矿浆管。

用于输送矿浆的矿浆管，其材质为PE高分子塑料，因为矿浆输送过程中的磨刷，致使存有相当数量的废旧PE高分子塑料管，PE高分子塑料管外径为110 mm，壁厚为9 mm，重约2.64 kg/m。对钢托辊的改造方案即将白色的PE高分子塑料管废弃料料进行选择下料，然后将下好料的PE高分子塑料管热套在钢管托辊上，这样PE高分子塑料管经过简单的处理后，就可以作为托辊的耐磨层投入到皮带运输机上。用PE高分子塑料管制得的托辊套抗静电、抗燃烧、耐腐蚀、耐磨损、重量轻，制造方法简单可行。

同时PE高分子塑料作为耐磨层进行二次利用，重量轻，旋转惯性小。用这种材料制成的托辊耐磨层，耐腐蚀，在腐蚀性场合可使用，而旋转惯性小，托辊与皮带之间的摩擦小。因此在摩擦系数保证的前提下，对运输橡胶皮带形成有效保护，减少输送带所受的冲击，有效降低损坏的钢托辊对运输橡胶皮带的撕裂损坏，延长皮带使用寿命，从而提高设备运转率。

4 改造效果

⑴改造后，加装耐磨层的钢托辊经过近半年的使用，还没有发生一例因磨损损坏现象；

⑵PE高分子塑料管可以再加热后取出，可以实现多次重复使用；

⑶自使用以来，皮带运输机的橡胶皮带未出现新的撕裂或严重磨损状况，有效延长皮带运输机橡胶皮带的使用寿命。

⑷PE高分子塑料管由于本身材质的原因具有高抗冲击性、高耐磨性、抗腐蚀性、自润滑性、不易结垢、适温性宽、重量轻、安装方便。

⑸将废旧的PE高分子塑料管进行再次利用，在有利于皮带运输机钢托辊修复的前提下，也将会降低车间的设备维修及运行成本。

5 经济效益

以每月平均磨损损坏钢管托辊数量为基准计算直接经济效益。

⑴钢托辊Φ89×1 000，单价158元，钢管托辊Φ89× 350，单价68元。

⑵对比改造前后钢托辊的消耗情况，2 000 t选厂给矿系统每生产1个月，可减少材料成本损失10× 68+5×158=1 470元。

⑶每生产1年可减少托辊成本损失：1 470×12= 17 640元。

6 结论

本文从提高托辊的耐磨性入手，选用废弃的PE高分子塑料管料，一不增加托辊总重量，二增加了托辊的管壁厚度，热套在钢管托辊上，作为托辊的耐磨层投入到皮带运输机上。PE高分子塑料管可以再加热后取出，即可以实现多次重复使用，运行后，有效降低损坏的钢托辊对运输橡胶皮带的撕裂损坏，延长皮带使用寿命，降低了设备维修及运行成本。选用废弃的PE高分子塑料管料，制作钢托辊耐磨层有着实实在在的改进理论原理和具体措施，其充分体现了“最高效率、最低能耗、最优价格”的特点。

[1]输送设备维修问答[M].机械工业出版社，2004.

[2]罗祥林.功能高分子材料[M].北京：化学工业出版社，2010.

[3]成大先.机械设计手册（第五版）[M].北京：化学工业出版社，2004.

[4]魏晋文.煤矿机电设备使用与维修[M].北京:化学工业出版社，2009.

收稿：2014-04-02