热料输送机滚轮结构的改进

杨自成

摘 要：热料输送机工作构件具备耐高温的特点，料槽、滚轮轴用不锈钢1Cr13材料加工而成，1Cr13具备耐高温和低导热性能的特点，调质性能优良。传统滚轮和料槽之间采用JSAVE-A3型隔热材料隔热，滚轮轴承用普通耐高温轴承，用FT-3001型超高温润滑脂润滑。此种结构存在隔热层易脱落、更换配件难及润滑困难等缺陷。通过对隔热套的作用分析及对环境温度对滚轮各部寿命影响的分析，对传统滚轮结构进行改进，采用马蹄块轴座代替长方体实心轴座，无隔热套，同时用T6207免润滑轴承轴承取代普通耐高温轴承。达到了优化性能、简化结构、节约成本的效果。

关键词：滚轮 耐高温 隔热套 润滑 缺陷 环境温 寿命 改进 效果

中图分类号：TD528 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（a）-0077-02

热料输送机用于高温熟料的输送，被广泛应用于矿山、冶炼、水泥等行业，其主要工作构件为料槽、链条、滚轮。滚轮及链条安装在料槽之上，驱动轮齿通过链条使料槽往复运动，这一运动的最终实现是靠滚轮在轨道上滚动完成。目前热料输送机正朝着输送量越来越大、输送温度越来越高的方向发展。这对作为易损件的滚轮就提出了更高的要求。本文以SCR100型热料输送机为例，针对目前已经使用热料输送机滚轮结构所暴露的缺点，从制作工艺、成本、使用方便性等因素出发，对传统热料输送机的结构进行改进，旨在为热料输送机滚轮设计提供参考。

1 传统热料输送机滚轮结构

1.1 结构特点

热料输送机工作构件具备耐高温的特点，料槽、滚轮轴用不锈钢1Cr13材料加工而成，1Cr13具备耐高温和低导热性能的特点，调质性能优良。滚轮材料为45钢，整体调质，表面中频淬火，深度3～5 mm。滚轮结构见图1。传统滚轮结构的最大特点主要表现在以下两个方面：

（1）依靠非金属材料隔热，隔热套用进口耐热树脂、玻纤布、复合强化材料压制而成，以JSAVE-A3型隔热材料为例，其密度为2.1 g/cm3，抗折强度200 N/mm2，抗压强度mm2 ，膨胀系数13/10-6k-1，导热率0.39 W/mk，连续使用温度为250 ℃，最大使用温度300 ℃，吸水率小于0.10%[1]。隔热套能有效防御热传导对高温轴承及滚轮踏面造成影响，降低轴承及滚轮的使用寿命。

（2）使用耐高温轴承（以型号为6207为例），该轴承材料为耐高温轴承钢12Cr2Ni3Mo5[2]，可以长期在500 ℃左右的环境工作，用FT-3001型超高温润滑脂润滑。

1.2 结构弊端

对于输送量较小、温度低于300℃的热料输送机，采用该机构基本可以满足使用要求，但是输送量超过2500 t/d、输送温度达到400 ℃以上时，采用该结构就会出现弊端，主要表现在以下三个方面：

（1）由于输送设备有外壳密封，而且是长时间运转，在此工作环境下，隔热套两端上下切点长时间受交替力矩（如图2所示），导致从切点开始逐层脱落，影响滚轮使用寿命。

（2）轴座由方钢加工而成，为使紧固螺栓可以紧固弹性轴座，轴座和隔热套、隔热套和滚轮轴之间留有很小的间隙，所以在更换配件的时候，要先将隔热套包住滚轮轴，再塞入轴座孔，这种操作尤为不易。

（3）轴承需定时通过加油嘴注入润滑油，该润滑油可以长期耐600 ℃左右的高温，最高可以耐1200 ℃的瞬时高温，但是长时间在高温下工作，润滑脂会因为热膨胀而溢出，干涸或者和灰尘混合会阻塞注油嘴，给加润滑油造成困难。

2 滚轮结构的改进

2.1 改进思路

出现上述问题的原因，主要是因为高强度的非金属隔热材料难求。所以，改进滚轮结构，是唯一可行的方法。为了解物料温度及封闭环境温度对滚轮各部分温度的影响，对现场各部件在有隔热套和无隔热套（将轴座内孔车成直接和滚轮轴配合）的情况下进行测量，数据见表1。

由此可以以得到如下结论：在物料温度一定的情况下，封闭环境温度也是一定的，隔热套有作用但不理想，热量大部分在料斗中向上辐射到封闭环境，料斗底部温度低，热量传导往往受封闭环境温度的制约。虽然滚轮踏面温度在没有隔热套的时候比有隔热套的稍高，然而踏面温度远远低于滚轮回火温度，即便没有隔热套，对滚轮寿命影响不大。

目前，耐高温轴承的技术已经相当成熟，特别是免润滑耐高温轴承，特别适合热料输送机的滚轮。用型号为T6207[3]的耐高温免润滑型轴承可以替代普通耐高温轴承。解决润滑油溢出和不易加润滑油的问题。

2.2 改进后的结构

根据以上改进思路，对滚轮的结构改进如图2的改进，和传统结构相比，改进后的结构把原来的方块加工的轴座改成马蹄块轴座，无隔热套，用T6207免润滑轴承轴承取代普通耐高温轴承。

2.3 改进的意义

实践证明改进后的结构完全可以满足使用要求，和先前的结构相比，改进后的结构具有如下的优势：

（1）结构简单

改进后的滚轮结构没有隔热套，轴座结构更加简单，加工更方便

（2）节约成本

以SCR1000规格的滚轮为例，耐高温轴承T6207和普通耐高温轴承价格相当，但是由于没有高分子合成材料的隔热套，每套滚将节约17元的成本，加上新的滚轮结构采用马蹄块形轴座，相比原来用方钢加工的轴座，材料成本和加工成本可以节省15元/件，所以每套滚轮总计可以节省32元，对于一台长度为100m的热料输送机（滚轮为400套），将可以节省12800元的成本，并且无需润滑，省去润滑油和人工成本。

（3）便于拆装

新的结构拆卸更加容易，拆卸时，只需拆掉紧固螺栓，抽出滚轮轴，安装只需套入滚轮轴，拧紧螺栓即可。

4 结语

热料输送机有着较为广阔的发展前景，对于连续运转的高温输送设备，设备故障导致停机及更换配件会给设备使用厂家造成更大损失，所以在在考虑部件使用寿命的同时，也应该考虑加工成本和使用的便利，希望通过本文给大家一定启示。

参考文献

[1] 陈祥宝.聚合物基复合材料手册[M].北京：化学工业出版社，2004.

[2] 纪贵.钢铁材料手册第7卷[S].北京：中国标准出版社，2010.

[3] 唐永建.高温深沟球轴承[P].中国专利：ZL99252851.8，1999.02.05.endprint

摘 要：热料输送机工作构件具备耐高温的特点，料槽、滚轮轴用不锈钢1Cr13材料加工而成，1Cr13具备耐高温和低导热性能的特点，调质性能优良。传统滚轮和料槽之间采用JSAVE-A3型隔热材料隔热，滚轮轴承用普通耐高温轴承，用FT-3001型超高温润滑脂润滑。此种结构存在隔热层易脱落、更换配件难及润滑困难等缺陷。通过对隔热套的作用分析及对环境温度对滚轮各部寿命影响的分析，对传统滚轮结构进行改进，采用马蹄块轴座代替长方体实心轴座，无隔热套，同时用T6207免润滑轴承轴承取代普通耐高温轴承。达到了优化性能、简化结构、节约成本的效果。

关键词：滚轮 耐高温 隔热套 润滑 缺陷 环境温 寿命 改进 效果

中图分类号：TD528 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（a）-0077-02

热料输送机用于高温熟料的输送，被广泛应用于矿山、冶炼、水泥等行业，其主要工作构件为料槽、链条、滚轮。滚轮及链条安装在料槽之上，驱动轮齿通过链条使料槽往复运动，这一运动的最终实现是靠滚轮在轨道上滚动完成。目前热料输送机正朝着输送量越来越大、输送温度越来越高的方向发展。这对作为易损件的滚轮就提出了更高的要求。本文以SCR100型热料输送机为例，针对目前已经使用热料输送机滚轮结构所暴露的缺点，从制作工艺、成本、使用方便性等因素出发，对传统热料输送机的结构进行改进，旨在为热料输送机滚轮设计提供参考。

1 传统热料输送机滚轮结构

1.1 结构特点

热料输送机工作构件具备耐高温的特点，料槽、滚轮轴用不锈钢1Cr13材料加工而成，1Cr13具备耐高温和低导热性能的特点，调质性能优良。滚轮材料为45钢，整体调质，表面中频淬火，深度3～5 mm。滚轮结构见图1。传统滚轮结构的最大特点主要表现在以下两个方面：

（1）依靠非金属材料隔热，隔热套用进口耐热树脂、玻纤布、复合强化材料压制而成，以JSAVE-A3型隔热材料为例，其密度为2.1 g/cm3，抗折强度200 N/mm2，抗压强度mm2 ，膨胀系数13/10-6k-1，导热率0.39 W/mk，连续使用温度为250 ℃，最大使用温度300 ℃，吸水率小于0.10%[1]。隔热套能有效防御热传导对高温轴承及滚轮踏面造成影响，降低轴承及滚轮的使用寿命。

（2）使用耐高温轴承（以型号为6207为例），该轴承材料为耐高温轴承钢12Cr2Ni3Mo5[2]，可以长期在500 ℃左右的环境工作，用FT-3001型超高温润滑脂润滑。

1.2 结构弊端

对于输送量较小、温度低于300℃的热料输送机，采用该机构基本可以满足使用要求，但是输送量超过2500 t/d、输送温度达到400 ℃以上时，采用该结构就会出现弊端，主要表现在以下三个方面：

（1）由于输送设备有外壳密封，而且是长时间运转，在此工作环境下，隔热套两端上下切点长时间受交替力矩（如图2所示），导致从切点开始逐层脱落，影响滚轮使用寿命。

（2）轴座由方钢加工而成，为使紧固螺栓可以紧固弹性轴座，轴座和隔热套、隔热套和滚轮轴之间留有很小的间隙，所以在更换配件的时候，要先将隔热套包住滚轮轴，再塞入轴座孔，这种操作尤为不易。

（3）轴承需定时通过加油嘴注入润滑油，该润滑油可以长期耐600 ℃左右的高温，最高可以耐1200 ℃的瞬时高温，但是长时间在高温下工作，润滑脂会因为热膨胀而溢出，干涸或者和灰尘混合会阻塞注油嘴，给加润滑油造成困难。

2 滚轮结构的改进

2.1 改进思路

出现上述问题的原因，主要是因为高强度的非金属隔热材料难求。所以，改进滚轮结构，是唯一可行的方法。为了解物料温度及封闭环境温度对滚轮各部分温度的影响，对现场各部件在有隔热套和无隔热套（将轴座内孔车成直接和滚轮轴配合）的情况下进行测量，数据见表1。

由此可以以得到如下结论：在物料温度一定的情况下，封闭环境温度也是一定的，隔热套有作用但不理想，热量大部分在料斗中向上辐射到封闭环境，料斗底部温度低，热量传导往往受封闭环境温度的制约。虽然滚轮踏面温度在没有隔热套的时候比有隔热套的稍高，然而踏面温度远远低于滚轮回火温度，即便没有隔热套，对滚轮寿命影响不大。

目前，耐高温轴承的技术已经相当成熟，特别是免润滑耐高温轴承，特别适合热料输送机的滚轮。用型号为T6207[3]的耐高温免润滑型轴承可以替代普通耐高温轴承。解决润滑油溢出和不易加润滑油的问题。

2.2 改进后的结构

根据以上改进思路，对滚轮的结构改进如图2的改进，和传统结构相比，改进后的结构把原来的方块加工的轴座改成马蹄块轴座，无隔热套，用T6207免润滑轴承轴承取代普通耐高温轴承。

2.3 改进的意义

实践证明改进后的结构完全可以满足使用要求，和先前的结构相比，改进后的结构具有如下的优势：

（1）结构简单

改进后的滚轮结构没有隔热套，轴座结构更加简单，加工更方便

（2）节约成本

以SCR1000规格的滚轮为例，耐高温轴承T6207和普通耐高温轴承价格相当，但是由于没有高分子合成材料的隔热套，每套滚将节约17元的成本，加上新的滚轮结构采用马蹄块形轴座，相比原来用方钢加工的轴座，材料成本和加工成本可以节省15元/件，所以每套滚轮总计可以节省32元，对于一台长度为100m的热料输送机（滚轮为400套），将可以节省12800元的成本，并且无需润滑，省去润滑油和人工成本。

（3）便于拆装

新的结构拆卸更加容易，拆卸时，只需拆掉紧固螺栓，抽出滚轮轴，安装只需套入滚轮轴，拧紧螺栓即可。

4 结语

热料输送机有着较为广阔的发展前景，对于连续运转的高温输送设备，设备故障导致停机及更换配件会给设备使用厂家造成更大损失，所以在在考虑部件使用寿命的同时，也应该考虑加工成本和使用的便利，希望通过本文给大家一定启示。

参考文献

[1] 陈祥宝.聚合物基复合材料手册[M].北京：化学工业出版社，2004.

[2] 纪贵.钢铁材料手册第7卷[S].北京：中国标准出版社，2010.

[3] 唐永建.高温深沟球轴承[P].中国专利：ZL99252851.8，1999.02.05.endprint

摘 要：热料输送机工作构件具备耐高温的特点，料槽、滚轮轴用不锈钢1Cr13材料加工而成，1Cr13具备耐高温和低导热性能的特点，调质性能优良。传统滚轮和料槽之间采用JSAVE-A3型隔热材料隔热，滚轮轴承用普通耐高温轴承，用FT-3001型超高温润滑脂润滑。此种结构存在隔热层易脱落、更换配件难及润滑困难等缺陷。通过对隔热套的作用分析及对环境温度对滚轮各部寿命影响的分析，对传统滚轮结构进行改进，采用马蹄块轴座代替长方体实心轴座，无隔热套，同时用T6207免润滑轴承轴承取代普通耐高温轴承。达到了优化性能、简化结构、节约成本的效果。

关键词：滚轮 耐高温 隔热套 润滑 缺陷 环境温 寿命 改进 效果

中图分类号：TD528 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）02（a）-0077-02

热料输送机用于高温熟料的输送，被广泛应用于矿山、冶炼、水泥等行业，其主要工作构件为料槽、链条、滚轮。滚轮及链条安装在料槽之上，驱动轮齿通过链条使料槽往复运动，这一运动的最终实现是靠滚轮在轨道上滚动完成。目前热料输送机正朝着输送量越来越大、输送温度越来越高的方向发展。这对作为易损件的滚轮就提出了更高的要求。本文以SCR100型热料输送机为例，针对目前已经使用热料输送机滚轮结构所暴露的缺点，从制作工艺、成本、使用方便性等因素出发，对传统热料输送机的结构进行改进，旨在为热料输送机滚轮设计提供参考。

1 传统热料输送机滚轮结构

1.1 结构特点

热料输送机工作构件具备耐高温的特点，料槽、滚轮轴用不锈钢1Cr13材料加工而成，1Cr13具备耐高温和低导热性能的特点，调质性能优良。滚轮材料为45钢，整体调质，表面中频淬火，深度3～5 mm。滚轮结构见图1。传统滚轮结构的最大特点主要表现在以下两个方面：

（1）依靠非金属材料隔热，隔热套用进口耐热树脂、玻纤布、复合强化材料压制而成，以JSAVE-A3型隔热材料为例，其密度为2.1 g/cm3，抗折强度200 N/mm2，抗压强度mm2 ，膨胀系数13/10-6k-1，导热率0.39 W/mk，连续使用温度为250 ℃，最大使用温度300 ℃，吸水率小于0.10%[1]。隔热套能有效防御热传导对高温轴承及滚轮踏面造成影响，降低轴承及滚轮的使用寿命。

（2）使用耐高温轴承（以型号为6207为例），该轴承材料为耐高温轴承钢12Cr2Ni3Mo5[2]，可以长期在500 ℃左右的环境工作，用FT-3001型超高温润滑脂润滑。

1.2 结构弊端

对于输送量较小、温度低于300℃的热料输送机，采用该机构基本可以满足使用要求，但是输送量超过2500 t/d、输送温度达到400 ℃以上时，采用该结构就会出现弊端，主要表现在以下三个方面：

（1）由于输送设备有外壳密封，而且是长时间运转，在此工作环境下，隔热套两端上下切点长时间受交替力矩（如图2所示），导致从切点开始逐层脱落，影响滚轮使用寿命。

（2）轴座由方钢加工而成，为使紧固螺栓可以紧固弹性轴座，轴座和隔热套、隔热套和滚轮轴之间留有很小的间隙，所以在更换配件的时候，要先将隔热套包住滚轮轴，再塞入轴座孔，这种操作尤为不易。

（3）轴承需定时通过加油嘴注入润滑油，该润滑油可以长期耐600 ℃左右的高温，最高可以耐1200 ℃的瞬时高温，但是长时间在高温下工作，润滑脂会因为热膨胀而溢出，干涸或者和灰尘混合会阻塞注油嘴，给加润滑油造成困难。

2 滚轮结构的改进

2.1 改进思路

出现上述问题的原因，主要是因为高强度的非金属隔热材料难求。所以，改进滚轮结构，是唯一可行的方法。为了解物料温度及封闭环境温度对滚轮各部分温度的影响，对现场各部件在有隔热套和无隔热套（将轴座内孔车成直接和滚轮轴配合）的情况下进行测量，数据见表1。

由此可以以得到如下结论：在物料温度一定的情况下，封闭环境温度也是一定的，隔热套有作用但不理想，热量大部分在料斗中向上辐射到封闭环境，料斗底部温度低，热量传导往往受封闭环境温度的制约。虽然滚轮踏面温度在没有隔热套的时候比有隔热套的稍高，然而踏面温度远远低于滚轮回火温度，即便没有隔热套，对滚轮寿命影响不大。

目前，耐高温轴承的技术已经相当成熟，特别是免润滑耐高温轴承，特别适合热料输送机的滚轮。用型号为T6207[3]的耐高温免润滑型轴承可以替代普通耐高温轴承。解决润滑油溢出和不易加润滑油的问题。

2.2 改进后的结构

根据以上改进思路，对滚轮的结构改进如图2的改进，和传统结构相比，改进后的结构把原来的方块加工的轴座改成马蹄块轴座，无隔热套，用T6207免润滑轴承轴承取代普通耐高温轴承。

2.3 改进的意义

实践证明改进后的结构完全可以满足使用要求，和先前的结构相比，改进后的结构具有如下的优势：

（1）结构简单

改进后的滚轮结构没有隔热套，轴座结构更加简单，加工更方便

（2）节约成本

以SCR1000规格的滚轮为例，耐高温轴承T6207和普通耐高温轴承价格相当，但是由于没有高分子合成材料的隔热套，每套滚将节约17元的成本，加上新的滚轮结构采用马蹄块形轴座，相比原来用方钢加工的轴座，材料成本和加工成本可以节省15元/件，所以每套滚轮总计可以节省32元，对于一台长度为100m的热料输送机（滚轮为400套），将可以节省12800元的成本，并且无需润滑，省去润滑油和人工成本。

（3）便于拆装

新的结构拆卸更加容易，拆卸时，只需拆掉紧固螺栓，抽出滚轮轴，安装只需套入滚轮轴，拧紧螺栓即可。

4 结语

热料输送机有着较为广阔的发展前景，对于连续运转的高温输送设备，设备故障导致停机及更换配件会给设备使用厂家造成更大损失，所以在在考虑部件使用寿命的同时，也应该考虑加工成本和使用的便利，希望通过本文给大家一定启示。

参考文献

[1] 陈祥宝.聚合物基复合材料手册[M].北京：化学工业出版社，2004.

[2] 纪贵.钢铁材料手册第7卷[S].北京：中国标准出版社，2010.

[3] 唐永建.高温深沟球轴承[P].中国专利：ZL99252851.8，1999.02.05.endprint