前倾前置槽型托辊组

齐伟明 刘伟

摘 要：本托辊组是一种带式输送机用部件，是一种前置与前倾槽型托辊融合产品，是根据“品字型”托辊设计出来的。与现有结构相比，边支柱顶端的所装的卡板能够将托辊的辊轴进行限制，输送机在高带速运行的过程中，托辊轴得到了限制，不会被甩出，因此不会出现掉辊现象。本托辊组能有效的防止普通槽型托辊组相邻两支辊子间隙部分划伤胶带的现象。

关键词：槽型托辊组；前倾前置

中图分类号：TH222 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）24-0100-02

1 使用领域

本托辊组可应用于港口、钢铁、煤炭、粮食、水泥、矿山、等输送机应用的领域。

对于带式输送机，托辊组是关键部件，随着输送机向高带速、大带宽发展的今天托辊组出现以下问题：①普通的托辊组很难适用，尤其是两支辊子间的间隙很容易划伤输送带。②标准托辊组边支柱的强度不够时，很容易产生托辊支架变形，导致辊子脱落，俗称“掉蛋”。③标准的托辊组横梁材料利用不合理，边支柱刚度不足，横梁材料相对较大。

2 前倾前置槽型托辊组特点

前倾前置槽型托辊组开发背景技术所述问题，而且能适用于高带速、大带宽输送机。

本托辊组采用的技术方案为：

①把普通托辊组的边支柱由冲压槽型钢板改为冲压平钢板，如图1中的序号2所示。不采用原有的U型槽的边支柱，省去了冲压U型槽的过程，该设计能降低冲压难度，减轻重量，使边支柱的生产效率大幅提升，也使得涂装过程相对简单。

②把托辊组的下横梁由一般托辊组的角钢换为钢管，如图1中的序号1所示。钢管的受力性能要比原有的角钢受力强度高，经过后续的有限元分析，在同等的强度要求下，这种钢管结构的横梁变形、位移均比原有的角钢横梁要小，证明这种材料的代用会使托辊组大幅度的降低了重量。通过这两项的优化，从外观及强度上使得该种结构横梁更加美观，受力简单。

③在边支柱的端部增加卡板，防止边辊脱落现象的发生，如图1中的序号3所示。分析托辊脱落现象的原理发现，首先中间辊不会脱落，其次边辊的下部为中支柱，强度相对较大，也不会产生脱落现象。分析结果为边支柱较长产生弹性变形由于物料的冲击可能使边辊与边支柱处产生脱落。所以直接采取了增加卡板的做法。同时在边支柱与钢管横梁间增加了斜支撑的钢板如图1中所示，以提高边支柱的刚性。

④将“品字”型托辊的中间平辊前置的融合进来。这个设计是把中间的托辊水平移除原来的位置，移动距离应该大于辊子直径，让三支辊子的轴线不在同一平面内，然后将两个边辊向中间移动一段距离，使相邻两支辊子间产生一段小的重叠区域。这样改进后使输送带不能与辊子边缘接触，消除了划伤胶带的情况。

⑤前倾的设计，是吧普通前倾托辊的做法移植进来，从而使边辊产生前倾效果，使该型号托辊组可以用于布置前倾托辊的带式输送机，从而产生一定的调偏作用。

[ 图1 本托辊组技术方案图][1为横梁 2为边支柱 3为卡板 4为中支柱

]

3 前倾前置槽型托辊组的有限元分析

3.1 受力模型的建立

选取B=1 800 mm，35 °槽型托辊组，辊子直径φ194，轴承型号4G308，由于只对前倾前置槽型托辊组横梁进行分析，对辊子只按外形尺寸建立模型做为横梁的荷载施加点，材料按Q235A选取，绘图软件采用Auto Desk Inventor。

3.2 施加受力及约束

首先对托辊组的安装面施加固定约束，根据托辊组选型手册的承载力对托辊组施加受力，此处施加受力时边辊的受力比中间辊要小，通常为中间辊受力的50%，根据此比例对受力进行分解，然后施加于每支辊子上。

3.3 受力模型的单元网格的划分

对上述操作后的模型进行的单元网格的划分，具体网格划分情况如图2所示。

3.3 有限元分析结果

通过Auto Desk Inventor的内置有限元分析模块对模型进行分析，计算结果如图3、图4、图5所示。

上述结果表明此托辊组横梁的等效应力、位移及安全系数等都满足要求，同样的方法对传统的托辊横梁进行计算，对比两种托辊组的计算结果，新的前倾前置槽型托辊组位移比传统托辊横梁要小，安全系数比比传统托辊横梁要高。通过上述计算与类比，新的前倾前置槽型托辊组能满足实际的带式输送机的运行要求。在实际的应用中可根据实际的带式输送机受力通过有限元计算对材料的大小进行跟精确的计算，从而进一步减少制作成本。

上述改进均经过有限元计算，能确保托辊组的承载能力不低于同规格的普通托辊组。

4 前倾前置槽型托辊组的应用

该种托辊组应经在山西、神东、准格尔等地的煤矿及洗煤厂的带式输送机中得到了广泛应用，取得了较好的使用效果。起到了减少胶带划伤，单根横梁的重量一般能减少15%，从而降低了带式输送机成本。前倾前置槽型托辊组经过计算及参数化设计目前已经形成了系列产品，从而使该种托辊组能向更广泛的应用推广，该托辊组目前正在向水泥、港口、钢铁等行业推广。相信不久的将来带式输送机行业会大范围的使用这种托辊组。

5 结 语

该托辊组对托辊组的支架进行了优化设计即取得了较好的使用效果，又能有效的降低制造成本。该托辊组设计获得了国家实用新型专利。

参考文献：

[1] 张尊敬.DTII（A）带式输送机设计手册[M].北京：冶金工业出版社，2003.