皮带机的托辊密封结构分析

彭兆辉　吴桐

摘 要：伴随着我国输送设备在工业生产中应用的进一步扩大，皮带机的生产制造质量能够在很大程度上决定工业生产的连续性以及稳定性。因此我国的皮带机设计以及制作的过程要非常的谨慎。在皮带机设计过程中，驱动装置以及滚筒装置的设计常常被重视，由于皮带机设备中的托辊属于标准件，就导致了在设计选型过程中没有给予足够的重视。但是在皮带机设备中，占有比例最多的部件就是托辊装置。因此我们在皮带机设计选型的过程中要针对托辊进行认真的选择以及设计。本文主要针对皮带机设备的托辊密封结构进行详细的分析以及阐述，希望通过本文的阐述以及分析能够有效地提升我国皮带机设备中的托辊密封结构的改进以及发展创新，同时也为我国的皮带机设备进一步的发展以及创新贡献一份力量。

关键词：皮带机设备；托辊密封机构；设计；分析

中图分类号：TD528 文献标识码：A

目前在我国的工业生产过程中，皮带机设备的应用场所还是较为普遍的。例如在煤矿行业，水泥行业以及冶金行业等等。在皮带机设备的运行过程中我们要对每一个部件给予足够的重视，这样才能保障皮带机设备的运行稳定以及安全。在皮带机设备中，数量众多的托辊，在很大程度上决定了皮带机的运行状况。皮带机设备的托辊在结构上较为单一，轴承座，轴承，密封件以及辊筒等部件组成了皮带机设备的托辊装置。在皮带机设备运行过程中，由于托辊问题造成的设备运转问题还是较为常见。这主要体现在了托辊在运行中的磨损较为严重，在运行过程中更加容易造成腐蚀。由于托辊属于易损件，因此使用周期比皮带机的其他部件较短。上述的问题主要还是由于托辊的使用环境造成的。我国的皮带机在使用过程中周边环境大多数是非常恶劣的，同时由于托辊在自身结构上也有一定的问题，这样就直接导致了托辊的结构需要进行针对性的改进处理，本文主要阐述托辊结构中的密封结构的改进处理。

1.简要叙述皮带机设备中托辊的主要失效原理

1.1 在托辊中加入变质润滑脂会导致托辊的失效

矿用带式输送机的工作环境一般都伴有大量的粉尘，如果长时间在这种环境中工作，润滑脂中就会掺入粉尘，这样润滑脂就不能平稳的发挥它的作用，效果变差。如果轴承一直在比较干的情况下进行摩擦，那么轴承就会出现比较频繁的磨损，使用周期变短。

1.2 托辊中的润滑脂由于时间原因导致的流失也会造成托辊的失效

这一现象是因为托辊轴承的“呼吸”行为。“呼吸”指的是高速运转的托辊，因为摩擦的原因，产生了大量的热量，热量导致润滑脂的挥发汽化，这样密封腔内的压力就变大了，此时密封腔中的其他气体就会被向外排挤，这就是“呼气”动作。托辊停止工作后，温度就会回落，密封腔内的压力也变低了，这时被排出的气体就会又回到密封腔内，这就是“吸气”动作。

2.简要叙述托辊的现有密封形式

我国皮带机设备的托辊密封结构最主要的结构还是迷宫密封。这种密封结构主要是在通过多个密封环形齿的设置，在容易泄漏的位置形成膨胀空腔以及相应的节流间隙。例如一级迷宫的结构主要由两个部分组成。首先是膨胀空腔一个，其次是节流齿隙一个。在迷宫密封中齿隙的主要工作就是要将势能有效地转化成为动能；空腔的主要工作就是要将动能有效地转化成为热能，这样就能够有效的防治密封结构中出现压力能的转化，对密封结构起到了很好的保护作用。在托辊的密封结构中，迷宫效应主要就是让流体在迷宫的阻碍过程中，流量变小。在迷宫密封中，迷宫效应主要是集中效应的组合。例如流束收缩效应；热力效应以及透气效应等等都能够在迷宫效应中得到充分的体现。托辊密封结构中的迷宫密封主要的工作原理为通过密封介质作为转折，在密封结构中制造节流效果进而有效地完成阻漏的作用。在迷宫密封结构中，非接触式密封是一个较为常见并且常用的密封结构，但是由于其旋转阻力较弱，这样就要求我们在设计密封结构的过程中采用多级密封的形式来达到密封效果。在密封结构的设计过程中，我们要求迷宫密封要同托辊轴承完全匹配。由于迷宫密封结构在很大程度上属于非接触式的密封结构，这样就导致了迷宫密封的防水性能较差，不能够满足防水的要求。现在我国的很多煤矿在井下作业的过程中，要求带式输送机设备有很好的防尘以及防水功能，但是迷宫式密封结构的托辊不能够满足上述的要求，因此需要进行一定程度的改进。需要注意的一点是迷宫式密封结构的密封效果同设备的运行转速有着非常大的关联。皮带机设备的转速越慢就会导致托辊密封效果越差的状况。因此为了能够有效地提升托辊密封的效果，对于密封结构的改进是非常有必要的。

3.简要叙述托辊密封形式的改进结构

针对迷宫式密封结构的改进，我们通常采用改变原有的密封材质的方法，但是我们还会采用其他的密封结构来代替迷宫式密封结构，在实际的应用过程中也得到了非常好的效果。

迷宫结构的密封装置采用的密封材料通常是钢材，容易被腐蚀，我们可以在实际的应用过程中采用其他的材质。例如脉醛树脂以及酚醛树脂等材质，这样能够有效地防止托辊出现腐蚀的问题，保障托辊的使用寿命以及使用效果。由于迷宫式密封结构属于非接触的密封，导致了其防水以及防尘的效果较差，因此我们采用了接触式的密封结构来取代。现阶段使用的唇式密封结构就是一个效果得到了验证的密封结构。唇式密封结构不依赖设备的运转，即使在设备停止工作的时候还是会起到很好的密封效果，因此在煤矿用皮带机设备中应用较为广泛。除了上述两种改进方法之外，我们还可以采用专用密封装置来对托辊进行密封处理，这样的效果较为明显，但是使用的范围不是很广泛。

参考文献

[1]刘利，娄俊辉.圆筒混合机托辊调整[J].现代商贸工业，2012（7）：12.

[2]王建昆，张斌.输送带托辊的研制与开发[J].矿山机械，2011（5）：25.