浅析带式输送机托辊辊子损坏原因

李欢良

摘 要：根据带式输送机托辊使用寿命和损坏情况，从托辊的密封结构设计、生产制造环节、现场使用环境因素以及对仓库贮存条件要求等多方面着手，分析了造成托辊损坏的原因，给托辊生产和使用人员提供参照，从而有效地提高托辊的产品质量和使用寿命。

关键词：托辊；产品质量；损坏原因；措施

带式输送机作为一种重要的运输设备，被广泛应用于冶金、煤炭、交通、电力、建材、化工、轻工、粮食和机械等行业中，适用环境温度为-20～40℃[1]，既能运送散状物料，也可以运送成件物品。作为其重要组成部件的托辊，是保证带式输送机正常运行的主要备件，其结构比较简单，种类多，数量大，约占一台带式输送机总成本的20%～35%，承受约70%以上的阻力[2]。托辊产品质量的好坏关系着用户对工程投资和生产运营成本的控制。

托辊辊子主要由管体、轴、轴承、密封套件、挡圈、挡板等部件构成。造成托辊损坏的原因与产品的加工质量及使用环境有很大关系。对于常用的运量不是太大的带式输送机，托辊转速不高，载荷不大，冲击力很小，产品的原材料、生产工艺及加工精度能达到设计要求，防尘防水性能达到国标要求，轴承长期得到良好的润滑，胶面物料清扫干净，运行环境相对干燥，管体不会严重磨损或腐蚀，胶带运行正常不跑偏，设备得到正常维护，使用寿命应该可达到5万小时以上。当然，这些只是理想化的现场使用环境。在很多生产场合，托辊损坏现象异常严重，托辊普遍寿命只能达到1-2年，有的甚至使用几个月托辊管就被磨穿，造成划伤甚至撕裂胶带的严重后果。下面从托辊的产品质量及现场使用环境等多方面着手，分析造成托辊损坏的原因。

1、密封结构设计的影响

托辊密封是防止雨水、粉尘等杂质进入轴承的主要保护措施。为了尽量减小托辊的旋转阻力，国内常用的DT75型、DTII型和DTII（A）型托辊均采用了无接触的迷宫式密封结构，其旋转阻力小、防尘性能好，缺点是防水性能差。虽然设计时尽可能将迷宫层数增加，并在各层迷宫封腔中填充了润滑脂，但防尘和防水性能终达不到理想的效果。而且当托辊在较低温度下工作时，辊子旋转阻力较常温下会成倍增加。托辊的密封性能，在托辊防尘防水实验中规定辊子以600r/min旋转时，要求在具有煤灰的容器内，连续运转200h煤灰不得进入轴承润滑脂内；辊子在淋水装置下以600r/min旋转，连续运转72h，进水量不得超过150g。在辊子运转一段时间后，迷宫式密封也只能减缓水和粉尘的污染速度，达不到理想的密封效果。水和物料粉尘进入托辊轴承，对轴承造成污染失效，造成辊子旋转阻力增大，转动灵活度变差，管体表面磨损加剧直至托辊管磨穿，更为严重的是造成轴承卡死不转，托辊管无法转动直至管体磨出刀口，维护人员如果不及时发现更换，就会划伤甚至撕裂胶带，造成更大损失。

2、制造加工方面的影响

托辊的加工制造误差和精度对托辊的使用寿命影响较大。对辊子进行轴向承载实验时，在轴上施加10KN或15KN的轴向载荷后，辊子轴与管体不得脱开。对辊子的跌落试验中，平放以1米高度自由落下，辊子无损伤和松动；竖立辊子1.8米自由落下，其辊子的轴向位移量不大于1.5mm。但是由于机械加工的累计误差以及焊接过程中产生的变形等原因，许多制造厂家的托辊质量达不到上述要求。辊子轴向窜动过大，原材料轴的直线度达不到要求，轴两端轴承位置加工精度、同轴度达不到轴承允许的精度范围，装配过紧或过松，管体本身厚度、圆度、外圆径向圆跳动达不到要求，管两端车削的止口达不到同轴度要求，轴承座本身制造误差，以及焊接参数选取不当等诸多因素对辊子的质量产生影响，降低托辊的使用寿命。

3、现场环境的影响

长期以来，由于托辊在恶劣环境中的使用寿命只有几百个小时，造成带式输送机早期失效、故障频繁，甚至发生人身傷亡的事故也屡见不鲜。例如在煤矿生产过程中，由于井下恶劣工作环境的影响，现场环境污染严重，水和粉尘很容易进入到密封结构中，只要污染物进入了第一道密封，就会很快延伸至所有密封件内，再多的迷宫式密封层数或在其中填充多少润滑脂，阻挡水和粉尘的作用是微乎其微的。因此，托辊在恶劣环境中使用几百小时就会失去效用。另外煤矿井下高硫含量的水、煤渣等对托辊管的腐蚀性很强。 在煤矿井下，大部分水中含硫比例较大，4.5mm厚的钢管托辊，托辊管1年左右即被腐蚀透，最短的只有半年左右。在焦化厂，烧结、球团厂，输送钢渣、湿炉渣的辊子，还有一些化工厂、碱厂、盐厂使用的托辊管寿命最长为6个月左右，很多3个月就被磨穿，严重的不到1个月，托辊管一旦损坏意味着整根托辊的报废。

4、清扫装置的影响

清扫装置在带式输送机上有着不可忽视的作用。由于带式输送机输送的物料往往具有一定的粘性，如煤尘、泥浆、粉状物料，其中一部分物料会粘在输送带工作面上。如果清扫装置清扫效果良好，可以延长托辊、滚筒、输送带等的使用寿命。当清扫装置失去作用或清扫效果不理想，皮带运转时，粘在输送带带面上的物料在卸料时不能完全卸掉，粘着的物料便进入回程段与下托辊接触，使下托辊辊面和两端轴承座粘上这些物料，这些附着物越积越多，久而久之，附着物便会进入辊子辊体内，从而使托辊轴承座上的径向载荷和轴向载荷增大，加快轴承快速磨损，甚至造成辊子卡主不转动，造成托辊磨损。在设备停机后，有些粘在托辊辊面上的物料干燥后变得十分坚固与尖硬，待设备重新开机启动后会拉毛、甚至撕裂输送带的面胶，加速输送带的磨损与毁坏。当带面附着物进入带式输送机滚筒时，也会粘在滚筒表面上，越粘越多，附着力也越来越大，从而引起输送带的跑偏，在输送带偏移高点的托辊受力很大，长期跑偏运行加速托辊管体磨损直至断裂，造成托辊的报废。由此可见，在皮带机的关键部位安装皮带清扫器也是非常必要的。

5、搬运贮存等其它方面影响

在备件更换现场、送货现场，我们经常看到维护人员、搬运工人在更换托辊时会直接抛扔托辊，装卸车时使托辊从车厢内直接滚入地面。他们错误的认为托辊是金属材料，不容易被扔坏。这些现象需要管理者加强产品质量意识和技术知识宣传。制造厂家严格按照国家标准生产出来的托辊，轴向载荷和轴向窜动等指标足以满足运行时的工况要求，搬运时重摔使托辊轴受到冲击，造成托辊轴轴向位移窜动加大，旋转阻力大幅度增加，运行时管体很快被磨穿，影响辊子的使用寿命。

在很多选矿厂、陶瓷厂和电厂，胶带上容易粘附物料。维护人员在带式输送机运行时，经常用高压水枪冲洗输送机造成托辊的损坏，因为普通托辊密封圈的防水性能很难保证密封腔内不进水，不能用高压水枪冲洗。此外，托辊贮存场地应采取防雨措施，备件库存环境应干燥密闭，托辊不能直接放置在潮湿的地面，不能用水冲洗，长时间贮存时要采取一定的防锈措施防止锈蚀。

结束语：

本文以带式输送机托辊辊子损坏原因为研究对象，着重分析了托辊辊子磨损与报废的主要原因，旨在为带式输送机托辊的生产和使用人员对设计、制造和使用等各环节进行全面控制，提升产品的品质，降低工程投资和生产运营成本，提供一定的实际借鉴。

参考文献：

[1] 北京起重运输机械研究所. DTII（A）型带式输送机设计手册[M].北京：冶金工业出版社，2003.8

[2] 鲍晶晶.提高带式输送机托辊使用寿命的分析[J] 煤矿机电 2009（4）