新型整体式无心轴托辊的结构设计

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　　皮带输送机是散状物料最重要的输送机械，大量应用于粮食、电力、冶金、矿山、港口、建材等国民经济部门中。托辊是皮带输送机中用量最多的部件，用于承载输送带，使输送带的垂度不超过限定值，减小运行阻力，保证皮带输送机的运行平稳。随着长距离、大运量皮带输送机的出现，托辊数量需求急剧增加，传统托辊的可靠性、制造成本、维修费用都制约着皮带输送机的发展。针对现有托辊结构上存在的缺陷，工程技术人员研制出了一种无心轴的新型托辊。
　　整体式无心轴托辊的坯料管材采用旋压工艺加工成半轴结构，轴承安装在辊子两端的半轴上。整体辊子采用壁厚不超过4mm的钢管经热旋压加工成形，在管体两端直接旋压出轴颈。由于无心轴托辊不需要在钢管上镗孔，与有心轴托辊相比钢管壁厚大为减薄，大大降低了制造成本。
　　正常工况下，托辊载荷分为静载荷和动载荷，当今托辊的载荷计算研究还不十分完善，有些载荷的规律尚不清楚。托辊的静载荷计算中主要考虑物料及输送带的正压力，在弯曲段还应考虑输送带张力的作用，特别是在凹凸弧段。目前多数计算都把中间托辊看做是受力最大的，按物料重量的70%和输送带重量的40%计算，但是侧托辊受载后2个轴承的受力不等，同时还有比较大的轴向力。
　　在正常工作状态下，托辊的最大应力分布在轴肩处。由于其旋压出小凸台，大大改善了应力集中情况。托辊的其他部分受力比较均匀，没有出现应力集中现象。与普通的有心轴托辊相比，无心轴整体式托辊受力较为合理。
　　新型整体式无心轴托辊克服了普通有心轴托辊的部分结构缺陷，并且成本低廉、制造方便、重量轻，可以很好地适应长距离皮带输送机的发展。但其存在以下问题有待改进：无心轴托辊采用空心薄壁结构，在两端弯矩的作用下，其最大变形发生在托辊的中间部位，在受到冲击或意外载荷时，托辊会产生变形甚至弯曲，这样在设备高速运行时易导致动载荷，使输送机运行不平稳。
　　针对空心管体中部刚度不足的问题，将托辊管体中间部分焊接一外径D=61mm，宽B=10mm，厚b=3mm的加强环以加强其刚度。改进后的托辊http://www.shusongpj.com大大提高了其抗弯性能，增加了托辊对重载及意外冲击的抵抗能力，扩大了无心轴托辊的适用范围。