影响托辊质量的关键技术探析

yuyinsh

       托辊是皮带输送机的重要部件，量大面广，托辊质量的好坏直接影响输送机的运行性能。通过对托辊长期研究以及大量的托辊实测数据分析，发现径向圆跳动、旋转阻力、密封性能是直接影响托辊质量的三个关键技术。解决了这三个关键技术，托辊的质量就有了保证。
       1、径向圆跳动
       在输送量相同的前提下，提高带速比增大带宽更有利。提高带速可以降低输送带最大张力与强度等级，节省巷道开拓的基建费用与输送机的投资费用。随着大运量的生产需要，皮带输送机的带速越来越高，势必对托辊的径向圆跳动提出更高要求，因为径向圆跳动将会产生输送带垂直方向上的振动，它的大小直接影响输送带的运行平稳性，带速越高，影响越大。输送带振动不仅会产生输送带附加动张力，增加驱动功率，而且会使物料在运输过程中大量洒落，降低运输效率。造成托辊径向圆跳动大的原因主要有以下两个方面：
       (1)加工因素
       管体镗孔工艺不当与加工设备精度不足，会造成管体同心度偏差。此偏差将直接在组装后的托辊上反映出来，即径向圆跳动加大。
       (2)管体的选择
       管体选择对托辊径向圆跳动有着重要的影响，是托辊径向圆跳动过大、超过标准要求的最大因素。
       20世纪80年代初，通过对管体的大量试验研究分析，得出托辊的管体应采用托辊专用管，即有缝焊管。因为有缝焊管的外圆几何尺寸偏差远小于无缝钢管。
       采用有缝钢管生产的托辊，其外圆不需要进行加工就可达到标准规定的径向圆跳动要求，而无缝钢管生产的托辊则难以达到标准要求，既造成生产成本的提高，又使托辊管体壁厚不均匀，产生偏重。因此，选用托辊专用焊管作为托辊管体，采用专用的托辊管体镗孔设备，可保证托辊的径向圆跳动符合标准要求。
       2、旋转阻力
       水平皮带输送机驱动功率主要取决输送带的总运行阻力，托辊旋转阻力在总运行阻力中占有相当大的比例。密封结构型式为迷宫式的托辊旋转阻力约占15%，接触式托辊约占35%，可见托辊旋转阻力对皮带输送机驱动功率有较大的影响。所谓托辊旋转阻力，就是指托辊在一定转速和载荷作用下，为克服轴承、润滑脂及密封件在旋转过程中所形成的摩擦阻力在托辊外圆上需要的切向力。
       经研究分析，密封结构型式对托辊旋转阻力有较大的影响，接触式密封的旋转阻力要比迷宫式大得多。
       除了密封结构型式外，影响托辊旋转阻力还有轴承、密封件质量和轴承座、管体与轴的加工误差以及托辊装配误差。
       (1)轴承、密封件质量
       托辊是转动件，轴承是托辊转动必不可少的组件，轴承质量对托辊旋转阻力有着直接影响。轴承径向游隙的大小、滚珠与内外圈沟槽的加工精度以及保持架材质的选用都直接影响托辊旋转阻力的大小。经测试表面，大游隙托辊轴承的旋转阻力约是普通轴承的50%，国外SKF公司大游隙轴承与国产KA系列大游戏轴承都是较好的托辊轴承。
       密封件质量出了指材质外，主要是指密封件尺寸偏差。尺寸偏差大尤其是椭圆度大，内外密封件相碰。托辊转动时就会产生摩擦力，增大托辊旋转阻力。
       (2)轴承座、管体与轴的加工误差以及托辊装配误差
       冲压轴承座的拔模斜度与加工误差(主要指内孔直径偏小)、托辊轴的加工误差(主要指轴外径偏大)、在轴承压入轴承座内孔与托辊轴上后，是轴承径向游隙变小。滚珠在内外沟槽内转动时，受到的径向挤压力增大，是滚珠转动时阻力增大，托辊旋转阻力也随之增大。
       托辊装配时包装托辊旋转阻力小的最后一道工序。托辊装配时必须注意两点：其一，迷宫式密封的转动件与非转动件不得接触；其二，必须保证装配后托辊轴向间隙符合设计要求。要做到上述两点，首先应设计合理的定位结构；其次，托辊压装设备是关键。托辊压装机的轴向压力与工作行程都要经过反复试验而确定，同时，应选用具有压力缓冲功能的压装机，密封件和定位件等旋转件的安装才不会被压死，这样，压装而成的托辊能保证转动灵活具有较小的选择阻力。
       3、密封性能
       托辊密封性能直接决定托辊使用寿命，目前皮带输送机上托辊绝大多数是迷宫型托辊，为了改善和提高迷宫型托辊的性能，可以通过以下几个方面来达到。
       (1)内外密封件与轴、轴承座必须达到紧配合要求，以防止水不经过迷宫而直接从间隙进入托辊内腔。
       (2)在内外密封件之间空腔内充填润滑脂，用润滑脂来封水。
       (3)密封件的材质对密封性能尤其对浸水性能有较大影响。密封件材质除了有强度要求外，还应具有吸水后尺寸变化小的要求。密封件吸水后尺寸变化大，可能造成密封件内孔与轴之间产生间隙，是水从此间隙直接进入托辊内腔，使托辊寿命缩短。目前市场上供应的密封件材质较多，常用的聚氯乙烯、聚乙烯、尼龙6与尼龙1010等几种材料，其中尼龙1010吸水后尺寸变化小，是较理想的密封材料。
       径向圆跳动、旋转阻力、密封性能是托辊的三个主要性能，它直接影响托辊质量的好坏。要保证和提高托辊质量的措施，主要包括：管体应采用有缝焊管；轴承应采用大游隙、尼龙保持架轴承；密封件的材质应采用遇水变形小的材质，如尼龙1010。同时，要有正确的加工工艺，才能保证加工后零件能达到设计图纸所规定的尺寸精度要求，装配后的托辊还应留有一定的轴向间隙，严禁压死。