高速托辊的分析

【摘要】在带式输送机中，托辊用于支承输送带和输送带上的物料，减少输送带的运行阻力，并且保证输送带的垂度不超过技术规定。托辊的设计和选用对于带式输送机的正常使用、稳定运行、维护费用、功率消耗、整机价格有重要影响，尤其是在提高输送机带速的情况下，对托辊的要求更加严格。

【关键词】高速托辊 带式输送机

一、研究高速托辊的必要性

由式①与式②可知，随着带速v的提高，带式输送机的运行阻力逐渐减小，胶带的最大张力也减小，所需胶带的强度降低，与其相关的各种支撑设备规格也会减小。

（3）胶带的运行阻力减小，减速器的输出扭矩和减速比降低，这样减速器的输入功率得到了提高。

通过以上分析，提高带速，带宽减小，所需巷道变窄，带强降低，减速器、支撑设备、滚筒等部件的规格降低，所需投资与基建费用也就减小，但托辊由于受转速限制，随着带速的提高，规格逐渐加大，影响了设备投资的合理分配，所以高速托辊的设计显得尤为重要。

二、托辊的现状

国内带式输送机的带速一般为3-6m/s，而国外的带速已达15m/s，所以我国的托辊技术与国外相比也有着较为明显的差距，主要表现在：

⑴使用寿命短。国内托辊的使用寿命约为30000h，进口托辊的使用寿命约为50000-100000小时。

⑵运行阻力系数大；国产普通托辊的旋转阻力系数约为0.018左右，进口托辊的旋转阻力系数一般在0.012左右。

⑶托辊重量大。同型号托辊国内比国外重10%。

⑷噪声大。同型号的托辊相比较，国内产品的噪声分贝要比国外的大30%。

三、高速托辊的设计

影响托辊高速运行的主要因素在于托辊的圆跳动量与旋转阻力，托辊高速运行时托辊的密封结构由于发热等原因，防尘与防水都会受到影响。

（一）密封结构

密封结构是影响托辊使用寿命和运转阻力的重要因素。市场上的托辊的密封结构主要有两种形式：非接触式密封。这种密封方式运转阻力小，但是在高速运行的情况下，由于内摩擦的存在，必然导致热量的产生，随着气压的变化，粉尘颗粒伴随着吸气过程进入轴承密封腔内，甚至导致轴承在干摩擦状态下运行，加剧轴承的磨。接触式密封：密封效果较非接触式好，但是运转阻力偏大，在温差和压差较大、分布不均匀的情况下，密封唇的弹性变形也不一致，致使密封效果变差。设计的托辊结构则采用了轴向密封加接触式密封的复合结构，其特点在于：

⑴轴向迷宫式密封的密封道数不受轴承径向尺寸的影响，可适当增加。

⑵在迷宫密封的最外侧加一密封圈构成接触式密封，既能有效解决迷宫密封的“呼吸问题”，还不会像其他复合密封结构增加轴承座的深度。

⑶内挡圈加一突环，在粉尘或水进入内、外挡圈的间隙时改变轴向运动趋势。在满足既定的安装条件下，托辊高速运行过程中，突起与外挡圈之间会形成真空，更能保证密封效果。

（二）工艺特点与材料应用

托辊的径向跳动主要取决于筒体的径向偏差、轴承座的质量与安装过程的同轴度，托辊径向跳动值的大小，对输送机的稳定运行有较大影响，尤其是高速运行的情况下径向跳动量过大导致输送带振动剧烈，影响正常运转。

现在托辊的筒体多数用钢管代替，重量大，圆度、外径公差等不易保证，设计中的筒体与轴承座都采用高分子材料，模压成型，优越性主要体现在：

⑴高分子材料的重量低，减少了启动、制动功耗，降低了现场要求的功率；耐磨损，抗腐蚀性强，不会生锈；热塑性材料具有吸振作用，减小了噪声。

⑵筒体和轴承座的结构简单，避免了筒体止口的加工，且更能保证尺寸精度与质量。

⑶筒体与轴承座之间采用塑料胶粘结，不但能保证装配质量，适用温度范围也更广泛。

四、总结

在带式输送机以高带速，长距离、大运量为发展方向的大背景下，高速托辊的设计成为研究高速带式输送机的瓶颈。采用新型材料，优质可靠的高速托辊，对于减少维护成本，提高工作效率都是有着可靠保障的。