托輥是皮帶輸送機中用量最大、更換頻率最高的零部件。托輥的質量直接影響輸送機的正常運行、使用壽命和能耗。我國皮帶輸送機所使用的托輥與國外托輥相比存在的問題主要是:使用壽命短;運行阻力系數大;密封效果不理想,防水防塵效果較差;結構不合理,潤滑和受力性能不好;加工制造精度不高。
目前,國際上先進的皮帶輸送機帶速已達到4~6m/s。帶速的提高對托輥的轉速提出了更高的要求。隨著長距離、大運量、高速度、大功率皮帶輸送機技術的日益廣泛應用,迫切需要縮短我國與國際先進工業國之間的差距,而研制新型托輥是關鍵之一。
1、影響托輥性能的主要因素
(1)密封。為了盡量減小托輥的旋轉阻力,目前托輥均采用非接觸式迷宮密封。雖然可以盡可能增加迷宮層數,并在迷宮密封腔中填充潤滑脂,但托輥的防水防塵性能仍達不到預期效果。當淋水或粉塵嚴重時,很易侵入托輥的密封,并擴散到整個密封結構。因此,在惡劣環境中使用幾百小時就會失效。
(2)筒體偏心。托輥偏心嚴重時,輸送帶運行會發出異常噪聲,并因離心力作用而產生周期性的振動。偏心原因有兩方面:一是制造托輥的鋼管壁厚不均勻,二是兩端軸承與筒體同軸度偏差較大。
(3)軸承。軸承的使用壽命主要取決于質量、潤滑及所受載荷。托輥在高速轉動時,由于內摩擦產生熱量,從而引起軸承密封腔內溫度升高,潤滑脂出現汽化現象。托輥停止轉動后,軸承溫度降低,密封腔內氣壓下降,托輥吸入外界空氣,潤滑脂受到污染,油脂變質干化,軸承處于干摩擦狀態運行,從而加快軸承的磨損。
(4)潤滑脂。托輥一般選用鈣基潤滑脂。鈣基潤滑脂抗水性能好,但熔點低,高溫時極易凝固,使用一段時間后就變色、變干,從而影響軸承的使用壽命。
(5)載荷。托輥載荷可分為靜載荷和動載荷。靜載荷主要是所傳送物料和輸送帶的自重,中間托輥受力最大。托輥的動載荷主要包括:托輥轉動時偏心產生的動載荷,輸送帶及物料對托輥產生的沖擊等。
2、防水防塵托輥的結構
防水防塵托輥主要由托輥筒體、軸承座、托輥 軸、軸承及唇式密封圈構成(見圖1)。
1-筒體;2-唇式密封圈;3-擋板;4-托輥軸;5-軸承;6-軸承座
圖1 防水防塵托輥的結構
(1)唇式密封。將迷宮式塑料“小七件”密封改為唇式聚氨酯密封,防水、防塵性能有了根本改善。密封的作用是為防止外界灰塵、水分等浸入軸承。非接觸式迷宮密封雖然沒有磨損,但粉塵顆粒會因托輥“呼吸”,從縫隙侵入密封腔,防水、防塵效果不好。接觸式唇式密封采用性能穩定、精度高、耐磨、阻燃抗靜電的聚氨酯密封圈。三層唇形密封結構既保證了密封的可靠,又滿足了對托輥旋轉阻力的要求,從根本上解決了托輥防水、防塵問題。