注油式非金屬托輥的研制與應用
2009-04-01目前，帶式輸送機已廣泛應用于國民經濟各個領域，是生產過程中流水作業運輸線中不可缺少的重要組成部分，近年來在煤礦的運輸系統中更是具有舉足輕重的地位。托輥是帶式輸送機的心臟，它的好壞直接關系到帶式輸送機的運行狀況和運行質量。傳統金屬制作的托輥重量大，能耗高，啟動力矩大，耐腐蝕性差，不適于在潮濕、有腐蝕性氣體的環境中工作，在惡劣環境中的使用壽命只有幾千個小時，使用壽命較短。注油式非金屬托輥采用聚氯乙烯為材質的管材作輥筒，可取代傳統的膠帶傳輸用鋼制托輥，具有高韌性、高強度、耐腐蝕、質量輕的特點，是傳統托輥理想的更新換代產品。
1注油式非金屬托輥的結構
該產品采用聚氯乙烯管材制作輥筒，用聚氯乙烯材質制作軸承座，內置迷宮式密封圈，并根據井下使用的實際環境，在結構上采用了托輥軸可注油制冷方式。注油式非金屬托輥由輥筒、軸承座、軸、軸承和密封圈等部件組成。
1.1輥筒
輥筒采用聚氯乙烯樹脂，經擠壓成型制得的塑料管材是一個薄壁聚氯乙烯圓柱筒。為了保證輥筒與托輥座之間連接較穩不易脫落,在管材內壁特留有3根半徑為3 mm的凸出筋。聚氯乙烯樹脂具有耐酸堿、耐腐蝕、耐沖擊、耐磨損、韌性好、不導電等特點。在諸多管材中其磨耗指數Z高，耐磨性比鋼管及其他塑料管材高4~10倍,托輥的重量僅為普通托輥重量的30%，耐壓力強度很高,可極大地提高托輥的使用壽命，且生產出的產品外觀光滑平整、美觀。
1.2托輥軸
托輥軸是由45號鋼鍛造而成的，與普通托輥軸不同之處是，在軸的加工過程中從軸的一頭鉆一孔徑為6~8 mm的深孔，孔深是從軸一頭到另一端軸承室位置，在軸兩端軸承室位置軸面上鉆小孔。軸一端裝有油杯，注入油。在工作過程中，油在深孔中不斷向軸承流動，可以起到冷卻軸承的作用，防止因軸承過熱而損壞軸承。
1.3軸承座
軸承座是由聚氯乙烯通過注塑成型的，改變了傳統的鑄鋼托輥的笨重結構。這種軸承座外表面設計有3根凹槽，與輥筒相配合，增加軸承座與軸之間的接觸面，提高托輥的使用壽命。軸承座端面外圓采用弧形棱角，平滑不毀膠帶，解決了以往直棱角易割膠帶的難題。
2注油式非金屬托輥技術特性
2.1徑向圓跳動
徑向圓跳動如表1所列。
1注油式非金屬托輥的結構
該產品采用聚氯乙烯管材制作輥筒，用聚氯乙烯材質制作軸承座，內置迷宮式密封圈，并根據井下使用的實際環境，在結構上采用了托輥軸可注油制冷方式。注油式非金屬托輥由輥筒、軸承座、軸、軸承和密封圈等部件組成。
1.1輥筒
輥筒采用聚氯乙烯樹脂，經擠壓成型制得的塑料管材是一個薄壁聚氯乙烯圓柱筒。為了保證輥筒與托輥座之間連接較穩不易脫落,在管材內壁特留有3根半徑為3 mm的凸出筋。聚氯乙烯樹脂具有耐酸堿、耐腐蝕、耐沖擊、耐磨損、韌性好、不導電等特點。在諸多管材中其磨耗指數Z高，耐磨性比鋼管及其他塑料管材高4~10倍,托輥的重量僅為普通托輥重量的30%，耐壓力強度很高,可極大地提高托輥的使用壽命，且生產出的產品外觀光滑平整、美觀。
1.2托輥軸
托輥軸是由45號鋼鍛造而成的，與普通托輥軸不同之處是，在軸的加工過程中從軸的一頭鉆一孔徑為6~8 mm的深孔，孔深是從軸一頭到另一端軸承室位置，在軸兩端軸承室位置軸面上鉆小孔。軸一端裝有油杯，注入油。在工作過程中，油在深孔中不斷向軸承流動，可以起到冷卻軸承的作用，防止因軸承過熱而損壞軸承。
1.3軸承座
軸承座是由聚氯乙烯通過注塑成型的，改變了傳統的鑄鋼托輥的笨重結構。這種軸承座外表面設計有3根凹槽，與輥筒相配合，增加軸承座與軸之間的接觸面，提高托輥的使用壽命。軸承座端面外圓采用弧形棱角，平滑不毀膠帶，解決了以往直棱角易割膠帶的難題。
2注油式非金屬托輥技術特性
2.1徑向圓跳動
徑向圓跳動如表1所列。
表1徑向圓跳 mm
2.2軸向竄動
在500 N軸向載荷作用下,托輥軸向竄動值小于等于0.7 mm。
2.3旋轉阻力
托輥在2.5 N的壓力作用下,在外圓線速度為2.0 m/s時,其旋轉阻力如表2所列。
在500 N軸向載荷作用下,托輥軸向竄動值小于等于0.7 mm。
2.3旋轉阻力
托輥在2.5 N的壓力作用下,在外圓線速度為2.0 m/s時,其旋轉阻力如表2所列。
表2旋轉阻力
2.4托輥水平和垂直跌落試驗
托輥水平和垂直跌落試驗后，托輥全部零件未出現損傷，軸向位移小于等于1.5 mm，其管體和軸承未出現松動。
2.5軸向載荷
對托輥施加規定的載荷(托輥直徑為89～108mm時，施加的軸向載荷為10 kN；直徑為133～159mm，施加的軸向載荷為15 kN)，托輥軸(包括軸承座、密封裝置)和托輥管體不脫開。
2.6煤塵密封性能
托輥以1 450 r/min的轉速運轉200 h后，煤塵進入軸承潤滑脂中的含量小于等于0.8%，托輥仍能正常運轉。
2.7浸水密封性能
托輥在清水中以1 450 r/min的轉速運轉24h后，其進水量小于等于150 g。
2.8淋水密封性能
托輥以1450 r/min的轉速運轉120 h后，其進水量小于等于250 g。
2.9托輥使用壽命
托輥實際使用壽命為2萬h。
3使用效果
該產品自2006年1月在旗山煤礦井下主運系統和選煤廠安裝使用后，膠帶運行安全、平穩、可靠，托輥損壞明顯減少，提高了帶式輸送機的運行效率，減小了帶式輸送機的運行阻力，延長了其使用壽命，降低了各種損耗，保證了輸送機的安全、高效運行。實踐證明，該產品是目前“以塑代鋼”Z好的托輥產品，同其他塑料托輥相比，具有以下優良特性:
3.1托輥重量輕,更換方便
該托輥采用聚氯乙稀材料，凈重1.4～2.0 kg，重量比普通金屬托輥減少2/3，減輕了工人的勞動強度，提高了工作效率。
3.2安裝、拆除、維修工作強度小，使用方便
軸承運轉平穩，壽命長。由于可對托輥轉動軸承部位加注潤滑油，故軸承部位密封效果好，可極大地延長軸承的使用壽命，有效地減少帶式輸送機的事故，降低企業成本。
3.3具有阻燃性和抗靜電特性
由于合成材料中有阻燃劑、增強劑和抗靜電劑，故托輥相互碰撞時不能產生火花，具有阻燃性和抗靜電特性，Z適合于礦山、燃氣、化工等易燃易爆的特定場所。
3.4耐腐蝕性強，密封好
注油式阻燃抗靜電高耐磨非金屬托輥對環境要求低，不怕酸、堿、鹽的腐蝕。耐老化，耐各種化學介質的腐蝕。采用新型密封系統結構工藝，有極強的防塵、防水性能，不怕粉塵、水和各種污物浸蝕。
3.5耐疲勞性、抗沖擊性、存熱固化成型性較強
該托輥有極高的耐磨性，在長期高載荷條件下，疲勞強度優于金屬托輥，其使用壽命在2萬h以上，機械強度超過普通碳鋼，可承受反復沖擊、震動；可抗高、低溫，在異常環境溫度下不易變形，可用于各種物料運輸和環境較為惡劣的場合。
3.6減少膠帶的磨損和運行阻力
該托輥重量輕，旋轉阻力小，運轉靈活，噪聲小，具有超低的摩擦系數，超強的抗黏附能力，可減少膠帶磨損，在使用過程中不會對膠帶和接頭有任何損傷，與金屬托輥比可延長膠帶使用壽命1~2倍；減小輸送機的運行阻力和耗電量，實現節能節耗。
4結語
注油式非金屬托輥具有支撐輸送帶的作用，能夠減少輸送帶的運行阻力，保證其平穩運行，可直接加注油，不影響生產，適用于各種型號的帶式輸送機。托輥設計合理，安裝維護簡單，使用壽命較長。自2006年1月在旗山煤礦試用以來，運行安全、平穩、可靠，減少了托輥更換的次數，減小了維護量，沒發生一起由托輥引起的輸送機故障，經濟效益和社會效益明顯。該型托輥具有良好的推廣應用前景。（來源：煤炭科技）
作者簡介；李翔(1973-)，女，江蘇邳州人，1994年畢業于徐州煤炭工業學校機械制造專業，2000年畢業于徐州師范大學經濟管理專業。徐州礦務集團有限公司旗山煤礦規劃科助理工程師。
托輥水平和垂直跌落試驗后，托輥全部零件未出現損傷，軸向位移小于等于1.5 mm，其管體和軸承未出現松動。
2.5軸向載荷
對托輥施加規定的載荷(托輥直徑為89～108mm時，施加的軸向載荷為10 kN；直徑為133～159mm，施加的軸向載荷為15 kN)，托輥軸(包括軸承座、密封裝置)和托輥管體不脫開。
2.6煤塵密封性能
托輥以1 450 r/min的轉速運轉200 h后，煤塵進入軸承潤滑脂中的含量小于等于0.8%，托輥仍能正常運轉。
2.7浸水密封性能
托輥在清水中以1 450 r/min的轉速運轉24h后，其進水量小于等于150 g。
2.8淋水密封性能
托輥以1450 r/min的轉速運轉120 h后，其進水量小于等于250 g。
2.9托輥使用壽命
托輥實際使用壽命為2萬h。
3使用效果
該產品自2006年1月在旗山煤礦井下主運系統和選煤廠安裝使用后，膠帶運行安全、平穩、可靠，托輥損壞明顯減少，提高了帶式輸送機的運行效率，減小了帶式輸送機的運行阻力，延長了其使用壽命，降低了各種損耗，保證了輸送機的安全、高效運行。實踐證明，該產品是目前“以塑代鋼”Z好的托輥產品，同其他塑料托輥相比，具有以下優良特性:
3.1托輥重量輕,更換方便
該托輥采用聚氯乙稀材料，凈重1.4～2.0 kg，重量比普通金屬托輥減少2/3，減輕了工人的勞動強度，提高了工作效率。
3.2安裝、拆除、維修工作強度小，使用方便
軸承運轉平穩，壽命長。由于可對托輥轉動軸承部位加注潤滑油，故軸承部位密封效果好，可極大地延長軸承的使用壽命，有效地減少帶式輸送機的事故，降低企業成本。
3.3具有阻燃性和抗靜電特性
由于合成材料中有阻燃劑、增強劑和抗靜電劑，故托輥相互碰撞時不能產生火花，具有阻燃性和抗靜電特性，Z適合于礦山、燃氣、化工等易燃易爆的特定場所。
3.4耐腐蝕性強，密封好
注油式阻燃抗靜電高耐磨非金屬托輥對環境要求低，不怕酸、堿、鹽的腐蝕。耐老化，耐各種化學介質的腐蝕。采用新型密封系統結構工藝，有極強的防塵、防水性能，不怕粉塵、水和各種污物浸蝕。
3.5耐疲勞性、抗沖擊性、存熱固化成型性較強
該托輥有極高的耐磨性，在長期高載荷條件下，疲勞強度優于金屬托輥，其使用壽命在2萬h以上，機械強度超過普通碳鋼，可承受反復沖擊、震動；可抗高、低溫，在異常環境溫度下不易變形，可用于各種物料運輸和環境較為惡劣的場合。
3.6減少膠帶的磨損和運行阻力
該托輥重量輕，旋轉阻力小，運轉靈活，噪聲小，具有超低的摩擦系數，超強的抗黏附能力，可減少膠帶磨損，在使用過程中不會對膠帶和接頭有任何損傷，與金屬托輥比可延長膠帶使用壽命1~2倍；減小輸送機的運行阻力和耗電量，實現節能節耗。
4結語
注油式非金屬托輥具有支撐輸送帶的作用，能夠減少輸送帶的運行阻力，保證其平穩運行，可直接加注油，不影響生產，適用于各種型號的帶式輸送機。托輥設計合理，安裝維護簡單，使用壽命較長。自2006年1月在旗山煤礦試用以來，運行安全、平穩、可靠，減少了托輥更換的次數，減小了維護量，沒發生一起由托輥引起的輸送機故障，經濟效益和社會效益明顯。該型托輥具有良好的推廣應用前景。（來源：煤炭科技）
作者簡介；李翔(1973-)，女，江蘇邳州人，1994年畢業于徐州煤炭工業學校機械制造專業，2000年畢業于徐州師范大學經濟管理專業。徐州礦務集團有限公司旗山煤礦規劃科助理工程師。