淺談膠帶運輸機新型托輥及托輥組的實際應用

馮興華 胡 冰 岳曉丹

（北方重工集團有限公司輸送設備分公司，遼寧 沈陽 110027）

1 概述

在市場競爭異常激烈的今天，國內(nèi)帶式輸送機生產(chǎn)廠家眾多，如何進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)品的競爭力，打開市場、占領市場，使企業(yè)立于不敗之地，這是當今每個企業(yè)都必須認真考慮的問題。

帶式輸送機的性能參數(shù)，與托輥性能有著密切的聯(lián)系，其運行阻力，運行時的噪聲和輸送帶的振動等都與托輥密切相關。此外，膠帶輸送機的壽命取決于托輥和膠帶的壽命。而膠帶的壽命又受制于托輥組的質(zhì)量。因此，高性能托輥和優(yōu)化結構的托輥組支架的研制與開發(fā)是設計長距離帶式輸送機的關鍵之一。下面分別介紹一種新型托輥和一種新結構托輥支架。

2 膠帶輸送機機托輥改進

國內(nèi)使用的絕大部分國產(chǎn)托輥及少部分進口托輥普遍存在過早失效問題，使用幾千甚至幾百小時失效的托輥也屢見不鮮，每年由于托輥過早失效給企業(yè)造成極大的浪費。

2.1 傳統(tǒng)托輥

傳統(tǒng)的托輥軸、管體與軸承座這幾部分主要是受疲勞破壞，其失效的幾率比較低，但是如果加工工藝不高導致托輥同軸度低，徑向跳動大，從這個意義上講，鋼管制作的托輥管體相對容易失效。托輥密封件常用的材料聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯和尼龍等。這些材料耐熱性能和導熱性能較差，受熱后容易發(fā)生老化、分解和變質(zhì)，導致水和灰塵侵入軸承內(nèi)部，潤滑脂失去正常的潤滑性能，軸承磨損和溫升急劇增加，這些都導致托輥軸承的實際使用壽命大大低于計算的名義壽命。由以上分析可知，傳統(tǒng)托輥的過早失效原因是鋼托輥本身所固有的。所以如想從根本上提高托輥性能，應該從材料下手。

2.2 新型CP-DMCI型托輥

CP-DMCI(Cotton Short Fiber-Reinforced Phenol Formaldehyde Resin-Dough Molding Compound),即棉短纖維增強酚醛樹脂基團狀模塑料。該材料具有優(yōu)良的機械物理性能，其阻燃抗靜電性能完全符合原煤炭工業(yè)部煤礦井下用非金屬(聚合物)制品安全性能檢驗規(guī)范。

CP-DMCI型托輥管體及軸承座由模具一次模壓成型，加工精度由模具保證。管體的同軸度偏差比無縫鋼管小，重量僅為同規(guī)格無縫鋼管的50%，成本下降30%。

國家采煤機械質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心對樣品進行了徑向圓跳動、旋轉(zhuǎn)阻力、密封性能和使用壽命等進行測試，其所有性能均優(yōu)于鋼托輥，因此加油廣闊的應用前景。

3 膠帶輸送機機托輥組支架改進

3.1 膠帶機的生產(chǎn)和使用在我國已有幾十年的歷史，是定型產(chǎn)品。部件都有傳統(tǒng)結構，幾十年如此，已經(jīng)是固有結構。托輥組支架傳統(tǒng)結構采用下圖形式。

傳統(tǒng)結構

在傳統(tǒng)結構中，中輥和邊輥在一條直線上，橫梁采用角鋼結構（大帶寬膠帶機也有采用鋼管結構）。

但是，通過對托輥支架的詳細受力分析、計算以及對幾種型鋼截面力學性能進行認真比對，覺得采用角鋼或無縫鋼管做支架并不十分合理。同時邊輥與中輥在一條直線上也不是很合理，由上圖可以看出，傳統(tǒng)結構邊輥與中輥邊緣縫隙較大，如果由于設計、制造及安裝等原因造成邊輥或中輥凸出，將會很大程度降低膠帶的使用壽命。在膠帶機運行過程中，如果邊輥高出中輥，膠帶非工作面上會被劃出一條深溝，使膠帶提前報廢。這種情況并不少見。由于膠帶占輸送機成本的比例有時高達50%，尤其是長距離膠帶機，膠帶造價非常高，再加上停產(chǎn)，維修等費用，使輸送機用戶的損失巨大。

3.2 在這種情況下我們開發(fā)設計了品字型托輥組，其結構形式如下圖：

新型結構

由上圖可以看出，由于邊輥和中輥不在同一個垂直面內(nèi)，不存在中輥與邊輥軸頭干涉問題，所以在垂直膠帶運行方向上中輥與邊輥可以非常接近，甚至可以重合，當中輥與邊輥重合時，托輥的邊緣就接觸不到膠帶，從而有效避免了托輥邊緣劃傷膠帶事故的發(fā)生，提高膠帶的使用壽命。同時由于邊輥和中輥不在同一個垂直面內(nèi)，三輥受力趨于均衡，提高了中輥的使用壽命。另外由于優(yōu)化了托輥組支架的結構，使得托輥組支架重量僅為傳統(tǒng)結構的50%左右，從而也節(jié)約了成本。

由此可見，無論是使用效果，還是經(jīng)濟效益，品字型托輥組都明顯優(yōu)于傳統(tǒng)結構，為我公司創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益。但是由于品字形托輥組有膠帶機運行方向的要求，安裝過程中要特別注意，且在可逆運行膠帶機中不可以使用。

結束語

膠帶機的許多部件是生產(chǎn)了幾十年的老產(chǎn)品，更新與改進設計尚有許多工作要作，只有將質(zhì)量與成本相結合，用戶要求與企業(yè)利益相結合，合理改進舊產(chǎn)品，充分利用前沿技術和最新研究成果，才能最大限度提高產(chǎn)品的市場競爭力，促進產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展，縮小國內(nèi)與國外先進技術的差距。

[1]帶式輸送機托輥的發(fā)展趨勢，洛陽礦山機械工程設計研究院，礦山機械，2000.

[2]輸送機托輥未來走向，國土資源部，中國礦業(yè)報，2000.

[3]DTII(A)型帶式輸送機設計手冊，北京，冶金工業(yè)出版社，2003.