淺析帶式輸送機托輥輥子損壞原因

李歡良

摘 要：根據帶式輸送機托輥使用壽命和損壞情況，從托輥的密封結構設計、生產制造環節、現場使用環境因素以及對倉庫貯存條件要求等多方面著手，分析了造成托輥損壞的原因，給托輥生產和使用人員提供參照，從而有效地提高托輥的產品質量和使用壽命。

關鍵詞：托輥；產品質量；損壞原因；措施

帶式輸送機作為一種重要的運輸設備，被廣泛應用于冶金、煤炭、交通、電力、建材、化工、輕工、糧食和機械等行業中，適用環境溫度為-20～40℃[1]，既能運送散狀物料，也可以運送成件物品。作為其重要組成部件的托輥，是保證帶式輸送機正常運行的主要備件，其結構比較簡單，種類多，數量大，約占一臺帶式輸送機總成本的20%～35%，承受約70%以上的阻力[2]。托輥產品質量的好壞關系著用戶對工程投資和生產運營成本的控制。

托輥輥子主要由管體、軸、軸承、密封套件、擋圈、擋板等部件構成。造成托輥損壞的原因與產品的加工質量及使用環境有很大關系。對于常用的運量不是太大的帶式輸送機，托輥轉速不高，載荷不大，沖擊力很小，產品的原材料、生產工藝及加工精度能達到設計要求，防塵防水性能達到國標要求，軸承長期得到良好的潤滑，膠面物料清掃干凈，運行環境相對干燥，管體不會嚴重磨損或腐蝕，膠帶運行正常不跑偏，設備得到正常維護，使用壽命應該可達到5萬小時以上。當然，這些只是理想化的現場使用環境。在很多生產場合，托輥損壞現象異常嚴重，托輥普遍壽命只能達到1-2年，有的甚至使用幾個月托輥管就被磨穿，造成劃傷甚至撕裂膠帶的嚴重后果。下面從托輥的產品質量及現場使用環境等多方面著手，分析造成托輥損壞的原因。

1、密封結構設計的影響

托輥密封是防止雨水、粉塵等雜質進入軸承的主要保護措施。為了盡量減小托輥的旋轉阻力，國內常用的DT75型、DTII型和DTII（A）型托輥均采用了無接觸的迷宮式密封結構，其旋轉阻力小、防塵性能好，缺點是防水性能差。雖然設計時盡可能將迷宮層數增加，并在各層迷宮封腔中填充了潤滑脂，但防塵和防水性能終達不到理想的效果。而且當托輥在較低溫度下工作時，輥子旋轉阻力較常溫下會成倍增加。托輥的密封性能，在托輥防塵防水實驗中規定輥子以600r/min旋轉時，要求在具有煤灰的容器內，連續運轉200h煤灰不得進入軸承潤滑脂內；輥子在淋水裝置下以600r/min旋轉，連續運轉72h，進水量不得超過150g。在輥子運轉一段時間后，迷宮式密封也只能減緩水和粉塵的污染速度，達不到理想的密封效果。水和物料粉塵進入托輥軸承，對軸承造成污染失效，造成輥子旋轉阻力增大，轉動靈活度變差，管體表面磨損加劇直至托輥管磨穿，更為嚴重的是造成軸承卡死不轉，托輥管無法轉動直至管體磨出刀口，維護人員如果不及時發現更換，就會劃傷甚至撕裂膠帶，造成更大損失。

2、制造加工方面的影響

托輥的加工制造誤差和精度對托輥的使用壽命影響較大。對輥子進行軸向承載實驗時，在軸上施加10KN或15KN的軸向載荷后，輥子軸與管體不得脫開。對輥子的跌落試驗中，平放以1米高度自由落下，輥子無損傷和松動；豎立輥子1.8米自由落下，其輥子的軸向位移量不大于1.5mm。但是由于機械加工的累計誤差以及焊接過程中產生的變形等原因，許多制造廠家的托輥質量達不到上述要求。輥子軸向竄動過大，原材料軸的直線度達不到要求，軸兩端軸承位置加工精度、同軸度達不到軸承允許的精度范圍，裝配過緊或過松，管體本身厚度、圓度、外圓徑向圓跳動達不到要求，管兩端車削的止口達不到同軸度要求，軸承座本身制造誤差，以及焊接參數選取不當等諸多因素對輥子的質量產生影響，降低托輥的使用壽命。

3、現場環境的影響

長期以來，由于托輥在惡劣環境中的使用壽命只有幾百個小時，造成帶式輸送機早期失效、故障頻繁，甚至發生人身傷亡的事故也屢見不鮮。例如在煤礦生產過程中，由于井下惡劣工作環境的影響，現場環境污染嚴重，水和粉塵很容易進入到密封結構中，只要污染物進入了第一道密封，就會很快延伸至所有密封件內，再多的迷宮式密封層數或在其中填充多少潤滑脂，阻擋水和粉塵的作用是微乎其微的。因此，托輥在惡劣環境中使用幾百小時就會失去效用。另外煤礦井下高硫含量的水、煤渣等對托輥管的腐蝕性很強。 在煤礦井下，大部分水中含硫比例較大，4.5mm厚的鋼管托輥，托輥管1年左右即被腐蝕透，最短的只有半年左右。在焦化廠，燒結、球團廠，輸送鋼渣、濕爐渣的輥子，還有一些化工廠、堿廠、鹽廠使用的托輥管壽命最長為6個月左右，很多3個月就被磨穿，嚴重的不到1個月，托輥管一旦損壞意味著整根托輥的報廢。

4、清掃裝置的影響

清掃裝置在帶式輸送機上有著不可忽視的作用。由于帶式輸送機輸送的物料往往具有一定的粘性，如煤塵、泥漿、粉狀物料，其中一部分物料會粘在輸送帶工作面上。如果清掃裝置清掃效果良好，可以延長托輥、滾筒、輸送帶等的使用壽命。當清掃裝置失去作用或清掃效果不理想，皮帶運轉時，粘在輸送帶帶面上的物料在卸料時不能完全卸掉，粘著的物料便進入回程段與下托輥接觸，使下托輥輥面和兩端軸承座粘上這些物料，這些附著物越積越多，久而久之，附著物便會進入輥子輥體內，從而使托輥軸承座上的徑向載荷和軸向載荷增大，加快軸承快速磨損，甚至造成輥子卡主不轉動，造成托輥磨損。在設備停機后，有些粘在托輥輥面上的物料干燥后變得十分堅固與尖硬，待設備重新開機啟動后會拉毛、甚至撕裂輸送帶的面膠，加速輸送帶的磨損與毀壞。當帶面附著物進入帶式輸送機滾筒時，也會粘在滾筒表面上，越粘越多，附著力也越來越大，從而引起輸送帶的跑偏，在輸送帶偏移高點的托輥受力很大，長期跑偏運行加速托輥管體磨損直至斷裂，造成托輥的報廢。由此可見，在皮帶機的關鍵部位安裝皮帶清掃器也是非常必要的。

5、搬運貯存等其它方面影響

在備件更換現場、送貨現場，我們經常看到維護人員、搬運工人在更換托輥時會直接拋扔托輥，裝卸車時使托輥從車廂內直接滾入地面。他們錯誤的認為托輥是金屬材料，不容易被扔壞。這些現象需要管理者加強產品質量意識和技術知識宣傳。制造廠家嚴格按照國家標準生產出來的托輥，軸向載荷和軸向竄動等指標足以滿足運行時的工況要求，搬運時重摔使托輥軸受到沖擊，造成托輥軸軸向位移竄動加大，旋轉阻力大幅度增加，運行時管體很快被磨穿，影響輥子的使用壽命。

在很多選礦廠、陶瓷廠和電廠，膠帶上容易粘附物料。維護人員在帶式輸送機運行時，經常用高壓水槍沖洗輸送機造成托輥的損壞，因為普通托輥密封圈的防水性能很難保證密封腔內不進水，不能用高壓水槍沖洗。此外，托輥貯存場地應采取防雨措施，備件庫存環境應干燥密閉，托輥不能直接放置在潮濕的地面，不能用水沖洗，長時間貯存時要采取一定的防銹措施防止銹蝕。

結束語：

本文以帶式輸送機托輥輥子損壞原因為研究對象，著重分析了托輥輥子磨損與報廢的主要原因，旨在為帶式輸送機托輥的生產和使用人員對設計、制造和使用等各環節進行全面控制，提升產品的品質，降低工程投資和生產運營成本，提供一定的實際借鑒。

參考文獻：

[1] 北京起重運輸機械研究所. DTII（A）型帶式輸送機設計手冊[M].北京：冶金工業出版社，2003.8

[2] 鮑晶晶.提高帶式輸送機托輥使用壽命的分析[J] 煤礦機電 2009（4）