郭敬　李（lǐ）妙紅

（唐山冶金礦山機械廠）

　　摘　要：托輥（gǔn）在帶式輸送機中的占比比較大（dà），而帶式輸送機（jī）主要應用於糧站、煤礦和礦山等的運輸（shū）。托輥的整體結構（gòu）一般比較單一，多數情（qíng）況由軸承座（zuò）、輥筒、軸承、潤滑脂、密封件以及軸等（děng）這些零件構成。常用的托輥自身存（cún）在許多不足（zú），主要是體積（jī）比較大、磨損（sǔn）較大（dà）、容易被腐蝕、使用期較短，這主要是托輥的工作環境引起的，托輥主要被（bèi）用於一些比較惡劣的工作環境（jìng）中（zhōng），而且它本身的構造也不完美。所以，改善傳統的托輥勢在（zài）必（bì）行（háng）。

　　關鍵（jiàn）詞：帶式輸送機；托輥；密封設計（jì）
　　1　皮帶機的應用（yòng）現狀
　　帶式輸送機還可以叫做膠帶機或者皮帶（dài）機，主要的應用領域是鐵礦、煤礦、糧站、港口（kǒu）、焦化廠、洗煤廠、發電廠和化（huà）肥廠等工業的運輸部門，是一種用於物（wù）料輸（shū）送的機器，負責的是粒料和固體散料的輸送。帶式輸送機是物料傳送領域的（de）必須品，它擁有比較簡單的結構，靈活的架設，較少的占地麵積，同時可以（yǐ）進行不間斷的工（gōng）作，皮帶機的長度是不固定的，Z短的隻用幾米，Z長的時（shí）候可以達到幾千米（mǐ）。現在已知Z長的皮帶機的長度是2km，寬度是2m，Z小的皮帶（dài）機長度要小於10m，寬度大約是300mm。
　　2　托輥的種（zhǒng）類（lèi）
　　托輥的種類有很多（duō），以材料進行（háng）劃分可分為：陶瓷（cí）托輥、鑄石托輥、尼龍托輥、鋼製托輥、脈醛樹脂托輥、PVC托輥、超高分子量聚（jù）乙烯托輥、酚醛樹（shù）脂托輥（gǔn）、玻璃鋼托輥（gǔn）、聚氨（ān）醋托輥、橡膠托輥等，在這些不同的托輥中使用比重Z大（dà）的是尼龍托輥、鋼製托輥以及脈醛樹脂托輥。
　　以直徑進行劃分，托輥可以分為：108直徑、89直徑、159直徑、133直徑和194直徑等。現（xiàn）在（zài）使（shǐ）用比重（chóng）較大的托（tuō）輥直徑是108直徑、89直徑、159直徑和133直徑等（děng）。托輥（gǔn）的直（zhí）徑直接關係著托（tuō）輥的長度，如果（guǒ）托輥的（de）直徑是（shì）89，那（nà）麽（me）它的長度多數情況下Z短是180mm，Z長能夠達到1000mm；托輥直徑是108那麽它的長（zhǎng）度Z短是240mm，Z長是1200mm；托輥直徑是133，那麽它的長度（dù）Z短是375mm，Z長是1600mm，托輥直徑是159，那麽它的長（zhǎng）度Z短是465mm，Z長是1800mm；托輥直徑是（shì）194，那麽它的長度Z短是600mm，Z長（zhǎng）是2200mm。
　　3　托（tuō）輥失效機（jī）理
　　現在帶式輸送機上使用的（de）軸承都是專用的，包括205ka、204ka、306ka、305ka以及704ka。不過在替換完專用（yòng）的軸（zhóu）承後，軸（zhóu）承損壞的情況依然沒有得到改善，主要表現為旋轉不連續、運轉（zhuǎn）變得遲緩等，造成這種現象的（de）原因有以下幾點。
　　3.1使用（yòng）了變質的潤滑（huá）脂
　　礦（kuàng）用帶式輸送機的工作環境一般都伴有（yǒu）大量的粉塵（chén），如果長時間（jiān）在這種環境中工作，潤（rùn）滑脂中就會摻入（rù）粉塵，這樣潤滑脂就不能平（píng）穩的發揮它（tā）的作用，效果變差。如果軸承一直在比（bǐ）較幹的情況下進行摩擦，那（nà）麽軸承就會出現比較頻（pín）繁的磨損（sǔn），使用周期變短。
　　3.2潤滑脂慢慢流失
　　這一現象是因為托輥軸承的（de）“呼吸”行為。“呼吸”指的是高速運轉的托輥（gǔn），因為摩擦的原因，產生了（le）大量的熱量，熱量導致潤滑（huá）脂的揮（huī）發汽化，這樣（yàng）密封腔內的壓力就變大了（le），此（cǐ）時密封腔中的其它氣體就會被向外排擠，這就（jiù）是“呼氣”動作。托輥停止工作後，溫度就會回落，密封腔內的壓力也變低了（le），這時被（bèi）排出的氣體（tǐ）就會又回到密封腔內，這就是“吸氣”動作（zuò）。這兩個（gè）動作組成了“呼吸”行為。“呼氣（qì）”的時（shí）候，外麵的壓（yā）力小於密封腔內的壓力，雜質不會被帶入密封腔內，但是在（zài）“吸氣”過程中，外麵的壓力大於密封腔內的壓力，外界的雜質就會（huì）被吸入密封腔內，這些雜質會汙染潤（rùn）滑脂。長時（shí）間的“呼吸”行為會使得潤（rùn）滑脂中含有過多的（de）雜質，減少潤滑脂的含量，這樣（yàng）軸承的磨損就加劇了。
　　4　現有托輥的（de）密封形（xíng）式
　　迷宮密封是指安置數個排布整齊的環（huán）形密封齒在泄露通道中，兩齒之間構建了一組膨脹空腔和（hé）節流間（jiān）隙，一級迷宮（gōng）的組成部分（fèn）是一個膨脹空腔和一個節流齒隙，迷宮密封結構的組成部分就是幾個迷宮。齒隙的工作就是完成勢能向動能的（de）轉變，空腔的工作（zuò）是完成動能和熱能的轉（zhuǎn）變，防止其轉變（biàn）為壓力能。迷宮效應指（zhǐ）的是流體依靠迷宮發出（chū）阻礙使得它的流量變弱。實事求是的迷宮效應（yīng）就（jiù）是一些效應（yīng）的綜合，比如流束收（shōu）縮效應、水力摩阻（zǔ）效應、透氣（qì）效應以及熱力學效應等等。簡化迷宮密封的工作原理就是以密封介質（zhì）為轉折，通過迷（mí）宮之中的空隙營造出節流效應完成密封阻漏的工作。非接（jiē）觸式迷宮密封所（suǒ）擁（yōng）有旋轉阻力是非（fēi）常弱的，需（xū）要完成多級迷宮的設（shè）置才能完成工作需要。通過迷宮密封的工作原理能夠發現迷宮密封（fēng）和軸承的“呼（hū）吸”非常的匹配。不過在煤礦井下使用的帶式輸送機需要托輥能夠加強其防塵防水的性能。迷宮密封在本（běn）質上屬於非接觸式密封，它本身擁有比較差的防水（shuǐ）性能，而且（qiě），迷宮密封（fēng）所發揮（huī）出的作用與轉速息息相關，轉速越低效果越差。在設計（jì）托輥的（de）密封結構的時候，使用頻率Z高的是迷宮密封與某些附件密封相組合的方式。
　　為了更好地將托（tuō）輥的性能發揮（huī）出來，Z近一（yī）段時間各項研（yán）究開始從（cóng）不同的方（fāng）麵下功夫，比如說：改善托輥的構成材料，將鋼製材（cái）料的托輥改為新型材料的托輥，這樣托輥（gǔn）才能和（hé）新（xīn）型（xíng）密封結構想匹配（pèi），還有就是選擇（zé）其它的密封結構，而不再是單（dān）純的迷宮密封結構。
　　4.1材料升（shēng）級替換出的新結構托輥
　　常規的托輥的製作材料一般都是鋼材，鋼製材質的托輥比較（jiào）重而且極易被腐蝕，容易被磨（mó）損。為（wéi）了完成重量減輕、使（shǐ）用期增長的要求，近期有某些非金屬質地的托輥產生了。現在（zài）正在使用中的托輥有脈醛樹脂托輥（gǔn）、酚醛樹脂托輥和尼龍托輥等，這些托輥的材質都是高分子（zǐ）材料。不止這些，還出現了玻璃鋼托輥和陶瓷托（tuō）輥（gǔn）等（děng）托輥（gǔn），這些（xiē）托輥的材質屬於非金屬材料。對比新型托輥和傳統托輥，新型托輥的重量（liàng）比較小，比較耐磨、不易被腐蝕、旋轉（zhuǎn）阻力非常的小，不（bú）容易（yì）磨損傳（chuán）送帶。老式的（de）軸承和軸承座已經不能（néng）和新材料的（de）托輥相匹配，軸承和軸承座的托輥需要選擇無軸承結構或者橡膠軸承座。類似於在陶瓷托輥中選擇的組合就是陶瓷輥和（hé）橡（xiàng）膠軸承座，這樣陶瓷托輥的使用時間久延（yán）長了很多。
　　無心軸托輥中的輥筒多數情（qíng）況下選擇的是整體旋壓成型，就是指使用旋壓工藝生（shēng）產出的半（bàn）軸結構（gòu）的托輥，然後再安裝好軸承。無心軸托輥能夠剔除存在於軸承和管體之間的連接縫隙，這樣就能延長托輥（gǔn）的使用（yòng）期（qī）限。現在，鹽（yán）場和洗煤廠已（yǐ）經開始（shǐ）使用新（xīn）型材質的托輥。
　　4.2唇式密封
　　托輥唇式（shì）密（mì）封（fēng）本質（zhì）上歸屬於接觸式密（mì）封，它代替（tì）的就（jiù）是迷（mí）宮密封，即使是在托輥停止工作的時候也能起到密封的作用（yòng），而且防水效果也不錯。唇式密（mì）封中的密（mì）封條的製作材料是聚氨酷材料，這種材料擁有比較穩定的性（xìng）能、而且比較不（bú）易磨損、對靜電的抗阻燃效果也（yě）很好。唇式密封中的軸和密封條是平行排列存在的，或者旋轉90度成為垂直安放的。安裝的時候（hòu），唇式結構和（hé）托輥良好的匹配（pèi），使得托輥工作（zuò）的時候密封（fēng）效果比較好，即使托輥停止工作，密封效果仍然存在。考慮到正（zhèng）常（cháng）運行時，托輥（gǔn）軸和密封唇之（zhī）間（jiān）的配合比較超標，這（zhè）就導致運轉時候產生的阻力比較強，如果帶式輸送機大部分都選擇這（zhè）種唇式密封，那麽（me）整台機器就需要消耗比較多的能量（liàng）。
　　4.3其（qí）它類別的密封結構
　　不隻有以（yǐ）上兩（liǎng）種密封結（jié）構，還（hái）有一些密封結構的（de）使用範圍比較窄，使用率比（bǐ）較低（dī），比如專（zhuān）用密封件的密封結構。托輥工作的時候，采用離心力導致雜質經過特製的甩油杯被甩出軸承座。不過這種密封（fēng）結構使用率較低，但是是可（kě）行的。不過這種密封（fēng）結構存在很明顯的不足，在這種結構（gòu）中選（xuǎn）擇的零（líng）部件都不是標準的構造，在生產過程中需要配（pèi）置相應的模具以及工序，這樣產品的質量才能夠保障。所以這就需要耗費較多的（de）人力物力，降低了產品的性價比（bǐ），不能夠被大範圍的認可。
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來源：《企業技術開發》2015年24期