皮带输送机托辊结构及作用分析

皮带输送机托辊结构及作用分析
摘要：随着国内工业不断发展，皮带输送机应用范围不断扩大。

在皮带机
设备中，占用比例最多的部件之一就是托辊。

它决定了输送机的使用效果，是决
定输送带使用寿命的最重要部件之一。

它的作用是安装在输送物料的设备上来支
撑皮带和各类物料重量。

作为皮带输送机的一个单元，具有外形小，结构简单，
但质量的好坏却直接影响到输送机的性能。

托辊因需要长期运转，在承载时还时
刻与输送机皮带发生接触摩擦并工作在各种恶劣工况的环境中。

因此，优化托辊
内部结构和外形结构，提高其使用性能显得尤为重要。

关键词：托辊重要部件优化结构提高性能
0前言
在我国的工业生产过程中，皮带输送机用托辊包括各种槽型托辊、平行托辊、缓冲托辊、调心托辊等，规格从外径89到159不等，可根据不同的皮带输送机
型号进行选择和安装。

皮带机单个托辊由辊体、轴、轴承座、轴承、密封组件等
组成，它是带式输送机的心脏。

它的防水、防尘，两端轴承位置的精度、外圆径
向跳动、转动惯量、防腐防锈、耐磨性等综合性能，在很大程度上决定了皮带输
送机的运行状态。

现阶段常用的托辊自身存在许多不足之处：体积比较大、容易
磨损、易被腐蚀等等。

并且托辊的工作环境相对比较恶劣，其本身的构造也不完美，需要不断优化托辊的结构，提高托辊的使用性能。

1.目前，国内使用的皮带输送机托辊有以下列几种典型结构：
（1）原国产皮带输送机托辊（图一）
该托辊使用铸铁轴承座，承载能力突出，其性能不低于HT150。

轴承座与管
体采取过赢配合。

轴承座内外径及安装轴承座管体端部止口均需精加工，需专用
设备及工装辅助加工才能保证良好的装配精度。

其密封形式为非接触式迷宫密封，使用尼龙材质。

密封内圈以低过盈度装配在轴上，密封外圈装配在轴承座内孔上，
并利用轴用挡圈安装在轴上防止轴向窜动。

该托辊结构简单，易于装配与维护，
无需焊接工艺及设备，正常工况下的运行阻力系数一般，使用寿命大于等于6000
小时左右。

图一
（2）国外皮带输送机普通托辊（图二）
该托辊使用冲压工艺轴承座，重量较铸件轴承座大幅降低，并因此减少旋转
运行阻力。

在长距离、大功率皮带输送机的应用效果显著。

将轴承座压入钢管后，通过双端自动焊机将轴承座外径周边完全焊实，性能得以进一步提升。

轴承外部
用迷宫密封形成一个复杂、弯曲而狭窄的通道，并在密封腔内冲入润滑脂形成良
好的防尘、防水性能。

在密封内圈外设置一个弹性挡圈，防止轴向窜动。

该托辊
正常工况下的运行阻力系数减小，使用寿命得以提高。

图二
（3）现国产皮带输送机托辊（图三）
该托辊轴承座、挡板使用冲压工艺制作而成，主要配合尺寸全部以工装模具
控制一体成型。

管体两端加工止口，将轴承座压入管体利用止口定位并使用双端
自动焊机进行焊接。

迷宫密封外设置一套内外挡圈及挡板组合，并在迷宫密封组
合中填充润滑脂，使其防尘、防水性能均达到国家及行业标准。

该托辊正常工况下的运行阻力系数较小，使用寿命不低于2000小时。

图三
（4）新型改进后的皮带输送机托辊（图四）
经参考相关资料并与产品使用单位及生产部门广泛沟通，对新型托辊进行了如下改进：
①减少管体止口加工工序，优化管体材料，减小皮厚，使用原生产加工设备将轴承座与管体采用过盈冷压合工艺装配，达到降本增效；
②在保证安全使用的前提下减小一个轴承型号，使轴承座耗材体积减小，更有利于冲压成型，减重增效。

轴承座腔体进深减小有利于降低运行阻力，增加了托辊两端轴承间距离，在相同轴承转数下，提高承载能力。

③优化迷宫密封结构，在最外侧换用轴用重型弹性挡圈，防止外力冲击造成轴向窜动。

比挡圈安装于强度较低的尼龙密封件外侧更加稳定可靠。

图四
1.
为了提高皮带输送机托辊的使用性能，有效地延长托辊的使用寿命，提高设备自动化生产程度，减少人工投入，降低企业投资成本，提高企业生产效率。

我们需要进一步分析研究其托辊结构的合理性，耐用性，密封装置的防尘性能和防水性能及保证轴承良好的润滑性能，保证自重轻量化 ,回转阻力系数小能化，降低制造成本，强化托辊表面光滑程度等这些最基本的要求。

（1）现国内托辊的主要使用情况：
①相比国外我国托辊使用寿命相对短
②运行阻力系数大：国产普通托辊的旋转阻力系数约为0.018左右
③托辊重量较大：托辊相对越重，消耗钢材越多，消耗功率就越大
1.
托辊主要的失效原因：
①管体材料耐摩擦及耐腐蚀性不足导致失效
②托辊中轴承旋转的噪音大，磨损快导致失效
③密封件密封性能不足及其散热程度不够导致失效
④托辊中润滑脂质量因素及其润滑效果不够好导致失效
1.
为进一步提高托辊的综合性能，可采取的适用方法如下：
①提高托辊的材料，升级替换出的新结构托辊。

比如用高分子材料制作托辊
新型材料使托辊的重量尽可能比较小，旋转阻力非常的小，比较耐磨、不易被腐蚀，不容易磨损输送皮带。

②提高装配工艺性能：如强化托辊轴、轴承座及管体的装配工艺，以保证更高的装配同轴度，有效地克服托辊两端轴承位置的精度、外圆径向跳动、转动惯
量、不平度等问题带来的对托辊运行质量的直接影响。

减小托辊整体的几何偏差、运行阻力、振动及噪声等一直存在的不足问题。

③提高托辊密封性能或改进托辊密封结构：如设置较小的间隙的单段螺旋密
封结构在迷宫密封的外端或用迷宫密封和螺旋密封的结构形式进行组合而强化其
密封性能。

1.
结语
综上所述，无论我们是对皮带机托辊内部结构的分析还是对其外形结构的分
析都是致力于使托辊具有重量轻、几何偏差小、运行阻力小、振动轻微、噪声低
和使用寿命长的优点而努力。

使其为了达到结构简单、密封易行、运转可靠、经
久耐用，为了达到对胶带有更好的接触性及保护性、防止胶带跑偏、增加输送量
等效果。

所以我们必须对托辊每一个部件给予足够的重视，才能保障皮带输送机
设备运行的安全稳定。

想要解决皮带输送机托辊在使用中的寿命长短问题，就要
对托辊的使用环境、密封结构及其结构特点进行认真分析，并加以不断改进来不
断提升其使用性能。

参考文献：
[1] 杨苍女托辊的设计与制作煤 2003年第12卷第2期
[2] 张艳华长距离带式带式输送机托辊结构优化设计[J]
煤矿机械，2014年第35卷第11期
1.
周啟长距离带式输送机不同区段托辊组结构研究 [J]
煤矿机械，2020年第41卷第08期
作者简介:龙海波(1983.12.14-)，四川荣县人。

机械工程师，2006年毕业于四川理工学院机电系。

现工作于四川芙蓉集团嘉业公司，主要从事矿山机械设计、制造技术。