托辊的装配、监测、涂装单元的工艺设计

托辊的装配、监测、涂装单元的工艺设计

任务书

1．课题意义及目标

研究托辊的装配、监测、涂装单元的工艺设计，通过对工艺设计的合理规划，提高装配、监测以及涂装单元的工艺水平，使的加工的产品更加合理化，优越化。提升零件的品质，缩小加工的成本。有利于节约资源，更有利于经济的高速发展。

2．主要任务

（1）根据题目要求，查阅相关资料。

（2）进行详细的结构设计、计算、控制内容设计。

（3）按照毕业设计说明书撰写要求，完成毕业论文的撰写。

（4）绘制结构设计相关的零件图及工艺设计卡片和设计部分。

（5）设计过程要按标准要求执行。

3．主要参考资料

[1] 王锡春．涂装车间设计手册[M]．化学工业出版社，北京，2008，4:1-165．

[2] 王旭，王积森．机械设计课程设计[M]．北京:机械工业出版社，2007，8:256-260．

[3] 徐锦康．机械设计[M]．高等教育出版社，2004，4:1-278．

4．进度安排

审核人：年月日

托辊的装配、监测、涂装单元的工艺设计

摘要：随着社会的不断发展，科学技术的不断提高，带式输送机在工业中的应运越来越多，同时重要零件托辊，也广泛受到关注。因为托辊是带式输送机的重要组成部分，也是主要的工作部件，所以对托辊的关注，就是对带式输送机的关注，带式输送机被用于各行各业，所以也产生了很多种的不同类型的托辊，有平行托辊，调心托辊，和各类缓冲托辊等，托辊的好坏也取决于它的性能，而性能关键是它的运行阻力的大小和密封性能，一个好的托辊它的运行阻力小还有密封性好。它的质量也是一个重要因素，质量越小，输送物料能力强的就越好。还有影响托辊寿命的因素，我们也应该考虑研究。

本论文设计托辊的装配、监测、涂装单元的工艺设计，包括AutoCAD机械部分的设计。现在虽然能够解决这些问题，但是其中有很多的弊端，工艺方面有很多不合理的地方，需要我们去改正。在这三个方面中，涂装单元是重点热门儿题目，如何设计涂装单元，使的涂装达到理想的效果，以及涂装前做的哪些处理，它的工艺是什么，这是我们要研究的内容。

关键词：托辊，托辊的装配，监测，涂装单元，工艺设计，机械

Process design of the assembly,monitoring and coating units of

theroller

Abstract：With the continuous development of society, the continuous improvement of science and technology, belt conveyor in the industry should be transported more and more, also an important part of roller, has attracted much attention. Because the conveyor roller is an important part of the conveyor, but also the main working parts, so focus on the roller is the concern of the conveyor belt, belt conveyor is used in all walks of life, it results in the many kinds of different types of roller, parallel to the roller, self-aligning roller, and all kinds of buffer roller, supporting and good or bad depends on its performance, and key performance is the size of its running resistance and sealing performance and a good roller its running resistance is small and good sealing performance. Its quality is also an important factor, the smaller the quality, the better transport material ability. There are also factors that affect the life of the roller, we should also consider the study.

The design of the assembly, monitoring, and coating unit of the roller, including the design of the AutoCAD mechanical parts. Although it can solve these problems, but there are many drawbacks, the process of many unreasonable place, we need to correct. In these three aspects, the coating unit is key top topic, how to design the coating unit, the coating achieve ideal effect, and before making a painting which treatment, what is the process, this is we want to research content

Keywords：roller the assembly of roller monitor the coating unit process design machine

目录

1 前言 (1)

1.1 托辊的简介 (1)

1.2 托辊的市场分析 (3)

1.3 托辊的发展前景 (4)

2 托辊的理论研究 (5)

2.1 托辊的失效机理 (5)

2.1.1 托辊轴、管体与轴承座的失效 (5)

2.1.2 密封件的失效 (5)

2.1.3 轴承的失效 (6)

2.1.4 润滑脂的失效 (6)

2.2 托辊主要性能指标 (6)

2.2.1 托辊的寿命和可靠性 (6)

2.2.2 托辊的运转阻力 (7)

2.2.3 托辊载荷的计算 (7)

2.3 延长托辊寿命的制造质量保证措施 (7)

2.3.1 技术质量指标的影响因素 (7)

2.3.2 提高质量的措施 (8)

2.3.3 重点质量指标的工艺控制 (8)

3 托辊装配的工艺设计 (9)

3.1 装配的检验要求 (9)

3.2 注意事项 (9)

4 托辊的监测的工艺设计 (12)

4.1 监测标准 (12)

4.1.1 径向圆跳动 (12)

4.1.2 轴向窜动 (12)

4.1.3 旋转阻力 (12)

4.1.4 轴向载荷 (12)

4.1.5 密封性能 (13)

4.1.5.1 煤尘密封性能 (13)

4.1.5.2 淋水密封性能 (13)

4.2 具体监测方法 (13)

4.2.1 阻力旋转 (13)

4.2.2 径向跳动 (13)

4.2.3 轴向载荷 (13)

5 托辊涂装单元的工艺设计 (14)

5.1 水分烘干的基本原则 (14)

5.2 烘干室的结构作用 (14)

5.2.1 烘干室实体 (14)

5.2.2 电控系统 (15)

5.3 烘干室实体尺寸的计算 (16)

5.4 烘干室的热量计算 (18)

6 设计总结 (22)

参考文献 (23)

致谢 (24)

附录 (25)

1前言

1.1 托辊的简介

托辊是组成带式输送机整套设备的最重要的部件之一，种类有很多种，不同的皮带机托辊有不同的使用目的，它的各方面性能也不一样，托辊主要有两大类型，td75型皮带机托辊和DTⅡ型皮带机托辊，这两种国家标准型号设计的皮带机托辊主要区别在轴的长短和托辊数量上。

托辊的作用是支撑输送带和物料重量。所以托辊必须能够灵活的转动，在受压的时候能够转动，所以我们很自然想到必须要减小它的运行阻力，同时它必须是一个密封装置，这样才能保证它运转时的顺利，托辊的内部结构并不是很复杂，但是正真能做到密封好，阻力小，却不是一件容易的事，下面是几种常见托辊的图片资料：

图1.1

图1.2缓冲托辊

图1.3槽型托辊

图1.4调心托辊

图1.5回程托辊

1.2 托辊的市场分析

带式输送机在生产发展经济中发挥了重要的作用，尤其在距离长、运输量大的工作强度下，更能体现出它的优势，应用十分的广泛，主要有煤炭、矿山、码头、钢铁厂、水泥厂等需要搬运的行业。而托辊又是带式输送机上的最核心的部件，所以带式输送机使用的好坏，很大程度上取决于托辊的制造。

根据国家对工厂、设备的要求，提倡的一些环保意识。目前，大型带式输送机应用很少，主要是一些中型和小型的设备，而且在这些设备中，尤其是长距离、大运量、高强度的带式输送机。虽然近年来带式输送机行业发展迅猛，从建国初期十几家发展到现在的100多家，但是仍不能满足国家在经济建设发展的需要。

根据我国现间断经济的发展，工业的发展如芝麻开花，在我国逐渐趋于龙头地位，由于发展迅猛，所以其他行业有些滞后，如电力的匮乏现象一直不能缓解，影响到部分工业的发展，所以基于这种情况，国务院已经下达建设电厂的任务，有电厂就要用到带式输送机，所以这是一个很好的市场，仅电力一个行业就需要大量的托辊，还有旧托辊被替换下来的，初步统计，两项合计需要托辊的数量为230多万只。这只是电力行业所需，在加上其他几大行业，因此托辊是有很美好的未来。

1.3 托辊的发展前景

现在，我们国家普通用到的托辊大部分还是国产的，目前，国产托辊的功能可以满足需求的，但是在某些方面还是没法和国外的相比，比如说寿命比较短，所以在精密制造中必须使用进口托辊，随着生产的需求，进口托辊的投资也越来越大，所以我国投入大量了人力物力财力，随着科学技术的发展，我相信在不久的将来，我们也可以制造出高性能的托辊。

扩大带式输送机托辊的使用范围，是指能够在一些比较恶劣、极端的环境下继续工作。

扩大带式输送机托辊的使用范围，也是为托辊在各行各业充分发挥其作用，如在煤炭、水泥、电力、化工、建材、矿山、冶金等方面。还有一个研究方向是能够让输送机智能化，能够自动选择运输的东西，这也是它未来的发展方向。

我国目前的托辊技术与国外的比较，有着明显的不足之处，比如寿命短、速度低、阻力大等问题，而美国等目前使用的新型注油托辊，它的特点刚好弥补了我们的不足，比如运行阻力小，轴承采用稀油润滑，极大地提高了托辊的使用寿命，而且还提高了托辊的运行速度，使用面更广，经济效益有显著提高。这就意味着大量的原材料浪费，得不到很好地利用，因此改善托辊的性能，提高托辊的使用寿命，是迫在眉睫的问题，也是现在工厂面临的严峻问题，也是我国输送机的一大重要缺点。

2 托辊的理论研究

2.1 托辊的失效机理

带式输送机的各项性能参数基本上就是托辊对应方面的性能参数，所以，高性能托辊的研制与开发是带式输送机的关键之一。现在还存在的问题之一是托辊的早失效，国产托辊的寿命一般是几千小时，而国外的一般都是上万小时，有时候工作几百小时就坏了，所以这种情况给企业也造成了一定的经济损失，我针对这样的情况，认真分析了托辊的失效机理，总结如下:

图2.1托辊失效的诱发因素

2.1.1 托辊轴、管体与轴承座的失效

托辊在运转过程中某些部位是受着交变力的，因长时间运转会疲劳的，也就是会失效的，一个部位长期处于疲劳状态，所以就会发生断裂。

疲劳失效是比较常见的一种失效模式。但是有理论及实践研究都表明，如果是一个零件，那么托辊轴、管体和轴承座同时失效的概率非常低，它们的使用寿命会很长，安全性很高。从这个方面来说，由钢管制作的托辊管体比较容易失效.

2.1.2 密封件的失效

密封结构有两种形式:

(1)非触式密封，运转阻力小，但密封效果稍差;

(2)接触式密封，它的效果好，但是运行时候阻力很大。用什么来达到密封效果呢？橡胶密封件是首选，它的性能好，所以被广泛地应用於各行各业。密封性能的好坏，关系到很多情况，密封件如果失效了，不仅使设备不能正常工作、造成经济损失；而且有时候会造成人身伤亡事故，这是我们无法估量的损失。既然这么重要，那么失效的原因有哪些呢？主要有以下四种4种：设计错误、选材错误、密封件质量问题和使用不当。

2.1.3 轴承的失效

在不考虑一切外部情况的条件下，滚动轴承的最终停止运转原因是疲劳。然而，有时候托辊的工作环境不好，导致托辊轴承的过早失效，原因可能是托辊轴承的密封性能下降。然而导致托辊轴承失效的原因也是一个综合性的，不是单一的，除了通常的疲劳失效外，还有一种外在条件促使失效，一些带有破坏性的东西进入滚道，长期运转影响轴和筒的同心度，就会出现偏差，影响托辊寿命。

2.1.4 润滑脂的失效

在托辊轴承的工作中，润滑脂的性能不是突变的，而是逐渐变化的。它的原因是: (l)润滑脂经受反复剪切，脂的结构发生了变化;

(2)基油逐渐氧化;

(3)尘埃和水份等杂质的侵人;

(4)基油的蒸发及脂的泄漏等的影响。

2.2 托辊主要性能指标

2.2.1 托辊的寿命和可靠性

托辊的寿命是直接影响输送机的因素，托辊寿命长，输送机就能长期工作，托辊寿命短，则输送机短期工作，托辊的寿命长短与其装配工艺以及各部件的性能有关。

外国用的轴承比国内轴承寿命长3倍，这也是外国的托辊使用寿命长的一个关键原因，而我国却任然使用深沟向心球轴承，它还是有不少优点的： (1)

它的价格较圆锥滚子轴承低从而成本降低；(2)运转阻力相对小一些，提高了托辊的工作效率；(3)允许加工的误差大一些，稍微变形还可以继续使用，托辊轴承变形对其寿命影响不大。

2.2.2 托辊的运转阻力

托辊运转阻力是监测其性能的一个重要指标，运行阻力越小性能越好，这个阻力的大小和组成它的零部件还有是否添加润滑剂有关，在零部件中还属轴承影响最大。上面说过滚子的旋转阻力也是托辊运行时的阻力，将影响带式输送机运行阻力的大小，功率消耗的多少以及在运转过程中辊壳的磨损等。在从制造上看托辊旋转阻力与轴承的很多因素有关，比如说它的种类、规格、装配、轴承的同轴度、润滑油的种类、润滑方式和密封结构等有关。

2.2.3 托辊载荷的计算

托辊载荷按不同的方向可以有很多种不同的分类。每一类的计算方法又是不一样的。

我们还是掌握了一些载荷计算的规律的，在平行运输的计算中主要考虑有两个因素，物料和胶带的正压力，在弯曲段运输还应考虑胶带张力的作用，这也存在力的问题，特别是在凸凹弧段这样的运输。托辊的类型不同，载荷的分布研究也不一样.

托辊动载荷大致有以下几种：

(1)托辊转动时产生的载荷。

(2)托辊转动与其他设备相互作用产生的动载荷。

(3)转载处托辊受物料下落的冲击动载荷。

2.3 延长托辊寿命的制造质量保证措施

2.3.1 技术质量指标的影响因素

（1）钢管椭圆度的影响。

托辊辊体的椭圆度是直接影响托辊径向跳动的主要因素之一。GB/T13792—92《带式输送机托辊用电焊钢管》中有明确的规定，其中有对普通

托辊辊体的，还有对特殊辊体的相关规定，钢辊级数越高它的它的径向跳动值就越大。所以要保证托辊径向跳动指标就应采用较高级的钢管。

（2）装配误差的影响。

一般长寿命托辊均为焊接起来的，属于焊接式式结构，其中焊接时的误差属于装配误差里的。具体表现在哪几个步骤呢？主要有：装配工装时的加工误差、定位误差和焊接热变形。

2.3.2 提高质量的措施

(1)托辊辊体的加工最好是在一次装夹中完成两端的加工，这样就可以避免由于两次装夹而带来的误差，保证同轴度和两端的平行。

(2)托辊轴必须在一次装夹中完成两端的定位面精加工，这样可以避免二次装夹带来的误差，并能够保证与密封圈配合处的表面粗糙度应达到0.8。

(3)零件组装前应进行清洗,确保零件清洁无污，这也是保证其精确度的关键所在。。

2.3.3 重点质量指标的工艺控制

(1)托辊的径向跳动。托辊的径向跳动误差主要受托辊辊体的形状偏差和装配误差的影响。托辊的径向跳动首先影响工作质量，会直接影响输送的稳定，以及会有功率得到损耗，造成浪费。

(2)还有一堆矛盾的因素就是运转阻力和密封性，影响这一对技术质量指标的因素较多,因此必须综合考虑。其因素主要有:

1密封圈的唇边与托辊轴接触配合时的的松紧程度；

2密封圈的弹性及硬度(影响其轴向和径向压缩量)；

3轴承游隙及轴的窜动量；

4托辊轴与密封圈接触面的粗糙度；

5密封圈唇边的缺陷；

6润滑脂的耐火性能及其充填

3 托辊装配的工艺设计

3.1 装配的检验要求

A．托辊装配应使用托辊压装机装配轴承及密封。

B．轴承及密封应有合格证，且无生锈、损坏。

3.2 注意事项

1、各种零配件，需检验合格后方可组装。

2、托辊滚筒必须清洗干净才可进入装配。

3、铸铁轴承座要求与管体配合牢固，不得有任何松动。

4、检查油泵、油压顶的工作境况

某公司装配工艺卡片产品型号φ89缓冲托辊零（部）件图号HCTG-89

产品名称皮带机缓冲托辊零（部）件名称缓冲托辊共2页第1页

主要组成件

序号图号名称材料

件

数

1 HCTG-89-01 管子Q235-A 1

2 HCTG-89-02 轴20 1

3 HCTG-89-03 垫片Q235-A 2

4 HCTG-89-04 密封圈尼龙1010 2

5 HCTG-89-05 轴承------- 2

6 HCTG-89-06 橡胶圈阻燃橡胶10

7 HCTG-89-07 内密封圈尼龙1010 2

工

序

号

工序名称工序内容设备工艺装备

1 压装密封

圈轴承参照装配图HCTG-89，将序号为2的轴穿入序号为1的管子的孔中，将序号3垫片、序号4密封圈

套入轴两端各一个，再将序号5轴承套于轴两端各一个，摆正后压入轴及管子内。（关键工序：注意

摆正，不可压偏，压牢后手动转动轴，应能灵活转动）

托辊压装机压装夹紧胎具

描图

2 压装密件将事先加注好润滑脂的序号7内密封圈和序号8外密封圈与序号14密封盘，序号10内挡圈、序号

11外挡圈，序号12挡板组成密封组件，装于轴两端各一组并压入。（关键工序：注意组件应摆正，

不可压偏，压后用手转动轴应能灵活转动）

托辊压装机压装夹紧胎具

描校

底图号 3 装挡圈将序号13挡圈，用弹性挡圈钳嵌入轴两端沟槽内各一个。弹性挡圈钳

装订号

设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期

10

某公司装配工艺卡片产品型号φ89缓冲托辊零（部）件图号HCTG-89

产品名称皮带机缓冲托辊零（部）件名称缓冲托辊共 2 页第2页

主要组成件

序号图号名称材料

件

数

8 HCTG-89-08 外密封圈尼龙1010 2

9 HCTG-89-09 钢环Q235-A 2

10 HCTG-89-10 内挡圈08AL 2

11 HCTG-89-11 外挡圈08AL 2

12 HCTG-89-12 挡板Q235-A 2

13 HCTG-89-13 挡圈20 2

14 HCTG-89-14 密封盘尼龙1010 2

工

序

号

工序名称工序内容设备工艺装备

4 性能检验由检验员，按照规定抽取样品，进行性能检测。径向跳动试验台、轴向载荷试验台、旋转阻力试验台，浸水试验台

描图 5 套胶圈将序号为6的阻燃胶圈套在托辊上，,端并压紧胶圈。 1.5Kg小锤

描校 6 套钢环将序号为9的钢环套于托辊胶圈两端，钢环距管子两端3mm。

底图号7 焊钢环将序号为9的钢环与序号为1的管子焊牢，焊点成120度。电焊机

装订号8 质量检验由检验员对组装好的缓冲托辊进行质量检验。

设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期

11