托辊内部结构改进机理及技术方案

托辊内部结构改进机理及技术方案

托辊是皮带输送机的重要组成部件。其内部结构由筒皮、托辊轴、轴承、轴承座、密封、挡圈等组成，如图1所示。托辊在输送机的运输过程中承受70％以上的阻力，是皮带输送机中用量最大、更换频率最高的零部件。如何提高托辊的使用寿命，是摆在生产单位面前的一大问题。

图1 托辊内部结构图

1、托辊使用寿命短的原因分析

(1)密封效果不好。托辊内部采用的密封是轴向非接触迷宫式密封，其特点是在内、外密封件之间形成很小的曲折间隙来实现密封，防尘效果较好，但其防水效果较差，最终影响托辊的使用寿命。

(2)托辊轴同轴度差。托辊轴为冷拔光轴，使用冷拔光轴的特点是其表面粗糙度及尺寸精度不经加工就可达到图纸要求，用起来方便，省工省力，但是由于冷拔光轴生产中胎具的磨损等因素造成尺寸精度不稳定、时常有超标现象，加上在运输过程中易造成弯曲，使托辊轴的同轴度差，托辊轴两端安装的轴承间隙得不到保证，从而托辊旋转阻力增大，影响托辊的使用寿命。

(3)轴承座同轴度差。托辊所用轴承座是冲压结构，与筒皮配合处不经加工，轴承座直接焊在筒皮上，冲压时轴承座不圆或与筒皮配合处的端面不平等问题，均易造成与筒皮焊接后两端轴承座的不同轴，致使轴承游隙减小，旋转阻力增大，转动不灵活。

2、改进办法

(1)托辊密封改进的机理及方案

密封的作用是为了防止外界灰尘、水分等浸入轴承。按密封件与其作用相对运动的零部件是否接触，可以分为接触式密封和非接触式密封。接触式密封就是密封与其相对运动的零件相接触且没有间隙的密封，密封件与配合件直接接触；非接触式密封就是密封件与其相对运动的零件不接触，且有适当间隙的密封，密封件间没有磨损。鉴于原托辊密封存在的缺点，重新设计了一种新型密封圈结构形式，如图2所示。

图2 新型托辊内部结构

这种新型密封结构将接触式密封与非接触式密封组合使用。接触式密封用耐油橡胶制成，具有良好的综合力学性能，较高的回弹性及耐磨性。其利用橡胶密封与托辊轴之间的过盈量紧密地结合在一起，从而有效地解决了托辊防水的问题，同时也有阻止灰尘进入的作用。非接触式密封为轴向迷宫式密封，分为内密封和外密封，内、外密封件之间形成很小的曲折间隙来实现密封。轴向迷宫式密封防尘效果较好，阻力也小，密封可以沿轴线套上去，装拆十分方便。因此，两者有机的结合可使托辊更好地实现防水、防尘的作用。由于接触式密封的密封件与配合件直接接触，在工作中摩擦较大，因而在使用初期托辊转动阻力较只有非接触式密封的托辊旋转阻力大一些，但其密封层多、密封效果好，在使用一段时间以后，托辊会越转越灵活。

(2)提高托辊轴的同轴度

鉴于冷拔光轴精度不稳定和在运输等过程中造成不同轴无法补偿的缺陷，采用圆钢料加工成阶梯轴代替冷拔光轴，通过加工手段来保证轴两端同轴度，对轴两端安装轴承处进行磨削加工。

(3)提高轴承座的同轴度

为保证两轴承座的同轴度，将轴承座与筒皮配合处的圆周及端面均进行加工，这样便可有效地克服冲压时轴承座不圆或与筒皮配合处的端面不平等问题，从而通过加工手段来保证两轴承座的同轴度。

(4)加工工艺的改进

修改轴向挡圈切槽的加工工艺顺序，先组装密封，按标准要求留出轴向窜量，再加工轴向挡圈切槽，从而避免了轴向窜动值过大的问题，有效地保证其轴向窜动值不大于0.7mm。