隨著煤炭、電力、港口、冶金等產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，皮帶輸送機(jī)應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展，使用量逐年增加，并向大運(yùn)量、長距離、高速度的方向發(fā)展。作為皮帶輸送機(jī)的一個(gè)單元，托輥外形小，結(jié)構(gòu)簡單，在皮帶輸送機(jī)整機(jī)中使用數(shù)量巨大，托輥質(zhì)量優(yōu)劣直接影響到輸送機(jī)的性能，如皮帶壽命、電機(jī)功率、裝載能力及托輥使用數(shù)量等。因其長期運(yùn)轉(zhuǎn)，托輥在承載時(shí)還時(shí)刻與輸送機(jī)皮帶發(fā)生接觸摩擦并禁受各種變載沖擊、灰塵、潮濕、淋水、鹽霧等惡劣工況。因此，優(yōu)化托輥結(jié)構(gòu)，提高托輥制造和裝配質(zhì)量顯得尤為重要。
目前，國內(nèi)使用的皮帶輸送機(jī)托輥以下列幾種結(jié)構(gòu)較為典型。下面就以下列幾種托輥的軸承座及其內(nèi)部密封形式做一分析比對。
1、國產(chǎn)某型皮帶輸送機(jī)托輥
國產(chǎn)某型皮帶輸送機(jī)托輥一般應(yīng)用與煤礦及其井下作業(yè)面，結(jié)構(gòu)參見圖1。由于該托輥使用鑄鐵軸承座，其性能不低于HT150，承載能力突出。軸承座管理采取過贏配合。由于軸承座外圓管體端部止口均需繼續(xù)加工，在專用設(shè)備及工裝輔助加工下可使其具備良好的裝配精度。其密封形式為非接觸式迷宮密封，使用尼龍材質(zhì)。密封內(nèi)圈低過盈度裝配與軸上，密封外圈裝配與軸承座內(nèi)圓，并利用外圓上的凸環(huán)嵌入至軸承座的溝槽內(nèi)，防止軸向竄動。該托輥結(jié)構(gòu)簡單，易于裝配與維護(hù)，無需焊接工藝及設(shè)備，正常工況下的運(yùn)行阻力系數(shù)為0.035，使用壽命不低于6000小時(shí)。

圖1  國產(chǎn)某型托輥結(jié)構(gòu)示意圖

　　因該型托輥軸承座為鑄件，軸承座及管體各配合部位均需機(jī)械加工，從而導(dǎo)致機(jī)械加工量較大，鑄件及機(jī)械加工成本過高。該型托輥軸向只依靠密封外圈的凸圓定位，因密封外圈的尼龍材質(zhì)強(qiáng)度較低，軸承和密封極易竄出。防水密封性能略差，無法滿足現(xiàn)行國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
2、日系某型皮帶輸送機(jī)托輥
日系某型皮帶輸送機(jī)應(yīng)用較為廣泛，結(jié)構(gòu)參見圖2。該托輥使用沖承座，重量較鑄件軸承座大幅降低，并因此減少旋轉(zhuǎn)運(yùn)行阻力。尤其在長距離、大功率皮帶輸送機(jī)的應(yīng)用。軸承座壓入鋼管后，通過雙端自動焊機(jī)將軸承座周邊*焊實(shí)，安全性能良好強(qiáng)度統(tǒng)一。軸承外部的迷宮密封形成一個(gè)復(fù)雜、彎曲而狹窄的通道，并在密封腔內(nèi)沖入潤滑脂形成良好的防塵、防水性能。密封內(nèi)圈外設(shè)置一個(gè)彈性擋圈，可有效防止軸向竄動。該托輥正常工況下的運(yùn)行阻力系數(shù)為0.02，使用壽命不低于15000小時(shí)。

圖2  日系某型托輥結(jié)構(gòu)示意圖

　　由于該型托輥軸向只依靠密封內(nèi)圈外設(shè)置的彈性擋圈定位，因密封圈的尼龍材質(zhì)強(qiáng)度較低，無法有效抵御外部環(huán)境的影響（沖擊、磨損、熱變形等），所以該形托輥密封結(jié)構(gòu)在運(yùn)行一段時(shí)期后極易失效。防塵、防水性能初期使用效果良好，如遇惡劣工況運(yùn)行一段時(shí)期后則無法滿足現(xiàn)行國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
3、我公司某型皮帶輸送機(jī)托輥
該型托輥為我公司先期結(jié)合國內(nèi)外各類托輥，經(jīng)設(shè)計(jì)人員多年潛心研制而成。運(yùn)行使用10余年，應(yīng)用與各類場所，性能穩(wěn)定可靠，其結(jié)構(gòu)參見圖3。軸承座、軸蓋、端蓋均為沖壓件，主要配合尺寸全部以工裝模具控制一體成型。鋼管兩端加工止口，將軸承座壓入管體利用止口定位并使用雙端自動焊機(jī)進(jìn)行焊接。迷宮密封外設(shè)置一套鋼制端蓋組合，并于端蓋組合與迷宮密封組合中填充潤滑脂，防塵、防水性能均高于國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。因鋼質(zhì)端蓋組合的保護(hù)作用，使托輥免于外部不利環(huán)境對密封及軸承的干擾，且在軸承內(nèi)側(cè)亦添加一道尼龍隔離環(huán)，可有效防止軸承內(nèi)的潤滑脂外溢及托輥內(nèi)部的污物（鐵銹、灰塵）侵入軸承內(nèi)部。該托輥正常工況下的運(yùn)行阻力系數(shù)為0.025，使用壽命不低于2000小時(shí)。

圖3  我公司某型托輥結(jié)構(gòu)示意圖

　　由于該托輥管體兩端需專用設(shè)備加工止口，為保證加工尺寸及兩端同軸度，對機(jī)加設(shè)備精度要求較高，保養(yǎng)必須完善到位。另由于該型托輥密封組合部件較多，工序繁瑣，故經(jīng)過多年持續(xù)改進(jìn)，本公司研制了一種新型托輥。
4、新型皮帶輸送機(jī)托輥
為解決前述托輥存在的問題，經(jīng)參考相關(guān)資料并與產(chǎn)品使用及生產(chǎn)部門廣泛溝通，對新型托輥進(jìn)行了如下改進(jìn)，結(jié)構(gòu)參見圖4。

圖4  新型托輥結(jié)構(gòu)示意圖

(1)軸承座與管體采用過盈冷壓合裝配工藝，減少管體加工工序及加工誤差。
(2)原端部密封蓋和密封內(nèi)圈合并一體與密封外圈組成迷宮密封，減少部件及安裝工序。
(3)改變密封結(jié)構(gòu)后，軸承座腔體進(jìn)深減小，更有利于沖壓成型，減重增效，降低運(yùn)行阻力。還可增加托輥兩端軸承間距離，在相同軸承轉(zhuǎn)角下，提高承載能力。
(4)軸承外側(cè)安裝彈性擋圈，防止外力沖擊造成軸向竄動。較擋圈安裝于強(qiáng)度較低的尼龍密封件外側(cè)更加穩(wěn)定可靠。