托輥是帶式輸送機(jī)的重要組成部件，主要肩負(fù)著承載輸送物料的作用，在皮帶機(jī)的運(yùn)輸過(guò)程中承受70%以上的阻力，是皮帶機(jī)中用量最大、更換頻率最高的零部件，因此托輥的使用壽命在整部皮帶機(jī)中十分重要。
1 托輥內(nèi)部結(jié)構(gòu)
機(jī)電總廠長(zhǎng)期以來(lái)生產(chǎn)帶式輸送機(jī)用托輥，其大多為DTⅡ型、TD75 型，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)分別見(jiàn)圖1、圖2。由于井下使用條件惡劣，托輥的使用壽命一般僅可達(dá)15 000h 左右，井下需頻繁更換托輥，嚴(yán)重影響著井下煤炭生產(chǎn)，也增加了帶式輸送機(jī)的運(yùn)行成本，同時(shí)也加大了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，因此如何提高托輥的使用壽命，從而提高帶式輸送機(jī)的使用性能就成為擺在我們面前的一大問(wèn)題。圖1 DTⅡ型托輥內(nèi)部結(jié)構(gòu)
2 影響托輥使用性能的主要原因
對(duì)生產(chǎn)的TD75 型、DTⅡ型托輥進(jìn)行分析，影響其壽命的主要原因是托輥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
2.1 密封效果不好
托輥內(nèi)部采用的密封是軸向非接觸迷宮式密封，其特點(diǎn)是在內(nèi)、外密封件之間形成很小的曲折間隙來(lái)實(shí)現(xiàn)密封，防塵效果較好，但其防水效果較差，而井下皮帶機(jī)的生產(chǎn)狀況是灰塵大、同時(shí)用水除塵，因此托輥所用密封必須具有較好的防塵、防水效果。如果托輥內(nèi)進(jìn)水將腐蝕軸承，進(jìn)灰塵將損壞軸承，最終影響托輥的使用壽命。
圖2 TD75 型托輥內(nèi)部結(jié)構(gòu)
2.2 托輥軸同軸度差
托輥軸為冷拔光軸，其特點(diǎn)是其表面粗糙度及尺寸精度不經(jīng)加工就可達(dá)到圖紙要求，用起來(lái)方便、省工省力。但是由于冷拔光軸生產(chǎn)時(shí)因胎具的磨損等因素造成尺寸精度不穩(wěn)定，時(shí)常有超標(biāo)現(xiàn)象，加上在運(yùn)輸過(guò)程中易造成彎曲，使托輥軸的同軸度差，托輥軸兩端安裝的軸承間隙得不到保證，從而托輥旋轉(zhuǎn)阻力增大，影響托輥的使用壽命。
2.3 軸承座同軸度差
托輥所用軸承座是沖壓件，與筒皮配合處不經(jīng)加工，軸承座直接焊在筒皮上。沖壓時(shí)軸承座不圓或與筒皮配合處的端面不平等問(wèn)題均易造成與筒皮焊接后兩端軸承座的不同軸，致使軸承游隙減小，旋轉(zhuǎn)阻力增大，轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活。
3 托輥內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改進(jìn)
為解決以上存在的問(wèn)題，提高托輥的使用壽命，在綜合分析以上原因的基礎(chǔ)上對(duì)托輥的結(jié)構(gòu)及加工工藝進(jìn)行了改進(jìn)。
3.1 托輥密封改進(jìn)的機(jī)理及方案
密封的作用是為了防止外界灰塵、水分等侵入軸承。按密封件與其作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件是否接觸，可以分為接觸式密封和非接觸式密封。原托輥采用非接觸迷宮式密封，鑒于原托輥密封存在的缺點(diǎn)，重新設(shè)計(jì)了一種新型密封圈結(jié)構(gòu)形式。圖3 為新型托輥內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這種新型密封結(jié)構(gòu)將接觸式密封（件8）與非接觸式密封（由件4、5 內(nèi)外密封組成）組合使用。接觸式密封用耐油橡膠制成，具有良好的綜合力學(xué)性能，較高的回彈性及耐磨性，其利用橡膠密封與托輥軸之間的過(guò)盈量緊密地結(jié)合在一起，從而有效地解決了托輥防水的問(wèn)題，同時(shí)也有阻止灰塵進(jìn)入的作用；非接觸式密封為軸向迷宮式密封，分為內(nèi)密封和外密封，由內(nèi)、外密封件之間形成很小的曲折間隙來(lái)實(shí)現(xiàn)密封。軸向迷宮式密封防塵效果較好，阻力也小，密封可以沿軸線套上去，裝拆十分方便，因此，兩者有機(jī)地結(jié)合可使托輥更好地實(shí)現(xiàn)防水、防塵的作用。由于接觸式密封的密封件與配合件直接接觸，在工作中摩擦較大，因而在使用初期托輥轉(zhuǎn)動(dòng)阻力較只有非接觸式密封的托輥旋轉(zhuǎn)阻力大一些。但其密封層
多、密封效果好，在使用一段時(shí)間以后，托輥會(huì)越轉(zhuǎn)越靈活。
3.2 提高托輥軸的同軸度
鑒于冷拔光軸精度不穩(wěn)定和在 運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中造成的不同軸度無(wú)法補(bǔ)償?shù)娜毕?，采用圓鋼料加工成階梯軸代替冷拔光軸，通過(guò)加工手段來(lái)保證軸兩端的同軸度，對(duì)軸兩端安裝軸承處進(jìn)行磨削加工。
1—-筒皮；2—-擋環(huán)；3—-軸承；4—-外密封；
5—-內(nèi)密封；6—-擋蓋；7—-軸向擋圈；8—-橡膠密封
圖3 新型托輥內(nèi)部結(jié)構(gòu)
3.3 提高軸承座的同軸度
為保證兩軸承座的同軸度，將軸承座與筒皮配合處的圓周及端面均進(jìn)行加工，這樣便可有效地克服沖壓時(shí)軸承座不圓或與筒皮配合處的端面不平等問(wèn)題，從而通過(guò)加工手段來(lái)保證兩軸承座的同軸度。
3.4 加工工藝的改進(jìn)
修改軸向擋圈切槽的加工工藝順序，先組裝密封，按標(biāo)準(zhǔn)要求留出軸向竄量；再加工軸向擋圈切槽，從而避免了軸向竄動(dòng)值過(guò)大的問(wèn)題，有效地保證其軸向竄動(dòng)值不大于0.7mm。
