鋼制托輥軸端部密封裝置的設(shè)計

1、鋼制托輥軸端部密封裝置的設(shè)計,082013137 李磊2012年6月16日,課題內(nèi)容,一、托輥的簡介二、托輥的理論研究三、鋼制托輥軸端部密封裝置的設(shè)計,一、托輥簡介,膠帶輸送機是國民經(jīng)濟發(fā)展中必不可缺的長距離、大運量、最便捷的輸送設(shè)備。廣泛應用于煤炭、礦山、碼頭、電廠、鋼鐵廠、水泥廠等行業(yè)。托輥是膠帶輸送機上的重要部件，膠帶輸送機使用壽命的長短，完全取決于托輥的制造質(zhì)量。 目前市場上托輥種類繁多, 性能差異

2、很大, 從壽命上看有的托輥運轉(zhuǎn)幾天甚至幾個小時就報廢,而有的可正常運轉(zhuǎn)十幾年而不壞。當然其價格差別也比較大,這就給用戶在選擇上帶來困難。如何根據(jù)自己的實際情況選擇經(jīng)濟適用的托輥，就是本次課題的主要目的。,1、一般帶式輸送機托輥應用中存在的問題,托輥被認為是帶式輸送機中的小部件, 可是,它的使用數(shù)量最多, 技術(shù)性能如果不好, 對帶式輸送機運行功率的損耗也最大。在國內(nèi)外對于托輥性能的技術(shù)規(guī)范是這樣要求的旋轉(zhuǎn)阻力≤2.5N；淋水試驗：進水量≤

3、 150g ；防塵實驗：粉塵不得污染托輥軸承的潤滑脂。上述指標有很多托輥都是不能達到或者是勉強達到的。因此, 在惡劣環(huán)境中使用中，1—2個月就會出現(xiàn)早期失效，3—6個月就徹底失效，長期以來，又被習慣的認為是一種易損件。托輥出現(xiàn)早期失效后，與膠帶之間正常的滾動摩擦，變成了不正常的滑動摩擦，旋轉(zhuǎn)阻力就會數(shù)倍的增加，需要更大的驅(qū)動功率。,2、托輥的五次重大革命,1.第一次技術(shù)革命 根據(jù)托輥的密封結(jié)構(gòu)，減小旋轉(zhuǎn)部分的重量，

4、利用工程塑料“尼龍合金”材料設(shè)計新型軸承座。特點：①在它的外側(cè)直接設(shè)計有凹凸的迷宮式密封槽，增加了一層迷宮式密封的結(jié)構(gòu)，使密封效果更加可靠。 ②大幅度減小了轉(zhuǎn)動慣量。 ③工程塑料“尼龍合金”的機械強度完全能夠滿足托輥的使用要求，又能夠利用模具生產(chǎn)，幾何尺寸精度和一致性得到了保證，為規(guī)?；a(chǎn)提供了可靠保障。,2.第二次技術(shù)革命 為了防止各種稀泥對托輥的污染，在外密封圈的外

5、側(cè)設(shè)計了“清除器”。3. 第三次技術(shù)革命 為了達到徹底阻止淋水和粉塵污染的效果，設(shè)計的縱向迷宮式密封結(jié)構(gòu) 。經(jīng)過仔細的分析研究后，在托輥的最外側(cè)設(shè)計了一種縱向迷宮式密封結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)在托輥轉(zhuǎn)動時，可以形成一道“空氣墻 ”，徹底截斷了水和灰在“萬有引力”下延伸的趨勢。在水和灰從上部的縫隙下來碰到“空氣墻”后，由于不能再繼續(xù)向前延伸，就只能順著下面的縫隙再跑出來。就這樣托輥就實現(xiàn)了在淋水、粉塵和稀泥工況下的零污染長期運

6、行。,,4.第四次技術(shù)革命 為了解決傳統(tǒng)托輥存在的弊端，我們利用托輥新型軸承座塑性好的特點，以托輥專用高頻電焊鋼管的直線精度好（6米長鋼管的彎曲度不超過3毫米），和圓周壁厚一致性的特點為基礎(chǔ)，以其內(nèi)徑為基準，將“尼龍合金”軸承座和支撐環(huán)直接與托輥鋼管過盈壓裝，實現(xiàn)了托輥鋼管內(nèi)徑不需要機械加工、也不再焊接的新型托輥生產(chǎn)工藝。,,5.第五次技術(shù)革命 采取在托輥外圓周包裹輪胎橡膠耐磨層的方法解決了托輥的防腐蝕、銹蝕和耐

7、磨性差的難題。,二、托輥的理論研究 帶式輸送機的性能參數(shù)，與托輥性能有著密切的聯(lián)系，其運動密封性、靜止密封性、運行阻力、運行時的噪聲和輸送帶的振動等都與托輥密切相關(guān)。因此，高性能托輥的研制與開發(fā)是帶式輸送機的關(guān)鍵之一。 1.影響托輥壽命的因素 影響托輥使用壽命和運轉(zhuǎn)阻力的重要因素是軸承密封結(jié)構(gòu)和潤滑方式。密封結(jié)構(gòu)有兩種形式: ①非接觸式密封 , 這種密封方式運轉(zhuǎn)阻力小 ,但密封效果稍差; ②接觸式密封 , 密封

8、效果較非接觸式好 , 但是運轉(zhuǎn)阻力偏大。從潤滑方式看有兩種方式: ①一次性注油潤滑 , 不適合長期運轉(zhuǎn)的托輥 , 會導致運轉(zhuǎn)后期阻力增大 , 同時軸承的壽命也較短; ②可注油式潤滑方式 , 這種潤滑方式特點是可以保持軸承處于良好的工作狀態(tài) , 同時又可以將軸承滾道內(nèi)的污物排除 , 提高軸承的使用壽命 , 托輥運行阻力基本恒定。,,2.改進皮帶機托輥結(jié)構(gòu) 提高使用壽命,托輥中軸承早期失效的根本原因有兩個：（1）兩端軸承位置的同軸度嚴重超

9、差，導致軸承的使用壽命大幅縮短。（2）密封效果差，水或者粉塵極容易將軸承污染，如果裝配SKF 軸承，被污染后就越容易被卡死。因此，在傳統(tǒng)的托輥中，推薦裝配大游隙軸承，倒是對托輥制造精度差的一種補救措施，可以相對延長其使用壽命。,三、鋼制托輥軸端部密封裝置的設(shè)計,我所設(shè)計的金屬托輥軸端部密封裝置。結(jié)構(gòu)見圖1，主要包括托輥軸、密封圈、軸承座、筒皮 (鋼管)、軸承等。托輥的密封形式是托輥的設(shè)計要點，其作用是防塵、防水，使軸承有良好的工作環(huán)境

10、。目前托輥大多數(shù)設(shè)計的是三道軸向密封或四道軸向密封，由于我所設(shè)計的托輥的材料是金屬的，考慮到軸承座的制造深度，所以三道密封可以滿足防塵防水的要求。,托輥軸端結(jié)構(gòu)裝配圖,圖1,,本課題主要目的是提供一種結(jié)構(gòu)新穎、密封性能好的迷宮式托輥雙密封裝置。本課題設(shè)計的這種迷宮式托輥雙密封裝置,零部件包括托輥外密封蓋、外密封圈、軸、軸承、軸承座、軸承蓋、卡簧。其中托輥外密封蓋與外密封圈嵌入配合，其特征是在托輥外密封圈的密封沿上設(shè)有兩個規(guī)格大小不同的半

11、圓圈槽，以便在上面套兩個規(guī)格的橡膠圈。其中橡膠O型圈1與外密封蓋間隙配合，橡膠O型圈2與外密封蓋唇式接觸配合，這兩個橡膠圈就是托輥密封性能好壞的關(guān)鍵，是兩個改向密封裝置。,在膠帶輸送機停止工作時，雨水將沿軸向方向進入托輥,隨后橡膠O型圈2擋住其軸向運動。輸送機工作時，由于托輥的高速旋轉(zhuǎn)，套在外密封蓋上的橡膠圈也隨著筒皮高速旋轉(zhuǎn)，這時橡膠會產(chǎn)生萬有引力，雨水軸向運動至橡膠O型圈1時，被其擋住并隨橡膠圈的外沿甩到外密封蓋上，這樣在密封O型圈