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1、钢制托辊轴端部密封装置的设计082013137 李磊2012年6月16日课题课题内容内容一、托辊的简介二、托辊的理论研究三、钢制托辊轴端部密封装置的设计一、一、托辊简介托辊简介 胶带输送机是国民经济发展中必不可缺的长胶带输送机是国民经济发展中必不可缺的长距离、大运量、最便捷的输送设备。广泛应用于距离、大运量、最便捷的输送设备。广泛应用于煤炭、矿山、码头、电厂、钢铁厂、水泥厂等行煤炭、矿山、码头、电厂、钢铁厂、水泥厂等行业。托辊是胶带输送机上的重要部件，胶带输送业。托辊是胶带输送机上的重要部件，胶带输送机使用寿命的长短，完全取决于托辊的制造质量。机使用寿命的长短，完全取决于托辊的制造质量。目前市
2、场上托辊种类繁多目前市场上托辊种类繁多,性能差异很大性能差异很大,从从寿命上看有的托辊运转几天甚至几个小时就报废寿命上看有的托辊运转几天甚至几个小时就报废,而有的可正常运转十几年而不坏。当然其价格差而有的可正常运转十几年而不坏。当然其价格差别也比较大别也比较大,这就给用户在选择上带来困难。如这就给用户在选择上带来困难。如何根据自己的实际情况选择经济适用的托辊，就何根据自己的实际情况选择经济适用的托辊，就是本次是本次课题课题的主要目的。的主要目的。1、一般带式输送机托辊应用中存在的问题 托辊被认为是带式输送机中的小部件,可是,它的使用数量最多,技术性能如果不好,对带式输送机运行功率的损耗也最大。
3、在国内外对于托辊性能的技术规范是这样要求的旋转阻力2.5N；淋水试验：进水量 150g；防尘实验：粉尘不得污染托辊轴承的润滑脂。上述指标有很多托辊都是不能达到或者是勉强达到的。因此,在恶劣环境中使用中，12个月就会出现早期失效，36个月就彻底失效，长期以来，又被习惯的认为是一种易损件。托辊出现早期失效后，与胶带之间正常的滚动摩擦，变成了不正常的滑动摩擦，旋转阻力就会数倍的增加，需要更大的驱动功率。2、托辊的五次重大革命1.第一次技术革命 根据托辊的密封结构，减小旋转部分的重量，利用工程塑料“尼龙合金”材料设计新型轴承座。特点：在它的外侧直接设计有凹凸的迷宫式密封槽，增加了一层迷宫式密封的结构，
4、使密封效果更加可靠。大幅度减小了转动惯量。工程塑料“尼龙合金”的机械强度完全能够满足托辊的使用要求，又能够利用模具生产，几何尺寸精度和一致性得到了保证，为规模化生产提供了可靠保障。2.第二次技术革命 为了防止各种稀泥对托辊的污染，在外密封圈的外侧设计了“清除器”。3.第三次技术革命 为了达到彻底阻止淋水和粉尘污染的效果，设计的纵向迷宫式密封结构。经过仔细的分析研究后，在托辊的最外侧设计了一种纵向迷宫式密封结构。该结构在托辊转动时，可以形成一道“空气墙”，彻底截断了水和灰在“万有引力”下延伸的趋势。在水和灰从上部的缝隙下来碰到“空气墙”后，由于不能再继续向前延伸，就只能顺着下面的缝隙再跑出来。就
5、这样托辊就实现了在淋水、粉尘和稀泥工况下的零污染长期运行。4.第四次技术革命 为了解决传统托辊存在的弊端，我们利用托辊新型轴承座塑性好的特点，以托辊专用高频电焊钢管的直线精度好（6米长钢管的弯曲度不超过3毫米），和圆周壁厚一致性的特点为基础，以其内径为基准，将“尼龙合金”轴承座和支撑环直接与托辊钢管过盈压装，实现了托辊钢管内径不需要机械加工、也不再焊接的新型托辊生产工艺。5.第五次技术革命 采取在托辊外圆周包裹轮胎橡胶耐磨层的方法解决了托辊的防腐蚀、锈蚀和耐磨性差的难题。二、托辊的理论研究 带式输送机的性能参数，与托辊性能有着密切的联系，其带式输送机的性能参数，与托辊性能有着密切的联系，其运动
6、密封性、静止密封性、运行阻力、运行时的噪声和输送带运动密封性、静止密封性、运行阻力、运行时的噪声和输送带的振动等都与托辊密切相关。因此，高性能托辊的研制与开发的振动等都与托辊密切相关。因此，高性能托辊的研制与开发是带式输送机的关键之一。是带式输送机的关键之一。1.1.影响托辊寿命的因素影响托辊寿命的因素影响托辊寿命的因素影响托辊寿命的因素 影响托辊使用寿命和运转阻力的重要因素是轴承密封结构影响托辊使用寿命和运转阻力的重要因素是轴承密封结构和润滑方式。密封结构有两种形式和润滑方式。密封结构有两种形式:非接触式密封非接触式密封,这种密这种密封方式运转阻力小封方式运转阻力小,但密封效果稍差但密封效果
7、稍差;接触式密封接触式密封,密封效果密封效果较非接触式好较非接触式好,但是运转阻力偏大。从润滑方式看有两种方式但是运转阻力偏大。从润滑方式看有两种方式:一次性注油润滑一次性注油润滑,不适合长期运转的托辊不适合长期运转的托辊,会导致运转后期会导致运转后期阻力增大阻力增大,同时轴承的寿命也较短同时轴承的寿命也较短;可注油式润滑方式可注油式润滑方式,这这种润滑方式特点是可以保持轴承处于良好的工作状态种润滑方式特点是可以保持轴承处于良好的工作状态,同时又同时又可以将轴承滚道内的污物排除可以将轴承滚道内的污物排除,提高轴承的使用寿命提高轴承的使用寿命,托辊运托辊运行阻力基本恒定。行阻力基本恒定。2.改进
8、皮带机托辊结构 提高使用寿命 托辊中轴承早期失效的根本原因有两个：（1）两端轴承位置的同轴度严重超差，导致轴承的使用寿命大幅缩短。（2）密封效果差，水或者粉尘极容易将轴承污染，如果装配SKF 轴承，被污染后就越容易被卡死。因此，在传统的托辊中，推荐装配大游隙轴承，倒是对托辊制造精度差的一种补救措施，可以相对延长其使用寿命。三、钢制托辊轴端部密封装置的设计三、钢制托辊轴端部密封装置的设计 我所设计的金属托辊轴端部密封装置。结构见图1，主要包括托辊轴、密封圈、轴承座、筒皮(钢管)、轴承等。托辊的密封形式是托辊的设计要点，其作用是防尘、防水，使轴承有良好的工作环境。目前托辊大多数设计的是三道轴向密封
9、或四道轴向密封，由于我所设计的托辊的材料是金属的，考虑到轴承座的制造深度，所以三道密封可以满足防尘防水的要求。托辊轴端结构装配图 图1 本课题主要目的是提供一种结构新颖、本课题主要目的是提供一种结构新颖、密封性能好的迷宫式托辊双密封装置。本密封性能好的迷宫式托辊双密封装置。本课题设计的这种迷宫式托辊双密封装置课题设计的这种迷宫式托辊双密封装置,零零部件包括托辊外密封盖、外密封圈、轴、部件包括托辊外密封盖、外密封圈、轴、轴承、轴承座、轴承盖、卡簧。其中托辊轴承、轴承座、轴承盖、卡簧。其中托辊外密封盖与外密封圈嵌入配合，其特征是外密封盖与外密封圈嵌入配合，其特征是在托辊外密封圈的密封沿上设有两个规
10、格在托辊外密封圈的密封沿上设有两个规格大小不同的半圆圈槽，以便在上面套两个大小不同的半圆圈槽，以便在上面套两个规格的橡胶圈。其中橡胶规格的橡胶圈。其中橡胶O O型圈型圈1 1与外密封与外密封盖间隙配合，橡胶盖间隙配合，橡胶O O型圈型圈2 2与外密封盖唇式与外密封盖唇式接触配合，这两个橡胶圈就是托辊密封性接触配合，这两个橡胶圈就是托辊密封性能好坏的关键，是两个改向密封装置。能好坏的关键，是两个改向密封装置。在胶带输送机停止工作时，雨水将沿轴向方在胶带输送机停止工作时，雨水将沿轴向方向进入托辊向进入托辊,随后橡胶随后橡胶O O型圈型圈2 2挡住其轴向运动。输挡住其轴向运动。输送机工作时，由于托辊
11、的高速旋转，套在外密封送机工作时，由于托辊的高速旋转，套在外密封盖上的橡胶圈也随着筒皮高速旋转，这时橡胶会盖上的橡胶圈也随着筒皮高速旋转，这时橡胶会产生万有引力，雨水轴向运动至橡胶产生万有引力，雨水轴向运动至橡胶O O型圈型圈1 1时，时，被其挡住并随橡胶圈的外沿甩到外密封盖上，这被其挡住并随橡胶圈的外沿甩到外密封盖上，这样在密封样在密封O O型圈型圈1 1与外密封盖之间形成了一道与外密封盖之间形成了一道“真真空墙空墙”，有效地阻止了后面雨水的轴向运动，起，有效地阻止了后面雨水的轴向运动，起到了第一层密封作用。如果还有少许水分进入托到了第一层密封作用。如果还有少许水分进入托辊内部，内密封圈会有效地阻止水分进入轴承，辊内部，内密封圈会有效地阻止水分进入轴承，起到第二层密封作用。起到第二层密封作用。总结这次我所设计的托辊比以前的普通托辊有些不同的地方：1.密封结构及材料发生了根本性改变；2.使用寿命更长；3.具有一定的经济效益。当然，我的设计存在着许多不足之处，恳请各位老师给予鼓励和指正！