学文网摘要：带式输送机运输能力较强、自动化程度较高、操作较为简单等特点，使其在炭井下运输过程中占据着重要的地位。但是随着各个行业的不断发展和进步，对带式输送机的要求也越来越高，在这样的环境下，带式输送机的各种问题便显露了出来。文章旨在带式输送机广泛应用的环境下，针对带式输送机缓冲托辊进行研究与分析。
关键词：带式输送机；缓冲托辊轴承；支承托辊
中***分类号：TB115 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）13-0087-03
带式输送机的运输能力和自动化程度、操作以及费用较低等特点，使其广泛地应用在各个行业中。随着工业的不断发展和进步，带式输送机也显露出一些问题，例如带式输送机的运量不能够满足需求、速度较慢等，因此我们针对这些问题来进行研究与分析。
1带式输送机的搭接
在矿用带式输送机中，一般的现代化大型的矿井运输大巷的运输距离多为几千米，如果在较短的煤炭运输巷道中，一般的带式输送机是能够满足煤炭运输距离方面的要求，但是如果在较长的巷道或是有拐弯的巷道中，输送机便无法满足其需求，现在的大型钢丝绳缠绕多驱动带式输送机的运输距离一般都不高于两千米，因此一般的可弯曲带式输送机是无法实现小角度的工作的，也就是说，必须要采用搭接的方式来解决这样的问题。
现在一般的带式输送机都是以追求长运距和大运量为自身目标的，且由于对煤炭经济方面的追求，导致煤炭的块度加大，且粉煤量也有一定程度的减少。由于抛落的煤炭会对下部的胶带产生较大的冲击力，因此使得下部胶带要承受连续的或者是脉动的冲击，导致其使用寿命减少，也使得托辊的维修率增加。
2缓冲托辊的改进设计
带式输送机的缓冲托辊一般都用在搭接带式输送机的落料位置，现在使用较为广泛的带式输送机多采用在普通刚面托辊外表面进行直接加胶方式，也就是在普通刚面托辊上加上橡胶圈，利用橡胶圈的弹性储能来对抛落时产生的冲击力起到一定的缓解作用，但是这种方法对于缓解冲击力的能力是十分有限的，仅仅能够利用橡胶圈的弹性储能来缓解冲击力，对于胶带以及托辊的保护作用并不明显，因此对缓冲托辊进行改进是十分必要的。
2.1缓冲托辊的改进原理
对缓冲托辊进行改进的基本设计思路是在原有的橡胶圈缓冲的基础之上进行的，尽量在不会增加机械加工难度以及制造成本的条件下进行，且要达到提高缓冲托辊的缓冲保护性能的目的。改进设计的原理为采用机械原理中的曲柄滑块机构。原理如***1所示：
在滑杆L2上安装缓冲的弹簧，使抛落时的冲击力能够有所缓解。在新型缓冲托辊的运行时，首先为抛落物品随之产生的冲击力导致L1进行左右方向的摆动，然后带动滑杆L2进行下滑并也做幅度较小的摆动，在滑竿L2进行下滑的过程中，使L2上加装的弹簧进行压缩，通过压缩弹簧，使得在煤炭下落过程中的冲击力有一定的程度的缓解且能够对胶带以及托辊起到二次保护的作用。
2.2缓冲托辊的设计制造
改进后的缓冲托辊能够在其自重作用下将缓冲弹簧压缩在两个挡片之间，并且能够保持动态的平衡。在改进设计中过程并不复杂，利用滑竿L2中的弹簧来完成二次缓冲的作用，即对物品抛落对胶带和托辊的冲击力起到一定的缓解作用。在改进过程中，原来的缓冲托辊的尺寸和外形也并不会有大的改动，这样能够对原来托辊的安装结构起到一定的保持以及保护作用。
除此之外，在对缓冲托辊增加了少量的附件后，能够使托辊的缓冲作用有较大程度的提高，且在改进的过程中托辊的加工装配也并不复杂，因此，整体的制造成本并不会有明显的提高。
3托辊的发展现状
目前，我国国内的带式输送机带速约为3～6m/s，但是根据资料显示，国外一般的带式输送机的带速都能够达到15m/s，因此总体来说，我国的带式输送机较国外来讲，带速是偏低的，我国的托辊技术与国外相比差距也比较大。例如日本的皆爱喜公司和意大利的陆美嘉公司等高质量的公司，在托辊的研制方面都处于世界的领先水平。我国的托辊产品与国外相比，主要差距为：我国的托辊平均使用寿命较短，根据调查进口的托辊使用寿命一般为50000～100000小时之间，而我国的托辊使用寿命一般为30000小时左右；我国生产的普通托辊的运行阻力系数约为0.018左右，而进口的托辊旋转阻力系数约为0.012；我国的托辊产品与国外的相比质量较大，同一个型号的托辊在国内比在国外要重百分之十左右，而托辊的质量越大，要的消耗的功率和钢材也越大，特别是在带式输送机启动的时候消耗的功率更大；同一个型号的托辊在国内生产的噪声要比在国外的大10%～30%左右。
目前来讲我国市场上的托辊产品存在着众多问题，通常使托辊失效的形式主要有两种：轴承的失效以及筒体等结构的破坏。在托辊产品中，筒体和轴承座，以及支撑轴和挡盖都为碳钢结构构造的，因此质量较大，且容易产生静电，并且容易被锈腐蚀，例如在矿山的生产过程中，托辊要长期暴漏在高硫的环境中，因此腐蚀的更加明显。轴承的失效主要变表在两个方面：在托辊工作时筒体的偏心会导致轴承产生轴向力高频冲击，且向心球的轴承能够承载的径向力较大，这对向心球轴承的托辊会产生较明显的影响；轴承的密封性较差，例如在使用过程中没有对其进行严密的密封使尘埃侵入到了托辊的内部，从而进入到了轴承中的滚道中，最终导致脂的变质或是固化，对轴承的工况也会产生一定的破坏，加快了轴承的磨损情况以及磨损
程度。
4带式输送机缓冲托辊的发展前景分析
首先，传统的托辊支承缓冲能力较差，无法很好地吸收物品下落时产生的强大冲击力，如果控制不好的话会砸坏支承托辊，从而造成皮带会纵向撕裂等情况；其次支承托辊在工作过程中，会频繁地受到物料的冲击，容易产生脱落的情况，支承辊的直立支架座会容易产生挂伤或是撕裂皮带等情况；在工作过程中，支承托辊和输送带之间是线接触，在两辊之间是悬空的状态，当物料或其他物品下落时会对两个托辊之间的皮带造成不同程度的损坏，如果物料或是尖锐的硬物卡在了托辊和落料口之间，那么将会造成皮带的纵向撕带；传统的托辊支承，处于两辊之间的皮带在使用一段时间之后，会造成皮带的下垂，导致落料口区间的皮带成波浪形，落料口的密封性也会受到不同程度的损坏，从而造成物理散落等情况，对环境也有一定的污染；传统的支承托辊表面的弹性较差，如果长时间没有运行，支承托辊的表面会粘附一些物料且皮带也会受到一定的磨损，如果严重的话，会引起皮带跑偏；传统的支承托辊的转动轴承如果长期受到物品下落的冲击，那么轴承和密封性会发生失效的情况，导致辊体的转动不灵活，甚至出现不转动的情况，且会对皮带的表面会造成磨损。
综上所述，传统的缓冲托辊技术并不十分成熟，如果不对其进行改进，那么缓冲托辊的发展空间是较为狭隘的，因此国际上有许多工程设计公司都对不同的物料缓冲装置进行了不同程度的改进，目前来讲，由德国工程师发明的缓冲床，经过了逐步的改进后，逐渐得到了广大客户的认可，并在全球范围内被广泛的应用。
从结构上来说，密封性和新型材料的应用对缓冲托辊来说，基础性的研究是十分必要的，目前广泛使用的新托辊结构采用了接触迷宫和轴向迷宫相结合的复合密封结构，且选用了带防尘盖的深沟球轴承。总体来说，广泛的应用新材料，对加工工艺进行改进，能够有效的保证托辊的旋转阻力、径向圆跳动，以及其防水和防尘密封性等。在目前以大功率、大运量、长距离为带式输送发展方向的环境之下，阻力小、噪声小、使用寿命长的托辊结构方案才能够对带式输送机的生产效率起到重要的提高作用。
5结论
综上所述，如果想要彻底解决带式输送机缓冲托辊使用寿命短等问题，那么就要对缓冲托辊的使用环境、缓冲托辊的结构以及缓冲托辊的结构特点进行认真的分析，只有对缓冲托辊架进行改进，例如文中提到的利用弹簧来实现缓冲的方法，才能够对问题有较为彻底的解决。改进缓冲托辊以及缓冲托辊架，不仅能够有效地延长缓冲托辊的使用寿命，还能适当减少维修人员的劳动强度，同时也为生产赢得了宝贵的时间，并为公司创造了经济效益。
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