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浅谈带式输送机缓冲橡胶托辊的创新改进

发布者:wubaiyi2021-11-06

带式输送机由于运输能力强、自动化程度高、操作简单以及运输费用低等诸多特点,因而在各个行业中广泛地应用。但是,带式输送机在长期的运行过程中也暴露出一些问题,这都需要加以改进。特别是托辊,影响输送效率关键。它作为支承输送带和货载,保证输送带垂度的部件,在选择方式和数量上,对输送机的正常使用、稳定运行、维护费用、功率消耗都有重要影响。

 带式输送机搭接存在的问题及影响托辊的因素

带式输送机在长距离直线运输中的确能发挥重要作用,但在拐弯的运输巷道中运行,就难以满足运输需求了。大型钢丝绳缠绕多驱动带式输送机的运输距离,一般也都是不大于两千米。一般可弯曲带式输送机,则是无法实现小角度运输的,**采用搭接方式来解决转弯问题。转弯的输送机,容易抛落物料,会对下部的胶带产生较大的冲击力,使得下部胶带要承受连续或脉动的冲击,导致使用寿命降低,托辊的维修率被增加。从现场中发现,托辊轴承则是影响托辊寿命的主要因素。而轴承的寿命主要取决于所承载的荷载、质量和润滑状况。长期处在恶劣环境中运行的轴承,多因素加剧磨损,大大降低了托辊使用寿命。

带式输送机缓冲托辊的改进设计思路

缓冲托辊大多用在搭接带式输送机的落料位置,且多采用在普通刚面托辊外表面进行直接加胶方式,即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。该方法对缓解冲击力有限,仅能利用橡胶圈的弹性储能缓解,对胶带和托辊的保护作用不明显,因此需要对缓冲托辊进行改进。

1)改进缓冲托辊的原理。改进的思路是在原有橡胶圈缓冲的基础之上进行,尽量在不增加机械加工难度和制造成本,还要达到提高缓冲托辊的缓冲保护性能。根据机械原理中的曲柄滑块机构。在滑杆上安装缓冲的弹簧,使抛落时的冲击力能有所缓解。新型缓冲托辊运行时,抛落物产生的冲击力导致左右摆动,然后带动滑杆进行下滑,并做幅度较小的摆动。在滑竿进行下滑的过程中,加装的弹簧压缩。通过压缩的弹簧,使物料下落过程中的冲击力有一定程度的缓解,并能对胶带和托辊起二次保护的作用和效果。

2)缓冲托辊的设计制造。根据以上原理,改进后的缓冲托辊能在自重作用下将缓冲弹簧压缩至两挡片之间,并能保持动态的平衡状态。利用滑竿中的弹簧完成二次缓冲作用,也就是物品抛落对胶带和托辊的冲击力能起缓冲。原缓冲托辊的尺寸和外形不会有大的改动,如此能对原托辊的安装结构保持一致,并起保护作用。对缓冲托辊增加了少量附件,能使托辊的缓冲作用有较大程度的提高,至于托辊的加工装配也不复杂,制造成本也不会有明显升高。

托辊的选择与加工工艺

1)托辊轴承的选择。以前都用204、205系列滚动轴承,后来有了专用轴承。轴承的整体质量提高了,寿命也得以大大延长,比以往的204轴承提高了10倍以上,旋转阻力也低了一倍以上。

2)托辊的密封结构与润滑方式。它是影响托辊使用寿命与运转阻力的重要因素。轴承的密封结构有三种形式:①迷宫式密封。②接触式密封。③组合式密封。润滑方式有两种:①一次性注油润滑。②可注油式润滑。

3)托辊载荷的计算。通常使用静力学和动力学两种方法计算。现越来越注重动特性,也是**考虑的。其由多因素产生。主要在:①托辊辊壳偏心转动时产生的动载荷;②托辊偏心转动与输送带相互作用所产生的动载荷;③输送带和物料运动时对托辊冲击产生的动载荷;④输送带横向弯曲振动拍打托辊产生的动载荷;⑤输送带张力变化对过渡段托辊、弯曲段托辊产生的动载荷;⑥高速运行的输送带通过托辊时物料与输送带变形对侧托辊产生作用力;⑦转载处托辊受物料下落的冲击动载荷。一般的正确地计算载荷,这对选择托辊、估算托辊的使用寿命非常有利。

4)托辊的加工工艺。加工精度主要指外壳和托辊两端内孔的同心度,以及各零件轴向尺寸的精度。同心度若太低,滚动轴承易咬死、增加阻力,寿命降低;轴向尺寸误差大,形成较大的轴向间隙,轴易窜动,损坏润滑和密封;装配质量不好,跑偏、咬卡、磨损加剧,并降低托辊使用寿命。选择时应找大的、可靠的托辊制造商。

 托辊间距的合理布置

托辊间距通常根据经验数据确定,沿输送机长度,可采用统一的托辊间距。实际运行中,若用现有的经验数据则不能确定所有的托辊间距,还不能保证正常运行。需要根据带式输送机实际运行工况进行托辊间距设计。

1)承载托辊间距计算。为了减少运行阻力,托辊应保证输送带的垂度不超过限定值。主要使用张力逐点计算法计算托辊间距。承载段输送带张力的计算公式为:

Smin=(q+qd)L2cosβ/(8ymax)(1),式中: Smin为重段输送带小张力,N;L为承载托辊间距,m;q为输送带所载物料的线载荷,N/m;qd为单位长度输送带的质量,N/m;ymax为输送带允许下垂度,m;β为带式输送机的安装倾角,?。根据运输机械手册,取ymax=0.025L,则式(1)可简化为:L≤Smin/[5(q+qd)cosβ](2)。实际中,输送量、带速、安装倾角、带宽和输送物料性质都确定,则可用“逐点计算法”计算出承载段的小张力Smin。再按式(2)可计算出承载托辊间距,选取值。在考虑其他因素,终确定合理的间距。

2)托辊间距的确定。①物料特性对承载托辊间距有影响。输送物料的特性是设计承载托辊间距的主要影响因素。一般物料分松散物料和成块物料。成块物料块度与输送带宽度B有关。②输送带性质对承载托辊间距的影响。承载托辊间距与qd成反比,较宽的输送带,间距应取较小值。③带式输送机安装倾角对承载托辊间距也有影响。④输送带小张力对承载托辊间距有影响。

3)空载段托辊间距的确定。下托辊是输送带从回空段循环到承载段的滚动支承部件,计算公式:S′min≥L′5qdcosβ(3),式中:S′min为回空段输送带小张力,S′min =Smin/1.06,N;L为回空段托辊间距,m;代入可得:L′≤Smin/(5.3qdcosβ)(4)。由此式)可看出,下托辊间距与输送带特性和输送机的输送倾角有关。

托辊是输送机的重要部件,其性能好坏直接影响整机性能。因此,在托辊设计上应采用定性分析和定量计算相结合的办法。除静特性计算外,还要动特性计算。要综合考虑加工、安装、拆卸和互换性等因素,合理确定承载托辊间距。改进缓冲托辊的结构及托辊架,减少阻力,延长缓冲托辊使用寿命,降低维修量和成本,提率和运输经济效益。


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