刘海军 尹 辉
河北港口集团港口机械有限公司
摘 要：对影响带式输送机托辊旋转阻力的因素进行分析，对密封件压装工艺、轴承座、轴承座装配精度进行改进，大幅降低了托辊的旋转阻力，确保了托辊生产质量的稳定性，延长了托辊使用寿命，保障了皮带机系统的稳定运行。
关键词：带式输送机； 托辊； 旋转阻力； 降低
托辊是带式输送机的重要组成部件，其主要作用是支撑输送带和物料重量。判断托辊好坏的标准是托辊径向跳动量、托辊旋转阻力系数和轴向窜动量。随着皮带机的带速和运量的增加，旋转阻力对皮带机系统稳定性的影响越来越大。如果旋转阻力过大，皮带机在高速运转过程中，会影响托辊的寿命，还会增加皮带机的运行功率。因此，严格控制托辊的旋转阻力，能够使皮带机运行平稳，延长皮带机使用寿命，降低整个皮带机系统的能耗。
对50根∅159×740托辊旋转阻力情况进行了试验，表1为摘录的托辊旋转阻力检测的部分数据。
表1 托辊旋转阻力检测数据
托辊编号 1⁃12⁃13⁃14⁃15⁃16⁃17⁃18⁃1旋转阻力/N2．552．182．82．053．32．762．873．24托辊编号 9⁃110⁃111⁃112⁃113⁃114⁃115⁃116⁃1旋转阻力/N2．482．252．73．522．352．682．932．85
根据带式输送机国标规定[1-2]，托辊辊子装配后，其旋转阻力值不应大于表2中的数值。
表2 托辊旋转阻力标准
辊子直径/mm≤108≥133旋转阻力/N防尘辊子2．53．0防水辊子3．64．35
根据试验结果统计，∅159×740托辊旋转阻力按照国标要求测试的合格率为82%，平均旋转阻力为2.7 N。针对托辊旋转阻力过大的问题，对原有工艺进行了详细的分析，找出了影响旋转阻力的几个重要因素。
(1)密封件。TKⅡ型密封件采用内、外密封同时压装的方法，内密封件是靠外密封件施加的压力压进轴承座的，造成内密封不能压装到位，且内外密封之间没有达到规定的间隙，同时轴承与内密封之间也存在间隙，导致托辊运行时内外密封相互摩擦，严重影响了托辊的旋转阻力及密封效果(见图1)。
(2)轴承座。冲压轴承座外圆与内孔的同心度也是影响托辊旋转阻力的主要因素。由于轴承是成品，而托辊轴的加工精度又很容易保证，因此与之相配合的轴承座的精度就成了影响托辊旋转阻力的关键。如果轴承座同心度达不到要求，轴承座压入筒皮焊接组装成托辊后，托辊轴与筒皮外圆不同心，就会增大旋转阻力。因此需要在轴承座加工过程中控制好轴承座的同心度。
图1 内、外密封同时压装效果图
(3)轴承座装配精度。我公司托辊采用双卡的设计形式来降低托辊的轴向窜动量，但是由于轴承座压装后，部分托辊的2个轴承座间距的误差过大，使托辊的卡子安装后与轴承相互挤压，超出了轴承的最大轴向游隙允许误差，导致轴承旋转阻力增大(见图2)。
图2 双卡轴承定位示意图
(1)密封件压装工艺改进。通过上述分析，要想减小托辊的旋转阻力，就必须减小装配过程中产生的摩擦。由于密封件原材料的误差不可避免，只能从装配工艺上入手。 为保证TKⅡ型密封件的内、外密封相互间有足够的间隙，避免相互摩擦，将TKⅡ型密封件的压装方法改为分2次压装：先压内密封，然后再压外密封(见图3)。
图3 内、外密封分布压装效果图
(2)轴承座改进。为了有效降低托辊的旋转阻力，对轴承座的加工质量也提出更高的要求，严格控制内孔与外圆的同轴度和过盈量。在与生产厂家沟通后，制订了轴承座的公司内部控制标准(见图4)。
(3)轴承座装配精度改进。为保证轴承座的装配精度，避免卡子与轴承相互挤压，对压装轴承座的机床进行了改造，把轴承座装配精度控制在误差范围内：原有轴承座压装机床油缸杆为接近开关限位，轴承座间距定位完全受上道工序(筒皮下料长短精度)影响，而现有设备精度难以保证筒皮下料精度的稳定性，导致轴承座间距稳定性较差，严重影响了托辊装配精度。现在针对轴承座压装深度问题对机床进行改造，将接近开关限位改为机械限位，对调整好的轴承座间距进行机械定位，把轴承座间距控制在了合理范围内，提高了托辊的装配精度。
图4 轴承座加工尺寸
为了测试新工艺的效果，试制了100根托辊，从原材料到加工过程实施全程监控和记录，并对数据结果进行分析。通过对数据结果的分析发现，改进后的托辊平均旋转阻力为2.3 N，相比改进前的2.7
N大幅度下降，合格率达到100%，托辊质量明显提高。表3为改进后部分托辊旋转阻力试验数据。
表3 改进后部分托辊旋转阻力试验数据
托辊编号 1⁃22⁃23⁃24⁃25⁃26⁃27⁃28⁃2旋转阻力/N2．452．082．51．92．62．622．652．24托辊编号 9⁃210⁃211⁃212⁃213⁃214⁃215⁃216⁃2旋转阻力/N2．382．082．41．851．352．882．931．85
旋转阻力一直是检验托辊产品质量的重要标准之一，如何降低托辊旋转阻力也是目前困扰国内各个厂家的重大难题。采用新工艺后，将托辊平均旋转阻力降低到2.3 N以内，达到国内领先水平，为今后大型项目的承揽创造了条件。
参 考 文 献：
[1] GB/T 10595-2009 带式输送机[S].
[2] GB 14784-2013带式输送机 安全规范[S].
刘海军： 066002,河北省秦皇岛市海港区开滦路5号
The Analysis and Improvement Measures of Rotary Resistance of Roller of Belt Conveyor
Liu Haijun Yin Hui
Port Machinery Co.,Ltd. of Hebei Port Group
Abstract：Based on the analysis of the factors that affect the rotary resistance of the roller of belt conveyor, three improvement measures have been provided to improve the seal press-mounting process, the design and assembly accuracy of bearing seat. These measures greatly reduce the rotation resistance of the roller, which not only ensure the stability of production quality of roller, but also prolong its service life. All these measures are finally validated and can ensure the belt conveyor system to run stably.
Key words：belt conveyor; roller; rotary resistance
收稿日期：2016-11-07
DOI：10.3963/j.issn.1000-8969.2017.01.012
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