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新型托辊的生产工艺及新材料的应用

2017-11-08

托辊在输送机上运用的种类多,需求量大。面对机械化大生产的需要,对托辊的质量和性能要求也越来越高,因此托辊的质量尤为重要。

  1、托辊轴承的现状和改进措施

  从皮带输送机托辊多年使用情况调研中得出,淋水、粉尘会对托辊造成致命的伤害。托辊轴承是输送机托辊的核心部件,轴承一旦出现损坏,则会导致托辊转动不灵活或抱死,进而使托辊工况磨损加剧,生产效率大大降低。从理论上讲,传动的迷宫式设计只要将淋水和粉尘根据一种力的原理设计切断其渗漏途径,就可以使其润滑,从而使不灵活的状况得到改善。因此,急需找到一种结构简单且密封效果可靠的密封结构。

  根据这种设想,现有一种三重密封结构可以有效地防水和防尘。这种结构可以**限度地利用原有的生产工艺和结构,且能降低生产成本。其原理是在传统的迷宫密封的基础上,增加的软垫防尘和附加密封。其中,软垫密封用于防水,附加密封用于防尘。

  为了更加有效地增强密封效果,减少泄露,保证密封持久可靠,需要有针对性地采取一定的堵漏措施。在制造及装配工序中,要尽可能采取紧密配合,在装配前需涂抹适量黄油。

  另一种结构可以采用超高分子量聚乙烯材料做密封内外挡盖,这样可以减少零件数量,节约开模制造费用,提高劳动生产率。

  在输送作业中,托辊轴短因为长期运行发热,易变形,而且润滑油脂长期高温,容易失效、干裂,可以考虑使用金属陶瓷材料制成的轴承,如碳化物基金属陶瓷,这类材料制成的轴承及密封圈具有高硬度、高耐磨性、耐高温等特点,可以延长托辊轴承的使用时效。

  由于轴头两端在运行中不动,可以设计加设喷油嘴,在设备检修时增加润滑脂,进一步可以延长托辊的寿命。

  另一方面,为了彻底解决托辊工况中出现的卡死不转或抱死的问题,可以考虑将托辊现有的结构进行改造,改用当今已经成熟应用的新材料超高分子量聚乙烯制造的轴承。该材料制成的轴承有自润滑性能,不需要密封,而且可以简化结构。轴承座和托辊管体之间为紧配合,该材料制造的轴承与轴之间为间隙配合。经过托辊试验数据表明,这样的轴承结构有制造成本低、不需润滑的优点,大大消除了托辊卡死不转的问题,而且耐磨和耐高温性能都有所提高,在工艺上可以实现大规模生产,适应现代化输送机的生产要求。

  2、托辊轴承座的安装工艺

  一方面,在托辊实际生产工艺中,采用新的托辊轴承座装配工艺,托辊两端不加工、不焊接。第一步将托辊轴穿入管内并定位,第二部将轴承座组件已过益的加工要求,直接压入管内。在压入工艺中,轴承座相当于一个胎具,可以将托辊管体进行校圆,大大减少了托辊两端的径向跳运误差,并减少了旋转阻力,提高了输送机的生产效率。

  另一方面,可以利用当今研制的新工艺。采用非金属-金属热铆接技术将轴承座和辊筒联接的新工艺,利用非金属材料的局部加热,塑化后冷模头接触铆压重新成形,从而实现紧固作用,生产过程可以有效地实现不改变原有材料的物理、化学性能,无额外废料。将使非金属轴承座和金属辊筒的组件整体装配成一体,这样的生产工艺具有加工能力强、效率高、产品外观好、联接牢固的特点。在实际工况使用中,可有效地延长托辊的使用寿命,并满足大规模生产的要求。

  采用这样的工艺生产托辊轴承座:①可以有效地克服传统工艺生产的托辊耐水、耐腐蚀、耐冲击力较低等缺点。②使托辊重量大大减小,比传统工艺的托辊重量减少了一半,进而使旋转阻力大大减小。③可以方便维修,便于维护及重新利用零件。④使加工工艺精度提高,这种新型非金属-金属托辊轴承座与辊筒之间为过盈配合,依靠压装及铆接时轴承座中心孔定位,有效地保证了托辊辊筒与轴承座的同轴度,减少了径向跳动,减轻了整体托辊的重量,延长了托辊的使用寿命。⑤可以在铆接设备上进行技术研发,采用一次对过个托辊进行轴承座的铆接,大大提高生产效率由此可见,新材料和新工艺的使用会使托辊产品从根本上实现更新换代。

  3、托辊管体的材料更新

  随着新技术、新材料的不断研究之中,金属陶瓷材料具有了高强度、高硬度、耐磨损、耐高温等特点。另外,抗氧化和化学稳定性强,有较好的金属韧性和可塑性,尤其是膨化物陶瓷具有很高的硬度和熔点、优良的导电性耐腐蚀性,从而使硼化物金属台词成为**有广阔发钱前景的金属陶瓷。如果将此类金属陶瓷应用与托辊材料的使用,必将大大提高托辊的制造精度和使用寿命。

  从以上托辊精度差、轴承侧向受力过大、管体被快速腐蚀或耐磨三个方面改进了托辊的工艺生产。这样生产出的新型材料托辊经过实践检验,已赢得了市场的需求和肯定,成为托辊适应现代化大生产、未来需求量大的一个方向和目标。

  使用超高分子量聚乙烯等新研发的材料,做托辊管体的聚乙烯托辊,与金属托辊相比,在使用性能上具有许多明显的优势:①超高分子量聚乙烯为结构线性柔性分子,摩擦系数比常规材料小,自润滑性能指标高,对皮带的磨损降到*小,极大低延长了皮带的使用寿命。②超高分子量聚乙烯托辊具有良好的抗腐蚀性能,能适应恶劣的生产环节,延长了托辊的生命周期。③超高分子量聚乙烯托辊的抗粘附性强,使它在有水或油媒介工况下,转动部位也能正常工作。④由于该材料重量轻,使维修和安装简单易行,真正实现绿色运行,极大改善了噪声和工作环境。⑤它的抗静电性能使它能更出色的极端工况条件下,安全性能得到充分保证。

  经过试验表明,以上材料的实际应用不仅满足了特殊工况下皮带输送机的使用要求,而且托辊强度性能、阻燃性能和抗静电性能优良。随着新材料和新工艺的不断研究,不就的将来将会给托辊生产带来一系列新变化,将会极大地提高托辊作为输送机主要部件的使用性能和寿命。



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