托辊分类及损坏的原因.docx

托辊分类及损坏的原因托辊的分类 分有各类槽形托辊组，各类平行托辊组，各类调心托辊组，各类缓冲托 辊组。按材质分为橡胶托辊、陶瓷托辊、尼龙托辊及绝缘托辊。其尺寸均 能满足 TD75 型胶带机安装要求，特殊情况尺寸可注明订购。槽形托辊有普 通型托辊、前倾型托辊、快换轴承型托辊、吊挂型托辊、三链托辊、可逆 托辊、变槽角型托辊、过渡型托辊、V 型托辊等;平行托辊有普通型托辊、 梳型托辊、前倾型托辊、钢胶托辊型、螺旋型托辊等;调心托辊有通用型、 摩擦可逆型托辊、强力型托辊、锥托辊、螺旋型托辊、组合型托辊等;缓 冲托辊有弹簧板型托辊、缓冲圈型托辊、强力缓冲型托辊、可调弹力型托 辊、吊挂型托辊等。各类辊子的结构先进，性能可靠，辊皮用材经严格挑 选，采用优质专用焊管，有严格公差要求。轴材料采用冷拔圆钢，轴承座 采用优质钢板冲压，密封结构采用 PDC 型，三道密封装置，防尘、防水性 能均优于国家相关标准。 托辊损坏的原因 从托辊的技术质量水平结合使用环境来讲，造成托辊损坏的原因主要有以下几个 方面: 一、托辊的密封性能差，轴承被淋水或粉尘污染:为了尽量减小托辊的旋转阻力， 基本上都是采用迷宫式密封结构。目前，国内外所有的迷宫式密封结构，都是拍 脑门设计出来的，没有原理的根据，都不能阻止淋水和粉尘对轴承的污染。众所 周知，迷宫式密封的间隙大时，密封的效果不好。因此，人们绞尽脑汁，尽可能 将迷宫式密封的间隙设计的很小、相互嵌入的深、层数(或道数)多，或者是圆 弧形等，以期达到理想的密封效果，岂不知，这是很大的一个误区。迷宫式密封 的间隙小，只能有所减缓淋水和粉尘的污染速度，远不能达到理想的效果。并且， 迷宫式密封腔内填充的润滑脂，又大幅度增加了托辊的旋转阻力。因此，国内外 所有的托辊，在淋水或粉尘等恶劣环境中，使用寿命最长不超过1 万小时，最短 的只有2000 小时左右，轴承被污染失效的周期根本无法预期。损坏现象有两种: 1、旋转阻力增大后，管体圆周快速被磨透;2、轴承卡死管体被磨出一个口子。 据悉，国外有在管体中放置化学反应气体，使托辊管体内压力大于外界空气的压 力，以阻止污染物进入迷宫式密封，这样是做不到长期效果的。解决方法只有一 个:必须保证轴承永远不被污染。2003 年，我们在研发过程中，发现了淋水或 粉尘进入迷宫式密封的原理，这也是人类的新发现。并根据该原理，设计出淋水 和粉尘永远不能通过最外侧第一道密封的迷宫式密封结构，使轴承能够长期在良 好的润滑状态下运转，达到10 万小时以上的正常使用寿命。 二、稀泥类污染物对托辊的污染:煤矿井下的水大时，胶带上粘附的煤泥，掉落 到托辊两端面的支架和托辊轴上。先掉下来的变硬后堆积起来，直至将托辊的端 面完全封住。继续掉落的煤泥即与迷宫式密封腔形成高度差。在压差的作用下， 煤泥很容易进入迷宫式密封污染轴承。解决方法很简单并且很巧妙:在旋转的密 封盖上做一个凸起的“清除器”，既对托辊的阻力没有影响，又可以及时将掉落的 稀泥清除下来，阻止稀泥在托辊的端面堆积，不产生压力差，从而达到稀泥不进 入密封的效果。 三、 托辊两端轴承位置不同轴度超差，轴承强行旋转而早期损坏:由于机械加 工的累计误差和焊接变形，造成托辊两端轴承位置的不同轴度超出了轴承允许的 精度范围，不但使托辊的旋转阻力增大，加速管体和胶带之间的磨损，耗费电力， 轴承的寿命也会大打折扣(在良好润滑情况下，旋转阻力1N 的托辊，轴承使用 寿命达到15 万小时;旋转阻力3N 的托辊，轴承使用寿命5 万小时;旋转阻力 5-8N 的托辊，轴承使用寿命达不到 1 万小时)。解决方法是:改进托辊生产 工艺，使托辊的旋转阻力平均1N 。我们公司研制成功的托辊管体不加工大过 盈装配工艺，避免了因机械加工或焊接变形过程中产生的误差，保证了托辊两端 轴承位置的不同轴度0.05mm，旋转阻力平均1N，从而保证轴承的使用寿命达 到15 万小时。 四、物料对托辊管体的严重磨损:在钢铁行业的焦化厂、烧结或球团厂、输送钢 渣和湿炉渣，胶带上粘附着硬而尖锐的物料，对托辊钢管管体磨损的很快。例如 在山西潞宝焦化厂，平行下托辊10-15 天就被磨断;宝钢炼铁厂P301 皮带机 上，平行下托辊的胶面，3 个月就被磨完;济南钢厂输送钢渣的皮带机，1 个多 月管体就被磨漏;广西来宾 B 电厂输送炉渣的皮带机托辊，寿命不超 3 个月， 不胜枚举。解决方法是在保证托辊转动灵活度和密封性能的前提下，提高管体的 耐磨性能。我们公司目前有两种方法:一、包裹汽车轮胎橡胶耐磨层托辊，改变 了尖锐物料与金属钢管的摩擦磨损机理，耐磨性提高20-30 倍。例如在焦化厂 15 天托辊被磨断的位置，包裹汽车轮胎橡胶耐磨层托辊的使用寿命可达到 2 年 以上;二、模压成型的超高分子量聚乙烯托辊，该托辊的耐磨性仅次于汽车轮胎 橡胶，另具有重量轻、无噪音、耐腐蚀锈蚀、省电、不伤胶带、安装方便，降低 劳动强度等显著的特点。 五、托辊管体的严重腐蚀:煤对托辊和胶带的磨损很小。但是在煤矿井下和洗煤 厂，钢管托辊管体的损坏，除了转动灵活度差磨损严重外，水中所含的硫对钢管 托辊管体产生的腐蚀是相当严重的。含硫小的矿井，灵活转动的钢管托辊，管体 厚度4.5 毫米，被腐蚀透的时间为两年左右;在新疆八一钢铁达坂城艾维尔沟煤 矿和神华能源有限公司乌鲁木齐市米东区碱沟矿，4.5mm 厚的钢管托辊，6 个 月就腐蚀完了。还有一部分洗煤厂、化工厂、碱厂、盐厂等对钢管托辊的腐蚀也 是非常严重的。目前，已经有塑料托辊问世，也收到了显著的效果。但是，由于 耐磨性不好，寿命比钢管托辊提高不到一倍。并且不具备阻燃抗静电性能，在用 量最大的煤矿井下就受到限制。因此，钢管托辊腐蚀锈蚀的难题至今仍然没有得 到很好的解决。我们公司的解决方法有几个一、在地面上使用的托辊，可以采 用包裹汽车轮胎橡胶耐磨层托辊，不但耐腐蚀和锈蚀，耐磨性也可以提高10 倍 以上;二、模压成型的超高分子量聚乙烯托辊，或者套装超高分子量聚乙烯不粘 料梳形托辊(这里着重说明:目前，市场上挤出成型的超高分子量聚乙烯托辊， 都经过改性，分子量很低;或者是普通塑料管，耐磨性很差的)，分子量 250-400 万，不但耐磨性比钢管托辊提高 10 倍，还不磨损或撕裂胶带，节 能减排效果更加突出。如果在煤矿井下使用，必须具备阻燃抗静电性能，目前， 最好的超高分子量聚乙烯阻燃抗静电改性后分子量为150 万。 六、调心支架上托辊的快速损坏:调心支架的原本作用是，当胶带上的物料偏载 跑偏时作调心之用。可是，很多皮带机由于安装调试经验不足，致使胶带成为“先 天性”跑偏，完全依靠调心支架托辊与胶带之间的摩擦力进行纠偏。这种现象不 但造成了运行阻力增加后的电力损耗加大，托辊和胶带也同时快速磨损，并且也 严重影响滚筒、减速机、电动机等部件的寿命。还有很多企业的胶带跑偏严重， 干脆用铁丝将调心支架强行固定一个很大的角度，致使托辊管体1 个月左右即被 磨穿。解决方法很简单:重新调整皮带机，必须达到空载运行时，调心支架不起 作用的状态。也可以不安装调心支架，在固定支架上安装挡边托辊，既防止胶带 跑偏，又不增加阻力，托辊和胶带都不异常磨损。 七、V 形前倾支架托辊损坏的也比较快:V 形前倾支架上安装的托辊，与胶带之 间始终在摩擦中运行，虽然前倾的角度很小，但根据实践观察，管体磨损量是固 定支架上托辊的 2 倍左右，使用寿命自然低 1 倍左右。解决方法与调心支架相 同，重新调整皮带机，必须达到空载运行时，调心支架不起作用的状态。也可以 不安装前倾支架，在固定支架上安装挡边托辊，既防止胶带跑偏，又不增加阻力， 托辊和胶带都不异常磨损。 八、缓冲托辊的短期损坏原因有两个:1、由于落料点的粉尘大，缓冲托辊密封 性能差时极易被污染造成轴承的损坏;2、缓冲胶圈基本都是采用再生橡胶生产 的，不但弹性差，耐磨性、耐撕裂性、耐老化性都很差，冲击力小时，使用寿命 仅为1 年左右，冲击力大时，十几天就会断裂脱落，对胶带产生严重伤害。在无 可奈何的情况下，很多皮带机开始选用价格昂贵的缓冲床。目前，两个关键问题 我们公司均已经解决:1、新的迷宫式密封保证轴承永远不被污染，轴承寿命达 到 10 万小时以上;2、胶圈更换为汽车轮胎橡胶，突出的耐磨、耐冲击、耐撕 裂、耐老化、高弹力等综合性能，使缓冲托辊的使用寿命提高20 倍，比缓冲床 的经济效益高10 倍。 九、托辊被埋在物料中造成的损坏:带式输送机出现撒料后，得不到及时的清理， 托辊被埋在物料中运行，物料与托辊的摩擦使阻力大幅度增加，造成托辊管体和 胶带的加速磨损;托辊端面的颗粒物料还会将托辊的密封圈磨烂后污染轴承，发 生卡死的异常损坏。及时清理洒落的物料，不能阻碍托辊的正常转动。 十、浸泡在水中损坏的托辊:托辊的迷宫式密封是无接触密封，浸泡在水中时， 管体内外即形成压力差。水就会将密封腔中的润滑脂乳化后，顺着间隙进入，继 而损坏轴承。因此，大家一定要了解，防尘托辊是不允许浸泡在水中使用的，如 果环境无法避免托辊在水中浸泡工作，就不能再使用滚动轴承，更换非金属滑动 轴承的效果最好。 十一、 支架变形造成托辊管体磨穿:由于材料选择错误或者偷工减料，达不到 设计要求，支架的刚性不足、托辊阻力过大或者意外事故等原因造成的支架变形， 托辊与胶带之间呈不垂直运行，不但管体和胶带的磨损得很严重，阻力同时增大， 能源损耗增加。更换合格的支架。 十二、 搬运时重摔造成的损坏:国家标准中，托辊的轴向载荷和轴向窜动指标 足以满足托辊运行时的工况。但是，有些人错误的认为托辊是金属材料，不怕摔 扔，搬运时1-2 米远的距离直接抛扔，造成托辊轴的大量位移(轴向窜动)， 旋转阻力大幅度增加，运行时管体很快被磨穿。这里着重说明，管体厚度越大， 耐磨周期越长。可是重量越大，惯量也就越大，就越是容易被扔坏。搬运时注意 不要让托辊轴受到冲击是最好的办法。 十三、 凸弧段托辊的损坏:有些带式输送机可能由于疏忽，凸弧段托辊的间距 大，胶带张紧后，凸弧段高点的托辊受力很大，托辊中轴承超过了极限载荷，轴 承的寿命会大幅度减小。解决方法是增加托辊组或者加大托辊中轴承型号，以满 足胶带的张紧载荷。 十四、 高压水枪冲洗胶带造成托辊的损坏:在很多电厂、陶瓷厂，胶带上容易 粘附物料。人们习惯在带式输送机运行时，用高压水枪冲洗胶带，普通托辊的防 水性能是很难保证不进水的。更换能够保证密封不进水的托辊即可。 十五、 块状颗粒磨损破坏托辊端面密封:在很多场合，胶带上的块状物料掉落 在下托辊吊耳的槽中时被卡住，这块物料就会与托辊端面的尼龙密封一直在强行 摩擦，很快把密封破坏，轴承污染造成托辊损坏。解决方法是:改变下托辊吊耳 的结构，使块状物料不能在托辊端面滞留，或者适当缩短托辊管体的长度(大约 20mm)，使吊耳与托辊端面的间距大于掉落的块状物料即可。 十六、 胶带过于软，造成托辊管体的快速磨损:胶带如果过于柔软，离开槽形 托辊的胶带，随着物料重量自由变形量与设计的托辊槽角相差过大，经过槽形托 辊时被强制回复变形，变形时横向长度增加，胶带与托辊之间一直在横向摩擦磨 损，管体和胶带同时磨损的都很快。解决方法有两种:一、更换比较硬的胶带; 二、增加托辊组，减小胶带变形量。 十七、 轴承质量:如果托辊轴承既没有污染，灵活度很好，载荷也不大，轴承 早期失效的原因就属于轴承本身的质量问题了。 托辊的作用 托辊是带式输送机的重要部件，种类多，数量大。它占了一台带式输送机总成 本的35%，承受了70%以上的阻力，因此托辊的质量尤为重要。 托辊的作用是支撑输送带和物料重量。托辊运转必须灵活可靠。减少输送带 同托辊的摩擦力，对占输送机总成本25%以上的输送带的寿命起着关键作用。 虽然托辊在带式输送机中是一个较小部件，结构并不复杂，但制造出高质量的托 辊并非易事。 判断托辊好坏的标准有以下几条:托辊径向跳动量;托辊灵活度;轴向窜动量。 托辊径向跳动量对胶带输送机的影响: 在国家规定的跳动量的范围内，可以保持胶带机平稳运行，否则就会使得胶 带输送机胶带共振跳动，造成物料抛洒，污染环境，在带速越高的情况下越显得 径向跳动量小的好处。我国国家标准规定量为0.7 毫米，日本JIS 标准规定的量 为0.5 毫米。 托辊灵活度对胶带输送机的影响: 在胶带输送机运行过程中，托辊的灵活度显得非常的重要，如果托辊灵活度 不好，旋转阻力系数高的时候，整个胶带输送机系统就得付出更大的动力，消耗 更多的电力，有时还会造成胶带撕裂，电机烧毁的情况，更严重的时候可以引起 火灾。所以，选用旋转阻力系数低(最好低于0.020)的托辊是胶带输送机设计、 选型的重要内容。 轴向窜动量对胶带输送机的影响: 目前我国的胶带输送机制造技术越来越先进，但是轴线窜动还是一个需要重 点研究的课题，因为我国目前的胶带制造技术，胶带输送机安装技术还和世界上 先进国家有较大的差距，往往会出现胶带跑偏的情况，如果托辊的轴向窜动量大， 就会造成托辊的较早损坏。一般轴向窜动量控制在0.5-0.7 毫米以内较好。 托辊输送机下雨天为什么出现故障 托辊在实际的使用中产生重要性能和价值，能够产生重要的性能，需要采用一定 的工作方式和原理进行实际的使用，能够在输送中产生重要的性能，下雨天，露 天的输送带容易沾上水，输送机的辊筒、托辊也比较容易潮湿。橡胶与金属的湿 摩擦系数比较小，如果托辊转动不灵活或者辊筒表面粘有物料，那么输送带在辊 筒所受到力就会不均衡，或者在两侧托辊上受到的阻力就不一致，这时，输送带 运转就会失去平衡，出现跑偏。另外，托辊表面粘能被水溶涨性的物料时，托辊 与输送带之间的水膜的厚度将会增加，容易产生打滑的现象，使输送带出现跑偏。 自动张紧装置与自移机尾配合使用，可实现在输送机不停机的条件下，实现输送 机机尾的移动和输送带的伸缩，大大提高了输送机的输送效率。 胶带输送机在正常的使用中产生不同的性能和趋势，按照正常的发展空间和趋 势，在实际的输送中产生重要的性能和趋势，托辊输送按照正常的使用参数和工 艺进行实际的使用，保证实际使用性能的参数控制。 煤矿井下应该选择什么材质的托辊? 我们经过近六年对煤矿井下托辊的使用情况进行分析总结，造成托辊损坏的主要 原因有以下几种:1、淋水和煤泥对托辊轴承的污染，致使轴承阻力增大直至卡 死失效;2、水和水中的硫和酸对管体的锈蚀腐蚀。4.5 毫米厚的管壁被腐蚀透 的时间一般在一年左右，特别严重的只有5 个月就被腐蚀透了;3、调心支架安 装的摩擦调心托辊，与胶带不是90 度垂直，而是利用侧向摩擦力强制阻止胶带 跑偏，托辊管壁就会磨损很快，同时胶带的磨损也很严重。前倾支架上安装的托 辊管壁相对磨损也较快;4、锥形调心托辊，管壁也容易被磨穿;5、缓冲托辊的 寿命3 个月左右。 有鉴于此，在煤矿井下使用的托辊不但要求密封好，轴承能够长期在良好的润滑 条件下运转，而且托辊管壁必须耐磨、耐腐蚀，才能取得理想的效果。 摩擦调心托辊，采用包裹轮胎橡胶或套陶瓷“神效托辊”，寿命可提高5 倍; 锥形调心托辊，采用钢管套轮胎橡胶或陶瓷，寿命可提高5-10 倍。 建议:皮带机尽量不用调心支架和前倾支架。安装时使将中心线调整好即可。如 稍微有跑偏，固定支架的一边抬高或降低可以进行调整 判断托辊好坏的标准还有以下五个: 1.托辊防尘性能 2.托辊防水性能 3.托辊轴向承载性能 4.托辊抗冲击性能 5.托辊使用寿命 在目前托辊行业做的比较好的有河北恒辉托辊和驼牌托辊。 高强全密封复合陶瓷托辊 高强全密封复合陶瓷托辊是我公司开发的国家专利产品。该产品是用科学配方烧 制而成的一种瓷、塑、钢组合构件，是以瓷代钢、代塑、代橡胶应用的新突破， 是钢托辊的换代产品。经过我司在焦化、炼钢、水泥和铁矿等单位的多年试用， 并经专家验证，产品具有优良的适应性和经济性。公司主要生产有平行托辊、锥 形托辊、磨擦上下调心托辊、陶瓷立辊等。主要特点如下: 1,硬度高,耐磨性能强 2,耐腐蚀;酸碱盐均对其不起腐蚀作用. 3,全密封:两端装有聚硫橡胶密封圈,润滑油脂不会泄漏,可使滚动轴长期处在全 密封状态下运转. 4,使用寿命长:比钢托辊使用时间长2-3 倍,且能减少皮带磨损,延长皮带的使用 寿命. 5,动转稳定:两端配有现浇轴承座,使瓷筒无轴向窜动. 6,陶瓷表面含有氧化膜,所以它与任何物质不沾接。 7,综合效益高:能降低皮带机的综合成本,减少维修工时. 8,重量轻:比钢托辊轻1.2-1.8Kg. 产品型号可按用户要求非标加工生产。 影响托辊的主要因素 当前市场上可供选择的托辊的种类繁多，性能差异很大，从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，当然其价格差别也比较 大，这给用户的选择带来困难; 影响托辊性能的因素随着制造工艺水平的不断提高和托辊的规模化生产，托辊的 加工精度已不是影响托辊使用寿命的主要因素。经调研分析发现托辊轴承的使用 寿命才是影响托辊寿命的主要因素。轴承的寿命主要取决于所承载的荷载、轴承 的质量及润滑状况。托辊轴承的选择早期通常采用204、205 系列滚动轴承。随 着专用轴承的不断出现，现在一般倾向于使用专用轴承，这样可以大大地提高轴 承的整体质量。 缓冲托辊的优质性能 表面由冷钻接连体弹性胶环和锁环构成，缓冲托辊安装在输送机受料段的下方， 减少输送带所受的冲击，延长输送带使用寿命。缓冲托辊主要起缓冲作用。缓冲 托辊调偏托辊阻尼托辊我公司生产高强度尼龙托辊,均采用国家先进技术, 它本 身具有的韧性是普通金属的10 倍以上,寿命为传统柱鞋的五倍,耐腐蚀阻燃,抗 静电,自重轻等特点,广泛用于矿山开采，(可根据客户需要生产不同规格的产品 柱鞋、柱帽、电缆挂钩 、地辊、托辊、背板、垫板、衬托、衬套、衬轮、衬板、 尼龙棒、滑块)主要针对洗煤厂、焦化厂、化工厂等腐蚀性环境研制，主要材料 采用我公司研制的托辊专用高分子材料， 与普通托辊相比，(缓冲托辊调偏托辊阻尼托辊)具有以下特点: (1)耐磨损，使用寿命长。托辊辊体专用的高分子材料，其机械性能类似于青铜， 具有很好的耐磨性，而且具有良好的自润滑性能，不伤皮带。 (2)重量轻，旋转惯性小。托辊专用高分子材料重量轻，比重是钢材的七分之一， 用这种材料制成的托辊，重量是普通托辊的二分之一左右，旋转惯性小，托辊与 皮带之间的摩擦小。 (3)结构合理，密封可靠。托辊设有两道密封，制造精度高，空隙内涂有专用润 滑脂，能有效防止灰尘、气体、液体等腐蚀性介质进入托辊内部，损坏轴承。 (4)防腐性能优越。辊体及密封件都用高分子材料制作，耐腐蚀。在腐蚀性场合 使用，使用寿命可达到普通托辊的5 倍以上。高分子耐腐蚀托辊规格包括 89、 108、 133、 159 等4 大系列，30 多个品种，也可根据用户的要求制造非标 托辊。辊体材料有MC 尼龙和聚胺脂两大类，根据使用环境中腐蚀性物质的特性 选择 决定托辊使用寿命的因素 当前市场上可供选择的托辊的种类繁多，性能差异很大，从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，当然其价格差别也比较 大，这给用户的选择带来困难;在整部皮带机中十分重要。 影响托辊使用性能的主要原因是托辊的内部结构。 密封效果不好: 托辊内部采用的密封是轴向非接触迷宫式密封，其特点是在内、外密封件之间形 成很小的曲折间隙来实现密封，防尘效果较好，但其防水效果较差，而井下皮带 机的生产状况是灰尘大、同时用水除尘，因此托辊所用密封必须具有较好的防尘、 防水效果。如果托辊内进水将腐蚀轴承，进灰尘将损坏轴承，最终影响托辊的使 用寿命。 托辊轴同轴度差: 托辊轴为冷拔光轴，其特点是其表面粗糙度及尺寸精度不经加工就可达到图纸要 求，用起来方便、省工省力。但是由于冷拔光轴生产时因胎具的磨损等因素造成 尺寸精度不稳定，时常有超标现象，加上在运输过程中易造成弯曲，使托辊轴的 同轴度差，托辊轴两端安装的轴承间隙得不到保证，从而托辊旋转阻力增大，影 响托辊的使用寿命。衡量托辊质量好坏的指标有以下八条:1.托辊 径向跳动量(该项指标直接影响物料输送的稳定性) 2.轴向串动量(直 接影响托辊的使用寿命)3.灵活度(影响托辊的使用寿命和胶带的使用 寿命)4. 防水性能(影响托辊使用寿命)5. 防尘性能(影响托辊使用寿 命)6.轴向承载能力(影响托辊使用寿命)7.抗冲击能力(影响托辊使用 寿命)8.旋转阻力(影响胶带使用寿命). 槽形托辊有普通型、前倾型、快换轴承型、吊挂型、变槽角型、过渡型、V型等;平行托辊有普通型、 梳型、前倾型、钢胶型、螺旋型等;调心托辊有通用型、摩擦可逆型、强力型、锥型、螺旋型、组合型等; 缓冲托辊有弹簧板型、缓冲圈型、强力缓冲型、可调弹力型、吊挂型等。各类辊子的结构先进，性能可靠， 辊皮用材经严格挑选，采用优质专用焊管，有严格公差要求。