帶式輸送機(jī)是使用最廣泛的輸送設(shè)備，具有輸送量大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、成本低、通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，且布置靈活，即可單機(jī)運(yùn)行，也可以多機(jī)組合成運(yùn)輸系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、煤炭、電力、建材、化工、輕工、石油等行業(yè)。
托輥是帶式輸送機(jī)的重要組成部件，起著支撐膠帶和物料、保持膠帶正常運(yùn)轉(zhuǎn)及特定形狀的作用。托輥在一臺(tái)帶式輸送機(jī)成本中所占的比例超過(guò)30%，產(chǎn)生了70%以上的運(yùn)行阻力。它的使用壽命關(guān)系到設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)成本;同時(shí)托輥還影響到膠帶的使用壽命，因此托輥的產(chǎn)品質(zhì)量尤為重要。
托輥的產(chǎn)品質(zhì)量好壞，直接關(guān)系到設(shè)備的整機(jī)功耗。質(zhì)量不好的托輥在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不靈活或不轉(zhuǎn)動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行阻力增加，會(huì)使托輥和膠帶的磨損加劇，可能會(huì)導(dǎo)致電機(jī)燒毀、膠帶撕裂，甚至可能會(huì)引起膠帶過(guò)熱起火。
DTⅡ(A)型帶式輸送機(jī)是應(yīng)用最廣泛的通用型系列產(chǎn)品，在一臺(tái)帶式輸送機(jī)的托輥當(dāng)中，普通平托輥的數(shù)量最多，占總數(shù)的80%以上，圖1為DTⅡ(A)型帶式輸送機(jī)普通平托輥的結(jié)構(gòu)。托輥的材質(zhì)多為金屬材料，本文介紹的托輥加工的質(zhì)量控制即以普通的金屬平托輥為例。
圖1. 標(biāo)準(zhǔn)DTⅡ(A)托輥的結(jié)構(gòu)
1.輥體 2.軸 3.軸承座 4.內(nèi)密封圈 5.軸承 6.迷宮密封 7.密封盤(pán) 8.擋圈 9.擋板 10.擋圈
在托輥的零部件當(dāng)中，需要加工的零件主要有輥體、軸、軸承座、擋圈、擋板。
2、 輥皮的質(zhì)量控制
托輥輥體一般由無(wú)縫鋼管或焊接鋼管制造。焊接鋼管材料應(yīng)符合GB/T 13792-2008中的規(guī)定。
鋼管下料長(zhǎng)度必須要準(zhǔn)確，尺寸控制在公差允許的范圍內(nèi)，尤其是對(duì)于軸承座采用端面焊接的托輥，輥皮長(zhǎng)度偏差會(huì)影響軸承的軸向位置精度。輥皮尺寸如果偏大，會(huì)造成軸伸出輥體的長(zhǎng)度減小，對(duì)于傾斜安裝的托輥，會(huì)造成托輥很難放進(jìn)托輥支架。對(duì)于倒角與切斷是一次裝夾完成的設(shè)備，倒角角度也必須保證，止口加工通常是以兩端倒角為基準(zhǔn)定位，倒角不均，會(huì)導(dǎo)致加工出來(lái)的止口與輥皮中心不同心，造成托輥的徑向跳動(dòng)增大，旋轉(zhuǎn)阻力增大，可能出現(xiàn)性能檢測(cè)不合格。車止口工序要控制好止口的深度和直徑，對(duì)于車止口是以輥皮端面定位的設(shè)備，鋼管下料切斷時(shí)的長(zhǎng)度誤差會(huì)累積到車止口工序。止口的深度會(huì)影響到軸承座的定位，止口的直徑會(huì)影響到與軸承座的配合關(guān)系，直徑偏大會(huì)導(dǎo)致兩端軸承座不同心，造成托輥旋轉(zhuǎn)阻力和徑向跳動(dòng)變大，直徑偏小會(huì)造成輥皮與軸承座裝配困難。
3、 軸的質(zhì)量控制
從托輥軸的結(jié)構(gòu)分析，它需要將長(zhǎng)的軸料切斷成規(guī)定的長(zhǎng)度，然后加工兩端的卡簧槽、倒角，再加工兩端的扁槽或通扁。軸的下料長(zhǎng)度尺寸應(yīng)嚴(yán)格控制，尤其是以軸的長(zhǎng)度作為托輥裝配時(shí)的軸向基準(zhǔn)時(shí)，如果長(zhǎng)度偏差大，將會(huì)影響軸承的定位，也會(huì)影響托輥性能檢測(cè)軸向竄動(dòng)的檢測(cè)值。銑槽、銑扁適合在專用機(jī)床上加工，如果軸兩端槽扁或通扁的距離偏差較大，將會(huì)影響托輥的安裝。如果采用普通車床、銑床加工，應(yīng)合理使用工裝，避免人為超差現(xiàn)象，加工中測(cè)量用的量具應(yīng)定期進(jìn)行計(jì)量標(biāo)定。加工過(guò)程中盡量避免多點(diǎn)定位、多次裝夾，盡量減小累積誤差，保證軸兩端的同軸度、圓柱度。
4、 其它部件的質(zhì)量控制
軸承座主要有鑄造式和沖壓式兩種。從軸承座的結(jié)構(gòu)分析，它屬于帶凸緣圓筒類拉深零件，毛坯為圓形，可直接沖裁下料。壁厚應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度的要求，內(nèi)徑公差須控制在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)范圍≤0.04mm。最大限度地控制沖壓塑性變形過(guò)程中板材厚度的減小，避免產(chǎn)生沖擊疲勞裂紋。沖壓成型后應(yīng)以內(nèi)徑為基準(zhǔn)加工外緣，保證內(nèi)外圓的同軸度，滿足與輥皮止口配合的公差要求。
內(nèi)、外擋圈以及擋板的結(jié)構(gòu)均比較簡(jiǎn)單，均采用08F冷軋帶鋼沖壓成型。保證軸向尺寸。
5、 托輥的焊接、裝配的的質(zhì)量控制
托輥輥皮與軸承座的焊接宜采用雙頭CO2氣體保護(hù)自動(dòng)焊，兩端軸承座同時(shí)焊接，保障焊接質(zhì)量，保證兩端的同軸度。焊縫不得高于輥皮的外圓，否則應(yīng)進(jìn)行打磨處理。托輥密封結(jié)構(gòu)的好壞直接影響托輥的阻力和托輥壽命，
托輥的裝配在專用壓裝機(jī)床上進(jìn)行，在進(jìn)行裝配前，部分部件需要先進(jìn)行預(yù)組裝，比如迷宮密封組件。通常壓裝過(guò)程分兩步進(jìn)行，先壓裝內(nèi)密封圈與軸承，再壓裝密封組件。壓裝過(guò)程中，應(yīng)正確設(shè)定壓力及壓入量，避免出現(xiàn)壓入不到位或者密封件變形的情況。
6、 托輥的性能檢測(cè)
托輥的性能檢測(cè)項(xiàng)包括外圓徑向跳動(dòng)、軸向位移、軸向載荷、旋轉(zhuǎn)阻力、跌落試驗(yàn)、防塵試驗(yàn)、防水試驗(yàn)。托輥的性能檢測(cè)，有嚴(yán)格的檢測(cè)操作流程，需要在專用檢測(cè)設(shè)備上進(jìn)行。托輥的性能指標(biāo)中，旋轉(zhuǎn)阻力系數(shù)和使用壽命是兩個(gè)最重要的參數(shù)，不達(dá)標(biāo)的產(chǎn)品將直接被用戶淘汰。生產(chǎn)完成的托輥必須經(jīng)過(guò)性能抽檢，抽檢不合格的托輥必須進(jìn)行調(diào)整、重新裝配，調(diào)整后仍不合格的托輥應(yīng)報(bào)廢。
外圓徑向跳動(dòng)是表現(xiàn)托輥性能的一個(gè)很重要的綜合參數(shù)，直接影響托輥的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和動(dòng)平衡，進(jìn)而影響整機(jī)的起動(dòng)效率及托輥運(yùn)行中自身附加載荷的大小，縮短托輥的使用壽命[2]。跳動(dòng)允許值與帶式輸送機(jī)的帶速、托輥的長(zhǎng)度有關(guān)，帶速越高、托輥越短，對(duì)托輥的要求也越高，允許的跳動(dòng)值越小。徑向跳動(dòng)值與托輥管材的圓度、輥皮的加工、軸的加工、軸承座的加工、焊接相關(guān)，如果不合理控制好這幾個(gè)環(huán)節(jié)，就會(huì)造成徑向跳動(dòng)值累加，超出技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
軸向位移檢測(cè)是指托輥在500N的軸向壓力作用下，軸向位移量不得大于0.7mm。軸向位移量與軸的加工、軸承座的焊接定位相關(guān)。軸向位移量不合格的托輥，在承受到意外的軸向沖擊力后，更容易造成托輥密封結(jié)構(gòu)松動(dòng)，防塵、防水性能變差，導(dǎo)致托輥壽命縮短。
軸向載荷是指在托輥軸上施加規(guī)定的載荷后，軸與輥體、密封件不得脫開(kāi)。托輥能承受的軸向載荷與擋圈的強(qiáng)度、軸與軸承的配合精度有關(guān)。軸向載荷不合格的托輥，在承受到意外的軸向沖擊力后，可能會(huì)造成軸直接脫落，托輥直接報(bào)廢。
旋轉(zhuǎn)阻力檢測(cè)是指在250N的徑向壓力下，托輥以600r/min的速度旋轉(zhuǎn)，測(cè)量其旋轉(zhuǎn)阻力。旋轉(zhuǎn)阻力與軸承的選用、潤(rùn)滑脂的種類及加注量、密封的類型相關(guān)。旋轉(zhuǎn)阻力不合格，將會(huì)增加設(shè)備的啟動(dòng)功率及運(yùn)行能耗，這些托輥可能更早地出現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活，如果不及時(shí)更換，會(huì)出現(xiàn)輥體被皮帶磨穿的情況，也會(huì)加劇皮帶的磨損。
跌落試驗(yàn)是指在規(guī)定的高度進(jìn)行水平和垂直跌落，零件不應(yīng)損傷，焊縫不出現(xiàn)裂紋，配合不出現(xiàn)松動(dòng)，軸向位移量不大于1.5mm。跌落性能與托輥的焊接工藝、軸與軸承的配合、擋圈的強(qiáng)度相關(guān)。跌落試驗(yàn)主要是考驗(yàn)托輥?zhàn)陨淼膹?qiáng)度，托輥在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，幾乎不可能出現(xiàn)跌落的情況，采用成熟穩(wěn)定的生產(chǎn)工藝，也完全可以保障托輥?zhàn)陨淼膹?qiáng)度，跌落試驗(yàn)現(xiàn)在已較少采用。
防塵、防水試驗(yàn)是指托輥在特定工況條件下以600r/min旋轉(zhuǎn)，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)定時(shí)間后，煤塵不得進(jìn)入軸承潤(rùn)滑脂，進(jìn)水量不得超過(guò)規(guī)定的量。防塵、防水性能主要與托輥的密封結(jié)構(gòu)相關(guān)，較好的密封結(jié)構(gòu)能保證防塵、防水性能，但同時(shí)也可能會(huì)帶來(lái)旋轉(zhuǎn)阻力的增加。密封性能良好的托輥，使用壽命也能達(dá)到更長(zhǎng)。
7、 結(jié)語(yǔ)
托輥的生產(chǎn)首先要有合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用優(yōu)質(zhì)的原材料和先進(jìn)的加工工藝，才能批量生產(chǎn)出品質(zhì)優(yōu)良、性能穩(wěn)定的產(chǎn)品。
半自動(dòng)生產(chǎn)已開(kāi)始普及，全自動(dòng)化生產(chǎn)也已成為可能。采用自動(dòng)化生產(chǎn)，可消除人為因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響，保障產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。
