山东轴承分析托辊设计原理
山东轴承分析托辊设计原理
多年来我一直注意对不同厂家、不同结构、不同材质托辊的使用情况进行比较。结合自己设计、生产、销售、使用托辊的经验，对托辊的设计原则提出一些建议，是否正确请大家讨论。
托辊设计的总原则：结构简单、回转灵活、成本低廉、经久耐用、适合大批量生产（这些原则同样适合很多产品）。如果每个托辊能够减少1牛顿的阻力，全国每天要节约多少电？
一、辊身设计原则
1）选材原则：适用、方便。托辊辊身的选材范围很广，钢管、塑料、陶瓷、铸石、复合材料等等。可以根据托辊的实际工况要求，本着经济、方便的原则选用材料。比如在唐山可以选用陶瓷、钢管；在江西可以选用陶瓷。尤其是陶瓷托辊的轴承座处要处理好，否则托辊跳动太大。
2）设计、加工原则：辊面的圆跳动、两端的轴承座安装段的同心度符合国家标准要求，要注意辊身的静平衡，在静止状态下要能停止在任何位置。
3）可以批量、合格地生产。
二、轴的设计原则：可以根据市场供应，选用Q235冷拉圆钢，公差标准为h6（没有必要使用js6或k6）。如果使用热轧圆钢。短轴一定使用双顶针加工（长轴只能使用调头车），公差标准为h6（没有必要使用js6或k6）。
三、轴承座设计原则
1）选材原则：适用、方便。轴承座的选材范围很广，铸铁、塑料、复合材料、钢板冲压。
2）设计、加工原则：轴承及密封安装段的公差为H6或偏紧一点（不能太紧，因为托辊本身转速不高，加上辊身、轴的弯曲），与辊身配合段的公差为h6。轴承及密封安装段与辊身配合段要有同轴度要求。
四、密封设计原则
1）选材原则：密封好选用尼龙6或尼龙66、PE等工程塑料（有时可以加入一定比例的再生料，一为降低成本，二为减少污染）
2）密封结构的设计原则：由于托辊为无动力装置，只能选用无接触式的迷宫式密封结构。千万不能考虑使用接触式密封。如果认为DTⅡ型密封还达不到要求，可以自行设计径向迷宫式密封和轴向迷宫式密封的组合密封结构，同时可以考虑采用带密封的轴承，同时迷宫式密封圈内部不能象机械手册中讲的那样——注满润滑油，而应该留有一定（可以是1/3）的空间，这样托辊会灵活一些。
五、装配时，轴承座与辊身的组合可以考虑：Co2保护焊、亚弧焊（不锈钢组件）、粘接、过盈配合等方法。注意保证组合后，两个轴承座同心。不是万不得已，不要在一头使用双卡簧结构（影响组装速度）。
旧托辊修复工艺简介：
托辊作为皮带机上的常耗备件，消耗量非常大，由于单个托辊价值较低，且修复后质量无法保证，几乎所有报废托辊全部作为废钢处理，造成了极大浪费。在报废托辊中，除轴承失效外，绝大部分报废原因是辊身磨通、磨薄；轴承座断裂开焊。这恰恰是传统修复方法无法修复的难题。目前，有些企业为了降本增效，利用废旧托辊的部件拼凑成新托辊，这种方法费时、费力且浪费严重，修复质量不稳定，不具备推广价值。
针对托辊修复的实际难题，我在总结了各种导轨、钻头等设备修复技术的基础上，研究出一种新的托辊再生修复工艺，利用耐磨高分子复合材料，对失效的托辊辊身及轴承座进行修复。同时设计出托辊修复专业机械设备，这些设备包括：托辊解体机、托辊辊身修复机、托辊组装机、托辊CO2自动焊接机。使托辊修复技术具有了工业化推广价值。无论什么样的废旧托辊（钢托辊、塑料托辊、陶瓷托辊、橡胶托辊等等），也不论损坏到什么程度（即使是辊身断裂），除轴承、卡簧外都可以修复，修复后托辊的性能可以达到甚至超过国标新托辊。修复成本约为钢制托辊制造成本的40%～60%左右，修复后由于在辊身外表面包裹了一层复合材料构成的耐磨层，不但使托辊的耐磨性超过3.75壁厚钢制托辊，同时又使托辊具有了保护皮带及防止皮带跑偏的功能，目前已经生产出托辊样品。此技术同样可以用来修复滚筒及辊道。一旦这项技术得到推广，不但可以节约资源而且可以大大降低皮带机使用费用。以一米皮带机用Φ108×375、Φ108×1150托辊为例，对托辊制造成本进行测算。（见附表）
一、
生产耐磨复合托辊需要设备
1、解体机：制造成本约1万元，每天可以解体400只托辊。从托辊上拆出轴、轴承、密封。
2、组装机：制造成本约1万元，每天可以组装400只托辊。自动定位、双头压装。对辊身长度误差没有要求。
3、辊身修复机（在旧托辊辊身上包裹耐磨层装置）：一台制造成本大约5000元。将耐磨复合材料包裹在旧托辊辊身上，恢复托辊辊身外径尺寸。
4、CO2自动焊接机：一台制造成本约8000元。用于焊接辊身、修复轴承座等焊接需要。
5、车床、喷砂机（可以外委）。
二、
工艺流程：[1]、旧托辊清理；[、旧托辊解体；[3]、检查修复轴承座；[4]、将耐磨复合材料包裹在旧托辊辊身上；[5]形成复合材料的托辊辊身；[6]、检查、清理、修复轴、密封；[7]、组装复合材料托辊 ；[8]、检查、入库。
制造一只Φ108×375托辊成本为95.1元；修复一只Φ108×375托辊成本为55.8元
制造一只Φ108×1150托辊成本为182元；修复一只Φ108×1150托辊成本为101.1元
回收旧托辊按照残存壁厚1.5mm，回收价格4000元/吨
一只托辊想做完美、符合所有标准难，想做低价便宜托辊简单。[1]、托辊筒体钢管采用普通非标焊管或旧钢管，而不用托辊专用焊管；钢管壁厚采用3.25mm或3mm而不用3.75mm壁厚焊管。[2]、轴承座采用2mm或2.5mm废钢板冲压而成的轴承座，而不采用标准钢板冲压而成的轴承座。[3]、轴承采用205落套（旧）轴承或劣等轴承而不是采用标准轴承钢的305轴承。[4]、轴采用地条钢加工而成，而不采用有合格证的Q235冷拉型钢；[5]、密封圈采用再生塑料注塑而不是用原包尼龙料注塑。[6]、采用不合格的零件拼凑成不合格托辊。一只Φ108×375托辊40元就可以做出来，但这样的产品能用嘛？一只托辊的正常使用寿命应该至少要到2万小时或二年吧。（当然我国很多厂家只要求托辊使用寿命为半年或一年，一分价钱一分货吧）。
关于复合托辊保护皮带的功能：我们在现场经常看到，钢托辊轴承卡死后，由于托辊不转，皮带将托辊磨通后，辊身象刀口一样，对皮带有很大的损害。这种复合托辊具有很高的耐磨性，即使托辊卡死不转，皮带也很难将托辊磨通，即使磨通，也不会象钢托辊那样，形成刀口。同时这种材质有一点象尼龙，对皮带的磨损比钢小。
关于复合托辊纠偏功能：可以在托辊上容易加工出螺旋线等防止皮带跑偏的结构。同时这种材质有一点象尼龙，不象钢管那样滑，对皮带跑偏也一定的阻止作用。
托辊制造设备研究
今天看过论坛里“关于皮带机托辊的生产心得”讨论，觉得问题提出的非常好。作为一名长期工作在生产一线的技术员，结合自己的研究以及多年来对国内多个托辊厂家使用设备的分析研究，对托辊生产设备提出自己的看法，正确与否，与蓝友探讨。
中国有句古话“工欲善其事，必先利其器”要稳质高产的生产合格的托辊，必须有良好的专用机械设备做保证。一条专用托辊生产线，从几千万元到60万元各个档次的正规生产线都有，同时也有一台车床、一台锯床、一把锤头组成的简单生产设备。
托辊作为皮带机配件，使用的工况及使用者对托辊的要求千差万别。我认为对设备的要求应该从实际情况出发，不能一味求高求精，只要能生产出合格的托辊，投入越少越好。一条托辊生产线只要做到：专业生产、标准化作业、加工精度合格、加工安装定位准确，就完全可以生产出合格的托辊。机械设备有时简单意味着可靠。但一台锯床、一台车床、一把锤头生产出托辊实在难以保证质量。为此必须制造出简单实用的专用机械，来生产合格托辊。
根据本人多年的工作经验以及对托辊制造专业设备的研究成果，我认为以下设备比较适合小型托辊厂使用。1、轴下料：采用砂轮切割机或带锯床（300～11000元）；2、钢管下料：根据管割刀工作原理，制造一台简易切管机（五千元）。3、钢管加工轴承座止口：车床、专用夹具（2000元）；4、轴端铣扁：车床、专用夹具（600元）；5、轴端车卡簧槽：车床或专用装置；6、轴承座与筒身的焊接：专业CO2托辊焊接机（双头半自动焊接机1.5万元，单头半自动焊接机1万元）；7、托辊组装：托辊自动组装机（1万元），这些设备按照工艺流程，组成托辊生产线，保证托辊在生产过程中，不落地。
关于加工尺寸：建议采用较松的配合，轴颈处的公差建议为h7；轴承座内径尺寸公差建议为H7，这种公差完全可以满足托辊的要求。托辊配合不必太紧，
托辊的寿命由以下几方面因素决定：1、轴承本身的使用寿命。2、密封效果，密封圈能否有效密封，将水、汽、灰尘等等物质挡在外面，同时又不增加托辊旋转阻力。3、托辊回转阻力小，转动灵活。4、托辊本身旋转的平衡性，即动平衡性要好。5、托辊辊身本身耐磨、耐腐，任何接触运转的物体，磨损是肯定的，辊壁要拥有足够的强度、厚度。
16搂：如果想办厂我可以提供从：设备选型、技术准备、工装夹具、检验标准、市场营销（即从选址到卖出合格的产品）等所有环节的指导。
17搂：车辊身轴承座止口的夹具，是从套筒车床夹具改进而来，是一个心轴。钢管套在心轴上，利用加工时的车削力以及滚柱与工件和曲面心轴间的摩擦力，使滚柱沿心轴三个等升曲面向外张开，切削力越大，压的越紧，停车后用手使工件反向转动即能卸下滚身。
18搂：托辊组装机双头压装机的动力有：液压和电动两种。每班、每台可以组装400个托辊，双人操作。操作方法与现在市场上的组装机基本一样，只是结构出奇的简单，但非常可靠。
想生产托辊，首先要看一下市场，不要听朋友的保证，是做市场（私人用、向批发部供货）还是直接面对工厂（如铁厂、焦化厂、水泥厂、矿山）。再看一下资金准备，开工厂预计需要10万元，少准备20万元（厂房准备、购买设备、准备夹具、购买材料、外围协调、生产准备、工人培训、周转资金、产品宣传、市场开发等过程会发生很多不可见费用，尤其是市场开发的营销费用，应引起足够的重视）。
做托辊容易，做100%合格的好托辊不易。用低的成本、高效率地生产100%合格的、能满足工厂需要的好托辊——难。我也一直在寻找一个有志于托辊生产的人，希望利用自己的经验帮助一个人创立一个托辊生产厂，使中国的托辊生产前进一个台阶，使中国的托辊可以称雄于世界——成本低、性能好、寿命长。
托辊两端同心度差,可以看看轴承座和轴的加工,轴现在一般采用冷拉轴,可以把公差控制的严格一些,铸铁轴承座的加工要严格控制公差范围,防止公差太大,冲压座的要控制冲压模具的磨损量,与轴承座配合的托辊钢管内径加工时好是一次定位完成两端内径的加工,即采用双头车镗床加工,如果托辊内径加工不同心,安装轴承座后同心度也不会很高,
如果轴承座是手工组装,焊接,那么轴承座组装时要精确定位,防止偏移倾斜,一般采用托辊压装机进行装配,此设备可以购买也可自制,价格不是很高
1、 可以制作一个架子，将托辊卡在上面，套上三角带，用电机带动托辊旋转（也可以做两个托轮，用电机通过链条带动托轮旋转，托轮带动托辊旋转），人工手持砂轮或抛光机除锈。此方法可行，效率低。
2、对托辊喷丸、喷砂处理。此方法没用过。估计问题不大。
3、钢管未加工前，用喷丸、喷砂或酸洗法处理钢管。清除钢管内外的铁锈。
不知那种方法可行或更好
托辊作为皮带机上的常耗备件，消耗量非常大，现在几乎所有旧托辊全部作为废钢处理。而所谓报废的旧托辊，只是轴承失效、辊身磨通或磨薄、轴承座损坏。我在参考了导轨、钻头等多种机械设备的修复方法后，经过长时间的研究，发明了一种全新的托辊修复方法，并设计出托辊修复机械装置，使这种修复工艺具有了工业化推广价值。除轴承、卡簧外，无论托辊损坏到何种程度（包括辊身磨断）都可以修复，托辊修复后的使用寿命、机械性能可以远远超过３.７５mm壁厚的钢制托辊，修复成本多只有新托辊制造成本的二分之一。为了减少资源浪费以及降低皮带机的使用成本。希望得到众人的帮助，尽快推广普及这种方法。
钢制托辊筒皮较薄,使用中报废主要有以下几种情况:一是轴承损坏造成托辊不转或转动不灵活,旋阻加大,增加了皮带输送的摩擦阻力;二是托辊筒皮变薄或摩透,造成托辊失效;三是以上两种情况都存在,并且是由于出现了第一种情况,在使用中未能及时发现,造成第二种情况现象的发生;
针对此种情况,楼上各位提出的采用尼龙托辊、陶瓷托辊、缓冲托辊或包胶托辊、加厚托辊等都是解决办法之一，但我认为应针对各皮带机所使用的具体环境去分析，才能确定好的解决方法；
我个人认为，采用尼龙托辊、陶瓷托辊、缓冲托辊或包胶托辊、加厚托辊等，能够延长托辊使用寿命，但同时由于数量多，成本会大大增加；同时由于更换不同类的托辊，其旋阻和质量都与原设计选用的不同，更换后是否对整机运转有影响还需仔细分析计算后才能确定；
根据一楼所说情况，估计一方面是运输的原煤含水较多或运输巷道局部有滴水情况，造成皮带槽中的水沿着皮带接头中皮带扣流在皮带背面，随皮带运转在托辊和滚筒的表面沾附了一层水，由于井下条件恶劣，煤尘较大，使皮带与托辊之间加大了摩擦；一方面该矿井下水腐蚀性较高，在腐蚀的作用下筒皮被磨透；
个人认为解决办法：
1、在巷道滴水点或皮带凹弧点下的托辊，可适当采用连续几只特殊托辊代替原有托辊；
2、如因矿井水腐蚀性较大，成本许可在核算整机参数后可全部更换为特殊托辊；如成本不允许，可想办法阻止井下水滴在托辊或滚筒上，如在皮带机上巷道滴水点位置加装防水装置等，调整防尘喷淋装置，尽量减少矿井水与托辊的接触；
3、日常使用中，加强维护保养和日常巡视，发现托辊转动不灵活或不转的应即使更换，防止小问题扩大；
下面我主要从生产方面讲一下怎样延长皮带机托辊的使用寿命
1、使用优质托辊专用焊管，比如徐州光环焊管（我不是光环人，没有广告嫌疑）。如果要求太高，可以对钢管进一步做防腐、耐磨处理（如包塑、包耐磨高分子材料等）
2、选用国营大厂正规轴承。如：哈、瓦、洛轴承。
3、采用正规冷拉型钢厂的冷拉圆钢（公差h6）。或用Q235圆钢，采用双顶针加工。
4、密封、轴承座选用正规大厂产品（如：三佳产品）。
5、辊身加工时，采用托辊专用车床，如果采用车床倒头加工，必须增加辅助定位加紧装置，如果只是采用中心架加工，由于管子有时跑，很难保证轴承座止口间的尺寸。
5、焊接时，保证两头轴承座同轴度符合要求。
6、选用优质润滑油。
7、组装采用组装机组装。提高组装质量。
托辊设计原则
多年来我一直注意对不同厂家、不同结构、不同材质托辊的使用情况进行比较。结合自己设计、生产、销售、使用托辊的经验，对托辊的设计原则提出一些建议，是否正确请大家讨论。
托辊设计的总原则：结构简单、回转灵活、成本低廉、经久耐用、适合大批量生产（这些原则同样适合很多产品）。如果每个托辊能够减少1牛顿的阻力，全国每天要节约多少电？
一、辊身设计原则
1）选材原则：适用、方便。托辊辊身的选材范围很广，钢管、塑料、陶瓷、铸石、复合材料等等。可以根据托辊的实际工况要求，本着经济、方便的原则选用材料。比如在唐山可以选用陶瓷、钢管；在江西可以选用陶瓷。尤其是陶瓷托辊的轴承座处要处理好，否则托辊跳动太大。
2）设计、加工原则：辊面的圆跳动、两端的轴承座安装段的同心度符合国家标准要求，要注意辊身的静平衡，在静止状态下要能停止在任何位置。
3）可以批量、合格地生产。
二、轴的设计原则：可以根据市场供应，选用Q235冷拉圆钢，公差标准为h6（没有必要使用js6或k6）。如果使用热轧圆钢。短轴一定使用双顶针加工（长轴只能使用调头车），公差标准为h6（没有必要使用js6或k6）。
三、轴承座设计原则
1）选材原则：适用、方便。轴承座的选材范围很广，铸铁、塑料、复合材料、钢板冲压。
2）设计、加工原则：轴承及密封安装段的公差为H6或偏紧一点（不能太紧，因为托辊本身转速不高，加上辊身、轴的弯曲），与辊身配合段的公差为h6。轴承及密封安装段与辊身配合段要有同轴度要求。
四、密封设计原则
1）选材原则：密封好选用尼龙6或尼龙66、PE等工程塑料（有时可以加入一定比例的再生料，一为降低成本，二为减少污染）
2）密封结构的设计原则：由于托辊为无动力装置，只能选用无接触式的迷宫式密封结构。千万不能考虑使用接触式密封。如果认为DTⅡ型密封还达不到要求，可以自行设计径向迷宫式密封和轴向迷宫式密封的组合密封结构，同时可以考虑采用带密封的轴承，同时迷宫式密封圈内部不能象机械手册中讲的那样——注满润滑油，而应该留有一定（可以是1/3）的空间，这样托辊会灵活一些。
五、装配时，轴承座与辊身的组合可以考虑：Co2保护焊、亚弧焊（不锈钢组件）、粘接、过盈配合等方法。注意保证组合后，两个轴承座同心。不是万不得已，不要在一头使用双卡簧结构（影响组装速度）。
|
开式托辊轴承
新闻动态 
