CN103600970A - 轻质轻载mc尼龙托辊及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻质轻载MC尼龙托辊及其制造方法。所述托辊包括辊体、托辊轴、轴承座、轴承、内密封圈、防卡挡圈、防尘密封卡、密封毛毡、外密封圈、卡簧。轴承座的外壁设有偶数条装配筋板，所述轴承座的外侧设置有防卡挡圈，在托辊旋转时，防卡挡圈静止不旋转，可以防止带式输送机旁堆积物料对托辊的损伤。轻质轻载MC尼龙托辊辊体制备模具的模芯采用铝箔袋和型砂组合而成，将型砂装入铝箔袋中形成模芯，并且在铝箔袋的外壁涂上脱模剂，在浇铸完成后，将型砂从铝箔袋中取出，直接形成托辊辊体的中心孔，既减少原材料，又减少加工筒心的工序，使得托辊辊体一次成型，既降低了托辊棍体的原材料与加工成本，又保证了托辊的直线度和圆柱度。

Description

轻质轻载MC尼龙托辊及其制造方法

技术领域

本发明专利属于带式输送机传送技术领域，以及轻质轻载MC尼龙托辊及其制造方法，尤其适用于恶劣工况下运输量较小的带式输送机。

背景技术

带式输送机是以胶带兼做牵引机构和承载机构的一种连续运输设备，具有运输能力大、运输阻力小、耗电量低、运输平稳、在运输途中对物料损伤小等优点，在矿井地面和井下得到极其广泛的应用。托辊是承载输送带使其垂度不超过限定值以减少运行阻力，保证带式输送机平稳运行的部件。托辊沿带式输送机全长分布，其总重约占整机的30%～40%，价值约占整机的20%。托辊是带式输送机上的重要部件和易损件，其质量直接影响输送机的运行性能和安全。

钢制托辊自身重量大、不耐腐蚀、防水效果差，在煤矿井下淋水或潮湿、腐蚀环境下，工作寿命短、输送机能耗高等缺点。而且钢制托辊本身都存在一定的不圆度，加工时保证托辊辊体两端台阶孔的同心度是很困难的，即使采用专用设备一次性装夹加工辊体两端的台阶孔，也难以消除辊体外径存在的不圆度，同时生产成本也会提高。随着胶带输送机向高速(由2.5m/s增加到4.5m/s)、大运量和长运距方向的发展，对托辊也提出了新的要求：高速、重载、长寿命。但是通过对国产胶带输送机使用情况的研究发现，国产托辊的平均使用寿命远低于设计寿命(30,000～50,000h)，一般在8000～10,000h。现场统计表明，托辊失效的主要原因是轴承损坏，在某煤矿，托辊使用305和306两种轴承，设计寿命30,000h，600r/min，实际使用寿命为2～3a(约15,000h)。托辊在潮湿、多尘、高速运行的恶劣情况下工作，由于轴承内摩擦的存在导致热量的产生，伴随大量的粉尘颗粒进入轴承密封腔内，致使润滑脂污染和干化，从而加快了轴承的磨损，进而影响托辊的正常运行,最终使轴承在干摩擦状况下急剧磨损而失效。改造传统托辊，有:《一种高分子塑料托辊》申请号201020212745.1，公开号CN201670549U，它质量轻，耐腐蚀，但它是在在轴承座外端面设置环状凸环，环状凸环与辊体内壁上开设的环形槽配合，这样给安装不方便，长期运行后使轴承座沿着辊体旋转，不能很好的固定轴承座。《煤矿井下用塑料托辊》申请号200920024488.6，公开号CN201406197Y，它用外挡圈对密封圈进行轴向固定，密封圈直接暴露在外面，易与较大的煤块接触，密封性能不好，容易出现卡死现象。《一种玻璃/铝基复合材料托辊及其制备工艺》申请号200810036240.1，公开号1012264823A，它提供了一种加工托辊的配方，但是没有从结构上加以改造。《一种托辊》申请号200910064235.6，公开号101804905A，它的轴承座上沿带有定位的法兰边，但是这种轴承座与辊体的接触面积较大，装配应力大，而且它没有防卡挡圈，使得带式输送机旁边的堆料对轴承座内部造成损伤，减少托辊的寿命。

另外，传统的加工托辊方法，都是先浇铸出一个实心的筒体，然后再加工出筒心，这样不但浪费浇注的材料，而且浪费了多余的时间来加工筒心，又不能保证圆度和直线度的一致性。

而且我国普遍使用的带式输送机托辊多使用钢制托辊，钢制托辊在制造中存在着有些结构设计不易加工，制约着新结构的采用，而且在一定程度上制约着胶带输送机的发展。与国外同类产品相比，由于托辊的使用数量和消耗能源的巨大性，对托辊的改造迫在眉睫。为此发明轻质轻载MC尼龙托辊及其制造方法，以提高托辊的使用寿命十分有必要，有着极其重要的意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种轻质轻载MC尼龙托辊及其制造方法，旨在解决我国托辊的质量重、耐磨性差、摩擦系数大、易于物体黏结、耐酸碱腐蚀性弱，密封性差，可靠性差，使用寿命低，运转平稳性差，更换频率高问题。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

本发明的轻质轻载MC尼龙托辊及其制造方法，其内部结构主要包括：

辊体、轴、低应力装配轴承座、轴承、内密封圈、防卡挡圈、防尘密封卡、密封毛毡、外密封圈和卡簧。所述辊体采用阻燃抗静电铸型尼龙材料，这种材料具有质量轻，惯性力矩小，可节省皮带运输过程的能源消耗；可以吸收更多的冲击能量，托辊抗冲击能力强；抗酸碱腐蚀能力强，耐磨损，使用寿命长。表面能高，不易粘附。皮带间摩擦力小，不损伤皮带，可延长皮带使用寿命，能够抗静电，抗阻燃，耐老化，能够代替钢制托辊，降低了生产成本。

所述轴承座采用铸型尼龙制成，减轻了托辊的重量。轴承座与辊体配合的部分设计有偶数条装配筋板，增大了轴承座与辊体的配合长度，同时由于较薄的装配筋板可以发生周向变形，减小了辊体的装配应力。

所述托辊的外侧设置有防卡挡圈，在托辊旋转时，防卡挡圈静止不旋转，可以防止带式输送机旁堆积物料对托辊的损伤。

所述轻质轻载MC尼龙托辊辊体制备模具的模芯采用铝箔袋和型砂组合而成，将型砂装入铝箔袋中形成模芯，并且在铝箔袋的外壁涂上脱模剂，在浇注完成后，将型砂从铝箔袋中取出，直接形成托辊辊体的中心孔，既减少原材料，又减少加工筒心的工序，使得托辊辊体一次成型，既降低了托辊棍体的原材料与加工成本，又保证了托辊的直线度和圆柱度。所述铝箔袋采用的材料是铝箔纸，将铝箔纸做成空心圆柱型，使其直径与辊体的内径相同。

一方面，本发明提供了一种轻质轻载MC尼龙托辊，包括辊体、轴、轴承座、轴承、内密封圈、防卡挡圈、防尘密封卡、密封毛毡、外密封圈和卡簧，所述托辊两端各自由内及外通过公差配合设置轴承、内密封圈、外密封圈、密封毛毡、防尘密封卡、防卡挡圈和卡簧，在轴承和辊体之间设置有轴承座，所述轴上安装轴承，轴承通过轴承座与辊体相连，内密封圈设置在轴承外侧，与外密封圈紧密配合，密封毛毡设置于外密封圈的外侧，防尘密封卡置于密封毛毡和防卡挡圈之间，卡簧设置在防卡挡圈外侧。

优选地，所述内密封圈和所述外密封圈通过迷宫式结构紧密配合。

优选地，所述辊体采用阻燃抗静电铸型尼龙材料制成，所述轴承座采用铸型尼龙制成。

优选地，所述轴承座与所述辊体配合的部分设计有偶数条装配筋板，增大了轴承座与辊体的配合长度，同时由于较薄的装配筋板可以发生周向变形，降低轴承座的装配应力。

优选地，所述防卡挡圈被设置为，当托辊旋转时，防卡挡圈静止不旋转，可以防止带式输送机旁堆积物料对托辊的损伤。

另一方面，本发明提供了一种上述一种轻质轻载MC尼龙托辊的制造方法，所述轻质轻载MC尼龙托辊辊体制备模具的模芯采用铝箔袋和型砂组合而成，将型砂装入铝箔袋中形成模芯，并且在铝箔袋的外壁涂上脱模剂，在浇注完成后，将型砂从铝箔袋中取出，直接形成托辊辊体的中心孔，使得托辊辊体一次成型。既减少原材料，又减少加工筒心的工序，托辊辊体一次成型，既降低了托辊棍体的原材料与加工成本，又保证了托辊的直线度和圆柱度。

优选地，所述铝箔袋采用的材料是铝箔纸，将铝箔纸做成空心圆柱型，使其直径与辊体的内径相同。

由于采用上述技术方案，本发明通过使用铸型尼龙复合材料，大大减轻了整个托辊的重量，密封性能好，耐腐蚀，提高托辊使用寿命，安装方便，减轻了劳动强度和维护量，从而降低带式输送机的停机时间，并且可节省带式输送机运行能耗，提高了运输效率；阻燃抗静电铸型尼龙复合材料托辊适用于对静电有要求的特殊矿井、腐蚀性较强的特殊环境之中，使用寿命长，应用范围广，能够有效的降低运行噪声，可使带式输送机实现长距离、运送量大；防酸碱腐蚀能力强，防阻燃抗静电性能好，耐磨性高，抗冲击、对胶带有更好的保护性，能够延长胶带的使用寿命，提高了经济效益；运转平稳，能够在较高的速度下运行；密封端盖的使用，使得防水防尘能力较强，很好的保护轴承受到污染，延长了托辊的使用寿命，有效的降低了皮带机的运行成本，改善了皮带机的使用性能，具有较高的社会效益和经济效益。

另外，通过本发明还为托辊的加工制备提供了一种方法，这种方法能节省原材料，同时减少了加工工序，节省加工时间，为我国托辊的生产提供了一种简单的加工方法。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1为本发明轻质轻载MC尼龙托辊结构图；

图2为图1中A处放大图；

图3为本发明轻质轻载MC尼龙托辊的轴承座纵剖面图；

图4为本发明轻质轻载MC尼龙托辊的轴承座示意图；

图5为本发明轻质轻载MC尼龙托辊的轴承座三维结构图；

图6为本发明轻质轻载MC尼龙托辊辊体的模具图；

图中：1-辊体；2-轴；3-低应力装配轴承座；4-轴承；5-内密封圈；6-防卡挡圈；7-防尘密封卡；8-密封毛毡；9-外密封圈；10-卡簧；

11-装配筋板；12-模具筒体；13-模芯；14-模具端盖；15-排气孔；16-螺栓；17-底座

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明提供的轻质轻载MC尼龙托辊结构。为了便于说明，仅仅示出了与本发明相关的部分。

本发明的轻质轻载MC尼龙托辊，包括：辊体1、轴2、低应力装配轴承座3、轴承4、内密封圈5、防卡挡圈6、防尘密封卡7、密封毛毡8、外密封圈9和卡簧10；在托辊轴的两端各自由内及外通过公差配合设有轴承4、内密封圈5、外密封圈9、密封毛毡8、防尘密封卡7、防卡挡圈6和卡簧10，在轴承4和托辊辊体1之间设置有轴承座3。所述轴2上安装轴承4，轴承4通过轴承座3与辊体1相连，内密封圈5设置在轴承4外侧，与外密封圈9通过迷宫形结构配合，密封毛毡8设置于外密封圈9的外侧，防尘密封卡7置于密封毛毡8和防卡挡圈6之间，卡簧设置在防卡挡圈6外侧。

如图3、图4所示，所述轴承座3与辊体1配合的部分设计有偶数条装配筋板11，增大了轴承座3与辊体1的配合长度，同时由于较薄的装配筋板11可以发生周向变形，减小了辊体1的装配应力。所述轴承座3的外侧设置有防卡挡圈6，防卡挡圈6通过外密封圈9与卡簧10轴向定位，并保证与防尘密封卡7在托辊周向方向留有一定的间隙，在托辊旋转时，防卡挡圈6静止不旋转，可以防止带式输送机旁堆积物料对托辊的损伤。

在安装时，在辊体1内壁与轴承座3的接触面上分别涂上密封胶，使其紧密装配。

如图4所示，模具的模芯12是铝箔袋和型砂组合而成，将型砂装入铝箔袋中形成模芯，并且在铝箔袋的外壁涂上脱模剂，在浇铸完成后，将型砂从铝箔袋中倒出，直接形成托辊的筒心，既可以减少原材料，又可以减少加工筒心的工序，使得托辊辊体1一次成型，既降低了托辊棍体的原材料与加工成本，又保证了托辊的直线度和圆柱度。

所述内密封圈5和外密封圈9的构成迷宫式密封圈，内密封圈5与轴承座配合装配，外密封圈9与轴2配合装配，外密封圈9装有密封毛毡8，内密封圈5装有防尘密封卡7。托辊密封从内之外由迷宫密封、防水防尘密封毛毡及防尘密封卡构成3道密封。加强了托辊的密封性，延长了托辊的使用寿命。所述内密封圈5和外密封圈6的构成迷宫式密封圈，内密封圈5与托辊轴、轴承座必须达到紧密配合要求，以防止水不经过迷宫密封圈而直接从间隙进入托辊内腔，在内外密封件之间空腔内填充润滑脂，用润滑脂来封水。迷宫式密封圈可以设置为相互配合的E型结构。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种轻质轻载MC尼龙托辊，包括辊体、轴、轴承座、轴承、内密封圈、防卡挡圈、防尘密封卡、密封毛毡、外密封圈和卡簧，所述托辊两端各自由内及外通过公差配合设置轴承、内密封圈、外密封圈、密封毛毡、防尘密封卡、防卡挡圈和卡簧，在轴承和辊体之间设置有轴承座，所述轴上安装轴承，轴承通过轴承座与辊体相连，内密封圈设置在轴承外侧，与外密封圈紧密配合，密封毛毡设置于外密封圈的外侧，防尘密封卡置于密封毛毡和防卡挡圈之间，卡簧设置在防卡挡圈外侧；其中所述辊体采用阻燃抗静电铸型尼龙材料制成，所述轴承座采用铸型尼龙制成。

2.如权利要求2所述的托辊，其中所述内密封圈和所述外密封圈通过迷宫式结构紧密配合。

3.如权利要求2所述的托辊，其中所述轴承座与所述辊体配合的部分设计有偶数条装配筋板，降低轴承座的装配应力。

4.如权利要求4所述的托辊，其中所述防卡挡圈被设置为，当托辊旋转时，防卡挡圈静止不旋转，可以防止带式输送机旁堆积物料对托辊的损伤。

5.一种权利要求1-4中任一轻质轻载MC尼龙托辊的制造方法，其特征在于，所述轻质轻载MC尼龙托辊辊体制备模具的模芯采用铝箔袋和型砂组合而成，将型砂装入铝箔袋中形成模芯，并且在铝箔袋的外壁涂上脱模剂，在浇注完成后，将型砂从铝箔袋中取出，直接形成托辊辊体的中心孔，使得托辊辊体一次成型。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述铝箔袋采用的材料是铝箔纸，将铝箔纸做成空心圆柱型，使其直径与辊体的内径相同。

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