CN104229415B - 一种高分子托辊装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高分子托辊装置，属于传动机械领域。该装置包括双层托辊，且托辊端头设有主动密封防尘装置；所述双层托辊为包括内托辊和外托辊，内托辊和外托辊为薄壁管，内托辊和外托辊之间通过支撑板连接；托辊端部设有端头轴承座，所述主动密封防尘装置包括主动密封圈，主动密封圈内侧设有主动密封支撑座，主动密封支撑座内侧设有迷宫密封圈，迷宫密封圈与轴承接触，主动密封圈外侧设有端头压紧盖，端头压紧盖外侧设有弹性挡圈。本发明提出了双层高分子托辊和端头主动密封防尘技术，显著提高了高分子托辊的极限承载性能和抗冲击能力，并极大地提高现有托辊的密封性能，进而大幅提高现有高分子托辊的使用寿命。

Description

一种高分子托辊装置

技术领域

本发明涉及一种高分子托辊装置，属于传动机械领域。

背景技术

托辊是带式连续输送机中数量最多的旋转部件，约占带式输送机制造成本的20-40%。托辊承载着输送带及所输送物料的全部重量，是对输送带造成摩损最多的部件，也是带式输送机中最易发生故障、损坏消耗最多、存在噪音源最多的部件。

目前带式输送机中大量使用的传统钢管托辊在实际使用过程中存在着诸多缺陷：（1）使用寿命短，通常只有3～6个月。在粉尘、水分较高或具有腐蚀性气氛（譬如盐雾等）的环境中，其使用寿命更是难以预测，十几天就损坏的情况也屡见不鲜；（2）旋转阻力系数较高，自重大，输送带带动其旋转所需的功率较大，且旋转过程的阻力波动幅度大，易造成带式输送机运行电流的不稳，进而进一步增大了整个输送系统的能耗；（3）托辊表面磨损后会产生锋利的刃角，极易对输送带造成划伤，甚至造成输送带撕裂；（4）钢管托辊磨损后不仅旋转阻力进一步增加，还会产生严重的噪音污染，对井下封闭空间里的人员伤害巨大；（5）须定期注油润滑，大大地增加了现场工人巡查和维护的工作量。

为了延长托辊的使用寿命，实现使用过程的免维护，尼龙、橡胶或陶瓷等材质的非金属托辊被推向了市场，但上述非金属托辊虽然在耐腐蚀和耐磨性有所提高，但其结构和密封上仍有很多不足。譬如高分子材质的托辊在表面磨漏后极易发生整体性破碎，如未及时发现和更换，将给输送带造成严重的损害。在断头轴承座密封方面，当前所有托辊都采用被动式的多层密封防尘结构，实际的使用效果并不是很理想。

发明内容

为了解决钢管托辊使用寿命短，而现有高分子托辊磨漏后易发生整体性破碎的问题，同时为提高现有托辊端头被动密封防尘效果不佳的现状，本发明提出了双层高分子托辊和端头主动密封防尘技术，将显著提高高分子托辊的极限承载性能和抗冲击能力，并极大地提高现有托辊的密封性能，进而大幅提高现有高分子托辊的使用寿命。

本发明提供的一种高分子托辊装置，包括双层托辊，双层托辊为包括内托辊和外托辊，内托辊和外托辊为薄壁管，内托辊和外托辊之间通过支撑板连接；托辊端部设有端头轴承座，端头轴承座内部为轴承，其特征在于：所述托辊端头在轴承外侧设有主动密封防尘装置；所述主动密封防尘装置包括主动密封圈，主动密封圈内侧设有截面为“Z”型的主动密封支撑座，主动密封支撑座内侧设有迷宫密封圈，迷宫密封圈与轴承接触，主动密封圈外侧设有端头压紧盖，端头压紧盖外侧设有弹性挡圈。

上述方案中，所述主动密封圈为一端设有凸起的端盖，在凸起边和密封圈内侧边上均匀设有叶片，主动密封圈的外环面上设有若干条半圆形凹槽。

作为一种优选方案，所述叶片为楔形体，叶片沿主动密封圈的径向设置，主动密封圈内侧均匀设有3～9个叶片。

作为另一种优选方案，所述叶片为楔形体，且叶片为扭转设置，叶片中心线与主动密封圈径向所成夹角为8°～30°，主动密封圈内侧均匀设有3～9个叶片。

主动密封圈内侧布置有叶片，其中带逆止功能的托辊可以采用扭转叶片，双向旋转的托辊可以采用沿径向布置的直叶片。主动密封圈的外圈设计有多条半圆型的凹槽，且长度较长，有利于端头的防水防尘。

本发明防尘技术原理：主动密封圈安装在主动密封支撑座上，且叶片侧朝里，在托辊运转时可随辊体高速旋转。主动密封圈的叶片高速旋转时，会搅动主动密封圈与主动密封支撑座之间空间里的空气，并将混有粉尘和水汽的空气直接又排出辊体，实现了粉尘和水汽与辊体内部空间的主动密封和隔离。此外，如果有水沿主动密封支撑座流到了主动密封圈位置，将被主动密封圈直接甩出，避免水直接渗入辊体内部。

本发明的有益效果：

（1）本发明的双层高分子托辊辊体，在托辊承受冲击载荷时可以大大降低冲击载荷对轴承和端头轴承座的影响，显著提高托辊和轴承的使用寿命；

（2）当托辊外托辊高分子材料被磨漏后，由于还有支撑板和内托辊辊体，并不会导致托辊整体性破碎，给后续检修和更换提供了足够的时间；

（3）主动密封圈及叶片的设置，实现了粉尘和水汽与辊体内部空间的主动密封和隔离；

（4）不同的叶片使用状态，为托辊的选择提供了便利，其中带逆止功能的托辊可以采用扭转叶片，双向旋转的托辊可以采用沿径向布置的直叶片。

附图说明

图1是本发明托辊装置的局部剖视图。

图2是双层托辊辊体断面图。

图3是实施例1的托辊端头主动密封圈结构示意图。

图4是图3的左视图。

图5是实施例2的托辊端头主动密封圈结构示意图。

图6是图5的左视图。

图中1、内托辊，2、外托辊，3、端头轴承座，4、迷宫密封圈，5、端头压紧盖，6、弹性挡圈，7、主动密封圈，8、主动密封支撑座，9、轴承，10、托辊轴，11、支撑板，12、第一叶片，13、第二叶片，14、半圆形凹槽。

具体实施方式

下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。

实施例1：带有直叶片主动密封圈的双层高分子托辊

如图1、2所示，一种高分子托辊装置，包括双层托辊，且托辊端头设有主动密封防尘装置；所述双层托辊为包括内托辊1和外托辊2，内托辊1和外托辊2为薄壁管，内托辊1和外托辊2之间通过支撑板11连接；托辊端部设有端头轴承座3，端头轴承座3内部为轴承9，轴承9外侧设有主动密封防尘装置；所述主动密封防尘装置包括主动密封圈7，主动密封圈7内侧设有截面为“Z”型的主动密封支撑座8，主动密封支撑座8内侧设有迷宫密封圈4，迷宫密封圈4与轴承9接触，主动密封圈7外侧设有端头压紧盖5，端头压紧盖5外侧设有弹性挡圈6。

图3、图4示出了托辊端头主动密封圈结构，所述主动密封圈7为一端设有凸起的端盖，在凸起边和主动密封圈内侧边上均匀设有第一叶片12，为直叶片，主动密封圈的外环面上设有若干条半圆形凹槽14。

所述第一叶片12为楔形体，叶片沿主动密封圈的径向设置，主动密封圈内侧均匀设有6个叶片。

本实施例的叶片设置适用于双向旋转的托辊。

本发明的设计原理：托辊轴10穿过双层托辊辊体的中心，端头轴承座3嵌在内托辊1和外托辊2的中间，轴承9装配在托辊轴10和端头轴承座3之间，实现托辊轴1与托辊辊体间的同轴和相对旋转。迷宫密封圈4位于轴承9的外侧，由主动密封支撑座8和端头压紧盖5实现轴向定位，是实现轴承密封和粉尘隔离的最后一级防护。主动密封圈7安装在主动密封支撑座8上，主动密封支撑座8与端头压紧盖5之间以及主动密封圈7与端头压紧盖5之间都有间隙，以降低托辊的旋转阻力系数。端头压紧盖5位于托辊的最外侧，由弹性挡圈6提供轴向定位。

本发明使用时的防尘技术原理：主动密封圈安装在主动密封支撑座上，且叶片侧朝里，在托辊运转时可随辊体高速旋转。主动密封支撑座与端头压紧盖之间以及主动密封圈与端头压紧盖之间都有间隙，因此当主动密封圈的叶片高速旋转时，会搅动主动密封圈与主动密封支撑座之间空间里的空气，并将混有粉尘和水汽的空气直接又排出辊体，实现了粉尘和水汽与辊体内部空间的主动密封和隔离。此外，如果有水沿主动密封支撑座流到了主动密封圈位置，将被主动密封圈直接甩出，避免水直接渗入辊体内部。

实施例2：带有扭转叶片主动密封圈的双层高分子托辊

本实施例的主题结构与实施例1相同，见图1、2。

图3、图4示出了托辊端头主动密封圈结构，所述主动密封圈7为一端设有凸起的端盖，在凸起边和密封圈内侧边上均匀设有第二叶片13，为扭转叶片，主动密封圈的外环面上设有若干条半圆形凹槽14。

所述第二叶片13为楔形体，叶片为扭转设置，叶片中心线与密封圈径向所成夹角为9°，密封圈内侧均匀设有8个叶片。

本实施例适用于逆止托辊，其设计原理和防尘原理与实施例1相同。

Claims (3)

1.一种高分子托辊装置，包括双层托辊，双层托辊为包括内托辊和外托辊，内托辊和外托辊为薄壁管，内托辊和外托辊之间通过支撑板连接；托辊端部设有端头轴承座，端头轴承座内部为轴承，其特征在于：所述托辊端头在轴承外侧设有主动密封防尘装置；所述主动密封防尘装置包括主动密封圈，主动密封圈内侧设有截面为“Z”型的主动密封支撑座，主动密封支撑座内侧设有迷宫密封圈，迷宫密封圈与轴承接触，主动密封圈外侧设有端头压紧盖，端头压紧盖外侧设有弹性挡圈；

所述主动密封圈为一端设有凸起的端盖，在凸起边和密封圈内侧边上均匀设有叶片，主动密封圈的外环面上设有若干条半圆形凹槽。

2.根据权利要求1所述的高分子托辊装置，其特征在于：所述叶片为楔形体，叶片沿主动密封圈的径向设置，主动密封圈内侧均匀设有3～9个叶片。

3.根据权利要求1所述的高分子托辊装置，其特征在于：所述叶片为楔形体，且叶片为扭转设置，叶片中心线与主动密封圈径向所成夹角为8°～30°，主动密封圈内侧均匀设有3～9个叶片。