CN105236105A - 一种动力托辊及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用电动机转子、电动机定子和电线与托辊部件组合而成的动力托辊，所述托辊部件包括中心有穿线孔的托辊轴、托辊轴承、轴承座、托辊管体、托辊管体外圆周包裹的橡胶层(聚氨酯等)、托辊端面的密封结构和轴用挡圈。本发明提供的动力托辊，可实现多点给胶带提供驱动力，将传统带式输送机系统设计时，驱动部件的规格型号、储备的驱动功率因数、胶带的强度等大幅度减小，节省2/5左右原材料，节约大量投资成本，节能降耗效果显著，整体设备部件的使用寿命和维修周期延长几倍，且运营维护简单方便，综合经济效益突出。本发明动力托辊可设计制造100千米以上的带式输送机，且避免断带恶性事故的发生。

Description

一种动力托辊及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种机械部件动力托辊，尤其涉及与带式输送机配套的动力托辊，也适用于辊道输送机动力托辊以及其它需要管体旋转工作的各种动力托辊、滚筒及其制作方法。

背景技术

传统的带式输送机系统中的托辊都是无动力的。托辊在带式输送机中的作用只是承载胶带和胶带上散装物料的重力，并能够灵活转动，在胶带运行时被动的旋转，实现带式输送机系统正常运行，达到输送物料的目的；辊道输送机中托辊的作用是承载物体的重力，也能够灵活转动，由人力驱动或者另外附加链轮、链条等机构进行驱动，实现辊道输送物体的目的。

在长距离的带式输送机系统中，由于托辊的数量多，被动的综合旋转阻力大；胶带长，强度高，自身重量大；胶带上存放的物料多，惯量大。致使头部驱动滚筒最大受力处的胶带需要有足够的强度，才能够克服托辊、胶带重量、胶带压陷和物料重力形成的综合阻力，实现带式输送机系统正常运转，达到输送运输物料的目的。为了保证其安全可靠性，就需要设计计算选择配置超过8倍左右拉力的高强度胶带；多个大规格滚筒布置以达到足够的摩擦力；超过5倍左右规格型号的减速机、联轴器；超过2-3倍功率的电动机以及电器等部件。这种设计布局虽然实现了带式输送机的可靠运转，其结果是造成原材料资源的大量浪费、投资成本巨大，尤其运营成本更是居高不下。严重影响经济效益和社会效益，上述情况在上运带式输送机系统中会尤为突出。更为重要的是，目前，上运30千米以上的带式输送机系统的设计是非常困难的，安全可靠性也是很难保证的，潜在着胶带断裂的恶性事故隐患。在辊道输送机中，由链轮和链条等方法驱动托辊转动不但结构复杂，制造成本高，安装不方便，也存在故障率高和使用寿命短的问题。因此，市场迫切需要一种动力托辊，在长距离带式输送机系统中，能够实现多点驱动胶带运行，将综合阻力进行分解，既能够实现大幅度降低胶带强度、减小驱动滚筒规格型号和数量、减小减速机、联轴器、电器等部件规格型号的目的，又达到更安全可靠的结果，还能够节约大量的原材料资源、设备投资大幅度减少、运营成本显著降低的综合经济效益和社会效益。更为突出的是，超过100千米甚至更长的上运带式输送机系统也可以实现安全可靠节能的正常运行。动力托辊在辊道输送机中也可以实现设备安装简单、运营可靠、使用寿命长的目的。动力托辊还适宜其它各种需要管体旋转工作的工况环境中。

发明内容

本发明提供一种动力托辊，能够适用于不同带速长距离带式输送机系统中胶带的多点驱动，可大幅度减小设计时胶带的强度和驱动部分部件的规格型号配置，尤其在上运带式输送机系统中效果显得更为突出。

本发明的技术方案为：一种动力托辊，包括中心有穿线孔的托辊轴、托辊轴承、轴承座、托辊管体、托辊管体外圆周包裹的橡胶层(聚氨酯等)、托辊端面的密封结构和轴用挡圈。其特征是：在托辊管体内孔中固定有电动机转子，在托辊轴上固定有电动机定子，与电动机定子连接有电线，电线通过托辊轴中心穿线孔引出来到托辊轴外面以备接通电源。这样，原来的托辊就变成动力托辊。将引出的电线接通由电源开关控制的电源，电源开关闭合后，电动机转子在电动机定子磁力线作用下即会带动托辊管体旋转，改变了原来的托辊是由胶带运行时，带动管体转动的被动局面。

本发明的制作方法为：将电动机转子固定在托辊管体内孔中，将电动机定子固定在与电动机转子位置对应、中心有穿线孔的托辊轴上，将与电动机定子连接好的电线通过托辊轴中心穿线孔引出到托辊轴的外面，然后将带电动机定子的托辊轴穿入托辊管体中，依次将轴承座套入托辊管体，将轴承套在托辊轴上，通过托辊轴压入到托辊轴承座内，轴用挡圈挡住，端面装配淋水或粉尘不污染的腔式非接触密封，轴用挡圈再次挡住即可。

该动力托辊中的电动机结构是与托辊部件组合而成的，只需要增加电动机转子、定子以及电线，不另外再用轴承、轴、端盖和壳体等电动机部件。托辊管体外圆周的橡胶层或聚氨酯层等既耐磨、又可以增大摩擦力的材料层，是在动力托辊装配前就包裹好了的。

所述动力托辊中电动机电压优选为24V、36V、48V、60V、72V、110V、至220V、380V等已经使用过的标准电压，也可以根据需要设置各种方便应用的非标或更高的电压。

所述动力托辊中的电动机的功率、电压、转速等参数在同一条带式输送机系统中是相同的。

所述动力托辊中的电动机转动方向与所配套的带式输送机系统中的胶带运行方向是一致的。

所述动力托辊中的电动机功率，根据带式输送机系统的不同驱动力要求可选择设计调整的。

所述动力托辊中的电动机是与托辊中的部件组合而成的。电动机结构所需要的轴承、轴、端盖和壳体等零部件，借用的都是托辊结构中的相关部件。

所述动力托辊中的电动机转速利用变频器或者其它软启动装置控制。

所述动力托辊转动的线速度，控制在等于或大于所配套带式输送机系统中胶带的带速。

所述动力托辊的管体可以是非金属耐磨管、钢管或其它金属材料管。

所述动力托辊管体外圆周包裹的橡胶层可以是套装或者硫化两种方法制作。

本发明的有益效果：本发明动力托辊可以根据设计要求，部分或者全部取代原来的托辊，分布安装在长距离带式输送机系统中，多点给胶带提供驱动力。各分支动力托辊的电动机电线和驱动滚筒的电动机电线连接在同一个闭合开关控制下的电源上。动力托辊不但有承载胶带和胶带上物料重力的作用，当电源开关闭合时，动力托辊和驱动滚筒即会同步转动，驱动胶带运行，达到安全可靠输送物料的目的。驱动滚筒与胶带之间的摩擦力较大，驱动滚筒驱动胶带运行并且有带动胶带方向的作用。设计各分支动力托辊的旋转线速度等于或大于驱动滚筒的线速度、每个动力托辊的驱动力等于或小于动力托辊外径与胶带之间的摩擦力，以避免动力托辊外径与胶带之间产生打滑。在驱动滚筒和各分支动力托辊多点驱动的合力能够有效保证带式输送机系统更为安全可靠运行的前提下，即可将传统带式输送机系统设计时，驱动部分部件的规格型号、储备的驱动功率因数、胶带的强度等大幅度减小，可节省2/5左右的原材料，节约大量投资成本，节能降耗效果显著，整体设备部件的使用寿命和维修周期延长几倍，且运营维护简单方便，综合经济效益和社会效益突出。配置本发明动力托辊的水平或上运带式输送机系统的长度均可以超过100千米以上，并且可以避免断带等恶性事故的发生。

利用动力托辊驱动胶带运行，还很好的解决了带式输送机系统中存在的压陷阻力问题，变有害为有利。有效利用胶带与托辊之间产生的压陷，增大动力托辊驱动胶带运行时的摩擦力。

附图说明

附图是本发明的结构示意图；

如图所示，本发明包括托辊管体1，电动机转子2，电动机转子2固定在动力托辊管体1的内孔中，动力托辊管体外圆周包裹有橡胶层11，电动机定子3固定在与电动机转子2对应位置的动力托辊轴7上，电线8的一端与电动机定子3连接，然后穿过动力托辊轴7的中心穿线孔9引出到托辊轴外面，动力托辊轴7穿过轴承4、轴承座5，在托辊轴7上套入轴用挡圈10，将动力托辊轴承挡住，两端面装入腔式非接触密封6，再在托辊轴7上套入轴用挡圈10将腔式非接触密封挡住即可。动力托辊中的电动机结构利用托辊轴承4、托辊轴7、托辊轴承座5、托辊管体1作为转动支撑，利用轴用挡圈10作为轴向定位，电动机转子2即可正常旋转工作，带动托辊管体转动，动力托辊两端配套的淋水或粉尘不污染的腔式非接触密封6，确保动力托辊在恶劣污染环境中始终保持灵活转动工作。

动力托辊轴7两端加工有扁方12，安装到带式输送机系统后，两端扁方12卡在托辊支架对应的卡槽中，将托辊轴7控制在要求的位置上不能随意转动和窜动，以保证动力托辊能够与胶带始终保持合适的配合位置。当动力托辊中的电动机定子3通电后，在磁力线作用下，电动机转子2即产生扭矩，带动动力托辊管体1转动，对压在动力托辊管体上的胶带产生驱动力，从而带动胶带运行。

该动力托辊可用于带式输送机、辊道输送机系统中的各种托辊辊子。其结构还可以用于各种场合需要管体旋转工作的托辊辊子、动力滚筒等。如果机械部件是动力滚筒，可根据安装要求，将中心轴7两端的扁方结构12改变为圆柱形、螺纹等结构形状、中间也可以改变为阶梯形状。托辊轴承座5的装配方法也可以改为螺钉等方法连接。

虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明，应当理解在不脱离本发明的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下，可以对这些实施例进行各种变化、替换和修改。对于其他例子，本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时，工艺步骤的次序可以变化。

此外，本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容，作为本领域的普通技术人员将容易地理解，对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、组成、手段、方法或步骤，其中它们执行与本发明描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果，依照本发明可以对它们进行应用。因此，本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。

Claims (10)

1.一种由电动机转子、定子、电线与托辊部件组合而成的动力托辊，包括中心有穿线孔的托辊轴、托辊轴承、轴承座、托辊管体、托辊管体外圆周包裹的橡胶层(或聚氨酯等)、托辊端面的密封结构和轴用挡圈。其特征在于：

在托辊管体内孔中固定连接有电动机转子，在托辊轴上与电动机转子对应位置固定连接有电动机定子，电线一端连接电动机定子，另一端通过托辊轴中心穿线孔引出来到托辊轴外面。

2.根据权利要求1所述的一种动力托辊，其特征在于：电动机转动所需要的轴承、轴、端盖和壳体等零部件，是借用托辊结构中的相关部件。

3.根据权利要求1所述的一种动力托辊，其特征在于：电动机的电压优选为24V、36V、48V、60V、72V、110V、至220V、380V等已经使用过的标准电压，也可以根据需要设置各种方便应用的非标或更高的电压。但在同一个带式输送机系统中电压是相同的。

4.根据权利要求1所述的一种动力托辊，其特征在于：功率、转速可根据不同的驱动力和带速需要进行设定，但在同一个带式输送机系统中是相同的。

5.根据权利要求1所述的一种动力托辊，其特征在于：电动机可以设置为使用交流电源，也可以设置为使用直流电源。

6.根据权利要求1所述的一种动力托辊，其特征在于：电动机转动工作时的实际转速利用变频器或其它软启动方法实现调速控制，动力托辊转动的线速度，控制在等于或大于所配套带式输送机系统中胶带的带速。

7.根据权利要求1所述的一种动力托辊，其特征在于：动力托辊管体外圆周包裹的橡胶层可以是套装或者硫化两种方法制作；动力托辊的管体也可以直接采用钢管、非金属管或其它金属材料管制作。

8.根据权利要求1所述的一种动力托辊，其特征在于：该动力托辊结构适用于其它各种场合需要管体旋转工作的托辊辊子、滚筒等。

9.根据权利要求1所述的一种动力托辊，其特征在于：托辊轴、托辊轴端面结构、托辊轴中心穿线孔、托辊轴承座的结构形状和装配方法、用于定位轴承的轴用挡圈形式，可以根据不同使用要求设计制作。

10.一种由电动机转子、定子、电线与托辊部件组合而成的动力托辊的制作方法：将电动机转子固定在托辊管体内孔中，将电动机定子固定在与电动机转子位置对应、中心有穿线孔的托辊轴上，将与电动机定子连接好的电线通过托辊轴中心穿线孔引出到托辊轴的外面，然后将带电动机定子的托辊轴穿入托辊管体中，依次将轴承座固定连接到托辊管体，将轴承内径套入托辊轴，与轴承外径同时压入到托辊轴承座内，用轴用挡圈挡住，端面装配淋水或粉尘不污染的腔式非接触密封，用轴用挡圈再次挡住，传统的被动托辊即成为动力托辊。