CN105408231B - 用于传送带设备中的分段惰轮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种惰轮100(例如，用于传送带设备)，该惰轮包括多个套筒节段102.1‑102.5，其构成外套筒102。更具体地说，惰轮100具有中心的轴104和与所述轴104同轴并从所述轴104径向向外设置的承载表面。所述惰轮100特征在于它具有多个套筒节段102.1‑102.5，它们端对端配合到一起，由此限定圆筒形的分段套筒102，该分段套筒提供所述承载表面，至少一些套筒节段102.1‑102.5具有内部径向延伸支撑壁204，由此支撑在其端部中间的分段套筒102。

Description

用于传送带设备中的分段惰轮

技术领域

本发明总地涉及传送带设备以及用于这种设备的惰轮(或辊子)，并尤其涉及用在传送带设备中的分段惰轮(以及包括这种分段惰轮的传送带设备)。

背景技术

在申请人知道的传统的传送带设备中，连续的传送带被安装成由多个圆筒形惰轮(它们可以或是自由旋转或由驱动机构驱动)支撑和引导。这种惰轮典型地包括中心金属轴和中空的圆筒状聚合物套筒，该套筒借助于轴承安装，以围绕所述轴旋转。套筒的外部表面设置有承载表面，以在其上承载(并通常支撑)传送带。轴轴向向外突出通过套筒的任一端部，以在其每一端部处提供安装凸耳。

申请人已经指出的缺点在于套筒趋于随时间变形。这种变形在较重的载荷或者严酷的操作条件下更明显。另外，如果传送带被停止且惰轮需要支撑静止的载荷，这也导致聚合物套筒的变形。更具体地说，在移动(滚动)条件下，套筒趋于产生凹陷(通常对称地)，围绕套筒的中间部分凹陷最明显。这是由于传送带施加的恒定的向内的力造成的。当带静止时，带的重量将处于固定方向上，导致惰轮远离带变形(通常非对称地)。

这个变形部分由于惰轮(尤其是套筒)是中空的导致。但是，它必须是中空的，一旦是实心套筒，将导致惰轮不切实际的重以及非常地昂贵。

于是，申请人期望一种惰轮，该惰轮至少部分地克服这些缺点，并且有利地更耐变形并可以可选地提供额外的益处。

发明内容

于是，本发明提供了一种惰轮，该惰轮具有中心轴以及与该中心轴同轴设置并从该中心轴径向向外设置的承载表面，其特征在于，所述惰轮包括：

多个套筒节段，所述多个套筒节段端对端地配合到一起，由此限定圆筒状分段套筒，该分段套筒提供承载表面，至少一些套筒节段具有内部径向延伸的支撑壁，由此支撑在其端部中间的分段套筒。

所述惰轮于是称为分段惰轮。

所述惰轮可以包括轴承。所述惰轮可以在其每个端部处或附近包括一对轴承。所述轴承可以是在它们的内表面上固定到轴上的环形环状轴承，并允许所述分段套筒相对于所述轴旋转。

所述惰轮可以包括中间支撑元件。支撑元件可以是中空的和圆筒形的。支撑元件可以布置在轴和分段套筒之间(即，围绕轴并相对于分段套筒径向向内)。支撑元件可以与轴同轴并围绕轴旋转(由此也具有与轴同轴的旋转轴线)。在支撑元件和轴之间具有间隙空间。支撑元件在其每个端部处具有径向向外突出的唇边，以防止任何套筒节段轴向滑出支撑元件的端部。

所述支撑元件可以借助于轴承安装到轴上。所述惰轮可以包括邻近每个轴承的密封元件。密封元件可以从每个轴承轴向向外布置。所述密封元件可以是环形的，具有与轴承类似的整体形状。所述密封元件可以提供迷宫密封。

所述支撑元件可以包括在每个端部向内的它的内侧上的圆周地延伸的脊部。所述脊部可以从轴承轴向向内布置并可以操作以将轴承相对于支撑元件落座。

所述支撑元件可以是金属的，例如是软钢。

每个轴承节段可以包括两个壁：提供承载表面的一部分的圆筒形外壁以及径向向内突出的支撑壁。每个套筒节段在轴向截面图中由此可以是大致T形的(当支撑壁大致从外壁的中心向内突出时)或者更像L形的(当支撑壁偏移并且从外壁的一侧或其间的一些地方向内突出时)。

每个套筒节段的支撑壁可以在外壁和支撑元件之间延伸。由此，多个支撑壁(来自多个套筒节段)可以适用于在沿着惰轮的长度方向的多个轴向间隔的位置处支撑外壁，以及由其他壁限定的承载表面。从而，支撑壁提供的支撑可以阻止承载表面向内变形。

每个套筒节段可以包括在其每个轴向端部处的抵靠成形部，用于抵靠在相邻的套筒节段上。相邻的抵靠成形部可以允许相邻套筒节段连接到一起，甚至闭锁到一起，使得承载表面的相应部分对齐并且看上去是连续的。抵靠成形部可以在两个相邻套筒部分之间提供摩擦配合。抵靠成型件可以从多种传统互锁构型，例如，凸舌和沟槽、栓和插座或者仅仅的互补台阶/支座成形件中选出。

具有多种套筒节段的变型。这些不同套筒节段变型之间的一个差别可以是抵靠成形部。

可以具有中心套筒节段。该中心套筒节段可以是对称地，在于它在每个轴向端部处具有相同的抵靠成形部(例如，凸-凸或凹-凹)。

具有中间套筒节段。该中间套筒节段可以在每个轴向端部处具有相对但是互补的抵靠成形部(例如，凸-凹或凹-凸)。相邻的中间套筒节段因此可以布置成相同取向。

在具有中心套筒节段和中间套筒节段的情况下，在一侧上的中间套筒节段可以全部布置成一个取向，而在另一侧上的中间套筒节段可以全部布置成相反取向。从而，中心套筒部分可以作用为反转中间套筒部分的取向。(中心套筒节段不必一定布置在惰轮的中心，而是它可以布置在中间套筒节段之间)。

可以存在端部套筒节段。端部套筒节段可以具有端部抵靠部，该端部抵靠部被构造成用于容纳端部件，例如，端盖或侧壁。

各种套筒节段的示例性布置可以是：端部节段(取向为第一方向)—多个中间节段(取向为第一方向)—中心节段—多个中间节段(取向为与第一方向相反的第二方向)—端部节段(取向为第二方向)。

所述套筒节段可以是聚合物的，例如，HDPE、尼龙或其他可吹塑的聚合物。

惰轮可以在每个轴向端部包括一个端盖。所述端盖可以包括同心的脊部，以与端部节段内的互补沟槽配合，由此提供迷宫密封。所述脊部和沟槽可以是V形的，以提供向外倾斜的表面，以帮助排出或阻止水、灰尘或其他污染物的侵入。惰轮具有两个脊部和相对应的沟槽。端盖可以是聚合物的，例如，HDPE、尼龙或其他可吹塑的聚合物。

所述轴可以是金属的，例如，冷拉钢。

本发明延伸到组装上面限定的分段惰轮的方法，包括提供至少两个惰轮节段，以围绕轴旋转，所述惰轮节段一体提供承载表面。

本发明延伸到传送带设备，该传送带设备包括支撑框架、安装到框架上的如上所述的至少一个分段惰轮以及至少部分承载在分段惰轮上的传送带。

附图说明

将参照附图借助于示例进一步描述本发明。

附图中：

图1示出根据本发明的分段惰轮的三维图；

图2示出图1的分段惰轮的三维切开图；

图3示出图1的分段惰轮的三维分解图；

图4示出图1的分段惰轮的轴向剖面图；

图5示出图1的分段惰轮的中心套筒节段的不同实施方式的各种视图；

图6示出图1的分段节段的中间套筒节段的不同实施方式的各种视图；以及

图7示出图1的分段惰轮的端部套筒节段的不同实施方式的各种视图。

具体实施方式

本发明的以下描述作为本发明的能够实现的教导来提供。本领域技术人员将认识到对所描述的实施方式能够做出很多变化，同时仍实现本发明的有益结果。将明显的是本发明的一些期望益处能够通过选择本发明的一些特征而不利用其他特征来实现。于是，本领域技术人员将认识到本发明的修改和改进是有可能的且能够甚至在特定环境下是理想的，并且作为本发明的一部分。从而，下面的描述作为本发明的原理的说明提供而不是其限制。

图1示出根据本发明的分段惰轮100。惰轮100具有中心轴104和提供外部承载表面的圆筒状分段套筒102。套筒102可操作以围绕轴104提供的旋转轴线104.1旋转，由此与轴104同轴。套筒102看上去几乎连续的，即使它包括多个套筒节段102.1-102.5。来自套筒102由套筒节段102.1-102.5构成的外部的唯一线索是每对相邻套筒节段102.1-102.5之间的接缝或接头108。惰轮100在其每个轴向端部处具有一个端盖106。

惰轮100由此能够与传统惰轮起相同的功能。轴104的端部具有插入的沟槽110，用于将惰轮100安装到支撑框架(未示出)上。套筒102提供大致均匀的承载表面，该承载表面能够容纳传送带并更具体地能够容纳装载的传送带。

图2-4更详细示出分段惰轮的内部构成，并特别更详细示出单个套筒节段102.1-102.5。首先，转向套筒节段102.1-102.5：在这个示例中，存在三种套筒节段102.1-102.5，即：两个端部套筒节段102.1、102.5、两个中间套筒节段102.2、102.4、以及一个中心套筒节段102.3。

虽然仅示出来两个中间套筒节段102.2、102.4(在中心节段102.3的每一侧上一个)，但是可以具有多于两个中间套筒节段，这取决于惰轮100的需求长度以及套筒节段102.1-102.5的厚度。于是，本发明的优点是惰轮100是模块化的，且套筒节段102.1-102.5能够按需要构造，以满足不同操作标准。而且，可以具有更多或更少种套筒节段102.1-102.5。例如，在替代实施方式中，可能没有中间套筒节段102.2、102.4，且端部套筒节段102.1、102.5可以直接连接到中心套筒节段102.3上。

每个套筒节段102.1-102.5包括两个壁：提供承载表面的一部分的圆筒状外壁202以及径向向内突出的支撑壁204。虽然每个套筒节段102.1-102.5具有外壁202和支撑壁204，这些壁202、204的构造从一种类型套筒节段102.1-102.5到另一种类型不同，下面轮流介绍每种壁。

图5示出它的中心套筒节段102.3(以及替代实施方式502-508)。中心套筒节段102.3是对称地并且支撑壁204从外壁202的轴向中心径向向内突出，中心套筒节段102.3由此具有T形轮廓。外壁202限定了匹配的抵靠表面210，其为简单台阶的形式。

抵靠表面210能够与互补表面(见下面)摩擦地配合。在替代实施方式502-508中，抵靠表面可以为插座512、栓514、凸舌516或沟槽518的形式。抵靠表面210由此不仅适用于抵靠而且适用于互锁相邻套筒节段102.1-102.5。

中心套筒节段102.3由HDPE制成，并且符合SANS(南非国家标准)4427-1。

图6示出中间套筒节段102.2、102.4(以及替代实施方式602-608)。中间套筒节段102.2、102.4非对称，并且支撑壁204相对于外壁202轴向偏移，由此具有更L形轮廓。在中间套筒节段102.2、102.4上的抵靠表面212、214能够与中心套筒节段102.3配合并也与其他中间套筒节段102.2、102.4配合，所述中间套筒节段端对端沿着相同取向布置。在一个轴向侧面的抵靠表面212为圆筒形壁的形式，同时相对的抵靠表面214是简单的台阶(如同中心套筒节段102.3的那样)。在替代实施方式中，602-608、抵靠表面包括栓612、插座614、沟槽616、或凸舌618。

中间套筒节段102.2、102.4由HDPE制成并符合SANS 4427-1。

图7示出端部套筒节段102.1、102.5(以及替代实施方式702-708)。端部套筒节段102.1、102.5也具有支撑壁204，从外壁202横向突出。端部套筒节段102.1、102.5也非对称，在一侧上具有抵靠表面216，且在其他侧具有盖接合表面218。盖接合表面218限定了一对同心的V形沟槽250，且外壁252向外倾斜地成角度。抵靠表面216仅仅是圆筒形壁。再者，在替代实施方式中，702-708，抵靠表面包括插座712、栓714、沟槽716或凸舌718。

端部套筒节段102.1、102.5由HDPE制成并符合SANS 4427-1。

端盖106具有平坦的盘形外表面，且内表面220的轮廓与盖接合表面218互补。更具体地说，内表面220具有两个同心尖锐脊部222，用于与沟槽250配合，由此在端盖106和端部套筒节段102.1、102.5之间限定迷宫型密封件。脊部222和沟槽250的倾斜促进水、灰尘和其他污染物的排出。端盖106紧密配合在轴104上。端盖106不必提供流体紧密的密封，但确实是第一防护线。

端盖106由HDPE制成，并符合SANS 4427-1。

现在参看图2和图4中最佳示出的内部构造，中心轴104是冷拉钢，符合BS 970部分1等级070M20(EN3B)。轴104在每一端部安装环形迷宫密封件230形式的密封元件以及密封件230轴向向内的环形轴承232。密封件230是聚丙烯制成的三部件密封件，并且作用为屏蔽轴承232免于可能滑过端盖106的任何污染物。轴承232是具有C3间隙的62052RS轴承。与轴104紧固(fast)的环形钢卡簧234将密封件230和轴承232定位到位。

重要的是，惰轮100具有内部管240形式的中间支撑元件，该中间支撑元件同心地布置在轴104和分段套筒102之间。管240由软钢制成，符合SANS 657-3。座圈242使定位管240围绕轴承232牢固落座和定位，以确保管240与轴104同轴。座圈242是HDPE并符合SANS4427-1。

管240作用为承载并支撑套筒节段102.1-102.5的每一个的支撑壁204。在组装时，支撑壁204作用类似于支撑肋，作用为将从套筒102的承载表面传递的载荷均匀沿着管240的长度方向分配。从而，被设置与轴承232间隔开的中心套筒节段102.3被支撑。由此，将指出的是套筒102仍主要是中空的，且支撑壁204不明显有助于材料的重量或成本。

管240的端部具有圆周地延伸的凸缘244，以防止端部套筒节段102.1、102.5沿管240轴向滑动。而且，设置在管240的每个端部的内部脊部246用于将座圈242牢固定位和夹置到位。

在使用中，惰轮100正如传统惰轮那样安装。轴104内的沟槽110允许惰轮100安装在传统支撑框架内并且使得套筒102围绕旋转轴线104.1旋转。传送带设备将具有沿着传动带(未示出)的路径间隔开的一系列惰轮100。传送带设置成停靠在套筒102的承载表面上，且惰轮100然后将承载传送带的重量以及其顶部上的任何材料的重量。来自传送带的载荷将由支撑壁204的每一个轴向上均匀地分布到管240上。管240是钢的，并因此是刚性的，并在耐受的操作条件下不变形。载荷将从管240通过轴承232传递到轴104上，并最终传递到外部支撑框架上。

作为示例，本发明的优点很多。惰轮100是模块化的，这是因为套筒节段102.1-102.5是可拆卸和可更换的。从而，惰轮100可以组装成具有套筒节段102.1-102.5顺序，以满足期望的应用或期望的用途。具体地说，惰轮100的长度可以通过增加或去除套筒节段102.1-102.5，特别是中间套筒节段102.2、102.4来改变。

惰轮100是自由回转的惰轮，这使得它是带亲和的。轴承232将确保惰轮100即使在载荷下提供可忽略的旋转阻力。这也在传送带设备的启动成本上有所节省。

套筒节段102.1-102.5借助于抵靠表面210-216的互锁，实际上加强和增强了每个套筒节段102.1-102.5，并作为整体增加了套筒102的载荷承载能力。支撑壁204作为分布式支撑肋，加强套筒102并增强其结构完整性。

而且，通过与端部套筒节段102.1、102.5配合的两个端盖106以及通过迷宫密封件230与座圈242一起提供的密封机构，能够防止或至少明显阻止水、灰尘或其他污染物到达轴承232以及管240的内部，降低腐蚀，并延长操作寿命。

轴承232与管240和轴104完全对准并同轴，这允许平滑旋转并延长轴承寿命。即使套筒102在不均匀载荷下暂时稍微偏移，管240和轴104将保持同轴。

即便具有这些优点，惰轮100仍相对轻，这是因为套筒节段102.1-102.5主要是中空的并且管240薄且大体上是中空的。这意味着根据本发明的惰轮100能够如传统惰轮那样容易地操纵，不需要对支撑框架做出修改。因此，可以在对传送带设备的任何其他零件不需要修改的情况下进行改造。

Claims (14)

1.一种惰轮，所述惰轮具有中心的轴和与所述轴同心并径向向外设置的承载表面，其中所述惰轮包括：

多个套筒节段，所述多个套筒节段端对端配合到一起，由此限定圆筒形的分段套筒，所述分段套筒提供了所述承载表面；

一对环形环状轴承，所述环形环状轴承在它们的内表面上固定在所述轴上，并允许所述分段套筒相对于所述轴旋转；

中间的支撑元件，所述支撑元件是中空的且圆筒形的，并布置在所述轴和所述分段套筒之间，所述支撑元件借助于轴承与所述轴同心安装并围绕所述轴旋转，由此具有与所述轴同轴的旋转轴线；并且，

至少一些所述套筒节段具有内部径向延伸的支撑壁，由此支撑在所述套筒节段端部中间的分段套筒；

其中，每个套筒节段包括在其每个轴向端部处的抵靠成形部，所述抵靠成形部用于抵靠在相邻的套筒节段或其他部件上；

相邻的抵靠成形部允许相邻的套筒节段连接到一起，使得它们的承载表面的相应部分对齐并且看上去是连续的；

所述抵靠成形部在两个相邻的套筒部分之间提供摩擦配合，所述抵靠成形部包括互锁结构，所述互锁结构用于提供所述摩擦配合和互锁相邻的套筒节段。

2.如权利要求1所述的惰轮，包括与每个轴承邻近的密封元件。

3.如权利要求2所述的惰轮，其中，所述密封元件从每个轴承轴向向外布置，并且是环形的，具有与轴承相同的整体形状，并提供迷宫式密封。

4.如权利要求1所述的惰轮，其中，每个套筒节段包括两个壁：提供所述承载表面的一部分的圆筒形的外壁以及径向向内突出的支撑壁。

5.如权利要求4所述的惰轮，其中，每个套筒节段的支撑壁在所述外壁和所述支撑元件之间延伸。

6.如权利要求5所述的惰轮，其中，所述多个支撑壁(来自多个套筒节段)用于在沿着所述惰轮的长度方向的多个轴向间隔开的位置处支撑所述外壁。

7.如权利要求1所述的惰轮，其中，套筒节段具有多种变型。

8.如权利要求7所述的惰轮，其中，具有中心套筒节段，所述中心套筒节段是对称的，因为它在每个轴向端部处具有相同的抵靠成形部。

9.如权利要求7所述的惰轮，其中，具有中间套筒节段，所述中间套筒节段在每个轴向端部处具有相反但互补的抵靠成形部。

10.如权利要求7所述的惰轮，包括：

一个中心套筒节段，所述中心套筒节段是对称的，因为它在每个轴向端部处具有相同的抵靠成形部；

多个中间套筒节段，每个套筒节段是不对称的，因为每个套筒节段在它的轴向端部处具有相对但是互补的抵靠成形部，其中，所述多个中间套筒节段布置在所述中心套筒节段的两侧，布置在所述中心套筒节段一侧的中间套筒节段的取向与布置在所述中心套筒节段另一侧的中间套筒节段的取向相反；

两个端部套筒节段，每个端部套筒节段具有端部抵靠部，所述端部抵靠部被构造成用于容纳端部件，所述两个端部套筒节段分别布置在所述惰轮的两端，每个端部套筒节段抵靠与它相邻的中间套筒节段，所述两个端部套筒节段沿着相反取向布置。

11.如权利要求1所述的惰轮，在每个轴向端部处包括一个端盖。

12.如权利要求11所述的惰轮，其中，所述端盖包括同心脊部，以提供迷宫式密封。

13.一种组装如权利要求1所述的分段惰轮的方法，所述方法包括：提供至少两个惰轮节段以围绕轴旋转，所述惰轮节段共同提供承载表面。

14.一种传送带设备，所述传送带设备包括：支撑的框架、至少一个如权利要求1所述的分段惰轮、以及传送带，其中所述分段惰轮安装到所述框架上，且所述传送带至少部分承载在所述分段惰轮上。