CN204173502U - 皮带输送机的尼龙合金托辊 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种皮带输送机的尼龙合金托辊，包括管体、托辊轴，托辊轴的两端分别通过轴承连接一轴承座，管体套在托辊轴上，并通过迷宫密封环密封，轴承座包括环形围壁、限位底板，环形围壁包括内壁、外壁，以及连接内壁、外壁外端的连接壁，内壁、外壁之间均匀设有支撑筋，环形围壁、限位底板围成安装腔，该安装腔由内到外分为轴承安装腔、内密封环安装腔、外密封环安装腔，迷宫密封环包括内密封环、外密封环，内密封环的内孔与托辊轴过盈配合，外密封环的外周面与外密封环安装腔的内壁过盈配合，它可以有效防止阻止水和粉尘进入轴承，并具有减震作用，使尼龙合金托辊的使用寿命更长。

Description

皮带输送机的尼龙合金托辊

技术领域

本实用新型涉及物资运输传送领域，特别是涉及一种皮带输送机的尼龙合金托辊。

背景技术

在传统皮带输送机中，托辊是其最重要的部件，其价值占皮带输送机总价是的50%以上，每公里皮带输送机托辊的需求量约5000～6000只左右，全国新增皮带输送机配套及托辊经常性更换，年需求量约为十几亿只。长期困扰皮带输送机用户的问题就是托辊使用寿命短，通常连续使用3到4个月就损坏，如果损坏后不及时更换托辊，输送机皮带与其长时间摩擦，就会将托辊管壁磨穿，形成刀口，割伤皮带，造成极大的经济损失。与此同时，由于托辊停转，输送带与托辊管体摩擦系数增大，引起动力系统的电机启动和运转的力矩增大，加大电力损耗。造成托辊停转的直接原因就是托辊两端的轴承进水或有粉尘进入，使轴承中的钢球卡死，轴承无法转动。而目前国内各种托辊由于制造工艺的局限，其轴承密封性极差，托辊寿命无法提高。

在传统皮带输送机上通常采用的金属托辊由于结构以及生产工艺的局限存在极大隐患：

1.管体采用焊接管或无缝钢管，轴承座采用金属冲压件，通过保护焊将轴承座与管体焊接为一体，将托辊轴和轴承固定于金属轴承座上，轴承座与管体焊接产生的轻微形变，就会影响托辊两端的同轴度，使轴承运转受阻。

2.金属轴承座与简单的塑料迷宫密封环在装配之间隙很大，很难阻止水和粉尘进入轴承，而造成轴承钢球磨损、卡死。

3.当运载物输送过程中，物体重力通过金属管体、金属轴承座、金属轴承外圈、硬对硬作用与钢球上，无任何缓冲极易造成钢球损坏、卡死。

为以上三种原因造成轴承卡死后，输送机皮带长时间摩擦金属托辊管体，很快将金属管体磨穿，形成锋利刀口，如不及时更换就会割坏皮带，造成更大的损失，在金属托辊启动力矩大，耗能的情况下，更大的增加能源消耗。

也有的托辊的管体、轴承座采用非金属材质制成，由于结构以及制作工艺的局限存在一系列问题及隐患：

1. 非金属材质的管体只能采用注塑成型，由于模具及设备的限制，导致管体长度有限，只能做极少规格管体。

2. 非金属材质的轴承座注塑过程中收缩量极大，精度较低，与管体的连接很不牢固，长时间使用容易脱落，产生轴向移位，很难阻止水和粉尘进入轴承，而造成轴承钢球磨损、卡死。

据市场调查，目前国内金属托辊的使用寿命按每天20小时使用测算，一般只有3～4个月的寿命，质量差的一个月左右就卡死损坏。因此广大皮带输送机用户迫切希望有一种新型的托辊取代老式的托辊。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种皮带输送机的尼龙合金托辊，它可以有效防止阻止水和粉尘进入轴承，并具有极强的抗冲击作用，使托辊的使用寿命大大延长。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种皮带输送机的尼龙合金托辊，包括管体、托辊轴，所述托辊轴的两端分别通过轴承连接一轴承座，托辊轴的两端部分别延伸出所对应的轴承座，用于与皮带输送机的机架固定连接，所述管体套在托辊轴上，两轴承座的外周面与管体的内壁固定连接，并通过迷宫密封环密封，所述托辊轴的材料为钢材，所述管体、轴承座、迷宫密封环的材料均为尼龙合金，所述管体经挤出机挤出成型，管体的内孔为阶梯孔，管体内孔的两端为用于安装轴承座的大径段，两轴承座分别轴定位于管体内孔两端大径段的限位阶梯，两轴承座的外端面与管体的外端面齐平，所述轴承座包括环形围壁、限位底板，所述限位底板的中心设置托辊轴的让位孔，所述环形围壁包括内壁、外壁，以及连接内壁、外壁外端的连接壁，内壁、外壁之间均匀设有12～15条支撑筋，内壁、外壁、连接壁、支撑筋注塑成型为一体，相邻支撑筋之间形成空腔，内壁、外壁以及支撑筋的厚度相等，环形围壁、限位底板围成三级阶梯型安装腔，该安装腔由内到外分为轴承安装腔、内密封环安装腔、外密封环安装腔，轴承座的安装腔由内到外半径增大，轴承安装腔内沿周向均匀设置有沿轴承座轴向延伸且横截面呈三角形的12～18条同轴度矫正筋，所述迷宫密封环包括内密封环、外密封环，所述内密封环位于内密封环安装腔内，内密封环的内孔与托辊轴过盈配合，所述外密封环位于外密封环安装腔内，外密封环的外周面与外密封环安装腔的内壁过盈配合，内密封环、外密封环的各相邻环形密封齿之间间隙配合，形成截流间隙，外密封环的外端面设有呈环状的定位凸缘，定位凸缘上盖有密封盖，密封盖的中心设置供托辊轴通过的孔，密封盖的外端通过金属轴卡锁定。

所述管体采用PA6、HDPE，以及PE马来酸酐接枝料的共混料，其厚度为7.5～10mm，管体、轴承座采用甲酸或苯酚溶剂粘接。

所述轴承座的外壁、内壁、支撑筋的厚度均为4.5～5mm，所述限位底板的厚度为4～5mm，所述同轴度矫正筋的高度为0.2～0.3mm。

所述外密封环的外端面呈喇叭口状，外密封环的外端面与轴承座的外端面呈40°夹角，外密封环的各环形密封齿的齿顶与对应内密封环的环形密封齿的齿底间隙为0.3～0.5mm。

所述密封盖采用厚度为1.2mm的冷压板冲压成型，盖高5.5～6.5mm，密封盖的供托辊轴通过的孔的直径比托辊轴直径大0.03～0.05mm。

所述内密封环、外密封环上分别设有三道环形密封齿，内密封环与对应轴承相邻的端面上分别设有环形油脂腔。

所述环形围壁的内壁、外壁的外端面齐平，内壁的内端面突出于外壁的内端面，外壁的内端面轴定位于管体内孔大径段的限位阶梯。

由于采用了上述方案，所述托辊轴的材料为钢材，所述管体、轴承座、迷宫密封环的材料均为尼龙合金，托辊轴保证托辊的刚度和与机架固定，管体、轴承座、迷宫密封环的材料均为尼龙合金，尼龙合金重量较轻，减小了皮带输送机的负荷，永不割伤皮带。管体由于采用了尼龙合金材料，挤出成型一种管径只需一副模具，便可以制作各种长度的管体，降低了生产成本，且保证了管体强度。管体的内孔为阶梯孔，管体内孔的两端为用于安装轴承座的大径段，两轴承座分别轴定位于管体内孔两端大径段的限位阶梯，两轴承座的外端面与管体的外端面齐平，便于控制托辊轴的加工尺寸。轴承座包括环形围壁、限位底板，限位底板用于对轴承轴向限位，便于轴承座内各零部件的安装。所述环形围壁包括内壁、外壁，以及连接内壁、外壁外端的连接壁，内壁、外壁之间均匀设有12～15条支撑筋，内壁、外壁、连接壁、支撑筋注塑成型为一体，本结构大大减小了轴承座环形围壁的材料厚度，内壁、外壁由支撑筋支撑连接，而支撑筋在注塑成型的冷却过程中主要沿环形围壁的周向收缩，沿环形围壁径向的收缩面极小，而且内壁、外壁较薄，也大大减小了沿环形围壁径向的收缩量，因此，极大地提高了轴承座的制造精度，使轴承座与管体的连接面增大，避免长时间脱落，阻止水和粉尘进入轴承，防止造成轴承钢球磨损、卡死。另一方面，各支撑筋由于厚度小，受力时会发生少量变形，均具有减震作用，且相邻支撑筋之间形成空腔，除了降低收缩而产生的形变外，节约了生产材料，降低了制造成本。内壁、外壁以及支撑筋的厚度相等，使轴承座在注塑成型的冷却过程收缩更为均匀，精度更高。轴承座的轴承安装腔内沿周向均匀设置有沿轴承座轴向延伸且横截面呈三角形的12～18条同轴度矫正筋，各同轴度矫正筋在受力时容易发生形变，在安装轴承的过程中可以根据轴承与托辊轴、轴承座的配合状况调整轴承与轴承座的同轴度，保证托辊轴位于管体的轴心线上，防止轴承运转受阻，提高托辊的使用寿命。与一般的托辊相比，本托辊的内密封环的内孔与托辊轴过盈配合，外密封环的外周面与外密封环安装腔的内壁过盈配合，与轴承座、管体之间不发生相对转动，密封效果极好，外密封环的外端面设有呈环状的定位凸缘，定位凸缘上盖有密封盖，防止水和粉尘进入内密封环、外密封环之间的间隙，而且内密封环、外密封环的各相邻环形密封齿之间还有截流间隙，因此，可以完全防止水和粉尘进入轴承内，其寿命超过传统金属托辊的4倍，并降低了制造和使用成本，用户实际使用中，提高了经济效益和劳动效率。

所述管体采用PA6、HDPE，以及PE马来酸酐接枝料的共混料，抗冲击性更高，且易于通过挤出机挤出成型。根据托辊外径要求，其厚度为7.5～10mm，保证管体具有足够的强度，管体、轴承座采用甲酸或苯酚溶剂粘接，溶剂可以溶解管体、轴承座相接触的部分，使管体、轴承座形成一体，连接强度高。轴承座的外壁、内壁、支撑筋的厚度均为4.5～5mm，一方面保证轴承座的强度，另一方面，保证轴承座的制造精度。同轴度矫正筋的高度为0.2～0.3mm，不影响轴承的安装精度，又可以调节托辊轴与管体的同轴度。外密封环的外端面呈喇叭口状，外密封环的外端面与轴承座外端面呈40°夹角，使外部的杂质及水分在规范安装状态下不易进入密封环。所述密封盖与内密封环的定位凸缘紧贴，水分及粉尘进入密封环的唯一通道——内外密封环之间的间隙极小，而且长期处于转动状态，使杂质不能进入密封环。内密封环与对应轴承相邻的端面上分别设有环形油脂腔，可以保存一定量的润滑油，提高对轴承的润滑效果。环形围壁的内壁、外壁的外端面齐平，内壁的内端面突出于外壁的内端面，减少了外壁不乘坐部分的轴向长度，节约的制造材料，降低了制造成本。

本托辊的同轴度得到严格保证，使轴承运行灵活，托辊的各尼龙合金部件在托辊承载时处于软接触状态，减少了物料对轴承的硬冲击，加上多层迷宫式迷宫密封环，严格防止了粉尘及水分进入轴承，大大延长了托辊的使用寿命，同时充分发挥了尼龙合金托辊耐磨抗腐蚀，抗老化，不吸附粉尘，抗冲击，重量轻，易于安装，启动力矩小，节约能耗等众多优点，极大的提高了用户的经济效益和劳动效率，比将成为传统金属托辊的换代产品。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中轴承座的结构示意图；

图3为图2的右视示意图；

图4为图2的左视示意图。

附图中，1为管体，2为托辊轴，3为轴承，4为轴承座，5为密封盖，6为金属轴卡，7为迷宫密封环，8为内壁，9为外壁，10为限位底板，11为连接壁，12为支撑筋，13为空腔，14为轴承安装腔，15为内密封环安装腔，16为外密封环安装腔，17为同轴度矫正筋，18为内密封环，19为外密封环，20为定位凸缘。

具体实施方式

参见图1至图4，为皮带输送机的尼龙合金托辊的一种实施例，包括管体1、托辊轴2，所述托辊轴2的两端分别通过轴承3连接一轴承座4，所述轴承3为KA系列轴承3，该轴承3的保持架采用尼龙材料，减小摩擦和噪音。托辊轴2贯穿管体两端部分别延伸出所对应的轴承座4、轴承3、内密封环18、外密封环19、密封盖5、金属轴卡6，托辊轴2两端与皮带输送机的机架固定连接。所述管体1套在托辊轴2上，两轴承座4的外周面与管体1的内壁8固定连接，本实施例中，管体、轴承座采用甲酸或苯酚溶剂粘接，并通过迷宫密封环7密封。所述托辊轴2的材料为钢材，托辊轴2由专用双头数控车床加工，以保证两端的同轴度及轴承3、迷宫密封环7、密封盖5、金属轴卡6的精度要求。

所述管体1、轴承座4、迷宫密封环7的材料均为尼龙合金，迷宫密封环7采用注塑机成型，各部位与轴承座4配合尺寸通过塑料模具及注塑工艺保证。轴承座4采用注塑机成型，轴承座4与管体1、迷宫密封环7、轴承3的配合尺寸通过塑料注塑模具及注塑工艺保证，本实施例中，轴承座的内端面至外壁15mm处设有3～5°倒角，便于将轴承座插入管体内。管体1的内孔为阶梯孔，管体1内孔的两端为用于安装轴承座4的大径段，两轴承座4分别轴定位于管体1内孔两端大径段的限位阶梯，两轴承座4的外端面与管体1的外端面齐平。本实施例中，所述管体1经挤出机挤出成型，采用挤出成型解决托辊不同管径，多种长度规格的要求，然后将挤出的各种管径由双头专用数控尼龙合金镗床，将两端镗出轴承座4装配位置，并保证两端同轴度。

进一步地，所述管体1采用PA6、HDPE，以及PE马来酸酐接枝料的共混料，所述管体1由高粘度PA6，高流动速率的HDPE， PE马来酸酐接枝料经干燥后由挤出机成型，以达到解决尼龙成型及优化尼龙物理特性目的。将PA6（尼龙）干燥后，加入的PE（聚乙烯）及马来酸酐接枝料均匀混合，经挤出、牵引、冷却、定型、截管成为各管径、长度及厚度规格的管坯。管坯长度预留5～6mm的镗床加工余量，在高同轴度精度的双头数控专用镗床上按各规格托辊直径及对应的轴承座4直径、长度在管体1两端镗出对应的内径及深度。其内径应比轴承座4外径小0.1～0.2mm，以保证轴承座4与管体1的紧密压入，其深度应为轴承座4长度的±0.1mm，以保证装配时金属轴卡6位置准确。经加工后的两端壁厚应保持在6.5～8.5mm左右，外径应满足国家标准。管体1直径为托辊标准直径，厚度为7.5～10mm，长度为托辊各规格标准长度。

轴承座4外径应比管体1内径大0.1～0.2mm，便于紧配合压入轴承座4，以保证抗压强度。所述轴承座4包括环形围壁、限位底板10，所述限位底板10的中心设置托辊轴2的让位孔，所述环形围壁包括内壁8、外壁9，以及连接内壁8、外壁9外端的连接壁11，内壁8、外壁9之间均匀设有12～15条支撑筋12，内壁8、外壁9、连接壁11、支撑筋12注塑成型为一体，相邻支撑筋12之间形成空腔13，内壁8、外壁9以及支撑筋12的厚度相等，环形围壁、限位底板10围成三级阶梯型安装腔，该安装腔由内到外分为轴承安装腔14、内密封环安装腔15、外密封环安装腔16，轴承座4的安装腔由内到外半径增大，本实施例中，外密封环安装腔16的外端设有便于外密封环插入的3～5°倒角。轴承安装腔14内沿周向均匀设置有沿轴承座4轴向延伸且横截面呈三角形的12～18条同轴度矫正筋17。本实施例中，同轴度矫正筋17在轴承3腔内的高度为0.2～0.3mm，轴承安装腔14内径应为轴承3外径±0.1mm。本实施例中，所述轴承座4的外壁9、内壁8、支撑筋12的厚度均为4.5～5mm，所述限位底板10的厚度为4～5mm。所述环形围壁的内壁8、外壁9的外端面齐平，内壁8的内端面突出于外壁9的内端面，外壁9的内端面轴定位于管体1内孔大径段的限位阶梯。

所述迷宫密封环7包括内密封环18、外密封环19，所述内密封环18位于内密封环安装腔15内，内密封环18的内孔与托辊轴2过盈配合，内密封环18的外径比内密封环安装腔15小0.05mm。所述外密封环19位于外密封环安装腔16内，外密封环19的外周面与外密封环安装腔16的内壁8过盈配合，内密封环18、外密封环19的各相邻环形密封齿之间间隙配合，形成截流间隙，本实施例中，所述内密封环18、外密封环19上分别设有三道环形密封齿，形成多重迷宫，阻止长时间运行时少量粉尘及水分进入轴承。内密封环18与对应轴承3相邻的端面上分别设有环形油脂腔。内密封环18的外端面设有呈环状的定位凸缘20，定位凸缘20上盖有密封盖5，内密封环18的定位凸缘20突出外密封环，密封盖与外密封环不接触，密封盖5的中心设置供托辊轴2通过的孔，密封盖5的外端通过金属轴卡6锁定。金属轴卡6与托辊轴2、迷宫密封环7的配合尺寸由金属冲压模保证。金属轴卡6根据托辊轴2直径外购国标金属轴卡6。所述密封盖5采用厚度为1.2mm的冷压板冲压成型，盖高5.5～6.5mm，密封盖5的供托辊轴2通过的孔的直径比托辊轴2直径大0.03～0.05mm。本实施例中，所述外密封环19的外端面呈喇叭口状，外密封环19的外端面与轴承座4外端面呈40°夹角，防止水直接淋入内、外密封环之间的转动间隙（唯一进入迷宫密封环7通道为0.1～0.15mm）。外密封环19的各环形密封齿的齿顶与对应内密封环18的环形密封齿的齿底间隙为0.3～0.5mm。外密封环安装腔16内径应比外密封环19外径小0.5mm，装配时应加力压入，以加强密封效果，及防止迷宫密封环7退出。

本托辊装配过程如下：

第一步：将将轴承座4外部与管体1接触面涂抹少许甲酸或苯酚，从两端采用气缸及工装压入，甲酸及苯酚为尼龙的溶剂，将轴承座4与管体1融为一体。

第二步，将托辊轴2插入管体1，两端装入轴承3，通过气缸及工装将轴承3压到位。

第三步，将两端内、外密封环18、19导入托辊轴2，通过气缸及工装将内外密封环19压到位。

第三步，将两端金属密封盖5由托辊轴2导入，抵至内密封环18定位凸缘处。

第五步，将金属轴卡6卡入托辊轴2金属轴卡6槽内。

本实用新型不仅仅局限于上述实施例，在不背离本实用新型技术方案原则精神的情况下进行些许改动的技术方案，应落入本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种皮带输送机的尼龙合金托辊，包括管体、托辊轴，所述托辊轴的两端分别通过轴承连接一轴承座，托辊轴的两端部分别延伸出所对应的轴承座，用于与皮带输送机的机架固定连接，所述管体套在托辊轴上，两轴承座的外周面与管体的内壁固定连接，并通过迷宫密封环密封，其特征在于：所述托辊轴的材料为钢材，所述管体、轴承座、迷宫密封环的材料均为尼龙合金，所述管体经挤出机挤出成型，管体的内孔为阶梯孔，管体内孔的两端为用于安装轴承座的大径段，两轴承座分别轴定位于管体内孔两端大径段的限位阶梯，两轴承座的外端面与管体的外端面齐平，所述轴承座包括环形围壁、限位底板，所述限位底板的中心设置托辊轴的让位孔，所述环形围壁包括内壁、外壁，以及连接内壁、外壁外端的连接壁，内壁、外壁之间均匀设有12～15条支撑筋，内壁、外壁、连接壁、支撑筋注塑成型为一体，相邻支撑筋之间形成空腔，内壁、外壁以及支撑筋的厚度相等，环形围壁、限位底板围成三级阶梯型安装腔，该安装腔由内到外分为轴承安装腔、内密封环安装腔、外密封环安装腔，轴承座的安装腔由内到外半径增大，轴承安装腔内沿周向均匀设置有沿轴承座轴向延伸且横截面呈三角形的12～18条同轴度矫正筋，所述迷宫密封环包括内密封环、外密封环，所述内密封环位于内密封环安装腔内，内密封环的内孔与托辊轴过盈配合，所述外密封环位于外密封环安装腔内，外密封环的外周面与外密封环安装腔的内壁过盈配合，内密封环、外密封环的各相邻环形密封齿之间间隙配合，形成截流间隙，内密封环的外端面设有呈环状的定位凸缘，定位凸缘上盖有密封盖，密封盖的中心设置供托辊轴通过的孔，密封盖的外端通过金属轴卡锁定。

2.根据权利要求1所述的皮带输送机的尼龙合金托辊，其特征在于：所述轴承座的外壁、内壁、支撑筋的厚度均为4.5～5mm，所述限位底板的厚度为4～5mm，所述同轴度矫正筋的高度为0.2～0.3mm。

3.根据权利要求1所述的皮带输送机的尼龙合金托辊，其特征在于：所述外密封环的外端面呈喇叭口状，外密封环的外端面与轴承座的外端面呈40°夹角，外密封环的各环形密封齿的齿顶与对应内密封环的环形密封齿的齿底间隙为0.3～0.5mm。

4.根据权利要求1所述的皮带输送机的尼龙合金托辊，其特征在于：所述密封盖采用厚度为1.2mm的冷压板冲压成型，盖高5.5～6.5mm，密封盖的供托辊轴通过的孔的直径比托辊轴直径大0.03～0.05mm。

5.根据权利要求1所述的皮带输送机的尼龙合金托辊，其特征在于：所述内密封环、外密封环上分别设有三道环形密封齿，内密封环与对应轴承相邻的端面上分别设有环形油脂腔。

6.根据权利要求1所述的皮带输送机的尼龙合金托辊，其特征在于：所述环形围壁的内壁、外壁的外端面齐平，内壁的内端面突出于外壁的内端面，外壁的内端面轴定位于管体内孔大径段的限位阶梯。