CN2184675Y

CN2184675Y - 自动调心托辊

Info

Publication number: CN2184675Y
Application number: CN 94201127
Authority: CN
Inventors: 蔡国良
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-01-13
Filing date: 1994-01-13
Publication date: 1994-12-07
Anticipated expiration: 2004-01-13

Abstract

一种自动调心托辊，包括单向和可逆的，由座架、横梁、垂直轴座、支柱、托辊等组成。本实用新型以增加主动力矩、减小阻动力矩为理论依据，由n个圆柱承载托辊组取代单个长托辊，并以立式锥形阻尼托辊取代圆柱侧托辊，并让可逆调心托辊的锥形阻尼托辊的母线上扬一个角度α，从而使两种机构的主动力矩大于阻动力矩。当胶带跑偏时，能得到较大的调偏力，促使胶带自动回复中心。本装置结构合理，转动灵活可靠，调心效果好，能彻底解决胶带跑偏问题。

Description

本实用新型涉及带式输送机纠正胶带跑偏的防偏、纠偏装置。

自动调心托辊是皮带输送机防止和克服皮带跑偏的重要部件之一，按皮带运行方向可分为两大类，即适用于皮带单向运行的单向自动调心托辊和适用于皮带能可逆双向运行的可逆自动调心托辊，但目前国内外均无理想的产品供应市场。我国目前在带式输送机上常用的TD75型单向自动调心托辊为双侧立辊式，如图1所示：它由两侧立辊和起承载作用的中间普通圆柱托辊组成的托辊组架，通过其中心垂直轴座与底座连接。它的设计原意是：当胶带跑偏时，胶带给侧立辊一个侧向P力，由于立辊与整个托辊组架为刚性连接，此时托辊组架受到顺时针的主动力矩M_主的作用，使托辊组架顺时针回转一个角度。按胶带在不垂直托辊轴线托辊上运行规律，胶带将受到一个反P方向的侧向力，使胶带往输送机中心移动，从而达到自动调偏的目的。

但在实际使用中其托辊组并没有按此理论动作，原因是当胶带跑偏时，胶带依其侧边横向直接顶住立辊，由于胶带是柔性件，只能在其弹性范围内，且太大的顶力会使胶带卷边。而另一方面，由摩擦力学理论可知：当托辊受到胶带及其上物料重量作用下需要绕其中心垂直轴旋转时：必须克服胶带及其上物料总重量对它正压力所产生的摩擦力，下面按图1、图2结构作如下计算：

假设：一条皮带机B＝100厘米；V＝2.5米／秒；Q＝1000吨／小时；

e＝23厘米；S＝1米（两组托辊间距离）。

则每组托辊上承载为：

N＝ (Q)/(3600×V×S) ＝ 1000000/(3600×2.5×1) ＝120公斤。

托辊绕其垂直轴旋转所需克服摩擦力矩M_阻为：

M_阻＝ (N)/(B) × (B)/2 × (B)/4 ×2×μ＝ 1/4 BNμ＝ 1/4 ×100×120×0.5＝1500公斤·厘米。

其中μ－托辊与胶带间的摩擦系数，取μ＝0.5。

而主动力矩M_主＝P·e；

式中P为胶带跑偏的侧向顶力；计算较为复杂，可以采用实测，也可以由胶带的弹性极限理论推算出：

胶带顶立托辊的接触面积充其量也只有1cm²

按σ＝ (P)/(F) ＝P；F＝1cm²；

σ＝E·ε（虎克定律）；

对胶带的弹性模量E＝80公斤／厘米²；

胶带的弹性极限ε＝32％。

∴P＝E·ε＝80×0.32＝25.6公斤／厘米²；

即胶带对托辊的顶力P充其量为25.6公斤；

则M_主＝P·ε＝25.6×23＝588.8公斤·厘米

计算结果M_主＜＜M_阻，说明单向调心托辊只靠这点主动力矩是没有动作的，不会绕其垂直轴回转，故现有技术从理论上来分析是不成立的。同样，通过对国产的MSTS、MSTX和仿制日本是Ls和V型的计算，都存在主动力矩M_主小于阻动力矩M_阻，致使机构无动作。

造成M_主＜M_阻的原因，对单向自动调心托辊来说，是因为其承载托辊为一个圆柱，两侧阻尼托辊亦为圆柱形结构，前者使阻动力矩增加，后者失去了胶带对侧托辊的摩擦力所产生的主动力矩。对可逆自动调心托辊来说，同样存在着承载托辊是一个长圆柱而使阻动力矩增加，而两侧锥托辊的母线与圆柱承载托辊的母线处在同一平面上，致使胶带对两侧锥托辊摩擦力的降低所造成的主动力矩减小，是造成机构无法绕着垂直轴座回转的直接原因。

本实用新型的任务就是针对现有技术所存在的缺陷，根据正确的理论进行机构改正，提出一种结构合理，能大大增加主动力矩、减小阻动力矩、解决胶带跑偏效果更佳的自动调心托辊。

本实用新型通过如下两种方案实现：

实施例1的自动调心托辊为单向托辊，由座架、横梁通过垂直轴座、支撑组成横梁相对座架可转动连接，横梁上的多个支柱和两侧侧支架是刚性连接，支柱之间装有左右对称的承载托辊，侧支架上装有立式侧托辊，其特殊之处是承载托辊由n个圆柱托辊以一定的排列组成圆柱承载托辊组，以利减小摩擦阻力；而立式侧托辊以立式锥型阻尼托辊来取代现技术的圆柱托辊，以利增加摩擦阻力。

实施例2为可逆自动调心托辊，由座架、横梁通过垂直轴座组成横梁相对座架可转动连接，横梁上的多个支柱互成刚性连接，支柱间装有左右对称的承载托辊和两头的锥型阻尼托辊，其特殊之处是承载托辊同样由n个圆柱托辊以一定的排列组成圆柱承载托辊组，以利减小摩擦力；而两头的锥型阻尼托辊的母线比圆柱承载托辊的母线上扬一个角度α，以利增加摩擦阻力。

上述两种形式的实施方案，在一定程度上增加了主动力矩，减小了阻动力矩，使整个机构回转灵敏。这从下面的计算结果可以说明问题。由于它的主动力矩除保留了原胶带对侧托辊的侧向顶力P所产生的力矩外，又增加了胶带对锥托辊的摩擦力所产生的力矩M_主2：

M_主2＝ (L)/(B) ·N· (B)/2 ·μ（式中L＝ (B)/10 ）；

M_主2＝ (N)/10 · (B)/2 ·μ＝ 120/10 · 50/2 ·0.5＝150公斤·厘米。

∴M_主＝M_主1＋M_主2＝588.8＋150＝738.8公斤·厘米。

当只有一只承载托辊时，欲使托辊绕其垂直轴座回转的阻动力矩为M_阻。

当用三只托辊时，其中左右两侧托辊长L₁＝30厘米，中间一只托辊长L₂＝20厘米，

M_阻总＝ (N·μ)/(B) （ 30/2 × 15/2 ×2×2＋20×10×2）＝8.5μN＝510公斤·厘米

计算结果：510公斤·厘米＜＜1500公斤·厘米。

上述计算说明本实用新型的主动力矩大大增加，而阻动力矩却大大减小。

按上述方案设计的自动调心托辊，由于圆柱托辊是一个托辊组，不同的排列和数量，绕垂直轴回转时胶带对它的阻动力矩也不一样，可获得较小的阻动力矩，而两侧以立式锥型阻尼托辊来取代圆柱的，以及两侧锥型阻尼托辊的母线比圆柱承载托辊母线上扬一个角度α，不管是对单向的调心托辊或是可逆的调心托辊，都能大大增加主动力矩，因为它的主动力矩不仅具有侧向顶力部分，还增加了胶带对阻尼托辊的摩擦力矩，且这部分的力矩远远大于胶带的侧向顶力矩，这是因为它有较大的摩擦力和较长的力臂所致，通过这两方面的结构改进，使结构更加合理，整个机构绕垂直轴座旋转灵敏可靠，克服了胶带跑偏达到了更佳的调心效果。

图1、图2为原技术结构受力分析图。

图3为实施例1结构示意图。

图4为实施例1不同排列的结构示意图。

图5为实施例2结构示意图。

图6为图3、图4的A－A剖视图（立式锥型阻尼托辊）。

图7为图5的D－D剖视图（锥型阻尼托辊）。

图8为图3、图4、图5的B－B剖视图（圆柱承载托辊）。

图9为图3、图4、图5的C－C剖视图（垂直轴座）。

按上述附图对本实用新型进一步详细阐述。

自动调心托辊实施例1为单向自动调心托辊（见图3－4）以槽钢制成的座架（7）作为主要支承构件固定在输送机中间架上，它与同是槽钢制的横梁（5）通过垂直轴座（4）和支撑（6）组成横梁相对座架可转动连接，支撑（6）滚轮的轮架固定在座架（7）的左、右两侧，轮架上装有滚轮。横梁（5）上与其成刚性连接的多个支柱（3）和两侧的侧支架（8）焊接连接，支柱之间装有左右对称的n个圆柱承载托辊（2），托辊组可以成“一”字型排列（见图3）或成“

”型排列（见图4）。侧支架（8）上固定立式侧托辊，该侧托辊为立式锥型阻尼托辊（1）。

自动调心托辊实施例2为可逆自动调心托辊（见图5），该结构与实施例1相同部分不重复描述，所不同的因为它是可逆的，故无立式侧托辊，而它的两头锥型阻尼托辊（9）的母线比圆柱承载托辊（2）的母线上扬一个角度α15°以上。当胶带较宽时，横梁（5）与座架（7）之间可加装支撑。其承载托辊的排列形式亦有像图3或像图4那样的“一”字型排列或“

”型排列。

实施例1的立式锥型阻尼托辊（1）（见图6）包括与侧支架（8）固定连接的轴（17），该轴支承在锥体（15）两内端的轴承（11）中，轴上有二个弹簧座（12），与轴键（14）连接，弹簧座之间装有弹簧（13），轴上还装有轴承盖（16）和密封件（18），两端分别以轴用挡圈和孔用挡圈固定，并以上盖（10）与锥体（15）的紧配压入作为防尘。

实施例2的锥型阻尼托辊（9）（见图7）在锥体（21）的两内端固定着带密封环的轴承盖（22）和由轴套相隔的轴承（24），轴（23）支承在其中，并在锥体（21）的小端的轴承盖旁设有摩擦轮（26）和弹簧座（20），之间设有弹簧（19），圆销或键（25）经轴（23）插入摩擦轮（26），轴（23）支承在支柱（3）中不转动，摩擦轮（26）由于圆销或键的关系，亦无法转动，只有在轴承盖（22）随着锥体（21）一起旋转时，才使小端的轴承盖（22）与摩擦轮（26）的接触面上保持一定的端面摩擦力，该摩擦力与锥体（21）产生的摩擦力合成后是推动横梁（5）转动进行胶带防偏、纠偏的有力保证。

实施例1、2的圆柱承载托辊（2）（见图8）即在圆柱体（27）两内端装有轴承座（28），座内装有轴承（31）和内、外密封（32）、（30），轴（33）支承其中，轴端由卡簧（29）固定。圆柱承载托辊（2）是支承胶带运行的承载构件，在胶带向前推进的同时，圆柱体作旋转运动，轴（33）是固定支承在支柱（3）中不转动的。

实施例1、2的垂直轴座（4）（见图9）包括与座架（7）固定的轴承座（37），座内装有轴承（36），支承在轴承中的轴（35）上端与横梁（5）螺栓固定并装有密封盖（34），下端装有锁紧螺母（38）、金属片制密封盖（40），并以挡圈（39）作固定，横梁（5）以上所有构件随轴一起回转，以达到相对座架可转动连接。

Claims

1、一种自动调心托辊，座架(7)与横梁(5)通过垂直轴座(4)和支撑(6)组成横梁相对座架可转动连接，横梁(5)上的多个支柱(3)和两侧的侧支架(8)刚性连接，支柱之间装有左右对称的承载托辊，侧支架上装有立式侧托辊，其特征在于：

a.所述的承载托辊是由n个圆柱承载托辊(2)以一定的排列组成托辊组；

b.所述的立式侧托辊是立式锥型阻尼托辊(1)。

2、如权利要求1所述的自动调心托辊，其特征在于所述的立式锥型阻尼托辊（1）包括与侧支架（8）连接的轴（17），该轴支承在锥体（15）两内端的轴承（11）中，轴（17）与弹簧座（12）以键（14）连接，弹簧座之间装有弹簧（13），轴上还装有轴承盖（16）、密封件（18），两端分别以挡圈固定，上盖（10）与锥体（15）紧配。

3、一种自动调心托辊，座架（7）与横梁（5）通过垂直轴座（4）组成横梁相对座架可转动连接，横梁（5）上的多个支柱（3）成刚性连接，支柱之间装有左右对称的承载托辊和两头的锥型阻尼托辊（9），其特征在于：

a.所述的承载托辊是由n个圆柱承载托辊（2）以一定的排列组成托辊组；

b.两头的锥型阻尼托辊（9）之母线比圆柱承载托辊组的母线上扬一个角度α。

4、如权利要求3所述的自动调心托辊，其特征在于所述的锥型阻尼托辊（9）包括锥体（21）的两内端固定着带密封环的轴承盖（22）和轴承（24），轴（23）支承在其中，锥体（21）小端的轴承盖旁设有摩擦轮（26）和弹簧座（20），之间设有弹簧（19），圆销或键（25）经轴（23）插入摩擦轮（26）。

5、如权利要求1或3所述的自动调心托辊，其特征在于所述的圆柱承载托辊（2）组成“一”字型排列。

6、如权利要求1或3所述的自动调心托辊，其特征在于所述的圆柱承载托辊（2）组成“ ”型排列。

7、如权利要求1或3所述的自动调心托辊，其特征在于所述的圆柱承载托辊（2）包括在圆柱体（27）两内端装有轴承座（28），座内装有轴承（31）和内、外密封圈（32）、（30），轴（33）支承在其中，轴端由挡圈固定。

8、如权利要求1或3所述的自动调心托辊，其特征在于所述的垂直轴座（4）包括与座架（7）固定的轴承座（37），座内装有轴承（36），支承在轴承中的轴（35）上端与横梁（5）固定连接并装有密封盖（34），下端装有锁紧螺母（38）、密封盖（40）并以挡圈（39）固定。