托輥是
帶式輸送機(jī)的心臟。它的防水、防塵，尤其是對(duì)半流動(dòng)性物體（稀泥）污染的密封、兩端軸承位置的精度、外圓徑向圓跳動(dòng)、運(yùn)行阻力、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、運(yùn)行時(shí)的噪音、腐蝕銹蝕、耐磨性等綜合性能，都能給帶式輸送機(jī)的使用帶來(lái)直接的影響。長(zhǎng)期以來(lái)，由于托輥在惡劣環(huán)境中的使用壽命只有幾百個(gè)小時(shí)，造成輸送機(jī)早期失效、故障頻繁，甚至發(fā)生人身傷亡的事故也屢見(jiàn)不鮮。為了提高托輥的使用壽命，北京雨潤(rùn)華科技開(kāi)發(fā)有限公司于20世紀(jì)90年代開(kāi)始對(duì)托輥的自行研制開(kāi)發(fā)，依靠自己的技術(shù)力量和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并消化吸收國(guó)內(nèi)外各種先進(jìn)技術(shù)，徹底解決了托輥在惡劣環(huán)境中使用的密封問(wèn)題，使其在模擬強(qiáng)化試驗(yàn)折算使用壽命超過(guò)10萬(wàn)小時(shí)以上。主要在以下幾個(gè)方面做足了文章：
1、密封性能對(duì)托輥的影響
早期，為了盡量減小托輥的旋轉(zhuǎn)阻力，托輥的密封均采用了迷宮式密封結(jié)構(gòu)。雖然設(shè)計(jì)時(shí)盡可能將層數(shù)增加，但防塵和防水性能始終達(dá)不到理想的效果，尤其在半流動(dòng)性物體污染的環(huán)境中使用，托輥的使用壽命更為短暫。在不斷摸索中發(fā)現(xiàn)，由于開(kāi)始設(shè)計(jì)的迷宮式密封縫隙是暴露在外面的，水和灰（稀泥）是非常容易進(jìn)入到密封結(jié)構(gòu)中，只要（稀泥）過(guò)了第一道迷宮，再多的迷宮式層數(shù)都沒(méi)有意義，致使托輥在惡劣環(huán)境中使用幾百小時(shí)就徹底失去效用了。1996年，公司成功設(shè)計(jì)生產(chǎn)出尼龍合金軸承座，將迷宮式密封結(jié)構(gòu)的縫隙留在了內(nèi)側(cè)。1999年，公司又在該結(jié)構(gòu)上新設(shè)計(jì)了“清除器”，這一改造能夠?qū)⒌袈涞酵休伓嗣娴陌肓鲃?dòng)性物體（稀泥）污染隨時(shí)清除下來(lái)，徹底阻止了（稀泥）對(duì)托輥的污染。由于將托輥迷宮式結(jié)構(gòu)中的相對(duì)縫隙改變到了內(nèi)側(cè)，并且比日本和德國(guó)的一些先進(jìn)技術(shù)均有提高，有效降低了水和灰對(duì)托輥污染的速度，雖然托輥的使用壽命有所提高，但在惡劣環(huán)境中還沒(méi)有達(dá)到公司預(yù)期的目標(biāo)。經(jīng)過(guò)對(duì)各種迷宮式密封結(jié)構(gòu)的研究分析，結(jié)合新設(shè)計(jì)的迷宮式密封結(jié)構(gòu)，最終我們發(fā)現(xiàn)水和灰在迷宮式密封結(jié)構(gòu)中延伸污染的原因是“萬(wàn)有引力”。迷宮式密封的基本結(jié)構(gòu)都是軸向相互嵌入，在此基礎(chǔ)上我們?cè)O(shè)計(jì)了縱向密封結(jié)構(gòu)，截?cái)嗔怂突以?ldquo;萬(wàn)有引力”下延伸的趨勢(shì)。至此，我們解決了托輥在惡劣環(huán)境中正常運(yùn)行的難題，也體會(huì)到密封性能對(duì)托輥的重要影響作用。
2、改進(jìn)傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)托輥的技術(shù)措施
首先，對(duì)托輥軸承座材料進(jìn)行改進(jìn)。多年以前，我們?cè)谀猃埡辖甬a(chǎn)品的研制開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)中，具備了一些成熟技術(shù)和豐富經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)分析，尼龍合金的機(jī)械強(qiáng)度能夠滿足托輥的使用工況。我們?cè)谕休佪S承座材料的設(shè)計(jì)當(dāng)中使用了尼龍合金，但按照沖壓軸承座的結(jié)構(gòu)形式，尼龍合金材料的強(qiáng)度顯得有所不足，按照鑄鐵軸承座的結(jié)構(gòu)，又無(wú)法滿足尼龍合金材料的生產(chǎn)工藝，在屢遭試驗(yàn)失敗的情況下大家并沒(méi)有放棄。我作為公司董事長(zhǎng)經(jīng)常外出洽談業(yè)務(wù)，在一次乘坐長(zhǎng)途公共汽車的途中，高頻率的顛簸使我睡意朦朧，但腦子里卻始終縈繞著托輥的技改方案，睜眼間突然我悟出了尼龍合金托輥軸承座的輪廓結(jié)構(gòu)，隨即將方案草圖勾畫(huà)在紙上，回單位后便完善設(shè)計(jì)了新型托輥軸承座。該軸承座不但能夠使托輥形成全新的密封結(jié)構(gòu)，還減小了托輥旋轉(zhuǎn)部件的重量。同時(shí)，新型軸承座為簡(jiǎn)化托輥的裝配生產(chǎn)工藝，提供了很好的條件，可謂一舉三得。我公司于1997年10月申報(bào)了第一項(xiàng)國(guó)家專利-《新型軸承座》專利。
第二，對(duì)托輥的核心難題——密封性能進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。新型托輥軸承座使托輥的防塵、防淋水密封性能達(dá)到或超過(guò)了GB10595-89有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，但在1998年為金科爾煤業(yè)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的小批量托輥，僅使用了3個(gè)月600個(gè)托輥基本全部失效。我們感到十分驚訝，這是什么原因呢？通過(guò)對(duì)井下帶式輸送機(jī)現(xiàn)場(chǎng)的考察，其工作環(huán)境中沒(méi)有淋水和粉塵，但托輥兩邊外端面都堆積著半流動(dòng)性的煤泥。經(jīng)過(guò)對(duì)5個(gè)托輥的解剖觀察，發(fā)現(xiàn)托輥軸承中的污染物全是煤泥。當(dāng)時(shí)我們對(duì)托輥的密封性能進(jìn)行了模擬強(qiáng)化試驗(yàn)分析，在淋水和粉塵的狀態(tài)下，托輥的使用壽達(dá)到2年是沒(méi)有問(wèn)題的。而對(duì)于流動(dòng)污染物的密封，國(guó)內(nèi)外都沒(méi)有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)手段，該項(xiàng)技術(shù)尚屬空白，我們決心想辦法解決這個(gè)難題。傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)的托輥都屬于防塵輥?zhàn)�，均采用無(wú)接觸的迷宮式密封結(jié)構(gòu)，密封性能和旋轉(zhuǎn)阻力之間相互矛盾著，經(jīng)過(guò)一年多的試驗(yàn)研究，效果不佳。1999年8月的一天，大家在一起義提起有關(guān)托輥防泥密封的話題，一名技工悻悻地說(shuō)，用個(gè)什么東西將煤泥清理掉不就好了嗎？這句話一下子觸動(dòng)了我的靈感，我激動(dòng)地一拍大腿，大聲喊到“有了，非常簡(jiǎn)單”！第二天，只用了幾分鐘的時(shí)間，防煤泥（或各種半流動(dòng)物料）的“清除器”就這樣誕生了。它既不影響托輥的旋轉(zhuǎn)阻力，又能夠隨時(shí)將掉落到托輥端面的煤泥清除下來(lái)，徹底解決了煤泥對(duì)托輥污染的難題。我公司在2000年8月申報(bào)了第二項(xiàng)國(guó)家專利——《帶式輸送機(jī)托輥密封圈》專利。
第三，改變托輥的制造精度。我們利用托輥專用高頻電焊鋼管的直線度和橢圓度幾何偏差小、圓周壁厚～致的優(yōu)點(diǎn)，采用尼龍合金軸承座和支撐環(huán)塑性變形的特點(diǎn)，又經(jīng)過(guò)反復(fù)的設(shè)計(jì)試驗(yàn)，成功發(fā)明了新型托輥的生產(chǎn)工藝。該項(xiàng)技術(shù)在托輥的生產(chǎn)中，軸承座既不需要原來(lái)的鑄鐵材料加工，也不再用沖壓軸承座與托輥鋼管進(jìn)行焊接，而是采用尼龍合金軸承座和支撐環(huán)與不需要再加工的托輥鋼管直接進(jìn)行過(guò)盈配合壓裝，不但大幅度減少了勞動(dòng)強(qiáng)度，減輕了托輥旋轉(zhuǎn)部分的重量，減小了旋轉(zhuǎn)阻力系數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，更重要的是保證了托輥裝配精度的一致性。我公司于2002年3月申報(bào)了第三項(xiàng)國(guó)家專利——《帶式輸送機(jī)械托輥》專利。
第四，精益求精徹底解決托輥的防水、防塵密封問(wèn)題。我公司的托輥于2003年2月相繼通過(guò)了國(guó)家起重運(yùn)輸機(jī)械質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的形式試驗(yàn)認(rèn)可和國(guó)家采煤機(jī)械質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的安標(biāo)檢驗(yàn)，并取得了安全標(biāo)志。但是托輥的防水、防塵密封問(wèn)題仍然沒(méi)有得到徹底解決，我們本著精益求精、敢爭(zhēng)世界第一的精神潛心試驗(yàn)研究。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外各種托輥迷宮式密封結(jié)構(gòu)的分析，我們?cè)O(shè)計(jì)了縱向迷宮式密封結(jié)構(gòu)，終于使托輥的密封性能達(dá)到了淋水試驗(yàn)，滴水不進(jìn)：防塵試驗(yàn)，一塵不染的效果，這項(xiàng)技術(shù)研究使我們對(duì)迷宮式密封結(jié)構(gòu)原理有了更為清楚的認(rèn)識(shí)。我公司于2004年5月申報(bào)了第四項(xiàng)國(guó)家專利——《迷宮式托輥密封裝置》專利。
4、制造精度決定托輥的合格率
傳統(tǒng)托輥生產(chǎn)方法基本是兩種：一種是采用鑄鐵軸承座。將托輥鋼管經(jīng)過(guò)機(jī)械加工后壓裝組合，其主要缺陷是不但將迷宮式密封結(jié)構(gòu)的縫隙流在了外側(cè)，也不能保證托輥兩端軸承位置的同軸度和外圓徑向圓跳動(dòng)，不僅重量大，而且旋轉(zhuǎn)阻力和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量都相對(duì)增大；另一種是沖壓軸承座直接與托輥鋼管焊接組合。它的缺陷是在焊接時(shí)會(huì)產(chǎn)生變形，也不能完全保證托輥兩端軸承位置的同軸度和外圓徑向圓跳動(dòng)達(dá)到理想的效果。鑒于上述情況，我們公司采用了尼龍合金軸承座，并設(shè)計(jì)了新型支撐環(huán)，實(shí)現(xiàn)了以托輥鋼管的直線精度為基礎(chǔ)，直接過(guò)盈壓裝的生產(chǎn)工藝，使托輥的外圓徑向圓跳動(dòng)≤0. 3mm，旋轉(zhuǎn)阻力≤1N，噪音（1000r/min情況下）≤30dB，大幅度降低了轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，并且保證了裝配合格率達(dá)到100%。
5、防腐蝕、防銹蝕和耐磨性
帶式輸送機(jī)輸送的物料和環(huán)境不同，很多場(chǎng)合對(duì)托輥的腐蝕、銹蝕比較嚴(yán)重，顆粒狀物料對(duì)托輥的磨損也很嚴(yán)重，托輥鋼管被磨透的現(xiàn)象非常普遍。因此，我們?cè)O(shè)計(jì)了在托輥外周包裹耐磨層的3種方法，使托輥的鋼管外表包裹上一層耐磨外衣，既能夠保護(hù)輸送機(jī)的輸送膠帶，又能夠大幅度延長(zhǎng)托輥的使用壽命。
(1)輪胎橡膠耐磨層。采用報(bào)廢的輪胎，不但重量輕、成本低，而且比普通橡膠更具耐磨性、耐腐蝕性等性能。包裹了輪胎橡膠的托輥能夠在各種環(huán)境中使用，尤其適用于各種腐蝕、銹蝕及顆粒物料的輸送場(chǎng)合；
(2)混凝土耐磨層�；炷聊湍涌梢赃m用于地上或煤礦等井下各種物料的輸送，并且方便制造各種復(fù)雜形狀的托輥（例如：錐型和摩擦調(diào)心托輥）。
(3)瀝青砂石料耐磨層。該耐磨層主要適用于煤礦等井下使用環(huán)境，托輥不容易產(chǎn)生軟化。
6、用戶反饋的使用效果
浙江三獅集團(tuán)桐廬三獅建材有限公司設(shè)備主管工程師范祖武說(shuō)：我們桐廬三獅建材有限公司是浙江三獅集團(tuán)屬下的一個(gè)子公司，足一個(gè)擁有兩條2500t/d新型干法窯熱料生產(chǎn)：線的大型水泥企業(yè)，至今投產(chǎn)已近3年，全廠BSOO帶寬以上的帶式輸送機(jī)有幾十臺(tái)，特別是其中有一臺(tái)輸送機(jī)有2km長(zhǎng)，仝部安裝在隧道里。過(guò)去公司使用的各類普通皮帶機(jī)托輥損壞嚴(yán)重，特別是隧道里的鋼繩芯膠帶輸送機(jī)的托輥，使用周期更短、損壞率更高。功夫不負(fù)有心人，我們?cè)凇吨袊?guó)建材報(bào)》上發(fā)現(xiàn)了一條信息，由北京雨潤(rùn)華科技開(kāi)發(fā)有限公司研制的帶式輸送機(jī)用的尼龍合金托輥，能在帶速高、污染嚴(yán)重、環(huán)境惡劣的情況下正常使用，防水、防塵性能強(qiáng)、精度高、噪聲小、重量輕等特點(diǎn)，這正是我們所需要的托輥。于是立即與《中國(guó)建材報(bào)》記者、編輯聯(lián)系，得到了北京雨潤(rùn)華公司的通訊方式。開(kāi)始我們還是半信半疑，定貨時(shí)在數(shù)量、品種上都很保守，在合同上還添加了一些保護(hù)自己的條款。但北京雨潤(rùn)華公司均欣然答應(yīng)，這種姿態(tài)給了我們對(duì)他們產(chǎn)品的信任度。第一批托輥到我公司后，拆箱驗(yàn)收給我們的印象是，外觀漂亮、做工精細(xì)。換上這批托輥后，經(jīng)過(guò)仔細(xì)的觀察果然像《中國(guó)建材報(bào)>報(bào)道的那樣，托輥轉(zhuǎn)起來(lái)十分平穩(wěn)，噪音幾乎聽(tīng)不出，因?yàn)橹亓枯p、更換也比較方便。到目前為止，我們已使用了4個(gè)多月，無(wú)論哪個(gè)部位的托輥一個(gè)都沒(méi)壞，均在正常使用。
河南安陽(yáng)化學(xué)工業(yè)集團(tuán)公司主任郝召利說(shuō)：我單位熱電防灰皮帶機(jī)自2002年2月份安裝了北京雨潤(rùn)華科技開(kāi)發(fā)有限公司生產(chǎn)的∮89mm×240mm托輥20件、m89mm×750mm托輥10件。經(jīng)過(guò)1年多的使用未出現(xiàn)任何故障，較以前使用的托輥有以下優(yōu)點(diǎn)：托輥運(yùn)行平穩(wěn)、使用壽命長(zhǎng)、重量輕約1/3:特別是防腐、防水、防灰效果好；安裝方便，提高了皮帶機(jī)的工作效率，深得維修和操作人員的好評(píng)。我車間防灰皮帶使用條件較差，托輥經(jīng)常被灰和水污染。以前一個(gè)新安裝的托輥使用不了幾天就失效了，自從使用北京雨潤(rùn)華公司的托輥至今還在正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
西山礦務(wù)局西曲礦機(jī)電科韓濟(jì)海說(shuō)：我礦掘進(jìn)二隊(duì)試用了北京雨潤(rùn)華科技開(kāi)發(fā)有限公司的托輥，經(jīng)過(guò)近1年的試用比較，我們覺(jué)得這種托輥比原來(lái)使用的傳統(tǒng)托輥好用，優(yōu)點(diǎn)有：①可以在各種惡劣的環(huán)境中使用，免除維修更換的麻煩，而且使用壽命長(zhǎng)，到目前還沒(méi)有損壞一個(gè)；②托輥重量輕、徑向跳動(dòng)小、精度高、降低了運(yùn)行阻力系數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；③托輥和膠帶之間基本實(shí)現(xiàn)了同步運(yùn)行，相互之間摩擦微小，可使膠帶的使用壽命延長(zhǎng)2～3倍：④可以大幅度降低主機(jī)的配套功率，節(jié)能降耗可達(dá)30%以上；⑤電機(jī)與電器也不易損壞。 經(jīng)過(guò)我礦近1年的使用，效果非常好。
甘肅靖煤公司魏家地煤礦供應(yīng)公司王強(qiáng)說(shuō)：我礦于2005年4月采購(gòu)了北京雨潤(rùn)華科技開(kāi)發(fā)有限公司生產(chǎn)的托輥，經(jīng)過(guò)5個(gè)月的試運(yùn)行效果確實(shí)不錯(cuò)。我礦的皮帶運(yùn)輸機(jī)長(zhǎng)期以來(lái)一直使用普通三聯(lián)托輥，由于皮帶提速，加之采煤時(shí)有大塊矸石進(jìn)入煤倉(cāng)，運(yùn)輸過(guò)程中對(duì)皮帶，特別是對(duì)托輥危害很大。一般普通托輥使用不到1個(gè)月就有30%左右需更換維修，使托輥的消耗量大、更換維修頻繁。使用了北京雨潤(rùn)華公司的托輥，僅有2個(gè)出現(xiàn)意外故障損壞進(jìn)行了更換，其余運(yùn)行良好，大大減輕了維護(hù)工程量，減少了對(duì)生產(chǎn)的影響。由于北京雨潤(rùn)華公司的托輥重量輕、運(yùn)輸方便，同普通托輥相比價(jià)格合理、使用壽命氏。我礦今年8月份又采購(gòu)了200個(gè)，對(duì)我礦的皮帶運(yùn)輸機(jī)三聯(lián)托輥進(jìn)行了批量更換。
廣西來(lái)賓B電廠維護(hù)部陳勝杰說(shuō)：北京雨潤(rùn)華科技開(kāi)發(fā)有限公司自2000年11月給我廠提供的∮159mm×465mm托輥100個(gè)、∮159mm×1400mm托輥10個(gè)，安裝在C6A皮帶機(jī)尾部，露天工況運(yùn)行至今運(yùn)行狀況均良好。我廠輸渣皮帶機(jī)中的托輥，受到膠帶上粘附的濕爐渣摩擦，磨損十分嚴(yán)重，2～3個(gè)月托輥鋼管就被磨透。2004年9月，北京雨潤(rùn)華公司為我廠設(shè)計(jì)生產(chǎn)了高溫陶瓷組合托輥，經(jīng)試用至今情況良好，該托輥在保證密封性能的前提下，耐磨性得到了大幅度提高，解決了我廠輸渣皮帶機(jī)托輥需要頻繁更換及維修的難題。
陜西蒲白西固煤業(yè)有限責(zé)任公司、酒泉鋼廠、山東垅山實(shí)業(yè)有限公司等單位，使用了北京雨潤(rùn)華公司生產(chǎn)的尼龍合金托輥，稱其為“神效”托輥。
綜上所述，綜合性能達(dá)到了預(yù)期的效果的托輥，可以設(shè)計(jì)生產(chǎn)節(jié)能、高效、安全、可靠的新一代帶式輸送機(jī)，不但使帶式輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)“傻瓜式”使用效果，又大幅度減少了膠帶的磨損、能源的損耗、噪音的污染及各種潛在的事故隱患，提高綜合經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)3～5倍。
