常用托輥的密封結(jié)構(gòu)形式和應(yīng)用工況分析

　　托輥沖承座是 帶式輸送機(jī)的重要組成部件之一。它的作用是 支撐輸送帶，使輸送帶的垂度不超過限定值以減小運(yùn)行阻力，帶式輸送機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行。托輥沿輸送機(jī)全長分布，數(shù)量很多，它的工作性能直接影響帶式輸送機(jī)的整機(jī)性能。托輥的全部質(zhì)量約占整機(jī)的1態(tài)，價(jià)值約占整機(jī)的20%~25%。
帶式輸送機(jī)的主要阻力是 承載分支及回程分支托輥旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的阻力的總和。由此可知，托輥的旋轉(zhuǎn)阻力對帶式輸送機(jī)的工作狀況有著很大的影響，托輥旋轉(zhuǎn)阻力大或轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活甚至堵轉(zhuǎn)，不僅使帶式輸送機(jī)的能耗增加，而且會(huì)明顯降低輸送帶的壽命。因此，提高帶式輸送機(jī)托輥的質(zhì)量對增加帶式輸送機(jī)的運(yùn)行性、節(jié)約鋼材和降低能耗，都具有非 常重要的實(shí)際意義。
長期以來，托輥的使用壽命一直被從事礦用帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)和維修的技術(shù)人員所關(guān)注。
因?yàn)樗?帶式輸送機(jī)上用量較多、分布較廣的組件，一般分布于整機(jī)的全程中(如上承載用的是 “V”型托輥組，下回程用的是 平托輥組)，其重量約占整機(jī)重量的1/3，價(jià)格約占整機(jī)的1/5~1/3。
同時(shí)它也是 帶式輸送機(jī)上出現(xiàn)故障率較高的組件，其失效形式一般均為軸承損壞而不能靈活旋轉(zhuǎn)。不論是 布置于承載段的“V”型，還是 分布于回程段的平托軸均都直接與帶式輸送機(jī)的膠帶接觸，當(dāng)托輥旋轉(zhuǎn)失靈或不能旋轉(zhuǎn)時(shí)，就必然會(huì)引起整機(jī)工作阻力增大，能耗嚴(yán)重，加速膠帶的磨損，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)超載停機(jī)和膠帶撕裂、撕斷現(xiàn)象。
但是 就托輥的使用工況來講，應(yīng)屬于低速輕載，在軸承選型正確、結(jié)構(gòu)合理、制造和安裝合格的情況下，軸承為什么不能到達(dá)設(shè)計(jì)壽命、甚至   短昵?通過對現(xiàn)場出現(xiàn)故障的托輥進(jìn)行解剖分析，可確定其主要原因是 由于托輥軸端的旋轉(zhuǎn)密封失效所致。因此，長壽命密封的設(shè)計(jì)是 提高托輥壽命的關(guān)鍵，是 降低整機(jī)故障率、降低維護(hù)成本的根源。
1、常用密封結(jié)構(gòu)形式
不論是 應(yīng)用于承載段的“V”型托輥還是 回程段的平托輥，就其密封結(jié)構(gòu)來講大致上有兩大類：一種 是 應(yīng)用于沖承座的端面帶有環(huán)形密封槽的內(nèi)、外密封圈組合密封結(jié)構(gòu)形式的迷宮密封。
其工作原理是 ：
安裝固定在轉(zhuǎn)軸上的徑向端面排有許多環(huán)形的矩形密封齒、槽的外密封環(huán)，軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，外密封環(huán)與軸同時(shí)旋轉(zhuǎn)，它與內(nèi)密封環(huán)之間就產(chǎn)生了相對旋轉(zhuǎn)，當(dāng)氣體從一個(gè)密封齒、槽間隙進(jìn)入下一個(gè)密封齒、槽時(shí)，會(huì)因運(yùn)動(dòng)速度不同而膨脹，出現(xiàn)強(qiáng)烈的旋渦現(xiàn)象，氣流的大部分能量轉(zhuǎn)化為熱量而散失，其焙值恢復(fù)到接近于間隙前的值，氣體壓力逐級下降，從而達(dá)到密封的作用。
另一種 是 應(yīng)用于鑄鐵軸承座的碗形密封結(jié)構(gòu)，如圖2所示。其工作原理是 ：
耐油橡膠或皮革制成的彈性碗形件，在裝配預(yù)緊力的作用下，通過碗形件的磨損產(chǎn)生彈性變形來實(shí)現(xiàn)密封。
2、使用工況和失效原因分析
2.1工作環(huán)境
對于應(yīng)用于煤礦的帶式輸送機(jī)來講，一般均為長期工作于環(huán)境非 常惡劣的井下，由于井下空氣流動(dòng)性差，其空氣潮濕，粉塵、煤塵等污染物較多。如果托輥沖壓掛鉤密封設(shè)計(jì)不合理或密封在工作中磨損，   易造成安裝軸承的封閉腔內(nèi)進(jìn)水、泥漿和灰塵，加速托輥內(nèi)的軸承磨損，從而導(dǎo)致托輥過早報(bào)廢。
2.2應(yīng)用工況
雖然整機(jī)的運(yùn)輸量較大，托輥布置較多，但考慮 到為了膠帶正常連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，   嚴(yán)格控制膠帶的下垂度，因此對于每一段或兩個(gè)托輥組來講，每個(gè)托輥的承重量還是 較小，又因托輥的轉(zhuǎn)速較慢，故托輥的應(yīng)用工況屬低速輕載。
2.3結(jié)構(gòu)缺陷
1)迷宮密封的缺點(diǎn)。
托輥工況特點(diǎn)為低速旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的允許壓力差小，由于加工裝配的誤差存在，必然會(huì)造成旋轉(zhuǎn)環(huán)形齒、槽內(nèi)的相對間隙分布不均勻，甚至?xí)a(chǎn)生相互間的磨損，在間隙大的地方污染物易進(jìn)入軸承內(nèi)，產(chǎn)生磨料磨損，導(dǎo)致磨損的加劇。
2)碗形密封的缺點(diǎn)。
①在溫度差和壓力差較大或分布不均勻情況下，密封唇部產(chǎn)生的彈性變形也不均勻，變形小的部位密封效果差，變形大的部位磨損嚴(yán)重。
②碗形密封是 依賴彈性變形來達(dá)到密封效果的，由于密封唇部與旋轉(zhuǎn)件有相對運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間工作后，在摩擦力的作用下要產(chǎn)生唇部的磨損，如果達(dá)不到任何補(bǔ)償，起密封效果的彈性力就要下降，密封唇部的變形量也相應(yīng)量小，造成密封效果不良。