托輥是
帶式輸送機(jī)的心臟。它的防水、防塵，尤其是對半流動性物體（稀泥）污染的密封、兩端軸承位置的精度、外圓徑向圓跳動、運(yùn)行阻力、轉(zhuǎn)動慣量、運(yùn)行時的噪音、腐蝕銹蝕、耐磨性等綜合性能，都能給帶式輸送機(jī)的使用帶來直接的影響。長期以來，由于托輥在惡劣環(huán)境中的使用壽命只有幾百個小時，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不鮮。為了提高托輥的使用壽命，北京雨潤華科技開發(fā)有限公司于20世紀(jì)90年代開始對托輥的自行研制開發(fā)，依靠自己的技術(shù)力量和實踐經(jīng)驗，并消化吸收國內(nèi)外各種先進(jìn)技術(shù)，徹底解決了托輥在惡劣環(huán)境中使用的密封問題，使其在模擬強(qiáng)化試驗折算使用壽命超過10萬小時以上。主要在以下幾個方面做足了文章：
1、密封性能對托輥的影響
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)計時盡可能將層數(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)，由于開始設(shè)計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）過了第一道迷宮，再多的迷宮式層數(shù)都沒有意義，致使托輥在惡劣環(huán)境中使用幾百小時就徹底失去效用了。1996年，公司成功設(shè)計生產(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)計了“清除器”，這一改造能夠?qū)⒌袈涞酵休伓嗣娴陌肓鲃有晕矬w（稀泥）污染隨時清除下來，徹底阻止了（稀泥）對托輥的污染。由于將托輥迷宮式結(jié)構(gòu)中的相對縫隙改變到了內(nèi)側(cè)，并且比日本和德國的一些先進(jìn)技術(shù)均有提高，有效降低了水和灰對托輥污染的速度，雖然托輥的使用壽命有所提高，但在惡劣環(huán)境中還沒有達(dá)到公司預(yù)期的目標(biāo)。經(jīng)過對各種迷宮式密封結(jié)構(gòu)的研究分析，結(jié)合新設(shè)計的迷宮式密封結(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)上我們設(shè)計了縱向密封結(jié)構(gòu)，截斷了水和灰在“萬有引力”下延伸的趨勢。至此，我們解決了托輥在惡劣環(huán)境中正常運(yùn)行的難題，也體會到密封性能對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，對托輥軸承座材料進(jìn)行改進(jìn)。多年以前，我們曾在尼龍合金產(chǎn)品的研制開發(fā)與生產(chǎn)中，具備了一些成熟技術(shù)和豐富經(jīng)驗。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。我們在托輥軸承座材料的設(shè)計當(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)，又無法滿足尼龍合金材料的生產(chǎn)工藝，在屢遭試驗失敗的情況下大家并沒有放棄。我作為公司董事長經(jīng)常外出洽談業(yè)務(wù)，在一次乘坐長途公共汽車的途中，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在紙上，回單位后便完善設(shè)計了新型托輥軸承座。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，新型軸承座為簡化托輥的裝配生產(chǎn)工藝，提供了很好的條件，可謂一舉三得。我公司于1997年10月申報了第一項國家專利-《新型軸承座》專利。
第二，對托輥的核心難題——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個月600個托輥基本全部失效。我們感到十分驚訝，這是什么原因呢？通過對井下帶式輸送機(jī)現(xiàn)場的考察，其工作環(huán)境中沒有淋水和粉塵，但托輥兩邊外端面都堆積著半流動性的煤泥。經(jīng)過對5個托輥的解剖觀察，發(fā)現(xiàn)托輥軸承中的污染物全是煤泥。當(dāng)時我們對托輥的密封性能進(jìn)行了模擬強(qiáng)化試驗分析，在淋水和粉塵的狀態(tài)下，托輥的使用壽達(dá)到2年是沒有問題的。而對于流動污染物的密封，國內(nèi)外都沒有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和檢測手段，該項技術(shù)尚屬空白，我們決心想辦法解決這個難題。傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)的托輥都屬于防塵輥子，均采用無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)過一年多的試驗研究，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，用個什么東西將煤泥清理掉不就好了嗎？這句話一下子觸動了我的靈感，我激動地一拍大腿，大聲喊到“有了，非常簡單”！第二天，只用了幾分鐘的時間，防煤泥（或各種半流動物料）的“清除器”就這樣誕生了。它既不影響托輥的旋轉(zhuǎn)阻力，又能夠隨時將掉落到托輥端面的煤泥清除下來，徹底解決了煤泥對托輥污染的難題。我公司在2000年8月申報了第二項國家專利——《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，采用尼龍合金軸承座和支撐環(huán)塑性變形的特點，又經(jīng)過反復(fù)的設(shè)計試驗，成功發(fā)明了新型托輥的生產(chǎn)工藝。該項技術(shù)在托輥的生產(chǎn)中，軸承座既不需要原來的鑄鐵材料加工，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)行過盈配合壓裝，不但大幅度減少了勞動強(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月申報了第三項國家專利——《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、防塵密封問題。我公司的托輥于2003年2月相繼通過了國家起重運(yùn)輸機(jī)械質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的形式試驗認(rèn)可和國家采煤機(jī)械質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的安標(biāo)檢驗，并取得了安全標(biāo)志。但是托輥的防水、防塵密封問題仍然沒有得到徹底解決，我們本著精益求精、敢爭世界第一的精神潛心試驗研究。通過對國內(nèi)外各種托輥迷宮式密封結(jié)構(gòu)的分析，我們設(shè)計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，滴水不進(jìn)：防塵試驗，一塵不染的效果，這項技術(shù)研究使我們對迷宮式密封結(jié)構(gòu)原理有了更為清楚的認(rèn)識。我公司于2004年5月申報了第四項國家專利——《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，不僅重量大，而且旋轉(zhuǎn)阻力和轉(zhuǎn)動慣量都相對增大；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會產(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)計了新型支撐環(huán)，實現(xiàn)了以托輥鋼管的直線精度為基礎(chǔ)，直接過盈壓裝的生產(chǎn)工藝，使托輥的外圓徑向圓跳動≤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，很多場合對托輥的腐蝕、銹蝕比較嚴(yán)重，顆粒狀物料對托輥的磨損也很嚴(yán)重，托輥鋼管被磨透的現(xiàn)象非常普遍。因此，我們設(shè)計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，又能夠大幅度延長托輥的使用壽命。
(1)輪胎橡膠耐磨層。采用報廢的輪胎，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：我們桐廬三獅建材有限公司是浙江三獅集團(tuán)屬下的一個子公司，足一個擁有兩條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，特別是其中有一臺輸送機(jī)有2km長，仝部安裝在隧道里。過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，我們在《中國建材報》上發(fā)現(xiàn)了一條信息，由北京雨潤華科技開發(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，這正是我們所需要的托輥。于是立即與《中國建材報》記者、編輯聯(lián)系，得到了北京雨潤華公司的通訊方式。開始我們還是半信半疑，定貨時在數(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。但北京雨潤華公司均欣然答應(yīng)，這種姿態(tài)給了我們對他們產(chǎn)品的信任度。第一批托輥到我公司后，拆箱驗收給我們的印象是，外觀漂亮、做工精細(xì)。換上這批托輥后，經(jīng)過仔細(xì)的觀察果然像《中國建材報>報道的那樣，托輥轉(zhuǎn)起來十分平穩(wěn)，噪音幾乎聽不出，因為重量輕、更換也比較方便。到目前為止，我們已使用了4個多月，無論哪個部位的托輥一個都沒壞，均在正常使用。
河南安陽化學(xué)工業(yè)集團(tuán)公司主任郝召利說：我單位熱電防灰皮帶機(jī)自2002年2月份安裝了北京雨潤華科技開發(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：托輥運(yùn)行平穩(wěn)、使用壽命長、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。我車間防灰皮帶使用條件較差，托輥經(jīng)常被灰和水污染。以前一個新安裝的托輥使用不了幾天就失效了，自從使用北京雨潤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：我礦掘進(jìn)二隊試用了北京雨潤華科技開發(fā)有限公司的托輥，經(jīng)過近1年的試用比較，我們覺得這種托輥比原來使用的傳統(tǒng)托輥好用，優(yōu)點有：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，到目前還沒有損壞一個；②托輥重量輕、徑向跳動小、精度高、降低了運(yùn)行阻力系數(shù)和轉(zhuǎn)動慣量；③托輥和膠帶之間基本實現(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：我礦于2005年4月采購了北京雨潤華科技開發(fā)有限公司生產(chǎn)的托輥，經(jīng)過5個月的試運(yùn)行效果確實不錯。我礦的皮帶運(yùn)輸機(jī)長期以來一直使用普通三聯(lián)托輥，由于皮帶提速，加之采煤時有大塊矸石進(jìn)入煤倉，運(yùn)輸過程中對皮帶，特別是對托輥危害很大。一般普通托輥使用不到1個月就有30%左右需更換維修，使托輥的消耗量大、更換維修頻繁。使用了北京雨潤華公司的托輥，僅有2個出現(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，減少了對生產(chǎn)的影響。由于北京雨潤華公司的托輥重量輕、運(yùn)輸方便，同普通托輥相比價格合理、使用壽命氏。我礦今年8月份又采購了200個，對我礦的皮帶運(yùn)輸機(jī)三聯(lián)托輥進(jìn)行了批量更換。
廣西來賓B電廠維護(hù)部陳勝杰說：北京雨潤華科技開發(fā)有限公司自2000年11月給我廠提供的∮159mm×465mm托輥100個、∮159mm×1400mm托輥10個，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個月托輥鋼管就被磨透。2004年9月，北京雨潤華公司為我廠設(shè)計生產(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、山東垅山實業(yè)有限公司等單位，使用了北京雨潤華公司生產(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。
