彭兆輝 吳桐
（北方重工集團有限公司）
摘 要：伴隨著我國輸送設備在工業生產中應用的進一步擴大，皮帶機的生產制造質量能夠在很大程度上決定工業生產的連續性以及穩定性。因此我國的皮帶機設計以及制作的過程要非常的謹慎。在皮帶機設計過程中，驅動裝置以及滾筒裝置的設計常常被重視，由于皮帶機設備中的托輥屬于標準件，就導致了在設計選型過程中沒有給予足夠的重視。但是在皮帶機設備中，占有比例最多的部件就是托輥裝置。因此我們在皮帶機設計選型的過程中要針對托輥進行認真的選擇以及設計。本文主要針對皮帶機設備的托輥密封結構進行詳細的分析以及闡述，希望通過本文的闡述以及分析能夠有效地提升我國皮帶機設備中的托輥密封結構的改進以及發展創新，同時也為我國的皮帶機設備進一步的發展以及創新貢獻一份力量。
關鍵詞：皮帶機設備；托輥密封機構；設計；分析
目前在我國的工業生產過程中，皮帶機設備的應用場所還是較為普遍的。例如在煤礦行業，水泥行業以及冶金行業等等。在皮帶機設備的運行過程中我們要對每一個部件給予足夠的重視，這樣才能保障皮帶機設備的運行穩定以及安全。在皮帶機設備中，數量眾多的托輥，在很大程度上決定了皮帶機的運行狀況。皮帶機設備的托輥在結構上較為單一，軸承座，軸承，密封件以及輥筒等部件組成了皮帶機設備的托輥裝置。在皮帶機設備運行過程中，由于托輥問題造成的設備運轉問題還是較為常見。這主要體現在了托輥在運行中的磨損較為嚴重，在運行過程中更加容易造成腐蝕。由于托輥屬于易損件，因此使用周期比皮帶機的其他部件較短。上述的問題主要還是由于托輥的使用環境造成的。我國的皮帶機在使用過程中周邊環境大多數是非常惡劣的，同時由于托輥在自身結構上也有一定的問題，這樣就直接導致了托輥的結構需要進行針對性的改進處理，本文主要闡述托輥結構中的密封結構的改進處理。
1.簡要敘述皮帶機設備中托輥的主要失效原理
1.1在托輥中加入變質潤滑脂會導致托輥的失效
礦用帶式輸送機的工作環境一般都伴有大量的粉塵，如果長時間在這種環境中工作，潤滑脂中就會摻入粉塵，這樣潤滑脂就不能平穩的發揮它的作用，效果變差。如果軸承一直在比較干的情況下進行摩擦，那么軸承就會出現比較頻繁的磨損，使用周期變短。
1.2托輥中的潤滑脂由于時間原因導致的流失也會造成托輥的失效
這一現象是因為托輥軸承的“呼吸”行為。“呼吸”指的是高速運轉的托輥，因為摩擦的原因，產生了大量的熱量，熱量導致潤滑脂的揮發汽化，這樣密封腔內的壓力就變大了，此時密封腔中的其他氣體就會被向外排擠，這就是“呼氣”動作。托輥停止工作后，溫度就會回落，密封腔內的壓力也變低了，這時被排出的氣體就會又回到密封腔內，這就是“吸氣”動作。
2.簡要敘述托輥的現有密封形式
我國皮帶機設備的托輥密封結構最主要的結構還是迷宮密封。這種密封結構主要是在通過多個密封環形齒的設置，在容易泄漏的位置形成膨脹空腔以及相應的節流間隙。例如一級迷宮的結構主要由兩個部分組成。首先是膨脹空腔一個，其次是節流齒隙一個。在迷宮密封中齒隙的主要工作就是要將勢能有效地轉化成為動能；空腔的主要工作就是要將動能有效地轉化成為熱能，這樣就能夠有效的防治密封結構中出現壓力能的轉化，對密封結構起到了很好的保護作用。在托輥的密封結構中，迷宮效應主要就是讓流體在迷宮的阻礙過程中，流量變小。在迷宮密封中，迷宮效應主要是集中效應的組合。例如流束收縮效應；熱力效應以及透氣效應等等都能夠在迷宮效應中得到充分的體現。托輥密封結構中的迷宮密封主要的工作原理為通過密封介質作為轉折，在密封結構中制造節流效果進而有效地完成阻漏的作用。在迷宮密封結構中，非接觸式密封是一個較為常見并且常用的密封結構，但是由于其旋轉阻力較弱，這樣就要求我們在設計密封結構的過程中采用多級密封的形式來達到密封效果。在密封結構的設計過程中，我們要求迷宮密封要同托輥軸承完全匹配。由于迷宮密封結構在很大程度上屬于非接觸式的密封結構，這樣就導致了迷宮密封的防水性能較差，不能夠滿足防水的要求。現在我國的很多煤礦在井下作業的過程中，要求帶式輸送機設備有很好的防塵以及防水功能，但是迷宮式密封結構的托輥不能夠滿足上述的要求，因此需要進行一定程度的改進。需要注意的一點是迷宮式密封結構的密封效果同設備的運行轉速有著非常大的關聯。皮帶機設備的轉速越慢就會導致托輥密封效果越差的狀況。因此為了能夠有效地提升托輥密封的效果，對于密封結構的改進是非常有必要的。
3.簡要敘述托輥密封形式的改進結構
針對迷宮式密封結構的改進，我們通常采用改變原有的密封材質的方法，但是我們還會采用其他的密封結構來代替迷宮式密封結構，在實際的應用過程中也得到了非常好的效果。
迷宮結構的密封裝置采用的密封材料通常是鋼材，容易被腐蝕，我們可以在實際的應用過程中采用其他的材質。例如脈醛樹脂以及酚醛樹脂等材質，這樣能夠有效地防止托輥出現腐蝕的問題，保障托輥的使用壽命以及使用效果。由于迷宮式密封結構屬于非接觸的密封，導致了其防水以及防塵的效果較差，因此我們采用了接觸式的密封結構來取代。現階段使用的唇式密封結構就是一個效果得到了驗證的密封結構。唇式密封結構不依賴設備的運轉，即使在設備停止工作的時候還是會起到很好的密封效果，因此在煤礦用皮帶機設備中應用較為廣泛。除了上述兩種改進方法之外，我們還可以采用專用密封裝置來對托輥進行密封處理，這樣的效果較為明顯，但是使用的范圍不是很廣泛。
參考文獻
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來源：《中國新技術新產品》2017年1期
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