新型带式输送机圆锥滚子轴承托辊辊子的制作方法

本实用新型用于通用带式输送机配套的托辊辊子。

背景技术：

目前，通用带式输送机行业现行的最新标准为2013年北京起重运输机械设计研究院主编的《dtii(a)型带式输送机设计手册》(第2版)，配套的标准图为《dtii(a)型带式输送机专用图-2011》。关于标准图中的托辊辊子结构见图3，图3所示的托辊辊子用轴承为深沟球轴承(c4组游隙)。托辊辊子在设备使用中的布置图见图1及图2。在实际使用中侧边托辊是存在轴向力的，而托辊的轴承为深沟球轴承，使用原理上是不允许有轴向力的，因此按目前的托辊结构侧边托辊的轴承使用寿命较低。

在图3中，通用带式输送机托辊辊子的深沟球轴承(10)没有与轴承座(11)及轴用挡圈(15)直接定位，而是通过密封圈(9)、外密封圈(14)、外挡圈(16)及挡板(17)来间接定位。密封圈(9)为尼龙6材质，内密封圈(12)、密封盘(13)、外密封圈(14)为尼龙1010材质，材料强度较弱，受环境温度及湿度的影响外形尺寸变化率较大。在安装过程中若对密封圈(9)造成损坏(较难发现)及使用过程中外密封圈(14)在轴向力的作用下疲劳损坏都会对深沟球轴承(10)的使用寿命造成较大影响。同时深沟球轴承(10)是大游隙轴承，导致托辊辊子的轴向串动量较大，也影响了密封件的密封效果，也增大了密封件的运行阻力。

通用带式输送机托辊辊子的的密封方式是迷宫式非接触密封，在户外使用条件下尤其是多雨水地区，托辊容易进水，会造成内部结构的腐蚀，增大阻力。

技术实现要素：

为了克服现有托辊辊子不能较大的承受轴向力、密封件的使用寿命较低及防水效果较差、托辊的旋转阻力较大、轴向串动量较大。本实用新型提供了一种使用圆锥滚子轴承的托辊辊子，该辊子：能承受较大的轴向力；密封圈及挡圈的安装与轴承相对独立，安装精度高，密封圈阻力较小，有较好的防水效果，使用寿命长；轴承定位精度高，轴向串动量较小，轴承使用寿命长；整体旋转阻力小。本实用新型托辊辊子的结构图见图4，适用的规格参数见表2及表3。

技术方案

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

①优化轴承座的结构设计，使轴承座与轴承直接定位安装。将轴承与轴直接通过轴用挡圈定位安装，提高安装精度及安装的可靠性。同时较好的安装精度可以有效的减少轴承的运行阻力。

②替换密封圈的材质，在各种环境条件下能有较小的尺寸变化率，保证安装精度。

③密封圈单独定位安装，避免因轴承的轴向传动而影响密封圈的密封效果，使其理论上密封圈不承受托辊的各向外部载荷，避免因轴向力造成的疲劳损坏。

④内挡圈与外挡圈间采用接触式密封，使得整体的密封形式达到了迷宫式半非接触密封结构，在满足防尘效果的同时起到有效防水作用。

本实用新型的有益效果

本实用新型的有益效果是：

①提高承载力或提高使用寿命

在相同的使用寿命条件下，圆锥滚子轴承的承载能力最高可达深沟球轴承承载能力的2.2倍；在相同的承载条件下，圆锥滚子轴承的使用寿命最高可达深沟球轴承使用寿命的10倍。

②在户外使用条件下提高了托辊辊子的防水性能，详见表1中的试验数据。

③轴向串动量大幅降低，密封圈的相对位置尺寸得到有效保障，在减小密封圈阻力及提高密封效果的同时也减小了托辊辊子的转动噪音。

④提高了托辊的各项性能试验指标，详见表1，表1中以带宽b＝1400mm的槽形托辊辊子(托辊辊子型号为：φ159-30306-530，即：托辊直径φd＝159mm，轴经φd＝30mm，辊长l＝530mm)为例进行的试验对比。

表1

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是通用带式输送机标准截面图(i型)。

图2是通用带式输送机标准截面图(ii型)。

图3是通用带式输送机托辊辊子结构图。

图4是本实用新型的托辊辊子结构图。

图中1.散装物料，2.胶带，3.槽形托辊中间辊子，4.平行下托辊辊子，5.槽形托辊侧边辊子，6.v形托辊辊子，7.辊皮，8.轴，9.密封圈，10.深沟球轴承，11.轴承座，12.内密封圈，13.密封盘，14.外密封圈，15.轴用挡圈，16.挡板，17.外挡圈，18.内挡圈，19.圆锥滚子轴承，20.vd形橡胶密封圈，

图1、图2、图3、图4中参数：l，φd，b，的匹配关系见表2，轴承型号与φd，φd，的匹配关系见表3。

图1、图2中所涉及的托辊槽角λ为：10°、20°、30°、35°、45°、60°及小于30°的非标角度。

表2

表3

图3与图4中的部分零件材料对比见表4。

表4

具体实施方式

①在图3中，轴承座(11)的材料为08al冷轧板，在图4中，轴承座(11)的材料采用日本工业标准(jisg3131-2010热轧低碳钢厚板，薄板和带材)中的牌号sphc材质，sphc相对于08al的拉伸能力更好，能实现图4中轴承座(11)底部结构的变化，冲压成型后，板的折弯半径可以达到圆锥滚子轴承(19)外圈圆角的半径，使轴承座(11)能与圆锥滚子轴承(19)外圈直接定位安装。圆锥滚子轴承(19)内圈与轴(8)通过轴用挡圈(15)直接定位安装。

在设计时，提高对图4中辊皮(7)和轴承座(11)加工后的尺寸公差及形位公差的精度要求，为辊皮(7)和轴承座(11)焊接后的安装精度提供技术保障。按目前的加工工艺及冲压工艺完全可以满足对此项技术要求的提高。

在辊子组装时，图4中圆锥滚子轴承(19)内圈与轴用挡圈(15)之间配置备用厚度为0.2mm的调整垫片(图4中无标记)，用来调整安装时出现的累积偏差以保证圆锥滚子轴承(19)的安装精度。

通过以上措施，提高了轴承的安装精度，使托辊辊子的内部结构受力更加合理，同时因为采用了圆锥滚子轴承使得托辊辊子可以承受较大的轴向载荷。

②在图4中，密封圈(9)、内密封圈(12)、外密封圈(14)均采用pom聚甲醛材料，注塑成型后受环境温度及湿度等条件的影响尺寸变化率小，材料强度优于尼龙6及尼龙1010。

③在图4中，内密封圈(12)通过内挡圈(18)与轴承座(11)的过盈配合来定位安装，外密封圈(14)通过外挡圈(17)与轴(8)的过盈配合来定位安装。实现了密封圈的独立定位安装。

④在图4中，外挡圈(17)与内挡圈(18)之间设置vd形橡胶密封圈(20)，起到了有效防水作用。