快拆轮毂、滚轮及滚轮罐耳的制作方法

本发明涉及一种滚轮罐耳用轮毂，本发明还涉及一种配有该轮毂的滚轮，以及配有该滚轮的滚轮罐耳。

背景技术

滚轮罐耳一般安装在罐笼上，用于对罐笼进行导向，其常规结构可见于煤炭行业标准mt236-2011（标准名称是“矩形钢罐道滚轮罐耳”）第1~4页，滚轮罐耳的常规结构包括一个底架、一端通过铰轴安装在底架上的摆转臂、摆转臂的另一端通过铰轴连接一缓冲器的一端，缓冲器的另一端通过铰轴连接在底架上，滚轮则安装在摆转臂上。缓冲器具有缓冲作用，相对而言，滚轮罐耳对滚轮自身的缓冲作用要求并不太高，尽管其通常会采用厚度比较大的外轮（材料一般是聚氨酯橡胶或者橡胶）。滚轮罐耳的基本结构并不限于此，在一些实现中，底架具有竖向架体，大致与摆转臂平行，在摆转臂与竖向假体间设置弹性组件，例如弹簧导柱总成。

一般而言，滚轮罐耳所使用滚轮的轮毂都包括2~3个轮毂体，例如中国专利文献cn201043106y，其公开了一种轻型滚轮罐耳，其轮毂体采用左右结构或者左中右结构，其中左右结构由第一主支撑体-第一副支撑体通过螺栓组配，左中右结构则由第一副支撑体-第一主支撑体和第二副支撑体通过螺栓组配而成。拆卸时，首先需要松脱全部螺栓，由于与螺栓头相对的一端需要配备螺母，因此，其装拆需要在轮毂的两端下扳手，拆卸困难，并且当拆掉例如第一副支撑体时，位于另一端的第二副支撑体会失去约束。

近年来出现了一些以方便维护为目的的滚轮罐耳，如中国专利文献cn207111696u，其所使用轮毂整体上主要由一个内圈和左右外圈组配而成，外圈用于安装胶轮圈，当单边外圈拆除时，就可以将胶轮圈拆下，维修相对比较方便。不过，其左右外圈间仍然必须使用螺栓进行连接，在拆下一个外圈时，另一个外圈也会失去约束，并且拆卸时也需要从滚轮的两端同时下扳手。

中国专利文献cn207161514u公开一种易拆滚轮轮毂，其外周具有胶轮槽，并且其具有轴承座、向心端固定连接于轴承座的径向连接体、固定连接于径向连接体的离心端的支撑套，以及两个环形端板和两个锥套。该易拆滚轮轮毂将轮毂分成更小的单元，铸造工艺性比较好，但也因为件数较多，装配难度相对较大。尽管其采用螺钉用于端板在轴承座或者其他相对固定的结构上的固定，可以通过拆除一端的端板和锥套来更换掉外轮，但需要拆卸的件数相对较多，后期维护相对麻烦。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种外轮部分相对容易拆卸的轮毂，本发明还提供了一种具备该轮毂的滚轮，以及使用该滚轮的滚轮罐耳。

依据本发明的实施例，提供一种快拆轮毂，该快拆轮毂用作滚轮罐耳滚轮的轮毂，包括：

主轮毂，具有轴承座和自轴承座径向延伸出的主辐板或主轮辐，以及在主辐板或主轮辐离心端形成的支撑轮圈或支撑扇环；

副轮毂，具有套装并支撑在轴承座上的毂套和自毂套径向延伸出的副辐板或副轮辐，以及在副辐板或副轮辐离心端形成的基体轮圈，该基体轮圈具有套装并支撑在支撑轮圈或支撑扇环上的第二部分；以及

螺栓或螺钉，用于主辐板或主轮辐与副辐板或副轮辐间的连接。

上述快拆轮毂，可选地，支撑轮圈或支撑扇环在轴承座的轴向向第二端悬伸；

相应地，与毂套配合的轴承座第一部分位于主辐板或主轮辐的第一侧，该第一侧而第二端所在侧相对。

可选地，若轴承座所对应轮轴为单端支撑，轮轴支撑端为第二端。

可选地，主轮辐或主辐板在轴承座的轴向向第二端偏置。

可选地，若轴承座所对应轮轴为单端支撑，支撑轮圈或支撑扇环的第二端端面与基体轮圈的第二端端面共面；

若轴承座所对应轮轴为两端支撑，支撑轮圈或支撑扇环的第二端端面位于基体轮圈第二端端面的内侧。

可选地，毂套与轴承座的配合为第一锥孔锥体配合，第二部分与支撑轮圈或支撑扇环的配合为第二锥孔锥体配合；

第一锥孔锥体配合的第一锥度与第二锥孔锥体配合的第二锥度相同。

可选地，第一锥度和第二锥度大于等于1：24~1:6。

可选地，主辐板或主轮辐与副辐板与副轮辐间留有间隙。

可选地，所述间隙与第一锥度正相关。

可选地，主辐板或者主轮辐与副辐板或者副轮辐间采用螺钉连接，且螺钉的数量为3~6个；

若轴承座所对应轮轴为单端支撑，螺栓头与轮轴支撑端相对。

依据本发明的实施例，还提供了一种以前述快拆轮毂为轮毂的滚轮，支撑轮圈上具有基于包胶工艺形成的外轮。

上述滚轮，可选地，若滚轮的轮轴为单端支撑时，轴承座与轮轴支撑端相同的一端配装有油封盖，与轮轴支撑端相对的一端配装有端盖；

若滚轮的轮轴为两端支撑时，轴承室的两端均配装有油封盖。

可选地，油封盖外端面外伸出一管套，该管套与轮轴间存在间隙，管套套装一副盖，该副盖为带有中心孔的圆桶型结构；

其中，中心孔与轮轴过盈配合，副盖的桶身端面与油封盖间留有间隙；副盖的桶底与管套间留有间隙；

桶身与管套间所确定出的空间装有双唇密封圈。

可选地，端盖开有注油孔，相应地，轮轴开有与注油孔对位的油道，该油道的出口端在轮轴侧面对位于轴承座的中间位置。

依据本发明的实施例，还提供了一种具有前述的滚轮的滚轮罐耳。

依据本发明的实施例，其在所提供快拆轮毂的构件数量较少的条件下，能够满足相对较快的拆卸速度，在于其轮毂体主要由主轮毂和副轮毂通过螺栓或者螺钉组配而成，由于外轮只装配在副轮毂上，因此，拆卸时只需要拆卸下副轮毂，从而整体的工作量大幅下降，同时，拆下副轮毂对主轮毂在轮轴上的装配结构不产生影响，即便是采用螺栓用于主轮毂与副轮毂间的连接，其相对于现有的滚轮罐耳用滚轮的拆卸也要简便的多。

附图说明

图1为一实施例中滚轮主剖结构示意图。

图2为一实施例中包胶轮结构示意图。

图3为图2的a-a剖视图。

图4为一实施例中主轮毂结构示意图。

图5为图4的b-b剖视图。

图6为再一实施例中滚轮主剖结构示意图。

图中：1.外轮，2.副轮毂，3.主轮毂，4.螺钉，5.弹垫，6.圆锥滚子轴承，7.螺钉，8.端盖，9.螺钉，10.弹垫，11.螺钉，12.弹垫，13.圆螺母，14.止动垫圈，15.双唇密封圈，16.副盖，17.轮轴，18.油封盖，19.螺钉，20.弹垫。

21.第一锥孔，22.螺钉孔，23.基体轮圈，24.第二内锥面，25.第一内锥面，26.第二锥孔。

27.螺钉孔，28.轴承室，29.轴承座，30.第一外锥面，32.第二外锥面，33.锥体，34.螺钉孔，35.螺钉孔，36.定位环。

具体实施方式

参照说明书附图1，以图中轮轴17为参考，可以理解的是，轮轴17左右两端相向为向内，背离为向外。

在图1和6所示的实施例中，滚轮通过一对圆锥滚子轴承6安装在轮轴17上，主轮毂3所提供的轴承座29为基本参考系，在下文中，关于轴向、周向或者径向，除非专门说明，均以轴承座29为基础。

需要说明的是，在滚轮罐耳领域的一些实现中，轴承安装在摆转臂上，以用于轮轴7在摆转臂上的动连接。如果把轴承安装在图2所示的轴承室24内，轮轴7与摆转臂间的连接即为静连接。在本发明的实施例中，使用轴承座23表示用做轮毂与轮轴7间的装配结构，而不必然表示其是提供轴承室24的结构体。在本发明的实施例中，术语名称主要用于命名相关技术特征，而不表示其必然具备相应的结构。

滚轮在滚轮罐耳上的安装主要有两种方式，图1所示为其中一种方式，即轮轴17的右端固定安装在滚轮罐耳摆转臂上。

在一些实现中，轮毂与轮轴17一体，或者说轮轴与轮毂间静连接，在此条件下，轮轴17与摆转臂间通过轴承形成动连接。

参见说明书附图1和图6，图中可见，滚轮上所配轮毂主要包含两个部分，其一是主轮毂3，另一是副轮毂2，两者通过多个螺钉9连接在一起，其中的副轮毂2单独提供外轮1的安装用基体轮圈23。

一般而言，滚轮罐耳用滚轮上的外轮1采用聚氨酯胶轮，轮毂需要提供用于聚氨酯胶轮安装的胶轮槽，而聚氨酯具备一定的硬度，例如其硬度在邵氏硬度a10到d75，其所形成外轮1在胶轮槽内的装拆均需要解除轮毂轮缘对外轮1在滚轮轴向的约束，从滚轮单边拆除外轮1比较困难。

在图3所示的结构中，副轮毂2径向末端所形成的基体轮圈23提供独立的外轮1支撑，外轮1基于包胶工艺成型在基体轮圈23上，不需要轮缘额外的约束，据此形成的外轮1记为包胶外轮，所使用材质与现有外轮1的材质相同，优选聚氨酯。

包胶外轮的厚度远较基于胶轮槽的外轮1，用料相对较少。

此外，由于外轮1可以随副轮毂1一同被拆下，更换相对容易。

关于主轮毂3，参见说明书附图4和图5，图中可见，其具有轴承座29和自轴承座29径向延伸出的主辐板，主辐板还可以采用主轮辐替代，主辐板上可以开减重孔，而相邻主轮辐之间可以确定出减重空间。

如前所述，关于轴承座29在本发明的实施例中只是用来表示轮毂上用于与轮轴17装配的结构，轴承座29与轮轴17间的连接可以是动连接，也可以是静连接，区别仅在于轴承的装配位置稍有差异。

图1和5所示，轴承座29提供轴承室28，轴承室28内安装有一对圆锥滚子轴承6，以用于轮毂在轮轴17上的安装。如果轮毂与轮轴17构成一体轴，或者与轮轴17焊接为一体，轮轴17的右端可以通过轴承安装在滚轮罐耳的摆转臂上。

将轴承布设在摆转臂上的结构在图6所示的两端支撑轮轴17的实现中更加适宜。

可以理解的是，主轮毂3上的主辐板或者主轮辐无论是否是径向延伸，但其目的都在于让基体轮圈23具备一个确定的直径，因此，例如主辐板在滚轮的轴向具备一定的延伸量，对于一体轮毂，例如主辐板，其外伸端或者说离心端通常具有一个轮圈。在本发明的实施例中，在主辐板或主轮辐的离心端形成的支撑轮圈或支撑扇环。

其中，支撑扇环主要与主轮副相适配。

关于副轮毂2，参见说明书附图1、3和6，副轮毂2整体上支撑在主轮毂3上，并用来支撑外轮1。对于副轮毂2，例示的结构可见于图2和图3，副轮毂2具有套装并支撑在轴承座29上的毂套，如图3中具有第一锥孔21的部分。

需要说明的是，对于滚轮，其轴线所确定的几何尺寸通常被称为宽度，而对于例如轮辐或者辐板，其宽度往往小于轮毂套（例如轴承座29）的宽度（或者说轴向长度），也小于轮圈的宽度，因此，可以理解的是，例如轮辐，其连接到轮毂套上后不会占据全部的轮毂套宽度，余出的部分可以作为副轮毂2毂套的支撑部分。

进而，副轮毂2上自毂套径向延伸出的副辐板或副轮辐，因副轮毂2和主轮毂3各有一件，因此在位置上，例如副辐板与主辐板间并列设置，如图1和2中所示的状态。

如前所述，由副轮毂2提供用于外轮1支撑的轮圈，因此，在副辐板或副轮辐的离心端形成有基体轮圈23，基体轮圈23的离心侧轮廓为圆柱面，向心侧除了用于与副轮辐或副辐板连接的部分外，还具有如图3所示的第二锥面24，基体轮圈23的向心侧，如第二锥面24所在的部分支撑在主轮毂3的离心侧，即支撑轮圈或支撑扇环。基体轮圈23用于与支撑轮圈或者支撑扇环配合的部分记为第二部分。

副轮毂在轴向与第二部分相对的部分记为第一部分，第一部分内凹，以减轻副轮毂自身重量，并提高铸造工艺性。

轮辐和辐板属于径向连接体，因此，主辐板或主轮副与副辐板与副轮辐间大致是平行的，并且如图3所示的螺钉孔22开在副辐板上，而在图5所示的结构中，则对位地开有螺钉孔34，然后通过螺钉9配合弹垫（弹性垫圈的简称）将主辐板或主轮辐与副辐板或副轮辐间连接起来。

采用螺钉9连接时，装拆的便捷性会更好，在于可以从一端下扳手，而不像螺栓那样，需要两端下扳手。

尤其是，如图1所示，如果从左端拆卸副轮毂2，则只需要拆卸下螺钉9，就可以将副轮毂2从主轮毂3上拆下。

在图5所示的结构中，例如构成支撑轮圈或支撑扇环的锥体33，其在轴承座29的轴向向第二端悬伸，以提供相对较大的支撑面面积，如第二外锥面32的面积相对较大，并且与副轮辐或者副辐板不会产生干涉。

相应地，与毂套配合的轴承座29第一部分位于主辐板或主轮辐的第一侧，该第一侧而第二端所在侧相对，从而能够避开副辐板或副轮辐与例如锥体33间的干涉。

在前文中指出，采用螺钉9用于主轮毂3与副轮毂2间的连接，在一些实现中可以提高轮毂或者滚轮的可拆卸性或者可维护性，在于其维护主要体现在外轮1的更换上。如图1所示，轴承座29所对应轮轴17为单端支撑，即图1中的轮轴17的右端，而载有外轮1的副轮毂2的拆卸可以从图1所示的左端进行拆卸，由于是螺钉9实现的紧固，因此，拆卸可以单纯的滚轮的左端进行，所需要拆卸的件，除了副轮毂2外，只有六颗螺钉9及所配的弹垫10，拆卸效率也会比较高。

进而，若轴承座29所对应轮轴17为单端支撑，轮轴17支撑端为第二端，如上图1所示的右端。

在图6所示的结构中，轮轴17两端支撑，若想拆下副轮毂2，则需先把滚轮整体拆下，然后从左端拆卸掉副轮毂2。

在图6所示的结构中，可以采用螺钉9用于主轮毂3与副轮毂2之间的装配，也可以用螺栓用于两者的装配。

如前所述，为提高整体装配的可靠性，副轮毂2的毂套需要套装在轴承座29上，进而，主轮辐或主辐板在轴承座29的轴向向第二端偏置，毂套与轴承座29配合的部分位于主轮副的第一端侧，因此，当主轮副或者主辐板在轴承座29的轴向向第二端偏置时，毂套就可以有相对较大的宽度。

在图1所示的结构中，主轮副向右端偏置的相对比较明显，图6所示，由于轴承座29相对较宽，主轮副向右偏置的量相对较小。

若轴承座29所对应轮轴17为单端支撑，如图1所示，支撑轮圈或支撑扇环的第二端端面与基体轮圈23的第二端端面共面。

若轴承座29所对应轮轴17为两端支撑，如图6所示，支撑轮圈或支撑扇环的第二端端面位于基体轮圈23第二端端面的内侧。

不同于常规的滚轮罐耳用滚轮，图1和图6所示滚轮中由副轮毂2独立承载外轮1，而副轮毂2与主轮毂3之间存在两个承载面，其一有轴承座29提供，其二由图5所示的锥体35提供。受加工精度的影响，主轮毂3用于支撑副轮毂2的两个支撑面可能会存在如下问题：

如果主轮毂3用于支撑副轮毂2的两个支撑面均是柱面，可能只有一个柱面能起到支撑作用，另一个柱面与所应支撑的面之间存在间隙。

因此，在优选的实施例中，毂套与轴承座29的配合为第一锥孔锥体配合，第二部分与支撑轮圈或支撑扇环的配合为第二锥孔锥体配合，具体地，第一锥孔21与轴承座29的座部形成第一锥孔锥体配合，第二锥孔26与锥体33形成第二锥孔锥体配合。

满足副轮毂2与主轮毂3可靠配合的一个必要条件是，第一锥孔锥体配合的第一锥度与第二锥孔锥体配合的第二锥度相同，锥体锥孔配合基于挤压，可以有效消除或者减轻加工精度所产生的装配干涉问题。

另，基于锥孔锥体配合，通过螺钉9的预紧，可以形成可靠的过盈配合，装配可靠性比较高。

优选地，第一锥度和第二锥度大于等于1：24~1:6，其中，最小锥度也应保证锥体锥孔配合的摩擦角大于压力角，而对于最大锥度，则受装配时最大轴向移动量的影响。

进一步地，如图1和图6所示，主辐板或主轮辐与副辐板与副轮辐间留有间隙，该间隙属于设计间隙，一方面用以保证装配的可靠性，另一方面，主辐板或主轮副与副辐板与副轮辐间的间距相对较大，可以使轮毂的刚度相对较高。

进一步地，所述间隙与第一锥度正相关，即锥度越大，所述间隙就越大。需要说明的是，关于锥度，在一些人的理解中对大小不容易区分，在此，以例如d/h所对应的数字值为基准，这个数字值越小，锥度越大。其中d表示锥体所对应等效等腰三角形的底边长，h为等腰三角形的底边所对应的高。

轮毂配装外轮1，再配上轮轴17，以及用于轮毂与轮轴17间装配的组件，即形成滚轮，滚轮装在滚轮罐耳的摆转臂上，摆转臂铰接于底架，摆转臂大致呈l型，滚轮通常安装在l型结构的拐角处，摆转臂的另一端铰接缓冲器的一端，缓冲器的另一端铰接于底架上，缓冲器一般垂直于底架，底架用于滚轮罐耳在竖井用罐笼上端或者下端的安装，支撑轮圈上具有基于包胶工艺形成的外轮。

若滚轮的轮轴17为单端支撑时，如图1所示，轴承座29与轮轴17支撑端相同的一端配装有油封盖18，与轮轴17支撑端相对的一端配装有端盖8。

若滚轮的轮轴17为两端支撑时，轴承室28的两端均配装有油封盖18。

端盖8通过螺钉4安装在轴承座29上，由于属于静密封，对其装配要求相对较低，端盖8与轴承座29的接合面可以添加密封件，例如密封垫圈。

图1中，端盖8开有注油孔，相应地，轮轴17的右端开有与注油孔对位的油道，该油道的出口端在轮轴侧面对位于轴承座29的中间位置。

相应地，为注油孔配有油塞。

对于油封盖18，其与轴承座29间的密封属于静密封，与轮轴17间的密封属于动密封，为保证动密封具备较好的密封能力，油封盖18整体上与轴承座29装配的部分是一个法兰盘，法兰盘外伸一个管套，管套与轮轴17间留有间隙，两者一动一静。

进而，提供一副盖16，该副盖16为带有中心孔的圆桶型结构，其中桶身与管套共轴线而套在管套外，桶身内径大于管套外径，从而在桶身与管套间形成有密封空间。

进而，中心孔与轮轴17过盈配合，过盈配合又称过盈连接，换言之，副盖16与轮轴17连接为一体，而与油封盖18间存在相对运动，因此，副盖16的桶身端面与油封盖18间需要留有避运动干涉间隙。

进一步地，桶身与轮轴17间所确定出的密封空间装有双唇密封圈15。

图1和6中，在一个副盖16内设有两个双唇密封圈15，两个双唇密封圈15间设有隔套，隔套与管套间过盈配合，而将密封空间配置成迷宫结构。

在一些实施例中，油封盖18的中心可以具备一定的轴向长度，形成管套，在管套内设置密封圈或者设置骨架油封。

另，从铸造工艺性上看，图1和图6中的主轮毂3和副轮毂2整体上结构并不复杂，满足铸造工艺性要求。

主轮毂3和副轮毂2主要采用铸铝材质，强度高，且整体重量小。

在一些实现中，主轮毂3和副轮毂2采用锻造铝合金材质。