托辊筒体、托辊和皮带输送机的制作方法

1.本实用新型涉及托辊技术领域，具体地，涉及一种托辊筒体、托辊和皮带输送机。


背景技术：

2.托辊作为皮带运输机重要的组成部件，起到支承皮带的作用，以便于皮带运输机运送物料。托辊的自重越大，在运行时消耗的能量就越大。传统托辊通常为金属材质托辊或树脂托辊，金属材质虽然性能优异，但是自身密度较大，导致托辊自重也较大，运行能耗较高。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种新型的托辊筒体、托辊和皮带输送机，该托辊筒体、托辊和皮带输送机运行能耗低且便于制造。
4.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种托辊筒体，该托辊筒体的筒体长度与托辊筒体的筒体外径的比值不小于3，托辊筒体为中空的注塑成型件并至少包括沿轴向依次分段拼接的第一端筒段、中间筒段和第二端筒段，中间筒段的筒壁厚度不小于第一端筒段和第二端筒段的筒壁厚度，中间筒段的内周壁径向向内伸出有环状加强肋板。
5.在一些实施例中，环状加强肋板与所述中间筒段同心布置并可包括：
6.环状肋板外环部，连接于中间筒段的内周壁上；和
7.环状肋板内环部，轴向两端分别沿轴向反向延伸以形成有内环加强翼板。
8.在一些实施例中，中间筒段的内周壁径向向内可伸出有多个轴向加强肋板，多个轴向加强肋板沿轴向延伸且沿周向间隔布置，轴向加强肋板垂直连接于环状加强肋板的板面上且轴向加强肋板的径向宽度从环状加强肋板朝向筒端部递减。
9.在一些实施例中，托辊筒体的材质可为纤维增强热塑性复合材料或热塑性树脂。
10.在一些实施例中，第一端筒段和中间筒段之间或者中间筒段和第二端筒段之间可设有轴向拼接结构；其中，
11.轴向拼接结构为螺纹连接结构；或者，
12.轴向拼接结构包括：
13.拼接槽，包括从第一端筒段和第二端筒段的拼接筒端径向向内延伸的第一槽壁和从第一槽壁沿轴向朝向中间筒段延伸的第二槽壁；和
14.拼接臂，从中间筒段的两个筒端对应朝向第一端筒段和第二端筒段延伸并搭接于拼接槽中；
15.其中，拼接臂的臂厚以及第一槽壁和第二槽壁的槽壁厚度不小于第一端筒段和第二端筒段的筒壁厚度。
16.在一些实施例中，轴向拼接结构可通过胶结固定。
17.相应地，本实用新型还提供了一种托辊，该托辊包括：
18.上述的托辊筒体；
19.轴承座，嵌设于托辊筒体的端部筒腔中并内设轴向贯穿的轴承容置腔，
20.轴承，嵌设于轴承容置腔中；和
21.辊筒轴，穿设于轴承中。
22.在一些实施例中，两端的轴承座可对应与第一端筒段和第二端筒段一体成型。
23.在一些实施例中，托辊还可包括：
24.端盖，固定套装于辊筒轴的端部；和
25.挡圈，套设于辊筒轴上并分别布置在端盖的轴向两端。
26.此外，本实用新型还提供了一种皮带输送机，该皮带输送机包括上述的托辊。
27.本实用新型的托辊的托辊筒体为非金属材质的注塑件，自重一般相较于金属材质的托辊筒体轻，可降低皮带输送机的整体能耗。在制造筒体长度与筒体外径的比值不小于3的托辊筒体时，对注塑开模及注塑工艺均需要较高的要求，故长径比较大的托辊筒体的制造难度大且制造成本较高。本实用新型的托辊筒体由多个注塑成型的筒段沿轴向拼接而成，可大大降低对注塑开模及注塑工艺的要求，从而降低制造难度和制造成本。此外，多个筒段至少包括第一端筒段、中间筒段和第二端筒段，中间筒段的筒壁厚度不小于第一端筒段和第二端筒段的筒壁厚度，中间筒段的内周壁径向向内伸出有环状加强肋板，如此，沿周向方向延伸的环状加强肋板能够沿周向更加均匀地分担受力，增大中间筒段的筒壁厚度可增强托辊筒体受力较大的中间部位的结构强度，使得托辊筒体受力时不易变形，也使得在采用诸如纤维增强热塑性复合材料的非金属材料制成的辊筒主体的厚度较薄时仍能满足正常工作所需的结构强度，从而使得托辊的整体结构更加稳定可靠。
28.本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
29.附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
30.图1展示了根据本实用新型的第一实施例的托辊的剖视图；
31.图2为图1的i位置的局部放大示意图；
32.图3为图1的ii位置的局部放大示意图；
33.图4展示了根据本实用新型的第二实施例的托辊的剖视图。
34.附图标记说明
35.100
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托辊
[0036]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
托辊筒体
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1a
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第一端筒段
[0037]
1b
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中间筒段
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1c
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第二端筒段
[0038]
111
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筒端部
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12
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环状加强肋板
[0039]
121
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内环加强翼板
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13
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轴向加强肋板
[0040]
14
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拼接槽
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141
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第一槽壁
[0041]
142
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第二槽壁
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15
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拼接臂
[0042]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
轴承座
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21
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轴承容置腔
[0043]
22
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轴承座轴向内端部
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23
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轴承座轴向外端部
[0044]
24
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轴承座外圈止挡部
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25
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轴承座筒端止挡部
[0045]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
轴承
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31
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轴承内圈
[0046]
32
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轴承外圈
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辊筒轴
[0047]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
端盖
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51
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端盖内圈止挡部
[0048]
52
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端盖轴向外端部
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密封插接环槽结构
[0049]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
挡圈
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l
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筒体轴线
具体实施方式
[0050]
以下结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0051]
下面参考附图描述根据本实用新型的托辊筒体1、托辊100和皮带输送机，该托辊筒体1、托辊100和皮带输送机运行能耗低且便于制造。
[0052]
本实用新型的托辊筒体1由多个注塑成型的筒段沿轴向拼接而成，由于托辊筒体1为非金属材质的注塑件，自重一般相较于金属材质的托辊筒体轻，可降低皮带输送机的整体能耗。在长径比较大的托辊筒体时，特别是筒体长度与筒体外径的比值不小于3的托辊筒体1，由于筒体周壁的厚度较小且长度较大，对注塑开模及注塑工艺均需要较高的要求，故长径比较大的托辊筒体的制造难度大且制造成本较高。对于筒体长度与筒体外径的比值不小于3的托辊筒体1，该托辊筒体1的长径比可例如为不小于4或不小于5等，长径比越大，对注塑开模及注塑工艺的要求更高，托辊筒体的制造难度更大且制造成本更高。本实用新型的托辊筒体1由多个注塑成型的筒段沿轴向拼接而成，可大大降低对注塑开模及注塑工艺的要求，从而降低制造难度和制造成本。此外，多个筒段至少包括第一端筒段1a、中间筒段1b和第二端筒段1c，中间筒段1b的筒壁厚度不小于第一端筒段1a和第二端筒段1c的筒壁厚度，中间筒段1b的内周壁径向向内伸出有环状加强肋板12，如此，沿周向方向延伸的环状加强肋板12能够沿周向更加均匀地分担受力，增大中间筒段1b的筒壁厚度可增强托辊筒体1受力较大的中间部位的结构强度，使得托辊筒体1受力时不易变形，也使得在采用诸如纤维增强热塑性复合材料的非金属材料制成的托辊筒体1的厚度较薄时仍能满足正常工作所需的结构强度，从而使得托辊100的整体结构更加稳定可靠。
[0053]
其中，本领域技术人员能够理解的是，多个筒段可以包括两个、三个、四个或者更多个。如图1至4所示的实施例中，托辊筒体1均为由三个筒段沿轴向拼接而成，分别为第一端筒段1a、中间筒段1b和第二端筒段1c，但本技术不限于此，托辊筒体1也可包括多个中间筒段1b。
[0054]
如图1和图3所示，环状加强肋板12与中间筒段1b同心布置。环状加强肋板12可包括径向向内依次连接的环状肋板外环部、环状肋板中间部以及环状肋板内环部。即环状肋板外环部连接于中间筒段1b的内周壁上，环状肋板中间部连接在环状肋板外环部与环状肋板内环部之间。环状肋板内环部轴向两端在轴向方向上反向延伸以形成有内环加强翼板121，如此，可有效加强环状肋板内环部的结构强度，防止环状肋板内环部因应力集中而开裂失效。可选地，内环加强翼板121的板厚大于环状加强肋板12的板厚。
[0055]
如图1和图4所示，环状加强肋板12只有一个并设置在中间筒段1b的中部，但本发明不限于此，环状加强肋板12还可为多个，例如对于长度较长的中间筒段1b可设置3个或5个等，对于长度较长的第一端筒段1a和第二端筒段1c，也可对应设置相应数量的环状加强
肋板12。
[0056]
可选地，如图1和图3所示，中间筒段1b的内周壁径向向内伸出有多个轴向加强肋板13，多个轴向加强肋板13沿轴向延伸且沿周向间隔布置，轴向加强肋板13垂直连接于环状加强肋板12的板面上。这样，可增强非金属材质的托辊筒体1的中间主要受力部位的结构强度，使得中间主要受力部位的受力能较为均匀地分散开来，进而可使得周壁厚度较薄的托辊筒体1也能满足较高的结构强度要求，使得托辊筒体1能进一步降低自身自重，降低整机运行的能耗。此外，轴向加强肋板13的径向板宽还可设置为从环状加强肋板12朝向托辊筒体1的筒端部111递减，如此，可减少自重。
[0057]
在皮带输送机的运行过程中，当托辊卡死时，皮带与托辊的滑动摩擦快速生热，金属材质的托辊筒体的强度高且耐温性远高于皮带，容易导致高价值的皮带最终烧毁。故在一些实施例中，托辊筒体1的材质为纤维增强热塑性复合材料或热塑性树脂，纤维增强热塑性复合材料或热塑性树脂不耐高温，如玻纤增强聚丙烯复合材料的最高使用温度不超过110℃，皮带运输机在正常运行时温度为60℃左右，当托辊卡死时，皮带与托辊的滑动摩擦快速生热，纤维增强热塑性复合材料或热塑性树脂的托辊筒体1可迅速塌陷，从而可达到保护高价值的皮带的目的。
[0058]
此外，采用树脂材料时，虽然树脂材料自身密度小，但机械性能较差，导致在满足设计要求时，其自重也非常大，而纤维增强热塑性复合材料则同时具备机械性能优异及密度低的优点，采用纤维增强热塑性复合材料制备托辊时，既可有效降低皮带运输机运行时的能耗，还可达到有效保护皮带的目的，使得皮带输送机整体更加稳定可靠。
[0059]
其中，纤维增强热塑性复合材料中的纤维可为玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维中的一种或多种。纤维增强热塑性复合材料中的热塑性材料可为聚乙烯、聚丙烯、聚酯、尼龙、聚苯硫醚中的一种或多种。
[0060]
可选地，第一端筒段1a和中间筒段1b之间或者中间筒段1b和第二端筒段1c之间设有轴向拼接结构，从而实现第一端筒段1a、中间筒段1b和第二端筒段1c的轴向固定。例如轴向拼接结构可为螺纹连接结构(图中未示出)；或者，轴向拼接结构也可为插接结构等。
[0061]
在一些实施例中，轴向拼接结构包括相互配合插接的拼接槽14和拼接臂15。拼接槽14包括从第一端筒段1a和第二端筒段1c的拼接筒端径向向内延伸的第一槽壁141和从第一槽壁141沿轴向朝向中间筒段1b延伸的第二槽壁142；拼接臂15从中间筒段1b的两个筒端对应朝向第一端筒段1a和第二端筒段1c延伸并搭接于拼接槽14中。具体地，如图1和图3所示，第二端筒段1c的拼接筒端设有拼接槽14，该拼接槽14包括从第二端筒段1c的拼接筒端径向向内延伸的第一槽壁141和从第一槽壁141沿轴向朝向中间筒段1b延伸的第二槽壁142。第一端筒段1a的拼接筒端也同样设有拼接槽14，该拼接槽14包括从第一端筒段1a的拼接筒端径向向内延伸的第一槽壁141和从第一槽壁141沿轴向朝向中间筒段1b延伸的第二槽壁142。
[0062]
可选地，为了进一步使得第一端筒段1a、中间筒段1b和第二端筒段1c之间的轴向拼接结构的结构强度更好，更加稳定可靠，轴向拼接结构通过胶结固定可通过胶结固定。
[0063]
可选地，拼接臂15的臂厚以及第一槽壁141和第二槽壁142的槽壁厚度不小于第一端筒段1a和第二端筒段1c的筒壁厚度，由此可保证轴向拼接结构有足够的结构强度。
[0064]
相应地，如图1和图4所示，本实用新型还提供了一种托辊，该托辊包括上述的托辊
筒体1、轴承座2、轴承3以及辊筒轴4。轴承座2嵌装于托辊筒体1的端部筒腔中并内设轴向贯穿的轴承容置腔21，轴承3嵌设于轴承容置腔21中，辊筒轴4穿设于轴承3中。
[0065]
可选地，轴承座2的材质也可为纤维增强热塑性复合材料或热塑性树脂，从而实现托辊100整体大幅度减重，进一步降低皮带运输机运行时的能耗。当然，轴承座2的材质也可为金属材质，本技术不限于此。
[0066]
可选地，如图1和图2所示，该托辊100包括托辊筒体1、轴承座2、轴承3、辊筒轴4和端盖5。托辊筒体1为中空筒体，托辊筒体1的筒腔沿轴向贯通并包括中部筒腔和位于两端的端部筒腔，轴承座2设有两个并对应嵌装于托辊筒体1的两个端部筒腔中，轴承座2内设轴向贯通的轴承容置腔21。两个轴承3通过轴承外圈32分别对应嵌设于两个轴承座2的轴承容置腔21中，辊筒轴4穿设于轴承3中，辊筒轴4的两端分别穿设于轴承3的轴承内圈31中，端盖5为两个且对应固定套装于辊筒轴4的两个端部上。如此，托辊筒体1和辊筒轴4之间通过轴承3形成可转动连接，即辊筒轴4、端盖5以及轴承3的轴承内圈31相对于筒体轴线l固定，托辊筒体1、轴承座2以及轴承外圈32相对于筒体轴线l旋转，从而皮带输送机的皮带可套装在托辊筒体1的外周部上进行传动。
[0067]
可选地，端盖5包括朝向轴承3的轴承内圈31延伸的端盖内圈止挡部51，端盖5的材质也可为纤维增强热塑性复合材料或热塑性树脂，从而实现托辊100整体大幅度减重，进一步降低皮带运输机运行时的能耗。当然，端盖5的材质也可为金属材质，本技术不限于此。
[0068]
其中，轴承座2与轴承3之间可采用过盈配合；轴承3与辊筒轴4之间可采用过盈配合或过渡配合；托辊筒体1与轴承座2之间可采用过盈配合，或者托辊筒体1与轴承座2之间的结合部还可增加胶结；端盖5与辊筒轴4之间可采用过盈配合或过渡配合，或者端盖5与辊筒轴4之间的结合部还可增加胶结。
[0069]
在第一实施例和第二实施例中，如图1、图2和图4所示，轴承座2可包括轴承座外圈止挡部24，轴承座外圈止挡部24从轴承座2的轴承座轴向内端部22径向向内延伸，轴承3设置在轴承座外圈止挡部24与端盖5的端盖内圈止挡部51之间。如此，可通过轴承座外圈止挡部24对轴承3的轴承外圈32进行止挡，进而将轴承3的位置进行限定。
[0070]
此外，如图1、图2和图4所示，端盖5的轴向两端分别设有挡圈8，挡圈8套设于辊筒轴4上，辊筒轴4上对应设有周向挡圈卡槽，如此，挡圈8布置在端盖5的轴向两端并对应卡设于周向挡圈卡槽中，可将端盖5稳定固定在辊筒轴4上。
[0071]
可选地，如图1和图2所示，轴承座2可包括用于止挡托辊筒体1的筒端部111的轴承座筒端止挡部25，轴承座筒端止挡部25从轴承座2的轴承座轴向外端部23径向向外延伸。如图1和图2所示，轴承座筒端止挡部25是从轴承座2的轴承座轴向外端部23倾斜地径向向外延伸而形成的，轴承座筒端止挡部25盖设于筒端部111上，不仅有效增强了托辊100的筒腔的密封性，防止尘埃进入托辊100的筒腔中，还将轴承座2沿轴向固定在托辊筒体1的筒端部111上，防止轴承座2朝向筒腔内移动，使得托辊100的整体结构更加稳定可靠。
[0072]
在一些实施例中，如图1和图2所示，端盖5的端盖轴向外端部52径向向外延伸并从外侧封盖轴承容置腔21的端部开口，如此，可防止尘埃进入托辊100的筒腔中。端盖轴向外端部52和轴承座2的轴承座轴向外端部23之间形成有密封插接环槽结构7，密封插接环槽结构7包括多个沿径向间隔设置的环槽和插接于环槽中并与环槽间隙配合的环状凸起部，这样，可进一步提高端盖5和轴承座2之间的连接密封性。如图1和图2所示，端盖5的端盖轴向
外端部52径向向外延伸并形成有多个沿径向间隔设置的环槽，轴承座2的轴承座轴向外端部23形成有能插接与环槽中的多个环状凸起部，多个环状凸起部与环槽间隙配合。
[0073]
可选地，如图4所示，两端的轴承座2对应与第一端筒段1a和第二端筒段1c一体成型，如此，可进一步简化托辊筒体1的结构，简化了托辊100的组装工序。
[0074]
相应地，本技术还提供了一种皮带输送机，该皮带输送机包括上述的托辊100和皮带，皮带套装在托辊筒体1的外部。
[0075]
综上可见，本实用新型提供了一种托辊筒体、托辊和皮带输送机，该托辊筒体、托辊和皮带输送机运行能耗低且便于制造。
[0076]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0077]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0078]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0079]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0080]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0081]
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。