组合式空心轮毂、滚轮及罐耳的制作方法

本发明涉及一种滚轮罐耳所使用的组合式空心轮毂，以及配有该组合式空心轮毂的滚轮和配有该滚轮的滚轮罐耳。

背景技术：

滚轮罐耳执行行业标准《矩形钢罐道 滚轮罐耳》（MT236-2011），其附录A指出滚轮罐耳承受最大水平力的选型计算办法是滚轮罐耳承受的最大水平力按提升容器（容器自重+载重）的1/24计算选取，滚轮罐耳需承载比较大的水平力。为了降低噪音和刚性冲击，目前所使用的滚轮普遍是具有橡胶轮圈的滚轮，然而在重载条件下，橡胶轮圈易于失效。

橡胶轮圈在滚轮上的装配结构可见于中国专利文献CN201043106Y的说明书附图2，其主副支撑体组配而成的轮毂具有V型轮槽，该V型轮槽用于安装橡胶轮圈，显然，要从轮毂上拆掉橡胶轮圈，需要将主副支撑体拆开。由于主支撑体需要提供轴承座孔，现场拆卸滚轮难度比较大，因此，通常现场需要将滚轮整体拆下，整体的维修难度比较大。此外，此类的滚轮往往是整体更换，使用成本偏高，与当前煤矿降低运营成本的目的相悖。

中国专利文献CN201043106Y的附图4则示出了一种宽体滚轮支撑体（轮毂），从图中可以看出，似乎拆掉单边的副支撑体，就可以将橡胶轮圈拆下，然而宽体滚轮不同于窄体滚轮，用于装配滚轮的支架对滚轮轴的支撑是两端支撑，只有将滚轮整体拆下才能够对橡胶轮圈进行拆卸。而窄体滚轮的滚轮轴则如中国专利文献CN201043106Y的附图2，滚轮轴悬伸，具备从单端拆卸轮圈的可能性。此外，宽体滚轮的支撑体轮槽具有柱面部分，柱面部分与橡胶轮圈的内孔间往往是紧配合，拆卸难度比较大。

需要考虑的是滚轮整体重量偏大，整体拆卸难度大，而如前所述，滚轮罐耳执行行业标准《矩形钢罐道 滚轮罐耳》（MT236-2011），应用于竖井提升设备中，例如竖井罐笼。更换滚轮时，需要将罐笼在给定的位置锁定，维修人员在竖井边的工作台面上对罐笼进行维修，滚轮整体偏重，一旦掉落，可能会造成比较大的安全事故。

中国专利文献CN104895915A与中国专利文献CN201043106Y一样，其轮毂上用于支撑橡胶轮圈的部分都直接提供轴承座孔，尽管中国专利文献CN104895915A采用对称结构减小了单端轴承座孔的轴向长度，但橡胶轮圈的拆卸仍然需要拆掉单边支撑体，整体的拆卸难度比较大。

申请人于2017年9月1日提出了发明名称为“轮毂、滚轮及滚轮罐耳”、申请号为2017211137859的实用新型专利申请，其提出将轮毂构造为内圈和外圈组合体，其中外圈由左右外圈组成，可以单边拆卸，从而降低橡胶轮圈的拆卸难度。以此为技术构思，开拓出了新的技术路线，有必要完善该技术路线，发明人认为该技术路线有利于进一步减轻轮毂重量，并增加滚轮罐耳的可维护性。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种可维护性更强的滚轮轮毂，并进一步提供了一种具有该滚轮轮毂的滚轮，以及配有该滚轮的滚轮罐耳。

依据本实用新型的实施例，提供一种组合式空心轮毂，外周具有胶轮槽，且包括具有中心座孔的轴承座，所述组合式空心轮毂还包括：

端板，为环形件，内径大于等于轴承座座孔直径，并小于轴承座的外径，在轴承座的两端各配有一个，并与轴承座固定连接，用于构建胶轮槽的轮缘；相应两端板至少其一与轴承座可拆连接；

支撑圈，与轴承座同轴线，并通过所述端板和/或附加连接件与轴承座间固定连接；

锥套，配有一对，斜面相对地套装于所述支撑圈，以构建所述胶轮槽，且至少位于可拆的端板侧的锥套可拆。

上述组合式空心轮毂，可选地，端板内径大于轴承座座孔而在轴承座端部轴向暴露出的部分开有螺钉孔，用于端盖或油封盖的装配。

可选地，所述端盖开有作为轴承座油孔的中心孔；

为所述中心孔配有油塞。

可选地，为所述中心孔配有向内悬伸的套管。

可选地，轴承座的两端设有用于相应端板定位的轴肩，相应地，端板的内孔与确定轴肩的小径部分形成轴孔配合。

可选地，两端板中的第一端板套装于相应小径部分后，在确定轴肩的大径部分侧与轴承座间焊接；

相应地，两端板中的第二端板与轴承座间为可拆连接，且第二端板所在端为相应于滚轮轮轴的头端。

可选地，支撑圈与第二端板间焊接，从而该第二端板、支撑圈和轴承座间形成焊接总成。

可选地，在支撑圈与轴承座间还设有支撑体，该支撑体偏置于第二端板侧。

可选地，所述支撑体为一组块体，该组块体在轴承座的轴向均置。

可选地，块体的向心端焊接在轴承座上；

块体的离心端焊接在支撑圈的内表面或者与支撑圈的内孔过盈配合。

可选地，块体上开有螺纹孔以构成所述附加连接件，相应地，第一端板通过螺钉与块体固定连接。

可选地，所述轴孔配合为过盈配合。

可选地，端板的内孔长度大于提供小径的轴段长度，从而在轴承座端由端板内孔和轴承座座端确定出定位槽，以用于端盖或油封盖的装配定位。

依据本实用新型的实施例，还提供了一种具有前述的组合式空心轮毂的滚轮。

依据本实用新型的实施例，还提供了一种具有如前所述的滚轮的滚轮罐耳。

依据本实用新型的实施例，首先，将轮毂分成更小的单元，铸造工艺性比较好，相对于大件，废品率相对比较低，并且即便是某个小的单元出现铸造缺陷，也只是报废小的单元，而不是整个轮毂。由于用于构建胶轮槽的锥套和端板至少在轴承座的一端可拆，从而，单边拆除端板和锥套后就可以更换胶轮圈，而不是整体更换。同时，由于件小，拆卸操作难度低，安全性相对也比较高。此外，由于需要拆卸的部件受到的干涉更少，可维护性更强。

附图说明

图1为依据一实施例中一种滚轮结构示意图。

图2为一种轮毂主体主剖结构示意图。

图3为相应于图3的左视结构示意图。

图4为一种锥形衬套结构示意图。

图5为一种端盖结构示意图。

图6为一种油封盖结构示意图。

图中：1.胶轮，2.锥形衬套，3.挡圈，4.轴承座，5.螺钉，6.弹性垫圈，7.油封盖，8.密封件，9.轮轴，10.圆螺母，11.止动垫圈，12.圆锥滚子轴承，13.支撑圈，14.胶轮盖，15.六角螺钉，16.弹性垫圈，17.螺钉，18.端盖，19.十字沉头螺钉，20.锁紧块。

21.螺钉孔，22.轴肩，23.螺钉孔，24.段焊缝，25.螺钉孔，26.定位凸环，27.定位槽，28.焊缝，29.减重通风孔。

30.过孔，31.套管，32.环焊缝，33.光孔，34.锥形沉孔。

35.迷宫槽，36.轴孔，37.装配盘，38.定位凸台。

A.锥角。

具体实施方式

依据行业标准《矩形钢罐道 滚轮罐耳》（MT236-2011），滚轮罐耳基本结构包括用于滚轮罐耳在例如罐笼上安装的支座，通过销轴连接或者固定连接在支座上大致呈L型的支架，支架则通过转轴连接滚轮，支架的末端通过缓冲器连接在支座上。

支座、支架和缓冲器构成一个等效的三角形结构，缓冲器的轴向变动，会使支架产生一定量的摆动，从而能够对滚轮进行缓冲。滚轮需要承载一定的载荷，是滚轮罐耳中相对容易失效的部件。

滚轮的基本结构包括具有胶轮槽的轮毂，整体与汽车车轮相类似，在滚轮罐耳领域，胶轮槽用于安装胶轮圈，而车轮轮毂上的轮槽则用于安装轮胎。

胶轮圈相对容易失效，而轮毂也有可能会产生变形，如背景技术部分所述，满足胶轮圈在轮毂上安装的基本要求，轮毂都是分体间通过可拆连接件装配的装配结构，最基本的装配方式是将轮毂由左轮毂和右轮毂通过螺栓连接而成，在一些应用中，例如宽体滚轮，轮毂由左轮毂、中轮毂和右轮毂通过螺栓装配而成，拆开后，拆开螺栓，可以更换胶轮圈。由于存在如背景技术部分所述及的问题，当前滚轮的轮毂拆解都比较困难。因此，相对易拆的滚轮轮毂也逐渐的出现在市场上。

图1是一种比较典型的具有轮轴9悬伸结构的滚轮，该种结构基于可维护性较高的要求，不适于两端支撑的滚轮。一般而言，滚轮的基本参考系是其轮轴9的轴线，其确定出滚轮的轴向、周向和径向。并且一般而言，对于滚轮罐耳上所使用的滚轮，其宽度一般较大，其轴承座4内空间由端盖18和图中所示的油封盖7所确定，而具有确定的内和外。

关于组合式空心轮毂，其主要通过将轮毂小件化，一方面降低制造难度，另一方面，基于可拆性而提高可维护性，尽管小件化会导致整体的结构强度下降，但通过小件间的特定连接，仍然能够使轮毂在整体上具有相对较高的强度和刚度，例如图2和图3中所示的焊接结构。

对于制造难度，目前滚轮罐耳的轮毂主要是铸造件，其个体相对较大，对于大件铸造，出现铸造缺陷的概率相对较大，并且大件报废的损失也相对较大。相对而言，小件铸造工艺性比较好，即便是报废，单个小件的报废损失相对较小。

此外，都与某些小件，可以不采用铸造工艺制造，例如挡圈3等，直接在板料上下料获得，工艺可选择性会更好。

图1中，用于胶轮1在滚轮上安装定位的结构组件包括胶轮盖14、挡圈3、锥形衬套2，其中锥形衬套2有一对，小端相对而形成V型胶轮槽，而胶轮盖14和挡圈3整体上记为端板，两者形成V型胶轮槽的两个轮缘，用于将胶轮1约束在胶轮槽内。

由于例如轮缘或者说端板以及锥形衬套2的存在，胶轮1不能在无损状态下拆下，在已有的滚轮轮毂结构中，其一般是左右对称结构或者左右两部分存在其他的装配结构，这种结构所产生的两个基本结构仍然很大，并且装拆干涉较多。

在图1中，拆卸下六角螺钉15，个体相对较小的胶轮盖14就可以拆下，然后取出图中左边的锥形衬套2，从而胶轮1在图1中左侧的约束被解除，胶轮1可从该侧拆除，所需要拆除的件都比较小，并且不需要把整个滚轮都拆下，对轴承，如图中所示的圆锥滚子轴承12（轴承内圈和外圈很多时候都是采用过盈配合，拆装难度比较大）的损伤较小，因此能够使轴承的使用寿命相对较长。

图1中可见，用于胶轮1在轮毂上装配的结构是胶轮槽，胶轮槽大致是一种V型槽，并且还由胶轮盖14和挡圈3构造出轮缘，对具有一定硬度的胶轮1形成相对可靠地约束，对于胶轮1损坏后的更换，在图1所示的结构中，需要把胶轮槽的左半部分解除，轮毂的其余部分都可以保持不动。

对于胶轮盖14和挡圈3作为两个端板，用于表示用以构建轮缘以对胶轮1的两端进行约束的结构件。

两个端板借以形成约束的基体是轴承座4，图1所示的轴承座4为无座部轴承座，整体上大致可以看成一个回转体结构，轴承座座孔用于安装轴承，轴承的内圈与轮轴9配合形成滚动支撑。

对于轴承，重载应用一般采用滚子轴承，在图1所示的结构中，采用一对圆锥滚子轴承12以实现对径向载荷和轴向载荷的承载。

关于两轴承的定位，在轮轴9的左端有一个用于定位的台肩，对位于左边的圆锥滚子轴承12的内圈实现轴向定位，在轴承座孔的中间设有一个内凸环，以用于两个圆锥滚子轴承12外圈的定位，进而在位于右边的圆锥滚子轴承12的右边设有一个圆螺母10，以锁紧位于右边的圆锥滚子轴承12的内圈。

为了避免圆螺母10松动，为圆螺母10提供一个止动垫圈11。

另外，关于空心轮毂的空心，其主要作用是减轻轮毂的重量，现有技术中普遍采用较薄的辐板或者采用轮辐结构以减轻轮毂的重量，在本实用新型的实施例中，则通过板件间的连接，构造出空心结构以实现轮毂的轻量化，重点在于两个端板的配置，其配置在轴承座4的两端，介于两个端板之间的空间，部分地为空心结构。相对而言，对于较薄的轮辐，其位置偏向于内侧，或者两个轴承之间，抗扭截面系数相对较小，而两个端板更偏向于外，并且基于与其他部件的连接，易于形成抗剪截面系数相对较大的结构，从而在整体重量相对较小的情况下，仍然能够具有较大的结构强度和刚度。

关于端板，其构造为环形件，而具有内孔，该内孔的内径大于等于轴承座4的座孔直径，并小于轴承座4的外径，当端板与轴承座4同轴线装配时，端板的内孔与轴承座座孔也同轴线，若端板内孔的直径与轴承座座孔相等时，轴承盖（如图1中所示的油封盖7）和端盖18需要装配在端板上，如果端板的内孔大于轴承座4的座孔直径时，端板与轴承座4同轴线装配后，在轴承座端大致构造出一个沉孔结构，可用于例如端盖18的定位装配。

端板与轴承座4之间的固定连接，包括但不限于直接连接，例如图1所示的结构中，胶轮盖14与轴承座4间除了胶轮盖14内孔与轴承座4间的轴孔配合外，还存在着通过锁紧块20的间接连接。

两个端板用于构建胶轮槽的轮缘，在图1所示的结构中，轮轴9的左端是头端，右端用于滚轮在滚轮罐耳上的装配，左端不存在装拆胶轮1的滚轮罐耳侧干涉部件，加以对应的，胶轮1在图1所示的左端可拆。

可以理解的是，当相应两端板至少其一与轴承座4间可拆连接时，基于发明目的之一的可维护性，可拆的端板应与轮轴9的头端在同端。

进而提供一个支撑圈13，支撑圈13为圆筒形结构，该支撑圈13与轴承座4同轴线，并通过所述端板和/或附加连接件与轴承座4间固定连接，可以理解的是，由于支撑圈13外廓为柱面，不影响胶轮1的拆卸，支撑圈13与轴承座4间可以采用固定连接，如图2中所示的通过挡圈3的焊接，结构强度相对较高。

关于锥套，即如图1所示的锥形衬套2，其主要用于构件V型槽的槽部，显然两个锥形衬套2的小端相对或者说斜面相对。在装配关系上，锥形衬套2套装在支撑圈13上，两者之间采用间隙配合（基于公差的间隙配合），以方便装配和拆卸。

两锥套与支撑圈13之间是否可拆对整体强度影响不大，但对可维护性影响较大，因此，两个锥套在优选的实施例中与支撑圈13间采用可拆连接，具体是套装。

此外，两个锥套在图1中的右边的锥形衬套2可以与挡圈3焊接在一起。

在前述的结构描述中可知，端板内径大于轴承座4座孔而在轴承座4端部轴向暴露出的部分开有螺钉孔23、螺钉孔25，该种结构可见于附图2的左端，会在轴承座4端形成一个沉孔结构，记为定位槽27，可以将例如端盖18纳入其中，可以形成可靠的定位，以利于装配。

同样，关于油封盖7也可以采用沟槽定位方式进行初始的定位，然后再使用例如螺钉5进行固定。

关于现有滚轮罐耳，其轴承在一些实施例中采用带盖轴承，内部封有润滑脂，或者采用其他的免维护结构，但由于滚轮罐耳工作环境比较恶劣，轴承需要有良好的润滑。在图1所示的结构中，端盖18开有中心孔。相应地，在轮轴9上开有油孔，油孔从左端向右打盲孔，然后再从相应于两个轴承之间的位置开径向孔，形成油道。从而，可以从端盖18侧进行润滑油、润滑脂或者固体润滑剂的加注。

相应地，为端盖18上所开的中心孔配有油塞。

为避免运动干涉，端盖18与轮轴9的头端需要保持一定的距离，尤其是考虑到重载状态下，轮轴9会因受热延长，因此所述距离通常不小于2mm，为了有利于润滑剂能够更多的加注在两个轴承之间，在图5所示的结构中，为端盖18所开中心孔配置一套管31，以延长位于端盖18上的油孔的长度，套管31为端盖18的内侧，即与轮轴9相对的一侧，并向轮轴9延伸。

轮轴9上所开油孔的孔径大于套管31的外径，从而套管31可以部分的探入到油孔内，以减少从套管31与油孔配合间隙泄流出来的润滑剂。

套管31在端盖18上的装配结构采用焊接结构，形成如图5中所示的环焊缝32，套管31部分的纳入到端盖18上的中心孔内，中心孔的外端侧开有锥形沉孔34，以配合图1中所示的十字沉头螺钉19，该十字沉头螺钉19作为油塞，图5中的过孔30则作为注油孔。

在优选的实施例中，轴承座4的两端设有用于相应端板定位的轴肩22，参见说明书附图2，轴肩2的存在可用于端板的初始定位，对于后续的装配具有约束作用，以提高整体的装配精度。

相应地，端板的内孔与确定轴肩2的小径部分形成轴孔配合，即端板套在确定轴肩的小径部分上，两者之间易于采用过盈配合，以获得比较高的同轴度。

单纯基于定位，确定轴肩2的小径部分可以相对较短，其长度为端板厚度的三分之一到二分之一，据以确定出的定位槽可用于如前所述的端盖18或者油封盖7的装配定位。

参见说明书附图2和3，挡圈3套装于相应小径部分后，在确定轴肩22的大径部分侧与轴承座4间焊接，形成第一总成，焊接结构强度高，并且不影响所期望的可维护性，即不影响胶轮1的拆卸。

挡圈3与轴承座4间所采用的焊接结构是环缝焊接。

支撑圈13与挡圈3之间的焊接采用段焊，形成例如段焊缝24，同样地，挡圈3与轴承座4之间的焊接也采用段焊，形成段焊缝24。

对于胶轮盖14，其与轴承座4间采用可拆连接，以用于胶轮1在该端的拆卸，胶轮盖14所在端为轮轴9的头端。

胶轮盖14如果个体较大，覆盖轴承座4端部较大的面积，胶轮盖14与轴承座4间可以采用螺栓连接，相应的螺栓在装配接合面上环形分布。

胶轮盖14与轴承座4间可以直接连接，也可以间接连接，在图1和图2所示的结构中，则示出了一种间接连接结构，图中含有一组锁紧块20，锁紧块20焊接在轴承座4上，锁紧块20上开有螺钉孔21，胶轮盖14通过螺钉17装配在轴承座4上。

在一些实施例中，可以采用一个环体来替换一组锁紧块20，环体的内孔与轴承座4形成轴孔配合，然后焊接，环体的外廓与支撑圈13形成轴孔配合，然后焊接，可以获得更加良好的支撑能力。环体上再开螺钉孔21，以用于与螺钉17匹配，实现对胶轮盖14的装配。

对于锁紧块20，相邻锁紧块20之间形成孔，可以在滚轮滚动过程中贯入气体，有利于其冷却。并且多个锁紧块20的重量要小于整个环体的重量，可以有效减轻轮毂重量。

关于锁紧块20，其在轴承座4上的连接结构是焊接，焊接完成后，在轴承座4的图3所示结构中，形成一个大致呈梅花状锁紧块20分布结构。进而，对于锁紧块20与支撑圈13间的装配，两者之间可以采用过盈配合，基于过盈实现连接，结构可靠性仍然会比较好。

在一些实施例中，如图3所示，锁紧块20与支撑圈13之间采用焊接结构，以获得更好的连接强度。

在图2所示的结构中，支撑圈13与挡圈3采用焊接连接，从而该挡圈3、支撑圈13和轴承座14间形成焊接总成，提供一个结构强度相对较高的装配基础。

此外，关于锥套，如图4所示的锥形衬套2，其整体为圆台结构，两个锥形衬套2在图1所示的结构中小端相对配合形成V型槽，锥角A去8~10度。

图1中所示的油封盖7是轴承盖的一种，油封盖7与轮轴9之间需要密封，图1和图6中，油封盖7上开有迷宫槽，然后配合一个密封件8，密封件提供密封接合面。