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    新型密封結構尼龍托輥的摩擦磨損試驗研究

    托輥是帶式輸送機中用量最大,更換頻率最高的零部件,是影響輸送機使用效果的關鍵部件之一。占整機重量的30%-40%,整機價格的25%-30%。傳統的托輥由于工作狀況惡劣以及自身機械結構等方面的原因,存在不同程度的易腐蝕、重量大、不耐磨缺點。我廠對自行設計的多層密封結構的尼龍托輥進行試驗,模擬設計了測試托輥密封效果的試驗機,并在此試驗機上進行了托輥的摩擦磨損實驗。

     

    托輥設計

    托輥的“心臟”是軸承,保護軸承的最佳方法是改善密封結構,加強密封。托輥失效表現為軸承的失效,軸承的失效是由于密封效果不良而使粉塵等污染物“有機可乘”。若托輥的密封結構能夠防水防塵,在很在程度上能長期保證潤滑脂的潤滑效果。因此,托輥的實際使用效果由托輥的密封效果所決定。

    新型托輥是專利技術,托輥管體采用耐磨工程塑料:尼龍、超高分子量聚乙烯等;密封結構采用多層密封,比普通的密封結構增加了防水密封(軟墊密封)和附加防塵密封,此外還采用了帶密封的托輥專用軸承。這三重密封結構相配合,可以實現防水防塵的效果.

    具體托輥結構如下圖:

    22


    托輥試驗平臺的搭建

    經考察計算,最終選擇衡水電機股份有限公司生產的Y90L-2型電機。該電機額定功率2.2KW,額定轉速2835 r/min。采購直徑為400 mm的帶輪,計算得試驗臺的實際轉速為496 r/min,線速度約為4.13m/s.

    金屬托輥為河北某機械廠生產的Φ159 mm × 465 mm × 16 mm型號托輥作為對比參考。

     

    實驗計數原則

        試驗中尼龍托輥累計運行60 h 7 s, 鋼制托輥累計運行60 h 9 s。在試驗機運行10-20 h 讀取本次試驗數據。

    1 2


                    尼龍托輥平均功率曲線圖                       鋼制托輥平均功率曲線圖

        

    比較兩張圖可知,尼龍托輥的功耗明顯低于鋼制托輥的功耗。在相同的使用時間內,使用尼龍托輥的帶式輸送機比使用鋼制托輥的帶式輸送機能耗明顯降低。


     托輥磨損量

    托輥的磨損量是指托輥運行一段時間后的直徑值與未試驗前的直徑值之間的差值。

    在托輥長度的中心以及距離中心70 mm、140 mm處的兩側共取5個點測量托輥的直徑。在托輥試驗開始之前先依次測量上述5個點的直徑值,試驗結束之后,再次測量上述5個位置的直徑值。尼龍托輥和鋼制托輥的磨損量結果見下表:

    測試點號

    1

    2

    3

    4

    5

    平均值

    尼龍托輥磨損量 / mm

    0.06

    0.06

    0.02

    0.02

    0.22

    0.036

    鋼制托輥磨損量 / mm

    0.08

    0.02

    0.04

    0.08

    0.08

    0.060

    由上表可達到:單位時間內,尼龍托輥的磨損量小于鋼制托輥的磨損量。

     

    結語

    1. 在帶式輸送機正常運行時,使用尼龍托輥的功耗遠小于使用鋼制托輥的功耗,平均功耗下降了28.3%。在相同的使用時間內,使用尼龍托輥代替鋼制托輥可以大在降低帶式輸送機的運行成本;

    2. 單位時間尼龍托輥的磨損量小于鋼制托輥的磨損量,平均磨損量降低了40%。因此,在相同的工作條件下,尼龍托輥的使用壽命大于鋼制托輥的使用壽命;

    3. 此新型密封結構尼龍托輥具有運行功耗小、使用壽命長、維修費用低等優點,有較高的經濟適用性。

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