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托辊制造与质量控制

点击次数:  信息来源:  发布时间:2018-12-12 20:26:55  【打印此页】  【关闭

 一、问题的提出 

      现在,高产高效矿井所使用的带式输送机不仅用量大,而且额定输送量也越来越大,其技术方案中,大多采用提高带速的方向来实现,这样就对承载托辊的技术性能提出更高的要求。本人参与了仿英、德等国带式输送机的使用、检修和制造。现在,从事带式输送机及其托辊的生产制造和售后服务。在承担煤矿用DSJ系列可伸缩带式输送机(包括主要配件——滚筒、减速器、托辊)的生产制造和DT系列通用带式输送机整机和配件的生产制造,就托辊制造与质量控制谈一谈技术浅见。 

      目前国内煤矿井下使用的带式输送机带速一般控制在7.1m/s之内(GB 50431-2008 <带式输送机工程设计规范>3.2条款中规定带宽1800mm~2800mm条件下,最高带速为7.1m/s)。带速提高后托辊转速也随之增大,导致托辊的旋转阻力增大和使用寿命降低。根据国家标准的规定托辊转速不得大于600r/min(见GB10595-2009),否则托辊旋转阻力会急剧增大,并导致使用寿命急剧下降。当托辊转速超度600r/min时刻采用加大托辊直径的方法来降低托辊的转速。 

       托辊是带式输送机的重要配件。其重量约占整机重量的1/3。根据现场调查,煤矿井下托辊的使用寿命一般在4000~6000h 。在机械化综采、综放工作面顺槽中使用的托辊,在采完一个工作面后,托辊损坏数量约占30%~50%,消耗量很大。煤矿中带式输送机停机事故,在阜新矿业集团各矿的运行中,50%的故障是托辊故障所致。因此,提高托辊制造质量对降低带式输送机的能耗、运转效率至关重要。

    二、托辊质量分析 

       托辊在结构中的密封形式、加工质量、轴承、轴承杯润滑脂等方面决定着托辊的综合质量。目前发达国家使用的新型注油托辊,其运行阻力小,轴承采用稀油润滑,托辊带速可达6~8m/s,寿命可达10a以上。因此要提高我国输送机托辊技术,很重要的一点就是应该通过改进密封结构和润滑方式来提高托辊的综合质量。目前,国内托辊采用双迷宫非接触式密封、大游隙KA系列专用轴承、3#锂基润滑脂的结构。这种结构形式下的托辊提高质量的主要环节是制造加工质量和主要构件的质量。国内托辊生产厂家的加工工艺和设备精度保证不了设计要求,致使托辊旋转阻力大、空载能耗高、使用寿命短。因此要制造出高质量的托辊要制定相应的工艺流程,改进托辊的加工工艺、提高设备精度、制做相应的工艺装备,才能满足带式输送机的高速、高运量和使用寿命。要把托辊的使用寿命由6000h向上提高至10000h,这样每年托辊的损坏数量可减少2/3,经济效益相当可观。

    三、托辊损坏的主要原因及应对措施    

   1、轴承质量 

      托辊的使用寿命主要取决于轴承及密封的性能,如果托辊使用的轴承和密封性能良好,托辊的使用寿命就会大大延长。测试结果表明,轴承的摩擦阻力约占托辊旋转阻力的1/4~1/8 。目前托辊采用的轴承型号6204KA、6205KA、6305KA、6306KA等滚动轴承。通常对国内外轴承的分析,认为国产轴承在加工精度和材料热处理等方面与发达国家基本相同,但1974年引进的英国道梯公司与伽立克公司由于采用415705型托辊专用轴承,其使用寿命与我国普通滚动轴承的寿命相比提高10倍以上,旋转阻力降低2倍以上。可见,我国应提高轴承加工精度和热处理质量,应赶超世界发达国家水平。  轴承质量决定着运行寿命。目前,有相当一部分生产厂家选择低价、低质量轴承组装托辊,其内外径尺寸精度、硬度和游隙都达不到技术标准要求。因此,必须购入国内正宗轴承生产厂家,如:瓦房店轴承公司、洛阳轴承公司的可靠产品。 

   2、轴承杯质量

    轴承杯内孔加工精度差,导致轴承在轴承杯内周向窜动,是损坏托辊的原因之一。  冲压轴承杯,许3套冲压模具完成成品制作。冲压模具质量决定了轴承杯的质量,也就决定了轴承的寿命,最终关联着托辊的使用寿命。因此,托辊生产厂家,必须跟踪考核和做管理评审,以确保是合格的采购控制清单名录者,对购入的轴承杯严格按检验规程进行检验。 

 3、轴承杯与托辊管体的焊接 

      轴承杯与管体的焊接质量差,引起轴向脱开或灰尘和水浸入托辊轴承内导致托辊损坏。因此,必须将轴承杯与管体的焊接列入托辊生产加工工艺流程图中的特殊工序和关键工序,专门制定该工序的作业指导书,应选择氩气或CO2气体保护焊进行施焊。作业指导书中对于焊接电压、焊接电流、送气流量、送丝速度、管体选择线速度等参数做明确给定。对施焊设备、焊丝材料和施焊操作者都要做验证和标定。综之,轴承杯与管体的焊接应作为特殊工序点来控制,编制特殊工序作业指导书。 

4、润滑脂的选择 

     润滑脂选择不当,就会引起轴承损坏,进而导致托辊损坏。MT821-2006煤炭行业标准中明确要求选择3#锂基脂,各生产厂家必须遵照执行。否则,托辊运行几小时后就会损坏。  这里强调的是:对于-25℃下运行环境下的托辊轴承,必须选择特殊型号的耐低温的航空润滑脂。 

5、托辊装配 

    托辊装配不仅要制作专门的工艺装备,而且必须是在托辊压装机上来完成。只有这样,才能控制轴承、密封组件和挡圈的轴向规定装配压力。还要要求施工者必须经过技术培训考试合格的装配钳工进行操作。综之,托辊装配应作为关键工序点来控制,编制关键工序作业指导书。 四、结束语  托辊是带式输送机的主要易耗易损配件,量大面广,其质量直接影响输送机的正常运行。因此,提高托辊质量对降低能耗、节省费用、增加运行可靠度具有很大的关联作用。随着输送机向长距离、大运量、高速度的方向发展,对于托辊在密封结构、加工制作质量、轴承、轴承杯、密封组件、润滑脂等方面都提出了更高德要求,只有严格控制工艺、构件质量和润滑脂选择等全过程的科学管理才能根本上提高托辊的质量,进而延长输送机的维修周期,保障带式输送机在高产高效矿井中发挥应有的作用。