带式输送机托辊选型设计
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摘 要：本文介绍了带式输送机托辊的种类，分析了托辊直径的选择方法，研究了带式输送机托辊受力计算。
关键词：带式输送机；托辊；托辊受力计算
中图分类号：TH23 文献标识码：A
带式输送机具有输送能力大、输送距离长、运营和维修费用低、结构简单、使用安全可靠、维修方便等突出优点，在港口、矿山、钢铁企业料场的输送线上得到了广泛的应用，多年来一直是连续输送散状物料的主要输送机械之一。托辊组作为带式输送机的重要部件，其总重约占整机的40%，可见，正确的选择托辊组是至关重要的。
托辊的种类繁多，按用途可分为：承载托辊，回承托辊和专用托辊；按支承方式又可分为：支架式和吊挂式两种。可按照需要布置托辊组。胶带机托辊选择应首先根据带速确定托辊直径，根据物料性质、运量以及托辊形式计算托辊受力，使托辊满足强度、刚度、寿命等要求。
1 托辊直径选择
表1 标准托辊直径
托辊直径 Φ89 Φ108 Φ133 Φ159
可选轴承 4G204
4G205 4G204
4G205
4G305
4G306 4G205
4G305
4G306 4G205
4G305
4G306
可选轴径 20
25 20
25
30 20
25
30
25
30
当带速一定时，托辊的直径越小转速越大，振动越强烈。当托辊的振动频率与输送带的振动频率相等时，就产生了共振，共振使输送机不能正常工作。为了避免过大的振动，建议托辊的转速N小于600转/分钟。其中
N=
其中，V为带速，单位m/s。
2 托辊受力分析
1）平形托辊组（一节）—全部重量由一辊承受
1上分支
式中：P—托辊受力值（N）；q—物料重（Kg/m）；qr—托辊回转重量（Kg/m）；qo—胶带重（Kg/m）；a—托辊组间距（m）；φ—冲击系数（与带速和物料的粒度有关）。
2下分支
，
下分φ支取1.4。
2）平行二节辊和V形辊（其中的一辊承受63%）
①上分支
②下分支
，
下分支φ取1.4。
上述公式适应平形托辊组（二节）和V形托辊组
3）三节辊（槽形支承）—中间辊受力最大，其受力值为：
水平段槽形托辊受力计算：
，e为中间辊载荷系数，与槽比有关。
这个比值与槽角有关，L—中间辊长度（m），B—带宽。
3托辊计算
1）托辊结构
一般用途的托辊结构如图1所示，包括辊皮、轴、轴承、轴承座、密封等。
2）托辊材料
辊皮采用 “带式输送机托辊用电焊钢管”，特点是偏心力矩小、平衡好、适合高速运行，是高精直缝高频电阻焊接的有缝钢管。
轴承采用大游隙单列向心球轴承， 采用4G系列。
表2
轴径 20 25 30 35 45
游隙 13～28 15～33 18～36
轴优先采用不经热处理的冷拉圆钢。
直径规格：20、25、30、35、45
材质选用20，一般设计成通轴，也可以设计成阶梯轴。
密封：密封和迷宫式密封均采用尼龙66和尼龙1010。
脂采用锂基脂，轴承座采用08F，08AL，是钢板冲压轴承座，特点是重量轻、容易制造、成本低。
3）轴刚度校验
轴在轴承处的转角
α=
式中：P—托辊外载荷（Kg）；C—托辊支点至轴承中心距离（cm）；L—托辊两支点间的距离（cm）；E—材料的弹性模量（Kg/cm2）；2.0-2.1×106Kg/cm2
J=转动惯量
[σ]许用转角，据轴承大小和轴承间隙，轴承转角的取值为8"～12"
4）轴强度校验
其中Mb=PC/2，。
5）轴承寿命计算
可靠度90%，转速n >10 r/min时
D为托辊直径，单位：m；V为带速，单位：m/s；C为额定动载荷，单位：KN；球轴承寿命系数ε=3。
120℃以下温度系数ft=1，F=P/2，一般应该满足30000小时的寿命。
结语
托辊是胶带机的重要部件，托辊的选择直接影响胶带机的重量、造价和使用效果。因此正确设计计算托辊是胶带机设计中的重要部分。
参考文献
[1]机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，1991，09.
[2]张钺.新型带式输送机设计选用手册[M].北京：冶金工业出版，2001.
[3]孙志礼.机械设计[M].沈阳：东北大学出版社，2000.