1 使用領(lǐng)域

　　本托輥組可應(yīng)用于港口、鋼鐵、煤炭、糧食、水泥、礦山、等輸送機(jī)應(yīng)用的領(lǐng)域。

　　對于帶式輸送機(jī)，托輥組是關(guān)鍵部件，隨著輸送機(jī)向高帶速、大帶寬發(fā)展的今天托輥組出現(xiàn)以下問題：①普通的托輥組很難適用，尤其是兩支輥子間的間隙很容易劃傷輸送帶。②標(biāo)準(zhǔn)托輥組邊支柱的強(qiáng)度不夠時，很容易產(chǎn)生托輥支架變形，導(dǎo)致輥子脫落，俗稱“掉蛋”。③標(biāo)準(zhǔn)的托輥組橫梁材料利用不合理，邊支柱剛度不足，橫梁材料相對較大。

　　2 前傾前置槽型托輥組特點

　　前傾前置槽型托輥組開發(fā)背景技術(shù)所述問題，而且能適用于高帶速、大帶寬輸送機(jī)。

　　本托輥組采用的技術(shù)方案為：

　　①把普通托輥組的邊支柱由沖壓槽型鋼板改為沖壓平鋼板，如圖1中的序號2所示。不采用原有的U型槽的邊支柱，省去了沖壓U型槽的過程，該設(shè)計能降低沖壓難度，減輕重量，使邊支柱的生產(chǎn)效率大幅提升，也使得涂裝過程相對簡單。

　　②把托輥組的下橫梁由一般托輥組的角鋼換為鋼管，如圖1中的序號1所示。鋼管的受力性能要比原有的角鋼受力強(qiáng)度高，經(jīng)過后續(xù)的有限元分析，在同等的強(qiáng)度要求下，這種鋼管結(jié)構(gòu)的橫梁變形、位移均比原有的角鋼橫梁要小，證明這種材料的代用會使托輥組大幅度的降低了重量。通過這兩項的優(yōu)化，從外觀及強(qiáng)度上使得該種結(jié)構(gòu)橫梁更加美觀，受力簡單。

　　③在邊支柱的端部增加卡板，防止邊輥脫落現(xiàn)象的發(fā)生，如圖1中的序號3所示。分析托輥脫落現(xiàn)象的原理發(fā)現(xiàn)，首先中間輥不會脫落，其次邊輥的下部為中支柱，強(qiáng)度相對較大，也不會產(chǎn)生脫落現(xiàn)象。分析結(jié)果為邊支柱較長產(chǎn)生彈性變形由于物料的沖擊可能使邊輥與邊支柱處產(chǎn)生脫落。所以直接采取了增加卡板的做法。同時在邊支柱與鋼管橫梁間增加了斜支撐的鋼板如圖1中所示，以提高邊支柱的剛性。

　　④將“品字”型托輥的中間平輥前置的融合進(jìn)來。這個設(shè)計是把中間的托輥水平移除原來的位置，移動距離應(yīng)該大于輥子直徑，讓三支輥子的軸線不在同一平面內(nèi)，然后將兩個邊輥向中間移動一段距離，使相鄰兩支輥子間產(chǎn)生一段小的重疊區(qū)域。這樣改進(jìn)后使輸送帶不能與輥子邊緣接觸，消除了劃傷膠帶的情況。

　?、萸皟A的設(shè)計，是吧普通前傾托輥的做法移植進(jìn)來，從而使邊輥產(chǎn)生前傾效果，使該型號托輥組可以用于布置前傾托輥的帶式輸送機(jī)，從而產(chǎn)生一定的調(diào)偏作用。

　　[ 圖1 本托輥組技術(shù)方案圖][1為橫梁 2為邊支柱 3為卡板 4為中支柱]

　　3 前傾前置槽型托輥組的有限元分析

　　3.1 受力模型的建立

　　選取B=1 800 mm，35 °槽型托輥組，輥子直徑φ194，軸承型號4G308，由于只對前傾前置槽型托輥組橫梁進(jìn)行分析，對輥子只按外形尺寸建立模型做為橫梁的荷載施加點，材料按Q235A選取，繪圖軟件采用Auto Desk Inventor。

　　3.2 施加受力及約束

　　首先對托輥組的安裝面施加固定約束，根據(jù)托輥組選型手冊的承載力對托輥組施加受力，此處施加受力時邊輥的受力比中間輥要小，通常為中間輥受力的50%，根據(jù)此比例對受力進(jìn)行分解，然后施加于每支輥子上。

　　3.3 受力模型的單元網(wǎng)格的劃分

　　對上述操作后的模型進(jìn)行的單元網(wǎng)格的劃分，具體網(wǎng)格劃分情況如圖2所示。

　　3.3 有限元分析結(jié)果

　　通過Auto Desk Inventor的內(nèi)置有限元分析模塊對模型進(jìn)行分析，計算結(jié)果如圖3、圖4、圖5所示。

　　上述結(jié)果表明此托輥組橫梁的等效應(yīng)力、位移及安全系數(shù)等都滿足要求，同樣的方法對傳統(tǒng)的托輥橫梁進(jìn)行計算，對比兩種托輥組的計算結(jié)果，新的前傾前置槽型托輥組位移比傳統(tǒng)托輥橫梁要小，安全系數(shù)比比傳統(tǒng)托輥橫梁要高。通過上述計算與類比，新的前傾前置槽型托輥組能滿足實際的帶式輸送機(jī)的運行要求。在實際的應(yīng)用中可根據(jù)實際的帶式輸送機(jī)受力通過有限元計算對材料的大小進(jìn)行跟精確的計算，從而進(jìn)一步減少制作成本。

　　上述改進(jìn)均經(jīng)過有限元計算，能確保托輥組的承載能力不低于同規(guī)格的普通托輥組。

　　4 前傾前置槽型托輥組的應(yīng)用

　　該種托輥組應(yīng)經(jīng)在山西、神東、準(zhǔn)格爾等地的煤礦及洗煤廠的帶式輸送機(jī)中得到了廣泛應(yīng)用，取得了較好的使用效果。起到了減少膠帶劃傷，單根橫梁的重量一般能減少15%，從而降低了帶式輸送機(jī)成本。前傾前置槽型托輥組經(jīng)過計算及參數(shù)化設(shè)計目前已經(jīng)形成了系列產(chǎn)品，從而使該種托輥組能向更廣泛的應(yīng)用推廣，該托輥組目前正在向水泥、港口、鋼鐵等行業(yè)推廣。相信不久的將來帶式輸送機(jī)行業(yè)會大范圍的使用這種托輥組。

　　5 結(jié) 語

　　該托輥組對托輥組的支架進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計即取得了較好的使用效果，又能有效的降低制造成本。該托輥組設(shè)計獲得了國家實用新型專利。