佘玉輝

（新疆五鑫銅業(yè)有限責(zé)任公司阜康831500）

自制皮帶運(yùn)輸機(jī)鋼托輥耐磨層

佘玉輝

（新疆五鑫銅業(yè)有限責(zé)任公司阜康831500）

托輥?zhàn)鳛槠н\(yùn)輸機(jī)的重要組成部分，是一種易損件，其使用壽命的長(zhǎng)短及故障率的高低直接影響皮帶運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)率。本文針對(duì)給礦系統(tǒng)皮帶運(yùn)輸機(jī)鋼托輥磨損情況較為嚴(yán)重的現(xiàn)狀，進(jìn)行重新改造，達(dá)到提高鋼托輥耐磨性的目的，大大降低由于鋼托輥磨損對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)造成的二次損害。

鋼托輥耐磨層自制PE高分子塑料管

0 緒論

皮帶輸送機(jī)作為給礦部分的重要組成部分，是較為常用且較為實(shí)用的運(yùn)輸設(shè)備，具有運(yùn)行維護(hù)成本低、運(yùn)行穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)；但由于其連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)性，其起傳動(dòng)及支撐作用的鋼托輥的磨損就避免不了，如何在保證設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率的同時(shí)又能降低鋼托輥的維護(hù)更換成本，對(duì)此我公司進(jìn)行了專門(mén)的技術(shù)改造，解決了這一問(wèn)題。

1 鋼托輥磨損情況調(diào)查

皮帶輸送機(jī)作為給礦部分的重要組成部分，是較為常用且較為實(shí)用的運(yùn)輸設(shè)備，具有運(yùn)行維護(hù)成本低，運(yùn)行穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。托輥是皮帶輸送機(jī)的輸送帶及貨載的支承裝置，托輥隨輸送帶的運(yùn)行而轉(zhuǎn)動(dòng)，以減小輸送機(jī)的運(yùn)行阻力。托輥用于支撐輸送帶和輸送帶上所承載的物料，使輸送帶穩(wěn)定的運(yùn)行。托輥質(zhì)量的好壞取決皮帶輸送機(jī)的使用效果，特別是輸送帶的使用壽命。而托輥的維修費(fèi)用成為皮帶輸送機(jī)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用的重要組成部分，因此要求托輥要結(jié)構(gòu)合理，經(jīng)久耐用，密封可靠，粉塵不能進(jìn)入軸承，從而使輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)阻力小、節(jié)省能源、延長(zhǎng)使用壽命。但同時(shí)由于其連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)性，其起傳動(dòng)及支撐作用的鋼托輥的磨損就避免不了。托輥被認(rèn)為是帶式輸送機(jī)中的小部件，可是一臺(tái)輸送機(jī)的托輥數(shù)量很多，托輥質(zhì)量的好壞，對(duì)皮帶輸送機(jī)的運(yùn)行阻力、輸送帶的壽命、能量消耗及維修、運(yùn)行費(fèi)用等影響很大。技術(shù)性能如果不好，對(duì)帶式輸送機(jī)運(yùn)行功率的損耗也最大。托輥出現(xiàn)早期失效后，與膠帶之間正常的滾動(dòng)摩擦，變成了不正常的滑動(dòng)摩擦，旋轉(zhuǎn)阻力就會(huì)數(shù)倍的增加，需要更大的驅(qū)動(dòng)功率。托輥質(zhì)量的好壞直接影響輸送機(jī)的運(yùn)行，而且托輥的維修費(fèi)用成為帶式輸送機(jī)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用的重要組成部分，所以要求托輥能經(jīng)久耐用，提高使用壽命。

新系統(tǒng)投入運(yùn)行后，其給礦部分共計(jì)8條皮帶運(yùn)輸機(jī)，其托輥組成情況見(jiàn)表1。

表1 新系統(tǒng)托輥組成情況

在工作了近10個(gè)月后，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，其運(yùn)轉(zhuǎn)期間更換的托輥數(shù)量及規(guī)格見(jiàn)表2。

表2 更換的托輥數(shù)量及規(guī)格

皮帶運(yùn)輸機(jī)配套的各種托輥共損壞更換375個(gè)，其中因鋼托輥的鋼管磨穿造成的損壞約為150個(gè)，占40%以上。托輥鋼管管壁磨穿后形成如同刀刃一樣鋒利的毛刺，極易磨損或割傷皮帶運(yùn)輸機(jī)的橡膠皮帶。例如4月12日，1號(hào)運(yùn)輸皮帶撕裂8 m；10月19日，5號(hào)運(yùn)輸皮帶邊緣撕裂22 m×0.15 m（長(zhǎng)×寬），皆是因?yàn)殇撏休伖鼙诮?jīng)長(zhǎng)時(shí)間磨損后磨穿形成了毛刺，鋒利斷裂邊緣劃傷了橡膠皮帶所造成。

2 皮帶運(yùn)輸機(jī)托輥損壞情況分析

⑴對(duì)鋼托輥進(jìn)行解剖，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)鋼管托輥管壁厚度僅為3 mm，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用后，極易造成管壁嚴(yán)重磨損損壞。

⑵對(duì)解剖的鋼托輥的用料進(jìn)行成分分析，發(fā)現(xiàn)通常鋼托輥采用的是低碳鋼，而低碳鋼耐磨性能相對(duì)較差，容易出現(xiàn)裂紋而破裂。

3 皮帶運(yùn)輸機(jī)托輥改進(jìn)方案

針對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)托輥易出現(xiàn)的故障原因，我們從提高托輥耐磨性上著手改進(jìn)：一是在不增加托輥總重量的前提下增加托輥的管壁厚度；二是選用耐磨性較好的材質(zhì)進(jìn)行改良，同時(shí)要保證不大幅增加改造成本。經(jīng)對(duì)本公司的材料進(jìn)行篩選，決定選用輸送礦漿的礦漿管。

用于輸送礦漿的礦漿管，其材質(zhì)為PE高分子塑料，因?yàn)榈V漿輸送過(guò)程中的磨刷，致使存有相當(dāng)數(shù)量的廢舊PE高分子塑料管，PE高分子塑料管外徑為110 mm，壁厚為9 mm，重約2.64 kg/m。對(duì)鋼托輥的改造方案即將白色的PE高分子塑料管廢棄料料進(jìn)行選擇下料，然后將下好料的PE高分子塑料管熱套在鋼管托輥上，這樣PE高分子塑料管經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的處理后，就可以作為托輥的耐磨層投入到皮帶運(yùn)輸機(jī)上。用PE高分子塑料管制得的托輥套抗靜電、抗燃燒、耐腐蝕、耐磨損、重量輕，制造方法簡(jiǎn)單可行。

同時(shí)PE高分子塑料作為耐磨層進(jìn)行二次利用，重量輕，旋轉(zhuǎn)慣性小。用這種材料制成的托輥耐磨層，耐腐蝕，在腐蝕性場(chǎng)合可使用，而旋轉(zhuǎn)慣性小，托輥與皮帶之間的摩擦小。因此在摩擦系數(shù)保證的前提下，對(duì)運(yùn)輸橡膠皮帶形成有效保護(hù)，減少輸送帶所受的沖擊，有效降低損壞的鋼托輥對(duì)運(yùn)輸橡膠皮帶的撕裂損壞，延長(zhǎng)皮帶使用壽命，從而提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率。

4 改造效果

⑴改造后，加裝耐磨層的鋼托輥經(jīng)過(guò)近半年的使用，還沒(méi)有發(fā)生一例因磨損損壞現(xiàn)象；

⑵PE高分子塑料管可以再加熱后取出，可以實(shí)現(xiàn)多次重復(fù)使用；

⑶自使用以來(lái)，皮帶運(yùn)輸機(jī)的橡膠皮帶未出現(xiàn)新的撕裂或嚴(yán)重磨損狀況，有效延長(zhǎng)皮帶運(yùn)輸機(jī)橡膠皮帶的使用壽命。

⑷PE高分子塑料管由于本身材質(zhì)的原因具有高抗沖擊性、高耐磨性、抗腐蝕性、自潤(rùn)滑性、不易結(jié)垢、適溫性寬、重量輕、安裝方便。

⑸將廢舊的PE高分子塑料管進(jìn)行再次利用，在有利于皮帶運(yùn)輸機(jī)鋼托輥修復(fù)的前提下，也將會(huì)降低車(chē)間的設(shè)備維修及運(yùn)行成本。

5 經(jīng)濟(jì)效益

以每月平均磨損損壞鋼管托輥數(shù)量為基準(zhǔn)計(jì)算直接經(jīng)濟(jì)效益。

⑴鋼托輥Φ89×1 000，單價(jià)158元，鋼管托輥Φ89× 350，單價(jià)68元。

⑵對(duì)比改造前后鋼托輥的消耗情況，2 000 t選廠給礦系統(tǒng)每生產(chǎn)1個(gè)月，可減少材料成本損失10× 68+5×158=1 470元。

⑶每生產(chǎn)1年可減少托輥成本損失：1 470×12= 17 640元。

6 結(jié)論

本文從提高托輥的耐磨性入手，選用廢棄的PE高分子塑料管料，一不增加托輥總重量，二增加了托輥的管壁厚度，熱套在鋼管托輥上，作為托輥的耐磨層投入到皮帶運(yùn)輸機(jī)上。PE高分子塑料管可以再加熱后取出，即可以實(shí)現(xiàn)多次重復(fù)使用，運(yùn)行后，有效降低損壞的鋼托輥對(duì)運(yùn)輸橡膠皮帶的撕裂損壞，延長(zhǎng)皮帶使用壽命，降低了設(shè)備維修及運(yùn)行成本。選用廢棄的PE高分子塑料管料，制作鋼托輥耐磨層有著實(shí)實(shí)在在的改進(jìn)理論原理和具體措施，其充分體現(xiàn)了“最高效率、最低能耗、最優(yōu)價(jià)格”的特點(diǎn)。

[1]輸送設(shè)備維修問(wèn)答[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[2]羅祥林.功能高分子材料[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

[3]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第五版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

[4]魏晉文.煤礦機(jī)電設(shè)備使用與維修[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

收稿：2014-04-02