关于托辊失效的分析

　　关于托辊失效的分析 

　　众所周知托辊是带式输送机的重要部件，种类多，数量大。它占了一台带式输送机总成本的35%，承受了70%以上的阻力，其作用是支撑输送带和物料重量，所以带式输送机的性能参数，与托辊性能有着密切的联系，其运行阻力、运行时的噪声和输送带的振动等都与托辊密切相关。因此，高性能托辊的研制与开发是带式输送机的关键之一。目前国内煤矿使用的绝大部分国产托辊及少部分进口托辊普遍发生过早失效，使用几百小时就失效的托辊屡见不鲜。每年由于托辊过早失效给企业造成极大的浪费。因此认真分析托辊的失效机理，从中找出解决托辊失效的方法很有必要。

　　托辊失效的诱发因素如下图所示。各因素中，时间因素不是独立的诱发因素，没有力和环境因素的存在，时间因素就失去了意义，它与其它因素组合才起作用。

托辊失效的诱发因素

　　2.1.1托辊轴、管体与轴承座的失效 

　　管体和轴承座在托辊运转中承受交变应力，其失效模式为疲劳失效。托辊轴受力不变(指方向不变)，其失效为断裂失效。 

　　疲劳失效是常见和重要的失效模式之一。理论及实践研究表明，作为单个零件，托辊轴、管体和轴承座的失效几乎不会发生，它们的使用寿命很长，安全性很高。然而，对托辊的全面分析得知，虽然作为托辊管体不容易断裂，但作为托辊管体，其同轴度、径向圆跳动等性能往往不符合托辊性能的要求。从这个意义上讲，钢管制作的托辊管体容易失效。 

　　2.1.2密封件的失效 

　　密封结构有两种形式: 

　　(1)非触式密封，运转阻力小，但密封效果稍差； 

　　(2)接触式密封，密封效果较非接触式好.但是运转阻力偏大。 

　　橡胶密封件广泛地应用於各行各业。密封件一旦失效，轻则使设备不能正常工作、造成经济损失；重则会造成人身伤亡事故。常见的失效原因主要有4种：设计错误、选材错误、密封件质量问题和使用不当。 

　　2.1.3轴承的失效 

　　在理想的运转条件下，滚动轴承在任何应用中都将因疲劳而停止运转。然而，由于托辊的运转环境恶劣，托辊轴承的密封难以保证，致使托辊轴承过早失效。导致托辊轴承失效的原因十分复杂，除了常规的疲劳失效外，固体颗粒、腐蚀性的气体和液体侵人滚道，润滑脂老化，配合零件不同心和密封间隙不适当等都可导致托辊轴承的实际使用寿命大大低于计算的名义寿命。 

　　2.1.4润滑脂的失效 

　　润滑方式有两种:(l)一次性注油润滑，不适合长期运转托辊，托辊运转后期阻力会增大，同时轴承的寿命也较短；(2)可注油式润滑，可以保持轴承处于良好的工作状态，同时又可以将轴承滚道内的污物排除，提高轴承的使用寿命，托辊运行阻力基本恒定。 

　　在托辊轴承中，润滑脂的性能是逐渐变化的。这主要是由于: 

　　(l)润滑脂经受反复剪切，脂的结构发生了变化； 

　　(2)基油逐渐氧化； 

　　(3)尘埃和水份等杂质的侵人； 

　　(4)基油的蒸发及脂的泄漏等的影响。润滑脂失去正常的润滑性能，摩擦温升急剧增加，滚动表面产生烧伤，这种现象就是润滑脂失效。引起润滑脂失效的因素有设计上的不合理、制造质量低劣和材质缺陷等。 

　　由以上分析可知，托辊的寿命取决于轴承的寿命，轴承的寿命又取决于润滑脂的寿命。影响润滑脂寿命的关键因素是托辊的密封性能，而托辊管体及轴承座的精度从根本上决定了托辊的密封性能。