1 使用領域

　　本托輥組可應用于港口、鋼鐵、煤炭、糧食、水泥、礦山、等輸送機應用的領域。

　　對于帶式輸送機，托輥組是關鍵部件，隨著輸送機向高帶速、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標準托輥組邊支柱的強度不夠時，很容易產(chǎn)生托輥支架變形，導致輥子脫落，俗稱“掉蛋”。③標準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)背景技術所述問題，而且能適用于高帶速、大帶寬輸送機。

　　本托輥組采用的技術方案為：

　　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度高，經(jīng)過后續(xù)的有限元分析，在同等的強度要求下，這種鋼管結(jié)構的橫梁變形、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，從外觀及強度上使得該種結(jié)構橫梁更加美觀，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來。這個設計是把中間的托輥水平移除原來的位置，移動距離應該大于輥子直徑，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。這樣改進后使輸送帶不能與輥子邊緣接觸，消除了劃傷膠帶的情況。

　　⑤前傾的設計，是吧普通前傾托輥的做法移植進來，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，從而產(chǎn)生一定的調(diào)偏作用。

　　[ 圖1 本托輥組技術方案圖][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的運行要求。在實際的應用中可根據(jù)實際的帶式輸送機受力通過有限元計算對材料的大小進行跟精確的計算，從而進一步減少制作成本。

　　上述改進均經(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用

　　該種托輥組應經(jīng)在山西、神東、準格爾等地的煤礦及洗煤廠的帶式輸送機中得到了廣泛應用，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成本。前傾前置槽型托輥組經(jīng)過計算及參數(shù)化設計目前已經(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行了優(yōu)化設計即取得了較好的使用效果，又能有效的降低制造成本。該托輥組設計獲得了國家實用新型專利。