新型小行程带式输送机逆止托辊

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Abstract：The paper introduces a new-type roller-type back-stop idler of the short-stroke belt conveyor.tim strtl(lHIalcomposition of the designed idler.with discussion of the ba( k-stop theory and detailed stress analysis.The back-stop deviceis roler seat，including major parts such as roler，roller dis(：and connecting disc.During normal running，the roller andconnecting disc are separated due to the centrifugal force.whitc the roller rols down with the action of its OWl1 gravity andreverse centrifugal force during back-stop.and falls into tbc gap between the roller disc and connecting disc.The sh，1l I-stroke back-stop is realized by controling the relative ang]C between the roler disc and connecting disc。

Keywords：belt conveyor；back-stop idler；short stroke；roler常用的带式输送机托辊有缓冲托辊 、过渡托辊、调心托辊等。上行运输时负载停车是 目前普遍存在的现象，而且断带事故也是经常性的威胁，上述带式输送机上使用的托辊均为双向旋转，发生溜车、断带等事故时，不但物料会堵塞巷道，而且胶带本身在其 自重和物料的共同作用下加速下滑，还会摧毁巷道内的设施，甚至造成人员伤亡。本文针对上运带式输送机，介绍了-种新型小行程逆止托辊，能够有效地同逆止器和断带捕捉器-起防止上运带式输送机因断电或者胶带断裂产生的下滑和倒转，使输送机运行更加安全可靠。

1 滚柱式逆止托辊的结构组成滚柱式逆止托辊由轴承座、滚柱座、内六角螺栓、筒皮和托辊轴组成。其中，轴承座通过焊接与筒皮相连，轴承座和滚柱座通过内六角螺栓固定，并且滚柱座与轴承座-起随筒皮的转动而运动，其结构示意见图1，滚柱座结构示意见图2。

1.托辊轴 2.轴瓜庸 3.简肢4.内六角螺栓 5.滚柱座1 滚柱式逆lL托辊结构1.内六角螺栓 2.滚柱髓 3.迕接微4.托辊轴 5.平键 6.滚柱陶2 滚柱座结构图本项 日得到科技部科技型中小企、I 技术创新基金的支持 (项目编号：08C26213700970)- 20- 《起重运输机械》 2013(42 滚柱式逆止托辊的工作原理见图2，在上运带式输送机托辊转速由0增至工作转速的过程中，位于滚柱盘和连接盘所形成的空腔内的滚柱，在 自身重力和所受离心力的作用下逐渐与连接盘脱离，最后-起随滚柱盘以工作转速运行。这时，托辊能够单向运行，这与普通托辊没有区别。但是 ，当发生输送机断电或者胶带断裂 时，托辊会在胶带和物料的作用下倒转 ，这时位于滚柱盘和连接盘所形成的空腔内的滚柱就会在 自身重力和反 向离心力的作用下滚落 ，塞入到滚柱盘与连接盘所形成的间隙中，从而起到防止胶带下滑和倒转的作用。通过控制滚柱盘与连接盘之间的间隙大小以及滚柱的大小，能够将托辊倒转的角度控制在很小的范围内，从而使托辊在-段很小的行程内就能快速逆止，这样便能够有效地防止带式输送机因断电或者胶带断裂而产生下滑和倒转 ，使带式输送机运行更加安全可靠。

为了达到所要求的效果 ，对滚柱式逆止托辊的基本要求如下：1)滚柱能够灵敏可靠地楔人和楔出滚柱盘和连接盘形成的间隙中。

2)应保证滚柱具有良好的耐磨性，以保证托辊长期运行后滚柱仍能正成靠地起到逆止作用。

3)应保证滚柱具有较好的承载能力 ，以便能够安全可靠地逆止。对此可以采用优质材料和优化的热处理工艺，以增大滚柱的许用接触应力，提高其承载能力。

4)为了减少运行过程中的噪声 ，应该使托辊在正常运行的过程中，滚柱在 自身重力和离心力的作用下能够与连接盘脱离。

3 滚柱式逆止托辊逆止时的受力分析滚柱式逆止托辊的整体受力见图3。

1.物料 2.输送带 3.托辊图 3 托辊受力示意图《起重运输机械》 2013(4)首先计算作用于托辊上的转矩，如图3所示，当带式输送机因断电或者胶带断裂产生下滑和倒转时，由物料和输送带所产生的力矩为nMr 下滑等厶 式中：K为工况系数，D为托辊直径。

其次计算当托辊处于逆止状态时滚柱的受力，假设托辊处于逆止状态时，只有位于最上端的-个滚柱能够起到逆止的作用，则滚柱的受力示意图见图 4。

图4 滚柱受力示意图将起作用的滚柱单独取出，其受力见图5，有滚柱盘对其的正压力 F 以及此正压力所产生的滑动摩擦力，还有连接盘对其的正压力 F ：以及此正压力所产生的滑动摩擦力。且有 F ：/zF F /zF位，设计时滚柱盘和连接盘选用同种材料。其中为滚柱与滚柱盘和连接盘之间的摩擦因数。

由图5可得所以图5 滚柱受力图O1 c萼cosCD tg dsin- 21- AD AOlOicCD ddc0s tgdsin对托辊 的滚柱盘进 行分析，如图 4所示，00 导0 00 c。s ( d )c0sOE0lsin (詈R)sin以滚柱盘作为研究对象可得OF l OEM计即 [(导R COSR吾]4-Fnl(导R)sin 南 I 可 得席 如图5所示，滚柱受到自身重力 G，滚柱盘对其的正压力F 以及由此产生的滑动摩擦力 ，连接盘对其的正压力 F以以及此正压力所产生的滑动摩擦力 。

以滚柱为研究对象，对其进行受力分析，由其受力平衡可得如下关系式n F I2 -F 1 -FI2 -G0Ff1 hF l h-F儿2h-Fi2h0即Ff1 sin( 卢)Fn2c0 -F lCOS( /3)-Ff2si -G0FflCOS(Ot卢)-Fn2siF 1 sin(O/卢)-Ff2cos/30由此可得Fl12F 1(c0s -/xsina)Gcos/3arccosc：式中：d为滚柱的直径；R为连接盘的半径；肛为滚柱与连接盘和滚柱盘之间的摩擦因数；O/为滚柱与滚柱盘接触线的公切面以及滚柱与连接盘接触线的公切面形成的楔形面的夹角，保证滚柱能够楔紧不松脱的条件 ：O/≤2arctgqx； 为滚柱圆心与连接盘圆心连线与连接盘竖直轴的夹角。

由于滚柱与滚柱盘和连接盘之间为线接触，因此，其接触应力满足条件- 22 - 式中：B为初始接触线长度，即为滚柱的长度；P 、P 和P 分别为滚柱、滚柱盘和连接盘初始接触线处的曲率半径；tx，、 和 ，分别为滚柱、滚柱盘和连接盘材料的泊松比；E。、E 和 E分别为滚柱、滚柱盘和连接盘材料的弹性模量；[ ]为许用接触应力。

此外，对于滚柱而言，由 对其产生的转矩为 ，由 对其产生的转矩为 ，且 和都为顺时针方向，它们有使滚柱滚动的趋势，所以，应保证 . ≤M 。 为滚柱与连接盘和滚柱盘之间的最大滚动摩阻力偶矩，由所选材料决定4 结论本文所介绍的小行 带式输送机逆止托辊能够可靠有效地同逆止器和 学捕捉器-起防l运带式输送机因断电或者胶带断裂产生的下滑和倒转，使输送机运行更加安全可靠。与其他逆止托辊相比，此种逆止托辊的 尺特点在于它能够在很小的行程内就迅速逆 止，通过设计滚柱盘和连接盘之间的相对转角以及滚柱的大小，便能控制托辊逆止行程的大小，这需要根据具体的现场使用条件来确定。