托辊的辊筒、托辊和皮带输送机的制作方法

本实用新型涉及皮带输送设备领域，具体涉及一种托辊的辊筒、托辊和皮带输送机。

背景技术：

皮带输送机是一种输送物料时常用的工具，在煤矿、港口、电厂、水泥、粮食加工等领域得到广泛应用。其中，用于支撑和分担皮带的受重的托辊是皮带机上用量最多的部件，对保障皮带机的长期有效运行至关重要。在重载领域，以金属托辊使用居多，但是金属托辊重量大、耐磨和耐腐蚀性能较差，而且制造工艺相对复杂。另外，陶瓷托辊虽然解决了耐腐蚀和耐磨性的问题，但是其脆性大，易碎的缺点非常突出，存在一定的安全隐患。近年来，行业内正在开发非金属托辊，例如采用橡胶、尼龙等非金属材料通过挤出成型方式制备辊筒，对于单一的热塑性高分子材料，其虽具有优异的耐腐蚀性、耐化学性能等优点，但同时存在模量低、低温冲击性能差、热变形温度低、线性热膨胀系数高等显著缺点，在使用过程中往往由于辊筒的刚度不够，导致辊筒受力时发生弯曲变形，而金属轴承未发生同步变形，使得轴承与辊筒之间由面接触变为线接触，容易出现轴承卡死失效的问题；并且在采用挤出管材制备辊筒的过程中，由于重力作用使辊筒底部较厚而顶部较薄，极易发生管材截面厚度不均的问题，影响托辊的椭圆度、经向跳动以及动平衡等指标，降低了托辊的使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了提供一种托辊的辊筒，使得在采用诸如纤维增强热塑性复合材料的非金属材料制成的辊筒主体的厚度较薄时仍能满足正常工作所需的结构强度，辊筒受力时不易变形，辊筒主体与轴承能够保持良好的面接触，安全使用性能较高，避免了采用金属辊筒时重量较大、耐磨和耐腐蚀性能较差的问题，同时降低了材料消耗，节约了成本。

本实用新型的另一目的是为了提供一种包括上述托辊的辊筒的托辊。

本实用新型的又一目的是为了提供一种包括上述托辊的皮带输送机。

为实现上述目的，本实用新型一方面提供一种托辊的辊筒，所述辊筒包括辊筒主体及所述辊筒主体的内表面上设置的加强结构，所述加强结构包括在所述辊筒主体的中间部位沿周向方向延伸且凸起于所述辊筒主体的内表面的环形加强部。

优选地，所述加强结构还包括在所述辊筒主体的内表面上从所述环形加强部分别向两端沿轴向延伸的轴向加强部，沿着所述环形加强部的周向方向间隔设置有多个所述轴向加强部。

优选地，所述加强结构沿轴向方向的长度与所述辊筒主体的沿所述轴向方向的长度的比值的取值范围为1/5-1/3。

优选地，所述加强结构与所述辊筒主体一体成型；或者，所述加强结构和所述辊筒主体分体成型，所述加强结构固定于所述辊筒主体的内表面。

优选地，所述辊筒主体由纤维增强热塑性复合材料通过注塑方式形成。

本实用新型第二方面提供一种托辊，所述托辊包括辊筒轴、轴承和上述的托辊的辊筒，所述辊筒轴位于所述辊筒主体的中心，所述轴承设置在所述辊筒轴和所述辊筒主体之间。

优选地，围绕所述轴承的外圈形成有载体，所述载体固连于所述辊筒主体的内表面。

优选地，所述辊筒主体的两端分别设置有所述轴承，所述托辊包括在所述辊筒主体两端的所述轴承的背离彼此的侧面分别设置在所述辊筒主体上的端盖。

优选地，所述载体和所述端盖分别由纤维增强热塑性复合材料通过注塑方式形成；所述载体和所述端盖采用熔融粘结或胶水粘结的方式连接所述辊筒主体的内表面。

本实用新型第三方面提供一种皮带输送机，所述皮带输送机包括上述的托辊。

在上述技术方案中，由于辊筒主体的内表面上设置有加强结构，并且加强结构包括在辊筒主体的中间部位沿周向方向延伸且凸起于辊筒的内表面的环形加强部，这样增强了辊筒主体受力较大部位(即中间部位)处的结构强度，并且沿周向方向延伸的加强结构能够更加均匀地分担受力，使得在采用诸如纤维增强热塑性复合材料的非金属材料制成的辊筒主体的厚度较薄时仍能满足正常工作所需的结构强度，辊筒受力时不易变形，辊筒主体与轴承能够保持良好的面接触，安全使用性能较高，避免了采用金属辊筒时重量较大、耐磨和耐腐蚀性能较差的问题，同时降低了材料消耗，节约了成本。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1是本实用新型优选实施方式的辊筒的剖视结构示意图；

图2是本实用新型另一优选实施方式的辊筒的左视结构示意图；

图3是本实用新型优选实施方式的托辊的剖视结构示意图。

附图标记说明

1-辊筒主体；R1-环形加强部；R2-轴向加强部；10-辊筒轴；20-轴承；30-辊筒；40-载体；50-端盖。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

另外，在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本实用新型一方面提供一种托辊的辊筒，所述辊筒包括辊筒主体1及所述辊筒主体1的内表面上设置的加强结构，所述加强结构包括在所述辊筒主体1的中间部位沿周向方向延伸且凸起于所述辊筒1的内表面的环形加强部R1。其中，环形加强部R1的数量可为一个或多个，多个环形加强部R1可沿轴向方向间隔设置。另外，为了保证辊筒能够平稳地转动，辊筒相对中心横截面(即垂直于辊筒中心线的截面)为对称结构。需说明的是，本实用新型提供的托辊的辊筒的结构尤其适用于采用诸如纤维增强热塑性复合材料的非金属材料制成的辊筒。

在上述技术方案中，由于辊筒主体1的内表面上设置有加强结构，并且加强结构包括在辊筒主体1的中间部位沿周向方向延伸且凸起于辊筒主体的内表面的环形加强部R1，这样增强了辊筒主体1受力较大部位(即中间部位)处的结构强度，并且沿周向方向延伸的加强结构能够更加均匀地分担受力，因此该辊筒用于托辊以承载重物时不会影响辊筒的强度，尤其在采用诸如纤维增强热塑性复合材料的非金属材料制成的辊筒主体1的厚度较薄以减重的同时仍能满足正常工作所需的结构强度，辊筒受力时不易变形，辊筒主体1与轴承能够保持良好的面接触，安全使用性能较高，避免了采用金属辊筒时重量较大、耐磨和耐腐蚀性能较差的问题，同时降低了材料消耗，节约了成本。

如图1和图2所示，环形加强部R1的沿轴向方向的长度和沿径向方向的厚度可根据实际工作需要进行灵活选择，为了在保证辊筒满足工作强度要求的前提下尽量减小环形加强部R1的沿沿轴向方向的宽度和沿径向方向的厚度，以便降低辊筒的重量，优选地，所述加强结构还包括在所述辊筒主体1的内表面上从所述环形加强部R1分别向两端沿轴向延伸的轴向加强部R2，沿着所述环形加强部R1的周向方向间隔设置有多个所述轴向加强部R2。可选择地，加强结构的厚度可为辊筒主体1的厚度的1-2倍。其中，为了使辊筒结构对称，受力均横，能够更加平稳地转动，多个轴向加强部R2在环形加强部R1上等间隔设置。另外，环形加强部R1和轴向加强部R2可为筋条状结构，并且筋条状结构的横截面的形状可为圆形、椭圆、棱形、三角形、长方形等中的一种或多种。

为了兼顾降低辊筒重量和保证辊筒的结构强度，优选地，所述加强结构沿轴向方向的长度与所述辊筒主体1的沿所述轴向方向的长度的比值的取值范围为1/5-1/3。当加强结构仅包括一个环形加强部R1时，环形加强部R1沿轴向方向的长度为辊筒主体1的沿轴向方向的长度的1/5-1/3；当加强结构包括多个环形加强部R1时，多个环形加强部R1沿轴向方向的总长度为辊筒主体1的沿轴向方向的长度的1/5-1/3；当加强结构包括环形加强部R1和轴向加强部R2时，环形加强部R1和轴向加强部R2在轴向方向上占据的总长度为辊筒主体1的沿轴向方向的长度的1/5-1/3。

为了减少装配工序和提高加强结构与辊筒主体1之间的连接强度，优选地，所述加强结构与所述辊筒主体1一体成型。可选择地，为了降低加工难度，所述加强结构和所述辊筒主体1分体成型，所述加强结构固定于所述辊筒主体1的内表面。

另外，优选地，所述辊筒主体1由纤维增强热塑性复合材料通过注塑方式形成。此时，加强结构也可与辊筒主体1一起由纤维增强热塑性复合材料通过注塑方式一体形成。

本实用新型第二方面提供一种托辊，如图3所示，所述托辊包括辊筒轴10、轴承20和上述的托辊的辊筒30，所述辊筒轴10位于所述辊筒主体1的中心，所述轴承20设置在所述辊筒轴10和所述辊筒主体1之间。由于该托辊包括上述的托辊的辊筒30，因此具有上文关于托辊的辊筒30的所有或至少部分的技术效果，更具体的技术方案的细节和效果可参照上文。

为了方便将轴承20设置在所述辊筒轴10和所述辊筒主体1之间，优选地，围绕所述轴承20的外圈形成有载体40，所述载体40固连于所述辊筒主体1的内表面。其中，轴承20可为金属件，载体40可为注塑件，轴承20优选通过嵌件注塑于载体40内部。进一步优选地，所述载体40由纤维增强热塑性复合材料通过注塑方式形成。并且，载体40先以过盈配合方式安装在辊筒主体1上，然后所述载体40可采用熔融粘结或胶水粘结的方式连接所述辊筒主体1的内表面。

为了使辊筒主体1能够更加平稳地转动，优选地，所述辊筒主体1的两端分别设置有所述轴承20，为了防止外界污染物污染轴承和起到避免损伤轴承20的作用，所述托辊包括在所述辊筒主体1两端的所述轴承20的背离彼此的侧面分别设置在所述辊筒主体1上的端盖50。并且，为了进一步降低托辊的重量，优选地，所述端盖50分别由纤维增强热塑性复合材料通过注塑方式形成，此时为了方便将端盖50设置于辊筒主体1上，所述端盖50采用熔融粘结或胶水粘结的方式连接所述辊筒主体1的内表面。

综上所述，本实用新型的托辊的辊筒30、载体40以及端盖50采用纤维增强热塑性复合材料制备，具有模量高、抗冲击性能好，热变形温度高和线性热膨胀系数低、阻燃抗静电等优点；并且同种材质构成的辊筒30、载体40和端盖50通过过盈配合连接，再采用熔融粘接或胶水粘结方式连接，保障了彼此的连接强度和同轴度，其中，通过对托辊工作时应力分布分析，将辊筒30的壁厚和结构进行了优化，在托辊的辊筒主体1的内壁分布有环向加强部R1和/或轴向加强部R2，可以在减重的同时不影响辊筒30的强度，有效提高了系统的安全系数。另外通过注塑成型的诸如辊筒30、载体40和端盖50的制品，不仅工艺简单，重复性高，而且椭圆度高，壁厚公差小，保证了制品的机械性能和装配精度，降低了托辊使用过程中的径向跳动、旋转阻力以及能耗，提高了托辊的耐磨性、耐腐蚀性和使用寿命，可广泛应用于煤矿、港口、电厂、水泥、粮食加工等领域。

本实用新型第三方面提供一种皮带输送机，所述皮带输送机包括上述的托辊。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。