技术领域
[0001] 本
发明涉及一种
旋转机构的制造技术及密封结构，特别涉及一种轴向叠片式接触/非接触组合密封带式输送机塑料托辊。技术背景
[0002] 托辊广泛应用于露天、粉尘大、
腐蚀性强的恶劣环境，如化工行业、
冶金行业、
水泥行业、采矿行业、焦化行业、港口装卸行业等，而现有的带式输送机托辊其辊体一般为金属或塑料管体，两端通过迷宫式结构来防止赃物、粉尘、水等有害物质的侵蚀。但无论哪种迷宫式结构都不能有效阻止矿渣、粉尘以及泥水等进入托辊内部，从而影响托辊的正常运转，导致托辊早期失效（托辊的寿命仅有2~3万小时）并带来驱动功率上升、
胶带磨损加重等一系列恶劣影响，为此必须频繁地进行检修、更换失效托辊，既造成极大的资源浪费，也降低了带式输送机的运行效益。
[0003] 传统的迷宫式密封装置，为提高的密封效果，通常的措施是尽量缩小迷宫式密封的密封间隙和延长密封路径，并密实充填
润滑脂以实现有效密封，然而该措施必然增大托辊的旋转阻
力，并带来带式输送机的驱动功率上升、能耗增大的弊端。
[0004] 传统采用挤出成型的塑料管材制作的塑料托辊，为保证托辊装配后两端
轴承的同心度以及托辊外圆径向跳动误差满足规范要求，都需要在托辊两端通过
机械加工形成台阶孔，并通过
过盈配合装配而成。这一方法虽然可以通过专用设备和工装在一定程度上满足要求，但生产工序增加，生产成本上升以及品质管理的
风险增大的问题需要克服。
[0005] 注射成型的塑料管体虽然能够满足两端轴承同心度及外圆径向跳动的要求，但生产效率明显低于挤出成型，且注射成型管体易受成型工艺、环境
温度、冷却速率、工人技术水平等因素的影响，离模后易
变形，其残余
应力还将在产品的整个使用过程中产生不利影响。
发明内容
[0006] 本发明的目的正是针对上述
现有技术中所存在的不足之处而提供一种
密封性好、旋转阻力小、能耗低、使用寿命长、生产性好的轴向叠片式接触/非接触组合密封带式输送机塑料托辊。
[0007] 本发明的目的可通过下述技术措施来实现：
[0008] 本发明的轴向叠片式接触/非接触组合密封带式输送机塑料托辊包括托辊轴、通过设置在轴两端的轴承座、轴承
支撑套装在轴承座上的改性PVC辊体、以及通过端盖封装在轴承座与托辊轴之间的环形腔体内的轴向叠片式接触/非接触组合密封；所述轴向叠片式接触/非接触组合密封是由呈中空柱形结构的叠片座和安装在环绕叠片座内壁或外壁加工出的密封沟槽内的轴向组合式叠片组组成；所述叠片座以过盈配合方式与托辊轴或轴承座相结合，叠片座与轴承座或托辊轴间的径向间隙为0.1~1mm；叠片座密封沟槽的宽度与轴向组合式叠片组的总长度间的间隙为0.1~1mm。
[0009] 本发明所述叠片座的结构形式为整体式、上下对称的分体式或由上中下三环组成的分离式结构中的任意一种；其中所述的上下对称的分体式或由上中下三环组成的分离式结构的叠片座能够通过调节密封沟槽的宽度尺寸并配合增减内外
张力叠片数，实现对密封路径的有效调节。
[0010] 本发明中所述轴向组合式叠片组由外张力叠片构成或由内外张力叠片间隔组合构成，安装在环绕叠片座外壁加工出的密封沟槽内。
[0011] 本发明中所述轴向组合式叠片组也可以是由内张力叠片构成或由内外张力叠片间隔组合构成，安装在环绕叠片座内壁加工出的密封沟槽内。
[0012] 本发明中所述外张力叠片的外环面以过盈配合方式与相应部件的内圆面结合，所述外张力叠片的内环面以径向间隙为0.1~0.5mm配合方式与相应部件的外圆面结合；所述内张力叠片的外环面以径向间隙为0.1~0.5mm配合方式与相应部件的内圆面结合，所述外张力叠片的内环面以过盈配合方式与相应部件的外圆面结合。
[0013] 本发明中所述轴向组合式叠片组、叠片座、内外张力叠片均是采用具有亲油疏水（或憎水）性、低
摩擦系数和自润滑性能的高分子材料制作而成；如UHWMPE、PTFE、HDPE、POM以及具备以上性能的改性
聚合物等。
[0014] 本发明中所述改性PVC辊体采用改性PVC
合金通过精密挤出成型工艺制备，改性PVC合金辊体的内外径尺寸
精度误差不大于0.1mm，
同轴度偏差小于0.3mm；所述轴承座为改性PVC合金通过注射成型制备；所述改性PVC辊体与轴承座通过粘结方式相结合；改性PVC辊体只需加工端面。
[0015] 更具体说：本发明的托辊的辊体为改性PVC管材，通过设置在辊体与金属托辊轴间的轴承座内的轴承来支撑并实现辊体的旋转，改性PVC合金辊体采用精密挤出成型制备，并满足内外径尺寸精度不大于0.1mm，同轴度误差不大于0.2mm，辊体不需二次机械加工，轴承座采用改性PVC合金经注射成型制造，二者通过粘结方式组装，有效保证了两端轴承的同轴度。在轴承外端通过叠片座内的轴向组合的叠片形成接触/非接触式密封装置，轴向叠片及叠片座由具有亲油疏水（或憎水）性、低摩擦系数和自润滑性能的高分子材料制作；叠片座以过盈配合与托辊轴形成一体结构，叠片座与轴承座或托辊轴间的径向间隙为a=0.1~1mm；叠片座密封沟槽的宽度与叠片组的总长度间的间隙（差）为b=0.1~1mm；轴向叠片可以全部由外张力或内张力叠片构成，也可由内外张力叠片间隔组合使用，内张力叠片与叠片座过盈连接而与轴承座间的径向间隙为c=0.1~0.5mm，外张力叠片与轴承座过盈连接且与叠片座密封沟槽底部的径向间隙为d=0.1~0.5mm；叠片座可以是整体式的，也可以是左右对称的分体式或三环分离式结构，通过调节叠片座密封沟槽的长度和增减内外张力叠片数，实现对密封路径的有效调节，以便于根据使用环境实现最佳密封效果。叠片座的外侧再依次装入端盖、
弹簧卡即可。
[0016] 与现有技术相比，轴向叠片接触/非接触组合式密封具有接触部件少、在极小的间隙内形成多重密封，且能够方便地调节密封路径的长短，它与相关件的接触部位少，减低了磨擦，因而极大的减少了磨损并降低了旋转阻力，对于油脂润滑有特别的密封作用，能有效防止脏物、尘粒、水及其它形式的杂质侵入，极大地提高了密封性能，有效地延长了托辊的使用寿命。
[0017] 本发明的效果：
[0018] 1、本发明采用精密挤出成型的改性PVC管材作为辊体，内径不需加工即可满足装配精度的要求，并与改性PVC轴承座采用粘结方式装配在一起，既能满足
载荷要求，又能保证两端轴承的同心度，有效降低了托辊的旋转阻力。再者，由于避免了辊体的二次加工，有效地节约了资源，简化了生产工艺，同时降低了CO2的排放和生产成本，提高了劳动生产率，特别是降低了产品的品质管理风险。
[0019] 2、本发明的托辊采用一种轴向叠片式接触/非接触组合密封装置，且叠片和叠片座均采用具亲油疏水（或憎水）性、低摩擦系数和自润滑性能的高分子材料制作，通过接触/非接触方式实现有效密封，在极小的间隙内形成多重密封，且能够方便地调节密封路径的长短，它与相关件的接触部位少，减低了磨擦，因而极大的减少了磨损并降低了旋转阻力，能有效防止脏物、尘粒、水及其它形式的杂质侵入，极大地提高了密封性能，有效地延长了托辊的使用寿命。
[0020] 3、托辊旋转阻力小，轴承的密封可靠，托辊整体寿命提高了3倍以上，由于降低了对胶带的磨损，有效延长了胶带的使用寿命，同时降低了带式输送机的使用和维护
费用，有效减小了噪声和故障隐患，提高了设备安全性和劳动生产率，节能减排效果明显。
附图说明
[0021] 图1为外壁加工有密封沟槽的整体式叠片座结构图。
[0022] 图2为外壁加工有密封沟槽的对称分体式叠片座结构图。
[0023] 图3为外壁加工有密封沟槽的三环分离式叠片座结构图。
[0024] 图4为内壁加工有密封沟槽的整体式叠片座结构图。
[0025] 图5为内壁加工有密封沟槽的对称分体式叠片座结构图。
[0026] 图6为内壁加工有密封沟槽的三环分离式叠片座结构图。
[0027] 图7为外壁加工有密封沟槽的叠片座外张力叠片组合形式。
[0028] 图8为内壁加工有密封沟槽的叠片座内张力叠片组合形式。
[0029] 图9为外壁加工有密封沟槽的叠片座内外张力叠片间隔组合形式。
[0030] 图10为内壁加工有密封沟槽的叠片座内外张力叠片间隔组合形式。
[0031] 图11为外壁加工有密封沟槽的叠片座外张力叠片组合托辊装配图。
[0032] 图12为内壁加工有密封沟槽的叠片座内张力叠片组合托辊装配图。
[0033] 图13为外壁加工有密封沟槽的叠片座内外张力叠片组合托辊装配图。
[0034] 图14为内壁加工有密封沟槽的叠片座内外张力叠片组合托辊装配图。
具体实施方式
[0035] 本发明以下将结合
实施例（附图）作进一步描述：
[0036] 实施例1
[0037] 如图1、图7、图11所示，本实施例的轴向叠片式接触/非接触组合密封带式输送机塑料托辊包括托辊轴8、通过设置在轴两端的轴承座2、轴承7支撑套装在轴承座2上的改性PVC辊体1、以及通过端盖4封装在轴承座2与托辊轴8之间的环形腔体内的轴向叠片式接触/非接触组合密封；所述轴向叠片式接触/非接触组合密封是由整体式结构、呈中空柱形的叠片座3和安装在环绕叠片座外壁加工出的密封沟槽内的轴向组合式叠片组6组成；所述叠片座3以过盈配合方式与托辊轴8相结合，叠片座3与轴承座2间的径向间隙为a=0.5mm；叠片座3密封沟槽的宽度与轴向组合式叠片组6的总长度间的间隙为b=1mm；轴向组合式叠片组6由外张力叠片构成，与叠片座密封沟槽底部的径向间隙为d=0.5mm，与轴承座2过盈配合。
[0038] 本发明中所述轴向组合式叠片组6、叠片座3、内外张力叠片均是采用具有亲油疏水（或憎水）性、低摩擦系数和自润滑性能的高分子材料制作而成；如UHWMPE、PTFE、HDPE、POM以及具备以上性能的改性聚合物等。
[0039] 本发明中所述改性PVC辊体1采用改性PVC合金通过精密挤出成型工艺制备，改性PVC合金辊体的内外径尺寸精度误差不大于0.1mm，同轴度偏差小于0.2mm，只需加工端面；所述轴承座2为改性PVC合金通过注射成型制备；所述改性PVC辊体1与轴承座2通过粘结方式相结合，通过设置在辊体与金属托辊轴间的轴承座内的轴承来支撑并实现辊体的旋转；所述轴向叠片式接触/非接触组合密封通过弹簧卡5、端盖4封装在轴承外端、轴承座2与托辊轴8之间的环形腔体内。
[0040] 实施例2
[0041] 如图5、图8、图12所示，本实施例与实施例1的区别在于：所述轴向叠片式接触/非接触组合密封是由上下对称的分体式、呈中空柱形的叠片座3-1和安装在环绕叠片座内壁加工出的密封沟槽内的轴向组合式叠片组6组成；所述叠片座3-1以过盈配合方式与轴承座2相结合，叠片座3-1与托辊轴8间的径向间隙为a=0.4mm；叠片座3-1密封沟槽的宽度与轴向组合式叠片组6的总长度间的间隙为b=0.8mm；轴向组合式叠片组6由内张力叠片构成，与叠片座密封沟槽底部的径向间隙为c=0.4mm，与托辊轴8过盈配合。
[0042] 实施例3
[0043] 如图3、图9、图13所示，本实施例与实施例1的区别在于：所述轴向叠片式接触/非接触组合密封是由上中下三环组成的分离式结构的叠片座3-2、3-3和安装在环绕叠片座外壁设置的密封沟槽内的轴向组合式叠片组6组成；所述叠片座以过盈配合方式与托辊轴8相结合，叠片座与轴承座2间的径向间隙为a=0.5mm；叠片座密封沟槽的宽度与轴向组合式叠片组6的总长度间的间隙为b=1mm；所述轴向组合式叠片组6由间隔设置的内、外张力叠片构成，其中所述外张力叠片与轴承座过盈配合且与叠片座密封沟槽底部的径向间隙为c=0.5mm；内张力叠片与叠片座过盈配合且与轴承座的径向间隙为d=0.5mm。
[0044] 实施例4
[0045] 如图5、图10、图12所示，本实施例与实施例1的区别在于：所述轴向叠片式接触/非接触组合密封是由上下对称的分体式、呈中空柱形的叠片座3-1和安装在环绕叠片座内壁加工出的密封沟槽内的轴向组合式叠片组6组成；所述叠片座3-1以过盈配合方式与轴承座2相结合，叠片座3-1与托辊轴8间的径向间隙为a=0.3mm；叠片座3-1密封沟槽的宽度与轴向组合式叠片组6的总长度间的间隙为b=0.5mm；所述轴向组合式叠片组6由间隔设置的内、外张力叠片构成，其中所述外张力叠片与叠片座过盈配合且与托辊轴的径向间隙为d=0.3mm；内张力叠片与托辊轴过盈配合且与叠片座密封沟槽底部的径向间隙为c=0.3mm。
