新型托辊轴承座结构的设计
新型托辊轴承座结构的设计、托辊试验机的设计、托辊的有限元计算与模拟以及托辊的性能测试。托辊的性能测试主要是指在新设计的托辊试验机上测试和比较托辊的旋转阻力和磨损量等性能。
在本课题的研究中，需要依据摩擦与润滑的基本原理，结合煤矿井下设备的工况特点，将托辊的密封结构作为研究重点，通过研究和实测，为带式输送机托辊设计新型的密封结构，克服现役托辊密封结构不可靠、能耗高、寿命短等缺点，设计一种或几种新型的密封结构，以达到防尘效果好，运转阻力小，使用寿命长的目的，最终找到一种密封效果好、价格便宜适合大规模推广使用的煤矿井下用带式输送机托辊。
由于新型密封结构托辊在材料上由金属改为尼龙，在实际使用之前，需要先对两种托辊进行有限元的计算和分析，对托辊在不同的工况条件下的性能进行比较。
按照新颁布实施的《GB10595-2009带式输送机》中关于托辊的相关规定，设计出符合国标要求的托辊试验机。在此基础上，对己有的金属托辊密封结构和本课题研究设计的新型密封结构进行试验，检验托辊密封结构的运转阻力和磨损量。
这几个方面的研究内容是相辅相承的。新型托辊的托辊密封结构需要通过托辊试验机的跑合来检验实际的使用效果；托辊试验机的主要目的是检验现有托辊以及新设计的托辊的的实际性能；通过有限元的计算和分析以及托辊试验机的试验，理论分析与实验数据相结合，才能找到旋转阻力小、运行能耗低且耐磨损的托辊。
托辊是用于带式输送机的主要零部件之一。本课题所研究的托辊主要是用于煤矿井下采煤输送的带式输送机托辊。
我国煤炭资源丰富，可开采储量位居世界前列，采煤在中国己有上千年的历史。
除一部分埋藏较浅，可露天开采的煤矿之外，大多数煤层都在地下几十至几百米深的位置，需要井下作业开采。
目前，已大规模推广使用水力采煤法、综采采煤机的连续或半连续开采法等采煤技术。除水力采煤法之外的其他机械或人工采煤法，在建设及采煤作业过程中均产生大量的粉尘，包括煤尘、岩尘和其他有毒有害粉尘。
粒径在0.75~1mm以下的煤炭颗粒称为煤尘；粒径在0.01-0.045mm以下的岩粉尘粒成为岩尘。除此之外，煤矿井下还有其他一些金属微粒等无机和有机粉尘。这些粉尘广泛存在于采煤工作面、掘进工作面、运输通风巷道等地点。据测定，采掘
工作面的产尘量占全矿井的85%以上，未采取防尘措施时，综采工作面的粉尘浓度可达5000mg。矿井粉尘是煤矿五大自然灾害之一。在采煤及后续的破碎、筛分、输运过过程中均可能产生粉尘。大量粉尘的存在会产生加速机械设备和仪器、仪表的磨损；降低仪器、仪表的测量精度；污染作业环境等危害，部分易燃易爆颗粒严重危害着工作人员的安全。因此，《煤矿安全规程》对采煤过程中的粉尘浓度做了明确的规定。在实际作业过程中，各煤矿都采取了一定的防尘措施。
目前我国使用比较广泛的防尘降尘措施主要有如下6种，即通风除尘、喷雾除尘、空气幕除尘、化学除尘、除尘器除尘以及作业人员的个体防护等除尘方法。通风除尘是指在采煤工作面或其他粉尘产生源处引入一定速度和方向的风力，产生局部空气对流，将粉尘带到无害或者危害较小的地点。通风除尘需要综合考虑风速、风向、粉尘密度、粉尘粒度、粉尘形状及润湿程度等技术指标。其中风速对除尘效果的影响最大。通风除尘的缺点是易产生粉尘的二次飞扬问题。
喷雾除尘是指将雾化水滴喷洒向游浮于空气中的粉尘，通过增加尘粒重量，使其沉降的方法来达到除尘目的的一种除尘方法。托辊相对于其他除尘方法，喷雾除尘具有成本低，易操作等优点。
空气幕除尘是20世纪60年代末由英国开发的一项除尘技术。该技术利用空气射流将粉尘与周围空气隔绝，从而保证设备及操作人员安全。空气幕除尘技术主要用于掘进工作面，随掘进机一起运动。
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