新托辊密封结构的材料
得益于近年来高分子材料方面的技术进步，非金属制品在多个行业得到了广泛的应用。其中尼龙的使用量位居五大通用工程塑料的前列。尼龙(Nylon)又称聚酞胺，英文名Polyamide(简称PA)，是一种热塑性塑料，
托辊密封具有良好的耐磨性能、抗腐蚀性能和自润滑性能。此外，还可以通过添加适当的助剂来改善尼龙的性能，以获得优异的抗静电性、导电性等性能。因此，煤矿机械中也可使用尼龙制品。尼龙6(己内酞胺)是聚酞胺类聚合物中发展最早，使用量最大的品不中。
为了降低托辊的重量，降低带式输送机的能耗，本课题拟采用尼龙托辊代替原有的金属托辊。目前市面上已有尼龙材质的托辊销售。本课题的研究重点在于托辊的密封结构。为了达到《煤矿安全规程》中对阻燃性和抗静电性等方面的要求，托辊的材质使用的是改性尼龙材料。
除此之外，超高分子量聚乙烯(UHMWPE)以其优异的自润滑性、抗冲击性和耐腐蚀性在托辊制造中也得到使用。由于超高分子量聚乙烯特殊的分子链结构，这种材质用于在生产过程中需要添加一定的助剂以改善其性能，用于煤矿井下设备时需要添加阻燃剂和抗静电剂等助剂，以满足煤矿生产的特殊工况的要求。
新型密封结构托辊的密封结构
常见托辊的密封结构及其优缺点。虽然迷宫密封有其自身的缺点，非接触迷宫式密封仍然是现阶段托辊密封结构的主流形式。近年来，许多学者对迷宫密封进行了深入的研究，对迷宫密封的齿数、齿形以及空腔宽深比等对密封效果的影响有了较详尽的认识。
鉴于GB/T10595-2009《带式输送机》中仍然将非接触式迷宫密封作为标准密封结构加以推荐，本课题研究的托辊密封结构中仍将继续采用迷宫密封作为一道密封手段，并针对其缺点做一定的改进。
径向迷宫密封方案
通过赴河北邢台、邯郸等地煤矿和矿务局机械厂的调研，发现托辊生产厂家和使用单位对托辊的要求为密封结构持久可靠的前提下结构尽可能的简单。对于生产单位来说，结构越简单，开模加工费用越低，同时装配制造工序也越少，生产加工时间越短。对于焦化厂、煤矿等使用单位来说，密封结构越简单，对于日常使用中的维护要求越低。
有鉴于此，对于新型托辊密封结构的设计来说，设计的主要目的之一，就是找到一种结构简单且密封效果可靠的密封结构。
将迷宫密封径向布置是最常用的一种布置方式。径向迷宫密封加工工艺简单，装配容易，对精度要求不高。通常来说，布置2-3重迷宫密封即可满足密封要求。
密封结构系在原有托辊基础上的改进，为了最大限度的利用原有的模具和结构，降低生产加工的成本，密封结构采取一重迷宫密封加附加密封的形式。
这种结构设计了三重密封结构，即在传统的迷宫密封的基础上增加了软垫防尘密封5和附加密封6，其中软垫密封主要用于防水，附加密封主要用于防尘。
目前，这种设计方案的专利正在申报过程中。
托辊胶圈对于密封结构来说可能的泄漏方式有两种，即界面泄漏与渗透泄漏。界面泄漏是指由于零部件的表面粗糙度、机械震动或者热变形等原因使相互配合的两个或多个零部件之间产生空隙从而引发的泄漏。渗透泄漏主要发生在垫片密封结构的密封垫上。
由于垫片材料的组织结构存在毛细现象而引发的泄漏。在实际使用过程中，界面泄漏占总泄漏量的比重较大，可达80%以上。
上述密封结构也可能存在上述两种泄漏，即附加密封件6的界面泄漏和密封件5的渗透泄漏。为了增强密封效果，减少泄漏量，保证密封持久可靠，最大限度延长托辊的使用寿命，需要有针对性地采取一定的堵漏措施。为此，在制造及装配时，附加密封件6的三个小零部件之间的配合应尽性能的紧密，且装配前涂抹黄油，以减小界面泄漏的泄漏通道面积。
软垫密封件5材料为类似疏松多孔的毡热，直接用于密封结构的话，LE于自身纤维结构的毛细作用会产生较大的渗透泄漏量。为了最大限度的杜绝通过密封件的渗透泄漏，应从减小毛细作用的角度堵塞渗透泄漏的泄漏通道。软垫密封件5在冲床上加工完成之后，先浸润机油，之后再装配进迷宫密封件4与附加密封件6之间。加工时可预留一定的过盈配合量。
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