ролик ленточного конвейера

Формула изобретения

1. Ролик ленточного конвейера, содержащий трубу, ось, корпуса с металлическими армирующими элементами, подшипники качения, закрепленные наружными кольцами в корпусах, установленных в трубе, и сопряженные внутренними кольцами с осью, а также подшипниковые уплотнения, отличающийся тем, что корпуса выполнены в виде отливок из алюминиевого сплава, а армирующие элементы выполнены в виде стальных подшипниковых стаканов, перфорированных в радиальном направлении программировано расположенными конусными отверстиями, в которых расположены литые конусные шипы корпусов, образующие неразъемные шиповые соединения этих корпусов с подшипниковыми стаканами.

2. Ролик по п.1, отличающийся тем, что корпуса на наружном и внутреннем торцах имеют радиально расположенные ребра.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для ленточных конвейеров, рольгангов, транспортирующих устройств, применяемых в металлургической, горнорудной и угольной промышленности, в строительных и дорожных машинах, в сельском хозяйстве и других отраслях техники.

Известен ролик конвейера /авторское свидетельство СССР N 1020323, М. Кл. 3 B 65 G 39/02, опубл. 30.05.83, бюл. N 20/, содержащий трубу, ось, корпуса, подшипники качения, закрепленные наружными кольцами в корпусах, установленных в трубе, и сопряженные внутренними кольцами с осью, а также подшипниковые уплотнения. Корпуса этого ролика выполнены в виде отливки или поковки из стали и обладают большой прочностью и массой.

Недостатком известного ролика является большая металлоемкость корпусов, которая приводит к значительному расходу металла при их изготовлении и увеличению массы ролика в целом.

Наиболее близким по технической сущности и числу общих признаков является ролик ленточного конвейера /конвейерный ролик//авторское свидетельство СССР N 1542872, кл. 5 B 65 G 39/00, опубл. 15.02.90, бюл. N 6/, содержащий трубу, ось, корпуса с металлическими армирующими элементами, подшипники качения, закрепленные наружными кольцами в корпусах, установленных в трубе, и сопряженные внутренними кольцами с осью, а также подшипниковые уплотнения.

Корпуса известного ролика для облегчения выполнены из термопластичного композиционного материала с древесным наполнителем, армированного металлическими армирующими элементами в виде плоских стальных пружин.

В качестве материала корпусов используются: термопластическая пластмасса с древесным наполнителем или акрилон-трилбутадиенстирол /АБС/ с древесным наполнителем или литьевой полиэтилентерефталат /лавсан/ с древесным наполнителем или морозостойкий полипропилен с древесным наполнителем, или полиэтилен высокого давления с древесным наполнителем.

Недостатком этого ролика является то, что при больших знакопеременных поперечных и продольных динамических нагрузках материал таких корпусов быстро разрушается особенно в наиболее нагруженных местах - местах установки наружных колец подшипников качения, так как армирующие элементы эти места не усиливают, а только улучшают общую упругость и демпфирующую способность корпусов от небольших поперечных нагрузок. При этом снижается как нагрузочная способность, так и срок службы корпусов и ролика ленточного конвейера в целом.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать ролик ленточного конвейера так, чтобы путем выполнения его корпусов из легкого и прочного металлического сплава и надежной установки армирующих элементов в корпусах в местах установки подшипников качения обеспечить повышение прочности, срока службы и уменьшения массы ролика.

Поставленная задача решается тем, что в ролике ленточного конвейера, содержащем трубу, ось, корпуса с металлическими армирующими элементами, подшипники качения, закрепленные наружными кольцами в корпусах, установленных в трубе, и сопряженные внутренними кольцами с осью, а также подшипниковые уплотнения, согласно изобретению корпуса выполнены в виде отливок из алюминиевого сплава, а армирующие элементы выполнены в виде стальных подшипниковых стаканов, перфорированных в радиальном направлении программированно расположенными конусными отверстиями, в которых расположены литые конусные шипы корпусов, образующие неразъемные шиповые соединения этих корпусов с подшипниковыми стаканами.

Усовершенствованная конструкция корпусов в основном за счет изготовления их в виде отливок из алюминиевого сплава, обладающего более высокой удельной прочностью /отношение предела прочности материала к его плотности /удельному весу// по сравнению с термопластичным композиционным материалом с древесным наполнителем обеспечивает при низкой металлоемкости высокую прочность и повышенную нагрузочную способность, а также увеличивает срок службы в составе ролика при нагружении последнего высокими динамическими знакопеременными поперечными и продольными нагрузками.

Выполнение армирующих элементов в виде стальных подшипниковых стаканов, перфорированных в радиальном направлении программированно расположенными конусными отверстиями, в которых расположены литые конусные шипы корпусов, образующие неразъемные шиповые соединения этих корпусов с подшипниковыми стаканами при совместном литье, позволяет повысить прочность корпусов и обеспечить надежное сцепление армирующих элементов с этими корпусами, в результате чего повышается как поперечная, так и продольная нагрузочная способность, а также увеличивается срок службы ролика в целом.

Таким образом, предложенная новая совокупность существенных признаков ролика ленточного конвейера за счет усовершенствования конструкции ролика и его армирующего элемента позволяет при низкой металлоемкости повысить прочность и срок службы ролика при его эксплуатации в условиях больших знакопеременных поперечных и продольных динамических нагрузок.

Приведенные признаки заявляемого ролика ленточного конвейера являются достаточными во всех случаях, на которые распространяется обьем правовой защиты.

Кроме того, заявляемый ролик ленточного конвейера имеет и другие признаки, которые характеризуют изобретение в отдельных случаях его выполнения и создают дополнительный технический результат.

Так, в ролике ленточного конвейера согласно изобретению корпуса на наружном и внутреннем торцах имеют радиально расположенные ребра.

Эти ребра позволяют уменьшить утяжку расплава и исключают образование трещин обода (периферийной части) корпуса при охлаждении отливки, повысить прочность корпуса и обеспечить отвод (эффект вентилятора) тепла и удаление пыли от подшипников качения, что также позволяет повысить прочность и увеличить срок службы ролика в целом.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 изображен ролик ленточного конвейера, общий вид, продольный разрез; на фиг. 2 - корпус ролика с армирующим элементом.

Ролик ленточного конвейера содержит (фиг. 1) трубу 1, ось 2, два торцевых корпуса 3 с металлическими армирующими элементами 4, подшипники качения 5, закрепленные наружными кольцами 6 в корпусах 3, установленных с торцов в трубе 1, и сопряженные внутренними кольцами 7 с осью 2, а также подшипниковые уплотнения, включающие внутренние двухкромочные пыльники 8 и наружные лабиринтные торцевые уплотнения 9, выполненные, например по авторскому свидетельству СССР N 1520063, М. кл. 4 F 16 J 15/34, опубл. 07.11.89, бюл. N 41, которое было обменяно на патент Украины N 8870, М. кл. 4 F 16 J 15/34, опубл. 30.09.96, бюл. N 3. Корпуса 3 /фиг. 2/ выполнены в виде отливок из алюминиевого сплава, например АК7 по ГОСТ 1583-89, обладающего высокой удельной прочностью /отношение предела прочности к плотности /удельному весу//. Армирующие элементы 4 выполнены в виде стальных подшипниковых стаканов 10 с отбортовками внутрь для упора подшипников качения 5. Подшипниковые стаканы 10 перфорированы в радиальном направлении программированно расположенными конусными отверстиями 11, в которых расположены литые конусные шипы 12 ступиц 13 корпусов 3, образующие неразъемные шиповые соединения этих корпусов 3 с подшипниковыми стаканами 10 в процессе литья. Это позволяет увеличить их сцепление /механическое взаимодействие/ стального подшипникового стакана 10 с алюминиевыми корпусами 3 путем создания равнопрочности поперечного сечения подшипникового стакана 10 и шипового соединения. Алюминиевые корпуса 3 и армирующие элементы 4 - стальные подшипниковые стаканы 10 в процессе совместного литья образуют единую сборочную единицу. Это достигается за счет заполнения конусных отверстий 11 перфорированного подшипникового стакана 10 алюминиевым расплавом в процессе литья корпусов 3 и образования программированно расположенных конусных шипов 12, суммарная площадь которых определяет площадь среза шипового соединения от крутящего момента и осевых усилий и выбирается в зависимости от условий эксплуатации ролика. Подшипниковые стаканы 10 являются базирующими элементами /фиг.1/ для подшипников качения 5 и внутренних двухкромочных пыльников 8 в ступицах 13 корпусов 3. Подшипники качения 5 наружными кольцами 6 закреплены в подшипниковых стаканах 10 ступиц 13 корпусов 3 и установлены на оси 2 в плоскостях, проходящих через плоскости O-O-средние плоскости дисков 14 корпусов 3 для повышения прочности последних. Стальные подшипниковые стаканы 10 усиливают ступицы 13 алюминиевых корпусов 3 в местах установки наружных колец 6 подшипников качения 5, что повышает прочность и срок службы роликов при эксплуатации их в составе конвейера в условиях воздействия высоких знакопеременных поперечных и продольных нагрузок на ролики. Подшипники качения 5 зафиксированы на оси 2 стопорными элементами, выполненными в виде разрезных стопорных колец 15, установленных в кольцевых канавках 16. Наружные лабиринтные торцевые уплотнения 9 закрыты крышками 17 и зафиксированы стопорными элементами, выполненными в виде разрезных колец 18, установленных в кольцевых канавках 19 ступицы 13 корпуса 3. Корпуса 3 своими ободами 20 установлены в трубе 1 по прессовой посадке без предварительной механической обработки последней. Это позволяет избежать образования концентраторов напряжений, что повышает несущую способность, прочность и срок службы ролика. В ролике ленточного конвейера корпуса 3 на наружном и внутреннем торцах имеют радиально расположенные ребра 22, 23, которые примыкают к дискам 14 и имеют протяженность от ступиц 13 к ободам 20 корпусов 3. Наличие ребер 22, 23 уменьшает утяжку и исключает образование трещин обода 20, то есть периферийной части корпуса 3 при охлаждении отливки, что повышает прочность последней. Кроме того, ребра 22, 23 работают как лопасти вентилятора и обеспечивают отвод тепла и удаление пыли от подшипников качения 5, за счет чего увеличивается прочность и срок службы ролика в целом. В качестве материала оси 2 используется холоднотянутый стальной круг по ГОСТ 1051-75 без предварительной механической обработки посадочных поверхностей. На концах оси 2 выполнены двухсторонние лыски 21 под гаечный ключ.

При работе ленточного конвейера, в составе которого работает ролик заявляемой конструкции, транспортируемый материал в виде условно рассредоточенной нагрузки воздействует на каждый ролик, поддерживающий рабочую ветвь транспортера, и через концевые участки трубы 1, корпуса 3, подшипниковые стаканы 10, подшипники качения 5 передается на ось 2 в местах установки подшипников качения 5. При этом опорные реакции подшипников качения 5 и трубы находятся в одних плоскостях О-О, в результате чего исключается возникновение изгибающих моментов и их отрицательное воздействие на корпуса 3. Благодаря выполнению корпусов 3 из алюминиевого сплава, обладающего высокой удельной прочностью, повышается нагрузочная способность, прочность и срок службы, при этом металлоемкость корпуса снижается в 1,5 - 2 раза, а металлоемкость ролика снижается на 10 - 30%. Армирующие элементы, выполненные в виде стальных подшипниковых стаканов 10, благодаря неразъемным шиповым соединениям с алюминиевыми корпусами 3, усиливают места установки подшипников качения 5 и позволяют увеличить нагрузочную способность ролика как в поперечном, так и в продольном /вдоль оси ролика/ направлениях. При работе ролика ребра 22, 23 корпусов 3 эквивалентно лопастям вентилятора создают отводящие потоки воздуха от подшипниковых узлов в обе стороны. Эти потоки воздуха удаляют пыль и отводят тепло из зон установки подшипников качения 5, что уменьшает запыленность и нагрев подшипников качения 5 при работе и увеличивают срок их службы.