免维护长寿命带式输送机托辊研发项目工作技术总结报告

免维护长寿命带式输送机托辊研发项目工作技术总结报告一、企业概况（一）企业基本情况稳定石嘴山市瑞宁煤矿机电设备有限公司成立于2004年9月，注册资本5000万元，位于宁夏石嘴山市经济技术开发区大武口工业园区，是一家专业从事皮带输送机整机研发、生产、销售及机械加工为主的高科技公司。公司自成立以来一直为国内大型综合采煤设备制造企业提供皮带运输机及托辊、滚筒等配件，公司具备1600吨/年的机械加工能力。2019年被自治区科技厅授予科技小巨人称号，2021年获得国家高新技术企业认定。（二）企业经营业绩增长强劲公司经营范围涉及矿山机械、电器产品、矿山机电产品配件产品的研发、生产、销售。公司主要产品包括有皮带输送机、皮带机托辊、皮带机配件，公司2020年实现营业收入2187.65万元，2021年实现营业收入2284.59万元，同比增长4.4%；公司同比增长42%。公司相关产品已销售至神华宁煤集团、乌海能源集团、中铝王洼煤业及内蒙伊泰集团等大型国有企业，凭借技术的先进性和过硬的产品质量受到了客户的一致好评。（三）企业基础设施配套建设完善公司拥有生产制造各类皮带矿用输送机及其他煤矿机械产品研发的基础设施，现有RNSB22数控切割机、自动焊接机床等30余台套，同时公司已建成了600平方米的研发中心，研发中心配备洛式硬度计、材料试验机、超声波探伤仪等20余台套，具有国内先进水平的试验检测设备，具备开展新型皮带输送机、耐磨托辊等产品研发的能力，并完全满足各种项目的研发需要。（四）企业科研开发队伍优秀公司现有员工34名，其中专职研发人员7人，占员工总数的20.59%。公司组建的研发中心具备行业领先的研发实力，公司研发带头人侯洪涛，具有近20年的煤矿专用机械研发生产经验，先后独立或带领团队开发了多种煤矿机械及精密配件。公司研发部部长闫秀芳，有着近30年煤矿机械研究经验，先后在多个公司担任技术骨干和技术负责人，曾承担的“1.4m顺槽带式输送机研制项目”获得自治区科学技术进步奖三等奖，“弧齿锥齿轮硬齿面刮削工艺攻关项目”填补了国内刮削技术上的空白，“1.6米带宽可伸缩带式输送机系列项目”曾获宁夏回族自治区科学技术进步奖二等奖、中国机械工业科学技术奖、中国煤炭工业科学技术奖三等奖，闫秀芳2015年还曾获得石嘴山市“351”人才工程拔尖人才，2016年获自治区三八红旗手等荣誉称号，公司配备专职研发人员具有丰富行业经验和很强的研发实力。同时公司通过产学研合作形式与西安科技大学建立了良好的产学促进行业领先的科学技术成果的转化和推广应用。（五）企业技术研发和创新能力较强公司自成立以来，高度重视企业研发和成果转化能力的培养，加大创新研发力度，公司研发团队研发多项成果，通过技术积累，积极申请各项专利，并将企业具备的专利技术转化为动力，为客户生产出优质产品。截止目前公司已授权相关专利19项，目前全部技术成果已均转化。公司生产的皮带输送机相对国内同行具有运量大、使用维护简单、运营费用低廉、通用性强的优势；皮带机耐磨托辊相对国内同行具有径跳小、旋转阻力小、运行平稳、噪音低、使用寿命长、性价比高的优良特点。同时公司建立了规范的企业管理体系，制定了严密规范的财务、供应、资金使用制度。公司设立有专项研发资金，保障公司各类科研项目正常有序实施，并运用项目制对科研项目资金进行单独立项管理，做到专款专用。综上所述，公司具备创新能力强的科研开发团队、完善的基础设施和科研设备、较好的研发业绩、雄厚的资金保障，以及综合的竞争实力和较强的创新研究能力，必将能够为国内矿用皮带运输机的研发制造及绿色可持续发展提供更为积极的支持并做出更多的贡献。二、研发项目概况1、项目名称：免维护长寿命带式输送机托辊研发2、项目承担单位：石嘴山市瑞宁煤矿机电设备有限公司3、项目类型：2022年自治区重点研发计划项目（一般）4、项目执行期：2021-09-01至2022-06-285、立项背景：带式输送机作为一种主要的连续输送装备，广泛应用于矿山采掘、港口、电力、水泥建材，尤其是煤炭开采等国民经济的各个领域，成为生产过程流水作业运输线中不可或缺的重要组成部分。目前国内外市场对带式输送机托辊的需求数量逐年在增加，据统计仅国内煤炭市场年需求托辊就在1000万只以上，市场空间相当广阔。影响托辊寿命的两个关键因素就是托辊轴承的寿命及托辊的密封性：而传统托辊由于托辊轴承和密封方式的一些缺点导致在恶劣的环境中，寿命不到1万小时（国家标准25000小时损坏的托辊也存在着润滑脂的泄露污染环境的问题。为尽快提高带式输送机托辊的使用寿命，增强市场竞争力，我公司与西安奥奈特固体润滑工程学研究有限公司联合开展联合开展免维护长寿命带式输送机托辊的研发，共同研发一种免维护复合固体润滑密封托辊，以满足大型矿井对带式输送机托辊可靠性和寿命等越来越高的要求。免维护长寿命皮带输送机托辊的研发符合国家相关政策，通过对轴承设置的创新、密封组件结构的创新、复合固体润滑剂配型开发等新技术的研发应用，降低了托辊轴承旋转阻力和润滑污染，减少拆卸工程量，提高设备运转效率，降低了能耗和环境污染，新研发的设备将有助于实现煤炭绿色开采降低碳排放，对推动“碳达峰、碳中和”具有积极意义。本研发项目符合2022年自治区重点研发计划高新技术领域一、绿色低碳工业制造技术→（三）工艺替代技术→1.煤炭智能化、绿色化开采工艺，以及附件2《高新技术领域优先发展的技术目录》：一、装备制造→（八）高端轴承→2.大型石化设备、煤化工设备...等特殊领域应用的高性能轴承的研制。6、项目主要研究内容本项目研发一种免维护长寿命的带式输送机托辊，研究采用复合固体润滑剂替代传统润滑脂并且在轴承内圈摩擦面设置来复线沟槽潜伏坑，通过潜伏坑的设置实现轴承摩擦面之间不直接接触，轴承在运行时界面之间存留大量的润滑剂，以期达到界面之间不管在任何环境条件下都有足够的润滑剂存量，最大程度的保证了润滑有效，同时在冲击荷载发生时，潜伏在界面之间凹陷结构中的润滑剂被气流带出，从而保证摩擦面之间不直接接触，该设计减少了托辊内部轴承磨损，杜绝摩擦面之间的金属摩擦，保证了润滑效果成倍提高的目的。研究托辊的密封组件采用非接触式迷宫和接触式密封的复合密封结构，达到切断轴承外侧粉尘和水的侵入路径，确保托辊的防水性和防尘性。7、本项目的主要创新点（1）通过在轴承中设置来复线沟槽潜伏坑的创新，实现摩擦面之间不直接接触，同时在冲击荷载发生时，潜伏在界面之间凹陷结构中的润滑剂被气流带出，杜绝摩擦面之间的金属摩擦，最大程度减少托辊内部轴承磨损，提高轴承使用寿命，保证了润滑效果成倍提高的目的。（2）通过对托辊的密封组件结构的创新，采用非接触式迷宫和接触式密封的复合密封结构，迷宫圈内加满润滑脂，并定期补充，使部分润滑脂从轴承内溢出，从而防止灰尘进入轴承，达到切断轴承外侧粉尘和水的侵入路径，确保托辊的防水性和防尘三、项目合同完成情况1、项目投资到位情况：项目计划总投资额为180万元，截止到项目完成，本项目实际审计认定完成的总投资额195.45万元。2、项目资金支出情况：本项目实际审计认定支出资金195.45万元，其中：60费25023、项目合同任务完成情况免维护长寿命带式输送机托辊研发项目，于2021年9月开始至2022年6月结束。主要开展了项目前期的技术交流，研发准备和方案制定；开展了核心技术攻关，生产线规划，生产设备购置、安装调试，在现有生产条件下进行试验生产，获得实验室数据，分析问题，改进思路，实验室产品成功后制定客户试验，跟踪客户使用效果，不断进行设备改造升级；持续改进，不断完组织开展验收，完成项目的整体实施，具体任务完成情况如下：（1）开展了带式输送机托辊部件的优化设计，对托辊结构进行技术改进,提高带式输送机托辊的寿命，以及托辊的强度和质量。（2）开展了采用复合固体润滑剂替代传统润滑脂的研究，实现了复合固体润滑潜伏式润滑托辊组，创新性的改进了其中的-内外密封环的润滑、轴承保持架的被动润滑为潜伏式润滑，同时研发的复合固体润滑液，使该部件的平均寿命延长了2倍以上。（3）研究在轴承内圈摩擦面设置来复线沟槽潜伏坑，通过对所需润滑的接触面端设置潜伏坑，在间隙处填充有润滑剂。使其形成潜伏式自密封效果，并延长了两部件的使用寿命，保证工作正常，平稳，高效。通过潜伏坑的设置实现轴承摩擦面之间不直接接触，轴承在运行时界面之间存留大量的润滑剂，以期达到界面之间不管在任何环境条件下都有足够的润滑剂存量，最大程度的保证了润滑有效，同时在冲击荷载发生时，潜伏在界面之间凹陷结构中的润滑剂被气流带出，从而保证摩擦面之间不直接接触，该设计减少了托辊内部轴承磨损，杜绝摩擦面之间的金属摩擦，保证了润滑效果成倍提高的目的。（4）研究托辊的密封组件，采用非接触式迷宫和接触式密封的复合密封结构，达到切断轴承外侧粉尘和水的侵入路径，确保托辊的防水性和防尘性。（5）开展了旋转阻力的测试、浸水密封试验、圆跳动试验和轴向承载试验，通过不断调试和试验测试，新研发的托辊性能有了明显提升，具体检测结果如下：辊/4、项目技术指标完成情况本项目通过在皮带输送机托辊的轴承中设置来复线沟槽潜伏坑及托辊密封组件结构的创新研发出一种免维护复合固体润滑密封托辊，以满足大型矿井对带式输送机托辊可靠性和寿命等越来越高的要求。本研究项目最终圆满完成合同书约定的各项考核指标，新产品主要技术指标完成情况如下：（1）浸水密封：≤120g；说明：没有开展本研发前，采用非接触式迷宫式密封结构，在高速运行情况下，润滑脂出现汽化现象，在托辊停止运行后温度降低产生吸气过程，存在大量粉尘颗粒进入轴承密封腔内导致润滑脂的污染和干化，加快轴承的磨损，托辊浸水密封≤150g。通过技术改进和创新，采用非接触式迷宫和接触式密封的复合密封结构，达到切断轴承外侧粉尘和水的侵入路径，确保托辊的防水性和防尘性,新生产的托辊浸水密封性达到≤120g。（2）提高托辊的使用寿命（大于50000小时）；说明：没有开展本研发前，带式输送机输送带出现跑偏会导致输送带磨损严重的问题，托辊同时使用普通润滑油会存在油箱不间断给油、渗漏严重、润滑失效，磨损严重等问题，托辊的使用寿命在20000h左右。通过托辊结构的改进优化，对托辊强明显提高轴承使用寿命、减少磨损、治理漏油问题、节省相关部件制造资源，实现了托辊质量稳定率达99%，成品率达99.99%，使用寿命大于50000小时。（3）减少托辊更换配件的直接成本60%以上；（4）有效节省润滑油60%以上；说明：通过技术改进和创新，通过托辊结构的改进优化和采用复合固体润滑工程等技术，进一步减少托辊更换配件的成本，节省了润滑油用量的使用，大大延长了加油周期，有效节省润滑油60%以上。（5）完成申请相关专利3项。名称：一种托辊装置，专利号：ZL202022355287.3名称：一种自动钻孔装置，专利号：ZL202022619787.3四、研发项目产生产经济效益和社会效益1、本研发项目2022年已实现销售收入500万元，利税100万元。可以为企业提高产品利润率，形成核心竞争力，从而进一步占有市场，实现企业做大做强并持续经营发展。2、本项目具有显著的社会效益。一是本