在工业生产中，皮带输送机作为物料运输的核心设备，其稳定运行直接影响生产效率与成本。托辊作为支撑输送带和物料的关键部件，其磨损故障是导致设备停机、维护成本增加的主要因素之一。本文基于行业实践经验，系统梳理托辊磨损的4种典型故障形式，分析其成因，并提出针对性预防措施，为设备维护提供技术参考。

一、托辊筒皮磨损断裂：摩擦与偏转的双重侵蚀
托辊筒皮磨损断裂是托辊故障中最直观的表现形式，常见于托辊中部或与输送带边缘接触区域。其成因可从以下三方面解析：

旋转阻力过大
当托辊与输送带之间的摩擦系数异常升高时，筒皮表面会因持续摩擦产生高温，导致材料疲劳。例如，在煤炭运输场景中，煤粉嵌入托辊表面与输送带之间，形成“三体磨粒磨损”，加速筒皮厚度减薄。
旋转方向偏角
若托辊安装角度与输送带运行方向存在偏差，会形成偏转摩擦力。这种非对称受力导致筒皮局部应力集中，在长期运行中引发裂纹扩展。某水泥厂案例显示，托辊偏角每增加1°，筒皮寿命缩短约15%。
恶劣运行环境
在矿山、冶金等重工业场景中，托辊需直接接触矿石、炉渣等硬质物料。某铁矿输送系统统计表明，托辊在露天环境下运行6个月后，筒皮平均磨损量达2.3mm，远超设计寿命。
预防措施：

选用低摩擦系数、高耐磨性的筒皮材料（如高分子复合材料）；
定期清理托辊表面附着的物料，保持清洁度；
采用激光校准技术确保托辊安装角度精度≤0.5°。
二、轴承损坏卡滞：润滑失效与密封失效的连锁反应
轴承作为托辊的核心转动部件，其损坏直接导致托辊停转，进而引发输送带跑偏、撕裂等次生故障。轴承失效的典型路径如下：

密封结构缺陷
传统迷宫式密封在粉尘环境中易被堵塞，导致润滑脂变质。某港口输送系统测试显示，密封失效后轴承润滑脂含尘量在3个月内从0.2%升至18%，摩擦系数增加3倍。
润滑脂劣化
低品质润滑脂在高温环境下易氧化分解，形成酸性物质腐蚀轴承滚道。实验室对比试验表明，使用锂基复合脂的轴承寿命比普通钙基脂延长2.3倍。
共振加速疲劳
当托辊固有频率与输送机振动频率重合时，会产生共振效应。某电力公司输送机案例中，共振导致轴承保持架断裂，故障间隔时间从6个月缩短至3周。
预防措施：

采用双重唇形密封结构，配合负压除尘装置；
选用滴点≥220℃的合成润滑脂，充填量控制在轴承空腔的65%-75%；
通过模态分析优化托辊支架结构，避开共振频段。
三、托辊弯曲变形：强度不足与过载的双重考验
托辊弯曲变形多发生于重载输送场景，其破坏形式包括轴头扭曲、筒皮褶皱等，主要成因如下：

选型强度不足
托辊额定载荷需覆盖实际工况的120%-150%。某钢铁厂高炉上料系统因选用轻型托辊，在承受2.8t/m的矿石载荷时，托辊轴弯曲变形率达37%。
局部应力集中
在凸弧段、卸料点等区域，托辊需承受额外的径向力。有限元分析显示，凸弧段托辊所受弯矩是直线段的2.6倍，若未采用加强型结构，变形风险显著增加。
制造工艺缺陷
托辊轴与筒皮焊接时，若未采用预热-后热工艺，易产生冷裂纹。某输送机制造商抽检发现，15%的托辊焊缝存在未熔合缺陷，导致实际承载能力下降40%。
预防措施：

根据GB/T 10595-2017标准，按实际载荷的1.5倍选型托辊；
在凸弧段采用短间距布置（间距≤1.2m），并增设缓冲托辊组；
焊接过程实施100%超声波探伤检测，确保焊缝等级达到Ⅱ级以上。
四、结构件失效：焊接缺陷与安装误差的累积效应
除上述典型故障外，托辊还存在筒皮与轴承座脱焊、轴承脱出等结构失效形式，其根源在于：

焊接质量失控
某输送机维修记录显示，32%的托辊故障源于焊缝虚焊。采用CO2气体保护焊时，若焊接电流偏离额定值±15%，焊缝熔深将减少30%，抗拉强度下降50%。
轴承安装偏差
轴承与轴的配合公差需控制在H7/k6范围。某化工厂案例中，因轴承内径超差0.08mm，导致运行3个月后轴承游隙增大0.3mm，引发早期失效。
安装基准偏差
托辊组上表面平面度误差超过2mm时，会加剧输送带边缘磨损。某煤矿输送线改造前，因托辊安装高度差达5mm，导致年输送带损耗增加12万元。
预防措施：

焊接过程实施参数实时监控，确保热输入量稳定在设计值±5%以内；
采用液压压装工艺安装轴承，控制压入力在额定值的90%-110%；
使用激光水平仪校准托辊组安装基准，平面度误差≤1mm/m。
结语
托辊磨损故障的防控需贯穿设计、制造、安装、维护全生命周期。通过材料升级、结构优化、工艺改进和智能监测等手段，可显著提升托辊可靠性。某大型水泥集团实施托辊全生命周期管理后，设备综合效率（OEE）提升18%，年维护成本降低320万元。未来，随着物联网技术的应用，托辊健康状态实时监测将成为可能，为预防性维护提供数据支撑，推动输送设备向智能化、少人化方向发展。