專利名稱：一種高耐磨性碳纖維增強(qiáng)尼龍與橡膠復(fù)合的輪襯及其制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于架空索道及輸運(yùn)拖輥技術(shù)領(lǐng)域，特別適合用作架空索道托輪的輪襯。
(二)技術(shù)背景架空索道廣泛應(yīng)用于風(fēng)景游覽，物料輸送，煤礦井下工人運(yùn)送，娛樂等多個(gè)領(lǐng)域，架空索道的托輪是保證索道安全運(yùn)行的關(guān)鍵部件之一。由于托輪應(yīng)用的工礦比較惡劣，有的是露天使用，常年經(jīng)受風(fēng)吹雨林，有的應(yīng)用于煤礦環(huán)境，常年處于粉塵環(huán)境之下，因而該托輪既要求具有高的耐磨損性能，又要求高的耐腐蝕性能，同時(shí)還要求減震性能好，有利于運(yùn)行平穩(wěn)和減少對(duì)相關(guān)設(shè)備部件的震動(dòng)沖擊，還要求不要磨壞纜索。
目前，用作托輪輪襯的材料主要有兩種，一種是橡膠，一種是聚氨酯。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，這兩種輪襯減震性能優(yōu)良，對(duì)纜索的損傷也較小，但本身耐磨性不太理想，壽命較短。

發(fā)明內(nèi)容針對(duì)目前各類托輪輪襯的不足，本發(fā)明開發(fā)了一種新型高性能碳纖維復(fù)合材料輪襯。
高耐磨性碳纖維增強(qiáng)尼龍與橡膠復(fù)合輪襯及其制造工藝，其特征在于該輪襯由兩層結(jié)構(gòu)復(fù)合而成，內(nèi)層是橡膠材料，起減震作用，外層是碳纖維增強(qiáng)尼龍材料，起耐磨作用，內(nèi)外兩層采用模壓整體成型。本發(fā)明的這種結(jié)構(gòu)形式，既滿足了橡膠輪襯或聚氨酯輪襯減震性能好的優(yōu)點(diǎn)，又充分利用了碳纖維增強(qiáng)尼龍的自潤(rùn)滑特性。其制造工藝如下(1)利用雙螺桿擠出機(jī)加工碳纖維增強(qiáng)尼龍顆粒料。
(2)利用注塑成型工藝加工本發(fā)明的外部耐磨層外襯(3)利用模壓成型工藝將內(nèi)層橡膠減震層與外部碳纖維增強(qiáng)尼龍耐磨層復(fù)合在一起。
本發(fā)明的高耐磨性碳纖維增強(qiáng)尼龍與橡膠復(fù)合輪襯及其制造工藝，其特征在于它的內(nèi)層襯里橡膠為天然橡膠或合成橡膠，結(jié)構(gòu)為具有間隔凹槽和凸棱的圓形筒體。
本發(fā)明的高耐磨性碳纖維增強(qiáng)尼龍與橡膠復(fù)合輪襯及其制造工藝，其特征在所述外層為碳纖維增強(qiáng)尼龍材料，其配比為碳纖維5％～40％，尼龍95％～60％，其內(nèi)側(cè)帶有與橡膠內(nèi)層襯里相對(duì)應(yīng)的凸棱和凹槽，外側(cè)為圓弧槽。碳纖維增強(qiáng)尼龍材料中碳纖維的比例對(duì)輪襯的耐磨性能影響很大。碳纖維含量增加，輪襯的剛性增大，耐磨性提高，但注塑成型時(shí)要求注塑溫度相應(yīng)提高，同時(shí)成本增加。
本發(fā)明的高耐磨性碳纖維增強(qiáng)尼龍與橡膠復(fù)合輪襯及其制造工藝，在進(jìn)行模壓加工成型時(shí)，以注塑成型好的外襯為模，用未經(jīng)硫化的橡膠填充內(nèi)層，利用熱壓機(jī)的上下加熱模板一邊加壓，一邊加熱，完成對(duì)橡膠的硫化和輪襯的整體成型。根據(jù)所選用橡膠種類及硫化體系不同，硫化溫度一般為120℃～160℃，保溫時(shí)間一般為30分鐘～60分鐘。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)圖，圖2為圖1的剖面左視圖。
圖中1為碳纖維增強(qiáng)尼龍外襯，2為橡膠內(nèi)襯。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例1以T700-12K碳纖維為增強(qiáng)材料，用尼龍66為基體材料，采用雙螺桿擠出機(jī)加工制造碳纖維含量為10％的碳纖維增強(qiáng)尼龍66粒料，利用注塑成型工藝加工新型高性能碳纖維復(fù)合材料輪襯外襯，外徑尺寸240mm，內(nèi)徑尺寸190mm，厚度60mm。
將加工好的外襯固定在熱壓模具的下模板上，在外襯內(nèi)腔內(nèi)填充未經(jīng)硫化的丁腈橡膠，在200噸熱壓機(jī)上模板及其加熱系統(tǒng)加壓并保持30分鐘，溫度150℃，然后泄壓取出，制成帶有內(nèi)襯的新型輪襯毛坯。
利用車床將輪襯毛坯加工到精確尺寸，制得本發(fā)明輪襯。
新型輪襯耐磨性能大幅度提高，在保持原有減震特性基礎(chǔ)上，與聚氨酯輪襯相比，比原來(lái)聚氨酯輪襯壽命提高2倍以上。
實(shí)施例2按照實(shí)施例1的加工工藝所述，碳纖維含量為25％，在200噸熱壓機(jī)上加壓并保持40分鐘，溫度150℃，然后泄壓取出，制成外徑尺寸180mm，內(nèi)徑尺寸130mm，厚度90mm的新型輪襯。
新型輪襯在保持原有減震特性基礎(chǔ)上，與純丁腈橡膠輪襯相比，比原來(lái)丁腈橡膠輪襯壽命提高3倍以上。
實(shí)施例3按照實(shí)施例1的加工工藝所述，碳纖維含量為35％，在200噸熱壓機(jī)上加壓并保持50分鐘，溫度155℃，然后泄壓取出，制成外徑尺寸280mm，內(nèi)徑尺寸200mm，厚度120mm的新型輪襯。
新型輪襯在保持原有減震特性基礎(chǔ)上，與純天然橡膠輪襯相比，比原來(lái)天然橡膠輪襯壽命提高5倍以上。
權(quán)利要求
1.一種高耐磨性碳纖維增強(qiáng)尼龍與橡膠復(fù)合的輪襯及其制造工藝，其特征在于該輪襯由兩層結(jié)構(gòu)復(fù)合而成，內(nèi)層是橡膠材料，起減震作用，外層是碳纖維增強(qiáng)尼龍材料，起耐磨作用，內(nèi)外兩層采用模壓整體成型。其制造工藝如下(1)利用雙螺桿擠出機(jī)加工碳纖維增強(qiáng)尼龍顆粒料；(2)以碳纖維增強(qiáng)尼龍顆粒料為原料，利用注塑成型工藝加工外部耐磨層外襯；(3)利用模壓成型工藝將內(nèi)層橡膠減震層與外部碳纖維增強(qiáng)尼龍耐磨層復(fù)合在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種高耐磨性碳纖維增強(qiáng)尼龍與橡膠復(fù)合的輪襯及其制造工藝，其特征在于所述內(nèi)層襯里橡膠為天然橡膠或合成橡膠，結(jié)構(gòu)為具有間隔凹槽和凸棱的圓形筒體。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種高耐磨性碳纖維增強(qiáng)尼龍與橡膠復(fù)合的輪襯及其制造工藝，其特征在所述外層為碳纖維增強(qiáng)尼龍材料，其配比為碳纖維5％～40％，尼龍95％～60％，其內(nèi)側(cè)帶有與橡膠內(nèi)層襯里相對(duì)應(yīng)的凸棱和凹槽，外側(cè)為圓弧槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種高耐磨性碳纖維增強(qiáng)尼龍與橡膠復(fù)合的輪襯及其制造工藝，其特征表現(xiàn)為進(jìn)行模壓加工成型時(shí)，以注塑成型好的外襯為模，用未經(jīng)硫化的橡膠填充內(nèi)層，利用熱壓機(jī)的上下加熱模板一邊加壓，一邊加熱，完成對(duì)橡膠的硫化和輪襯的整體成型。
全文摘要
本發(fā)明為一種高耐磨性碳纖維增強(qiáng)尼龍與橡膠復(fù)合的輪襯及其制造工藝，該輪襯由兩層結(jié)構(gòu)復(fù)合而成，內(nèi)層為橡膠減震層，外層為碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料耐磨層。本發(fā)明利用外部碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的高耐磨特性和自潤(rùn)滑性，大幅度提高了輪襯的使用壽命，同時(shí)利用內(nèi)層橡膠的減震特性，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行過程中使用本輪襯托輪的平穩(wěn)性。本發(fā)明具有耐溫、耐腐蝕、抗磨損等優(yōu)良特性，可廣泛用作煤礦井下載人索道及高山索道的托輪輪襯。
文檔編號(hào)B32B1/00GK1676315SQ2005100432
公開日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2005年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月18日
發(fā)明者朱波, 王成國(guó), 蔡華甦, 王延相, 劉建軍 申請(qǐng)人:山東大學(xué)