專利名稱：雙速電動(dòng)葫蘆摩擦制動(dòng)盤及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉入一種起重機(jī)械的關(guān)鍵部件及其制造方法，尤其是一種碳基雙速電動(dòng)葫 蘆的摩擦制動(dòng)盤及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和制造業(yè)的高速發(fā)展，對(duì)電動(dòng)葫蘆起重機(jī)的市場(chǎng)需求也在大幅 增長(zhǎng)，近幾年中國(guó)電動(dòng)葫蘆起重機(jī)產(chǎn)量的年長(zhǎng)增長(zhǎng)率都超過(guò)20%。由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷 擴(kuò)大生產(chǎn)率日益提高，以及產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中物料裝卸搬運(yùn)費(fèi)用所占比例逐漸增加，促進(jìn)了 大型高速和自動(dòng)化的雙速電動(dòng)葫蘆起重機(jī)的需求量不斷增長(zhǎng)。目前雙速電動(dòng)葫蘆起重機(jī)已 成為自動(dòng)化生產(chǎn)流程中的重要環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)不可或缺的一部分。同時(shí)，起重量越 來(lái)越大、工作速度越來(lái)越快、自動(dòng)化程度越來(lái)越高，對(duì)雙速電動(dòng)葫蘆起重機(jī)的能耗和可靠性 也提出更高的要求。雙速異型電動(dòng)葫蘆摩擦制動(dòng)盤，已廣泛運(yùn)用于各種規(guī)格的電動(dòng)葫蘆中， 是成型電動(dòng)葫蘆不可或缺的一部分，關(guān)系著電動(dòng)葫蘆起重機(jī)的可靠性與安全性。電動(dòng)葫蘆摩擦制動(dòng)技術(shù)是一種構(gòu)造簡(jiǎn)單、適用性廣、安裝維護(hù)方便的電動(dòng)葫蘆制 動(dòng)離合技術(shù)；目前，電動(dòng)葫蘆制動(dòng)離合器對(duì)摩擦材料有較高的要求要有穩(wěn)定的摩擦、磨損 性能和一定的耐高溫性并能滿足上萬(wàn)次以上連續(xù)開啟操作作業(yè)，使用性能保持穩(wěn)定；同時(shí) 材料還要求滿足歐盟ROHS環(huán)保及相關(guān)限用物質(zhì)指令的要求，不含石棉、鉛、鎘、汞、六價(jià)鉻 等影響人體健康的物質(zhì)?，F(xiàn)有的摩擦材料仍然未能達(dá)到上述要求，目前已經(jīng)制約了電動(dòng)葫 蘆制動(dòng)離合器進(jìn)一步普及應(yīng)用，成為制約我國(guó)電動(dòng)葫蘆起重機(jī)行業(yè)發(fā)展的重要因素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種雙速電動(dòng)葫蘆摩擦制動(dòng)盤的 改進(jìn)，該制動(dòng)盤應(yīng)當(dāng)制動(dòng)力矩大、剪切強(qiáng)度高，并具有耐高溫、耐磨損以及環(huán)保、低噪音的特
點(diǎn)ο本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種雙速電動(dòng)葫蘆摩擦制動(dòng)盤的制作方法，該方法應(yīng) 具有工藝簡(jiǎn)單、制作方便以及成本較低的特點(diǎn)。本發(fā)明提供的技術(shù)方案是雙速電動(dòng)葫蘆摩擦制動(dòng)盤，包括鐵基骨架以及粘接固 定在鐵基骨架制動(dòng)面上的摩擦材料層；其特征在于摩擦材料層中包含的成分及重量份為改性酚醛樹脂樹脂6 8份，芳綸纖維2 3份，短切碳纖維6 8份，薩凱夫礦 物纖維12 20份，沉淀硫酸鋇10 18份，改性鋁凡土 1 2份，金屬硫化物2 5份，氫 化丁腈橡膠9 15份，金屬纖維1 3份，納米級(jí)碳酸鈣6 10份，硬脂酸0. 5 1份，硫 化促進(jìn)劑1 4份，中炭摩擦性能調(diào)節(jié)劑5 10份，三聚氰胺-腰果殼油5份。所述芳綸纖維的直徑為0. 4-0. 65mm,長(zhǎng)度6 8mm。所述短切碳纖維的直徑為0. 8-1. 2mm,長(zhǎng)度3 5mm。所述薩凱夫礦物纖維的直徑為16-24um，長(zhǎng)度1 2mm。所述金屬纖維為紫銅纖維，直徑為0. 16-0. 24mm，長(zhǎng)度3_5mm。
所述金屬硫化物為硫化亞銅與二硫化鉬的復(fù)合物。所述中炭摩擦性能調(diào)節(jié)劑為顆粒狀石油焦炭。所述硫化促進(jìn)劑為硫磺、橡膠硫化促進(jìn)劑、橡膠防老劑中的一種或多種混合。所述沉淀硫酸鋇、改性鋁凡土、氫化丁腈橡膠及中炭摩擦性能調(diào)節(jié)劑的粒度<300目。
上述雙速電動(dòng)葫蘆摩擦制動(dòng)盤的摩擦材料層的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行1)按配方稱取各種原材料備用；2)除氫化丁腈橡膠外，將其它各種原材料投入加壓式捏煉機(jī)中捏煉2 3分鐘后， 在將氫化丁腈橡膠加入進(jìn)行綜合捏煉，捏煉時(shí)間為8 10分鐘，然后加硫化促進(jìn)劑捏煉1 分鐘后取出；3)模壓成型在預(yù)熱過(guò)的模具型腔內(nèi)涂脫模劑，然后將混合物投入到模具型腔中 進(jìn)行模塑一次熱壓成型在鐵基骨架上，其熱壓溫度為190°C 200°C，熱壓時(shí)間為6 8分 鐘，熱壓壓力為IOMPa ；4)熱固化將上述成型后的半成品放入烘箱中固化；溫升至140°C時(shí)保溫2小時(shí)； 接著在0. 5小時(shí)內(nèi)升溫至150°C時(shí)保溫2小時(shí)；然后在1小時(shí)內(nèi)升溫至180°C時(shí)保溫2小 時(shí)；最后在0. 5小時(shí)內(nèi)升溫190°C時(shí)保溫1小時(shí)；5)對(duì)固化后的雙速電動(dòng)葫蘆摩擦制動(dòng)盤進(jìn)行機(jī)械加工。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提供的產(chǎn)品經(jīng)檢測(cè)，200°C時(shí)摩擦系數(shù)仍高于同類產(chǎn) 品，而磨損率(10-7Cm7N·!!!)則為同類產(chǎn)品50%，具有耐高溫、耐磨損、低噪音、制動(dòng)力矩 大、剪切強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)。采用的所有原材料不但環(huán)保而且均可外購(gòu)獲得，并且由于制作工藝 簡(jiǎn)單方便，因而成本較低，具有廣闊的市場(chǎng)前景。


圖1是本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。經(jīng)過(guò)深入研究，發(fā)明人采用芳綸纖維與短切碳纖維及礦物復(fù)合纖維材料為增強(qiáng)纖 維，以氫化丁腈橡膠與三聚氰胺_腰果殼油改性酚醛樹脂為粘結(jié)劑，以中炭摩擦性能調(diào)節(jié) 劑的主體配方體系，運(yùn)用一次熱壓成型技術(shù)，研發(fā)出了高性能雙速異型電動(dòng)葫蘆摩擦制動(dòng) 盤采用的摩擦材料。本發(fā)明提供的雙速電動(dòng)葫蘆摩擦制動(dòng)盤，包括鐵基骨架1以及粘接固定在鐵基骨 架制動(dòng)面上的摩擦材料層2 ；摩擦材料層中包含的成分及重量份為改性酚醛樹脂樹脂6 8份，芳綸纖維(優(yōu)選直徑0. 5mm、長(zhǎng)度7mm) 2 3份， 短切碳纖維(優(yōu)選直徑1mm、長(zhǎng)度4mm)6 8份，薩凱夫礦物纖維(優(yōu)選直徑20um、長(zhǎng)度 1. 5mm) 12 20份，沉淀硫酸鋇10 18份，改性鋁凡土 1 2份，金屬硫化物(商品型號(hào)是 SLS3) 2 5份，氫化丁腈橡膠9 15份，金屬纖維(優(yōu)選紫銅纖維，優(yōu)選直徑為0. 20mm長(zhǎng) 度4mm) 1 3份，納米級(jí)碳酸鈣6 10份，硬脂酸0. 5 1份，硫化促進(jìn)劑1 4份，中炭 摩擦性能調(diào)節(jié)劑5 10份，三聚氰胺-腰果殼油5份。
所述中炭摩擦性能調(diào)節(jié)劑為顆粒狀石油焦炭；硫化促進(jìn)劑為硫磺、促進(jìn)劑M(橡膠 硫化促進(jìn)劑)、防老劑BEL-W(橡膠防老劑)中的一種或多種混合。作為優(yōu)選，所述沉淀硫酸鋇、改性鋁凡土、氫化丁腈橡膠及中炭摩擦性能調(diào)節(jié)劑的 粒度< 300目。以上所述所有原材料全部外購(gòu)。增強(qiáng)纖維是摩擦材料的重要組分，具有一定的強(qiáng)度和韌性，能夠起到骨架作用，對(duì)材料的摩擦磨損性能有著重要影響。腈綸纖維強(qiáng)度高、高溫性能好、耐磨損且具有一定的吸 音功能，但變形能力差；而加入芳綸漿粕纖維后，能夠大大提高摩擦材料的綜合性能。酚醛樹脂(PF)具有良好的壓縮強(qiáng)度、耐溶劑性及阻燃性能，常用作基體粘接劑。 但普通PF因分子結(jié)構(gòu)上的缺陷，具有硬度高、質(zhì)脆、粘接力小、耐熱性差等缺點(diǎn)；為此采用 了三聚氰胺-腰果殼油與對(duì)酚醛樹脂進(jìn)行了共混改性(取代苯酚)。三聚氰胺-腰果殼油 與酚醛樹脂有優(yōu)良的相容性，能充分分散于PF中，形成均勻分散的兩相體系并產(chǎn)生共聚反 應(yīng)；腰果殼油是從植物腰果殼或核中提取，含有90 %的賈如醇和10%的強(qiáng)心醇，將具有較 長(zhǎng)側(cè)鏈的賈如醇或強(qiáng)心醇分子引入到樹脂主鏈中，提高了酚醛樹脂的耐熱性和耐分解性。 另外，氫化丁腈橡膠具有高強(qiáng)度、高耐磨性，可以起到降低制品硬度和機(jī)械強(qiáng)度，降低噪音 作用；將其與三聚氰胺-腰果殼油與酚醛樹脂共混，從而提高整個(gè)制品的綜合性能，使摩擦 材料表現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性，還能有效抑制高溫?zé)崴ネ说陌l(fā)生，穩(wěn)定摩擦系數(shù)、降低制動(dòng)躁 音和磨損率，對(duì)制品的沖擊強(qiáng)度也有明顯的改善。另外，選用的中炭摩擦性能調(diào)節(jié)劑，能夠 在摩擦材料中起到減磨、穩(wěn)定摩擦系數(shù)、降噪、減震等作用。上述雙速電動(dòng)葫蘆摩擦制動(dòng)盤的摩擦材料層的制備方法，按照以下步驟進(jìn)行1)按配方稱取各種原材料備用；2)除氫化丁腈橡膠外，將其它各種原材料投入加壓式捏煉機(jī)中捏煉2 3分鐘后， 在將氫化丁腈橡膠加入進(jìn)行綜合捏煉，捏煉時(shí)間為8 10分鐘，然后加硫化促進(jìn)劑捏煉1 分鐘后取出；3)模壓成型在預(yù)熱過(guò)的模具型腔內(nèi)涂脫模劑，然后將混合物投入到模具型腔中 進(jìn)行模塑一次熱壓成型在鐵基骨架上，其熱壓溫度為190°C 200°C，熱壓時(shí)間為6 8分 鐘，熱壓壓力為IOMPa ；4)熱固化將上述成型后的半成品放入烘箱中固化；溫升至140°C時(shí)保溫2小時(shí)； 接著在0. 5小時(shí)內(nèi)升溫至150°C時(shí)保溫2小時(shí)；然后在1小時(shí)內(nèi)升溫至180°C時(shí)保溫2小 時(shí)；最后在0. 5小時(shí)內(nèi)升溫190°C時(shí)保溫1小時(shí)；5)對(duì)固化后的雙速電動(dòng)葫蘆摩擦制動(dòng)盤進(jìn)行機(jī)械加工。采用上述工藝獲得的摩擦制動(dòng)片產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)對(duì)比檢測(cè)，獲得數(shù)據(jù)如下
~~100°C~~150 "C200°C~~100°C~~150 °C200°C
摩擦 摩擦 摩擦 摩損率摩損率摩損率
系數(shù) 系數(shù) 系數(shù) 10-7cm3/N ·Π1 10-7cm3/N · m 10-7cm3/N · m
被檢產(chǎn)品 042 041 040 (λ09(λ09θ7Τθ 表中數(shù)據(jù)可知摩擦系數(shù)明顯優(yōu)于對(duì)比產(chǎn)品(國(guó)外同類產(chǎn)品)；而摩損率則顯著小 于對(duì)比產(chǎn)品(國(guó)外同類產(chǎn)品)。
權(quán)利要求
雙速電動(dòng)葫蘆摩擦制動(dòng)盤，包括鐵基骨架以及粘接固定在鐵基骨架制動(dòng)面上的摩擦材料層；其特征在于摩擦材料層中包含的成分及重量份為改性酚醛樹脂樹脂6～8份，芳綸纖維2～3份，短切碳纖維6～8份，薩凱夫礦物纖維12～20份，沉淀硫酸鋇10～18份，改性鋁凡土1～2份，金屬硫化物2～5份，氫化丁腈橡膠9～15份，金屬纖維1～3份，納米級(jí)碳酸鈣6～10份，硬脂酸0.5～1份，硫化促進(jìn)劑( )1～4份，中炭摩擦性能調(diào)節(jié)劑5～10份，三聚氰胺-腰果殼油5份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙速電動(dòng)葫蘆摩擦制動(dòng)盤，其特征在于所述芳綸纖維的直 徑為 0. 4-0. 65mm,長(zhǎng)度 6 8mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙速電動(dòng)葫蘆摩擦制動(dòng)盤，其特征在于所述短切碳纖維的 直徑為0. 8-1. 2mm,長(zhǎng)度3 5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙速電動(dòng)葫蘆摩擦制動(dòng)盤，其特征在于所述薩凱夫礦物纖 維的直徑為16-24um，長(zhǎng)度1 2mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙速電動(dòng)葫蘆摩擦制動(dòng)盤，其特征在于所述金屬纖維為紫 銅纖維，直徑為0. 16-0. 24mm，長(zhǎng)度3_5mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙速電動(dòng)葫蘆摩擦制動(dòng)盤，其特征在于所述金屬硫化物為 硫化亞銅與二硫化鉬的復(fù)合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙速電動(dòng)葫蘆摩擦制動(dòng)盤，其特征在于所述中炭摩擦性能 調(diào)節(jié)劑為顆粒狀石油焦炭。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙速電動(dòng)葫蘆摩擦制動(dòng)盤，其特征在于所述硫化促進(jìn)劑為 硫磺、橡膠硫化促進(jìn)劑、橡膠防老劑中的一種或多種混合。
9.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4或5或6或7或8所述的雙速電動(dòng)葫蘆摩擦制動(dòng)盤，其特征在于所述沉淀硫酸鋇、改性鋁凡土、氫化丁腈橡膠及中炭摩擦性能調(diào)節(jié)劑的粒度< 300目。
10.權(quán)利要求1所述的雙速電動(dòng)葫蘆摩擦制動(dòng)盤的摩擦材料層的制備方法，按照以下 步驟進(jìn)行1)按配方稱取各種原材料備用；2)除氫化丁腈橡膠外，將其它各種原材料投入加壓式捏煉機(jī)中捏煉2 3分鐘后，在將 氫化丁腈橡膠加入進(jìn)行綜合捏煉，捏煉時(shí)間為8 10分鐘，然后加硫化促進(jìn)劑捏煉1分鐘 后取出；3)模壓成型在預(yù)熱過(guò)的模具型腔內(nèi)涂脫模劑，然后將混合物投入到模具型腔中進(jìn)行 模塑一次熱壓成型在鐵基骨架上，其熱壓溫度為190°C 200°C，熱壓時(shí)間為6 8分鐘，熱 壓壓力為lOMPa ；4)熱固化將上述成型后的半成品放入烘箱中固化；溫升至140°C時(shí)保溫2小時(shí)；接著 在0. 5小時(shí)內(nèi)升溫至150°C時(shí)保溫2小時(shí)；然后在1小時(shí)內(nèi)升溫至180°C時(shí)保溫2小時(shí)；最 后在0. 5小時(shí)內(nèi)升溫190°C時(shí)保溫1小時(shí)；5)對(duì)固化后的雙速電動(dòng)葫蘆摩擦制動(dòng)盤進(jìn)行機(jī)械加工。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種碳基雙速電動(dòng)葫蘆的摩擦制動(dòng)盤及其制造方法。目的是提供的制動(dòng)盤應(yīng)當(dāng)制動(dòng)力矩大、剪切強(qiáng)度高、耐高溫、耐磨損以及環(huán)保、低噪音。制作方法應(yīng)工藝簡(jiǎn)單、制作方便以及成本較低。技術(shù)方案是雙速電動(dòng)葫蘆摩擦制動(dòng)盤，包括鐵基骨架以及粘接固定在鐵基骨架制動(dòng)面上的摩擦材料層；摩擦材料層中包含的成分為改性酚醛樹脂樹脂，芳綸纖維，短切碳纖維，薩凱夫礦物纖維，沉淀硫酸鋇，改性鋁凡土，金屬硫化物，氫化丁腈橡膠，金屬纖維，納米級(jí)碳酸鈣，硬脂酸，硫化促進(jìn)劑，中炭摩擦性能調(diào)節(jié)劑，三聚氰胺-腰果殼油。制備方法是1)稱取原料；2)綜合捏煉原料；3)模壓成型4)熱固化5)機(jī)械加工。
文檔編號(hào)C09K3/14GK101870438SQ20101020647
公開日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2010年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月21日
發(fā)明者徐南漢, 王光榮, 章春華, 胡斌, 謝海濤 申請(qǐng)人:臨安華龍摩擦材料有限公司