一種復(fù)合材料軌枕的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鐵路工程建筑構(gòu)件的成型制備領(lǐng)域，尤其涉及一種軌枕的制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前我國鐵路線路工程中使用的枕木主要是木枕和混凝土枕兩種，但混凝土枕由 于本身重量過大，安裝和更換起來很不方便，因此在鐵路橋梁明橋面、木岔枕等特殊地段通 常使用木枕。木枕造價低、彈性好、形狀簡單、加工容易、重量輕、鋪設(shè)更換方便、絕緣性能較 好。然而，現(xiàn)有滿足尺寸要求的木材越來越少，且木材不耐腐蝕，通常需要經(jīng)過防腐處理，且 處理過程中所產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)對環(huán)境具有一定的危害性。盡管如此，經(jīng)過防腐處理的木枕， 使用壽命仍可高達(dá)15年左右，但如果貨流加大、速度和載量提高，木枕使用壽命將降至8~ 10年，木枕更換的成本較高。
[0003] 由于傳統(tǒng)枕木本身存在上述難以克服的缺點(diǎn)，世界各國都在研發(fā)通過新型枕木來 替代傳統(tǒng)枕木。其中，玻璃鋼枕木既有木枕易加工的優(yōu)點(diǎn)，又具有耐腐蝕性、耐候性、耐疲勞 性和耐電氣絕緣性，且本身不需要進(jìn)行防腐處理，減少了環(huán)境污染，同時玻璃鋼枕木還具有 50年以上的使用壽命，其相比木枕具有穩(wěn)定性能好、使用年限長等優(yōu)點(diǎn)。
[0004] 現(xiàn)在國外有開發(fā)出聚氨酯的合成枕木，并在高速鐵路上進(jìn)行成功應(yīng)用，但其生產(chǎn) 需要造價高昂的專門設(shè)備方可進(jìn)行，此外，其原材料成本也一直居高不下，推廣緩慢。而復(fù) 合材料（例如玻璃鋼）的空心枕木除了具備聚氨酯合成軌枕的優(yōu)點(diǎn)外，還具有設(shè)備要求低， 原材料來源廣泛易得、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，近來已引起人們的關(guān)注。
[0005] 然而，對于復(fù)合材料軌枕如何成型及生產(chǎn)，如何降低生產(chǎn)成本及設(shè)備投入，如何簡 化成型設(shè)備的結(jié)構(gòu)，如何制備出性能優(yōu)異的復(fù)合材料軌枕，這一直是本領(lǐng)域人員所面臨的 技術(shù)難題?，F(xiàn)有合成復(fù)合材料軌枕大多通過模壓成型的工藝方法制備，模壓工藝雖簡單可 行，但對批量產(chǎn)品來說，工作量大、效率低，不能實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，且制品的穩(wěn)定性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服以上【背景技術(shù)】中提到的不足和缺陷，提供一 種工藝步驟簡單、工藝效率高、成本低、可實現(xiàn)連續(xù)化和自動化生產(chǎn)的復(fù)合材料軌枕的制備 方法。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種復(fù)合材料軌枕的制備方法， 包括以下步驟：
[0008] 導(dǎo)紗：將至少一種的玻璃纖維無捻粗紗通過送料裝置引導(dǎo)至設(shè)定的工作面；
[0009] 浸漬：將樹脂體系混合均勻后注入浸膠機(jī)構(gòu)的浸膠槽，使上述玻璃纖維無捻粗紗 的表面和內(nèi)部輸送到浸膠槽內(nèi)浸漬樹脂體系；
[0010] 送氈：通過送料裝置將表面氈和/或縫編氈直接送至一對輥擠壓裝置；
[0011] 擠壓：表面氈和/或縫編氈在上述對輥擠壓裝置處與浸漬后的玻璃纖維無捻粗紗 匯合，共同接受擠壓；
[0012] 成型：經(jīng)對輥擠壓裝置輸出的物料通過預(yù)成型模具系統(tǒng)進(jìn)入到成型模具系統(tǒng)，成 型模具系統(tǒng)上劃分有多段溫控區(qū)域，并在l〇〇°C~220°C之間自動控制成型溫度（控溫精度 可達(dá)±5°C )，完成成型過程后的粗坯通過牽引裝置送到成型模具系統(tǒng)外；
[0013] 切割：通過預(yù)成型模具系統(tǒng)及成型模具系統(tǒng)的設(shè)計，成型得到帶有格構(gòu)形腔體的 中空型軌枕本體，中空型軌枕本體從成型模具系統(tǒng)中脫模后，通過一定長度的冷卻平臺，利 用自動切割裝置將粗坯制品切割至要求的尺寸，即得到中空型復(fù)合材料軌枕本體；
[0014] 加蓋：通過膠粘結(jié)和/或緊固件連接，在所述中空型復(fù)合材料軌枕本體的兩端安 裝固接上端蓋，得到復(fù)合材料軌枕。
[0015] 上述的制備方法，所述導(dǎo)紗步驟中，優(yōu)選的，玻璃纖維無捻粗紗為1200Tex~ 19200Tex玻璃纖維無捻粗紗中的任一種或幾種；所述導(dǎo)紗的運(yùn)行速度控制為0. 08~0. 6 m/min〇
[0016] 上述的制備方法，所述浸漬步驟中，優(yōu)選的，選用的樹脂體系的配方包含如下質(zhì)量 份數(shù)的原料組分：
[0017] 乙烯基樹脂 100份； 過苯甲酸叔丁酯 0.15~0.3份； 過氧化物 0.8~1.2份； 阻燃劑 5~20份； 內(nèi)脫模劑 OJ~1.5份；
[0018] 與上述樹脂體系對應(yīng)的玻璃纖維無捻粗紗的質(zhì)量份數(shù)控制為210~350份。
[0019] 上述的制備方法，所述送氈步驟中，優(yōu)選的，送料裝置包括兩臺纖維氈送料裝置， 兩臺纖維氈送料裝置布設(shè)于玻璃纖維無捻粗紗的送料裝置的上、下兩側(cè)，所述表面氈、縫編 毯的面密度均為300~900g/m2。
[0020] 上述的制備方法，所述擠壓步驟中，優(yōu)選的，對輥擠壓裝置包括多組擠壓輥和上、 下移動輥，其中擠壓高度和移動距離根據(jù)實際需要確定。
[0021] 上述的制備方法，所述成型步驟中，優(yōu)選的，所述預(yù)成型模具系統(tǒng)包括模具支架和 由模具支架串聯(lián)支撐的多塊模具支板，多塊模具支板相互平行且間隔布置，模具支板的中 心部位開設(shè)中心孔，中心孔中穿設(shè)模具芯棒，中心孔的周圍開設(shè)有導(dǎo)紗孔，導(dǎo)紗孔的外圍開 設(shè)有導(dǎo)氈孔，所述模具芯棒從預(yù)成型模具系統(tǒng)一直延伸到所述成型模具系統(tǒng)的模腔中，所 述導(dǎo)紗孔和導(dǎo)氈孔均對準(zhǔn)成型模具系統(tǒng)的模腔內(nèi)壁與模具芯棒之間的間隙。
[0022] 上述的制備方法，所述成型步驟中，優(yōu)選的，所述成型模具系統(tǒng)上設(shè)有控溫裝置， 且控溫裝置使成型模具系統(tǒng)從進(jìn)口到出口依次被劃分為第一溫控區(qū)、第二溫控區(qū)和第三 溫控區(qū)，且第一溫控區(qū)的溫度控制為160°C~180°C，第二溫控區(qū)的溫度控制為175°C~ 200°C，第三溫控區(qū)的溫度控制為165°C~185°C。
[0023] 上述的制備方法，所述成型步驟中，優(yōu)選的，所述端蓋是以熱固性樹脂為基體、以 連續(xù)玻璃纖維為增強(qiáng)材料，通過模壓工藝制備而成。
[0024] 上述的制備方法，優(yōu)選的，所述模具芯棒的數(shù)量為四根，且四根模具芯棒成矩陣式 對稱分布；所述中心孔為矩形開孔；所述模具芯棒的端部通過固定螺栓固定在端部的模具 支板上；這樣成型出的所述格構(gòu)形腔體為一 "田"字形中空腔體，包括被分隔成的四個大小 相同、且平行布置的長方體中空通道，所述端蓋上設(shè)有格構(gòu)形突起，該格構(gòu)形突起為與前述 "田"字形中空腔體相配合的"田"字形矩陣突起。
[0025] 上述的制備方法，優(yōu)選的，所述長方體中空通道的四條側(cè)棱邊為經(jīng)過倒圓角后形 成的四個柱狀弧面，且從軌枕本體的橫截面上看，圓角半徑為2~IOmm ;
[0026] 所述軌枕本體的四條側(cè)棱邊為經(jīng)過倒圓角后形成的四個柱狀弧面，且從軌枕本體 的橫截面上看，四個柱狀弧面的圓角半徑為2~10mm。
[0027] 上述的制備方法，優(yōu)選的，所述端蓋上的"田"字形矩陣突起包括四個長方體狀的 突起單元，且四個突起單元呈兩兩對稱分布，每個突起單元的底面積與所述長方體中空通 道的橫截面大小基本相同。
[0028] 上述的制備方法，優(yōu)選的，所述軌枕本體的橫截面的高度略小于其橫截面的寬度， 且減小的尺寸不超過橫截面寬度尺寸的15%。
[0029] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0030] 1)本發(fā)明的制備工藝工作量小、效率高，可實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，同時制備得到的復(fù)合 材料軌枕由于材料內(nèi)部分布均勻，其質(zhì)量更穩(wěn)定；
[0031] 2)本發(fā)明的制備工藝中用到的成型系統(tǒng)，不僅結(jié)構(gòu)簡單、組裝方便、加工性能好， 而且成本較低，易于控制；
[0032] 3)采用本發(fā)明的制備工藝可以加工出各種形狀的復(fù)合材料軌枕，只需對預(yù)成型模 具系統(tǒng)和成型模具系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)替換即可，適應(yīng)性好；
[0033] 4)采用本發(fā)明的制備工藝可連續(xù)加工出中空型結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料軌枕本體，產(chǎn)品 重量可減輕10%左右；周期費(fèi)用低；且產(chǎn)品彈性好、強(qiáng)度高，使用壽命長，耐腐蝕、耐高低溫 (可以在_40°C到70°C環(huán)境下長期使用），絕緣性能好，耐氣候性高，還具有優(yōu)異的耐疲勞性 能、減振性和吸音消聲性；
[0034] 5)采用本發(fā)明的制備工藝制作復(fù)合材料軌枕時，加工效率高，可實現(xiàn)復(fù)合材料軌 枕的連續(xù)和大批量生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0035] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明 的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù) 這些附圖獲得其他的附圖。
[0036] 圖1為本發(fā)明【具體實施方式】中制備方法的成型系統(tǒng)原理圖。
[0037] 圖2為本發(fā)明【具體實施方式】中制備得到格構(gòu)形復(fù)合材料軌枕的立體分解圖。
[0038] 圖3為本發(fā)明【具體實施方式】中軌枕本體的側(cè)視圖。
[0039] 圖4為本發(fā)明【具體實施方式】中端蓋的主視圖。
[0040] 圖5為本發(fā)明【具體實施方式】中預(yù)成型模具系統(tǒng)與成