CN102744692B - 一种钢轨打磨砂轮的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢轨打磨砂轮的制造方法,经本发明所述方法制造的钢轨打磨砂轮的砂轮本体与无碱玻璃纤维缠绕层结合紧密,无碱玻璃纤维缠绕层可在砂轮的整个使用寿命周期中起到对砂轮本体的保护作用而不会脱落。本发明所述方法制造的砂轮强度可达到通过1.8倍于国家标准规定的最高工作速度的回转检验而不破裂。

Description

一种钢轨打磨砂轮的制造方法
技术领域
本发明涉及一种砂轮的制造方法,特别涉及一种钢轨打磨砂轮的制造方法,属于砂轮的技术领域。
背景技术
钢轨打磨砂轮是使用砂轮端面对钢轨表面进行磨削的专用砂轮。由于磨削条件的不稳定性,为防止砂轮受磨削撞击而造成破裂事故,常在砂轮外圆周面上增加缠绕层。通常的缠绕层是用玻璃纤维经树脂浸渍后缠绕而成,可起到对砂轮本体强度增强的作用。该缠绕层会随着砂轮厚度的减小而消耗,未消耗掉的缠绕层仍然保护着待磨削的砂轮本体。但是,由于砂轮本体的外圆周面上通常有成型脱模剂,使得玻璃纤维缠绕层和砂轮本体之间未能黏结成一体,再加上玻璃纤维缠绕层和砂轮本体在磨削时的热胀冷缩系数不同,通常在砂轮使用寿命周期的后半段,即砂轮磨削多日后,砂轮本体外圆周面上未消耗掉的玻璃纤维缠绕层常会出现部分或整体脱落的现象,即砂轮破裂的可能性仍然存在。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷,提供一种玻璃纤维缠绕层不会脱落,从而可在砂轮的整个使用寿命周期中起到对砂轮本体保护作用的新型砂轮的制造方法。
本发明可通过以下技术方案予以实现。
一种钢轨打磨砂轮的制造方法,制造步骤如下:
(1)首先磨除砂轮本体外圆周面上的脱模剂,并除去灰尘;(2)在砂轮本体的外圆周面上均匀涂敷腻料层,所述腻料层是由质量份为48-52份的液态酚醛树脂和质量份为48-52份的硫铁矿粉均匀混合成的粘稠状混合物,所述腻料层的厚度为0.8-1.2mm,然后在室温下放置3-4小时;(3)再在砂轮的外圆周面上均匀缠绕经浸渍液润湿的无碱玻璃纤维无捻粗纱,形成无碱玻璃纤维缠绕层;(4)将已缠绕过无碱玻璃纤维无捻粗纱的半成品砂轮在室温条件下放置22-24小时,待浸渍液中的酒精挥发完全后再放进干燥炉内进行低温干燥,所述低温干燥过程为在40℃下干燥2小时,在50℃下干燥1小时,在60℃下干燥3小时,最后停止电热密闭保温8小时;(5)最后进行硬化热处理,所述硬化热处理过程为在80℃下保温2小时,在100℃下保温1小时,在120℃下保温1小时,在140℃下保温1小时,在160℃下保温1小时,最后在180℃下保温6小时。
上述的一种钢轨打磨砂轮的制造方法,其中,所述砂轮本体是经过热压成型但未经过硬化处理的砂轮半成品坯体。
上述的一种钢轨打磨砂轮的制造方法,其中,所述硫铁矿粉的细度为200目。
上述的一种钢轨打磨砂轮的制造方法,其中,所述浸渍液的制备步骤如下:将质量份为35-40份的液态酚醛树脂,质量份为19.5-24份的线型酚醛树脂粉,质量份为35-45份的工业酒精和质量份为0.3-0.5份的γ-乙二胺基丙基三甲氧基硅烷在室温下搅拌2-3小时,搅拌速度170-220转/分,即可制得所述浸渍液。
上述的一种钢轨打磨砂轮的制造方法,其中,所述无碱玻璃纤维无捻粗纱的Na2O+K2O 质量百分比含量≤0.8%、断裂强度≥300N。
上述的一种钢轨打磨砂轮的制造方法,其中,所述工业酒精的质量百分比浓度为75%。
本发明所述方法制造的钢轨打磨砂轮具有以下优点:
① 由于除去了砂轮本体成型时外圆周面上的脱模剂,从而消除了砂轮本体与无碱玻璃纤维缠绕层相互牢固黏结的阻碍因素,使得二者可以紧密结合。
② 所涂敷的腻料层形成了砂轮本体与无碱玻璃纤维缠绕层之间的结合层,从而提高了黏合的牢固度。
③涂敷腻料层后于室温下放置使其自然干燥,至腻料失去流动性,这样缠绕玻璃纤维后仍然能保持砂轮良好的静平衡性,使得砂轮的静不平衡克数达到严于国家标准20%以上的水平。
④将已缠绕过无碱玻璃纤维的半成品砂轮在低温下烘干,使得腻料中树脂的水份缓慢挥发,有效防止无碱玻璃纤维缠绕层表面溢出树脂和缠绕层出现膨松现象,保证了砂轮在增加强度的同时可保持良好的外观。
⑤ 将无碱玻璃纤维缠绕层与砂轮本体同时进行硬化热处理,使得玻璃纤维有了预应力,二者可达到在磨削过程中同时膨胀,停止磨削后共同收缩,即二者的热胀冷缩系数可保持一致,使得二者之间不会产生任何缝隙,从而使得玻璃纤维缠绕层在砂轮的整个使用寿命周期中都能起到对砂轮本体的保护作用。本发明方法制造的砂轮强度可达到通过1.8倍于国家标准规定的最高工作速度的回转检验而不破裂。
具体实施方式
实施例1
一种钢轨打磨砂轮的制造方法,砂轮规格以180×105×90(D×T×Hmm)为例,制造步骤如下:(1)首先磨除砂轮本体外圆周面上的脱模剂,将砂轮本体安装在对磨机的低速轴上,使其按4m/s的线速度转动,将一Φ300mm的铸铁轮安装在对磨机的高速轴上,使其按6.5m/s的线速度转动。将颗粒直径为0.85~1.18mm的铸铁抛丸从两轮之间正上方落下,由砂轮本体与铸铁轮的速度差迫使铸铁抛丸在两轮之间滚动,挤压砂轮本体外圆周面的表层脱落,从而磨除砂轮本体成型时黏附在砂轮本体外表面的脱模剂,除去砂轮本体外圆周面上的灰尘,转入下道工序;(2)将质量份为50份的PF2127液态酚醛树脂和质量份为50份的细度为200目的硫铁矿粉均匀混合成粘稠状腻料,用油漆刷在砂轮本体的外圆周面上均匀涂敷腻料层,腻料层的厚度为1mm,然后在室温下放置3小时,使腻料层失去流动性;(3)制备浸渍液:将质量份为40份的PF2127液态酚醛树脂,质量份为19.5份的PF2123线型酚醛树脂粉,质量份为40份的工业酒精(质量百分比浓度为75%)和质量份为0.4份的γ-乙二胺基丙基三甲氧基硅烷于室温下在搅拌器中搅拌2.5小时,搅拌速度200转/分,搅拌混合均匀制备成浸渍液,然后将Na2O+K2O质量百分比含量≤0.8%、断裂强度≥300N的无碱玻璃纤维无捻粗纱在浸渍液中润湿,再均匀缠绕在砂轮的外圆周面上,形成无碱玻璃纤维缠绕层,优选缠绕4层;(4)将已缠绕过无碱玻璃纤维无捻粗纱的半成品砂轮在室温条件下放置24小时,待浸渍液中的酒精挥发完全后再放进干燥炉内进行低温干燥,所述低温干燥过程为在40℃下干燥2小时,在50℃下干燥1小时,在60℃下干燥3小时,最后停止电热密闭保温8小时;(5)最后进行硬化热处理,所述热处理过程为在80℃下保温2小时,在100℃下保温1小时,在120℃下保温1小时,在140℃下保温1小时,在160℃下保温1小时,最后在180℃下保温6小时。因砂轮本体和缠绕层同属酚醛树脂品种,硬化最终保持温度在180℃,在砂轮本体树脂得到充分固化的同时,无碱玻璃纤维缠绕层和所涂敷的腻料结合层也都达到了其最大的强度。而较长的保温时间是为了使砂轮本体内部的树脂完全硬化,试验证明6小时的180℃保温,对无碱玻璃纤维缠绕层的强度没有不良影响。
实施例2
一种钢轨打磨砂轮的制造方法,砂轮规格以150×76×M20(D×T×Hmm)为例,制造步骤如下:(1)首先磨除砂轮本体外圆周面上的脱模剂,将砂轮本体安装在对磨机的低速轴上,使其按4m/s的线速度转动,将一Φ300mm的铸铁轮安装在对磨机的高速轴上,使其按6.5m/s的线速度转动。将颗粒直径为0.85~1.18mm的铸铁抛丸从两轮之间正上方落下,由砂轮本体与铸铁轮的速度差迫使铸铁抛丸在两轮之间滚动,挤压砂轮本体外圆周面的表层脱落,从而磨除砂轮本体成型时黏附在砂轮本体外表面的脱模剂,除去砂轮本体外圆周面上的灰尘,转入下道工序;(2)将质量份为48份的PF2127液态酚醛树脂和质量份为52份的细度为200目的硫铁矿粉均匀混合成粘稠状腻料,用油漆刷在砂轮本体的外圆周面上均匀涂敷腻料层,腻料层的厚度为0.8mm,然后在室温下放置4小时,使腻料层失去流动性;(3)制备浸渍液:将质量份为38份的PF2127液态酚醛树脂,质量份为22份的PF2123线型酚醛树脂粉,质量份为45份的工业酒精(质量百分比浓度为75%)和质量份为0.3份的γ-乙二胺基丙基三甲氧基硅烷于室温下在搅拌器中搅拌2小时,搅拌速度170转/分,搅拌混合均匀制备成浸渍液,然后将Na2O+K2O质量百分比含量≤0.8%、断裂强度≥300N的无碱玻璃纤维无捻粗纱在浸渍液中润湿,再均匀缠绕在砂轮的外圆周面上,形成无碱玻璃纤维缠绕层,优选缠绕4层;(4)将已缠绕过无碱玻璃纤维无捻粗纱的半成品砂轮在室温条件下放置23小时,待浸渍液中的酒精挥发完全后再放进干燥炉内进行低温干燥,所述低温干燥过程为在40℃下干燥2小时,在50℃下干燥1小时,在60℃下干燥3小时,最后停止电热密闭保温8小时;(5)最后进行硬化热处理,所述热处理过程为在80℃下保温2小时,在100℃下保温1小时,在120℃下保温1小时,在140℃下保温1小时,在160℃下保温1小时,最后在180℃下保温6小时。因砂轮本体和缠绕层同属酚醛树脂品种,硬化最终保持温度在180℃,在砂轮本体树脂得到充分固化的同时,无碱玻璃纤维缠绕层和所涂敷的腻料结合层也都达到了其最大的强度。而较长的保温时间是为了使砂轮本体内部的树脂完全硬化,试验证明6小时的180℃保温,对无碱玻璃纤维缠绕层的强度没有不良影响。
实施例3
一种钢轨打磨砂轮的制造方法,砂轮规格以260×90×152.4(D×T×H mm)为例,制造步骤如下:(1)首先磨除砂轮本体外圆周面上的脱模剂,将砂轮本体安装在对磨机的低速轴上,使其按4m/s的线速度转动,将一Φ300mm的铸铁轮安装在对磨机的高速轴上,使其按6.5m/s的线速度转动。将颗粒直径为0.85~1.18mm的铸铁抛丸从两轮之间正上方落下,由砂轮本体与铸铁轮的速度差迫使铸铁抛丸在两轮之间滚动,挤压砂轮本体外圆周面的表层脱落,从而磨除砂轮本体成型时黏附在砂轮本体外表面的脱模剂,除去砂轮本体外圆周面上的灰尘,转入下道工序;(2)将质量份为52份的PF2127液态酚醛树脂和质量份为48份的细度为200目的硫铁矿粉均匀混合成粘稠状腻料,用油漆刷在砂轮本体的外圆周面上均匀涂敷腻料层,腻料层的厚度为1.2mm,然后在室温下放置3小时,使腻料层失去流动性;(3)制备浸渍液:将质量份为35份的PF2127液态酚醛树脂,质量份为24份的PF2123线型酚醛树脂粉,质量份为35份的工业酒精(质量百分比浓度为75%)和质量份为0.5份的γ-乙二胺基丙基三甲氧基硅烷于室温下在搅拌器中搅拌3小时,搅拌速度220转/分,搅拌混合均匀制备成浸渍液,然后将Na2O+K2O质量百分比含量≤0.8%、断裂强度≥300N的无碱玻璃纤维无捻粗纱在浸渍液中润湿,再均匀缠绕在砂轮的外圆周面上,形成无碱玻璃纤维缠绕层,优选缠绕4层;(4)将已缠绕过无碱玻璃纤维无捻粗纱的半成品砂轮在室温条件下放置22小时,待浸渍液中的酒精挥发完全后再放进干燥炉内进行低温干燥,所述低温干燥过程为在40℃下干燥2小时,在50℃下干燥1小时,在60℃下干燥3小时,最后停止电热密闭保温8小时;(5)最后进行硬化热处理,所述热处理过程为在80℃下保温2小时,在100℃下保温1小时,在120℃下保温1小时,在140℃下保温1小时,在160℃下保温1小时,最后在180℃下保温6小时。因砂轮本体和缠绕层同属酚醛树脂品种,硬化最终保持温度在180℃,在砂轮本体树脂得到充分固化的同时,无碱玻璃纤维缠绕层和所涂敷的腻料结合层也都达到了其最大的强度。而较长的保温时间是为了使砂轮本体内部的树脂完全硬化,试验证明6小时的180℃保温,对无碱玻璃纤维缠绕层的强度没有不良影响。
按本发明所述方法制造的砂轮质量经检验结论如下:
a) 按照国家标准GB/T 2492-2003 《普通磨具交付砂轮允许的不平衡量 测量》方法,缠绕无碱玻璃纤维缠绕层之前,对砂轮本体固有的不平衡量进行测量,符合标准中如下公式计算的允许不平衡量:
ma = k (m1)1/2
式中:ma—其中心位于砂轮圆周上质块的质量,单位为克.
m1—砂轮的质量,单位为克。
k—系数,在GB/T 2492-2003标准的表1中按磨削方式选定。
按粗磨、修磨方式的悬挂式砂轮机、40<使用速度≤63m/s选择k值为0.5,本公司规定加严20%取值,实取k值为0.4 。
例:260×90×152.4(D×T×H mm) ZA14T6B 50m/s砂轮,公称质量为10000克,k值取0.4时,砂轮最大的允许不平衡量为40克,实测值小于40克的砂轮本体为合格半成品。
经缠绕无碱玻璃纤维及后续工序,成品检查时仍需要进行静平衡检验,仍按上述计算的允许静不平衡量检验,实测值仍为40克以下。
b) 按照国家标准GB/T 2493-2003《砂轮的回转试验方法》规定,最高工作速度等于50m/s的砂轮,按50m/s的1.6倍进行回转试验,达到最高速度时维持30秒。
经本发明所述方法制造的砂轮,按标准规定进行回转强度的试验,全部合格。
例:260×90×152.4 (D×T×H mm)ZA14T6B 50m/s砂轮,按50m/s的1.6倍即80 m/s计算,转速为5880转/分,全部通过试验无破裂现象,即判断砂轮强度合格。
对本发明工艺制造的砂轮加大强度试验速度,用 1.8倍于标准规定的最高工作速度进行回转检验,即用90m/s检验其是否破裂,在6610转/分的最高速度下,维持30秒,砂轮本体和缠绕层共同经受住了高速回转的检验而不破裂。
c) 砂轮硬度、形状位置公差、尺寸和外观缺陷按相关检验方法标准进行检验均合格。
d) 本发明所述方法制造的砂轮,主要检验项目指标均得到了20%以上的提高,其根本原因是砂轮本体和玻璃纤维缠绕层形成了一个整体,玻璃纤维得到了增强的预应力。砂轮在磨削过程中受热膨胀和停止磨削后冷却收缩时玻璃纤维缠绕层和砂轮本体之间都不会出现缝隙,因而使得砂轮的安全性得到了充分保障。
这里本发明的描述和应用是说明性的,并非想将本发明的范围限制在上述实施例中,因此,本发明不受本实施例的限制,任何采用等效替换取得的技术方案均在本发明保护的范围内。

Claims (5)

1.一种钢轨打磨砂轮的制造方法,其特征在于,制造步骤如下:
(1)首先磨除砂轮本体外圆周面上的脱模剂,并除去灰尘;(2)在砂轮本体的外圆周面上均匀涂敷腻料层,所述腻料层是由质量份为48-52份的液态酚醛树脂和质量份为48-52份的硫铁矿粉均匀混合成的粘稠状混合物,所述腻料层的厚度为0.8-1.2mm,然后在室温下放置3-4小时;(3)再在砂轮的外圆周面上均匀缠绕经浸渍液润湿的无碱玻璃纤维无捻粗纱,形成无碱玻璃纤维缠绕层,所述浸渍液的制备步骤如下:将质量份为35-40份的液态酚醛树脂,质量份为19.5-24份的线型酚醛树脂粉,质量份为35-45份的工业酒精和质量份为0.3-0.5份的γ-乙二胺基丙基三甲氧基硅烷在室温下搅拌2-3小时,搅拌速度170-220转/分,即可制得所述浸渍液;(4)将已缠绕过无碱玻璃纤维无捻粗纱的半成品砂轮在室温条件下放置22-24小时,待浸渍液中的酒精挥发完全后再放进干燥炉内进行低温干燥,所述低温干燥过程为在40℃下干燥2小时,在50℃下干燥1小时,在60℃下干燥3小时,最后停止电热密闭保温8小时;(5)最后进行硬化热处理,所述硬化热处理过程为在80℃下保温2小时,在100℃下保温1小时,在120℃下保温1小时,在140℃下保温1小时,在160℃下保温1小时,最后在180℃下保温6小时。
2.如权利要求1所述的一种钢轨打磨砂轮的制造方法,其特征在于,所述砂轮本体是经过热压成型但未经过硬化处理的砂轮半成品坯体。
3.如权利要求1所述的一种钢轨打磨砂轮的制造方法,其特征在于,所述硫铁矿粉的细度为200目。
4.如权利要求1所述的一种钢轨打磨砂轮的制造方法,其特征在于,所述无碱玻璃纤维无捻粗纱的Na2O+K2O质量百分比含量≤0.8%、断裂强度≥300N。
5.如权利要求1所述的一种钢轨打磨砂轮的制造方法,其特征在于,所述工业酒精的质量百分比浓度为75%。
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