CN103410848B - 抗蠕变复合材料推力垫圈及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗蠕变复合材料推力垫圈及其制作方法，用于解决现有推力垫圈刚性差的技术问题。技术方案是抗蠕变复合材料推力垫圈由用于承受摩擦的优质耐磨复合材料和用于装配定位的金属环形板两部分组成，金属环形板比复合材料薄，其内径小于复合材料的内径，其外径大于复合材料的外径，同心镶嵌在环形复合材料的中间，金属环形板镶嵌入复合材料的部分加工有用于复合材料贯通的孔。一方面金属环形板的增强作用提高了复合材料抵抗蠕变的能力，另一方面采用金属环形板定位，金属环形板的尺寸余量为复合材料预留了变形空间，从而解决了复合材料部分在大压力下蠕变造成推力垫圈径向尺寸的改变导致零件失效的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种推力垫圈，特别是涉及一种抗蠕变复合材料推力垫圈。还涉及这种抗蠕变复合材料推力垫圈的制作方法。
背景技术
推力垫圈是在机械设备和机动车辆中广泛采用的一种零件，通常被用来调整零件的轴向间隙，提供轴向支撑力，并起到减少轴上零件摩擦和磨损的作用。新型高分子复合材料垫圈因具有质量轻，摩擦系数低，磨损率低，摩擦噪声小以及可以减少接触件的磨损等优点得到了越来越广泛的应用。但复合材料垫圈也存在刚性差，抗压强度低的缺点，在较高压力使用工况下容易因轴向力作用下的蠕变造成垫圈径向装配尺寸的改变，导致零件失效。公知的推力垫圈制备技术没有针对该问题专门的解决措施。
文献“公开号是US6502994B2的美国专利”公开了一种组合式推力垫圈，该推力垫圈由两个元件组成。一个元件采用价格昂贵的聚酰胺复合材料制备，其一面有环纹型摩擦结构，另一面具有三个轴向凸起装配销。另一个元件采用价格低廉的金属材料制备，具有与复合材料配合的销孔以及与相邻元件配合的配合结构。该组合式推力垫圈适用于一侧传扭，一侧需要耐磨的场合，而且此发明没有解决复合材料部分在大压力下蠕变造成垫圈径向装配尺寸的改变，导致零件失效的问题。
发明内容
为了克服现有推力垫圈刚性差的不足，本发明提供一种抗蠕变复合材料推力垫圈。该推力垫圈由用于承受摩擦的优质耐磨复合材料和用于装配定位的金属环形板两部分组成，金属环形板比复合材料薄，其内径小于复合材料的内径，其外径大于复合材料的外径，同心镶嵌在环形复合材料的中间，金属环形板镶嵌入复合材料的部分加工有用于复合材料贯通的孔。一方面金属环形板的增强作用提高了复合材料抵抗蠕变的能力，另一方面采用金属环形板定位，金属环形板的尺寸余量为复合材料预留了变形空间，可以解决复合材料部分在大压力下蠕变造成推力垫圈径向尺寸的改变导致零件失效的问题。
本发明还提供这种抗蠕变复合材料推力垫圈的制作方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种抗蠕变复合材料推力垫圈，其特点是包括复合材料1和环形板2，所述环形板开有中心孔3，环形板2处于复合材料1轴向位置的中间。环形板2上在内径不小于复合材料1的内径，外径不大于复合材料1的外径的圆环形区域内，分布有网孔4；环形板2比复合材料1薄，环形板中心孔3的直径小于复合材料1内孔的直径，环形板2的外径大于复合材料1的外径，环形板2与复合材料1径向同心，复合材料1贯通环形板网孔4并位于金属环形板2的两面。
所述环形板2的材料是碳钢或者有色金属的任一种。
所述网孔4的形状是扇形、圆形、三角形或者四边形的任一种。
一种上述抗蠕变复合材料推力垫圈的制作方法，其特点是包括以下步骤：
步骤一、称取10%～40%的树脂，15%～40%的增强纤维，5%～15%的晶须，5%～25%的固体润滑剂和10%～20%的填料，各组分之和等于100%；采用高速混料机将其混合均匀，获得复合材料1的原料。
步骤二、将环形板2放入模具中，将模具预热到40～60℃，把混合好的复合材料1的原料填入模具中，按照20～40MPa的压力进行模压，将模具升温到160～180℃，保压时间500～700秒，中间放气5～10次，之后脱模。
步骤三、对脱模推力垫圈进行清理、去除飞边处理。
所述的树脂是热固性环氧树脂、酚醛树脂、酰亚胺树脂或者醚酮树脂的任一种或者任几种。
所述的增强纤维是碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、复合纤维或者矿物纤维的任一种或者任几种。
所述的晶须是碳酸钙晶须、硫酸钙晶须、钛酸钾晶须或者碳化硅晶须的任一种或者任几种。
所述的固体润滑剂是石墨、氟化石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯、二硫化钨或者六方氮化硼的任一种或者任几种。
所述的填料是硫酸钡、高岭土、硅藻土、碳酸钙或炭黑的任一种或者任几种。
本发明的有益效果是：抗蠕变复合材料推力垫圈由用于承受摩擦的优质耐磨复合材料和用于装配定位的金属环形板两部分组成，金属环形板比复合材料薄，其内径小于复合材料的内径，其外径大于复合材料的外径，同心镶嵌在环形复合材料的中间，金属环形板镶嵌入复合材料的部分加工有用于复合材料贯通的孔。一方面金属环形板的增强作用提高了复合材料抵抗蠕变的能力，另一方面采用金属环形板定位，金属环形板的尺寸余量为复合材料预留了变形空间，从而解决了复合材料部分在大压力下蠕变造成推力垫圈径向尺寸的改变导致零件失效的问题。
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
附图说明
图1是本发明抗蠕变复合材料推力垫圈的剖视图。
图2是本发明抗蠕变复合材料推力垫圈等轴测视图。
图3是图1中金属环形板结构的示意图，环形板网孔是扇形。
图4是图1中金属环形板结构的示意图，环形板网孔是圆形。
图中，1-复合材料；2-环形板；3-中心孔；4-网孔。
具体实施方式
以下实施例参照图1-4。
本发明的抗蠕变复合材料推力垫圈由复合材料1和环形板2两部分组成，轴向环形板2处于复合材料1的中间位置。环形板2比复合材料1薄，环形板中心孔3的直径小于复合材料1内孔的直径，环形板2的外径大于复合材料1的外径，环形板2与复合材料1径向同心，环形板2的材料采用碳钢或者有色金属，所选材料应具有良好的综合力学性能，并且在内径不小于复合材料内径，外径不大于复合材料外径的圆环形区域内，分布有网孔4，网孔4的形状是扇形、圆形、三角形或者四边形。复合材料1贯通环形板网孔4并位于金属环形板2的两面。金属环形板2的厚度在满足装配定位要求的前提下，应小于等于推力垫圈需要更换时的厚度，以保证金属环形板在推力垫圈生命周期内不会磨损损伤推力垫圈所支撑零件。复合材料1两个端面可以有径向均布的截面为方形或者弧形的油槽，油槽可以是在模压时直接成型出来，也可以采用后续机械加工的方式获得。
方法实施例。
（1）称取10%～40%的树脂，15%～40%的增强纤维，5%～15%的晶须，5%～25%的固体润滑剂和10%～20%的填料，各组分之和等于100%；采用高速混料机将其混合均匀，获得复合材料1的原料。
（2）将环形板2放入模具中，将模具预热到40～60℃，把混合好的复合材料1的原料填入模具中，按照20～40MPa的压力进行模压，将模具升温到160～180℃，保压时间500～700秒，中间放气5～10次，之后脱模。
（3）对脱模推力垫圈进行清理、去除飞边等后续处理，然后喷码印标，包装后成为最终产品。
所述的树脂是热固性环氧树脂、酚醛树脂、酰亚胺树脂或者醚酮树脂的任一种或者任几种。
所述的增强纤维是碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、复合纤维或者矿物纤维的任一种或者任几种。
所述的晶须是碳酸钙晶须、硫酸钙晶须、钛酸钾晶须或者碳化硅晶须的任一种或者任几种。
所述的固体润滑剂是石墨、氟化石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯、二硫化钨或者六方氮化硼的任一种或者任几种。
所述的填料是硫酸钡、高岭土、硅藻土、碳酸钙或炭黑的任一种或者任几种。
Claims (6)
1.一种抗蠕变复合材料推力垫圈的制作方法，抗蠕变复合材料推力垫圈包括复合材料(1)和环形板(2)，所述环形板开有中心孔(3)，环形板(2)处于复合材料(1)轴向位置的中间；环形板(2)上在内径不小于复合材料(1)的内径，外径不大于复合材料(1)的外径的圆环形区域内，分布有网孔(4)；环形板(2)比复合材料(1)薄，环形板上中心孔(3)的直径小于复合材料(1)内孔的直径，环形板(2)的外径大于复合材料(1)的外径，环形板(2)与复合材料(1)径向同心，复合材料(1)贯通环形板网孔(4)并位于环形板(2)的两面，其特征在于所述抗蠕变复合材料推力垫圈的制作方法包括以下步骤：
步骤一、称取10％～40％的树脂，15％～40％的增强纤维，5％～15％的晶须，5％～25％的固体润滑剂和10％～20％的填料，各组分质量含量之和等于100％；采用高速混料机将其混合均匀，获得复合材料(1)的原料；
步骤二、将环形板(2)放入模具中，将模具预热到40～60℃，把混合好的复合材料(1)的原料填入模具中，按照20～40MPa的压力进行模压，将模具升温到160～180℃，保压时间500～700秒，中间放气5～10次，之后脱模；
步骤三、对脱模推力垫圈进行清理、去除飞边处理。
2.根据权利要求1所述的所述抗蠕变复合材料推力垫圈的制作方法，其特征在于：所述的树脂是热固性环氧树脂、酚醛树脂、酰亚胺树脂或者醚酮树脂的任一种或者任几种。
3.根据权利要求1所述的所述抗蠕变复合材料推力垫圈的制作方法，其特征在于：所述的增强纤维是碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、复合纤维或者矿物纤维的任一种或者任几种。
4.根据权利要求1所述的所述抗蠕变复合材料推力垫圈的制作方法，其特征在于：所述的晶须是碳酸钙晶须、硫酸钙晶须、钛酸钾晶须或者碳化硅晶须的任一种或者任几种。
5.根据权利要求1所述的所述抗蠕变复合材料推力垫圈的制作方法，其特征在于：所述的固体润滑剂是石墨、氟化石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯、二硫化钨或者六方氮化硼的任一种或者任几种。
6.根据权利要求1所述的所述抗蠕变复合材料推力垫圈的制作方法，其特征在于：所述的填料是硫酸钡、高岭土、硅藻土、碳酸钙或炭黑的任一种或者任几种。
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