CN103410941A - 钢背/碳纤针织物增强衬层传动螺母、材料、装置及方法 - Google Patents
钢背/碳纤针织物增强衬层传动螺母、材料、装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103410941A CN103410941A CN2013103245951A CN201310324595A CN103410941A CN 103410941 A CN103410941 A CN 103410941A CN 2013103245951 A CN2013103245951 A CN 2013103245951A CN 201310324595 A CN201310324595 A CN 201310324595A CN 103410941 A CN103410941 A CN 103410941A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nut
- carbon fiber
- lining
- matrix
- screw rod
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 title claims abstract description 67
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 title claims abstract description 67
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 66
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 61
- 239000004744 fabric Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 title abstract description 19
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 24
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 54
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 47
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 30
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 15
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 13
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims description 13
- KNXVOGGZOFOROK-UHFFFAOYSA-N trimagnesium;dioxido(oxo)silane;hydroxy-oxido-oxosilane Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].O[Si]([O-])=O.O[Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O KNXVOGGZOFOROK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000004513 sizing Methods 0.000 claims description 12
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 11
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 10
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 9
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 8
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 claims description 8
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 6
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 238000009940 knitting Methods 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 3
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000746 Structural steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 2
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000009347 mechanical transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Lubricants (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
本发明是一种钢背/碳纤针织物增强衬层传动螺母、材料、装置及方法。钢、铸铁螺母基体的内表面设有一层整体式碳纤维针织物增强体的自润滑复合材料衬层。自润滑复合材料衬层的基体为低黏度环氧树脂，基体中加入短切碳纤维为二次增强物，并加入改性和填充物。整体式筒状碳纤针织物紧套工艺丝杆形成螺纹管状增强体。自润滑复合材料制作传动螺母的成型装置包括工艺螺杆（1）、基体螺母（4）、两个定位螺母（3）和锁紧螺母（2），工艺螺杆（1）与基体螺母（4）之间预留1mm～2mm的间隙，以便容纳衬层，基体螺母上开有用以向衬层空间补充浆料的小孔（5）。成型装置可保证基体螺母和工艺螺杆良好的同轴度。本发明的传动螺母具有良好的承载能力和减磨耐磨性能，而且工艺性好、容易实现产业化。
Description
技术领域
本发明是一种钢背/碳纤针织物增强衬层传动螺母、制作衬层的材料及成型传动螺母的装置及方法，属于机械传动领域的创新技术。
背景技术
螺旋传动是一种重要的机械传动方式,它将原动机的旋转运动转化为直线运动,在各种机械装备中得到广泛应用。常见的螺旋传动副有滑动、滚动与静压螺旋三种形式。滑动螺旋传动副是最普遍的传动形式，具有结构简单、价格低廉的优点。但在低速重载条件下，润滑条件恶劣，接触螺旋面常处于边界润滑状态，螺母磨损严重，摩擦系数高，传动效率低。而且传动不稳定，易出现低速爬行和颤动。在重载场合，不仅造成大量的能量损失，增大电机容量和设备造价，而且磨损严重，影响使用寿命。滚珠丝杠具有摩擦系数低，无爬行等优点，广泛应用于高精度传动中。但因它成本高、承载能力低等缺点，严重制约了在重载机械驱动技术中的推广应用。静压滑动螺旋利用油的压力将螺杆和螺母隔离，形成良好的润滑，动态性能好，无爬行。但存在结构复杂、加工精度高、价格昂贵等缺点，使用场合受限。
目前关于滑动螺旋副的研究有两个不同的发展方向，其一是新型金属螺母材料开发，如铜合金、锌合金、粉末冶金等；再就是非金属聚合物整体螺母，如夹布胶木和尼龙螺母等。采用非金属材料的螺母虽然在降低摩擦损失、提高传动效率方面取得了很大成效，但由于螺母采用非金属整体结构，承载能力受到很大限制，妨碍了其在重载领域的应用。此外，传动螺母的制造一直只能采用切削加工，无法形成润滑油道，润滑条件始终难以得到改善。
中国专利ZL 200810028455.9提出了一种钢背衬碳纤织物增强自润滑复合材料螺母，可以在螺旋面形成润滑油道，兼有高的承载能力和良好的摩擦性能，但由于采用碳纤织物（纤维布）增强，手工涂敷，衬层制作工艺复杂，妨碍了其推广应用。中国专利200910214572.9提出一种采用短切碳纤维复合材料注射成型的螺母，也可以在螺旋面形成润滑油道，但其承载能力不高，重载下衬层有局部压溃剥落的可能。
发明内容
本发明的目的提供一种具有优良的综合机械性能及减摩耐磨性能的钢背/碳纤针织物增强衬层传动螺母。
本发明的另一目的在于提供一种不仅强度高、耐冲击、摩擦系数低、耐磨，而且固化收缩率小的自润滑复合材料衬层的自润滑复合材料。采用该材料制作的钢背/自润滑复合材料衬层传动螺母不仅兼有高的承载能力和良好的减磨耐磨性能能，而且工艺性好、容易实现产业化。
本发明的另一目的在于提供一种便于实现产业化的自润滑传动螺母的成型装置。
本发明的另一目的在于提供一种操作简单方便的自润滑传动螺母的成型工艺。
本发明的技术方案是：本发明的钢背/碳纤针织物增强衬层传动螺母，钢、铸铁螺母基体的内表面设有一层整体式碳纤维针织物增强体的自润滑复合材料衬层。
本发明自润滑复合材料衬层的自润滑复合材料，基体为低黏度环氧树脂，基体中加入短切碳纤维为二次增强物，并加入改性和填充成份，各组分的具体质量百分比如下：
低粘度环氧树脂40-45； 增韧剂、分散剂6-8； 滑石粉400目，5-8；石墨2-3；二硫化钼10-15； 短切碳纤维10-14； 高温固化剂10-15；偶联剂2-3。
上述短切碳纤维的长度为0.4-0.8毫米，直径为5-7微米。
本发明用自润滑复合材料制作自润滑传动螺母的成型装置，其特征在于所述自润滑复合材料的基体为低黏度环氧树脂，基体中加入短切碳纤维为二次增强物，并加入改性和填充成份，各组分的具体质量百分比如下：
低粘度环氧树脂40-45； 增韧剂、分散剂6-8； 滑石粉400目，5-8；
石墨2-3；二硫化钼10-15； 短切碳纤维10-14； 高温固化剂10-15；
所述成型装置包括有工艺螺杆、基体螺母、定位螺母、锁紧螺母，其中工艺螺杆旋入基体螺母中，基体螺母的内螺纹与工艺螺杆的外螺纹表面之间预留间隙以形成螺母衬层，且基体螺母的两端设有定位螺母，并通过锁紧螺母锁紧。
上述基体螺母的内螺纹与工艺螺杆的外螺纹表面之间预留1mm～2mm的间隙。
上述两个定位螺母与基体螺母依靠端部所设的锥面接触，锁紧螺母与定位螺母则靠止口连接，锁紧螺母与定位螺母的结合圆柱面采用动配合 
，锁紧螺母与工艺螺杆之间通过细牙螺纹连接。
本发明自润滑传动螺母的成型装置的成型方法，具体包括如下步骤：
1）配制衬层浆料：浆料由低粘度环氧树脂、短切碳纤维和其它改性添加剂制成，经充分混合并真空去除气泡，形成复合材料浆料备用，各组分的具体质量百分比如下：
低粘度环氧树脂40-45； 增韧剂、分散剂6-8； 滑石粉400目，5-8；
石墨2-3；二硫化钼10-15； 短切碳纤维10-14； 高温固化剂10-15；偶联剂2-3；
2）制备衬层骨架：首先将碳纤维束加捻成绳，然后在横织机上将绳织成圆筒状，在工艺螺杆表面均匀刷上厚度为0.1-0.3毫米的厚层脱模剂，并在螺纹表面制备用以形成润滑油道的凸花纹，将筒状针织物套入工艺螺杆，并用薄带沿螺槽勒紧，使筒状针织物形成螺纹状衬层骨架；在衬层骨架上涂刷复合材料浆料，在真空室内抽真空100-120分钟。
3）装配固化成型装置，具体步骤如下：
31）在基体螺母4的内螺纹表面涂覆复合材料浆料；
32）将涂有浆料的带骨架的工艺螺杆旋入基体螺母；
33）旋入两端的定位螺母和锁紧螺母；
34）锁紧：根据承载侧衬层先压实的原则，拧紧相应端的定位螺母，并用锁紧螺母锁紧；然后再拧紧另一端的定位螺母和锁紧螺母；
35）用所述注射装置通过基体螺母所设的注射孔将复合材料浆料加压注入衬层中，使之充满全部衬层空间，将整个装置置于真空室内，抽真空100-120分钟；
4）固化成型：将固化成型装置置入加热炉进行加热固化，待衬层完全固化后，拆开固化装置，并将制成的传动螺母从工艺螺杆上拧出，清除螺纹内表面的残留物，获得所需要的螺母。
上述基体螺母在成型固化前，需进行磷化处理，在螺母内表面形成遍布微孔的磷化层，以增强与衬层界面的结合强度。
上述步骤2）中针织筒状织物时，线的直径为0.5-2毫米，由单束或多束碳纤维加捻而成，针密度为3-9针/英寸；筒状织物的圆筒直径等于工艺螺杆的外径。
如果所述自润滑传动螺母在工作过程中是单方向受载，应使受载一侧衬层在固化时压实，为此必须先拧紧相应端的定位螺母（3），并锁紧螺母，最后才拧紧另一端的定位螺母和锁紧螺母。
本发明的传动螺母以钢或铸铁为基体，内螺纹衬层自润滑复合材料中，以整体式碳纤维筒状针织物为骨架，利用针织物容让性好、可变形的特点，套在螺杆表面，形成螺母衬层骨架。复合材料基体采用低粘度高温固化环氧树脂，由于粘度低，容易渗入厚层碳纤维织物内部，涂敷过程采用真空处理，进一步改善浸胶效果。基体中加入短切碳纤维作为二次增强物，提高抗压强度。基体中加入二硫化钼、石墨、偶联剂等改性添加物，进一步提高复合材料摩擦和机械性能。本发明工艺简单，容易产业化，在内螺纹表面可以形成润滑油道，改善润滑条件。本发明的传动螺母具有较好的工艺性、减摩耐磨性能和承载能力。
本发明所制造的高效重载精密螺旋传动螺母的螺旋面无需再进行切削加工，具有有效的润滑油道，摩擦系数小、传动效率高、承载能力强、动态性能好，可以大大提高传动效率、降低能耗、提高工作可靠性和工作寿命。本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的自润滑传动螺母的成型方法与装置。
附图说明
图1为本发明成型固化装置的装配示意图。
具体实施方式
实施例1：
本发明的钢背/碳纤针织物增强衬层传动螺母，钢、铸铁螺母基体的内表面设有一层整体式碳纤维针织物增强体的自润滑复合材料衬层。
本发明的自润滑复合材料衬层的自润滑复合材料，基体为低黏度环氧树脂，基体中加入短切碳纤维为二次增强物，并加入改性和填充成份，本实施例中，各组分的具体质量百分比如下：
环氧树脂42 增韧剂、分散剂7.8 滑石粉400目 7
石墨2.8 二硫化钼11.2 碳纤维12.4 固化剂16.8 偶联剂2-3；
上述短切碳纤维的长度为0.5毫米，直径为5微米。
上述碳纤维针织物的针密度为3-9针/英寸，线的直径为0.5-2毫米，由单束或多束碳纤维加捻而成。
本发明用上述自润滑复合材料制作自润滑传动螺母的成型装置，包括有工艺螺杆1、基体螺母4、定位螺母3、锁紧螺母2，其中工艺螺杆1旋入基体螺母4中，基体螺母4的内螺纹与工艺螺杆1的外螺纹表面之间预留间隙以形成螺母衬层，且基体螺母4的两端设有定位螺母3，并通过锁紧螺母2锁紧。
上述基体螺母4的内螺纹与工艺螺杆（1）的外螺纹表面之间预留1mm～2mm的间隙。
上述两个定位螺母3与基体螺母4依靠端部所设的锥面接触，锁紧螺母2与定位螺母3则靠止口连接，锁紧螺母2与定位螺母3的结合圆柱面采用动配合，锁紧螺母2与工艺螺杆1之间通过细牙螺纹连接。
本发明自润滑传动螺母的成型装置的成型方法，具体包括如下步骤：
1）配制衬层浆料：浆料由低粘度环氧树脂、短切碳纤维和其它改性添加剂制成，经充分混合并真空去除气泡，形成复合材料浆料备用，各组分的具体质量百分比如下：
环氧树脂42 增韧剂、分散剂7.8 滑石粉400目 7
石墨2.8 二硫化钼11.2 碳纤维12.4 固化剂16.8。
上述短切碳纤维的长度为0.5毫米，直径为5微米。
上述碳纤维针织物的针密度为5针/英寸，线的直径为1毫米，由3束碳纤维加捻而成；本实施例中，每束碳纤维有1000根碳纤维单丝。
2）制备衬层骨架：首先将碳纤维束加捻成绳，然后在横织机上将搓好的绳织成圆筒状，在工艺螺杆1表面均匀刷上脱模剂，并在螺纹表面制备用以形成润滑油道的凸花纹，将筒状针织物套入工艺螺杆（1），并用薄带沿螺槽勒紧，使筒状针织物形成螺纹状衬层骨架；在衬层骨架上涂刷复合材料浆料，在真空室内抽真空120分钟，以确保良好的浸胶。
3）装配固化成型装置，具体步骤如下：
31）在基体螺母4的内螺纹表面涂覆复合材料浆料；
32）将涂有浆料的带骨架的工艺螺杆1旋入基体螺母4；
33）旋入两端的定位螺母3和锁紧螺母2；
34）锁紧：根据承载侧衬层先压实的原则，拧紧相应端的定位螺母3，并用锁紧螺母2锁紧；然后再拧紧另一端的定位螺母3和锁紧螺母2；
35）用所述注射装置通过基体螺母所设的注射孔（5）将复合材料浆料加压注入衬层中，使之充满全部衬层空间，将整个装置置于真空室内，抽真空120分钟；
4）固化成型：将固化成型装置置入加热炉进行加热固化，待衬层完全固化后，拆开固化装置，并将制成的传动螺母从工艺螺杆1上拧出，清除螺纹内表面的残留物，获得所需要的螺母。
上述基体螺母4在成型固化前，需进行磷化处理，在螺母内表面形成遍布微孔的磷化层，以增强与衬层界面的结合强度。
上述步骤2）中针织筒状织物时，首先将碳纤维搓成绳，然后在横织机上将搓好的绳织成圆筒状，圆筒的直径等于工艺螺杆1的外径。
上述步骤2）中针织筒状织物时，首先将3股或4股碳纤维搓成绳；上述脱模剂为石蜡。
本发明传动螺母在成型时，基体螺母4与螺杆1必须保证同心，靠成型装置的结构设计来实现：两个定位螺母3与基体螺母4依靠端部锥面接触，在压紧状态下可以很好地同心；锁紧螺母2与定位螺母3则靠止口联结，其结合圆柱面为无间隙的动配合，具有很好的同轴度；锁紧螺母与螺杆间靠精密细牙螺纹连接，保证良好的同轴度。如果螺母在工作过程中单方向受载，应使受载一侧衬层在固化时尽量压实。为此必须先拧紧相应端的定位螺母3并锁紧螺母2，然后才拧紧另一端的定位螺母和锁紧螺母。
本实施例中，传动螺母为双头螺纹，单向受力（螺母左侧受力），基体螺母4的内螺纹与工艺螺杆1的外螺纹表面之间预留1mm的间隙，即自润滑衬层的厚度为1mm。基体螺母4的材料采用结构钢40Cr，加工好后磷化处理。锁紧螺母2与工艺螺杆1的螺纹为精密细牙螺纹。
注射压力2MPa。
本实施例中，上述步骤35）中，装置置于真空室内，抽真空120分钟。
用这种复合材料制造的传动螺母在重载工况下表现出优良的工作性能，与传统青铜螺母相比，油润滑状态下复合材料螺母上的摩擦阻力矩下降了约50%，传动效率则提高了近30%。
实施例2：
本实施例传动螺母为双头螺纹，单向受力（螺母左侧受力），自润滑传动螺母成型装置的结构示意图如图1所示。本实施例中，基体螺母4的内螺纹与工艺螺杆1的外螺纹表面之间预留1mm的间隙，即自润滑衬层的厚度为1mm。本实施例中，基体螺母4的材料采用结构钢40Cr，加工好后磷化处理。锁紧螺母2与工艺螺杆1的螺纹为精密细牙螺纹；而锁紧螺母2端部外圆柱表面与定位螺母3端部内圆柱面采用动配合
；而基体螺母4两端分别与两个定位螺母3靠锥面自定心。
本实施例中的成型方法包括如下步骤：
1）配制衬层浆料。浆料由低粘度环氧树脂、短切碳纤维和二硫化钼、石墨等改性添加剂自润滑复合材料制成，经充分混合并真空去除气泡，形成复合材料浆料备用。材料配方百分比如下：
低黏度环氧树脂40；增韧剂、分散剂6；滑石粉400目5；二硫化钼10；短切碳纤维10；偶联剂2；石墨2；固化剂10；
2）制备衬层骨架。将3股碳纤维束加捻成绳（每束1000根碳纤维单丝；然后在横织机上将加捻好的绳织成圆筒状，针密度为5针/英寸，圆筒的直径等于螺杆外径。在工艺螺杆表面均匀刷上脱模剂石蜡，并在螺纹表面制备用以形成润滑油道的花纹。将筒状针织物套入工艺螺杆1，并用薄带沿螺槽勒紧，使筒状针织物形成螺纹状衬层骨架；在衬层骨架上涂刷复合材料浆料，置于真空室内120分钟。
3）装配固化成型装置。
在基体螺母4的内螺纹表面涂覆复合材料浆料；将涂好浆料的带骨架的工艺螺杆旋入基体螺母；
旋入两端的定位螺母3，调整好位置;根据承载侧衬层先压实的原则，拧紧左端的定位螺母3并用锁紧螺母2锁紧；然后再拧紧右端的定位螺母3和锁紧螺母2；④用注射装置通过基体螺母的注射孔将复合材料浆料加压注入衬层中，使之充满全部衬层空间，注射压力2MPa。
4）固化成型。将固化装置置入加热炉，按照表2所示的温度加热固化。待衬层完全固化后，拆开固化装置，并将制成的传动螺母从工艺螺杆上拧出，清除螺纹内表面的残留物，获得所需要的螺母。
用这种复合材料制造的传动螺母在重载工况下表现出优良的工作性能，与传统青铜螺母相比，油润滑状态下复合材料螺母上的摩擦阻力矩下降了约50%，传动效率则提高了近30%。
实施例3：
本实施例传动螺母为单头螺纹，双向受力，自润滑传动螺母成型装置的结构示意图如图1所示。与实施例1的方法及装置基本相同，不同之处在于：
1）装配成型固化装置时无需先拧紧基体螺母左侧的定位螺母3，而是两端同时的定位螺母以基本相同的力矩同时拧紧。
2）衬层材料的配比略有不同，本实施例衬层材料的配比如下：
低黏度环氧树脂41；增韧剂、分散剂7；滑石粉400目6；二硫化钼13；短切 碳纤维12；偶联剂3；石墨3；固化剂12。
实施例4：
本实施例与实施例1的方法及装置相同，不同之处在于衬层材料的配比不同，本实施例衬层材料的配比如下：
环氧树脂40 增韧剂、分散剂6 滑石粉400目 8
石墨2 二硫化钼15 碳纤维10 固化剂19。
上述短切碳纤维的长度为0.5毫米，直径为7微米。
上述碳纤维针织物的针密度为6针/英寸，线的直径为1.2毫米，由4束碳纤维加捻而成；本实施例中，每束碳纤维有1200根碳纤维单丝。
本实施例中，上述步骤35）中，装置置于真空室内，抽真空120分钟。
实施例5：
本实施例与实施例1的方法及装置相同，不同之处在于衬层材料的配比不同，本实施例衬层材料的配比如下：
环氧树脂45 增韧剂、分散剂8 滑石粉400目 5
石墨3 二硫化钼10 碳纤维14 固化剂15.0。
上述短切碳纤维的长度为0.4毫米，直径为5微米。
上述碳纤维针织物的针密度为5针/英寸，线的直径为1.6毫米，由3束碳纤维加捻而成；本实施例中，每束碳纤维有1500根碳纤维单丝。
本实施例中，上述步骤35）中，装置置于真空室内，抽真空120分钟。
实施例6：
本实施例与实施例1的方法及装置相同，不同之处在于衬层材料的配比不同，本实施例衬层材料的配比如下：
环氧树脂44 增韧剂、分散剂6.8 滑石粉400目 5.5
石墨2.5 二硫化钼13.2 碳纤维12.5 固化剂15.5。
上述短切碳纤维的长度为0.8毫米，直径为5微米。
上述碳纤维针织物的针密度为9针/英寸，线的直径为2毫米，由3束碳纤维加捻而成；本实施例中，每束碳纤维有900根碳纤维单丝，单丝直径10微米 。
本实施例中，上述步骤35）中，装置置于真空室内，抽真空120分钟。）
Claims (10)
1.一种钢背/碳纤针织物增强衬层传动螺母，其特征在于钢、铸铁螺母基体的内表面设有一层整体式碳纤维针织物增强体的自润滑复合材料衬层。
2.一种自润滑复合材料衬层的自润滑复合材料，其特征在于基体为低黏度环氧树脂，基体中加入短切碳纤维为二次增强物，并加入改性和填充成份，各组分的具体质量百分比如下：
低粘度环氧树脂40-45； 增韧剂、分散剂6-8； 滑石粉400目，5-8；石墨2-3；二硫化钼10-15； 短切碳纤维10-14； 高温固化剂10-15；偶联剂2-3。
3.根据权利要求 2所述的自润滑复合材料，其特征在于上述短切碳纤维的长度为0.4-0.8毫米，直径为5-7微米。
4.一种用权利要求2所述自润滑复合材料制作自润滑传动螺母的成型装置，其特征在于所述自润滑复合材料的基体为低黏度环氧树脂，基体中加入短切碳纤维为二次增强物，并加入改性和填充成份，各组分的具体质量百分比如下：
低粘度环氧树脂40-45； 增韧剂、分散剂6-8； 滑石粉400目，5-8；
石墨2-3；二硫化钼10-15； 短切碳纤维10-14； 高温固化剂10-15；
其特征在于所述成型装置包括有工艺螺杆（1）、基体螺母（4）、定位螺母（3）、锁紧螺母（2），其中工艺螺杆（1）旋入基体螺母（4）中，基体螺母（4）的内螺纹与工艺螺杆（1）的外螺纹表面之间预留间隙以形成螺母衬层，且基体螺母（4）的两端设有定位螺母（3），并通过锁紧螺母（2）锁紧。
5.根据权利要求4所述的自润滑传动螺母的成型装置，其特征在于上述基体螺母（4）的内螺纹与工艺螺杆（1）的外螺纹表面之间预留1mm～2mm的间隙。
6.根据权利要求4所述的自润滑传动螺母的成型装置，其特征在于两个定位螺母（3）与基体螺母（4）依靠端部所设的锥面接触，锁紧螺母（2）与定位螺母（3）则靠止口连接，锁紧螺母（2）与定位螺母（3）的结合圆柱面采用动配合 ，锁紧螺母（2）与工艺螺杆（1）之间通过细牙螺纹连接。
7.一种根据权利要求1所述自润滑传动螺母的成型装置的成型方法，其特征在于具体包括如下步骤：
1）配制衬层浆料：浆料由低粘度环氧树脂、短切碳纤维和其它改性添加剂制成，经充分混合并真空去除气泡，形成复合材料浆料备用，各组分的具体质量百分比如下：
低粘度环氧树脂40-45； 增韧剂、分散剂6-8； 滑石粉400目，5-8；
石墨2-3；二硫化钼10-15； 短切碳纤维10-14； 高温固化剂10-15；偶联剂2-3；
2）制备衬层骨架：首先将碳纤维束加捻成绳，然后在横织机上将绳织成圆筒状，在工艺螺杆（1）表面均匀刷上厚度为0.1-0.3毫米的厚层脱模剂，并在螺纹表面制备用以形成润滑油道的凸花纹，将筒状针织物套入工艺螺杆（1），并用薄带沿螺槽勒紧，使筒状针织物形成螺纹状衬层骨架；在衬层骨架上涂刷复合材料浆料，在真空室内抽真空100-120分钟；
3）装配固化成型装置，具体步骤如下：
31）在基体螺母（4）的内螺纹表面涂覆复合材料浆料；
32）将涂有浆料的带骨架的工艺螺杆（1）旋入基体螺母（4）；
33）旋入两端的定位螺母（3）和锁紧螺母（2）;
34）锁紧：根据承载侧衬层先压实的原则，拧紧相应端的定位螺母（3），并用锁紧螺母（2）锁紧；然后再拧紧另一端的定位螺母（3）和锁紧螺母（2）；
35）用所述注射装置通过基体螺母所设的注射孔（5）将复合材料浆料加压注入衬层中，使之充满全部衬层空间，将整个装置置于真空室内，抽真空100-120分钟；
4）固化成型：将固化成型装置置入加热炉进行加热固化，待衬层完全固化后，拆开固化装置，并将制成的传动螺母从工艺螺杆（1）上拧出，清除螺纹内表面的残留物，获得所需要的螺母。
8.根据权利要求7所述的成型方法，其特征在于上述基体螺母（4）在成型固化前，需进行磷化处理，在螺母内表面形成遍布微孔的磷化层，以增强与衬层界面的结合强度。
9.根据权利要求 7所述的自润滑传动螺母成型方法，其特征在于上述步骤2）中针织筒状织物时，线的直径为0.5-2毫米，由单束或多束碳纤维加捻而成，针密度为3-9针/英寸；筒状织物的圆筒直径等于工艺螺杆（1）的外径。
10.根据权利要求7所述的自润滑传动螺母成型方法，其特征在于如果所述自润滑传动螺母在工作过程中是单方向受载，应使受载一侧衬层在固化时压实，为此必须先拧紧相应端的定位螺母（3），并锁紧螺母（2），最后才拧紧另一端的定位螺母和锁紧螺母。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310324595.1A CN103410941B (zh) | 2013-07-30 | 2013-07-30 | 自润滑传动螺母的成型装置的成型方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310324595.1A CN103410941B (zh) | 2013-07-30 | 2013-07-30 | 自润滑传动螺母的成型装置的成型方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103410941A true CN103410941A (zh) | 2013-11-27 |
| CN103410941B CN103410941B (zh) | 2016-08-10 |
Family
ID=49603972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310324595.1A Expired - Fee Related CN103410941B (zh) | 2013-07-30 | 2013-07-30 | 自润滑传动螺母的成型装置的成型方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103410941B (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105889272A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-08-24 | 无锡瑾宸表面处理有限公司 | 蒸汽锅炉专用螺母 |
| CN105952846A (zh) * | 2016-06-15 | 2016-09-21 | 江苏小太阳机械科技有限公司 | 一种高耐磨链条及其耐磨层制作方法及其无油轴承耐磨套制作方法 |
| CN107532697A (zh) * | 2015-04-02 | 2018-01-02 | 日本精工株式会社 | 丝杠轴及其制造方法以及滚珠丝杠装置 |
| CN110561797A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-12-13 | 广东工业大学 | 一种含碳针织物自润滑复合材料衬层螺纹的螺母制备方法 |
| CN114410060A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-04-29 | 厦门泰启力飞科技有限公司 | 一种摄像装置的面盖及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005048031A (ja) * | 2003-07-31 | 2005-02-24 | Ishizuka Glass Co Ltd | 抗菌剤、抗菌性樹脂および抗菌性繊維 |
| CN101319464A (zh) * | 2008-05-30 | 2008-12-10 | 广州市晶邦液压密封技术有限公司 | 一种自润滑材料及用该材料制作传动螺母螺旋面衬层的工艺 |
| CN101775192A (zh) * | 2009-12-31 | 2010-07-14 | 广东工业大学 | 基于注射成型的高效重载传动螺母材料、方法及装置 |
| CN102042252A (zh) * | 2010-11-10 | 2011-05-04 | 程显军 | 一种碳纤维树脂基复合材料制造的耐腐蚀泵 |
| CN102606659A (zh) * | 2011-12-15 | 2012-07-25 | 广东工业大学 | 一种钢背/聚合物复合材料衬层轴瓦及制备方法 |
-
2013
- 2013-07-30 CN CN201310324595.1A patent/CN103410941B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005048031A (ja) * | 2003-07-31 | 2005-02-24 | Ishizuka Glass Co Ltd | 抗菌剤、抗菌性樹脂および抗菌性繊維 |
| CN101319464A (zh) * | 2008-05-30 | 2008-12-10 | 广州市晶邦液压密封技术有限公司 | 一种自润滑材料及用该材料制作传动螺母螺旋面衬层的工艺 |
| CN101775192A (zh) * | 2009-12-31 | 2010-07-14 | 广东工业大学 | 基于注射成型的高效重载传动螺母材料、方法及装置 |
| CN102042252A (zh) * | 2010-11-10 | 2011-05-04 | 程显军 | 一种碳纤维树脂基复合材料制造的耐腐蚀泵 |
| CN102606659A (zh) * | 2011-12-15 | 2012-07-25 | 广东工业大学 | 一种钢背/聚合物复合材料衬层轴瓦及制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 李春梅等: "《高效重载螺旋传动技术的研究开发综述》", 《机械设计与制造》 * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107532697A (zh) * | 2015-04-02 | 2018-01-02 | 日本精工株式会社 | 丝杠轴及其制造方法以及滚珠丝杠装置 |
| CN107532697B (zh) * | 2015-04-02 | 2020-02-21 | 日本精工株式会社 | 丝杠轴及其制造方法以及滚珠丝杠装置 |
| US10663045B2 (en) | 2015-04-02 | 2020-05-26 | Nsk Ltd. | Screw shaft, manufacturing method thereof, and ball screw device |
| CN105952846A (zh) * | 2016-06-15 | 2016-09-21 | 江苏小太阳机械科技有限公司 | 一种高耐磨链条及其耐磨层制作方法及其无油轴承耐磨套制作方法 |
| CN105889272A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-08-24 | 无锡瑾宸表面处理有限公司 | 蒸汽锅炉专用螺母 |
| CN110561797A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-12-13 | 广东工业大学 | 一种含碳针织物自润滑复合材料衬层螺纹的螺母制备方法 |
| CN114410060A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-04-29 | 厦门泰启力飞科技有限公司 | 一种摄像装置的面盖及其制备方法 |
| CN114410060B (zh) * | 2021-12-23 | 2023-09-19 | 厦门泰启力飞科技有限公司 | 一种摄像装置的面盖及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103410941B (zh) | 2016-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103410941A (zh) | 钢背/碳纤针织物增强衬层传动螺母、材料、装置及方法 | |
| CN103410863B (zh) | 钢背/碳纤针织物自润滑衬层轴瓦的材料、装置及方法 | |
| CN100507294C (zh) | 热塑性聚合物基推力垫圈及其制备方法 | |
| CN102606659B (zh) | 一种钢背/聚合物复合材料衬层轴瓦及制备方法 | |
| CN103273651B (zh) | 航空用结构件中金属部件与碳纤维复合材料的结合方法 | |
| CN106349687A (zh) | 一种轻质耐磨金属/尼龙复合降噪齿轮及其制备方法 | |
| DE102011120197A1 (de) | Spindel,insbesondere Gewindespindel,und Verfahren zu deren Herstellung | |
| CN101319464B (zh) | 一种用自润滑材料制作传动螺母螺旋面衬层的工艺 | |
| CN101775192B (zh) | 基于注射成型的高效重载传动螺母材料、方法及装置 | |
| CN103307121A (zh) | 一种复合材料空心轴与金属法兰的联接方法 | |
| CN201851505U (zh) | 增强金属衬套 | |
| CN104328368A (zh) | 一种自润滑耐磨铜基复合材料及其制备方法 | |
| CN208578944U (zh) | 一种机床滚珠丝杠导向杆 | |
| JP7056431B2 (ja) | ギヤボックス構成部品の製造方法、及びギヤボックス構成部品のプリフォームの製造方法 | |
| CN100594306C (zh) | 一体式复合材料自润滑滑动轴承及其制造方法 | |
| CN208776948U (zh) | 一种高效润滑的挑线杆组件 | |
| US5776383A (en) | Method for producing shaped parts made of a graphitized carbon/carbon composite material | |
| CN205663856U (zh) | 一种减速机轴端安全防松装置 | |
| CN221762431U (zh) | 一种卡箍组合式复合材料连杆 | |
| CN104563858A (zh) | 一种使用ptfe制作的螺杆钻具定子及应用于该定子的ptfe | |
| CN110561797B (zh) | 一种含碳针织物自润滑复合材料衬层螺纹的螺母制备方法 | |
| CN203202034U (zh) | 高承载高耐磨复层烧结自润轴式轴承及板式轴承 | |
| CN215521643U (zh) | 一种工程机械衬套 | |
| US20240191748A1 (en) | Plain Bearing Assembly Having a Rail and a Slide | |
| CN202685772U (zh) | 耐高温自润滑车轮 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160810 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |