CN106269675B - 一种衬套骨架的表面处理工艺及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种衬套骨架的表面处理工艺，该衬套骨架包括内芯、中间套以及外套，包括以下步骤：(1)、将内芯、中间套以及外套置于清洗槽内进行超声清洗；(2)、将超声清洗后的内芯、中间套以及外套转移到其他清洗槽内进行清洗；(3)、对清洗后的内芯、中间套以及外套进行烘干；上述步骤均在室温条件下进行，清洗槽内的清洗液为卤代烷有机溶剂。本发明还公开了一种衬套骨架的表面处理设备，用于上述衬套骨架的表面处理工艺。用有机洗涤剂代替原本的磷化处理工艺，既能保证骨架表面的清洁度，又能保证衬套骨架不会返锈，同时克服因整形量大导致骨架与底胶脱落的问题，使骨架与橡胶粘结的更好。

Description

一种衬套骨架的表面处理工艺及设备

技术领域

本发明涉及一种衬套骨架的表面处理工艺及设备。

背景技术

橡胶衬套主要使用在悬架系统的导向装置与车身连接的铰链点上，其作用是减少路面或汽车振动源传递到车身的冲击和震动，降低噪声，同时保证汽车操作稳定性，保证悬架的弹性运动学特性。如图1所示，现有的橡胶衬套由衬套骨架与橡胶1粘合而成，衬套骨架包括由内往外同轴设置的内芯2、中间套3以及外套4，橡胶主要粘合在中间套与外套之间，内芯主要起到固定橡胶衬套的作用。在将橡胶粘合到衬套骨架之前需要对衬套骨架进行表面处理，目前对衬套骨架的表面处理工艺一般包括以下步骤：(1)、对内芯与外套抛丸粗化，(2)、50℃～60℃条件下进行碱性脱脂10min，(3)、水洗两遍，每遍1min，(4)、酸洗5min，(5)、水洗1min，(6)、表调90s，(7)、50℃～60℃条件下磷化10min，(8)、水洗1min，(9)、用80℃～90℃热水洗1min，(10)、在150℃～160℃条件干燥10min，从而得到需要的衬套骨架。然而这种表面处理工艺存在一定的不足：处理时间长、能耗大、污水排放量大、环境污染严重等缺点，且存在潜在的质量风险，因为衬套骨架整形后，其磷化过程中形成的磷化膜容易与底胶从基材表面脱落，造成衬套骨架的整体性能不达标，容易报废。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足，本发明的第一目的是提供一种表面处理时间短、环保且衬套骨架与橡胶粘结性能好的衬套骨架的表面处理工艺。

为了实现上述目的，本发明所设计的一种衬套骨架的表面处理工艺，该衬套骨架包括内芯、中间套以及外套，包括以下步骤：

(1)、将内芯、中间套以及外套置于清洗槽内进行超声清洗；

(2)、将超声清洗后的内芯、中间套以及外套转移到其他清洗槽内进行清洗；

(3)、对清洗后的内芯、中间套以及外套进行烘干。

上述步骤均在室温条件下进行，清洗槽内的清洗液为卤代烷有机溶剂。

进一步，超声清洗前先将内芯与外套置于抛丸机内，用钢砂进行表面粗化。

进一步，所述步骤(1)中的超声清洗的清洗时间以及步骤(2)中的清洗时间均为2min，所述超声清洗的超声功率为2000～3000kw。

进一步，所述步骤(3)中的烘干时间为2min，烘干温度为120℃。

本发明的第二目的在于提供一种衬套骨架的表面处理设备，包括从左往右依次连接的自动上料系统、自动清洗系统以及自动烘干系统，所述自动清洗系统包括若干清洗槽，每个清洗槽内均设有用于存放工件的滚筒、以及将滚筒内的工件转移到下一个清洗槽的翻转提升机构，靠近自动上料系统的清洗槽内还设有超声装置。

进一步，所述翻转提升机构包括翻转料框、驱动翻转料框翻转的料框驱动机构以及与料框驱动机构相配合的滚筒驱动机构，所述料框驱动机构包括第一电机、与第一电机相连的第一减速机、与第一减速机转动连接的第一转轴、以及固设于第一转轴上的主动齿轮与若干第一转块，所述滚筒驱动机构包括与主动齿轮传动啮合的被动齿轮，所述被动齿轮与滚筒通过传动轴相固接从而使被动齿轮与滚筒一起转动，所述传动轴穿过翻转料框一端，所述翻转料框另一端设有出料口，所述第一转块靠近出料口并与翻转料框相抵接，所述滚筒具有一开口，所述第一转块顺时针转动时驱动翻转料框顺时针转动，并使滚筒往上移动且工件从开口滑到翻转料框内，当所述翻转料框转动一定角度后，所述开口与自动上料系统相对，工件从所述出料口滑出并转移到与其相邻的清洗槽的滚筒内，所述第一转块逆时针转动驱动所述翻转料框逆时针转动，并使滚筒往下移动且顺时针转动。

进一步，所述被动齿轮为扇形齿轮。

进一步，所述自动上料系统包括机架、设于机架上的料框支撑板、设于料框支撑板上的若干支撑柱以及用于驱动料框转动的转动机构，所述转动机构包括第二电机、与第二电机转动连接的第二减速机、以及与第二减速机转动连接的第二转轴，所述第二转轴上固设有若干第二转块，所述料框放在所述支撑柱与第二转块上方，所述支撑柱与第二转块分别靠近料框底部的左右两端，所述料框靠近转块一侧设有用于单个工件通过的出料口，所述第二转轴顺时针转动时，第二转块随第二转轴一起转动，从而使料框在第二转块的推动下转动一定角度，所述出料口正对自动清洗系统。

进一步，所述自动上料系统还包括转料系统，所述转料系统包括呈V型的转料框以及驱动转料框转动的转动驱动机构，所述转动驱动机构包括气缸、与气缸杆铰接的连杆以及与连杆固定连接的驱动轴，所述气缸倾斜设置且所述气缸杆远离连杆一端位于与连杆铰接一端的左下方，所述驱动轴位于气缸杆上方，所述驱动轴与转料框下端固定连接，所述气缸杆左右移动，从而带动驱动轴转动，从而使转料框转动，所述转料框往料框方向转动一定角度后，所述出料口正对转料框，所述转料框往清洗槽转动一定角度后，所述转料框正对滚筒。

进一步，所述自动烘干系统包括传输带以及罩设于传输带上方的加热罩，所述加热罩内设有加热管与风机，所述风机与第三电机相连。

与现有技术相比，本发明得到的一种衬套骨架的表面处理工艺及设备，其有益效果是：1、用卤代烷有机溶剂清洗代替原本的磷化处理工艺，既能保证骨架表面的清洁度，又能保证骨架不会返锈，同时克服因整形量大导致骨架与底胶脱落的问题，使骨架与橡胶粘结的更好，经过大量的实验验证，橡胶的有效粘结面达到95％，远高于80％的技术要求；2、用卤代烷有机溶剂清洗代替原本的磷化处理工艺，不但大大缩短了表面的处理时间，而且无污水排放，更加环保；3、采用衬套骨架的表面处理设备，从而实现自动化处理，降低了操作人员数量，节省了处理时间，提高了劳动效率，降低了人力成本。

附图说明

图1是现有技术中橡胶衬套的爆炸图。

图2是本发明衬套骨架的表面处理设备结构示意图。

图3是图2去掉通风柜后的结构示意图。

图4是自动上料系统的结构示意图。

图5是图4去掉料框后的结构示意图。

图6是装有超声装置的清洗槽结构示意图。

图7是滚筒与翻转料筒的组合示意图。

图8是滚筒与翻转料筒的组合时的另一示意图。

图9是第一转块与第二转块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本发明提供的一种衬套骨架的表面处理工艺，该衬套骨架包括内芯、中间套以及外套，包括以下步骤：

(1)、将内芯与外套置于抛丸机内，用钢砂进行表面粗化；

(2)、将粗化后的内芯、外套以及中间套置于清洗槽内进行超声清洗；

(3)、将超声清洗后的内芯、中间套以及外套转移到其他清洗槽内进行清洗；

(3)、对清洗后的内芯、中间套以及外套进行烘干。

上述步骤均在室温条件下进行，清洗槽内的清洗液为卤代烷有机溶剂。

该卤代烷有机溶剂为无色透明液体，本实施例中，卤代烷有机溶剂选用无锡海隆化工科技有限公司生产的洗涤剂TD-1，该洗涤剂TD-1的熔点为-96.7℃，沸点为39.8℃，在10℃时的饱和蒸汽压为30.55kPa，辛醇水分配系数的对数值为1.25，临界温度为237℃，临界压力为6.08MPa。

其中，所述步骤(2)中的超声清洗的清洗时间以及步骤(3)中的清洗时间均为2min，所述超声清洗的超声功率为2000～3000kw，所述步骤(4)中的烘干时间为2min，烘干温度为120℃。

通过该处理工艺，可以大大减少处理时间，且无污水排放，更加节能环保，同时还可以提高衬套骨架与橡胶的粘结性能。

本发明还提供了一种衬套骨架的表面处理设备，该设备与上述表面处理工艺相配合，从而实现上述工艺的自动化处理，降低人力成本。

如图2～9所示，该衬套骨架的表面处理设备包括从左往右依次连接的自动上料系统5、自动清洗系统6以及自动烘干系统7。

所述自动上料系统5包括供料系统8与转料系统9，所述供料系统包括机架10、设于机架上的料框支撑板11、设于料框支撑板上的若干支撑柱12以及用于驱动料框转动的转动机构，所述转动机构包括第二电机13、与第二电机转动连接的第二减速机14、以及与第二减速机转动连接的第二转轴15，所述第二转轴上固设有若干第二转块16，所述料框17放在所述支撑柱与第二转块上方，本实施中，支撑柱为一对且前后间隔一定距离横向分布，所述支撑柱与第二转块分别靠近料框底部的左右两端，所述料框靠近转块一侧设有用于单个工件通过的出料口18，所述第二转轴顺时针转动时，第二转块随第二转轴一起转动，从而使料框在第二转块的推动下转动一定角度，所述出料口正对转料系统，第二转轴再逆时针转动，即使料框在第二转块的作用下回到初始状态并与支撑柱上端相抵接。

为了使料框转动一定角度后，通过出料口的工件准确的传输到转料系统上，本实施例中采用了两种方式：第一种，料框支撑板滑设于机架上，所述机架上设有一对前后延伸的滑轨19，所述一对滑轨之间设有与其相平行设置的齿条20，齿条与传动齿轮(图中未示出)相配合，所述传动齿轮与位于料框支撑板上的旋转电机21转动连接，当旋转电机正反转动时，带动传动齿轮正反转动，从而使料框支撑板沿着滑轨前后滑动，料框支撑板初始位置对应的机架上设有一定位气缸22，该定位气缸的气缸杆可左右移动并可与位于料框支撑板初始位置上的料框相抵接，即当料框内的工件全部转移到转料系统时，旋转电机驱动转动齿轮，使料框支撑板回到初始位置，取下空料框，定位气缸驱动气缸杆往料框支撑板移动一定位置，然后换上装有工件的料框，该装有工件的料框与气缸杆相接触时，说明料框摆放到位，旋转电机可以转动，将装有工件的料框送到转料系统对应的位置，进行供料；第二种，将料框摆放在转料系统对应的位置处，并将料框远离转料系统的侧面设置为供料口23，该供料口与传送带24相连通，工人将需要进行表面处理的工件倒在传送带上，通过传送带将工件转移到料框即可。不管哪种方式，都可以很好的实现供料。

所述转料系统包括呈V型的转料框25以及驱动转料框转动的转动驱动机构，所述转动驱动机构包括气缸26、与气缸杆铰接的连杆27以及与连杆固定连接的驱动轴28，所述气缸倾斜设置且所述气缸杆远离连杆一端位于与连杆铰接一端的左下方，所述驱动轴位于气缸杆上方，所述驱动轴与转料框下端固定连接，所述气缸杆左右移动，从而带动驱动轴转动，从而使转料框转动，所述转料框往料框方向转动一定角度后，所述出料口正对转料框，所述转料框往自动清洗系统转动一定角度后，所述转料框正对自动清洗系统。

所述自动清洗系统包括若干清洗槽29，每个清洗槽内均设有用于存放工件的滚筒30、以及将滚筒内的工件转移到下一个清洗槽的翻转提升机构，靠近自动上料系统的清洗槽内还设有超声装置31，超声装置为现有技术，在此不再赘述。本实施例中，清洗槽的数量为三个，其中左边两个装有超声装置，实际生产时，两个清洗槽且左边一个装有超声装置即可达到理想的处理效果。

所述滚筒呈六边形柱状结构，且在其一侧面设置为开口32，用于工件的通过，并在其外周上设有若干通孔33，用于清洗槽内的清洗液通过。为了使滚筒内的工件能够很好的清洗，当开口朝向自动上料系统时，清洗液能够淹没开口最低位置为宜。

所述翻转提升机构包括翻转料框34、驱动翻转料框翻转的料框驱动机构以及与料框驱动机构相配合的滚筒驱动机构，所述料框驱动机构包括第一电机35、与第一电机相连的第一减速机36、与第一减速机转动连接的第一转轴37、以及固设于第一转轴上的主动齿轮38与若干第一转块39，所述滚筒驱动机构包括与主动齿轮传动啮合的被动齿轮40，所述被动齿轮与滚筒通过传动轴41相固接从而使被动齿轮与滚筒一起转动，所述传动轴穿过翻转料框一端并相对翻转料框转动，即传动轴的转动无法带动翻转料框翻转，并从而使滚筒位于翻转料框的一端内，所述翻转料框另一端设有出料口42，所述第一转块靠近出料口并与翻转料框相抵接，所述第一转块顺时针转动时驱动翻转料框顺时针转动，并使滚筒往上移动且工件从开口滑到翻转料框内，当所述翻转料框转动一定角度后，所述开口与自动上料系统相对，工件从所述出料口滑出并转移到与其相邻的清洗槽的滚筒内，然后将转料系统内的工件全部转移到滚筒内，所述第一转块再逆时针转动驱动所述翻转料框逆时针转动，并使滚筒往下移动且顺时针转动，此时滚筒内的工件位于清洗液内，即可进行清洗。

为了有效的控制第一转轴以及滚筒的转动，本实施例中的第一电机、第一减速机、被动齿轮以及互动齿轮均为一对，且对称的分布于滚筒以及翻转料框两侧。

本实施例中，所述被动齿轮为扇形齿轮。

一般将自动清洗系统罩设在通风柜43中，通风柜上方设置除雾等装置，是为了避免在清洗过程中有油雾等污染气体产生，对其进行收集统一处理，更加有利于车间环境的保护，有利于操作人员的身体安全。为了使该设备占地面积小，一般转料系统穿过通风柜靠近转料系统的一侧。

所述清洗槽一般还连有储液槽44，并且采用循环泵45的方式将清洗槽内的液体与储液槽形成搅动，将清洗槽内的浮油流入储液槽槽内进行处理，保证清洁剂的使用稳定性。

为了使料框以及翻转料框可以顺利转动，第一转块与第二转块上均设有一抵接平面46，该抵接平面与料框底部以及翻转料框底部相抵接，从而在第一转块与第二转块转动时，才可以顺利的使料框与翻转料框转动。

本实施例中，第一减速机与第二减速机均为蜗轮蜗杆减速机。

所述自动烘干系统包括传输带47以及罩设于传输带上方的加热罩48，所述加热罩内设有加热管49与风机，所述风机与第三电机50相连。

通过加热管产生热风，并通过风机均匀的分布在传输带上，有利于位于传输带上的工件迅速烘干。

先将内芯与外套进行抛丸粗化，然后与中间套等一起放到料框内，也可以放到传送带上，当采用料框时，直接将装有工件的料框放到支撑柱与第二转块上，当料框设有出料口的一侧与定位气缸的气缸杆相抵接时，旋转电机带动放有料框的料框支撑板往前移动一定距离，当采用传送带时，传送带将其上面的工件通过供料口传输带料框内，不管哪种方式，当料框内的工件量达到一定的数量时，第二电机带动第二转轴顺时针转动，第二转块带动料框顺时针转动，料框转到一定角度时，出料口与转料框相对，使料框内的工件一件一件的从出料口滑到转料框内，此时转料系统内的转料框向料框方向倾斜，气缸杆呈伸出状态，当料框内的工件转移到转料框后，第二电机带动第二转轴逆时针转动，从而使料框与一对支撑柱的上端相抵接，气缸驱动气缸杆缩回，从而气缸杆带动连杆驱动驱动轴顺时针转动，转料框亦顺时针转动，转动到一定角度时，转料框与装有超声装置的清洗槽内的滚筒相对，从而使转料框内的工件通过开口滑到滚筒内，此时，清洗槽内的滚筒开口正对转料框，翻转料框的出料口正对该清洗槽相邻的清洗槽，然后气缸驱动气缸杆伸出，转料框向料框方向转动，第一电机驱动第一转轴以及第一转块逆时针转动，被动齿轮以及滚筒顺时针转动，当转动到一定程度，清洗槽内的清洗液完全淹没滚筒并进行超声清洗2min，然后第一电机驱动第一转轴以及第一转块顺时针转动，被动齿轮与滚筒逆时针转动，由于第一转块顺时针转动过程中，会带动翻转料框远离出料口一端往上翘起，从而使滚筒亦往上移动，并在翻转料框转动一定角度之后，滚筒的开口几乎与翻转料框相平行，此时滚筒内的工件从开口处滑到翻转料框内，滚筒以及翻转料框继续转动，直到滚筒的开口朝向转料框，翻转料框的出料口朝向其相邻清洗槽的滚筒，翻转料框内的工件均滑落到相邻清洗槽的滚筒内进行清洗，浸泡清洗2min中后，翻转提升机构以及滚筒的运行方式同上，只不过此时滚筒内的工件通过翻转料框的出料口转移到了传输带上，并被加热管产生的热风所烘干，烘干后的工件再收集到储料框内，用于生产橡胶衬套。

通过上述工艺以及设备，衬套骨架的生产节拍为2min一框，而现有技术的生产节拍为10min一框，经过10000套衬套骨架的处理，得出现有技术的衬套骨架处理工艺需要3h，而采用本发明的工艺只需要1.5h，效率提高了50％，并且能耗降低了70％以上。

而且申请人根据这10000套采用本发明的表面处理工艺处理得到的衬套骨架，与天然橡胶进行粘结，得出以下数据：

其中，内芯、中间套以及外套均采用20#钢材加工制成，R代表的是天然橡胶的有效粘结面，CM代表的是胶粘剂与金属骨架的失效粘结面，RC代表的是天然橡胶与胶粘剂的失效粘结面，由此可知，采用现有工艺，整形后的橡胶衬套，衬套骨架与天然橡胶的脱落概率远高于本发明工艺处理后的橡胶衬套，并且采用本发明的处理工艺，其有效粘结面已经远远超过技术要求。

Claims (8)

1.一种衬套骨架的表面处理工艺，该衬套骨架包括内芯、中间套以及外套，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、将内芯、中间套以及外套置于清洗槽内进行超声清洗；

(2)、将超声清洗后的内芯、中间套以及外套转移到其他清洗槽内进行清洗；

(3)、对清洗后的内芯、中间套以及外套进行烘干；

上述步骤均在室温条件下进行，清洗槽内的清洗液为卤代烷有机溶剂；

所述衬套骨架的表面处理工艺通过衬套骨架的表面处理设备进行处理，所述衬套骨架的表面处理设备包括从左往右依次连接的自动上料系统、自动清洗系统以及自动烘干系统，所述自动清洗系统包括若干清洗槽，每个清洗槽内均设有用于存放工件的滚筒、以及将滚筒内的工件转移到下一个清洗槽的翻转提升机构，靠近自动上料系统的清洗槽内还设有超声装置；

所述翻转提升机构包括翻转料框、驱动翻转料框翻转的料框驱动机构以及与料框驱动机构相配合的滚筒驱动机构，所述料框驱动机构包括第一电机、与第一电机相连的第一减速机、与第一减速机转动连接的第一转轴、以及固设于第一转轴上的主动齿轮与若干第一转块，所述滚筒驱动机构包括与主动齿轮传动啮合的被动齿轮，所述被动齿轮与滚筒通过传动轴相固接从而使被动齿轮与滚筒一起转动，所述传动轴穿过翻转料框一端，所述翻转料框另一端设有出料口，所述第一转块靠近出料口并与翻转料框相抵接，所述滚筒具有一开口，所述第一转块顺时针转动时驱动翻转料框顺时针转动，并使滚筒往上移动且工件从开口滑到翻转料框内，当所述翻转料框转动一定角度后，所述开口与自动上料系统相对，工件从所述出料口滑出并转移到与其相邻的清洗槽的滚筒内，所述第一转块逆时针转动驱动所述翻转料框逆时针转动，并使滚筒往下移动且顺时针转动。

2.根据权利要求1所述的衬套骨架的表面处理工艺，其特征在于：超声清洗前先将内芯与外套置于抛丸机内，用钢砂进行表面粗化。

3.根据权利要求1所述的衬套骨架的表面处理工艺，其特征在于：所述步骤(1)中的超声清洗的清洗时间以及步骤(2)中的清洗时间均为2min，所述超声清洗的超声功率为2000～3000kw。

4.根据权利要求1所述的衬套骨架的表面处理工艺，其特征在于：所述步骤(3)中的烘干时间为2min，烘干温度为120℃。

5.根据权利要求1所述的衬套骨架的表面处理工艺，其特征在于：所述被动齿轮为扇形齿轮。

6.根据权利要求1所述的衬套骨架的表面处理工艺，其特征在于：所述自动上料系统包括机架、设于机架上的料框支撑板、设于料框支撑板上的若干支撑柱以及用于驱动料框转动的转动机构，所述转动机构包括第二电机、与第二电机转动连接的第二减速机、以及与第二减速机转动连接的第二转轴，所述第二转轴上固设有若干第二转块，所述料框放在所述支撑柱与第二转块上方，所述支撑柱与第二转块分别靠近料框底部的左右两端，所述料框靠近转块一侧设有用于单个工件通过的出料口，所述第二转轴顺时针转动时，第二转块随第二转轴一起转动，从而使料框在第二转块的推动下转动一定角度，所述出料口正对自动清洗系统。

7.根据权利要求6所述的衬套骨架的表面处理工艺，其特征在于：所述自动上料系统还包括转料系统，所述转料系统包括呈V型的转料框以及驱动转料框转动的转动驱动机构，所述转动驱动机构包括气缸、与气缸杆铰接的连杆以及与连杆固定连接的驱动轴，所述气缸倾斜设置且所述气缸杆远离连杆一端位于与连杆铰接一端的左下方，所述驱动轴位于气缸杆上方，所述驱动轴与转料框下端固定连接，所述气缸杆左右移动，从而带动驱动轴转动，从而使转料框转动，所述转料框往料框方向转动一定角度后，所述出料口正对转料框，所述转料框往清洗槽转动一定角度后，所述转料框正对滚筒。

8.根据权利要求1所述的衬套骨架的表面处理工艺，其特征在于：所述自动烘干系统包括传输带以及罩设于传输带上方的加热罩，所述加热罩内设有加热管与风机，所述风机与第三电机相连。