CN106321779A

CN106321779A - 切割机齿轮箱

Info

Publication number: CN106321779A
Application number: CN201610734684.7A
Authority: CN
Inventors: 华吉; 华胜
Original assignee: Yinzhou City Ningbo Tatsu Tatsu Auto Parts Factory (general Partnership)
Current assignee: Yinzhou City Ningbo Tatsu Tatsu Auto Parts Factory (general Partnership)
Priority date: 2016-08-26
Filing date: 2016-08-26
Publication date: 2017-01-11

Abstract

本发明涉及一种切割机齿轮箱，包括柱体，柱体截面为半圆，以该齿轮箱两半圆面为前后表面，弯曲面为上表面；齿轮箱中设有第一圆柱形通道，第一圆柱形通道贯穿该齿轮箱前后表面；齿轮箱上表面设有一侧面与前表面对齐的正方形柱台，该正方形柱台中间设有第二圆柱形通道。本发明切割机齿轮箱为一整体结构，体积小，结构简单合理，易于制造，使用时噪音小，可靠性好，传动效率高；而且，本发明切割机齿轮箱采用三维编织纤维/铝合金复合材料制成，可以获得优良的综合性能，且质量轻、成本低。

Description

切割机齿轮箱

技术领域

本发明涉及切割机领域，尤其涉及一种切割机齿轮箱。

背景技术

齿轮箱在现代工业领域的应用非常广泛，是一个重要的机械部件，齿轮箱主要功用是将起在外力作用下所产生的动力传递给目标机器并使其得到相应的转速。齿轮箱承受外力工作时，必须具有足够的刚性去承受力和力矩的作用，防止变形，保证传动质量。传统的齿轮箱结构复杂，体积和重量都较大，成本高，且使用时噪音大，传动效率低。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种结构简单、重量轻、噪音小、传动效率高的切割机齿轮箱。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：切割机齿轮箱，包括：

柱体，所述柱体截面为半圆，以该齿轮箱两半圆面为前后表面，弯曲面为上表面；

所述齿轮箱中设有第一圆柱形通道，第一圆柱形通道贯穿该齿轮箱前后表面；

所述齿轮箱上表面设有一侧面与前表面对齐的正方形柱台，该正方形柱台中间设有第二圆柱形通道。

在上述的切割机齿轮箱中，所述正方形柱台右侧设有高度低于该正方形柱台的圆柱，该圆柱竖直嵌入在齿轮箱上表面，圆柱内设有第三圆柱形通道，圆柱顶端为正方形结构。

在上述的切割机齿轮箱中，所述柱体由三维编织纤维/铝合金复合材料制成。

由于铝合金的密度低、强度高、塑性好，所以本发明切割机齿轮箱采用铝合金材料制成能很好的解决传统切割机齿轮箱体积和重量大的问题，使切割机齿轮箱更轻量化，使用和搬运更方便。而且，铝合金的价格低廉，能降低本发明切割机齿轮箱的生产成本。

另外，本发明还在铝合金材料中预先形成有三维编织纤维预型件，将预型件作为增强骨架形成一种层合复合材料，可显著提高铝合金的强度、刚度等性能，使复合材料具有优良的抗冲击损伤性能、力学性能和耐烧蚀性能，综合性能优良。

所以，本发明柱体采用三维编织纤维/铝合金复合材料制成，可以获得综合性能优良，且质量轻、成本低的切割机齿轮箱。

在上述的切割机齿轮箱中，所述三维编织纤维/铝合金复合材料中三维编织纤维的体积百分比为10-20％。三维编织纤维在复合材料中含量过多或过少，均起不到较好的增强作用，复合材料的综合性能难以得到有效提高。因此本发明以铝合金为主体，添加10-20％的三维编织纤维形成综合性能较好的三维编织纤维/铝合金复合材料，并用来制成本发明切割机齿轮箱的盖体部和柱体部，从而获得综合性能优异的制品。

在上述的切割机齿轮箱中，所述三维编织纤维由碳纤维、玻璃纤维、石英纤维、高硅氧纤维、芳纶纤维中的一种或多种经三维全五向编织而成。三维全五向编织是指在三维五向编织预型件的空位处增加轴向纱，这样可以有效的消除轴向空位的存在，制成的三维全五向编织纤维材料可以有效弥补三维四向、三维五向编织纤维材料在轴向性能上的不足。

在上述的切割机齿轮箱中，所述三维全五向编织的编织角为10-15度。纤维的编织角越小，越有利于材料性能的改进，本发明中10-15度的编织角可以使三维编织纤维材料获得较好的弯曲强度等性能。

在上述的切割机齿轮箱中，所述铝合金由以下质量百分比成分组成：2.1％≤Mg≤2.4％，6.1％≤Zn≤8.4％，0.93％≤Cu≤2.3％，0＜Zr≤0.2％，0＜Sc≤0.4％，Mn＜0.4％，Cr＜0.15％，Ti＜0.1％，余量为Al以及不可避免的杂志元素。

在上述的切割机齿轮箱中，所述铝合金中Zr和Sc的质量百分比之和为0.15％-0.45％，Sc和Zr的质量比＜2。

本发明在铝合金中添加了微量的Sc元素，Sc元素既是稀土元素又是过渡族金属，它在铝合金中兼具有稀土元素的净化合金、改善铸锭组织的作用和过渡族金属元素的再结晶抑制剂作用，且作用效果更佳。此外，Sc元素在铝合金中还可以形成Al₃Sc共格沉淀相具有极强烈的时效硬化作用。因此，添加Sc元素可以全面提高铝合金的强度、韧性、耐热性、耐蚀性等性能。

另外，本发明还添加了Zr和Ti元素，Zr和Ti元素也属于过渡族金属元素，对铝合金组织细化的效果仅次于Sc，但是，价格均比Sc便宜，复合添加可以有效降低铝合金的成本。而且，复合添加上述含量的Sc元素和Zr元素，尤其是，Zr和Sc的质量百分比之和0.15％-0.45％，Sc和Zr的质量比＜2时，铝合金中形成Zr-Sc晶胞结构偏聚更为强烈，极易析出偏聚粒子，从而对基体Al晶粒细化作用更为明显。

在上述的切割机齿轮箱中，所述柱体通过以下步骤制成：将纤维材料经三维全五向编织成三维编织纤维，将三维编织纤维固定在柱体的模具后浇入由铝合金熔炼而成的金属液体，得到柱体的半成品，将半成品经热处理后得到柱体。

由于三维编织纤维的柔软性，很难形成稳固的支架，因此在浇入金属液时，需要先将三维编织纤维固定在模具中，然后再浇入金属液，浇入的速度应不缓不急，使金属液充分填充到纤维骨架中。

在上述的切割机齿轮箱中，模具温度为230-260℃，浇注温度为660-680℃，加压压力为80-100MPa，建压时间为1-3s，保压时间为5-10s。

在上述的切割机齿轮箱中，热处理包括固溶处理和时效处理，所述固溶处理为双级固溶处理，温度分别为450-480℃和470-500℃，时间分别为1-3h和0.5-2h。

在上述的切割机齿轮箱中，时效处理的温度为100-150℃，时间为20-30h。

本发明三维编织纤维/铝合金复合材料制成的柱体半成品经固溶处理后进行时效处理，从而细化晶粒和晶界，而晶粒和晶界越细小，制品的强度等综合性能越好。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明切割机齿轮箱为一整体结构，体积小，结构简单合理，易于制造，使用时噪音小，可靠性好，传动效率高。

2.本发明切割机齿轮箱采用三维编织纤维/铝合金复合材料制成，可以获得优良的综合性能，且质量轻、成本低。

附图说明

图1为石材切割机齿轮箱结构示意图。

其中，100，柱体；110，第一圆柱形通道；120，正方形柱台；121，第二圆柱形通道；130，圆柱；131，第三圆柱形通道。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，并结合附图说明对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，本发明的石材切割机齿轮箱包括柱体100，柱体100截面为半圆，以该齿轮箱两半圆面为前后表面，弯曲面为上表面。

进一步地，齿轮箱中设有第一圆柱形通道110，第一圆柱形通道110贯穿该齿轮箱前后表面。

进一步地，齿轮箱上表面设有一侧面与前表面对齐的正方形柱台120，正方形柱台120中间设有第二圆柱形通道121。

进一步地，正方形柱台120右侧设有高度低于正方形柱台120的圆柱130，圆柱130竖直嵌入在齿轮箱上表面，圆柱130内设有第三圆柱形通道131，圆柱顶端为正方形结构。

进一步地，柱体100由三维编织纤维/铝合金复合材料制成，其中，三维编织纤维的体积百分比为10-20％。

进一步地，三维编织纤维由碳纤维、玻璃纤维、石英纤维、高硅氧纤维、芳纶纤维中的一种或多种经三维全五向编织而成，编织角为10-15度。

进一步地，铝合金由以下质量百分比成分组成：2.1％≤Mg≤2.4％，6.1％≤Zn≤8.4％，0.93％≤Cu≤2.3％，0＜Zr≤0.2％，0＜Sc≤0.4％，Mn＜0.4％，Cr＜0.15％，Ti＜0.1％，余量为Al以及不可避免的杂志元素。其中，Zr和Sc的质量百分比之和为0.15％-0.45％，Sc和Zr的质量比＜2。

以下是柱体100的部分具体实施例。

实施例1：

首先，将碳纤维通过三维全五向混编制成三维编织碳纤维，编织角为12度。

然后，将体积百分比含量为15％的三维编织碳纤维固定在温度为250℃的柱体模具后浇入体积百分比含量为85％的铝合金熔炼而成的金属液体，浇注温度为670℃，加压压力为90MPa，建压时间为2s，保压时间为8s，得到柱体半成品。其中，铝合金由以下质量百分比成分组成：Mg：2.1％，Zn：6.1％，Cu：0.93％，Zr：0.1％，Sc：0.1％，余量为Al以及不可避免的杂志元素。然后将柱体半成品进行热处理，热处理包括在470℃下固溶处理2h和在480℃下固溶处理1h的双级固溶处理，然后在120℃下时效处理24h，得到最终柱体成品。

实施例2：

然后，将体积百分比含量为15％的三维编织碳纤维固定在温度为250℃的柱体模具后浇入体积百分比含量为85％的铝合金熔炼而成的金属液体，浇注温度为670℃，加压压力为90MPa，建压时间为2s，保压时间为8s，得到柱体半成品。其中，铝合金由以下质量百分比成分组成：Mg：2.1％，Zn：6.1％，Cu：0.93％，Zr：0.1％，Sc：0.1％，Mn：0.3％，Cr：0.1％，Ti：0.05％，余量为Al以及不可避免的杂志元素。然后将柱体半成品进行热处理，热处理包括在470℃下固溶处理2h和在480℃下固溶处理1h的双级固溶处理，然后在120℃下时效处理24h，得到最终柱体成品。

实施例3：

然后，将体积百分比含量为15％的三维编织碳纤维固定在温度为250℃的柱体模具后浇入体积百分比含量为85％的铝合金熔炼而成的金属液体，浇注温度为670℃，加压压力为90MPa，建压时间为2s，保压时间为8s，得到柱体半成品。其中，铝合金由以下质量百分比成分组成：Mg：2.23％，Zn：6.79％，Cu：1.44％，Zr：0.15％，Sc：0.2％，Mn：0.28％，Cr：0.12％，Ti：0.06％，余量为Al以及不可避免的杂志元素。然后将柱体半成品进行热处理，热处理包括在470℃下固溶处理2h和在480℃下固溶处理1h的双级固溶处理，然后在120℃下时效处理24h，得到最终柱体成品。

实施例4：

然后，将体积百分比含量为15％的三维编织碳纤维固定在温度为250℃的柱体模具后浇入体积百分比含量为85％的铝合金熔炼而成的金属液体，浇注温度为670℃，加压压力为90MPa，建压时间为2s，保压时间为8s，得到柱体半成品。其中，铝合金由以下质量百分比成分组成：Mg：2.32％，Zn：7.38％，Cu：1.83％，Zr：0.18％，Sc：0.15％，Mn：0.26％，Cr：0.11％，Ti：0.06％，余量为Al以及不可避免的杂志元素。然后将柱体半成品进行热处理，热处理包括在470℃下固溶处理2h和在480℃下固溶处理1h的双级固溶处理，然后在120℃下时效处理24h，得到最终柱体成品。

实施例5：

然后，将体积百分比含量为15％的三维编织碳纤维固定在温度为250℃的柱体模具后浇入体积百分比含量为85％的铝合金熔炼而成的金属液体，浇注温度为670℃，加压压力为90MPa，建压时间为2s，保压时间为8s，得到柱体半成品。其中，铝合金由以下质量百分比成分组成：Mg：2.38％，Zn：7.93％，Cu：2.09％，Zr：0.15％，Sc：0.25％，Mn：0.38％，Cr：0.08％，Ti：0.04％，余量为Al以及不可避免的杂志元素。然后将柱体半成品进行热处理，热处理包括在470℃下固溶处理2h和在480℃下固溶处理1h的双级固溶处理，然后在120℃下时效处理24h，得到最终柱体成品。

实施例6：

然后，将体积百分比含量为15％的三维编织碳纤维固定在温度为250℃的柱体模具后浇入体积百分比含量为85％的铝合金熔炼而成的金属液体，浇注温度为670℃，加压压力为90MPa，建压时间为2s，保压时间为8s，得到柱体半成品。其中，铝合金由以下质量百分比成分组成：Mg：2.4％，Zn：8.4％，Cu：2.3％，Zr：0.2％，Sc：0.15％，Mn：0.33％，Cr：0.14％，Ti：0.07％，余量为Al以及不可避免的杂志元素。然后将柱体半成品进行热处理，热处理包括在470℃下固溶处理2h和在480℃下固溶处理1h的双级固溶处理，然后在120℃下时效处理24h，得到最终柱体成品。

将实施例1-6制得的柱体进行性能测试，测试结果如表1所示。

表1：

对比例1：

对比例1与实施例4的区别仅在于，对比例1中没有添加三维编织纤维预型件。

对比例2：

对比例2与实施例4的区别仅在于，对比例2中添加了体积百分比为8％的三维编织碳纤维预型件。

对比例3：

对比例3与实施例4的区别仅在于，对比例3中添加了体积百分比为25％的三维编织碳纤维预型件。

对比例4：

对比例4与实施例4的区别仅在于，对比例4中Zr的质量百分比为0.2，Sc的质量百分比为0.3％，二者之和为0.5％。

对比例5：

对比例5与实施例4的区别仅在于，对比例5中Zr的质量百分比为0.15％，Sc的质量百分比为0.3％，Sc和Zr的质量比为2。

对比例6：

对比例6与实施例4的区别仅在于，对比例6中没有添加Zr和Sc元素。

对比例7：

对比例7与实施例4的区别仅在于，对比例7中仅添加了质量百分比为0.18％的Zr元素。

对比例8：

对比例8与实施例4的区别仅在于，对比例8中仅添加了质量百分比为0.18％的Sc元素。

将对比例1-8制得的柱体进行性能测试，测试结果如表2所示。

表2：

从表1和表2可知，由本发明三维编织纤维/铝合金复合材料制成的切割机齿轮箱的强度等综合性能较优。

在上述实施例及其替换方案中，三维编织纤维的体积百分比还可以为10％、11％、12％、13％、14％、16％、17％、18％、19％、20％。

在上述实施例及其替换方案中，三维编织纤维还可以为三维编织玻璃纤维、三维编织石英纤维、三维编织高硅氧纤维、三维编织芳纶纤维，或者三维编织碳纤维、玻璃纤维、石英纤维、高硅氧纤维、芳纶纤维中的混合纤维。

在上述实施例及其替换方案中，三维全五向编织的编织角还可以为10度、11度、13度、14度、15度。

在上述实施例及其替换方案中，模具温度还可以为230℃、235℃、240℃、245℃、255℃、260℃。

在上述实施例及其替换方案中，浇注温度为660℃、670℃、675℃、680℃。

在上述实施例及其替换方案中，加压压力为80MPa、81MPa、82MPa、83MPa、84MPa、85MPa、86MPa、87MPa、88MPa、89MPa、91MPa、92MPa、93MPa、94MPa、95MPa、96MPa、97MPa、98MPa、99MPa、100MPa，建压时间为1s、3s，保压时间为5s、6s、7s、9s、10s。

在上述实施例及其替换方案中，双级固溶处理的温度还可以分别为450℃、455℃、460℃、465℃、475℃、480℃和470℃、475℃、485℃、490℃、495℃、500℃，时间还可以分别为1h、1.5h、2.5h、3h和0.5h、1.5h、2h。

在上述实施例及其替换方案中，时效处理的温度还可以为100℃、105℃、110℃、115℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃，时间还可以为20h、21h、22h、23h、25h、26h、27h、28h、29h、30h。

鉴于本发明方案实施例众多，各实施例实验数据庞大众多，不适合于此处逐一列举说明，但是各实施例所需要验证的内容和得到的最终结论均接近。故而此处不对各个实施例的验证内容进行逐一说明，仅以实施例1-6作为代表说明本发明申请优异之处。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。

Claims

1.切割机齿轮箱，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的切割机齿轮箱，其特征在于，所述正方形柱台右侧设有高度低于该正方形柱台的圆柱，该圆柱竖直嵌入在齿轮箱上表面，圆柱内设有第三圆柱形通道，圆柱顶端为正方形结构。

3.如权利要求1所述的切割机齿轮箱，其特征在于，所述柱体由三维编织纤维/铝合金复合材料制成。

4.如权利要求3所述的切割机齿轮箱，其特征在于，所述三维编织纤维/铝合金复合材料中三维编织纤维的体积百分比为10-20％。

5.如权利要求3或4所述的切割机齿轮箱，其特征在于，所述三维编织纤维由碳纤维、玻璃纤维、石英纤维、高硅氧纤维、芳纶纤维中的一种或多种经三维全五向编织而成。

6.如权利要求5所述的切割机齿轮箱，其特征在于，所述三维全五向编织的编织角为10-15度。

7.如权利要求3所述的切割机齿轮箱，其特征在于，所述铝合金由以下质量百分比成分组成：2.1％≤Mg≤2.4％，6.1％≤Zn≤8.4％，0.93％≤Cu≤2.3％，0＜Zr≤0.2％，0＜Sc≤0.4％，Mn＜0.4％，Cr＜0.15％，Ti＜0.1％，余量为Al以及不可避免的杂志元素。

8.如权利要求7所述的切割机齿轮箱，其特征在于，所述铝合金中Zr和Sc的质量百分比之和为0.15％-0.45％，Sc和Zr的质量比＜2。