CN107269748A - 一种变压器用隔振垫及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种变压器用隔振垫，包括金属骨架及橡胶基体。起支撑、传递热量作用的金属骨架由高强度金属材料制得。起隔绝振动、消耗振动能量的橡胶材料为耐油阻尼橡胶制得。本发明提供的技术方案减振性能优异，能够达到安全、高效降低变压器振动传播的目的。

Description

一种变压器用隔振垫及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种变压器用隔振垫，具体涉及一种变压器用隔振垫及其制备方法。
背景技术
随着城市化进程的加快，城市的不断扩大和城区电网改造的需求，一些变电站须建在商业区和居民区。变电站连续运行所发出的噪声会影响到人们的正常生活和工作，长期处于噪声下的人会出现影响听力，妨碍学习工作，干扰睡眠。影响心血管功能和内分泌系统功能的正常运行，例如心跳过快、心律不齐、血压过高等。长期处于噪声环境中的人会出现头痛、耳痛多梦、记忆力减退、全身乏力等症状，甚至影响儿童的智力发展。有报告显示在噪声环境下的儿童的智力比在安静环境下的儿童低20％，噪声对胎儿的成长也有影响。
变压器是变电站的主要声源，其噪声水平直接决定了变电站噪声的释放水平。变压器的噪声主要来源于变压器铁心的磁致伸缩产生的振动。并且变压器的铁心磁致伸缩时的振动又会加速变压器机械结构的疲劳损坏，影响变压器运行的稳定性。在变压器上使用阻尼减振材料能有效降低变压器的振动与噪声。
阻尼减振材料中最常见的是橡胶阻尼材料，常用的橡胶阻尼材料有聚丙烯酸酯橡胶、聚氨酯、丁基橡胶和丁腈橡胶。但是因为变压器自身重量较大，散热严重，且有变压器油泄露风险，普通橡胶隔振垫不适用于变压器阻尼降噪。因此，需提供一种有高载荷、散热好、耐油等特性的隔振垫用于变压器上的阻尼减振。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种专门针对变压器隔振降噪使用隔振垫，通过金属骨架与橡胶材料结合的方式，克服橡胶隔振垫自身承载能力有限，散热困难的不足，橡胶材料选用耐油橡胶，并进行耐老化处理，能够有效起到隔绝振动，耗散振动能量的作用。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种变压器用隔振垫，所述隔振垫包括金属骨架和橡胶材料，所述金属骨架包括剖面为“一”字型支撑座和依次设于所述“一”字型支撑座上的等高度的“T”型支撑柱的为高强度金属材料制品，所述橡胶材料为位于所述“一”字型支撑座的与所述“T”型支撑柱同一侧的且厚度数值大于所述“T”型支撑柱高度数值的耐油阻尼橡胶。
优选的，所述金属骨架的材质包括钢材或铸铁。
优选的，所述高强度金属材料制品包括按质量百分比计的如下组分：Zn：2.5～6.5％；Mg：2.3～4％；Cu：3.1～5.5％；Mn：0.01～0.1％；Zr：2.0～6.2％；Ti：3.0～5.5％；Nb：4.5～6.0％；Ta：2.5～3.5％；Be：0.03～0.06％；Co：0.8～1.2％；Ru：1.8～3.0；Hf：0.05～0.2％；Re：0.02～0.1％；Si：≤0.1％；Fe：≤0.3％；P≤0.005％；S：≤0.005％；Y≤0.08％，其余为Al和不可避免的微量元素。
优选的，所述耐油阻尼橡胶包括按质量份计的如下组分：耐油橡胶基体材料100份，硫化剂1-5份，活性剂2-8份，促进剂1-5份，防老剂1-5份，增塑剂0-10份，热稳定剂0.5-2份和增强剂5-30份。
优选的，所述的耐油橡胶基体材料包括从丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、氯丁橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氟橡胶和氟硅橡胶中选出的一种或多种。
优选的，所述硫化剂包括过氧化物硫化剂和/或硫磺；所述活性剂包括从硬脂酸、氧化锌或硬脂酸锌中选出的一种或多种。
优选的，所述硫化剂包括硫磺或过氧化物硫化剂；所述活性剂包括按质量百分比计的20％～40％的硬脂酸和60％～80％的氧化锌。
优选的，所述促进剂包括从噻唑类促进剂、秋兰姆类促进剂、次磺酰胺类促进剂、胍类促进剂、二硫代氨基甲酸盐类促进剂、醛胺类促进剂、黄原酸盐类促进剂和硫脲类促进剂中选出的一种或多种。
优选的，所述噻唑类促进剂包括2-硫醇基苯并噻唑和/或二硫化苯并噻唑；所述秋兰姆类促进剂为从二硫化四甲基秋兰姆、一硫化四甲基秋兰姆或二硫化四乙基秋兰姆中选出的一种或多种；所述次磺酰胺类促进剂包括N-环基-2-苯并噻唑次磺酰胺和/或N，N-二环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺；所述胍类促进剂包括二苯胍；所述二硫代氨基甲酸盐类促进剂包括二甲基二硫代氨基甲酸锌和/或二乙基二硫代氨基甲酸锌；所述醛胺类促进剂包括六亚甲基四胺；所述黄原酸盐类促进剂包括异丙基黄原酸锌；所述硫脲类促进剂包括亚乙基硫脲。
优选的，所述促进剂包括按质量百分比计的50％～80％的N-环基-2-苯并噻唑次磺酰胺和20％～50％的二硫化四甲基秋兰姆。
优选的，所述防老剂包括从防老剂DNP、防老剂MB和防老剂AW中选出的一种或多种。
优选的，所述增塑剂包括从邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异壬酯和邻苯二甲酸二异癸酯中选出的一种或多种。
优选的，所述增强填料包括从炭黑、白炭黑、粘土或碳酸钙中选出的一种或多种。
一种制备上述变压器用隔振器的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将金属骨架置于浓度为10％的硫酸溶液中处理10min后将骨架用蒸馏水冲洗；
(2)在基体橡胶中依次加入活性剂、促进剂、防老剂、增塑剂、增强填料及硫化剂，用炼胶机混炼制备混炼胶。
(3)将经预处理的金属骨架置于模具中后放入混炼胶在硫化温度下模压成型。
优选的，所述炼胶机包括位于本体上的辊筒(1)，辊筒(1)上方安装有与辊筒(1)匹配的第一投料版(2)和第二投料板(3)，第一投料板(2)和第二投料板(3)分别经传动装置控制，构成第一投料板(2)和第二投料板(3)均可在辊筒(1)上横向移动和竖向移动的结构，第一投料板(2)和第二投料板(3)内部的下方设有电阻丝(4)，第一投料板(2)和第二投料板(3)的下端镶嵌有可抽拉且具有摩擦配合的刮刀(5)和毛刷(6)，毛刷(6)置于刮刀(5)的外侧。
优选的，所述传动装置包括分别连接第一投料板(2)和第二投料板(3)的第一圆柱杆(7)和第二圆柱杆(8)，第一圆柱杆(7)和第二圆柱杆(8)分别经第一液压伸缩缸(9)和第二液压伸缩缸控制，第一液压伸缩缸(9)和第二液压伸缩缸分别经第一电机(10)和第二电机控制，第一电机(10)和第二电机经提升装置控制，构成第一电机(10)和第二电机可上下移动的结构。
与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下优异效果：
1、本发明提供的变压器用隔振垫，通过优选的金属骨架与橡胶材料的组合方式，克服了现有技术橡胶隔振垫自身承载能力有限，散热困难和金属骨架强度不足的弊端，使骨架的强度提高了15～20％。
2、本发明提供的变压器用隔振垫耐热、耐油、隔振性能优异。
3、本发明提供的变压器用隔振垫制备工艺简单，易于生产，所使用的炼胶机不需人工费时费力清除滞留物。
附图说明：
图1.为本发明所述变压器用隔振垫；
图2为本发明所用炼胶机的立体图；
图3为本发明所用炼胶机传动装置示意图；
图4为图3中A处放大图
其中：1：辊筒；2：第一投料板；3：第二投料板；4：电阻丝；5：刮刀；6：毛刷；7：第一圆柱杆；8：第二圆柱杆；9：第一液压伸缩缸；10：第二液压伸缩缸；11：短轴：12：齿轮：13：齿条；14：转轴；113：刮刀槽。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细的说明。
本发明所用炼胶机包括本体上的辊筒1，辊筒1上方安装有与辊筒1匹配的第一投料板2和第二投料板3，第一投料板2和第二投料板3分别经传动装置控制，构成第一投料板2和第二投料板3均可在辊筒1上横向移动和竖向移动的结构，第一投料板2和第二投料板3内部的下方设有电阻丝4，第一投料板2和第二投料板3的下端镶嵌有可抽拉且具有摩擦配合的刮刀5和毛刷6，毛刷6置于刮刀5的外侧；
传动装置包括分别连接第一投料板2和第二投料板3的第一圆柱杆7和第二圆柱杆8，第一圆柱杆7和第二圆柱杆8分别经第一液压伸缩缸9和第二液压伸缩缸控制，第一液压伸缩缸9和第二液压伸缩缸分别经第一电机和第二电机控制，第一电机10和第二电机经提升装置控制，构成第一电机10和第二电机可上下移动的结构；
提升装置包括分别连接第一电机10和第二电机的短袖11，短袖连接有齿轮12，齿轮12啮合有齿条13，齿轮12上经摇柄控制；
电阻丝固定于第一投料板2和第二投料板3的底端，并连接有电源控制；
第一投料板2和第二投料板3的底端设有刮刀槽，刮刀槽113内安装有可插拔且固定任意位置的刮刀5；
毛刷6经转轴14固定在第一投料板2和第二投料板3的外侧，构成毛刷6绕转轴14翻转后置于刮刀5外侧的结构。
下述实施例中所用炼胶机均为上述描述的炼胶机
实施例1：
A、隔振垫的制备原料(按质量份计)：
金属骨架由下述组份组成(质量百分比)
Zn：5％；
Mg：2.6％；
Cu：4.1％；
Mn：0.06％；
Zr：4.2％；
Ti：3.3％；
Nb：4.7％；
Ta：2.9％；
Be：0.03％；
Co：0.9％；
Ru：2.8％；
Hf：0.12％；
Re：0.03％；
Si：0.06％；
Fe：0.13％；
P：0.002％；
S：0.001％；
Y：0.004％，
其余为Al和不可避免的微量元素
B、隔振垫的制备方法，其步骤如下：
(1)金属骨架预处理
将金属骨架置于10％浓度的硫酸水溶液中10min，对金属骨架进行酸洗除锈处理；然后将骨架用蒸馏水冲洗，直至冲洗液呈中性为止，除去金属骨架表面残留酸液；擦干金属骨架表面蒸馏水。
(2)混炼胶制备
使用炼胶机对橡胶进行混炼，在基体橡胶中依次加入活性剂、促进剂、防老剂、增塑剂、增强填料及硫化剂，进行充分混炼，制备混炼胶备用。
(3)硫化成型
将步骤(1)经过预处理后的金属骨架置于模具中，放入混炼胶，对混炼胶在硫化温度下模压成型。
实施例2
A、隔振垫的制备原料(按质量份计)：
金属骨架采用304不锈钢骨架
B、隔振垫的制备方法，其步骤如下：
(1)金属骨架预处理
将金属骨架置于10％浓度的硫酸水溶液中10min，对金属骨架进行酸洗除锈处理；然后将骨架用蒸馏水冲洗，直至冲洗液呈中性为止，除去金属骨架表面残留酸液；擦干金属骨架表面蒸馏水。
(2)混炼胶制备
使用炼胶机对橡胶进行混炼，在基体橡胶中依次加入活性剂、促进剂、防老剂、增塑剂、增强填料及硫化剂，进行充分混炼，制备混炼胶备用。
(3)硫化成型
将步骤(1)经过预处理后的金属骨架置于模具中，放入混炼胶，对混炼胶在硫化温度下模压成型。
实施例3
A、隔振垫的制备原料(按质量份计)：
金属骨架采用TMF166高强钢骨架
B、隔振垫的制备方法，其步骤如下：
(1)金属骨架预处理
将金属骨架置于10％浓度的硫酸水溶液中10min，对金属骨架进行酸洗除锈处理；然后将骨架用蒸馏水冲洗，直至冲洗液呈中性为止，除去金属骨架表面残留酸液；擦干金属骨架表面蒸馏水。
(2)混炼胶制备
使用炼胶机对橡胶进行混炼，在基体橡胶中依次加入活性剂、促进剂、防老剂、增塑剂、增强填料及硫化剂，进行充分混炼，制备混炼胶备用。
(3)硫化成型
将步骤(1)经过预处理后的金属骨架置于模具中，放入混炼胶，对混炼胶在硫化温度下模压成型。
实施例4
A、隔振垫的制备原料(按质量份计)：
金属骨架采用铸铁骨架
B、隔振垫的制备方法，其步骤如下：
(1)金属骨架预处理
将金属骨架置于10％浓度的硫酸水溶液中10min，对金属骨架进行酸洗除锈处理；然后将骨架用蒸馏水冲洗，直至冲洗液呈中性为止，除去金属骨架表面残留酸液；擦干金属骨架表面蒸馏水。
(2)混炼胶制备
使用炼胶机对橡胶进行混炼，在基体橡胶中依次加入活性剂、促进剂、防老剂、增塑剂、增强填料及硫化剂，进行充分混炼，制备混炼胶备用。
(3)硫化成型
将步骤(1)经过预处理后的金属骨架置于模具中，放入混炼胶，对混炼胶在硫化温度下模压成型。
实施例1-4所得隔振垫的性能如下表所示
载荷(N) 阻尼比 隔振效率(％)
实施例1 148000N 0.76 95.8
实施例2 260000N 0.70 92.8
实施例3 400000N 0.79 97.8
实施例4 176000N 0.66 94.8
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (16)

1.一种变压器用隔振垫，所述隔振垫包括金属骨架和橡胶材料，其特征在于，所述金属骨架包括剖面为“一”字型支撑座和依次设于所述“一”字型支撑座上的等高度的“T”型支撑柱的高强度金属材料制品，所述橡胶材料为位于所述“一”字型支撑座的与所述“T”型支撑柱同一侧的且厚度数值大于所述“T”型支撑柱高度数值的耐油阻尼橡胶。
2.根据权利要求1所述的变压器用隔振垫，其特征在于，所述金属骨架的材质包括钢材或铸铁。
3.根据权利要求1所述的变压器用隔振垫，其特征在于，所述高强度金属材料制品包括按质量百分比计的如下组分：Zn：2.5～6.5％；Mg：2.3～4％；Cu：3.1～5.5％；Mn：0.01～0.1％；Zr：2.0～6.2％；Ti：3.0～5.5％；Nb：4.5～6.0％；Ta：2.5～3.5％；Be：0.03～0.06％；Co：0.8～1.2％；Ru：1.8～3.0；Hf：0.05～0.2％；Re：0.02～0.1％；Si：≤0.1％；Fe：≤0.3％；P≤0.005％；S：≤0.005％；Y≤0.08％，其余为Al和不可避免的微量元素。
4.根据权利要求1所述的变压器用隔振垫，其特征在于，所述耐油阻尼橡胶包括按质量份计的如下组分：耐油橡胶基体材料100份，硫化剂1-5份，活性剂2-8份，促进剂1-5份，防老剂1-5份，增塑剂0-10份，热稳定剂0.5-2份和增强剂5-30份。
5.根据权利要求4所述的一种变压器用隔振垫，其特征在于，所述的耐油橡胶基体材料包括从丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、氯丁橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氟橡胶和氟硅橡胶中选出的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的一种变压器用隔振垫，其特征在于，所述硫化剂包括过氧化物硫化剂和/或硫磺；所述活性剂包括从硬脂酸、氧化锌或硬脂酸锌中选出的一种或多种。
7.根据权利要求4所述的一种变压器用隔振垫，其特征在于，所述硫化剂包括硫磺或过氧化物硫化剂；所述活性剂包括按质量百分比计的20％～40％的硬脂酸和60％～80％的氧化锌。
8.根据权利要求4所述的一种变压器用隔振垫，其特征在于，所述促进剂包括从噻唑类促进剂、秋兰姆类促进剂、次磺酰胺类促进剂、胍类促进剂、二硫代氨基甲酸盐类促进剂、醛胺类促进剂、黄原酸盐类促进剂和硫脲类促进剂中选出的一种或多种。
9.根据权利要求8所述的一种变压器用隔振垫，其特征在于，所述噻唑类促进剂包括2-硫醇基苯并噻唑和/或二硫化苯并噻唑；所述秋兰姆类促进剂包括从二硫化四甲基秋兰姆、一硫化四甲基秋兰姆或二硫化四乙基秋兰姆中选出的一种或多种；所述次磺酰胺类促进剂包括N-环基-2-苯并噻唑次磺酰胺和/或N，N-二环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺；所述胍类促进剂包括二苯胍；所述二硫代氨基甲酸盐类促进剂包括二甲基二硫代氨基甲酸锌和/或二乙基二硫代氨基甲酸锌；所述醛胺类促进剂包括六亚甲基四胺；所述黄原酸盐类促进剂包括异丙基黄原酸锌；所述硫脲类促进剂包括亚乙基硫脲。
10.根据权利要求4所述的一种变压器用隔振垫，其特征在于，所述促进剂包括按质量百分比计的50％～80％的N-环基-2-苯并噻唑次磺酰胺和20％～50％的二硫化四甲基秋兰姆。
11.根据权利要求4所述的一种变压器用隔振垫，其特征在于，所述防老剂包括从防老剂DNP、防老剂MB和防老剂AW中选出的一种或多种。
12.根据权利要求4所述的一种变压器用隔振垫，其特征在于，所述增塑剂包括从邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异壬酯和邻苯二甲酸二异癸酯中选出的一种或多种。
13.根据权利要求4所述的一种变压器用隔振垫，其特征在于，所述增强剂包括从炭黑、白炭黑、粘土或碳酸钙中选出的一种或多种。
14.一种制备如权利要求1～13任一项所述变压器用隔振器的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将金属骨架置于浓度为10％的硫酸溶液中处理10min后将骨架用蒸馏水冲洗；
(2)在基体橡胶中依次加入活性剂、促进剂、防老剂、增塑剂、增强填料及硫化剂，用炼胶机混炼制备混炼胶；
(3)将经预处理的金属骨架置于模具中后放入混炼胶在硫化温度下模压成型。
15.根据权利要求14所述制备方法，其特征在于，所述炼胶机包括位于本体上的辊筒(1)，辊筒(1)上方安装有与辊筒(1)匹配的第一投料版(2)和第二投料板(3)，第一投料板(2)和第二投料板(3)分别经传动装置控制，构成第一投料板(2)和第二投料板(3)均可在辊筒(1)上横向移动和竖向移动的结构，第一投料板(2)和第二投料板(3)内部的下方设有电阻丝(4)，第一投料板(2)和第二投料板(3)的下端镶嵌有可抽拉且具有摩擦配合的刮刀(5)和毛刷(6)，毛刷(6)置于刮刀(5)的外侧。
16.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述传动装置包括分别连接第一投料板(2)和第二投料板(3)的第一圆柱杆(7)和第二圆柱杆(8)，第一圆柱杆(7)和第二圆柱杆(8)分别经第一液压伸缩缸(9)和第二液压伸缩缸控制，第一液压伸缩缸(9)和第二液压伸缩缸分别经第一电机(10)和第二电机控制，第一电机(10)和第二电机经提升装置控制，构成第一电机(10)和第二电机可上下移动的结构。
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