CN108192067A - 一种动车组抗侧滚扭杆装置用的缓冲耐磨垫及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及缓冲耐磨垫领域领域，公开一种动车组抗侧滚扭杆装置用的缓冲耐磨垫及其制造方法。缓冲耐磨垫包括缓冲耐磨垫本体(1)，缓冲耐磨垫本体(1)为圆柱形，缓冲耐磨垫本体(1)包括耐磨层(11)和缓冲层(12)，耐磨层(11)与缓冲层(12)固定连接，耐磨层(11)的内表面与缓冲层(12)的外表面处于同一曲面上，普通耐磨垫缓冲效果不佳，本发明采用双层式结构，含缓冲层和耐磨层，在扭杆轴端部两侧各设计有缓冲耐磨垫一个，安装在两半式枕梁支座内孔，缓冲层与枕梁端部盖板接触，耐磨层与扭杆轴端面理论上有1～2mm间隙，运行过程中，轴端部会间歇与耐磨端面接触，并与其表面发生周向扭转摩擦，分层结构能兼得缓冲效果和表面的耐磨效果。

Description

一种动车组抗侧滚扭杆装置用的缓冲耐磨垫及其制造方法
技术领域
本发明涉及缓冲耐磨垫领域，尤其涉及一种动车组抗侧滚扭杆装置用的缓冲耐磨垫及其制造方法。
背景技术
按CRH380A型动车组设计流程和设计方法开展设计，开发出口型动车组抗侧滚扭杆装置，该出口动车组项目转向架，速度级覆盖200KM/H～420KM/H。该项目车型为四方股份以后海外动车项目的主流车型，后续新造车及检修市场前景十分广阔。该类型的耐磨垫在CRH3车型已大批量运用，大部分产品已进入三级修阶段。普通耐磨垫由于硬度大只有耐磨作用，缓冲效果不佳，本发明采用双层式结构，含缓冲层和耐磨层，在扭杆轴端部两侧各设计有缓冲耐磨垫一个，安装在两半式枕梁支座内孔，缓冲层与枕梁端部盖板接触，耐磨层与扭杆轴端面理论上有1～2MM间隙，运行过程中，轴端部会间歇与耐磨端面接触，并与其表面发生周向扭转摩擦，分层结构能兼得缓冲效果和表面的耐磨效果。
发明内容
本发明针对现有技术中缓冲和耐磨效果不佳的缺点，提供一种动车组抗侧滚扭杆装置用的缓冲耐磨垫及其制造方法。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
一种动车组抗侧滚扭杆装置用的缓冲耐磨垫，包括缓冲耐磨垫本体，缓冲耐磨垫本体为圆柱形，缓冲耐磨垫本体包括耐磨层和缓冲层，耐磨层与缓冲层固定连接，耐磨层的内表面与缓冲层的外表面处于同一曲面上，缓冲层内表面的半径为R1，耐磨层内表面的半径为R2，耐磨层外表面的半径为R3，耐磨层的截面厚度为L1，缓冲层的截面厚度为L2，缓冲耐磨垫本体的纵向高度为L3，R1为35mm，R2为45mm，R3为50mm，L1为3.8mm～4.2mm，L2为12.9mm～13.3mm，L3为100mm。
一种制造动车组抗侧滚扭杆装置的方法，其组分按质量份数计，包括以下步骤:
(1)配制A料：将100份聚四氢呋喃二醇添至搅拌罐中，再在搅拌罐中添加3～10份扩链交联剂搅拌10分钟，然后添加2～15份催化剂和1～3份硅油搅拌2小时得到混合物，将混合物均匀地装桶并封入氮气；
(2)配制B料：将260份聚四氢呋喃二醇加入搅拌桶中，将搅拌桶中的真空度调整为85kPa并于100℃的温度下真空搅拌脱水2小时，脱水完后于室温下冷却使搅拌桶中聚四氢呋喃二醇温度低于45℃，再在搅拌桶中加入100～200份异氰酸酯搅拌反应1～2小时，反应后自然冷却至反应产物温度在50℃以下，测异氰酸酯含量，将反应产物装入桶内并封入氮气；
(3)将A料和B料都加入到发泡罐中，A料与B料的质量比为13：15～1:1，发泡罐内抽真空除气3～5min，倒入聚四氟乙烯模具中加工成型得到缓冲层；
(4)配制C料：将40份聚四氢呋喃二醇，60份聚丙交脂二元醇添至搅拌罐中，再在搅拌罐中添加3～10份1，4-丁二醇搅拌10分钟，0.5～1份三羟甲基丙烷和1～3份硅油搅拌2小时得到混合物，将混合物均匀地装桶并封入氮气；
(5)配制D料：将260份聚四氢呋喃二醇加入搅拌桶中，将搅拌桶中的真空度调整为85kPC并于100℃～130℃的温度下真空搅拌脱水2～4小时，脱水完后于室温下冷却使搅拌桶中聚四氢呋喃二醇温度低于45℃，再在搅拌桶中加入100～200份1，5-萘二异氰酸酯搅拌反应应6min～7min后真空脱气1～2小时，反应后自然冷却至反应产物温度在50℃以下，测异氰酸酯含量，将反应产物装入桶内并封入氮气；
(6)将C料和D料都加入到发泡罐中，C料与D料的质量比为1:1，发泡罐内抽真空除气3～5min，倒入聚四氟乙烯模具中加工成型，成型后在烘箱中硫化24h，在室温下放置3～5d之后，再于烘箱中硫化18h得到耐磨层；
(7)将缓冲层和耐磨层粘合，得到动车组抗侧滚扭杆装置。
在硫化后得到的耐磨层相较缓冲层硬度提高，更具有耐磨性质，耐磨层和缓冲层两层的设置既可以提高缓冲耐磨垫表面的耐磨性，也保证了良好的缓冲性质，且双层的结构在收到外力的作用时，耐磨垫和缓冲垫相互挤压发生形变，二者的相互作用力起到抵消一部分外力的作用，增加了缓冲效果。
作为优选，步骤(1)所述的扩链交联剂为MOCA、MDA、DMTDA、DETDA、M-CDEA、TMP、丙三醇、MDI三聚体、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胶中的一种或多种。MOCA为3，3'-二氯-4，4'-二氨基二苯基甲烷，MDA为丙二醛，DMTDA为二甲硫基甲苯二胺、DETDA为3，5-二乙基-2，4甲苯二胺(约80％)与3，5-二乙基-2，6-甲苯二胺(约20.0％)两种异构体织成的混合物，M-CDEA为4，4'-亚甲基双(3-氯-2，6-二乙基苯胺)，TMP为磷酸三甲酯、丙三醇、MDI为4，4'二苯基甲烷二异氰酸酯。
作为优选，步骤(1)所述的催化剂为1，4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷、三乙胺、二丁基二月桂酸锡、辛酸亚锡、N，N-二甲基乙醇胺中的一种或多种。
作为优选，步骤(2)中所述的异氰酸酯为异佛尔酮二异氢酸脂、二苯基甲烷二异氰酸酯的其中一种或其混合物。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：在扭杆轴端部两侧各设有一个缓冲耐磨垫，安装在两半式枕梁支座内孔，缓冲层与枕梁端部盖板接触，耐磨层与扭杆轴端面理论上有1～2mm间隙，运行过程中，轴端部会间歇与耐磨端面接触，并与其表面发生周向扭转摩擦，起到缓冲作用，在硫化后得到的耐磨层相较缓冲层硬度提高，更具有耐磨性质，耐磨层和缓冲层两层的设置既可以提高缓冲耐磨垫表面的耐磨性，也保证了良好的缓冲性质，且双层的结构在收到外力的作用时，耐磨垫和缓冲垫相互挤压发生形变，二者的相互作用力起到抵消一部分外力的作用，增加了缓冲效果。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的剖面图。
图3是耐磨垫的热裂解图。
图4是耐磨垫在进样2分钟后的质谱图。
图5是耐磨垫在进样5分钟后的质谱图。
图6是耐磨垫在进样12分钟后的质谱图。
以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中，1—缓冲耐磨垫本体、11—耐磨层、12—缓冲层。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
一种动车组抗侧滚扭杆装置用的缓冲耐磨垫，如图1-6所示，包括缓冲耐磨垫本体1，缓冲耐磨垫本体1为圆柱形，缓冲耐磨垫本体1包括耐磨层11和缓冲层12，耐磨层11与缓冲层12固定连接，耐磨层11的内表面与缓冲层12的外表面处于同一曲面上，缓冲层12内表面的半径为R1，耐磨层11内表面的半径为R2，耐磨层11外表面的半径为R3，耐磨层11的截面厚度为L1，缓冲层12的截面厚度为L2，缓冲耐磨垫本体1的纵向高度为L3。R1为35mm，R2为45mm，R3为50mm。L1为3.8mmmm，L2为13.3mm，L3为100mm。
实施例2
实施例2的技术特征与实施例1基本相同，不同之处在于L1为4.2mm，L2为12.9mm。
实施例3
同实施例1，不同之处在于L1为4.0mm，L2为13.1mm。
实施例4
一种制造动车组抗侧滚扭杆装置的方法，其组分按质量份数计，包括以下步骤:
(1)配制A料：将100份聚四氢呋喃二醇添至搅拌罐中，再在搅拌罐中添加4份MOCA、6份三乙醇胺搅拌10分钟、然后添加0.5份辛酸亚锡、3份三乙胺和2份硅油搅拌2小时得到混合物，将混合物均匀地装桶并封入氮气；
(2)配制B料：将260份聚四氢呋喃二醇加入搅拌桶中，将搅拌桶中的真空度调整为85kPa并于100℃的温度下真空搅拌脱水2小时，脱水完后于室温下冷却使搅拌桶中聚四氢呋喃二醇温度低于45℃，再在搅拌桶中加入150份异佛尔酮二异氢酸脂搅拌反应2小时，反应后自然冷却至反应产物温度在50℃以下，测异氰酸酯含量，将反应产物装入桶内并封入氮气；
(3)将A料和B料都加入到发泡罐中，A料与B料的质量比为13：15，发泡罐内抽真空除气3min，倒入聚四氟乙烯模具中加工成型得到缓冲层；
(4)配制C料：将40份聚四氢呋喃二醇，60份聚丙交脂二元醇添至搅拌罐中，再在搅拌罐中添加10份1，4-丁二醇搅拌10分钟，1份三羟甲基丙烷和3份硅油搅拌2小时得到混合物，将混合物均匀地装桶并封入氮气；
(5)配制D料：将260份聚四氢呋喃二醇加入搅拌桶中，将搅拌桶中的真空度调整为85kPC并于130℃的温度下真空搅拌脱水4小时，脱水完后于室温下冷却使搅拌桶中聚四氢呋喃二醇温度低于45℃，再在搅拌桶中加入200份1，5-萘二异氰酸酯搅拌反应应7min后真空脱气2小时，反应后自然冷却至反应产物温度在50℃以下，测异氰酸酯含量，将反应产物装入桶内并封入氮气；
(6)将C料和D料都加入到发泡罐中，C料与D料的质量比为1:1，发泡罐内抽真空除气5min，倒入聚四氟乙烯模具中加工成型，成型后在烘箱中硫化24h，在室温下放置5d之后，再于烘箱中硫化18h得到耐磨层；
(7)将缓冲层和耐磨层粘合，得到动车组抗侧滚扭杆装置。
实施例5
一种制造动车组抗侧滚扭杆装置的方法，其组分按质量份数计，包括以下步骤:
(1)配制A料：将100份聚四氢呋喃二醇添至搅拌罐中，再在搅拌罐中添加4份三异丙醇、5份1，4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷搅拌10分钟，然后添加1份二丁基二月桂酸锡、0.5份N，N-二甲基乙醇胺和1份硅油搅拌2小时得到混合物，将混合物均匀地装桶并封入氮气；
(2)配制B料：将260份聚四氢呋喃二醇加入搅拌桶中，将搅拌桶中的真空度调整为85kPa并于100℃的温度下真空搅拌脱水2小时，脱水完后于室温下冷却使搅拌桶中聚四氢呋喃二醇温度低于45℃，再在搅拌桶中加入100份异佛尔酮二异氢酸脂、100份二苯基甲烷二异氰酸搅拌反应1小时，反应后自然冷却至反应产物温度在50℃以下，测异氰酸酯含量，将反应产物装入桶内并封入氮气；
(3)将A料和B料都加入到发泡罐中，A料与B料的质量比为13：15，发泡罐内抽真空除气3min，倒入聚四氟乙烯模具中加工成型得到缓冲层；
(4)配制C料：将40份聚四氢呋喃二醇，60份聚丙交脂二元醇添至搅拌罐中，再在搅拌罐中添加3份1，4-丁二醇搅拌10分钟，0.5份三羟甲基丙烷和1份硅油搅拌2小时得到混合物，将混合物均匀地装桶并封入氮气；
(5)配制D料：将260份聚四氢呋喃二醇加入搅拌桶中，将搅拌桶中的真空度调整为85kPC并于100℃的温度下真空搅拌脱水2小时，脱水完后于室温下冷却使搅拌桶中聚四氢呋喃二醇温度低于45℃，再在搅拌桶中加入10份1，5-萘二异氰酸酯搅拌反应应6min后真空脱气1小时，反应后自然冷却至反应产物温度在50℃以下，测异氰酸酯含量，将反应产物装入桶内并封入氮气；
(6)将C料和D料都加入到发泡罐中，C料与D料的质量比为1:1，发泡罐内抽真空除气3min，倒入聚四氟乙烯模具中加工成型，成型后在烘箱中硫化24h，在室温下放置3d之后，再于烘箱中硫化18h得到耐磨层；
(7)将缓冲层和耐磨层粘合，得到动车组抗侧滚扭杆装置。
实施例6
一种制造动车组抗侧滚扭杆装置的方法，其组分按质量份数计，包括以下步骤:
(1)配制A料：将100份聚四氢呋喃二醇添至搅拌罐中，再在搅拌罐中添加10份M-CDEA搅拌10分钟，然后添加1份辛酸亚锡、3份N，N-二甲基乙醇胺和1份硅油搅拌2小时得到混合物，将混合物均匀地装桶并封入氮气；
(2)配制B料：将260份聚四氢呋喃二醇加入搅拌桶中，将搅拌桶中的真空度调整为85kPa并于100℃的温度下真空搅拌脱水2小时，脱水完后于室温下冷却使搅拌桶中聚四氢呋喃二醇温度低于45℃，再在搅拌桶中加入150份异佛尔酮二异氢酸脂搅拌反应1.5小时，反应后自然冷却至反应产物温度在50℃以下，测异氰酸酯含量，将反应产物装入桶内并封入氮气；
(3)将A料和B料都加入到发泡罐中，A料与B料的质量比为13：14，发泡罐内抽真空除气4min，倒入聚四氟乙烯模具中加工成型得到缓冲层；
(4)配制C料：将40份聚四氢呋喃二醇，60份聚丙交脂二元醇添至搅拌罐中，再在搅拌罐中添加7份1，4-丁二醇搅拌10分钟，0.8份三羟甲基丙烷和2份硅油搅拌2小时得到混合物，将混合物均匀地装桶并封入氮气；
(5)配制D料：将260份聚四氢呋喃二醇加入搅拌桶中，将搅拌桶中的真空度调整为85kPC并于120℃的温度下真空搅拌脱水3小时，脱水完后于室温下冷却使搅拌桶中聚四氢呋喃二醇温度低于45℃，再在搅拌桶中加入150份1，5-萘二异氰酸酯搅拌反应应6min后真空脱气1.5小时，反应后自然冷却至反应产物温度在50℃以下，测异氰酸酯含量，将反应产物装入桶内并封入氮气；
(6)将C料和D料都加入到发泡罐中，C料与D料的质量比为1:1，发泡罐内抽真空除气4min，倒入聚四氟乙烯模具中加工成型，成型后在烘箱中硫化24h，在室温下放置4d之后，再于烘箱中硫化18h得到耐磨层；
(7)将缓冲层和耐磨层粘合，得到动车组抗侧滚扭杆装置。
实施例7
所制得的阻尼减震器的聚氨酯块按照各实施例测定玻璃化转变温度、密度、拉伸强度和扯断伸长率，具体测试结果如下表1所示：
表1产品性能测试结果
由表中数据可知，实施例所得的所述的阻尼减震器具有良好的性能，能用于汽车领域且达到良好的效果。
实施例8
将得到的阻尼减震器在垂直施压25.0kN以上，测量得到阻尼减震器压缩变形量都大于35mm，并且无破裂现象；卸压后，3min内复原至变形量小于2mm的状态，且按照国标GB/T10707-2008的方法检验得到阻尼减震器的阻燃等级皆达到FV-1，阻燃性能满足DIN5510-2可燃等级S3的标准。
实施例9
轴向载荷2-15kN，轴向压缩刚度20kN/mm，轴向压缩15kN，粘接无异常，各零件不发生破坏
对缓冲耐磨垫进行热裂解仪与气相色谱质谱仪(PY-GC-MS)联用的方法测定结构，检测条件如下表2。
表2缓冲耐磨垫PY-GC-MS检测条件表
由检测结果图显示，缓冲耐磨垫原料包括PTMG和NDI。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (5)

1.一种动车组抗侧滚扭杆装置用的缓冲耐磨垫，包括缓冲耐磨垫本体(1)，缓冲耐磨垫本体(1)为圆柱形，其特征在于：缓冲耐磨垫本体(1)包括耐磨层(11)和缓冲层(12)，耐磨层(11)与缓冲层(12)固定连接，耐磨层(11)的内表面与缓冲层(12)的外表面处于同一曲面上，缓冲层(12)内表面的半径为R1，耐磨层(11)内表面的半径为R2，耐磨层(11)外表面的半径为R3，耐磨层(11)的截面厚度为L1，缓冲层(12)的截面厚度为L2，缓冲耐磨垫本体(1)的纵向高度为L3，R1为35mm，R2为45mm，R3为50mm，L1为3.8mm～4.2mm，L2为12.9mm～13.3mm，L3为100mm。
2.一种制造权利要求1所述的缓冲耐磨垫的方法，其特征在于：其组分按质量份数计，包括以下步骤:
(1)配制A料：将100份聚四氢呋喃二醇添至搅拌罐中，再在搅拌罐中添加3～10份扩链交联剂搅拌10分钟，然后添加2～15份催化剂和1～3份硅油搅拌2小时得到混合物，将混合物均匀地装桶并封入氮气；
(2)配制B料：将260份聚四氢呋喃二醇加入搅拌桶中，将搅拌桶中的真空度调整为85kPa并于100℃的温度下真空搅拌脱水2小时，脱水完后于室温下冷却使搅拌桶中聚四氢呋喃二醇温度低于45℃，再在搅拌桶中加入100～200份异氰酸酯搅拌反应1～2小时，反应后自然冷却至反应产物温度在50℃以下，测异氰酸酯含量，将反应产物装入桶内并封入氮气；
(3)将A料和B料都加入到发泡罐中，A料与B料的质量比为13：15～1:1，发泡罐内抽真空除气3～5min，倒入聚四氟乙烯模具中加工成型得到缓冲层(12)；
(4)配制C料：将40份聚四氢呋喃二醇，60份聚丙交脂二元醇添至搅拌罐中，再在搅拌罐中添加3～10份1，4-丁二醇搅拌10分钟，0.5～1份三羟甲基丙烷和1～3份硅油搅拌2小时得到混合物，将混合物均匀地装桶并封入氮气；
(5)配制D料：将260份聚四氢呋喃二醇加入搅拌桶中，将搅拌桶中的真空度调整为85kPC并于100℃～130℃的温度下真空搅拌脱水2～4小时，脱水完后于室温下冷却使搅拌桶中聚四氢呋喃二醇温度低于45℃，再在搅拌桶中加入100～200份1，5-萘二异氰酸酯搅拌反应应6min～7min后真空脱气1～2小时，反应后自然冷却至反应产物温度在50℃以下，测异氰酸酯含量，将反应产物装入桶内并封入氮气；
(6)将C料和D料都加入到发泡罐中，C料与D料的质量比为1:1，发泡罐内抽真空除气3～5min，倒入聚四氟乙烯模具中加工成型，成型后在烘箱中硫化24h，在室温下放置3～5d之后，再于烘箱中硫化18h得到耐磨层(11)；
(7)将缓冲层(12)和耐磨层(11)粘合，得到缓冲耐磨垫。
3.根据权利要求2所述的一种制造缓冲耐磨垫的方法，其特征在于：步骤(1)所述的扩链交联剂为MOCA、MDA、DMTDA、DETDA、M-CDEA、TMP、丙三醇、MDI三聚体、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胶中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的一种制造缓冲耐磨垫的方法，其特征在于：步骤(1)所述的催化剂为1，4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷、三乙胺、二丁基二月桂酸锡、辛酸亚锡、N，N-二甲基乙醇胺中的一种或多种。
5.根据权利要求2所述的一种制造缓冲耐磨垫的方法，其特征在于：步骤(2)中所述的异氰酸酯为异佛尔酮二异氢酸脂、二苯基甲烷二异氰酸酯的其中一种或其混合物。
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