CN108443312A - 一种离心机跑轮 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种离心机跑轮，包括跑轮本体和复合材料外轮；跑轮本体外圆开设有若干键槽，每个键槽截面轮廓为光滑的弧线；复合材料外轮内圆设有若干与跑轮本体的键槽紧密配合凸出的键；位于跑轮本体的两个侧面，均紧贴设有一个紧固挡圈，紧固挡圈与跑轮本体之间通过螺栓紧固连接，用于限制复合材料外轮在跑轮本体轴线上移动；键嵌入键槽，键与键槽的内侧形成一缝隙。本发明提供的离心机跑轮，具有以下显著效果：噪音降低15～20dB；噪音频率变低，对人体刺激减弱；传播距离减小；隔音设施对噪声的阻断效果特别显著。
Description
技术领域
本发明属于混泥土离心机的技术领域，具体涉及一种离心机跑轮。
背景技术
随着对环保监督的深入，人们生活水平的提高，大家自我保护意识的增强，就业环境的好坏，是否达到国家规定的职业卫生许可准标，已经成为影响企业能否健康持续发展的重要因素。
现就钢筋混泥土电杆及管桩企业而言，空气，水，噪音这三大环保杀手中的前两项污染不大也相对好解决。唯有噪音这一项，由于目前还是沿用着五，六十年代的离心成型的工艺，而且离心机的跑轮和钢模的材质均为钢件，当钢模在离心机上高速旋转的时候，由于动平衡，和抛物线等原因，钢模和离心机跑轮会发生猛烈的撞击，同时还会发出间断的敲击声，和摩擦所发出的声音，声音大时可以达到110分贝，远远超过职业卫生许可标准的规定。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种离心机跑轮，以解决现有钢模和离心机跑轮撞击发出噪音污染的问题。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：
提供一种离心机跑轮，其包括跑轮本体和复合材料外轮；跑轮本体外圆开设有若干键槽，每个键槽截面轮廓为光滑的弧线；复合材料外轮内圆设有若干与跑轮本体的键槽紧密配合凸出的键；位于跑轮本体的两个侧面，均紧贴设有一个紧固挡圈，紧固挡圈与跑轮本体之间通过螺栓紧固连接，用于限制复合材料外轮在跑轮本体轴线上移动；键嵌入键槽，键与键槽的内侧形成一缝隙。
优选地，跑轮本体材料为钢质材料，由铸钢或钢坯加工而成，外圆开设若干键槽，两侧面开设有若干圆周均布的螺孔。
优选地，键与键槽之间的缝隙宽度为5mm。
优选地，通过挤压装配，将复合材料外轮的键嵌入跑轮本体的键槽内，实现复合材料外轮内圆与跑轮本体外圆之间的连接；键槽与键的尖点部位做圆角设计。
优选地，紧固挡圈上开设有与跑轮本体对应的螺栓过孔，并通过螺栓固定于跑轮本体上。
优选地，键内侧弧形对应的半径R1为6mm，其外侧弧形对应的半径R2为10mm。
一种用于离心机跑路的复合材料外轮配方，其包括以下重量份制成：
聚醚醚酮8-10份、聚甲醛10-20份、聚酰胺90-110份、聚丙烯纤维15-19份、工程塑料10-30份、聚乙二醇7-13份、碳纤维2-5份、玻璃纤维35-40份、纤维素晶须5-8份、防老剂1-2份、尿素1-5份、二甲基乙醇胺2-5份、聚苯硫醚12-20份、耐磨助剂15-20份。
优选地，工程塑料包括：玻纤、碳纤维增强聚碳酸酯、聚酰胺、聚苯醚、聚苯硫醚、聚四氟乙烯中的一种或者二种以上的混合。
优选地，耐磨助剂包括：聚四氟乙烯树脂5-6份、二硫化钼3-5份、石墨2-6份、氟塑料细粉1-2份和有机硅细粉4-5份。
优选地，复合材料外轮配方的制作方法，包括：
将聚醚醚酮、聚甲醛、聚酰胺、聚丙烯纤维、工程塑料和聚乙二醇按重量配比混合，加热搅拌20-30min，当温度到达52-67℃时，按重量配比加入碳纤维、玻璃纤维和防老剂，加热搅拌10-20min，当温度到达110-120℃时，停止搅拌，并冷却得到混合物A；
将尿素、二甲基乙醇胺和聚苯硫醚按重量配比混合，加热搅拌14-25min，当温度达到70-80℃时加入混合物A，继续加热搅拌10-20min，当温度达到90-95℃时，加入耐磨助剂和纤维素晶须，加热搅拌15min-30min，当温度达到100-120℃时，停止加热搅拌，冷却至30-40℃时，得到混合物B；
将聚合反应好的糊状混合物B放进按2％收缩率设计制作好浇铸模具中，离心旋转25min，待材料密实固化后出模获得复合材料外轮的毛坯，毛坯于沸水或饱和醋酸钾溶液调湿处理24小时，消除其内应力。
本发明提供的离心机跑轮，具有以下有益效果：
本发明提供的离心机跑轮，具有以下显著效果：噪音降低15～20dB；噪音频率变低，对人体刺激减弱；传播距离减小；隔音设施对噪声的阻断效果特别显著。
附图说明
图1为离心机跑轮的结构图。
图2为离心机跑轮纵剖的结构图。
图3为离心机跑轮复合材料外轮的结构图。
图4为离心机跑轮跑轮本体的结构图。
图5为离心机跑轮的装配爆炸图。
图6为离心机跑轮紧固挡圈。
其中，1、跑轮本体；2、复合材料外轮；3、紧固挡圈；4、螺栓；5、键；6、键位圆角；7、键槽；8、键槽圆角；9、螺孔；10、螺栓过孔。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
根据本申请的一个实施例，参考图1、图2和图5，本方案的离心机跑轮，包括跑轮本体1和复合材料外轮2，将复合材料外轮2挤压嵌入跑轮本体1内，并在跑轮本体1的两侧分别固定形状、尺寸完全相同的紧固挡圈3。在复合材料外轮2多次使用后，其宽度会边长，向两边边沿延伸，而紧固挡圈3可以阻挡其向外扩张，增加其使用寿命。
参考图3，复合材料外轮2内圆设有十二个凸出的键5，键5的尖角部位作圆角设计，用以消除应力集中，提高外轮的断裂强度，满足工作载荷和使用寿命的要求。键5的截面为直键或渐开线花键形式，键的侧面为键位圆角6，弧形设置，增加与键槽的契合度。
参考图6，紧固挡圈3由铸钢毛坯或钢板毛坯按设计要求加工，经车削、钻螺栓过孔4而成。常规机械加工工艺可以完成，材料易购，适合根据本申请的规模生产。
参考图5，将跑轮本体1平放，在压力机上将复合材料外轮2压入，键5与键槽7对正，配合等级H8/s7。跑轮本体1与复合材料外轮2结合为无相对运动的整体。键槽7内开设有键槽圆角8，当键5与键槽7配合后，键5与键槽7之间留有5mm的缝隙，用于多次使用后，复合材料外轮2形变，缝隙可以容纳复合材料外轮2的形变量，避免复合材料外轮2鼓包，严重影响其实用效果。
根据本申请的一个实施例，一种用于复合材料外轮2配方，包括以下重量份制成：
聚醚醚酮8-10份、聚甲醛10-20份、聚酰胺90-110份、聚丙烯纤维15-19份、工程塑料10-30份、聚乙二醇7-13份、碳纤维2-5份、玻璃纤维35-40份、纤维素晶须5-8份、防老剂1-2份、尿素1-5份、二甲基乙醇胺2-5份、聚苯硫醚12-20份、耐磨助剂15-20份。
工程塑料包括：玻纤、碳纤维增强聚碳酸酯、聚酰胺、聚苯醚、聚苯硫醚、聚四氟乙烯中的一种或者二种以上的混合。
耐磨助剂包括：聚四氟乙烯树脂5-6份、二硫化钼3-5份、石墨2-6份、氟塑料细粉1-2份和有机硅细粉4-5份。
复合材料外轮2配方的制作方法，包括：
将聚醚醚酮、聚甲醛、聚酰胺、聚丙烯纤维、工程塑料和聚乙二醇按重量配比混合，加热搅拌20-30min，当温度到达52-67℃时，按重量配比加入碳纤维、玻璃纤维和防老剂，加热搅拌10-20min，当温度到达110-120℃时，停止搅拌，并冷却得到混合物A；
将尿素、二甲基乙醇胺和聚苯硫醚按重量配比混合，加热搅拌14-25min，当温度达到70-80℃时加入混合物A，继续加热搅拌10-20min，当温度达到90-95℃时，加入耐磨助剂和纤维素晶须，加热搅拌15min-30min，当温度达到100-120℃时，停止加热搅拌，冷却至30-40℃时，得到混合物B；
将聚合反应好的糊状混合物B放进按2％收缩率设计制作好浇铸模具中，离心旋转25min，待材料密实固化后出模获得复合材料外轮2的毛坯，毛坯于沸水或饱和醋酸钾溶液调湿处理24小时，消除其内应力。
其中，通过上述流程制得的复合材料外轮22，具有以下性能特征：
拉伸强度≥220MPa；
弯曲强度≥350MPa；
弯曲模量≥22GPa；
缺口冲击强度≥100J/m；
洛氏硬度≥95M标尺；
摩擦系数≤0.25；
磨耗≤3.0mg
复合材料外轮2采用超高分子聚合物，并经玻璃纤维、纤维晶须(纳米级)增强，同时添加耐磨助剂，使复合材料的组织成微观上多孔、高强度、高耐磨的组织结构，这种组织结构具有吸收钢模的冲击的能力，从而减小噪音；并且噪音的频率相对于钢轮发出的噪音频率低很多，对环境和人的危害减小，噪声的传播得到显著控制；由于采用高强度纤维增强，使外轮在强度、使用寿命上满足使用要求。
除此，在复合材料外轮2刚作业时，其表面烧结，由于表面的挤压，其外表的分子结构变得紧凑，表面形成一耐磨层，增加复合材料外轮2的耐磨程度。
本发明提供的离心机跑轮，具有以下显著效果：噪音降低15～20dB；噪音频率变低，对人体刺激减弱；传播距离减小；隔音设施对噪声的阻断效果特别显著。
虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。
Claims (10)
1.一种离心机跑轮，其特征在于：包括跑轮本体和复合材料外轮；所述跑轮本体外圆开设有若干键槽，每个所述键槽截面轮廓为光滑的弧线；所述复合材料外轮内圆设有若干与跑轮本体的键槽紧密配合凸出的键；位于所述跑轮本体的两个侧面，均紧贴设有一个紧固挡圈，紧固挡圈与跑轮本体之间通过螺栓紧固连接，用于限制复合材料外轮在跑轮本体轴线上移动；所述键嵌入键槽，键与键槽的内侧形成一缝隙。
2.根据权利要求1所述的离心机跑轮，其特征在于：所述跑轮本体材料为钢质材料，由铸钢或钢坯加工而成，外圆开设若干键槽，两侧面开设有若干圆周均布的螺孔。
3.根据权利要求1所述的离心机跑轮，其特征在于：所述键与键槽之间的缝隙宽度为5mm。
4.根据权利要求1所述的离心机跑轮，其特征在于：通过挤压装配，将所述复合材料外轮的键嵌入跑轮本体的键槽内，实现复合材料外轮内圆与跑轮本体外圆之间的连接；所述键槽与键的尖点部位做圆角设计。
5.根据权利要求1所述的离心机跑轮，其特征在于：所述紧固挡圈上开设有与跑轮本体对应的螺栓过孔，并通过螺栓固定于跑轮本体上。
6.根据权利要求1所述的离心机跑轮，其特征在于：所述键内侧弧形对应的半径R1为6mm，其外侧弧形对应的半径R2为10mm。
7.一种用于权利要求1-6所述的复合材料外轮配方，其特征在于，包括以下重量份制成：
聚醚醚酮8-10份、聚甲醛10-20份、聚酰胺90-110份、聚丙烯纤维15-19份、工程塑料10-30份、聚乙二醇7-13份、碳纤维2-5份、玻璃纤维35-40份、纤维素晶须5-8份、防老剂1-2份、尿素1-5份、二甲基乙醇胺2-5份、聚苯硫醚12-20份、耐磨助剂15-20份。
8.根据权利要求7所述的复合材料外轮配方，其特征在于，所述工程塑料包括：玻纤、碳纤维增强聚碳酸酯、聚酰胺、聚苯醚、聚苯硫醚、聚四氟乙烯中的一种或者二种以上的混合。
9.根据权利要求7所述的复合材料外轮配方，其特征在于，所述耐磨助剂包括：聚四氟乙烯树脂5-6份、二硫化钼3-5份、石墨2-6份、氟塑料细粉1-2份和有机硅细粉4-5份。
10.根据权利要求7所述的复合材料外轮配方的制作方法，其特征在于，包括：
将聚醚醚酮、聚甲醛、聚酰胺、聚丙烯纤维、工程塑料和聚乙二醇按重量配比混合，加热搅拌20-30min，当温度到达52-67℃时，按重量配比加入碳纤维、玻璃纤维和防老剂，加热搅拌10-20min，当温度到达110-120℃时，停止搅拌，并冷却得到混合物A；
将尿素、二甲基乙醇胺和聚苯硫醚按重量配比混合，加热搅拌14-25min，当温度达到70-80℃时加入混合物A，继续加热搅拌10-20min，当温度达到90-95℃时，加入耐磨助剂和纤维素晶须，加热搅拌15min-30min，当温度达到100-120℃时，停止加热搅拌，冷却至30-40℃时，得到混合物B；
将聚合反应好的糊状混合物B放进按2％收缩率设计制作好浇铸模具中，离心旋转25min，待材料密实固化后出模获得复合材料外轮的毛坯，毛坯于沸水或饱和醋酸钾溶液调湿处理24小时，消除其内应力。
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