CN113071110B - 一种橡胶扭力轴的生产装配工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种橡胶扭力轴的生产装配工艺，包括步骤如下：S1：原料准备；S2：切割；S3：打孔；S4：焊接打磨处理；S5：表面处理；S6：橡胶棒准备：将天然胶、再生胶、炭黑、氯化锌、氧化剂、促进剂、油脂和防尘剂按照配方进行配比，经过塑炼混炼，模压成型、硫化脱模后，形成所需要的橡胶棒；S7：液氮安装工序；S8：后续加工；该橡胶扭力轴的生产装配工艺采用新型的橡胶条为原材料，利用工业液氮为装配辅材，有效的提高了产品的精密度，相对比传统的装配方式，扭力臂与主轴之间的距离缩短，能控制在1mm，大大提高了橡胶扭力轴的使用寿命，且传统装配方式下的扭力轴相同的载重，比本发明下装配方式的扭力轴直径至少大20mm。

Description

一种橡胶扭力轴的生产装配工艺

技术领域

本发明涉及一种橡胶扭力轴的生产装配工艺。

背景技术

扭力轴是指具有扭转弹性的直轴。常设于车体与构架之间，用于抗车体的侧滚振动。中国准高速客车(最大运用速度在160km/h左右)上已有采用。在国外高速机车上也有采用，例如英国91级电力机车，最大运行速度为225km/h,也采用扭杆弹簧，每个转向架设置一个，橡胶扭力轴属于扭力轴的一种，橡胶扭力轴多数用于游艇拖车等高档拖车中，由于其良好的避震效果而广泛运用。

现有的橡胶扭力轴采用挤压方式进行装配，导致橡胶扭力轴的使用寿命缩短，由于挤压方式下，橡胶扭力臂与主轴之间的空隙较大，长时间使用导致灰尘进入主轴，裸露的橡胶老化加速从而使橡胶扭力轴损坏，而且由于挤压的方式无法做到充分利用轴管内部空间，导致轴的自重与外观在承载加大的情况下越做越大。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供的一种橡胶扭力轴的生产装配工艺，能够有效的提高了产品的精密度，相对比传统的装配方式，缩短扭力臂与主轴之间的距离，大大提高了橡胶扭力轴的使用寿命。具体技术方案如下：

一种橡胶扭力轴的生产装配工艺，包括步骤如下：

S1：原料准备：所述原料包括钢管、橡胶条、液氮、焊丝、扭力臂、轴头和内芯铁；

S2：切割：将步骤S1中准备的钢管切割成指定的轴管长度，同理将扭力臂与内芯铁切割成指定的长度；

S3：打孔：在扭力臂上打上分别用于焊接内芯铁与轴头的两个孔；

S4：焊接打磨处理：采用焊丝焊接内芯铁与扭力臂，焊接轴头与扭力臂，焊接完成后对其边角进行打磨；

S5：表面处理：按照不同的客户场景需求，采用涂抹黑漆或达克罗的方式或者热镀锌方式对轴管、焊接后的扭力臂、轴头与内芯铁的表面进行处理；

S6：橡胶棒准备：将天然胶、再生胶、炭黑、氯化锌、氧化剂、促进剂、油脂和防尘剂按照配方进行配比，经过塑炼混炼，模压成型、硫化脱模后，形成所需要的橡胶棒；

S7：液氮安装工序：充装液氮冷冻上模具后，将橡胶棒放入四条下模内，配合压力机再次充装液氮，将橡胶棒压模定型为规定的尺寸，取出。

S8：后续加工：取出橡胶棒，将其与内芯铁一起放进轴管内，完成产品制作。

优选的，所述步骤S1中钢管为70mm*70mm*5mm无缝钢管。

优选的，所述步骤S4中所述焊丝为药芯焊丝。

优选的，所述步骤S6中各原料配比：包括天然胶40—65重量份：再生胶7—13重量份：炭黑14—25重量份：氯化锌1—2重量份：氧化剂2—3重量份：促进剂2—4重量份：油脂3—5重量份：防尘剂1—2重量份；

具体方法为：首先将48重量份的天然胶进行两次的塑炼；然后将塑炼后的天然胶、8重量份的再生胶、16重量份的炭黑、2重量份的氯化锌、3重量份的氧化剂、3重量份的促进剂、4重量份的油脂以及1重量份的防尘剂一起投入密炼机混炼制成胶料；将制成的胶料装入平板硫化机，控制硫化温度为150℃，硫化时间为15分钟；最后脱模修剪成型，得到橡胶棒。

优选的，所述其中第一次塑炼时间为40分钟，第二次塑炼时间为30分钟，两次塑炼温度均控制在120—160℃，混炼时间为60分钟，混炼温度为70—120℃。

优选的，所述步骤S7中所述液氮为工业液氮。

优选的，所述步骤S7中液氮安装工序包括以下步骤：

（S71）、前序工作：在装配前，在压力机内把上下模垂直效正对齐，使上下模具上下左右对齐，并将上下模具外模使用保温层与外界隔离保温；

（S72）、中序工作：充装液氮，时间为20-40分钟，液氮温度为零下150℃—零下198℃；打开上模，查看下模是否有液氮水存留，如果下模有液氮水存留且不迅速消失，此时上模具基本己冷冻到位，待液体慢慢消退，下模没有任何液体时，迅速把橡胶棒放入四条下模内，注意模具两头留有膨胀间隙；橡胶棒放好后，压力机开始释压，压到规定尺寸时，开始充加液氮，加液氮时间为5-13分钟，充加液氮完毕后关闭液氮罐开关；

（S73）、后序工作：待下模内液氮蒸发干透时，打开上模，此时取出侧面已定形为三角型的橡胶棒。

优选的，所述步骤（S72）中所述压力机的压力为670-1235KN。

优选的，所述步骤S72中首次充装液氮时所述液氮温度为零下196℃，二次充装液氮时液氮加压时间控制在6分钟。

本发明的有益效果是：本发明橡胶扭力轴的生产装配工艺采用新型的橡胶条为原材料，配合步骤S7中液氮安装工序，利用工业液氮为装配辅材，有效的提高了产品的精密度，相对比传统的装配方式，扭力臂与主轴之间的距离缩短，能控制在1mm内，大大提高了橡胶扭力轴的使用寿命，传统装配方式下的扭力轴相同的载重，比本发明下装配方式的扭力轴大至少20mm直径，此发明不仅满足了使用寿命的增长更加使得产品轻便小巧，从而满足市场上更多型号的拖车。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述：

一种橡胶扭力轴的生产装配工艺，包括步骤如下：

S1：原料准备：所述原料包括钢管、橡胶条、液氮、焊丝、扭力臂、轴头和内芯铁；

S2：切割：将步骤S1中准备的钢管切割成指定的轴管长度，同理将扭力臂与内芯铁切割成指定的长度；

S3：打孔：在扭力臂上打上分别用于焊接内芯铁与轴头的两个孔；

S4：焊接打磨处理：采用焊丝焊接内芯铁与扭力臂，焊接轴头与扭力臂，焊接完成后对其边角进行打磨；

S5：表面处理：按照不同的客户场景需求，采用涂抹黑漆或达克罗的方式或者热镀锌方式对轴管、焊接后的扭力臂、轴头与内芯铁的表面进行处理；

S6：橡胶棒准备：将天然胶、再生胶、炭黑、氯化锌、氧化剂、促进剂、油脂和防尘剂按照以下配方进行配比：首先将48重量份的天然胶进行两次的塑炼；然后将塑炼后的天然胶、8重量份的再生胶、16重量份的炭黑、2重量份的氯化锌、3重量份的氧化剂、3重量份的促进剂、4重量份的油脂以及1重量份的防尘剂一起投入密炼机混炼制成胶料；将制成的胶料装入平板硫化机，控制硫化温度为150℃，硫化时间为15分钟；最后脱模修剪成型，得到橡胶棒。

进一步的，第一次塑炼时间为40分钟，第二次塑炼时间为30分钟，两次塑炼温度均控制在120—160℃，混炼时间为60分钟，混炼温度为70—120℃。

S7：液氮安装工序：充装液氮冷冻上模具后，将橡胶棒放入四条下模内，配合压力机再次充装液氮，将橡胶棒压模定型为规定的尺寸，取出。

S8：后续加工：取出橡胶棒，将其与内芯铁一起放进轴管内，完成产品制作。

进一步的，步骤S1中钢管为70mm*70mm*5mm无缝钢管，无缝钢管是由完整的圆钢通过热拉或者冷轧的工艺制作而成的方钢，与市面上普通钢管相比不易断裂，这一型号的无缝钢管更是能承载大多数客户需要的载重，2500kg以内的单轴均可以使用。

进一步的，步骤S4中所述焊丝为药芯焊丝，药芯焊丝与传统焊丝相比最主要的好处在于工艺性能好，焊接时稳弧剂，使得电弧稳定，熔滴过渡均匀造成的焊渣较少，效率提高，同时兼具焊缝美观的优点。

进一步的，步骤S7中所述液氮为工业液氮，产品需要进行冷却后安装，如果是利用二氧化碳首先是它的温度只能降低到零下60℃，产品达不到冷冻效果无法装配，还有需要二氧化碳机器来进行装配，时间成本较高，不利于生产，采用工业液氮能达到更好的效果。

进一步的，步骤S7中液氮安装工序包括以下步骤：

（S71）、前序工作：在装配前，在压力机内把上下模垂直效正对齐，使上下模具上下左右对齐，并将上下模具外模使用保温层与外界隔离保温；

（S72）、中序工作：充装液氮，时间为20-40分钟，在装配中若充装液氮少于20分钟，上模具无法冷冻到位，后续橡胶条冷冻后成四柱状无法形成三角状（侧面），液氮温度为零下150℃—零下198℃；打开上模，查看下模是否有液氮水存留，如果下模有液氮水存留且不迅速消失，此时上模具基本己冷冻到位，待液体慢慢消退，下模没有任何液体时，迅速把橡胶棒放入四条下模内，注意模具两头留有膨胀间隙；橡胶棒放好后，压力机开始释压，压到规定尺寸时，开始充加液氮，加液氮时间为5-13分钟，在装配中若加装液氮多于13分钟，橡胶条取出后在侧面处易出现裂缝情况，表示橡胶条已经断裂为废品，充加液氮完毕后关闭液氮罐开关；

（S73）、后序工作：待下模内液氮蒸发干透时，打开上模，此时取出侧面已定形为三角型的橡胶棒。

优选的，所述步骤（S72）中所述压力机的压力为670-1235KN。

进一步的，步骤S72中首次充装液氮时所述液氮温度为零下196℃，二次充装液氮时液氮加压时间控制在6分钟。

将采用本发明装配工艺与采用传统挤压装配工艺装配制作的橡胶扭力轴进行实验，得出如表1的实验结果。

由表1可知，采用传统挤压装配工艺得到的扭力轴承载2000kg需要用到90*90mm的方管，而采用本发明装配工艺得到的扭力轴承载相同重量只需要用到70*70mm的方管；采用传统挤压装配工艺得到的扭力轴承载2000kg需要用到55*55mm的内芯铁，而采用本发明装配工艺得到的扭力轴承载相同重量只需要用到40*40mm的内芯铁；采用传统挤压装配工艺得到的扭力轴承载2000kg所造成的扭力臂与主轴管之间的缝隙约为5mm，而采用本发明装配工艺得到的扭力轴承载相同重量所造成的扭力臂与主轴管之间的缝隙约为1mm，缝隙越大，使用寿命越短，当用在游艇拖车等海运拖车中；缝隙越大，被海水侵蚀的程度越大。

表1. 本发明装配工艺与传统挤压装配工艺装配橡胶扭力轴实验结果

综上所述，本发明橡胶扭力轴的生产装配工艺采用新型的橡胶条为原材料，配合步骤S7中液氮安装工序，利用工业液氮为装配辅材，有效的提高了产品的精密度，相对比传统的装配方式，扭力臂与主轴之间的距离缩短，能控制在1mm内，大大提高了橡胶扭力轴的使用寿命，传统装配方式下的扭力轴相同的载重，比本发明下装配方式的扭力轴大至少20mm直径，此发明不仅满足了使用寿命的增长更加使得产品轻便小巧，从而满足市场上更多型号的拖车。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种橡胶扭力轴的生产装配工艺，其特征在于：包括步骤如下：

S1：原料准备：所述原料包括钢管、橡胶条、液氮、焊丝、扭力臂、轴头和内芯铁；

S2：切割：将步骤S1中准备的钢管切割成指定的轴管长度，同理将扭力臂与内芯铁切割成指定的长度；

S3：打孔：在扭力臂上打上分别用于焊接内芯铁与轴头的两个孔；

S4：焊接打磨处理：采用焊丝焊接内芯铁与扭力臂，焊接轴头与扭力臂，焊接完成后对其边角进行打磨；

S5：表面处理：按照不同的客户场景需求，采用涂抹黑漆或达克罗的方式或者热镀锌方式对轴管、焊接后的扭力臂、轴头与内芯铁的表面进行处理；

S6：橡胶棒准备：将天然胶、再生胶、炭黑、氯化锌、氧化剂、促进剂、油脂和防尘剂按照配方进行配比，经过塑炼混炼，模压成型、硫化脱模后，形成所需要的橡胶棒；

S7：液氮安装工序：充装液氮冷冻上模具后，将橡胶棒放入四条下模内，配合压力机再次充装液氮，将橡胶棒压模定型为规定的尺寸；具体步骤为：

（S71）、前序工作：在装配前，在压力机内把上下模垂直效正对齐，使上下模具上下左右对齐，并将上下模具外模使用保温层与外界隔离保温；

（S72）、中序工作：充装液氮，时间为20～40分钟，液氮温度为零下150℃～零下198℃；打开上模，查看下模是否有液氮水存留，如果下模有液氮水存留且不迅速消失，此时上模具已冷冻到位，待液体慢慢消退，下模没有任何液体时，迅速把橡胶棒放入四条下模内，注意模具两头留有膨胀间隙；橡胶棒放好后，压力机开始释压，所述压力机的压力为670～1235KN；压到规定尺寸时，开始充加液氮，加液氮时间为5～13分钟，充加液氮完毕后关闭液氮罐开关；

（S73）、后序工作：待下模内液氮蒸发干透时，打开上模，此时取出侧面已定形为三角型的橡胶棒；

S8：后续加工：取出橡胶棒，将其与内芯铁一起放进轴管内，完成产品制作。

2.根据权利要求1所述的橡胶扭力轴的生产装配工艺，其特征在于：步骤S1中钢管为70mm*70mm*5mm无缝钢管。

3.根据权利要求1所述的橡胶扭力轴的生产装配工艺，其特征在于：步骤S4中所述焊丝为药芯焊丝。

4.根据权利要求1所述的橡胶扭力轴的生产装配工艺，其特征在于：步骤S6中各原料配比：包括天然胶40～65重量份：再生胶7～13重量份：炭黑14～25重量份：氯化锌1～2重量份：氧化剂2～3重量份：促进剂2～4重量份：油脂3～5重量份：防尘剂1～2重量份；

具体方法为：首先将48重量份的天然胶进行两次塑炼；然后将塑炼后的天然胶、8重量份的再生胶、16重量份的炭黑、2重量份的氯化锌、3重量份的氧化剂、3重量份的促进剂、4重量份的油脂以及1重量份的防尘剂一起投入密炼机混炼制成胶料；将制成的胶料装入平板硫化机，控制硫化温度为150℃，硫化时间为15分钟；最后脱模修剪成型，得到橡胶棒。

5.根据权利要求4所述的橡胶扭力轴的生产装配工艺，其特征在于：其中第一次塑炼时间为40分钟，第二次塑炼时间为30分钟，两次塑炼温度均控制在120～160℃，混炼时间为60分钟，混炼温度为70～120℃。

6.根据权利要求1所述的橡胶扭力轴的生产装配工艺，其特征在于：步骤S7中所述液氮为工业液氮。

7.根据权利要求1所述的橡胶扭力轴的生产装配工艺，其特征在于：步骤（S72）中首次充装液氮时所述液氮温度为零下196℃，二次充装液氮时液氮加压时间控制在6分钟。