CN116221363A - 一种凿岩机三明治式复合结构驱动套及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于液压岩凿机机械传动结构技术领域，具体涉及一种凿岩机三明治式复合结构驱动套及其制备方法，本驱动套包括由内至外依次设置的铜合金内圈、橡胶减振层和不锈钢外圈，橡胶减振层硫化在不锈钢外圈和铜合金内圈之间；橡胶减振层外圆周面与不锈钢外圈内圆周面紧密贴合，橡胶减振层内圆周面与铜合金内圈外圆周面紧密贴合。本发明将原本的单层结构改为三层结构，采用价格较低的不锈钢材料替代原外圈的铜合金，内圈仍采用铜合金。这种三明治式结构能够有效减小铜合金的使用量，降低成本。本方法主要包括金属圈表面处理、胶粘剂涂刷、橡胶减振层的制备、成型和硫化四个步骤，本方法将金属圈与橡胶减振层牢固粘合，达到粘合好、抗振性能好的要求。
Description
技术领域
本发明属于液压岩凿机机械传动结构技术领域，具体涉及一种凿岩机三明治式复合结构驱动套及其制备方法。
背景技术
液压岩凿机作为岩凿工程中最核心的机械设备，被广泛应用于隧道掘进、公路建设、矿山开采等行业。驱动套作为液压岩凿机机械传动中的重要零件，通常被用来传递从液压马达输出的机械扭矩。驱动套结构简单，安装方便。
目前普遍使用的驱动套结构如图1所示，采用铜合金或其他合金的单层结构。驱动套在服役过程中，内圈耐磨层容易受到磨损，当耐磨层磨损严重时，整个驱动套零件就需要报废处理，这种情况会造成大部分合金材料的浪费，增加成本。并且，液压岩凿机的工况恶劣，液压岩凿机在工作中会产生剧烈振动，对于驱动套的机械传递影响很大。而单层结构的驱动套大多是直接刚性连接驱动件与被驱动件，驱动套与其相连部件之间振动很大，缺乏有效的减振措施。
如何开发一种能解决单层驱动套容易造成合金材料的浪费使得成本较高和缺乏有效的减振措施等问题的驱动套，是当前研究的难点。
发明内容
本发明提供一种凿岩机三明治式复合结构驱动套及其制备方法，解决单层驱动套容易造成合金材料的浪费使得成本较高和缺乏有效的减振措施的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种凿岩机三明治式复合结构驱动套，
作为本发明的进一步优选，
通过以上技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、本发明将驱动套原本的单层结构改为三层结构，采用价格较低的不锈钢材料替代原外圈的铜合金，内圈仍采用铜合金。这种三明治式结构能够有效减小铜合金的使用量，降低成本。
2、本发明的不锈钢外圈和铜合金内圈之间通过减振层固定连接，通过减振层减小从驱动件向被驱动件传递的振动。
3、本发明通过金属圈表面处理、胶粘剂的使用及涂刷、橡胶的制备、成型及硫化四个步骤将金属圈与橡胶牢固粘合，达到粘合好、减振性能好的要求。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明现有技术中的驱动套结构示意图；
图2是本发明驱动套结构示意图；
图3是本发明驱动套的剖视图。
图中：1、不锈钢外圈，2、橡胶减振层，3、铜合金内圈。
实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。
实施例
本实施例提供一种优选实施方案，如图2和图3所示，一种凿岩机三明治式复合结构驱动套，本驱动套包括由内至外依次设置的铜合金内圈3、橡胶减振层2和不锈钢外圈1，橡胶减振层2硫化在不锈钢外圈1和铜合金内圈3之间；橡胶减振层2外圆周面与不锈钢外圈1内圆周面紧密贴合，橡胶减振层2内圆周面与铜合金内圈3外圆周面紧密贴合。
具体地，不锈钢外圈1和铜合金内圈3同轴配合。不锈钢外圈1与驱动件过盈装配，铜合金内圈3与被驱动件通过花键连接。不锈钢外圈1和铜合金内圈3之间通过橡胶减振层2固定连接。
本实施例中，将驱动套原本的单层结构改为三层结构，采用价格较为便宜的不锈钢材料替代原外圈的铜合金，内圈仍采用铜合金。这种复合结构能够有效降低铜合金的使用量，减小成本。橡胶减振层2采用粘合工艺，硫化在不锈钢外圈1和铜合金内圈3之间，将不锈钢外圈1和铜合金内圈3紧密结合；从而减小从驱动件向被驱动件传递的振动。
本实施方案还提供了一种凿岩机三明治式复合结构驱动套的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1、制备金属圈：
预先根据设计要求加工制备铜合金内圈3和不锈钢外圈1，并在铜合金内圈3和不锈钢外圈1表面预留注胶部位；
步骤S2、对金属圈表面进行处理：
步骤S2-1、采用粒径0.8mm的喷丸对铜合金内圈3和不锈钢外圈1表面注胶部位进行10分钟的喷丸处理，以清除金属圈表面的污垢和油渍；
步骤S2-2、喷丸后采用酸点为18-22、温度为50-60℃的磷化液进行磷化处理；优选地，酸点20、温度55℃；
步骤S2-3、磷化处理15分钟后清洗烘干待用。
铜合金内圈3和不锈钢外圈1表面经过磷化处理会在表面形成一层磷化膜，使铜合金内圈3和不锈钢外圈1表面具有良好的化学稳定性，对于后续的粘结十分有利。
步骤S3、涂刷胶粘剂：
步骤S3-1、将胶粘剂均匀涂刷在铜合金内圈3和不锈钢外圈1表面的注胶部位；选用的胶粘剂对于橡胶和金属圈表面应具有良好的浸润性,高的内聚强度、小的固化变形,耐久性好的特点，优选地，胶粘剂采用西邦CI12胶粘剂。
步骤S3-2、当胶粘剂达到自然干燥至不粘手的状态时，再往注胶部位上涂刷胶粘剂，然后烘干待用；烘干温度为58-62℃、烘干时间为10-15分钟。
具体地，本实施方案采用双胶粘剂胶粘工艺，先用西邦CI12胶粘剂均匀涂刷在不锈钢外圈1内表面及铜合金内圈3外表面的注胶部位，使底涂的胶粘剂“西邦CI12胶粘剂”与金属圈表面具有高的吸附力，当西邦CI12胶粘剂在常温下达到自然干燥至“不粘手”的状态时，再往注胶部位均匀涂刷西邦CI24胶粘剂，此面涂胶粘剂“西邦CI24胶粘剂”具备与底涂胶粘剂相似溶合，而且能与橡胶相溶合的特性，然后在60℃的烘干房烘干10分钟后待用。所述胶粘剂的选择和使用的过程是在无尘车间内进行，防止胶粘剂表面受灰尘覆盖而影响粘合效果。
步骤S4、制备橡胶减振层2：
步骤S4-1、准备橡胶减振层2所需配料：橡胶减振层2由如下重量份的物质组成，天然橡胶：45-55份；1502丁苯橡胶：10-30份；2442氯丁橡胶：10-30份；
本实施方案采用天然橡胶份50份；1502丁苯橡胶20份；2442氯丁橡胶20份。
步骤S4-2、获得橡胶减振层2：天然橡胶塑炼至0.2-0.4mm后进行自然存放72小时，优选0.2mm；然后将天然橡胶、1502丁苯橡胶和2442氯丁橡胶一起混炼成所需的胶料，炼胶完成后的胶料通过挤出机挤出所需的胶柱进行成型压注，制备获得橡胶减振层2；
本实施例采用泰国进口3#天然橡胶与1502丁苯橡胶和氯丁橡胶为主要原料，先将天然橡胶塑炼至0.2mm后进行自然存放72小时，然后将所述天然橡胶、1502丁苯橡胶和氯丁橡胶一起混炼成所需的胶料后进行成型加工，此胶料满足驱动套的橡胶所需要具备的较高强度、较好的减振性要求，而且此胶料与面涂的胶粘剂“西邦CI24”能溶合、且接合力强。
步骤S5、成型和硫化：
将步骤S4-2中成型后的橡胶减振层2放入经过步骤S3处理后的不锈钢外圈1与铜合金内圈3之间，放入相应的型模内，并在140-160℃的硫化罐中硫化，硫化时间为60-65分钟；得到三明治式复合结构驱动套。
步骤S6、脱模修剪：
将成型硫化后的产品从型模中取出，并修剪掉产品上的毛边。
本实施方案将驱动套的单层结构改变为三明治式复合结构，降低了铜合金的使用量，减小成本。在驱动套中间加入橡胶减振层2，减小了驱动件向被驱动件传递的振动。通过金属圈表面处理、胶粘剂的选择和使用、橡胶的制备、成型和硫化四个步骤将金属圈与橡胶牢固粘合，达到粘合好、抗振性能好的要求。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (6)
1.一种凿岩机三明治式复合结构驱动套，其特征在于：包括由内至外依次设置的铜合金内圈、橡胶减振层和不锈钢外圈，橡胶减振层硫化在不锈钢外圈和铜合金内圈之间；橡胶减振层外圆周面与不锈钢外圈内圆周面紧密贴合，橡胶减振层内圆周面与铜合金内圈外圆周面紧密贴合。
2.根据权利要求1所述的一种凿岩机三明治式复合结构驱动套的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、制备金属圈：
预先根据设计要求加工制备铜合金内圈和不锈钢外圈；
步骤S2、对金属圈表面进行处理：
步骤S2-1、采用喷丸对铜合金内圈和不锈钢外圈表面进行喷丸处理；
步骤S2-2、喷丸后采用酸点为18-22、温度为50-60℃的磷化液进行磷化处理；
步骤S2-3、磷化后清洗烘干待用；
步骤S3、涂刷胶粘剂：
步骤S3-1、将胶粘剂均匀涂刷在铜合金内圈和不锈钢外圈表面的注胶部位；
步骤S3-2、当胶粘剂达到自然干燥至不粘手的状态时，再往注胶部位上涂刷胶粘剂，然后烘干待用；
步骤S4、制备橡胶减振层：
步骤S4-1、准备橡胶减振层所需配料：橡胶减振层由如下重量份的物质组成，天然橡胶：45-55份；1502丁苯橡胶：10-30份；2442氯丁橡胶：10-30份；
步骤S4-2、获得橡胶减振层：天然橡胶塑炼至0.2-0.4mm后进行自然存放72小时，然后将天然橡胶、1502丁苯橡胶和2442氯丁橡胶一起混炼成所需的胶料，炼胶完成后的胶料通过挤出机挤出所需的胶柱进行成型压注，制备获得橡胶减振层；
步骤S5、成型和硫化：
将步骤S4-2中成型后的橡胶减振层放入经过步骤S3处理后的不锈钢外圈与铜合金内圈之间，放入相应的型模内，并在140-160℃的硫化罐中硫化，得到三明治式复合结构驱动套。
3.如权利要求2所述的一种凿岩机三明治式复合结构驱动套的制备方法，其特征在于：步骤S3需要在无尘车间内进行。
4.如权利要求2所述的一种凿岩机三明治式复合结构驱动套的制备方法，其特征在于：步骤S3中胶粘剂采用西邦CI12胶粘剂。
5.如权利要求2所述的一种凿岩机三明治式复合结构驱动套的制备方法，其特征在于：步骤S3-2中烘干温度为58-62℃、烘干时间为10-15分钟。
6.如权利要求2所述的一种凿岩机三明治式复合结构驱动套的制备方法，其特征在于：步骤S5中硫化时间为60-65分钟。
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