CN1749147A

CN1749147A - 一种聚氨酯滚轮及其制作方法

Info

Publication number: CN1749147A
Application number: CN 200510037013
Authority: CN
Inventors: 李及珠; 杨玲慧; 曾纪才
Original assignee: HUAGONG BAICHUAN SELF-CONTROL TECH Co LTD GUANGZHOU
Current assignee: HUAGONG BAICHUAN SELF-CONTROL TECH Co LTD GUANGZHOU
Priority date: 2005-09-06
Filing date: 2005-09-06
Publication date: 2006-03-22

Abstract

本发明是一种聚氨酯滚轮及其制作方法，滚轮包括外圈、轮毂组成，轮毂的内周面固定有轴承，轮毂的外周面与外圈的内周面通过规则凹凸结构啮合；制作方法是清理轴承表面后薄涂粘结剂；将轴承上的粘结剂硫化后，放入模具中，注入邵氏硬度60－75D聚氨酯材料成型轮毂，轮毂外周面的横截面呈外齿形，其内周面与轴承贴合并粘紧；将轮毂加热后放入注塑模具中，再注入邵氏硬度88－95A的聚氨酯材料成型外圈，外圈内圆周的横截面呈外齿形，与轮毂外周面相对应；将滚轮进行热处理。本发明制作方法工艺简单，成本低，成品率高，结构牢固，承载能力高，转动平稳性好。

Description

一种聚氨酯滚轮及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种自动扶梯的滚轮，具体是指一种聚氨酯滚轮及其制作方法。

背景技术

自动扶梯通常用于人流量大的场合，其对滚轮工作性能的要求很高，如要求滚轮外圈有较好弹性，内圈有较好刚性，而且要求滚轮自重轻、承载大、耐磨等。在实际生产应用中，通常要求每只滚轮必须在一定的负载下(例如前滚轮200公斤，后滚轮130公斤)，在34米/分的线速度下连续运行50小时，不出现任何损坏现象，而且滚轮运转过程要求必须非常平稳，不允许有较大的跳动。而为了确定滚轮是否耐老化，在运行测试前要先水煮(95℃)24小时，再停放24小时，才进行试验。

自动扶梯的每个梯级安装有前滚轮和后滚轮各2个。目前市场上使用的前滚轮和后滚轮有一种是用不同硬度的两种聚氨酯材料制作的，其结构设计上采用在外周面的环形凹凸结构啮合，制作工艺是先注射外圈，再注射轮毂。存在的问题是：(1)先注外圈，再注轮毂，难以保证整个滚轮的轴承、轮毂以及外圈三者的同心度，滚轮运行过程中跳动大，舒适性不够。(2)两种聚氨酯材料的粘合面较小，粘合强度不高，很难保证两者之间的粘合能通过滚轮的寿命试验，即承受一定载荷(后轮承重130公斤，前轮承重为200公斤)、在34米/分的线速度下连续运行2万分钟不出现轮毂与外圆分离现象，因此现有的该种滚轮及其制作方法生产成品率不高，承载能力不强，仍不能很好地满足批量生产要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种制作工艺简单、成品率高、承载能力强的聚氨酯滚轮。

本发明的目的还在于提供上述聚氨酯滚轮的制作方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：所述一种聚氨酯滚轮包括外圈、轮毂组成，所述轮毂的内周面固定有轴承，所述外圈的内周面与轮毂的外周面之间通过规则凹凸结构啮合，所述外圈内周面的横截面呈内齿形，轮毂外周面的横截面呈外齿形。

为了更好得实现本发明，所述外圈外周面设有环形槽道；所述轮毂的内周面与轴承外圈的外周面贴合，所述轮毂内周面两侧设有凸缘，所述凸缘与所述轴承外圈两侧面分别贴合；所述轮毂内周面在靠轴承外圈两侧可以分别开有环形沟槽；所述轴承外周面可以开有沟槽；所述轮毂可以是整体实心结构或带有加强筋的结构。

所述外圈采用邵氏硬度88～95A的聚氨酯材料，所述轮毂采用邵氏硬度60～75D的聚氨酯材料。

所述一种聚氨酯滚轮的制作方法，其步骤是：

第一步：清理轴承表面后薄涂粘结剂；

第二步：将轴承上的粘结剂硫化后，放入模具中，注入邵氏硬度60-75D聚氨酯材料成型轮毂，轮毂外周面的横截面呈外齿形，其内周面与轴承贴合并粘紧。

第三步：将轮毂加热后放入外圈注塑模具中，再注入邵氏硬度88-95A的聚氨酯材料成型外圈，外圈内圆周的横截面呈外齿形，与轮毂外周面相对应。

第四步：将滚轮进行热处理。

为了更好地实现本发明，所述轴承表面用丙酮、三氯乙烯依次擦拭清理；所述粘结剂包括开姆洛克粘合剂213、218；所述轴承粘结剂硫化条件为100～150℃下硫化30～45分钟；所述轮毂加热条件为80～120℃加热30～60分钟；所述滚轮热处理条件为100～150℃下加热10～20小时；所述聚氨酯材料包括热塑性聚氨酯；所述聚氨酯材料中可以添加10～30％的填料，所述填料包括纳米碳酸钙或玻璃纤维。

在本发明中，先注射轮毂再注射外圈，保证了外圈、轮毂与轴承三者之间的同心。外圈的内周面与轮毂的外周面通过外齿形、内齿形的结构相互啮合，增加了轮毂与外圈之间的接触面积，同时又避免了应力集中，保证两者粘着牢固，在高承载和长时间工作的情况下不会轻易损坏。外圈外周面有环形槽道，可避免外圈注塑成型后，在其外圆周表面出现毛刺突出的情况；在滚轮使用过程中，也可通过观察槽道的深浅变化，判断滚轮运转时磨损的程度。根据自动扶梯的负载大小，轮毂可以制造成整体实心或加强筋结构。聚氨酯材料中加入10～30％的填料纳米碳酸钙或玻璃纤维，可以提高其强度和刚性。把涂有粘合剂的轴承硫化后放入模具内注塑轮毂，将注好的轮毂再放入外圈模具中注射外圈，可以保证轮毂和轴承之间、轮毂和外圈之间的粘合强度，使滚轮能在较大载荷下工作。轴承外周面如果采用开沟槽的结构，则注塑时由于熔化的聚氨酯进入沟槽中，轮毂与轴承紧密嵌合，可以防止出现打滑现象，甚至可以不需要加粘合剂。当本聚氨酯滚轮用于户外场合时，所述轮毂内周面在靠轴承外圈两侧分别开有的环形沟槽内，可以嵌入防护盖，起到防尘防水，延长滚轮的使用寿命的作用。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

(1)本发明的聚氨酯滚轮采用先注射轮毂，再注射外圈的工艺，结构牢固，承载能力好，保证了轴承、轮毂与外圈三者之间的同心度，减少了加工工序。

(2)本发明制作的聚氨酯滚轮，其外圈内周面与轮毂外周面通过内齿形、外齿形的结构啮合，大大增加了轮毂与外圈之间的接触面积，又避免了应力集中。

(3)本发明制作的聚氨酯滚轮，其外圈与轮毂都是采用聚氨酯材料制作，重量轻，外圈采用邵氏硬度88～95A的聚氨酯材料，轮毂采用邵氏硬度60～75D的聚氨酯材料，组成相近，相容性好，相互粘合牢固，在高承载和长时间工作的情况下而不易损坏，其承载能力可达130公斤-200公斤。同时，聚氨酯材料中加入10～30％的填料纳米碳酸钙或玻璃纤维，提高了滚轮的强度和刚性，有利于自动扶梯的平稳运行。

(4)本发明制作工艺简单，成本低，具有较好的市场推广应用价值。

附图说明

图1、2是本发明一种聚氨酯滚轮的结构示意图；

图3、4是本发明一种聚氨酯滚轮的另一结构示意图；

图5是本发明一种聚氨酯滚轮开沟槽的轴承外周面结构示意图；

图6是本发明一种聚氨酯滚轮的制作方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一

如图1、2、5所示，本聚氨酯滚轮包括外圈1、轮毂2(整体实心)，外圈1内周面与轮毂2外周面之间通过规则凹凸结构啮合，轮毂2的内周面固定有轴承3，轴承3外周面开有交叉沟槽4，沟槽宽2mm，深0.7mm。外圈1采用BASF公司的S90A聚氨酯材料，邵氏硬度轮毂90A，轮毂2采用BASF公司的S60D聚氨酯材料，邵氏硬度轮毂60D，轴承3的可采用两个滚珠轴承6202。其中，轮毂2外周面的横截面形状呈内齿形，外圈1内周面的横截面呈外齿形，与轮毂2的外周面形状相对应。外圈1外周面的中部设有环形槽道1-3。轮毂2的内周面与轴承3外圈的外周面贴合，轮毂2的内周面两侧设有凸缘2-1，凸缘2-1与轴承3的外圈两侧面分别贴合，轮毂2内周面在靠轴承3外圈两侧分别开有环形沟槽3-1。

实施例二

如图3、4所示，本聚氨酯滚轮包括外圈1、轮毂2(带加强筋)，内圈2的外周面与外圈1的内周面之间通过规则凹凸结构啮合，轮毂2的内周面固定有轴承3。外圈1采用BASF公司的S90A聚氨酯材料，邵氏硬度轮毂90A，轮毂2采用百川公司的加玻纤的聚氨酯材料，邵氏硬度轮毂65D，轴承3的可采用两个滚珠轴承6202。其中，轮毂2外周面的横截面形状呈内齿形，外圈1内周面的横截面呈外齿形，与轮毂2的外周面形状相对应。外圈1外周面的中部设有环形槽道1-3。轮毂2的内周面与轴承3外圈的外周面贴合，轮毂2的内周面两侧设有凸缘2-1，凸缘2-1与轴承3的外圈两侧面分别贴合，轮毂2内周面在靠轴承3外圈两侧分别开有环形沟槽3-1。

如图6所示，本发明所述一种聚氨酯滚轮的制作方法可有下述实施例：

实施例三

第一步：轴承表面清理、涂粘合剂，用柔布沾丙酮擦拭，再用三氯乙烯擦拭后，晾干；用刷子在轴承表面薄涂一层开姆洛克218，室温下停放30分钟后，再薄涂一层开姆洛克213；

第二步：将涂好开姆洛克的轴承放入烘箱内进行硫化反应，温度为100℃，时间为45分钟，然后取出轴承放入注塑模具内，再注入邵氏硬度60D热塑性聚氨酯(含10％玻璃纤维)制得轮毂，轮毂外周面的横截面呈外齿形，其内周面与轴承外圈的外周面相贴合，其内周面两侧设有凸缘与轴承外圈两侧面分别贴合，轮毂内周面在靠轴承外圈两侧分别开有环形沟槽；

第三步：将注好的轮毂在烘箱中加热(80℃，60分钟)后，放入到外圈注塑模具中，注入邵氏硬度88A的热塑性聚氨酯(含10％玻璃纤维)成型外圈，外圈内周面的横截面呈内齿形，与轮毂的外周面形状相对应，外圈外周面表面光滑，中部设有环形槽道；

第四步：将滚轮放入烘箱中进行热处理，温度为100℃，时间为20小时。

实施例四

第一步：轴承表面清理、涂粘合剂：用柔布沾丙酮擦拭，再用三氯乙烯擦拭后，晾干；用刷子在轴承表面薄涂一层开姆洛克218，室温停放20分钟后，再薄涂一层开姆洛克213；

第二步：将涂好开姆洛克的轴承放入烘箱内进行硫化反应，温度为120℃，时间为40分钟，然后取出轴承放入注塑模具内，再注入邵氏硬度65D热塑性聚氨酯(含20％玻璃纤维)制得轮毂，轮毂外周面的横截面呈外齿形，其内周面与轴承的外周面相贴合，其内周面两侧设有设有凸缘与轴承外圈两侧面分别贴合，轮毂内周面在靠轴承外圈两侧分别开有环形沟槽；

第三步：注好的轮毂在烘箱中加热(100℃，45分钟)后放入到外圈注塑模具中，注入邵氏硬度90A的热塑性聚氨酯(含20％玻璃纤维)成型外圈，外圈内周面的横截面呈内齿形，与轮毂的外周面形状相对应，外圈外周面表面光滑，中部设有环形槽道；

第四步：将滚轮放入烘箱中进行热处理，温度为120℃，时间为15小时。

实施例五

第一步：轴承表面清理、涂粘合剂：用柔布沾丙酮擦拭，再用三氯乙烯擦拭后，晾干；用刷子在轴承表面薄涂一层开姆洛克218，室温停放30分钟后，再薄涂一层开姆洛克213；

第二步：将涂好开姆洛克的轴承放入烘箱内进行硫化反应，温度为150℃，时间为30分钟，然后取出轴承放入注塑模具内，再注入邵氏硬度75D热塑性聚氨酯(含30％玻璃纤维)制得轮毂，轮毂外周面的横截面呈外齿形，其内周面与轴承的外周面相贴合，其内周面两侧设有凸缘与轴承外圈两侧面分别贴合，轮毂内周面在靠轴承外圈两侧分别开有环形沟槽；

第三步：注好的轮毂在烘箱中加热(120℃，30分钟)后放入到外圈注塑模具中，注入邵氏硬度95A的热塑性聚氨酯(含30％玻璃纤维)成型外圈，外圈内周面的横截面呈内齿形，与轮毂的外周面形状相对应，外圈外周面表面光滑，中部设有环形槽道；

第四步：将滚轮放入烘箱中进行热处理，温度为150℃，时间为10小时。

实施例六

制作条件同实施例三，其中聚氨酯材料的填料为纳米碳酸钙。

实施例七

制作条件同实施例四，其中聚氨酯材料的填料为纳米碳酸钙。

实施例八

制作条件同实施例五，其中聚氨酯材料的填料为纳米碳酸钙。

如上所述，便可较好地实现本发明。

Claims

1、一种聚氨酯滚轮，包括外圈、轮毂组成，所述轮毂的内周面固定有轴承，所述外圈的内周面与轮毂的外周面之间通过规则凹凸结构啮合，其特征在于：所述外圈内周面的横截面呈内齿形，轮毂外周面的横截面呈外齿形。

2、按权利要求1所述一种聚氨酯滚轮，其特征在于：所述外圈外周面设有环形槽道；所述轮毂内周面在靠轴承外圈两侧分别开有环形沟槽；所述轴承外周面开有沟槽。

3、按权利要求1所述一种聚氨酯滚轮，其特征在于：所述轮毂的内周面与轴承外圈的外周面贴合，所述轮毂内周面两侧设有凸缘，所述凸缘与所述轴承外圈两侧面分别贴合；所述轮毂是整体实心结构或带有加强筋的结构。

4、按权利要求1所述一种聚氨酯滚轮，其特征在于：所述外圈采用邵氏硬度88～95A的聚氨酯材料，所述轮毂采用邵氏硬度60～75D的聚氨酯材料。

5、权利要求1所述一种聚氨酯滚轮的制作方法，其特征在于包括如下步骤和工艺条件：

第一步：清理轴承表面后薄涂粘结剂；

第二步：将轴承上的粘结剂硫化后，放入模具中，注入邵氏硬度60-75D聚氨酯材料成型轮毂，轮毂外周面的横截面呈内齿形，其内周面与轴承贴合并粘紧，

第三步：将轮毂加热后放入外圈注塑模具中，再注入邵氏硬度88-95A的聚氨酯材料成型外圈，外圈内圆周的横截面呈外齿形，与轮毂外周面相对应，

第四步：将滚轮进行热处理。

6、按权利要求5所述一种聚氨酯滚轮的制作方法，其特征在于：所述轴承粘结剂表面用丙酮、三氯乙烯依次擦拭清理。

7、按权利要求5所述一种聚氨酯滚轮的制作方法，其特征在于：所述粘结剂包括开姆洛克粘合剂213、218；所述聚氨酯材料包括热塑性聚氨酯；所述聚氨酯材料包括10～30％填料，所述填料包括纳米碳酸钙或玻璃纤维。

8、按权利要求5所述一种聚氨酯滚轮的制作方法，其特征在于：所述轴承硫化条件为100～150℃下硫化30～45分钟。

9、按权利要求8所述一种聚氨酯滚轮的制作方法，其特征在于：所述轮毂加热条件为80～120℃，30～60分钟。

10、按权利要求5所述一种聚氨酯滚轮的制作方法，其特征在于：所述滚轮热处理条件为100～150℃下加热10～20小时。