一种用于轮胎生产设备的顶紧装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于输送技术领域，涉及一种输送设备，特别是一种用于轮胎生产的顶紧 装置。
【背景技术】
[0002] 目前的轮胎生产中，上下料和输送过程普遍采用人工进行，生产效率低下，劳动强 度高。
[0003] 中国专利CN103434840A公开了一种轮胎抓手，包括轮胎托架、主轴、联轴器、丝杆 螺母机构及其驱动装置、连杆、齿轮齿条机构、齿条驱动装置和托盘，该轮胎抓手既可以适 用多种规格轮胎的抓取，也可用于同种规格轮胎的抓取。
[0004] 上述的机械手采用连杆由两侧夹取轮胎的形式，轮胎需要码垛整齐不然夹取不方 便，结构设计不够合理。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种夹取方便、轮胎支撑 性好的用于轮胎生产设备的顶紧装置。
[0006] 本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种用于轮胎生产设备的顶紧装置， 其特征在于，包括：
[0007] 导向块，导向块上开设有导向孔；
[0008] 连接块，连接块上开设有螺纹孔，连接块固连在导向块上且螺纹孔与导向孔同轴 线；
[0009] 传动杆，传动杆匹配安装在螺纹孔内，传动杆能带动导向块沿传动杆的轴线往复 移动。
[0010] 在上述的一种用于轮胎生产设备的顶紧装置中，导向块由聚甲醛复合材料制成。
[0011] 在上述的一种用于轮胎生产设备的顶紧装置中，聚甲醛复合材料主要由以下成分 (以重量份数计）组成：POM : 100份，聚四氟乙烯：15-30份，丁腈橡胶：10-20份，增强纤维： 20-40份，金属粉：5-15份，偶联剂：1-5份，分散剂：1-3份，稳定剂：1-5份。
[0012] 聚甲醛俗称赛钢或夺钢，具有类似金属的洛氏硬度、强度和钢性，在很宽的温度和 湿度范围内都具有很好的自润滑性、耐疲劳性，并具有弹性和良好的耐化学品性。因此，本 发明导向块采用聚甲醛复合材料代替金属材料制成，不需要进行金加工工艺，不仅极大的 节约了加工工序和加工刀具设备等费用，降低了生产成本，还缩短了导向块的制造周期，却 获得了性能更好的导向块。
[0013] 本发明还对聚甲醛复合材料的组成成分及其重量份数进行了重新配伍，在聚甲醛 基体中加入了一定重量份数的聚四氟乙烯、丁腈橡胶、增强纤维、金属粉和其它助剂。
[0014] 在聚甲醛基体中加入聚四氟乙烯形成共混合金，虽然会使聚甲醛复合材料的力学 性能和加工性能劣化，但是，由于聚四氟乙烯摩擦系数比聚甲醛小，耐磨性比聚甲醛好，且 其熔融温度低于聚甲醛。可偏析在聚甲醛复合材料的表面上层，使聚甲醛复合材料表面和 摩擦副表面之间的摩擦形式部分转化为添加高分子化合物的表面和摩擦副表面之间的摩 擦形式从而减小对聚甲醛复合材料表面所产生的摩擦阻力，提高聚甲醛复合材料的耐磨性 能。本发明加入聚甲醛基体中的聚四氟乙烯粒径对于最终改性效果的发挥非常重要，它的 粒径越细，在聚甲醛基体中的分散均匀，发挥的效果越好。因此，本发明进一步优选粒度通 过300目筛的聚四氟乙烯。
[0015] 在聚甲醛基体中加入丁腈橡胶可对聚甲醛产生良好的合金化效果，改善聚甲醛复 合材料的力学性能。由于本申请聚甲醛复合材料的配伍合理，丁腈橡胶只需要添加上述重 量份数就能达到较好的效果。
[0016] 由于聚四氟乙烯的加入会劣化聚甲醛复合材料的力学性能和加工性能，因此，本 发明又在聚甲醛复合材料中添加了增强纤维和金属粉，以改善聚甲醛复合材料的力学性 能。
[0017] 在上述的一种用于轮胎生产设备的顶紧装置中，丁腈橡胶中丙烯腈含量在 43-46%。丁腈橡胶中丙烯腈含量越高，丁腈橡胶的溶解度参数逐渐接近聚甲醛，与聚甲醛 的相容性越好，使合金冲击强度强度越高。
[0018] 在上述的一种用于轮胎生产设备的顶紧装置中，增强纤维为玻璃纤维、碳纤维、硼 纤维、晶须、石棉纤维及金属纤维中的一种或多种。进一步优选增强纤维的直径小于10 y m， 长度为l-3mm。但是，由于增强纤维的分子结构与聚甲醛基体结构没有形成键能的可能， 彼此混合的作用力仅为范德华尔引力。为了增强两者相互混合之间的作用力，使两者有分 子键能，本发明将增强纤维表面用偶联剂进行处理，在增强纤维与聚甲醛基体中起一个"加 桥"的作用力。对于偶联剂的选择，本发明进一步优选有机硅烷偶联剂。
[0019] 在上述的一种用于轮胎生产设备的顶紧装置中，增强纤维为晶须与玻璃纤维、碳 纤维、硼纤维、石棉纤维、金属纤维中的一种或多种的混合，其中，晶须占增强纤维总量的 40-60 %〇
[0020] 由于晶须是一种具有高强度、高模量和高伸长率的以单晶形式生长成的一种纤 维，其直径非常小（微米数量级），不含有通常材料中存在的缺陷。因此，本发明增强纤维 进一步优选晶须与玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、石棉纤维、金属纤维中的一种或多种的混合。 更为优选晶须与玻璃纤维的混合，且晶须为钛酸钾晶须，玻璃纤维为无碱的E-玻璃纤维或 S-玻璃纤维。为了使成本与性能相对平衡，晶须占增强纤维总量的40-60%。
[0021] 在上述的一种用于轮胎生产设备的顶紧装置中，金属粉为粒径在100-500nm的铜 粉、锌粉、铁粉中的一种。金属粉可改善聚甲醛复合材料的传热性、摩擦磨损性能、韧性、尺 寸稳定性和抗蠕变性等。而且，本发明金属粉在分散剂和偶联剂的作用下，可均匀分散在聚 甲醛基体中，改善两者之间的界面状况，进而改善聚甲醛复合材料的性能。本发明分散剂可 以选择TAS-2A等常规分散剂即可。
[0022] 本发明在聚甲醛复合材料中还添加了一定重量份数的稳定剂。因为聚甲醛分子主 链是由单一的C-O键连接而成，由于聚甲醛分子主链上两个相邻氧原子对亚甲基氢原子有 较强的活化作用，导致了聚甲醛在熔融加工和使用过程中，具有明显的解聚倾向，特别是在 受到热、氧、应力的作用下大分子极易断链，发生连续脱甲醛的降解反应，而分解产生的甲 醛以及由甲醛氧化生成的微量甲酸又将促进分解，加速脱甲醛反应，造成聚甲醛热稳定性 较差。因此，本发明在聚甲醛复合材料中加入稳定剂加以应对。进一步优选稳定剂由抗氧 剂、甲醛吸收剂和甲酸吸收剂组成，重量份数比为I :(1-2) :(1-2)。
[0023] 本发明采用聚甲醛复合材料制备导向块的制备方法主要包括以下步骤：
[0024] S1、按照上述聚甲醛复合材料的组成成分及重量份数称取原料，并将聚甲醛进行 烘干处理；
[0025] S2、将上述原料混合均匀后进行挤出造粒，得到粒料；
[0026] S3、将高速注塑机中的料筒加热到180_220°C，然后将上述制备得到的粒料添加到 料筒中，加热到熔融状态，然后经喷嘴注射到模具中，经保压、冷却成型后制备得到导向块。
[0027] 在本发明导向块的制备方法中，步骤S2挤出造粒过程中挤出工艺条件为：料筒温 度：加料段：160-170°C，压缩段：170-180°C，均化段：175-190°C ; 口模温度为150-160°C ;螺 杆转速为15_25r/min。
[0028] 步骤S3注射过程中工艺条件为：模温温度为100_120°C，注射压力为80-110MPa， 保压压力为60-80MPa，保压时间为8-12s，冷却时间为30-60s。
[0029] 此外，本发明用于轮胎生产设备的顶紧装置中的传动杆由碳纤维复合材料制成， 碳纤维复合材料主要由以下组分（以重量份数计）组成：碳纤维：100份，环氧树脂：60-90 份，增强填料：5-15份，固化剂：5-20份，分散剂：1-5份。
[0030] 本发明用于轮胎生产设备的顶紧装置中的传动杆采用碳纤维复合材料制成，碳纤 维复合材料是一种轻质高强复合材料，性能优良。在碳纤维复合材料中树脂基复合材料的 应用最为广泛，其中，碳纤维/环氧树脂基复合材料的比强度是冷轧钢的近20倍，比模量是 钢的3倍。因此，由碳纤维和环氧树脂结合而成的复合材料比重小、刚性和强度高，完全可 以代替金属材料使用。因此，本发明选择碳纤维复合材料代替金属材料制备传动杆，不仅可 以获得比重小、刚性和强度高的传动杆，还可以避免进行金加工工艺，极大的节约了加工工 序和加工刀具设备等费用，降低生产成本，缩短传动杆的制造周期。
[0031] 作为优选，碳纤维预先经过表面改性处理，表面改性处理工艺为：碳纤维先经硝酸 预处理之后，再用经陈化后的表面改性剂进行改性处理。
[0032] 由于碳纤维表面活动和表面张力较低，化学惰性较大，因此，与环氧树脂的浸润性 和界面结合性能较差。因此，要得到性能优异的碳纤维复合材料，必须对碳纤维进行表面改 性，使其与环氧树脂的界面结合性能得到改善。现有技术中对碳纤维进行表面改性的方法 中往往伴随着高温、强氧化等条件，会对碳纤维造成刻蚀和损伤，从而导致纤维强度降低， 影响制品的最终性能。因此，本发明对碳纤维表面改性处理分为预处理和改性处理两步，缺 一不可。在本发明中，碳纤维先经过硝酸氧化处理后，再用经陈化后的表面改性剂进行改性 处理。因为，研宄发现，经硝酸氧化处理后的碳纤维与未经过硝酸氧化处理的碳纤维均采用 陈化后的表面改性剂进行改性处理，得到的复合材料经检测后发现，经硝酸处理后的碳纤 维制成的复合材料的强度是未经硝酸氧化处理直接进行表面改性后制得的复合材料的强 度2. 5倍以上。
[0033] 作为优选，表面改性剂由偶联剂、硅酸乙酯、固体酸按质量比I :(0.4-0.6): (0.01-0.03)组成。本发明表面改性剂采用将偶联剂与硅酸乙酯联用，以固体