高性能离合器面片生产用橡胶料生产工艺及其加工设备
阅读说明：本技术 高性能离合器面片生产用橡胶料生产工艺及其加工设备 (Production process and processing equipment of rubber material for producing high-performance clutch facing ) 是由 王宗和 廖翔宇 徐长城 程慧玲 徐英 李斌 廖清云 于 2020-11-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高性能离合器面片生产用橡胶料生产工艺及其加工设备,是采用挤胶机将胶料连续地包覆于被用液体树脂浸后又经干燥的骨架纤维束表面,挤胶、包线、收卷等工艺处理制成缠绕型离合器面片坯料；再用传统的生产工艺,经热压、热处理、磨制等加工,制成缠绕型离合器面片,该方法不使用有机溶剂溶制的液状树脂,实现彻底消除有机溶剂,实现生产安全无隐患,并达到生产坯料连续化、高效生产缠绕型离合器面片坯料的优点,大大降低了生产成本15％以上。(The invention discloses a production process and processing equipment of a rubber material for producing a high-performance clutch facing, which is characterized in that a rubber extruding machine is adopted to continuously coat a rubber material on the surface of a dried skeleton fiber bundle which is soaked by liquid resin, and the rubber material is processed by the processes of extruding, covering, rolling and the like to prepare a winding type clutch facing blank; the winding type clutch facing is manufactured by using the traditional production process through hot pressing, heat treatment, grinding and other processing, liquid resin dissolved by organic solvent is not used in the method, the organic solvent is thoroughly eliminated, the production safety is realized without hidden danger, the advantages of continuously and efficiently producing the winding type clutch facing blank by producing the blank are achieved, and the production cost is greatly reduced by over 15 percent.)
技术领域
本发明涉及高性能离合器面片生产用橡胶料生产技术领域，具体为高性能离合器面片生产用橡胶料生产工艺及其加工设备。
背景技术
目前缠绕型离合器面片的制备一般采用湿法工艺——浸浆法，即将橡胶，热塑酚醛树脂用溶剂油，酒精或丙酮等有机溶剂溶解再与填料等混合制作成浆料，骨架纤维束材料经浆料槽浸渍浆料，并经烘干成为坯料，再经过缠绕、热压及后处理得到产品。生产中需大量应用有机溶剂类材料，使得生产成本高、环境污染较大，同时还对生产带来安全隐患。此外还具有“因浸浆再干燥”，造成生产周期较长。经改进后采用了压延法，使用多辊压延，将胶料压贴覆在浸渍热固酚醛树脂溶液后的骨架纤维束表面，改善了间歇式的生产缩短了生产周期，但存在胶料和骨架纤维束结合松散，影响产品质量。
本公司发明了“一种采用挤胶装置制备离合器面片坯料的方法”(专利号CN1055356 A)，使缠绕型离合器面片的制备方法与生产成本及产品质量，提升一大步。在此基础上，本公司，再进一步发明了采用固体水溶热固酚醛树脂的方法，又省去了树脂所用有机醇或丙酮溶剂的液体树脂，彻底消除生产安全隐患，进一步提高生产坯料连续化程度，并大大降低生产成本，达15％以上，产品热稳定性也有所提高。
因此，发明高性能离合器面片生产用橡胶料生产工艺及其加工设备显得尤为必要。
发明内容
本发明的目的在于针对上述离合器坯料生产方式的基础，提供一种采用新材料，即“固体粉状水溶性热固酚醛树脂”，应用挤胶装置制备离合器面片坯料的方法，该方法不使用有机溶剂溶制的液状树脂，实现彻底消除有机溶剂，实现生产安全无隐患，并达到生产坯料连续化、高效生产缠绕型离合器面片坯料的优点，大大降低了生产成本15％以上。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：高性能离合器面片生产用橡胶料生产工艺,高性能离合器面片生产用橡胶料生产工艺,包括以下步骤：
步骤一、原料准备：准备制备橡胶料的填料原料；所述填料原料由氧化铝、硫化钡、硅铝土、硬脂酸和硫磺组成；
步骤二、原料配比：将步骤一准备的填料根据重量比(2～3):(20～30):(10～18):(20～25):(0.5～1)：(2～5)的比例组成配比取料，得到配料完成的填料；
步骤三、胶料制备：将步骤二得到的填料添加进搅拌装置，将搅拌装置的转速调整至320r/min，使搅拌装置中的填料预混1min，预混完成后，将搅拌装置的转速调整至380r/min，然后将KH-550粘结剂添加进搅拌装置，使粘结剂和填料搅拌混合5min，得到混合完成的胶料原料；将胶料原料添加进密炼机内部，生胶处于密炼机中，密炼机的两转子相对回转，将来自加料口的物料夹住带入辊缝受到转子的挤压和剪切，穿过辊缝后碰到下顶栓尖棱被分成两部分，分别沿前后室壁与转子之间缝隙再回到辊缝上方，在常温下反复收到机械力的作用，使分子链断裂，与此同时，断裂后的大分子自由基在空气中氧化作用下，发生一系列力学与化学反应，最终得到降解，生胶从原先高韧高弹性变为柔软可塑性，混炼完成后，得到胶料；
步骤四、制备增强材料：准备制备增强材料需要的原料，所述原料由合成纤维、玻璃纤维和金属纤维制成；将合成纤维、玻璃纤维和金属纤维分别通过热固树脂水溶液，浸泡后，将纤维丝分别取出，经干燥设备干燥，然后将合成纤维、玻璃纤维经和金属纤维分别进行捻丝，使所述合成纤维、所述玻璃纤维以及所述金属纤维复合为一股，得到三股树脂复合纤维束，然后将三股复合纤维丝分别经假捻处理，得到加工完成的树脂复合纤维束；
步骤五、橡胶料成品：启动挤胶机的主电机，挤胶机先进行预热，使挤出头温度达到80℃，机身温度达到60℃，螺杆温度达到50℃；然后进行预挤胶，待挤出胶温度达到80℃，停止预挤，关闭预挤孔；然后打开挤出头的进胶口，先以“慢档”进行挤包，待纤维束线上胶料基本达到均匀后，将速度调整至“快档”进行生产；挤胶机和收卷机同步运行，保持线速度为55m/min，得到三束包覆有胶料的复合纤维束，包胶完成；并经收卷机收卷得到离合器面片的坯料，可用于下一步离合器面片制品的生产。
步骤四中的金属纤维为铜丝。
步骤四中的金属纤维为铝丝。
高性能离合器面片生产用橡胶料加工设备，包括壳体，所述壳体的表面开设有凹槽，所述凹槽的长度和所述壳体的高度保持一致，所述凹槽的深度为5cm，其特征在于：所述凹槽的内侧并位于所述壳体的底部上表面焊接有底伸柱，所述底伸柱的外壁距离所述凹槽的外壁0.5cm，所述底伸柱的上端通过螺柱固定有连接板，所述连接板采用矩形结构的不锈钢板，所述连接板的表面开设有若干个螺纹开孔，所述连接板的厚度为8cm，所述连接板的上表面安装有距离传感器；所述连接板的表面贯通旋接有若干个螺纹管，所述螺纹管的底端旋接有扩口管，所述扩口管的底端面焊接有横杆；所述螺纹管采用管状结构的不锈钢，所述螺纹管的内部为管状空腔，所述螺纹管的上端为开口结构；所述扩口管采用管状不锈钢，所述扩口管的底端半径大于所述螺纹管的半径；所述横杆的底端面焊接有电机，所述电机的转轴底端旋接衔接柱，所述衔接柱的底端旋接有扣丝板；所述扩口管的底端面对称焊接有两个液压杆，所述液压杆的底端焊接有压板，所述压板中间设置有用于穿过所述衔接柱的圆孔；所述扣丝板的表面开设有内槽，所述内槽的表面设置有扣槽；所述壳体的表面通过合页安装有开合门，所述开合门采用矩形结构的不锈钢，所述开合门的表面嵌装有矩形结构的观察窗，所述开合门的内壁表面贯通安装有送风扇，所述送风扇采用扇状结构的不锈钢，所述送风扇的扇叶至少为三个；所述开合门的内壁表面并位于所述送风扇的外围焊接有导流弧，所述导流弧采用翼状结构的不锈钢，所述导流弧分布在所述送风扇的外围，所述导流弧的数量为四个；所述壳体的顶端下表面通过螺栓安装有顶箱，所述顶箱的内部电性安装有旋转风扇，所述旋转风扇的出风方向朝下，所述顶箱的内部并位于所述旋转风扇的一侧电性安装有负离子发生器；所述顶箱的底表面贯穿有若干个螺纹开孔，所述螺纹开孔的内壁旋接有若干个连接管；所述顶箱采用矩形结构的不锈钢；所述连接管的上端为管状结构，所述连接管的下端为尖头结构，所述连接管的内壁设置有空腔；所述壳体的一侧表面贯穿旋接有排水管，所述壳体的另一侧表面开设有用穿过导线的圆孔；所述壳体的底部上表面并位于所述底伸柱的两侧分别焊接有伸缩柱，所述伸缩柱的上端焊接有干燥环；所述干燥环采用双层结构，所述干燥环的外壁采用矩形结构的碳素合金钢，所述干燥环的内壁采用框状结构的铝，所述干燥环的外壁和内壁采用焊接固定，所述干燥环的内壁和所述干燥环的外壁之间设置有6cm的空腔，所述干燥环的空腔内部环绕安装有若干个电热管；所述开合门1的前端放置有送丝台。
所述压板采用矩形结构的不锈钢，所述压板的长或宽分别大于所述扣丝板的长或宽，所述压板的厚度为3cm；所述压板的表面位于所述内槽的正上方贯穿开设有圆形凹槽。
所述扣丝板采用矩形结构的不锈钢。
所述内槽采用类矩形结构的开槽，所述内槽的内壁距离所述内槽的外壁5-8cm。
所述内槽的内壁距离所述内槽的外壁6cm。
所述扣槽采用矩形结构的开槽，所述扣槽的长度为3cm，所述扣槽呈环绕分布在所述内槽的内壁，每两个相邻所述扣槽的直线距离为1cm，所述扣槽的表面粘附有耐高温橡胶。
所述送丝台的底端设置有智控箱，所述智控箱的内部电性安装有PLC，所述PLC采用西门子S7-200型号PLC，所述PLC的输入端分别通过导线连接有距离传感器、恒温调节控制器和按钮开关，所述距离传感器采用GP2Y0A710K0F型号距离传感器；所述恒温调节控制器采用KTO011型号恒温控制器；所述按钮开关采用DS425型号按钮开关；所述PLC的电源端口通过稳压模块连接有外部控制电源，所述稳压模块采用LM7805型号稳压模块；所述PLC的输出端通过第一驱动模块连接有延伸柱，所述第一驱动模块连接有L298N型号驱动模块，所述延伸柱采用KYB电液推杆；所述PLC的输出端通过第二驱动模块连接有液压杆，所述第二驱动模块采用L298N型号驱动模块，所述液压杆采用KYB电液推杆；所述PLC的输出端通过第三驱动模块连接有底伸柱，所述第三驱动模块采用L298N型号驱动模块，所述底伸柱采用KYB电液推杆；所述PLC的输出端通过第四驱动模块连接有电机，所述第四驱动模块采用L298N型号驱动模块，所述电机采用YE3型号电机；所述PLC的输出端通过第五驱动模块连接有第二电机，所述第二电机驱动所述旋转风扇旋转，所述第五驱动模块采用L298N型号驱动模块，所述第二电机采用YE3型号电机；所述PLC的输出端通过第六驱动模块连接有负离子发生器，所述第六驱动模块采用L298N型号驱动模块，所述负离子发生器采用IG202型号负离子发生器。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明高性能离合器面片生产用橡胶料生产工艺，挤胶机生产连续性较强、自动化程度较高，降低了生产成本约15％。
2、本发明高性能离合器面片生产用橡胶料生产工艺，避免使用大量酒精或丙酮易燃有机类溶剂，用水为材料溶剂，因其可缩短干燥时间，节约了生产工时并提高生产安全，降低了材料成本，也改进了环境污染。
3、本发明高性能离合器面片生产用橡胶料生产工艺，采用液体固体热固性酚醛树脂浸后又经干燥的骨架纤维束表面包胶均匀，提高骨架纤维和胶料的结合性，有利制品质量更加稳定。
4、本发明高性能离合器面片生产用橡胶料加工设备，采用活性结构进行卡扣夹持，通过外围加热搭配电机旋转形成稳定的衔接做工，在装置进行升降过程中实现压制，避免纤维丝的掉落，提高装置的整体干燥性能。
5、本发明高性能离合器面片生产用橡胶料加工设备，通过设置调整式的加热装置，为使用者带来稳定的干燥体验，提高装置的贴合性和稳定性，确保干燥效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是是本发明的螺纹管连接结构示意图；
图3是本发明的螺纹管俯视结构示意图；
图4是本发明的扣丝板底端结构示意图；
图5是本发明的电热管结构示意图；
图6是本发明的开合门结构示意图；
图7是本发明的外观结构示意图。
图中：
1-壳体，2-凹槽，3-顶箱，4-连接管，5-底伸柱，6-连接板，7-螺纹管，8-扩口管，9-电机，10-衔接柱，11-扣丝板，12-液压杆，13-压板，14-横杆，15-内槽，16-扣槽，17-送丝台，18-排水管，19-电热管，20-开合门，201-送风扇，202-导流弧，21-观察窗，22-伸缩柱，23-干燥环。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
制备胶料：所述胶料由粘结剂和填料组成，所述胶料中粘结剂和填料的重量比为(38～52):(52～62)，所述胶料中的填料为是由氧化铝、硫酸钡、碳黑、硅铝土、硬脂酸、硫磺按重量比(2～3):(20～30):(10～18):(20～25):(0.5～1)：(2～5)组成；然后将填料添加进搅拌装置，将搅拌装置的转速调整至320r/min，使搅拌装置中的填料预混1min，预混完成后，将搅拌装置的转速调整至380r/min，然后将KH-550粘结剂添加进搅拌装置，使粘结剂和填料搅拌混合5min，得到混合完成的胶料原料；将胶料原料添加进密炼机内部，生胶处于密炼机中，密炼机的两转子相对回转，将来自加料口的物料夹住带入辊缝受到转子的挤压和剪切，穿过辊缝后碰到下顶栓尖棱被分成两部分，分别沿前后室壁与转子之间缝隙再回到辊缝上方，在常温下反复收到机械力的作用，使分子链断裂，与此同时，断裂后的大分子自由基在空气中氧化作用下，发生一系列力学与化学反应，最终得到降解，生胶从原先高韧高弹性变为柔软可塑性；经密炼与开炼后，得到胶料。
制备增强材料：准备制备增强材料需要的原料，所述原料由合成纤维、玻璃纤维和金属纤维制成；将合成纤维、玻璃纤维和金属纤维分别通过热固树脂水溶液，浸泡后，将纤维丝分别取出，经干燥设备干燥，然后将合成纤维、玻璃纤维经和金属纤维分别进行捻丝，使所述合成纤维、所述玻璃纤维以及所述金属纤维复合为一股，得到三股树脂复合纤维束，然后将三股复合纤维丝分别经假捻处理，得到加工完成的树脂复合纤维束；
橡胶料成品：启动挤胶机的主电机，挤胶机先进行预热，使挤出头温度达到80℃，机身温度达到60℃，螺杆温度达到50℃；然后进行预挤胶，待挤出胶温度达到80℃，停止预挤，关闭预挤孔；然后打开挤出头的进胶口，先以“慢档”进行挤包，待纤维束线上胶料基本达到均匀后，将速度调整至“快档”进行生产；挤胶机和收卷机同步运行，保持线速度为55m/min，得到三束包覆有胶料的复合纤维束，包胶完成；并经收卷机收卷得到离合器面片的坯料，可用于下一步离合器面片制品的生产。
其中，增强材料的干燥做工为，使用者将浸泡完成的任一纤维从浸泡液中取出，然后将纤维丝放置在送丝台上，送丝台上的圆形开孔会将纤维流出的水分排出，使用者将纤维丝分缕，然后将一缕纤维丝的顶端通过环状松紧带对纤维丝进行扎紧，然后将松紧带的另一头套入扣槽16的表面，通过外部按钮开关控制底伸柱5进行延长，底伸柱5带动纤维丝由送丝台17经过观察窗21最终进入壳体1的内部，伴随着底伸柱5的不断延长，纤维丝最终全部进入壳体1的内部，并形成悬挂，此时使用者通过按钮开关控制电机9进行旋转30s，旋转完成后，通过液压杆12控制压板13进行下降，压板13表面的开孔对位于扣槽16表面的纤维进行归收，使纤维丝整齐，同时开启顶箱3内部的旋转风扇和负离子发生器进行工作，负离子通过连接管4进行传输，对纤维丝进行抚平，然后控制液压杆12复位，压板13回归于扣丝板11的上方，然后通过外部控制装置控制电热管19进行预热，然后通过伸缩柱22将干燥环23推送至纤维丝的外围，电热管的热量通过热气进行传送，伴随着干燥环23的不断推送和电机9带动的纤维丝的缓慢旋转，对纤维丝进行干燥做工，干燥完成后，使用者通过送风扇210进行送风，对纤维丝进行冷却，干燥做工完成。
综上所述：本发明采用挤胶装置并选用了一种“固体粉状水溶性热固酚醛树脂”替代传统生产使用的必用有机醇或丙酮类有机溶剂溶解的“粉状热塑酚醛树脂”；种新树脂的虽是固体，但可用水溶解；酚醛树脂分为“热固酚醛树脂与热塑酚醛树脂”两种，二种树脂根本区别是：因制造工艺的不同，所制成的两种树脂形态和性能也不相同；热固酚醛树脂为液态，热塑酚醛树脂为固态。但都只能用有机醇或丙酮等有机溶剂类溶解均不可溶于水；由于生产缠绕型离合器面片行业生产现状需要，采用液体热固酚醛树脂特性等不宜使用，最为适合的是采用热塑酚醛树脂，而热塑酚醛树脂在使用时，还必须配加固化剂后才能使用，还需用有机溶剂溶解制成液态使用，所以采用这种树脂就给生产安全带来隐患；本发明选用的热固酚醛树脂为固态，能用水溶解，就消除了安全隐患。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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