專利名稱：紙基摩擦片生產線的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種紙基摩擦片生產線。
背景技術：
紙基摩擦片是采用造紙工藝生產的濕式摩擦材料，廣泛用于自動變速器和濕式剎車裝置中以傳遞扭矩、減速和制動。
文獻“專利號為USP 6,194,059”的美國專利公開了一種單獨或混合使用芳綸纖維(漿泊)、碳纖維作為增強纖維用于摩擦材料使用面，制備雙層紙基摩擦材料的方法，該方法是先抄造摩擦材料原紙，隨后浸漬樹脂粘接劑并熱壓固化，最后進行機械沖壓，形成紙基摩擦片。該方法所使用的生產線按下列順序依次排列，攪拌機、紙基成型器、烘箱、浸膠池、硫化機、沖床、人工涂膠。該生產線存在以下缺點攪拌機不容易均勻分散漿料；烘箱烘干熱量利用率低、占用車間面積大；采用浸膠池，粘結劑樹脂浸漬過程不易控制，產品質量差異較大；采用人工在鋼背上涂刷膠液，質量不易控制。該生產線最大的缺點是，由于采用先浸膠固化，后進行機械沖壓，所以有大約40～60％的已固化邊角料無法利用，造成原材料浪費并產生大量工業垃圾，使碳纖維增強紙基摩擦材料的生產成本居高不下。
發明內容
為了克服現有技術生產線邊角料無法利用的不足，本發明提供一種紙基摩擦片生產線。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種紙基摩擦片生產線，包括紙基成型器、沖床和硫化機，特別是還包括高效乳化機、低速攪拌釜、往復式烘道、自動噴膠機和鋼背涂膠機，并按以下順序組成生產線，高效乳化機、低速攪拌釜、紙基成型器、往復式烘道、沖床、自動噴膠機、硫化機、鋼背涂膠機。
所述的乳化機罐體中央內壁上均布若干條矩形折流筋板。
所述的低速攪拌釜轉速為20r/min～80r/min。
所述的往復式烘道線往復層數為3～8層，采用電機帶動鏈條通過網板轉彎裝置實現網板的往復運動。
本發明的有益效果是，由于采用了高效乳化機結合低速攪拌釜，使得漿料分散均勻；采用的往復式烘道線能夠使摩擦材料預制體往復循環受熱，加快了預制體的烘干速度，節約了烘干時間；采用自動噴膠機實現了預制體圓環的多工位噴涂和烘干，精確控制了粘結劑樹脂的浸漬過程。鋼背涂膠機的使用，實現了自動送片、涂膠、出片，從而保證了涂刷過程的一致性，提高了產品質量和生產效率；尤其是紙基摩擦材料預制體成型后經過烘干，先安排沖裁，然后噴膠、硫化，生產線這樣安排，即先沖裁，后涂膠，使得所有的下腳料都能回收利用，不但有利于環保，而且使紙基摩擦材料的生產成本大大降低。
圖1是本發明紙基摩擦片生產線示意圖。
圖2是現有技術紙基摩擦片生產線示意圖。
具體實施例方式
參照圖1、圖2。為了實現上述目的，設計了按下列順序依次排列的生產線高效乳化機、低速攪拌釜、紙基成型器、往復式烘道、沖床、自動噴膠機、硫化機、鋼背涂膠機。主要用于制備碳纖維、Kevlar纖維等高性能纖維增強的紙基摩擦片，同時也可用于制備纖維素纖維、麻纖維等普通纖維增強的紙基摩擦片。
為了使纖維、粉料均勻分散，采用自行設計、加工的高效乳化機代替普通攪拌機，用于纖維、粉料的分散、混合、剪切、均質。乳化機轉子轉速達到3000r/min，乳化機罐體中央內壁上均布3～20條長400mm，寬30mm，高30mm的矩形折流筋板，折流筋板使溶液體系循環大，可以在不同位置形成多種水流形式，短時間內將物料混合均勻。
采用不銹鋼水泵將漿液打入高置的二級低速攪拌釜，通過配置變頻器，調節電機轉速，使漿料保持20r/min～80r/min的低速流動速度，防止密度較大的粉料沉積于攪拌釜底部，造成摩擦材料的性能差異。
紙基成型器主要由工作臺、成型系統、氣動控制系統、白水循環系統組成。工作臺為不銹鋼，耐腐蝕，內襯方管鋼機架以增加強度；成型系統采用電磁閥控制漿液流量，對漿液進行抽濾成形；氣動控制系統利用氣缸往復運動實現抄取料桶的開啟和關閉密封，節省人力；白水循環系統可以回收抽濾過程中流失的粉料和化學助劑，減少廢水的排放。
通過在攪拌釜上配置液位器和電磁閥，根據工藝要求，控制漿液均勻流入紙基成型器的成型料桶中，靜止1～2分鐘后，抽去溶劑水得到摩擦材料預制體。
采用閥島、AS-i總線組成的控制系統控制氣動機械手，將摩擦材料預制體放入往復式烘道線中進行烘干。
為了節約車間面積、充分利用熱量，加工、配置了往復式烘道線代替普通烘箱。烘道線往復層數為3～8層，采用電機帶動鏈條通過網板轉向裝置實現網板的往復運動，將摩擦材料預制體放入最上層的進口網板上，根據要求，設定網板運動速度，經過一個循環后，網板運動到最下層的出口處時，取出摩擦材料預制體。往復式烘道線能夠使摩擦材料預制體在其中往復循環受熱，加快了預制體的烘干速度，節約了烘干時間。
沖裁設備為普通沖床，設計所需沖裁模具，將摩擦材料預制體沖裁為摩擦片圓環。
為了實現粘結劑樹脂的均勻浸漬，同時提高浸漬效率，采用自動噴膠機代替浸膠池。噴膠機由閉合旋轉平臺、噴涂系統、干燥系統、控制系統和污氣排放系統組成。噴涂系統采用壓縮空氣作為氣源，空氣壓力為0.8Mpa左右，儲膠桶有氣動攪拌裝置及精密的隔膜計量泵，并配有噴槍和相應的元器件；烘干系統使用的烘干裝置為熱風機，系統設有自動控溫裝置，且該系統要與污氣排放系統相連，以降低空氣中膠液溶劑的濃度；控制系統采用可編程控制系統進行控制，它能根據不同的工件設定參數，如對工作節拍、烘干溫度、計數系統等要求進行人為控制。實現了預制體圓環的多工位噴涂和烘干，精確控制了粘結劑樹脂的浸漬過程，同時提高了生產效率。
熱壓設備為多層平板硫化機，采用熱壓模具在一定溫度和壓力下熱壓預制體圓環，得到摩擦片。
在現有生產工藝中，涂刷鋼背膠以人工涂刷為主，膠液厚度不均勻，導致摩擦片與鋼背局部粘結不牢，影響摩擦片的質量，廢品率較高。為了改善人工涂刷鋼背膠的缺點和不足，設計、開發出鋼背涂膠機。設備主要包括機架、減速器、同步減速器、料庫、粘片模具、蝸輪蝸桿減速機構、膠輥、膠池等部分。采用可編程控制技術控制整個過程，實現了自動送片、涂膠、出片。從而保證了涂刷過程的一致性，提高了產品質量和生產效率。
采用上述設備組成了紙基摩擦片生產線，克服了傳統制備的缺點，使摩擦片的邊角料能夠回收利用，提高了材料利用率，提高了生產過程的機械化和自動化程度，從而提高了生產效率。
將稱量好的增強纖維、摩擦性能調節劑和填料按一定順序加入到高效乳化機中，設定攪拌時間，制備成分散均勻的漿液。采用不銹鋼水泵將漿液打入高置的二級低速攪拌釜，使漿液保持20r/min～80r/min的低速流動速度，防止密度較大的粉料沉積于攪拌釜底部。控制漿液均勻流入摩擦材料紙基成型器的成型料桶中，靜止一段時間后，抽去溶劑水得到摩擦材料預制體。采用氣動機械手，將摩擦材料預制體放入往復式烘道線中，通過烘道線溫控系統設定烘干溫度和烘干時間將摩擦材料預制體烘干。在沖壓機上沖裁摩擦材料預制體成所需摩擦片圓環，同時把邊角廢料收集到高效乳化機中，加入一定量的調節劑、原材料和軟化水繼續打漿。將沖裁好的摩擦環放在自動噴膠機工位上，控制噴槍噴涂量、噴涂壓力和工件自轉速度使樹脂膠液均勻的噴涂滲入摩擦環，同時通過控制烘干系統烘干摩擦環；把熱壓模具固定在硫化機上，熱壓摩擦環，得到摩擦片。最后將準備好的鋼背和摩擦片放入鋼背涂膠機料庫里，經過一個循環，得到粘接好的摩擦片成品。
權利要求
1.一種紙基摩擦片生產線，包括紙基成型器、沖床和硫化機，其特征在于還包括高效乳化機、低速攪拌釜、往復式烘道、自動噴膠機和鋼背涂膠機，并按以下順序組成生產線，高效乳化機、低速攪拌釜、紙基成型器、往復式烘道、沖床、自動噴膠機、硫化機、鋼背涂膠機。
2.根據權利要求1所述的紙基摩擦片生產線，其特征在于所述的乳化機罐體中央內壁上均布若干條矩形折流筋板。
3.根據權利要求1所述的紙基摩擦片生產線，其特征在于所述的低速攪拌釜轉速為20r/min～80r/min。
4.根據權利要求1所述的紙基摩擦片生產線，其特征在于所述的往復式烘道線往復層數為3～8層，采用電機帶動鏈條通過網板轉彎裝置實現網板的往復運動。
全文摘要
本發明公開了一種紙基摩擦片生產線，包括紙基成型器、沖床和硫化機，特別是還包括高效乳化機、低速攪拌釜、往復式烘道、自動噴膠機和鋼背涂膠機，并按以下順序組成生產線，高效乳化機、低速攪拌釜、紙基成型器、往復式烘道、沖床、自動噴膠機、硫化機、鋼背涂膠機。由于采用了高效乳化機結合低速攪拌釜，使得漿料分散均勻；采用的往復式烘道線能夠使摩擦材料預制體往復循環受熱，加快了預制體的烘干速度；鋼背涂膠機的使用，保證了涂刷過程的一致性，提高了產品質量和生產效率；尤其是紙基摩擦材料預制體成型后經過烘干，先安排沖裁，然后噴膠、硫化，使得所有的下腳料都能回收利用，不但有利于環保，而且使紙基摩擦材料的生產成本大大降低。
文檔編號C09K3/14GK1931950SQ20061010466
公開日2007年3月21日 申請日期2006年9月28日 優先權日2006年9月28日
發明者李賀軍, 費杰, 付業偉, 齊樂華, 任遠春, 陳志彬 申請人:西北工業大學