一種用于輪胎生產設備的頂緊裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于輸送技術領域，涉及一種輸送設備，特別是一種用于輪胎生產的頂緊 裝置。
【背景技術】
[0002] 目前的輪胎生產中，上下料和輸送過程普遍采用人工進行，生產效率低下，勞動強 度高。
[0003] 中國專利CN103434840A公開了一種輪胎抓手，包括輪胎托架、主軸、聯軸器、絲桿 螺母機構及其驅動裝置、連桿、齒輪齒條機構、齒條驅動裝置和托盤，該輪胎抓手既可以適 用多種規格輪胎的抓取，也可用于同種規格輪胎的抓取。
[0004] 上述的機械手采用連桿由兩側夾取輪胎的形式，輪胎需要碼垛整齊不然夾取不方 便，結構設計不夠合理。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種夾取方便、輪胎支撐 性好的用于輪胎生產設備的頂緊裝置。
[0006] 本發明的目的可通過下列技術方案來實現：一種用于輪胎生產設備的頂緊裝置， 其特征在于，包括：
[0007] 導向塊，導向塊上開設有導向孔；
[0008] 連接塊，連接塊上開設有螺紋孔，連接塊固連在導向塊上且螺紋孔與導向孔同軸 線；
[0009] 傳動桿，傳動桿匹配安裝在螺紋孔內，傳動桿能帶動導向塊沿傳動桿的軸線往復 移動。
[0010] 在上述的一種用于輪胎生產設備的頂緊裝置中，導向塊由聚甲醛復合材料制成。
[0011] 在上述的一種用于輪胎生產設備的頂緊裝置中，聚甲醛復合材料主要由以下成分 (以重量份數計）組成：POM : 100份，聚四氟乙烯：15-30份，丁腈橡膠：10-20份，增強纖維： 20-40份，金屬粉：5-15份，偶聯劑：1-5份，分散劑：1-3份，穩定劑：1-5份。
[0012] 聚甲醛俗稱賽鋼或奪鋼，具有類似金屬的洛氏硬度、強度和鋼性，在很寬的溫度和 濕度范圍內都具有很好的自潤滑性、耐疲勞性，并具有彈性和良好的耐化學品性。因此，本 發明導向塊采用聚甲醛復合材料代替金屬材料制成，不需要進行金加工工藝，不僅極大的 節約了加工工序和加工刀具設備等費用，降低了生產成本，還縮短了導向塊的制造周期，卻 獲得了性能更好的導向塊。
[0013] 本發明還對聚甲醛復合材料的組成成分及其重量份數進行了重新配伍，在聚甲醛 基體中加入了一定重量份數的聚四氟乙烯、丁腈橡膠、增強纖維、金屬粉和其它助劑。
[0014] 在聚甲醛基體中加入聚四氟乙烯形成共混合金，雖然會使聚甲醛復合材料的力學 性能和加工性能劣化，但是，由于聚四氟乙烯摩擦系數比聚甲醛小，耐磨性比聚甲醛好，且 其熔融溫度低于聚甲醛。可偏析在聚甲醛復合材料的表面上層，使聚甲醛復合材料表面和 摩擦副表面之間的摩擦形式部分轉化為添加高分子化合物的表面和摩擦副表面之間的摩 擦形式從而減小對聚甲醛復合材料表面所產生的摩擦阻力，提高聚甲醛復合材料的耐磨性 能。本發明加入聚甲醛基體中的聚四氟乙烯粒徑對于最終改性效果的發揮非常重要，它的 粒徑越細，在聚甲醛基體中的分散均勻，發揮的效果越好。因此，本發明進一步優選粒度通 過300目篩的聚四氟乙烯。
[0015] 在聚甲醛基體中加入丁腈橡膠可對聚甲醛產生良好的合金化效果，改善聚甲醛復 合材料的力學性能。由于本申請聚甲醛復合材料的配伍合理，丁腈橡膠只需要添加上述重 量份數就能達到較好的效果。
[0016] 由于聚四氟乙烯的加入會劣化聚甲醛復合材料的力學性能和加工性能，因此，本 發明又在聚甲醛復合材料中添加了增強纖維和金屬粉，以改善聚甲醛復合材料的力學性 能。
[0017] 在上述的一種用于輪胎生產設備的頂緊裝置中，丁腈橡膠中丙烯腈含量在 43-46%。丁腈橡膠中丙烯腈含量越高，丁腈橡膠的溶解度參數逐漸接近聚甲醛，與聚甲醛 的相容性越好，使合金沖擊強度強度越高。
[0018] 在上述的一種用于輪胎生產設備的頂緊裝置中，增強纖維為玻璃纖維、碳纖維、硼 纖維、晶須、石棉纖維及金屬纖維中的一種或多種。進一步優選增強纖維的直徑小于10 y m， 長度為l-3mm。但是，由于增強纖維的分子結構與聚甲醛基體結構沒有形成鍵能的可能， 彼此混合的作用力僅為范德華爾引力。為了增強兩者相互混合之間的作用力，使兩者有分 子鍵能，本發明將增強纖維表面用偶聯劑進行處理，在增強纖維與聚甲醛基體中起一個"加 橋"的作用力。對于偶聯劑的選擇，本發明進一步優選有機硅烷偶聯劑。
[0019] 在上述的一種用于輪胎生產設備的頂緊裝置中，增強纖維為晶須與玻璃纖維、碳 纖維、硼纖維、石棉纖維、金屬纖維中的一種或多種的混合，其中，晶須占增強纖維總量的 40-60 %〇
[0020] 由于晶須是一種具有高強度、高模量和高伸長率的以單晶形式生長成的一種纖 維，其直徑非常小（微米數量級），不含有通常材料中存在的缺陷。因此，本發明增強纖維 進一步優選晶須與玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、石棉纖維、金屬纖維中的一種或多種的混合。 更為優選晶須與玻璃纖維的混合，且晶須為鈦酸鉀晶須，玻璃纖維為無堿的E-玻璃纖維或 S-玻璃纖維。為了使成本與性能相對平衡，晶須占增強纖維總量的40-60%。
[0021] 在上述的一種用于輪胎生產設備的頂緊裝置中，金屬粉為粒徑在100-500nm的銅 粉、鋅粉、鐵粉中的一種。金屬粉可改善聚甲醛復合材料的傳熱性、摩擦磨損性能、韌性、尺 寸穩定性和抗蠕變性等。而且，本發明金屬粉在分散劑和偶聯劑的作用下，可均勻分散在聚 甲醛基體中，改善兩者之間的界面狀況，進而改善聚甲醛復合材料的性能。本發明分散劑可 以選擇TAS-2A等常規分散劑即可。
[0022] 本發明在聚甲醛復合材料中還添加了一定重量份數的穩定劑。因為聚甲醛分子主 鏈是由單一的C-O鍵連接而成，由于聚甲醛分子主鏈上兩個相鄰氧原子對亞甲基氫原子有 較強的活化作用，導致了聚甲醛在熔融加工和使用過程中，具有明顯的解聚傾向，特別是在 受到熱、氧、應力的作用下大分子極易斷鏈，發生連續脫甲醛的降解反應，而分解產生的甲 醛以及由甲醛氧化生成的微量甲酸又將促進分解，加速脫甲醛反應，造成聚甲醛熱穩定性 較差。因此，本發明在聚甲醛復合材料中加入穩定劑加以應對。進一步優選穩定劑由抗氧 劑、甲醛吸收劑和甲酸吸收劑組成，重量份數比為I :(1-2) :(1-2)。
[0023] 本發明采用聚甲醛復合材料制備導向塊的制備方法主要包括以下步驟：
[0024] S1、按照上述聚甲醛復合材料的組成成分及重量份數稱取原料，并將聚甲醛進行 烘干處理；
[0025] S2、將上述原料混合均勻后進行擠出造粒，得到粒料；
[0026] S3、將高速注塑機中的料筒加熱到180_220°C，然后將上述制備得到的粒料添加到 料筒中，加熱到熔融狀態，然后經噴嘴注射到模具中，經保壓、冷卻成型后制備得到導向塊。
[0027] 在本發明導向塊的制備方法中，步驟S2擠出造粒過程中擠出工藝條件為：料筒溫 度：加料段：160-170°C，壓縮段：170-180°C，均化段：175-190°C ; 口模溫度為150-160°C ;螺 桿轉速為15_25r/min。
[0028] 步驟S3注射過程中工藝條件為：模溫溫度為100_120°C，注射壓力為80-110MPa， 保壓壓力為60-80MPa，保壓時間為8-12s，冷卻時間為30-60s。
[0029] 此外，本發明用于輪胎生產設備的頂緊裝置中的傳動桿由碳纖維復合材料制成， 碳纖維復合材料主要由以下組分（以重量份數計）組成：碳纖維：100份，環氧樹脂：60-90 份，增強填料：5-15份，固化劑：5-20份，分散劑：1-5份。
[0030] 本發明用于輪胎生產設備的頂緊裝置中的傳動桿采用碳纖維復合材料制成，碳纖 維復合材料是一種輕質高強復合材料，性能優良。在碳纖維復合材料中樹脂基復合材料的 應用最為廣泛，其中，碳纖維/環氧樹脂基復合材料的比強度是冷軋鋼的近20倍，比模量是 鋼的3倍。因此，由碳纖維和環氧樹脂結合而成的復合材料比重小、剛性和強度高，完全可 以代替金屬材料使用。因此，本發明選擇碳纖維復合材料代替金屬材料制備傳動桿，不僅可 以獲得比重小、剛性和強度高的傳動桿，還可以避免進行金加工工藝，極大的節約了加工工 序和加工刀具設備等費用，降低生產成本，縮短傳動桿的制造周期。
[0031] 作為優選，碳纖維預先經過表面改性處理，表面改性處理工藝為：碳纖維先經硝酸 預處理之后，再用經陳化后的表面改性劑進行改性處理。
[0032] 由于碳纖維表面活動和表面張力較低，化學惰性較大，因此，與環氧樹脂的浸潤性 和界面結合性能較差。因此，要得到性能優異的碳纖維復合材料，必須對碳纖維進行表面改 性，使其與環氧樹脂的界面結合性能得到改善。現有技術中對碳纖維進行表面改性的方法 中往往伴隨著高溫、強氧化等條件，會對碳纖維造成刻蝕和損傷，從而導致纖維強度降低， 影響制品的最終性能。因此，本發明對碳纖維表面改性處理分為預處理和改性處理兩步，缺 一不可。在本發明中，碳纖維先經過硝酸氧化處理后，再用經陳化后的表面改性劑進行改性 處理。因為，研宄發現，經硝酸氧化處理后的碳纖維與未經過硝酸氧化處理的碳纖維均采用 陳化后的表面改性劑進行改性處理，得到的復合材料經檢測后發現，經硝酸處理后的碳纖 維制成的復合材料的強度是未經硝酸氧化處理直接進行表面改性后制得的復合材料的強 度2. 5倍以上。
[0033] 作為優選，表面改性劑由偶聯劑、硅酸乙酯、固體酸按質量比I :(0.4-0.6): (0.01-0.03)組成。本發明表面改性劑采用將偶聯劑與硅酸乙酯聯用，以固體