專利名稱：多層復(fù)合改性尼龍齒輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于傳動(dòng)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于起重領(lǐng)域的齒輪。
背景技術(shù)：
齒輪是機(jī)械行業(yè)中最常用的部件之一。傳統(tǒng)工業(yè)中，一直采用鋼材和鑄鐵等金屬 材料作為加工齒輪的原材料，但金屬的自重較重，絕緣性差，潤滑性差，金屬齒輪在高負(fù)荷 和高轉(zhuǎn)速時(shí)耐磨性差，熱處理工藝復(fù)雜等缺點(diǎn)也十分明顯。隨著非金屬材料的發(fā)展，近年 來，已有一些行業(yè)采用MC尼龍齒輪替代金屬齒輪，但由于單體鑄型尼龍齒輪無法像金屬齒 輪一樣進(jìn)行表面硬化處理，在很多對齒輪特性要求較高的領(lǐng)域效果很不理想。例如在起重 機(jī)械領(lǐng)域，架橋機(jī)的伸縮系統(tǒng)和行走裝置所用齒輪需要承載高負(fù)荷和高轉(zhuǎn)速，故要求齒輪 具有較好的耐磨性，而現(xiàn)有的金屬齒輪和MC尼龍齒輪達(dá)不到要求。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是齒輪熱處理工藝復(fù)雜、在高負(fù)荷和高轉(zhuǎn)速時(shí)耐磨 性差，提供一種無須進(jìn)行復(fù)雜熱處理、在高負(fù)荷和高轉(zhuǎn)速時(shí)耐磨性較好的多層復(fù)合改性尼 龍齒輪。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是以下述方式實(shí)現(xiàn)的一種多層復(fù)合改性尼龍齒輪，包括軸承層，軸承層外設(shè)有主體層，主體層外設(shè)有耐 磨層，耐磨層的厚度是齒輪齒高的2. 5 3. 5倍。優(yōu)選方案中耐磨層的厚度是齒輪齒高的3倍。軸承層厚度是齒輪分度圓直徑的0. 15 0. 3倍。軸承層厚度是5 10mm。本實(shí)用新型中，多層復(fù)合改性尼龍齒輪利用多種改性尼龍的物理特性，包含三種 擁有不同物理特性的改性尼龍，共分三層。分別是1、最外層即耐磨層，采用晶須增強(qiáng)尼 龍，此種材料具有耐磨擦，低噪音，低振動(dòng)，抗拉強(qiáng)度、彈性模量和沖擊強(qiáng)度高，自潤滑，耐 高溫，對鋼軌磨損小的特點(diǎn)；2、中間層即主體層，采用玻璃纖維增強(qiáng)尼龍，此種材料具有 剛性高，耐腐蝕的特點(diǎn)；3、最內(nèi)層即軸承層，采用耐熱、熱穩(wěn)定增強(qiáng)尼龍，此種材料具有耐 熱，耐腐蝕，熱穩(wěn)定性強(qiáng)、不易變形，減震效果好，低噪音的特點(diǎn)。三層按從內(nèi)到外的順序分 別進(jìn)行鑄造，最后通過機(jī)械加工制得所需成型齒輪。所得到的齒輪能承載高負(fù)荷和高轉(zhuǎn)速， 且不需要熱處理。另外，本實(shí)用新型還具有以下優(yōu)點(diǎn)1.本實(shí)用新型最內(nèi)層的軸承層，克服MC尼龍因自身特性即因溫度的升高或降低 引起的膨脹或收縮，對軸承及整體機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的不良影響如軸承在空中松動(dòng)或游動(dòng)。2、可大規(guī)模鑄造，易于進(jìn)行機(jī)械加工，減小對加工設(shè)備的磨損，大大節(jié)省加工成 本。3、材料成本較低，僅材料成本可比金屬齒輪節(jié)省50%以上。4、重量大大降低，從而減輕設(shè)備的自重，節(jié)省運(yùn)輸成本。5、相比金屬齒輪，無需進(jìn)行熱處理，低碳環(huán)保。[0016]6、振動(dòng)小，低噪音。7、具有很好的自潤滑性。

附圖是本實(shí)用新型的尼龍齒輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如附圖所示，本實(shí)用新型包括軸承層1，軸承層1外設(shè)有主體層2，主體層2外設(shè)有 耐磨層3，耐磨層3的厚度是齒輪齒高的2. 5 3. 5倍，比如說2. 5、3或3. 5倍。當(dāng)齒輪分度圓直徑大于350mm的時(shí)候，軸承層1厚度是齒輪分度圓直徑的0. 15 0. 3倍，比如，當(dāng)分度圓直徑是400mm時(shí)，軸承層的厚度在60 120mm之間。當(dāng)齒輪分度圓直徑小于等于350mm的 時(shí)候，軸承層1厚度是5 10mm，如5、6、7、 8、9 或 IOmm0所述軸承層1包括下述重量份的原材料尼龍6 55 65份，改性劑(聚苯醚樹脂 或聚全氟乙烯丙烯或聚苯醚或聚酰亞胺)20 30份，聚乙烯2 7份，乙烯-丙烯酸共 聚體1 3份，接技三元乙丙膠1 3份，接技聚烯烴1 4份，聚四氟乙烯2 7份， 超高分子量聚乙烯1 4份，加工助劑I (脂肪酸類化合物或石墨或硅油或酒精或堿性納 米蒙脫土) 1 8份，加工助劑II (三甘醇雙-3- (3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙烯 腈或亞磷酸酯)0. 2 1份，熱穩(wěn)定劑0. 1 0. 5份。所述主體層2包括下述重量份的原材料尼龍6 45 55份，聚乙烯2 7份，乙 烯-丙烯酸共聚體1 3份，接技三元乙丙膠1 3份，接技聚烯烴1 4份，玻璃纖維 15 35份，聚四氟乙烯2 7份，超高分子量聚乙烯1 4份，加工助劑I :1 8份，加 工助劑II :0· 2 1份，熱穩(wěn)定劑0. 1 0. 5份。所述耐磨層3包括下述重量份的原材料尼龍6 45 55份，聚乙烯2 7份，乙 烯_丙烯酸共聚體1 3份，接技三元乙丙膠1 3份，接技聚烯烴1 4份，堿式硫酸 鎂晶須或鈦酸鉀晶須15 35份，聚四氟乙烯2 7份，超高分子量聚乙烯1 4份，加 工助劑I 1 8份，加工助劑II :0· 2 1份，熱穩(wěn)定劑0. 1 0. 5份。上述所述的重量份可以是g、Kg或者噸等等。本實(shí)用新型是下述工藝步驟制備的(1)材料制備A、將尼龍6、改性劑、聚乙烯、乙烯_丙烯酸共聚體、接技三元乙丙膠、接技聚烯烴、 聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯和熱穩(wěn)定劑按比例在攪拌機(jī)中混合5 7分鐘，之后把攪拌 好的物料投入雙螺桿擠出機(jī)的進(jìn)料口，并在塑化前期加入改性劑，在溫度為230 250°C、 螺桿轉(zhuǎn)速為250 400轉(zhuǎn)/分的條件下擠出軸承層所需材料；B、將尼龍6、聚乙烯、乙烯_丙烯酸共聚體、接技三元乙丙膠、接技聚烯烴、聚四氟 乙烯、超高分子量聚乙烯、加工助劑I、加工助劑II和熱穩(wěn)定劑按比例在攪拌機(jī)中進(jìn)行混合 5 7分鐘，將攪拌好的物料投入雙螺桿擠出機(jī)的進(jìn)料口，并在塑化前期加入玻璃纖維，在 溫度為230 250°C、螺桿轉(zhuǎn)速為250 400轉(zhuǎn)/分的條件下擠出主體層所需材料；C、將尼龍、聚乙烯、乙烯_丙烯酸共聚體、接技三元乙丙膠、接技聚烯烴、聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯、加工助劑I、加工助劑II和熱穩(wěn)定劑按照比例在攪拌機(jī)中進(jìn)行均勻 混合5 7分鐘，將攪拌好的物料投入雙螺桿擠出機(jī)的進(jìn)料口，并在塑化前期加入堿式硫酸 鎂晶須或鈦酸鉀晶須，在溫度為230 250°C、螺桿轉(zhuǎn)速為250 400轉(zhuǎn)/分的條件下擠出 耐磨層所需材料。(2)在步驟(I)A中所制備的軸承層材料的加工面上涂刷脫模劑，將模具預(yù)熱至 170 190°C ；(3)將步驟⑵中的材料加入熔融爐中，在130 160°C、0. IlMPa的壓力下持續(xù) 7 10秒后加入固化劑，混合均勻后澆入模具，靜置脫模后得到軸承層的毛胚，將毛胚放入 IOO0C以上的水中浸泡50 70分鐘，取出冷卻至常溫；(4)在模具的主體層加工面涂刷脫模劑，將步驟(3)中得到毛胚放入模具中，之后 將磨具和毛胚預(yù)熱至170 190°C ；(5)將步驟(I)B中得到的主體層材料加入熔融爐中，在130 160°C，0. IlMpa壓 力下持續(xù)7 10秒后加入固化劑，混合之后澆入步驟(4)的模具中，靜置脫模后得到軸承 層和主體層的復(fù)合毛胚；(6)將步驟(5)中得到的復(fù)合毛胚放入100°C以上的水中，浸泡50 70分鐘后，
取出冷卻至常溫；(7)在模具的耐磨層材料加工面涂刷脫模劑，并將步驟(6)處理過的復(fù)合毛胚放 入模具中，之后將模具和復(fù)合毛胚預(yù)熱至170 190°C ；(8)將步驟(I)C中得到的耐磨層材料加入熔融爐中，在130 160°C，0. IlMpa壓 力下持續(xù)7 10秒后加入固化劑均勻混合，靜置脫模后得到軸承層、主體層和耐磨層的復(fù) 合毛胚；(9)將步驟(8)得到的復(fù)合毛胚放入100°C以上的水和酒精的混合物中，浸泡 120-200分鐘后，取出緩慢冷卻至常溫；(10)進(jìn)行機(jī)械加工，制得所需尼龍齒輪。
權(quán)利要求一種多層復(fù)合改性尼龍齒輪，其特征在于包括軸承層(1)，軸承層(1)外設(shè)有主體層(2)，主體層(2)外設(shè)有耐磨層(3)，耐磨層(3)的厚度是齒輪齒高的2.5～3.5倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層復(fù)合改性尼龍齒輪，其特征在于所述耐磨層(3)的厚 度是齒輪齒高的3倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多層復(fù)合改性尼龍齒輪，其特征在于軸承層(1)厚度 是齒輪分度圓直徑的0. 15 0. 3倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多層復(fù)合改性尼龍齒輪，其特征在于軸承層(1)厚度 是5 IOmm0
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種多層復(fù)合改性尼龍齒輪，屬于傳動(dòng)領(lǐng)域。包括軸承層，軸承層外設(shè)有主體層，主體層外設(shè)有耐磨層，耐磨層的厚度是齒輪齒高的2.5～3.5倍。本實(shí)用新型中，多層復(fù)合改性尼龍齒輪利用多種改性尼龍的物理特性，包含三種擁有不同物理特性的改性尼龍，共分三層。分別是1、最外層即耐磨層，采用晶須增強(qiáng)尼龍；2、中間層即主體層，采用玻璃纖維增強(qiáng)尼龍；3、最內(nèi)層即軸承層，采用耐熱、熱穩(wěn)定增強(qiáng)尼龍。三層按從內(nèi)到外的順序分別進(jìn)行鑄造，最后通過機(jī)械加工制得所需成型齒輪。所得到的齒輪能承載高負(fù)荷和高轉(zhuǎn)速，且不需要熱處理。
文檔編號F16H55/17GK201672030SQ20102013696
公開日2010年12月15日 申請日期2010年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月22日
發(fā)明者郭文學(xué) 申請人:郭文學(xué)