专利名称:驼峰减速器用闸瓦及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种高摩擦系数、高强度的摩擦材料及其制造方法，尤其涉及一种应用于驼峰减速器的闸瓦及其制造方法。
背景技术：
在编组站中，货车自驼峰下溜后到达调车场内制定的线路上，以备编组站新的车列。世界上第一个简易驼峰于1876年在德国斯毕道夫编组站建成。利用驼峰调车，不仅可改善劳动条件，而且可提高调车效率和作业能力。1924年，世界上第一个使用减速器调速的机械化驼峰在美国吉布森编组站建成。1956年，世界上第一个用数字电子计算机控制车辆溜放速度和溜放进路的自动化驼峰在美国的盖托威编组站建成。
无论是机械化驼峰，还是自动化驼峰，减速器是必不可少的。溜放段一般包括1)坡度为40～60‰的加速坡；2)坡度为1.5～3.5‰的道岔区坡；3)中间坡。减速器被布置在中间坡。它不仅要保证货车以缓慢的速度进入调车场内到达指定的线路上，而且要保证被夹停后的难停车在减速器缓释后仍能自行启动溜行。
减速器的结构是弹簧力施加在闸瓦上，而闸瓦夹紧车轮，增加车轮前进的阻力，以达到减速的目的。
现有的驼峰减速器，采用废旧钢轨直接刹车轮。由于其摩擦系数较低，不仅无法适应高效的机械化、自动化驼峰编组站，容易产生重大质量事故，而且，巨大的噪音使人难以忍受，严重污染作业环境。
但是，若采用现有的合成材料，由于摩擦系数偏低，仅为0.30～0.45耐热性较差，分解温度仅为312℃；强度较低，一般冲击强度在0.5J/cm2以下，弯曲强度小于80MPa，使用中会出现严重的掉块现象。
发明内容本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种驼峰减速器用闸瓦及其制造方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现驼峰减速器用闸瓦，其特征在于，该闸瓦由闸瓦本体、周边增强材料、底部增强材料组成，所述的闸瓦本体采用混杂纤维增强树脂及填充高摩填料的复合材料，所述的周边增强材料采用纤维增强树脂材料，所述的底部增强材料采用铁板或纤维增强树脂材料。
所述的混杂纤维增强树脂及填充高摩填料的复合材料的组成(重量百分数)如下钢纤维 0～30％，芳纶纤维 0～5％，碳纤维 0～5％，A6树脂 10～40％，刚玉 0.5～40％，陶土 10～30％，长石 0～20％，海泡石 0～40％，重晶石 0～25％，石墨 1～10％。
所述的纤维增强树脂材料采用连续长纤维增强A6树脂复合材料，其中纤维的含量占复合材料重量在30～90％。
所述的连续长纤维选自玻璃纤维布，碳纤维布，或者选自包括锦纶、胶粘丝、芳纶的化学纤维。
所述的铁板进行镀锌处理。
所述的钢纤维是经拉丝刮削切段的金属材料，其容积率为0.9～1.20cc/g，直径小于200μm，长度0.1～5mm，熔点1530℃。
所述的芳纶纤维选用美国杜邦公司生产的979型。
所述的A6树脂为腰果壳油、杂环化合物和聚酰亚胺共同改性的酚醛树脂，树脂的冲击强度为0.205J/cm2，弯曲强度68.0MPa，弯曲模量2.80GPa，分解温度453.1℃，分解残留物达41.20％。
驼峰减速器用闸瓦的制造方法，其特征在于，该方法包括以下工艺步骤(1).首先将闸瓦本体材料按重量百分比为钢纤维0～30％、芳纶纤维0～5％、碳纤维0～5％、A6树脂10～40％、刚玉0.5～40％、陶土10～30％、长石0～20％、海泡石0～40％、重晶石0～25％、石墨1～10％犁耙式混料机内进行混合，主轴转速为200rpm，搅刀转速为3000rpm，时间为3～5min，然后将混好的压塑料放入干燥房中，使压塑料的挥发份重量含量小于1％，备用；(2).将连续长纤维布浸渍A6树脂，控制上胶率在10～70％重量，制成胶布，裁成相应尺寸，贴于模具内壁；(3).将镀锌铁板或由(2)得到的连续长纤维布浸渍A6树脂制成的胶布裁成相应尺寸置于模具上部；(4).将闸瓦本体压塑料倒入模具内热压成型，热压成型的工艺参数为温度170～190℃，压力5～20MPa，时间2～10min，得到产品。
在步骤(4)之后还可以包括以下步骤(5).将成型物放入烘箱，在150～200℃条件下热处理8～12小时，得到产品。
与现有技术相比，本发明具有以下特点(1).具有较高且稳定的摩擦系数；(2).能够承受较大冲击力和剪切力；(3).耐大气老化及适应炎热、寒冷和潮湿等各类气候；(4).耐磨、耐油、噪音低。
本发明不仅提高了驼峰编组站的编组效率，还能适用于重载货车，提高了生产安全性，改善了作业环境。
图1为本发明产品的结构示意图；附图中，3为闸瓦本体，2为周边增强材料，1为底部增强材料。
具体实施方式下面结合实施例，对本发明作进一步说明
实施例1闸瓦本体组份 重量百分比芳纶纤维(Kevlar Pulp979) 2碳纤维 5A6树脂 20刚玉 5陶土 20长石 18重晶石 25石墨 5将原材料按比例投入犁耙式混料机，搅拌5分钟，备用。
将胶粘丝布(厚0.5～3mm，门幅1000mm)浸渍A6树脂，上胶率为20％重量，裁成相应尺寸，贴于模具内壁和/或上模。单侧总厚度为3～5mm。
将闸瓦本体压塑料倒入模具中，控制模具温度为170～190℃，压力为15MPa，时间为5min即可。
所制成的材料性能如下1.摩擦性能
2.物理机械性能洛氏硬度HRM90.1，冲击强度0.9J/cm2，弯曲强度100.1Mpa，材料分解温度为455.0℃，失重百分比为28.9％。
实施例2
闸瓦本体组份 重量百分比Kevlar Pulp979 1钢纤维 25A6树脂 25刚玉 4陶土 10长石 15重晶石 15石墨 5将原材料按比例投入型犁耙式混料机，搅拌5分钟，备用。
连续长纤维采用1.5mm的玻璃纤维布。
底部增强材料采用厚度为4mm的铁板，表面镀锌处理，并用粘合剂处理，使其能与闸瓦本体材料很好地粘接。
制造方法同实施例1。
所制成的材料性能如下1.摩擦性能
2.物理机械性能洛氏硬度HRM78.1，冲击强度4.5J/cm2，弯曲强度256.7Mpa。
上述两种材料应用于驼峰减速器中，摩擦系数良好，货车减速迅速，稳定可靠，噪音明显减少，使用后，表面无缺陷，基本满足使用工况，符合用户要求。
权利要求
1.驼峰减速器用闸瓦，其特征在于，该闸瓦由闸瓦本体、周边增强材料、底部增强材料组成，所述的闸瓦本体采用混杂纤维增强树脂及填充高摩填料的复合材料，所述的周边增强材料采用纤维增强树脂材料，所述的底部增强材料采用铁板或纤维增强树脂材料。
2.根据权利要求
1所述的驼峰减速器用闸瓦，其特征在于，所述的混杂纤维增强树脂及填充高摩填料的复合材料的组成(重量百分数)如下钢纤维 0～30％，芳纶纤维 0～5％，碳纤维 0～5％，A6树脂 10～40％，刚玉 0.5～40％，陶土 10～30％，长石 0～20％，海泡石 0～40％，重晶石 0～25％，石墨 1～10％。
3.根据权利要求
1所述的驼峰减速器用闸瓦，其特征在于，所述的纤维增强树脂材料采用连续长纤维增强A6树脂复合材料，其中纤维的含量占复合材料重量在30～90％。
4.根据权利要求
3所述的驼峰减速器用闸瓦，其特征在于，所述的连续长纤维选自玻璃纤维布，碳纤维布，或者选自包括锦纶、维纶、胶粘丝、芳纶的化学纤维。
5.根据权利要求
1所述的驼峰减速器用闸瓦，其特征在于，所述的铁板进行镀锌处理。
6.根据权利要求
2所述的驼峰减速器用闸瓦，其特征在于，所述的钢纤维是经拉丝刮削切段的金属材料，其容积率为0.9～1.20cc/g，直径小于200μm，长度0.1～5mm，熔点1530℃。
7.根据权利要求
2所述的驼峰减速器用闸瓦，其特征在于，所述的芳纶纤维选用美国杜邦公司生产的979型。
8.根据权利要求
2所述的驼峰减速器用闸瓦，其特征在于，所述的A6树脂为腰果壳油、杂环化合物和聚酰亚胺共同改性的酚醛树脂，树脂的冲击强度为0.205J/cm2，弯曲强度68.0MPa，弯曲模量2.80GPa，分解温度453.1℃，分解残留物达41.20％。
9.驼峰减速器用闸瓦的制造方法，其特征在于，该方法包括以下工艺步骤(1).首先将闸瓦本体材料按重量百分比为钢纤维0～30％、芳纶纤维0～5％、碳纤维0～5％、A6树脂10～40％、刚玉0.5～40％、陶土10～30％、长石0～20％、海泡石0～40％、重晶石0～25％、石墨1～10％投入犁耙式混料机内进行混合，主轴转速为200rpm，搅刀转速为3000rpm，时间为3～5min，然后将混好的压塑料放入干燥房中，使压塑料的挥发份重量含量小于1％，备用；(2).将连续长纤维布浸渍A6树脂，控制上胶率在10～70％重量，制成胶布，裁成相应尺寸，贴于模具内壁；(3).将镀锌铁板或由(2)得到的连续长纤维布浸渍A6树脂制成的胶布裁成相应尺寸置于模具上部；(4).将闸瓦本体压塑料倒入模具内热压成型，热压成型的工艺参数为温度170～190℃，压力5～20MPa，时间2～10min，得到产品。
10.根据权利要求
9所述的驼峰减速器用闸瓦的制造方法，其特征在于，在步骤(4)之后还可以包括以下步骤(5).将成型物放入烘箱，在150～200℃条件下热处理8～12小时，得到产品。
专利摘要
本发明涉及驼峰减速器用闸瓦及其制造方法，该闸瓦由闸瓦本体、周边增强材料、底部增强材料组成，所述的闸瓦本体采用混杂纤维增强树脂及填充高摩填料的复合材料，所述的周边增强材料采用纤维增强树脂材料，所述的底部增强材料采用铁板或纤维增强树脂材料；该闸瓦的制造方法包括备料、贴模、成型等工艺步骤。与现有技术相比，本发明具有较高的摩擦系数、较好的力学性能与耐候性，同时具有耐磨、耐油、噪音低等特点。
文档编号F16D69/02GK1990813SQ200510112019
公开日2007年7月4日 申请日期2005年12月27日
发明者张定权 申请人:上海壬丰复合材料有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan