一种异型绝缘耐磨撒砂橡胶软管的制作方法

本发明属高速动车组橡胶软管领域，涉及一种异型绝缘耐磨撒砂橡胶软管。

背景技术：

随着科技的不断进步，交通工具也越来越多样化，速度也越来越快，其中高速动车以其快速便捷的优势成为人们出行优选的交通工具。高速动车的行车制动安全性能显得更为重要，撒砂装置是在制动时对车轮前的轨道进行撒砂，以提高车轮与铁轨间的摩擦系数，从而增强制动效果的装置，撒砂装置也可以在启动或上坡时进行撒砂来抑制空转和滑行，改善粘着牵引力，有效防止雨雪天动轮的打滑现象，增强行车安全性。

中国发明申请cn105346543a公开了一种轨道交通车辆及其撒砂装置，包括砂箱和撒砂器，还包括安装支架，安装支架的端部固定在车体边梁的内壁，砂箱表面的一端可拆卸地连接在安装支架的底部，另一端可拆卸地连接在车体底架上；撒砂器与砂箱出口连通，且撒砂器的侧壁上连通有用于将自身内部的砂子吹落到轨面上的压力风管，且压力风管上设置有用于调节吹风量的节流阀。撒砂器的底部连接有撒砂管，如此撒砂器内的砂子能够在压力风管的风压作用下顺利进入到撒砂管中，并沿着撒砂管运动，定向地喷洒在对应位置。

目前市场上撒砂装置的撒砂橡胶软管均为直管，与砂箱部分硬连接，在车辆运行时胶管发生弯曲、拉伸、受力，对直管两端的连接装置产生很强的拉拽力，严重时会使端部接头脱落，影响机车的行车安全性能。并且运行过程中撒砂直管从弯曲状态到拉直状态变化时会产生轴向的扭曲力，增加管身的应力，且对两端的连接有不利影响，从而增加机车运行故障。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中存在的问题及砂箱与撒砂管的连接角度、方向及受力环境，提供一种具有绝缘、耐磨、低温柔性良好的异型撒砂橡胶软管，消除了使用过程中胶管的轴向扭曲力，缓解了两端接头受力，规范了安装操作，满足了更高的使用要求，适用于大变形、使用工况苛刻、振动剧烈等条件下的高速动车组的撒砂装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明所述的的撒砂管为一种异型绝缘耐磨撒砂橡胶软管。

一种异型绝缘耐磨撒砂橡胶软管，该异型绝缘耐磨撒砂橡胶软管由内往外包含内胶层、加强层和外胶层。

优选的，所述的异型绝缘耐磨撒砂橡胶软管为s型橡胶软管。

所述的s型橡胶软管包括第一直管段、第二直管段、第三直管段、连接第一直管段和第二直管段的第一圆弧段、连接第二直管段和第三直管段的第二圆弧段；所述的第一直管段和第二直管段分别与第一圆弧段相切；所述的第二直管段和第三直管段分别与第二圆弧段相切。

所述的第一圆弧段的弯曲半径r1为70mm～120mm，所述的第二圆弧段弯曲半径r2为80mm～130mm；第一直管段的端口中心p4沿第一直管段中心线方向与第二直管段的中心线的距离l1(p3与p4两点之间的距离)为160mm～240mm，第三直管段的端口中心p1沿第三直管段中心线方向与第二直管段的中心线的距离(p1与p2两点间的距离)l2为240mm～320mm，第一直管段的中心线与第二直管段的中心线的交点p3与第三直管段的中心线与第二直管段的中心线的交点p2间距离l3(p2与p3两点间的距离)为300～360mm；所述的第一直管段的中心线与第二直管段的中心线构成70°～100°夹角，第三直管段的中心线与第二直管段的中心线构成80°～55°夹角。本发明异型绝缘耐磨撒砂橡胶软管的形状、角度及尺寸是根据实际行车中胶管的受力动态及安装环境、并根据不同路况，车辆的运行状态譬如转弯、爬坡等设计而成，解决了胶管的轴向扭曲应力，减缓了管体对接头的硬性拉力，减少了运行故障率。

所述的内胶层的厚度为4～5mm；所述的加强层的厚度为0.2～1mm；所述外胶层的厚度为2～3mm。

所述的内胶层和外胶层分别由绝缘、耐磨、阻燃、耐候、低温柔软性能良好的橡胶组合物制成。所述的橡胶为nbr、nr、sbr、iir、csm、epdm、cr中任意一种，保证撒砂胶管的现场使用环境及工况要求。

具体的，所述的内胶层和外胶层可以分别由epdm橡胶组合物制成，epdm橡胶组合物包括如下重量份数的组分：三元乙丙橡胶100份，天然气半补强炭黑10～30份，阻燃剂120～170份，防焦剂1～4份，氧化锌3～10份、硬脂酸0.5～3份，防老剂3～6份，硫磺0.8～1.5份，促进剂dtdm1～2.5份，促进剂dm0.5～1.5份，促进剂bz1.5～2.5份，增塑剂40～70份。

其中，所述的三元乙丙橡胶采用高门尼粘度ml1+4125℃为65～85、乙烯含量为60～70％三元乙丙橡胶。

所述的阻燃剂为阻燃剂06b和阻燃剂f2的混合物，每100重量份三元乙丙橡胶使用110～140重量份阻燃剂06b和10～30重量份阻燃剂f2，所述的阻燃剂06b为改性氢氧化镁阻燃剂；所述的阻燃剂f2为红磷型阻燃剂。所述的防焦剂为v.e-80，防焦剂v.e-80为倍裕科技(江苏)有限公司的合成橡胶防焦剂。

所述的防老剂为防老剂rd和防老剂mb的混合物，每100重量份三元乙丙橡胶使用2～4重量份防老剂rd和1～2重量份防老剂mb。

所述的增塑剂为石蜡油和增塑剂nb-4的混合物，每100重量份三元乙丙橡胶使用20～35重量份石蜡油和20～35重量份增塑剂nb-4。增塑剂nb-4为己二酸酯类软化剂。

所述的epdm橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、取配方量三元乙丙橡胶、防老剂、氧化锌和硬脂酸加入密炼机中捏炼30s～60s；

步骤(2)、往上述混合物中加入炭黑和增塑剂，捏炼40s～70s；

步骤(3)、加入阻燃剂，当密炼机中混合物温度增加到85～95℃时加入硫化剂和防焦剂，捏炼1～2min，体系温度达到115～120℃时排胶；其中，所述的硫化剂为硫磺、促进剂dtdm、促进剂dm和促进剂bz；

步骤(4)、从密炼机中排出的混炼胶需要在开炼机上进行翻胶，翻胶时间不少于120秒，以保证胶料混炼均匀，翻胶后将混炼胶出成一定宽度的条片经防粘液、干燥、停放24h后即可用于产品的制备。

所述的内胶层和外胶层也可以分别由cr橡胶组合物制成，cr橡胶组合物包括如下重量份数的组分：氯丁橡胶100份，快压出炭黑n5505～15份，白炭黑40～80份，硬脂酸0.5～1.2份，防老剂1～6份，增塑剂nb-420～40份，硫化剂s-800.3～0.8份，偶联剂si-691～3份，氧化镁2～4份，氧化锌3～8份，防护蜡6542～5份，促进剂na-221～3份，促进剂dm0.5～2份，促进剂40001～3份，阻燃剂tl0130～60份，阻燃剂06b10～20份，阻燃剂f210～20份，成炭剂xc-103b10～35份，抑烟剂charmaxls-zhs5～20份，抑烟剂charmaxls-aom2～10份。其中，所述的防老剂为防老剂4010na和防老剂rd的混合物，每防老剂4010na和防老剂rd的重量比为1:1～2。

所述的cr橡胶组合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)、取配方量氯丁橡胶、防老剂和硬脂酸加入密炼机中捏炼30s～60s；

步骤(2)、往上述混合物中加入快压出炭黑n550、白炭黑、防护蜡、阻燃剂、成炭剂、抑烟剂和增塑剂，捏炼40s～70s；

步骤(3)、当密炼机中混合物温度增加到85～95℃时加入硫化剂s-80、氧化锌、氧化镁、偶联剂si-69、促进剂，捏炼1～2min，体系温度达到115～120℃时排胶；

步骤(4)、从密炼机中排出的混炼胶需要在开炼机上进行翻胶，翻胶时间不少于120秒，以保证胶料混炼均匀，翻胶后将混炼胶出成一定宽度的条片经防粘液、干燥、停放24h后即可用于产品的制备。

本发明所述的防粘液为2％的硬脂酸锌水溶液。

所述的加强层由芳纶、聚酯、维纶、尼龙中任意一种制成通过缠绕或针织工艺制成。

通过上述涉及不仅保证了砂子对胶管内壁的耐磨性，同时使产品具有更好的挺性和抗塌瘪性，加强层保证产品强度的同时，在低温下也不会影响其柔韧性。

所述的异型绝缘耐磨撒砂橡胶软管的两端分别设有安装定位线便于接头或卡箍装配到位，规范了操作，减少了安装隐患。

所述的异型绝缘耐磨撒砂橡胶软管的管体外壁上设有流向标识如“←”，便于安装方向的辨别，确保了安装准确性。

本发明的有益效果：

本发明撒砂管是根据它的受力动态及安装环境设计而成的异型橡胶撒砂管，有效避免了胶管的轴向扭曲问题，减缓了管体对接头的硬性拉力，降低了运行故障率；内、外胶层由具有绝缘、耐磨、耐侯、阻燃、低温柔性好等特点的混炼胶材料制成，加强层由芳纶、聚酯、维纶、尼龙中任意一种通过缠绕或针织工艺制成，满足了撒砂管绝缘、耐磨、耐候、阻燃、抗爆破、承受外力干扰等使用工况的要求；同时在胶管管体标有安装方向标识，保证了异型撒砂橡胶软管连接准确，规范了安装，减少了安全隐患

附图说明

图1为本发明异型绝缘耐磨撒砂橡胶软管的主视图；

图2为图1的剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

如图1和图2所示，一种异型绝缘耐磨撒砂橡胶软管，该异型绝缘耐磨撒砂橡胶软管为s型橡胶软管，由内往外由内胶层1、加强层2和外胶层3组成；在撒砂橡胶软管的两端分别设有安装定位线，并在撒砂橡胶软管的管体外壁上设有流向标识如“←”。

s型橡胶软管包括第一直管段4、第二直管段5、第三直管段6、连接第一直管段4和第二直管段5的第一圆弧段7、连接第二直管段5和第三直管段6的第二圆弧段8；第一直管段4和第二直管段5分别与第一圆弧段7相切；第二直管段5和第三直管段6分别与第二圆弧段8相切；第一圆弧段7的弯曲半径r1为100mm；第二圆弧段8的弯曲半径r2为100mm；第一直管段4的端口中心(p4)沿第一直管段中心线方向与第二直管段5的中心线的距离l1(p3与p4两点之间的距离)为186mm，第三直管段6的端口中心(p1)沿第三直管段中心线方向与第二直管段5的中心线的距离(p1与p2两点间的距离)l2为257mm，第一直管段4的中心线与第二直管段5的中心线的交点(p3)与第三直管段6的中心线与第二直管段5的中心线的交点(p2)间距离l3(p2与p3两点间的距离)为325.5mm；第一直管段的中心线与第二直管段的中心线构成91°夹角，第三直管段的中心线与第二直管段的中心线构成76°夹角。

异型绝缘耐磨撒砂橡胶软管内径为19±0.3mm，外径为33±0.5mm；其中，内层胶1的厚度为4.8mm，加强层2的厚度为0.2mm，外胶层3的厚度为2mm。

所述的内、外胶层均采用绝缘、阻燃、耐磨的epdm橡胶组合物制成，橡胶组合物中各组分按如下重量份数配比：三元乙丙橡胶100份，天然气半补强炭黑20份，阻燃剂06b140份，阻燃剂f220份，防焦剂v.e-802份，氧化锌5份、硬脂酸1份，防老剂rd2份，防老剂mb1份，硫磺1份，促进剂dtdm1.5份，促进剂dm1份，促进剂bz2份，石蜡油25份，增塑剂nb-425份。

橡胶组合物的物理性能表：

所述的加强层2采用1000d芳纶线通过缠绕工艺制成。

本实施例异型绝缘耐磨撒砂橡胶软管具有如下优势：

1、胶管的高挺性以及根据车辆运行中的变形状态设计的形状，有效降低了车辆运行过程中的干涉震动；

2、结构角度根据安装空间和实际运行中胶管受力设计，该设计使胶管在使用过程中承受应力达到最小，减轻胶管负担，完全避免了传统直型撒砂管轴向扭曲力大，与砂箱连接处易塌瘪、出现裂纹的致命弊端；

3、耐磨性设计保证其撒砂耐磨性的要求：根据gb/t9867-2008进行辊筒式磨耗试验，相对体积磨耗量可低至157.91mm³；

4、异型耐磨撒砂橡胶管阻燃性能良好，按照din5510-2-2009规定的实验方法进行测试，可燃性等级为s-4。

5、异型耐磨撒砂橡胶管低温柔软性能良好，-40℃低温箱内保持48小时仍能保持良好的柔韧性；

6、本实施例异型耐磨撒砂橡胶管绝缘性能好，绝缘电阻(ac1000v)为无穷大，避免了带电的动车车体与转向架形成电通路，损坏转向架。

实施例2

以cr橡胶组合物替换实施例1中的epdm橡胶组合物，其他均与实施例1相同。

cr橡胶组合物由如下重量份数配比的组分制成：氯丁橡胶：100份，快压出炭黑n550：5份，白炭黑：60份，硬脂酸：0.5份，防老剂4010na：2份，防老剂rd：3份，增塑剂nb-4：30份，硫化剂s-80：0.5份，偶联剂si-69：1.5份，氧化镁：4份，氧化锌：5份，防护蜡654：3份，促进剂na-22：1.5份，促进剂dm：0.5份，促进剂4000：2份，阻燃剂tl01：40份，阻燃剂06b：20份，阻燃剂f2：10份，成炭剂xc-103b：18份，抑烟剂charmaxls-zhs：5份，抑烟剂charmaxls-aom：10份。

橡胶组合物的物理性能表：

采用本实施例的cr橡胶组合物制成的异型绝缘耐磨撒砂橡胶软管能够获得与实施例1相同的技术效果。