一種同步帶齒輪及其輪齒條和制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械傳動領(lǐng)域，主要涉及一種同步帶齒輪及其輪齒條和制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]同步帶傳動是由同步帶和同步帶輪組成的嚙合傳動，其運動和動力是通過帶齒與輪齒相嚙合傳遞的。與普通帶傳動相比，同步帶傳動具有帶與帶輪間無相對滑動、傳動比恒定、傳動效率高、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點，在機(jī)械設(shè)備上得到廣泛應(yīng)用。目前同步帶輪常用材質(zhì)有:鋁合金、鋼、鑄鐵、不銹鋼、尼龍、銅、塑膠等，耐磨性還是有待提高的。而輪齒是磨損最大的位置，一旦輪齒受損了，就需要將整個齒輪拆下更換新的，浪費資源，也會增加生產(chǎn)成本。
[0003]因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種同步帶齒輪及其輪齒條和制備方法，所述同步帶齒輪的輪齒條采用超高分子量聚乙烯作為原料，并加入納米級無機(jī)填料、潤滑劑進(jìn)行改性，大大提高了輪齒條的耐磨性能，旨在提供一種超耐磨的輪齒條，延長輪齒條的使用壽命，降低生產(chǎn)成本。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種同步帶齒輪的輪齒條，其中，所述輪齒條的原料組成，按質(zhì)量份數(shù)計，包括以下組分:
[0007]超高分子量聚乙烯100份；
[0008]潤滑劑0.1?10份；
[0009]填充料 10?60份；
[0010]補(bǔ)強(qiáng)纖維5?40份；
[0011]納米無機(jī)填料0.1?10份。
[0012]所述的同步帶齒輪的輪齒條，其中，所述超高分子量聚乙烯為平均分子量為150萬?800萬；所述潤滑劑為聚乙烯蠟、石蠟、硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、硬脂酸鋅中的一種或多種；所述填充料為玻璃微珠、陶瓷微珠、氧化鋁、碳化硅、碳化硼中的一種或多種；所述補(bǔ)強(qiáng)纖維為超高分子量聚乙烯纖維、滌綸纖維、玄武巖纖維、碳纖維、玻璃纖維中的一種或多種；所述納米無機(jī)填料為納米二氧化硅、納米氧化鋁、納米滑石粉、納米碳酸鈣、納米蒙脫土中的一種或多種。
[0013]所述的同步帶齒輪的輪齒條，其中，所述填充料和補(bǔ)強(qiáng)纖維經(jīng)過偶聯(lián)劑活化處理；
[0014]所述偶聯(lián)劑活化處理的過程為取填充料或補(bǔ)強(qiáng)纖維的總質(zhì)量0.5-3.5%的偶聯(lián)劑，用無水乙醇按照8-12:1的體積比進(jìn)行稀釋偶聯(lián)劑；邊攪拌填充料或補(bǔ)強(qiáng)纖維邊加入偶聯(lián)劑/無水乙醇混合溶液，待溶液全部倒入后繼續(xù)攪拌數(shù)分鐘，再放入設(shè)定溫度80± 10°C的烘箱中干燥，取出后研細(xì)，備用；
[0015]所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑中的一種或多種。
[0016]所述的同步帶齒輪的輪齒條，其中，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。
[0017]一種如上所述的同步帶輪齒條的制備方法，其中，包括以下步驟:
[0018]按比例獲取超高分子量聚乙烯與潤滑劑，高速攪拌至40?60°C或8?15分鐘；再加入納米無機(jī)填料和已通過偶聯(lián)劑活化處理的填充料、補(bǔ)強(qiáng)纖維，高速攪拌3?5分鐘后出料備用。
[0019]通過擠出機(jī)頭模擠出平直狀的輪齒條；
[0020]所述擠出過程采用單螺桿或雙螺桿擠出機(jī)，擠出機(jī)的溫度從輸送段到機(jī)頭模依次為 125±5°C，160±5°C，250 ?290 °C，230 ?265 °C，180 ?220 °C，190 ?235 °C，195 ?240 °C，200 ?250 °C，190 ?235 °C。
[0021]所述的同步帶輪齒條的制備方法，其中，所述偶聯(lián)劑活化處理的過程為取填充料或補(bǔ)強(qiáng)纖維的總質(zhì)量0.5-3.5%的偶聯(lián)劑，用無水乙醇按照8-12:1的體積比進(jìn)行稀釋偶聯(lián)劑；邊攪拌填充料或補(bǔ)強(qiáng)纖維邊加入偶聯(lián)劑/無水乙醇混合溶液，待溶液全部倒入后繼續(xù)攪拌數(shù)分鐘，再放入設(shè)定溫度80± 10°C的烘箱中干燥，取出后研細(xì)，備用；
[0022]所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑中的一種或多種。
[0023]所述的同步帶輪齒條的制備方法，其中，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。
[0024]一種同步帶齒輪，其中，所述同步帶齒輪包括齒輪芯和采用如上所述同步帶輪齒條的制備方法制備得到的輪齒條，所述輪齒條可拆卸地環(huán)繞設(shè)置在齒輪芯上。
[0025]所述的同步帶齒輪，其中，所述輪齒條通過螺絲、卡扣或粘接的方式固定在齒輪芯上;
[0026]所述輪齒條分成二段或多段拼接設(shè)置在齒輪芯上；每段輪齒條的兩端分別固定在齒輪芯上，并與相鄰的輪齒條相接；
[0027]所述輪齒條上設(shè)置有定位凸槽，所述齒輪芯上對應(yīng)設(shè)置有定位凹槽。
[0028]一種如上所述的同步帶齒輪的制備方法，其中，包括以下步驟:
[0029]將平直狀的輪齒條放于齒輪芯上，置入加熱溫度為90?140°C的環(huán)境下，使其軟化貼服于齒輪芯表面，取出冷卻，得到與齒輪芯表面弧度吻合的弧形輪齒條；
[0030]將弧形的輪齒條環(huán)繞設(shè)置在齒輪芯上，并將輪齒條固定在齒輪芯上。
[0031]有益效果:本發(fā)明所提供的同步帶齒輪的輪齒條采用分子量150萬以上的超高分子量聚乙烯為原料，并加入納米級無機(jī)填料、潤滑劑進(jìn)行改性，解決了所述超高分子量聚乙烯熔體粘度極高，加工困難的難題，可以通過擠出機(jī)擠出成型，制備輪齒條。超高分子量聚乙烯因分子量高而具有其它塑料無可比擬的優(yōu)異的耐沖擊、耐磨損、自潤滑性、耐化學(xué)腐蝕等性能，耐磨性是碳鋼的7?10倍，不銹鋼的4倍，是已知塑料材料中最耐磨的，而且還可以防止對磨材料的磨損。由于采用超高分子量聚乙烯復(fù)合材料作為輪齒條的原料，使得本發(fā)明同步帶齒輪的強(qiáng)度增強(qiáng)，力學(xué)性能好，而且具有優(yōu)良的耐磨損性和耐化學(xué)腐蝕性，延長了耐磨齒輪的維修周期，顯著提高了同步帶輪的使用壽命，而且輪齒條表面的摩擦系數(shù)低、表面光滑，還可以防止同步帶的磨耗，降低了生產(chǎn)成本。
[0032]而且，由于采用超高分子量聚乙烯復(fù)合材料作為輪齒條的原料，所述輪齒條可以可拆卸地環(huán)繞設(shè)置在齒輪芯上，當(dāng)輪齒條受損時，只需要將受損的輪齒條拆卸下來進(jìn)行更換，不需要更換整個齒輪，而且更換方便，進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0033]圖1為本發(fā)明同步帶齒輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0034]本發(fā)明提供一種同步帶齒輪及其輪齒條和制備方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0035]本發(fā)明所提供的同步帶齒輪，如圖1所示，分為輪齒條I和齒輪芯2兩個部分，所述輪齒條I可拆卸地環(huán)繞設(shè)置在齒輪芯2上。
[0036]所述輪齒條I可以通過螺絲3固定在齒輪芯2上，也可以采用膠粘、卡扣等其他可拆卸的方式固定在齒輪芯2上，二段或多段拼接成圓形覆蓋在齒輪芯表面制成同步帶輪。這樣，當(dāng)同步帶齒輪受到磨損或出現(xiàn)故障時，就可以直接將輪齒條I拆卸下來，更換新的輪齒條1，而不需要更換整個齒輪，更換方便的同時，也減少了資源的浪費。
[0037]所述輪齒條I可以二段或多段拼接成圓型，環(huán)繞設(shè)置在齒輪芯2上，輪齒條I的兩端相接，并固定在齒輪芯2上。優(yōu)選地，所述輪齒條I可以分成三段設(shè)置在輪齒芯2上，每段輪齒條I的兩端分別固定在齒輪芯2上，并與相鄰的齒輪條I相接。進(jìn)一步地，三段輪齒條I的形狀可以相同，這樣可實現(xiàn)模塊化的生產(chǎn)，方便裝配。
[0038]進(jìn)一步地，所述輪齒條I上還設(shè)置有定位凸槽4，所述齒輪芯2上對應(yīng)設(shè)置有定位凹槽(圖中未示出)。這樣，在裝配輪齒條I時，通過定位凸槽4和定位凹槽的配合，就能快速在齒輪芯2上找準(zhǔn)定位，提高安裝速率。