CN110901094B - 一种耐磨衬板及其制作方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新型复合材料的耐磨衬板及其制作方法和设备，是由聚氨酯原料混合液和半硫化橡胶层经平台热硫化成型工艺制作而成，其中所述半硫化橡胶层厚度1mm～3mm，由以下配方按重量百分比计：氯丁橡胶50～70％，黑炭黑25～35％，硬脂酸0.5～1％，活化剂0.5～1％，硫化剂8～14％，经混炼、压延成卷制作而成。解决需要螺栓定位安装的问题。在安装衬板时，不需要设备打孔，不需要定位螺栓，依然可以将衬板牢固固定在溜槽或者料仓上。

Description

一种耐磨衬板及其制作方法和设备

技术领域

本发明属于料仓、溜槽衬板技术领域，尤其是涉及一种新型复合材料的耐磨衬板及其制作方法和设备。

背景技术

在工业生产中，料仓、溜槽是物料在转载工程中进行物料导向、承载的关键设备。尤其对矿石或者其它磨蚀性物料进行导向和转载时，为加强对料仓壁钢板的保护，通常会在料仓内壁铺设衬板进行保护。常用衬板材料包括耐磨钢衬板、橡胶衬板、陶瓷衬板、聚氨酯衬板、铸石衬板等。无论哪种材质衬板，当使用螺栓进行固定时，均需在料仓壁钢板上进行钻孔，同时衬板固定螺栓要避开料仓壁的筋板位置，或者适当改变筋板位置，以便衬板螺栓固定。

传统的料仓、溜槽等螺栓孔分布没有设计规律，如果是有固定安装孔的衬板，会增加衬板的种类，增加制作成本，同时缺少互换性，也不便于本品备件工作。如果是没有固定安装孔的衬板，只能根据具体情况，调整衬板的螺栓位置，这样需要使用打孔设备现场打孔，涉及现场动力的接入。

本发明通过国家知识产权局官网检索服务***进行了详细检索，得到了如下现有技术，现对这些现有技术做简单介绍，以便更好的了解本发明的发明构思，展现本发明的技术优势和技术特点。

现有技术1：CN201120309438，公开了一种复合材料的耐磨陶瓷衬板，其中：所述的复合材料的耐磨陶瓷衬板中间有橡胶缓冲层，所述橡胶缓冲层上部固定有耐磨陶瓷层，所述橡胶缓冲层下部固定有基体钢板层；所述的橡胶缓冲层由天然橡胶混炼而成；所述基体钢板层边缘固定有包围着耐磨陶瓷层和橡胶缓冲层的边框；所述的耐磨陶瓷层上开设有贯穿橡胶缓冲层及基体钢板层的通孔；所述的基体钢板层可采用Q235A优质钢板；但该衬板在加工过程中的复合工艺仍然较为复杂。

现有技术2：CN103708730A，公开了一种压延微晶衬板，由矿渣粉30％～50％、氧化铝20％～25％、氧化锆15％～25％、岩石粉15％～25％的组分混合制成，其制作方法是将上述重量份数比的原料混合均匀后在1500-1800℃条件下熔化，得到熔融液，将压延机的模具预热到300-800℃，浇入熔融液，待熔融液降温到600-900℃时，再放入晶化炉内，升温至750-950℃，保温0.5-5小时，使之均热并消除应力，继续升温到晶化温度900-950℃，保温2-4小时后自然冷却到50℃以下出炉。但其制作工艺较为复杂。

现有技术3：KR20130120947A公开了一种溜槽衬板，其在结构上进行了改进，但材料的复合性能一般。

发明内容

本发明的目的提供一种新型复合材料的耐磨衬板及其制作方法和设备，解决需要螺栓定位安装的问题。在安装衬板时，不需要设备打孔，不需要定位螺栓，依然可以将衬板牢固固定在溜槽或者料仓上。具体方案如下：

一种耐磨衬板，是由聚氨酯原料混合液和半硫化橡胶层经平台热硫化成型工艺制作而成，其中所述半硫化橡胶层厚度1mm～3mm，由以下配方按重量百分比计：氯丁橡胶50～70％，黑炭黑25～35％，硬脂酸0.5～1％，活化剂0.5～1％，硫化剂8～14％，经混炼、压延成卷制作而成。

进一步的，所述的耐磨衬板的制作方法，其特征在于：包含如下步骤：

(1)按照配方组分混炼、压延成卷制作出半硫化状态的橡胶层，厚度1mm-3mm备用；

(2)采用聚氨酯原料混合设备将聚氨酯原料A组分与B组分混合均匀制作聚氨酯原料混合液备用；

(3)将衬板模具固定在热硫化成型加热平台上，将半硫化橡胶层平整地铺满模具模腔，保持加热平台温度90-130℃，常压下在半硫化橡胶层上浇注聚氨酯原料混合液后合模，保持加热温度30～60min；

(4)待产品冷却后出模，将多余的聚氨酯与橡胶边角料去掉，得到完整的耐磨衬板。

本发明还提供一种耐磨衬板的制作设备，包含并列设置的第一预混罐和第二预混罐，所述第一预混罐和第二预混罐的出料口分别通过进料管与均相混料罐的两个入料口连通，所述进料管上依次设有线隙过滤器和计量泵；

还包含热硫化成型加热平台，所述热硫化成型加热平台上方设置有一布料装置，所述均相混料罐的出料口与所述布料装置连通；

所述布料装置包括下方为条形出料口的布料漏斗和与所述布料漏斗连通的扁平状布料带，还包括一对内部设有驱动电机的出料挤压辊、一对内部设有驱动电机的辅助挤压辊和料液槽；

其中所述辅助挤压辊位于所述出料挤压辊的前部，所述扁平状布料带依次穿过所述辅助挤压辊和出料挤压辊的上下辊之间向所述热硫化成型加热平台延伸，所述辅助挤压辊与出料挤压辊的下辊位于所述料液槽内；

还包括设置于所述出料挤压辊一侧的清洁组件，所述清洁组件包括一呈“L”型结构的链条回路、用于固定链条回路的定位滑轮组、滑轮组驱动组件以及链条校正组件，其中所述链条回路与所述出料挤压辊对应的部分设有清洁刷，所述滑轮组驱动组件包括一驱动电机和与驱动电机连接的驱动齿轮，驱动齿轮的前端设有辅助限位小齿轮，驱动齿轮的***与其中一个定位滑轮齿合；所述链条校正组件包括一钢条回路和一个限位齿轮，所述限位齿轮设置于所述驱动齿轮的正下方，所述钢条回路分别与所述限位齿轮和驱动齿轮的辅助限位小齿轮齿合。

进一步的，所述均相混料罐的两个入料口处分别设有返流管，所述返流管的另一端穿过一热交换器***所述第一或第二预混罐中，所述返流管与所述进料管之间设有低压切换单元；所述第一和第二预混罐与一温控单元连接，所述均相混料罐内设有液位传感器并通过所述液位传感器连接液位控制***。

进一步的，所述均相混料罐包括一“T”型壳体，所述“T”壳体是由下部的U型壳体与上部的圆柱形壳体组成，U型壳体内布置有一开口向上的锥形容器，锥形容器的下方通过一中空驱动轴连接有电动机，所述中空驱动轴的另一端穿过所述锥形容器固定连接有一旋转板，所述中空驱动轴中的内部通道一端与所述锥形容器连通，另一端与进料管连通；

所述锥形容器内部在所述旋转板的上方设置有一漏斗形布液管，所述漏斗形布液管固定在所述圆柱形壳体上，布料管底部与所述旋转板之间留有布液缝隙，布料管***在所述锥形容器的上部设置有布液盖，所述布液盖与所述锥形容器的上沿之间留有过液缝隙；

所述U型壳体的上沿固接有一环形集液斗，所述过液缝隙延伸至所述环形集液斗中，所述环形集液斗的下方对称设有一组出液管；

所述漏斗形布液管的上部连接有一段延伸进液管，延伸进液管另一端连接有一进料漏斗。

进一步的，所述旋转板中心处设置为圆锥形凸起形状。

进一步的，所述中空驱动轴内的中空通道为“T”型，横向的内部通道出口与所述锥形容器连通，竖向的内部通道入口与进料管连通。

进一步的，所述布液盖的上方设有补液通道，所述补液通道另一端穿过所述“T”型壳体与所述进料管连通。

进一步的，所述进料漏斗与所述延伸进液管连接处在所述延伸进液管的水平管内部设有一推进螺杆，螺杆一端连接有驱动电机。

更进一步的，所述漏斗形布液管与所述延伸进液管连接处在所述延伸进液管的外部设有一振动器。

相对于现有技术，本发明具有的优点和积极效果是：

(1)本发明创新思维将两种不同材质结合在一起，通过混炼压延制备出半硫化状态的粘接层，再将半硫化橡胶粘接层和聚氨酯混合液体通过平台热硫化工艺，常压下即可一体成型，无橡胶之间的搭接，半硫化橡胶粘接层与聚氨酯板材完美融合；

(2)本发明的耐磨衬板制作设备能保证两种材质在常压下即可一体成型，热硫化设备不需要提供压力，设备构造相对简单，节约能源；

(3)半硫化状态的橡胶层不需要单独硫化，且采用本发明的制作设备聚氨酯液体可以充分混合，无细小粉末，能更好的与半硫化橡胶层结合一起硫化，节省时间及能源，提高生产效率；

(4)半硫化状态的橡胶层及聚氨酯结合的硫化温度相比橡胶与其它材料结合的硫化温度偏低，节省热能；

(5)模具厚度可调整，不需要一个厚度制作一个模具，使用方便，成本更低；

(6)根据料仓钢板面积设计铺料方式及用量时，不需要螺栓固定，不需要打孔，没有孔洞位置的限制，计算简便；

(7)安装衬板的过程只需使用配套的冷硫化剂，粘接即可，不需要准备配套螺栓，如果有衬板损坏可随时更换部分衬板，方便备件的准备；

(8)现场不需对衬板进行打孔，不需要大型打孔设备，不需要提供打孔设备所需动力，施工成本降低。

附图说明

图1为本发明耐磨衬板制备设备结构流程图；

图2为本发明图1中热硫化成型加热平台及布料装置结合的结构示意图；

图3为本发明聚氨酯原料混合设备中的均相混料罐的结构示意图；

图4为本发明布料装置的结构示意图；

图5为本发明图4中布料装置中出料挤压辊与布料带的工作示意图。

具体实施方式

下面及具体实施方式对本发明作进一步说明。

实施例1

一种用于衬板的复合材料，包含一种半硫化橡胶及聚氨酯材料，制作流程如下：1)制备半硫化橡胶层所需的材料，材料配方按重量百分比计为：氯丁橡胶60％，黑炭黑30％，硬脂酸0.8％，活化剂0.8％，硫化剂11％；2)将上述组分混炼、压延成卷制备出半硫化状态的橡胶层，厚度2mm备用；3)制备聚氨酯原料混合液体，将聚氨酯A组分与B组分混合均匀备用；4)选择平台热硫化成型的工艺，将聚氨酯原液浇注到一个如图2所示的敞口的加热平台上；5)将模具固定在加热平台上，将半硫化橡胶层平整地铺满模具模腔，在半硫化橡胶层上浇注聚氨酯原料混合液体后合模；6)加热平台温度120℃，时间45min，正常大气压下可硫化成型，得到产品厚度15mm；7)产品出模冷却后，将多余的聚氨酯与橡胶边角料去掉，得到完整的耐磨衬板。

为了保证本发明方法的有效实现，实施例1采用的耐磨衬板的制作设备设计如下：如图1和2所示，包含并列设置的第一预混罐1和第二预混罐2，第一预混罐1和第二预混罐2的出料口分别通过进料管与均相混料罐8的两个入料口连通，所述进料管上依次设有线隙过滤器4(用于过滤预混后未充分溶解的粉末)和计量泵5(用于控制进液量)，还包含热硫化成型加热平台10，所述热硫化成型加热平台上方设置有一布料装置11，所述均相混料罐8的出料口与所述布料装置11连通。

其中，所述布料装置11如图4和5所示，包括下方为条形出料口的布料漏斗101和与所述布料漏斗101连通的扁平状布料带102(前端布料带102a和后端布料带102b)，还包括一对内部设有驱动电机的出料挤压辊103(上辊103a、下辊103b)、一对内部设有驱动电机的辅助挤压辊104(上辊104a、下辊104b)和料液槽105(内部盛有聚氨酯混合液)；

其中所述辅助挤压辊104位于所述出料挤压辊103的前部，所述扁平状布料带102依次穿过所述辅助挤压辊104和出料挤压辊103的上下辊之间向所述热硫化成型加热平台10延伸，所述辅助挤压辊104与出料挤压辊103的下辊位于所述料液槽105内；

还包括设置于所述出料挤压辊103一侧的清洁组件，所述清洁组件包括一呈“L”型结构的链条回路107、用于固定链条回路的定位滑轮组108、滑轮组驱动组件以及链条校正组件，其中所述链条回路与所述出料挤压辊对应的部分设有清洁刷106，用于清洁所述出料挤压辊103的表面，所述滑轮组驱动组件包括一驱动电机110和与驱动电机连接的驱动齿轮112，驱动齿轮112的前端设有辅助限位小齿轮114，驱动齿轮的***与其中一个定位滑轮111齿合；所述链条校正组件包括一钢条回路113和一个限位齿轮115，所述限位齿轮115设置于所述驱动齿轮的正下方，所述钢条回路113分别与所述限位齿轮115和驱动齿轮的辅助限位小齿轮114齿合。

所述布料装置11的出口为条形出口并与扁平状布料带102连通，聚氨酯混合液进入扁平状布料带后经反向旋转的出料挤压辊和辅助挤压辊挤压后输出稳定厚度的条状聚氨酯混合液与铺设在热硫化成型加热平台上的半硫化橡胶层充分结合成模。为了使得聚氨酯混合液与所述半硫化橡胶层无缝成膜，料液槽内也装有聚氨酯混合液，出料挤压辊和辅助挤压辊的下辊在转动的时候将携带的聚氨酯混合液涂敷在布料带的下表面，使得布料带中的聚氨酯溶液与半硫化橡胶层之间无缝贴合，成膜效果更好。同时为了保证成膜效果，设置于所述出料挤压辊103一侧的清洁刷106可以在相应的驱动机构带动下及时的清扫残留在挤压辊上的聚氨酯混合液保证出料厚度。

除此以外，为了满足不同宽度的衬板要求，该条形出口的宽度可设计成可调节的。

同时，由于均相混料罐属于高精度高分散混合容器，为了达到充分混合单位时间进液量较小，在所述均相混料罐8的两个入料口处分别设有返流管，用于将多余的料液返回再混合，所述返流管的另一端穿过一热交换器3***所述第一或第二预混罐中，为了保证供液安全和供液连续性，所述返流管与所述进料管之间设有低压切换单元6，所述第一和第二预混罐与一温控单元9连接，所述均相混料罐内设有液位传感器并通过所述液位传感器连接液位控制***7。

为了保证均相混料罐的正常工作，均相混料罐通过一对缓冲弹簧组件818和固定底座817固定在整套设备中，具体结构如图3所示，包括一“T”型壳体，所述“T”壳体是由下部的U型壳体802与上部的圆柱形壳体807组成，U型壳体内布置有一开口向上的锥形容器801，锥形容器的下方通过一中空驱动轴804连接有电动机803，所述中空驱动轴804的另一端穿过所述锥形容器固定连接有一旋转板806，所述中空驱动轴804中的内部通道一端与所述锥形容器连通，另一端与进料管820连通；

所述锥形容器内部在所述旋转板806的上方设置有一漏斗形布液管808，所述漏斗形布液管808固定在所述圆柱形壳体807上，布料管底部与所述旋转板806之间留有布液缝隙812，布料管808***在所述锥形容器801的上部设置有布液盖805，所述布液盖805与所述锥形容器801的上沿之间留有过液缝隙813；所述U型壳体802的上沿固接有一环形集液斗814，所述过液缝隙813延伸至所述环形集液斗814中，所述环形集液斗的下方对称设有一组出液管816；所述漏斗形布液管808的上部连接有一段延伸进液管819，延伸进液管另一端连接有一进料漏斗809。

所述旋转板806中心处设置为圆锥形凸起形状。所述中空驱动轴内的中空通道为“T”型，横向的内部通道出口与所述锥形容器连通，竖向的内部通道入口与进料管连通。所述布液盖805的上方设有补液通道815，所述补液通道815另一端穿过所述“T”型壳体与所述进料管820连通。所述进料漏斗809与所述延伸进液管819连接处在所述延伸进液管819的水平管内部设有一推进螺杆810，螺杆一端连接有驱动电机。所述漏斗形布液管与所述延伸进液管连接处在所述延伸进液管的外部设有一振动器811。

在附图3中，示意性地展示了上述装置，该装置具体的工作过程是聚氨酯原料A组分通过进料漏斗809进入漏斗形布液管808中，A中的粉末通过螺杆810推进到所述漏斗形布液管与所述延伸进液管连接处并通过振动器811进一步震荡，使其更好的混合；聚氨酯原料B组分经过进料管820进入到中空驱动轴804中并在电动机803的带动下甩出至锥形容器801中，然后液体随着锥形容器801做离心运动，并在容器的内壁上形成液膜，该液膜沿箭头方向稳定向上流动。A组分通过漏斗形布液管808落入旋转板806上，在离心力的作用下，A组分通过在管口与旋转板板表面之间形成的环形布液缝隙812而细微分布，被该环形布液缝隙812抛向向上流动的液膜，细微地分成液体并随其向上流动；液体A和B混合物通过在布液盖805的边缘与容器801的边缘之间形成的环形过液缝隙813输送到出液管816中导出。

如果A组分进料较多，则B组分还可以通过布液盖805的上方的补液通道815进入从下向上流过离心液膜并与之紧密混合，再通过在布液盖805的边缘与容器801的边缘之间形成的环形过液缝隙813输送到出液管816中导出。

所制备的耐磨衬板的具体应用实施方式：

1、根据料仓壁钢板每一面的面积，计算需要使用的衬板尺寸及数量；

2、打磨需要与衬板半硫化层接触的料仓壁钢板表面，增加粗糙度；

3、用清扫刷将打磨表面清扫干净，再用清洗剂进行清洗，确保钢板表面无任何残留物，若钢板上有水，则待其干燥；

4、将与衬板半硫化层配套使用的冷硫化金属胶黏剂用力均匀涂刷在钢板打磨面上，待其完全干透，在钢板上用力而均匀地再涂刷一遍该冷硫化金属胶黏剂，干燥至不粘指背；

5、在衬板半硫化层上均匀刷1遍配套的冷硫化橡胶胶黏剂，待冷硫化金属胶黏剂干燥后，将该衬板半硫化层的一面用力贴合在料仓壁上；

6、使用压实辊轮将衬板压实在料仓壁钢板上。

实施例2

一种耐磨衬板，是由聚氨酯原料混合液和半硫化橡胶层经平台热硫化成型工艺制作而成，与实施例1不同的是，其中所述半硫化橡胶层厚度1mm，由以下配方按重量百分比计：氯丁橡胶50％，黑炭黑25％，硬脂酸0.5％，活化剂0.5％，硫化剂8％，经混炼、压延成卷制作而成。

实施例3

一种耐磨衬板，是由聚氨酯原料混合液和半硫化橡胶层经平台热硫化成型工艺制作而成，与实施例1不同的是，其中所述半硫化橡胶层厚度3mm，由以下配方按重量百分比计：氯丁橡胶70％，黑炭黑35％，硬脂酸1％，活化剂1％，硫化剂14％，经混炼、压延成卷制作而成。

以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种耐磨衬板的制作设备，其特征在于：包含并列设置的第一预混罐和第二预混罐，所述第一预混罐和第二预混罐的出料口分别通过进料管与均相混料罐的两个入料口连通，所述进料管上依次设有线隙过滤器和计量泵；

还包含热硫化成型加热平台，所述热硫化成型加热平台上方设置有一布料装置，所述均相混料罐的出料口与所述布料装置连通；

所述布料装置包括下方为条形出料口的布料漏斗和与所述布料漏斗连通的扁平状布料带，还包括一对内部设有驱动电机的出料挤压辊、一对内部设有驱动电机的辅助挤压辊和料液槽；

其中所述辅助挤压辊位于所述出料挤压辊的前部，所述扁平状布料带依次穿过所述辅助挤压辊和出料挤压辊的上下辊之间向所述热硫化成型加热平台延伸，所述辅助挤压辊与出料挤压辊的下辊位于所述料液槽内；

还包括设置于所述出料挤压辊一侧的清洁组件，所述清洁组件包括一呈“L”型结构的链条回路、用于固定链条回路的定位滑轮组、滑轮组驱动组件以及链条校正组件，其中所述链条回路与所述出料挤压辊对应的部分设有清洁刷，所述滑轮组驱动组件包括一驱动电机和与驱动电机连接的驱动齿轮，驱动齿轮的前端设有辅助限位小齿轮，驱动齿轮的***与其中一个定位滑轮齿合；所述链条校正组件包括一钢条回路和一个限位齿轮，所述限位齿轮设置于所述驱动齿轮的正下方，所述钢条回路分别与所述限位齿轮和驱动齿轮的辅助限位小齿轮齿合；

所述均相混料罐包括一“T”型壳体，所述“T”壳体是由下部的U型壳体与上部的圆柱形壳体组成，U型壳体内布置有一开口向上的锥形容器，锥形容器的下方通过一中空驱动轴连接有电动机，所述中空驱动轴的另一端穿过所述锥形容器固定连接有一旋转板，所述中空驱动轴中的内部通道一端与所述锥形容器连通，另一端与进料管连通；

所述锥形容器内部在所述旋转板的上方设置有一漏斗形布液管，所述漏斗形布液管固定在所述圆柱形壳体上，布料管底部与所述旋转板之间留有布液缝隙，布料管***在所述锥形容器的上部设置有布液盖，所述布液盖与所述锥形容器的上沿之间留有过液缝隙；

所述U型壳体的上沿固接有一环形集液斗，所述过液缝隙延伸至所述环形集液斗中，所述环形集液斗的下方对称设有一组出液管；

所述漏斗形布液管的上部连接有一段延伸进液管，延伸进液管另一端连接有一进料漏斗。

2.根据权利要求1所述的耐磨衬板的制作设备，其特征在于：所述旋转板中心处设置为圆锥形凸起形状。

3.根据权利要求1所述的耐磨衬板的制作设备，其特征在于：所述中空驱动轴内的中空通道为“T”型，横向的内部通道出口与所述锥形容器连通，竖向的内部通道入口与进料管连通。

4.根据权利要求1所述的耐磨衬板的制作设备，其特征在于：所述布液盖的上方设有补液通道，所述补液通道另一端穿过所述“T”型壳体与所述进料管连通。

5.根据权利要求1所述的耐磨衬板的制作设备，其特征在于：所述进料漏斗与所述延伸进液管连接处在所述延伸进液管的水平管内部设有一推进螺杆，螺杆一端连接有驱动电机。

6.根据权利要求1或5所述的耐磨衬板的制作设备，其特征在于：所述漏斗形布液管与所述延伸进液管连接处在所述延伸进液管的外部设有一振动器。

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