一種用於汽車正時系統的耐磨同步帶的製作方法
2023-05-19 19:43:41
本發明屬於汽車傳動技術領域，具體涉及一種用於汽車正時系統的耐磨同步帶。
背景技術：
汽車同步帶主要用於發動機正時系統的凸輪軸等設備傳遞動力。由於汽車高速行駛時發動機溫度較高，同時同步帶設置於正時罩中導致熱量不能很好的散出而積累，因此要求同步帶具有良好的耐熱性。隨著很多新式增壓發動機的出現，正時系統的設計複雜化，包括驅動單凸輪軸、驅動雙凸輪軸系統中的水泵、燃油噴射泵等設備且要求與發動機的使用壽命相同，因此對汽車同步帶的耐熱、耐磨提出了更高的要求。另外傳統的汽車同步帶齒部的覆蓋織物採用pa66材質，抗耐磨性有限，易在使用過程中發生失效，導致齒部出現磨損而與帶輪槽嚙合不匹配，造成傳動不能同步，導致發動機無法工作或者損壞。因此需要一種適用於高溫環境且耐磨的汽車同步帶。
技術實現要素：
針對汽車正時傳動系統對汽車同步帶的耐磨性能、耐高溫性能提出更高要求的問題，本發明的目的在於提供一種用於汽車正時系統的耐磨同步帶，具有較強的耐磨、耐高溫性能，能夠承載負荷的急劇變化，滿足發動機高溫苛刻環境下的正時系統的傳動要求。
本發明提供如下的技術方案：
一種用於汽車正時系統的耐磨同步帶，包括環形的同步帶體，同步帶體的內側面設有若干與同步帶體一體成型的耐磨齒，還包括設於同步帶體外側面的耐磨布、設於同步帶體內部的芯繩骨架、設於同步帶體內側面的包覆布；
所述芯繩骨架沿同步帶體的周向方向埋設；
所述包覆布沿同步帶體的周向方向布置且覆蓋耐磨齒；
所述同步帶體由彈性橡膠體填充芳綸短纖維製備而成，其中所述彈性橡膠體由以下重量份組份製備而成：氫化丁腈橡膠100份、炭黑30～50份、石墨烯10～15份、鈦白粉16～20份、碳化矽8～12份、天然砂6～8份、氧化鋅3～5份、鈦酯酸偶聯劑1～3份、防老劑1～3份、硬脂酸1～3份、丙烯酸鎂5～15份、交聯助劑1～3份、過氧化物2～4份。
作為本發明的一種改進，所述氫化丁腈橡膠的門尼粘度為55～60，不飽和度為4％～6％，丙烯腈的質量含量為20％～40％。
作為本發明的一種改進，所述耐磨布的材質為pa66纖維，耐磨布的表面由氫化丁腈膠漿浸漬處理。
作為本發明的一種改進，所述芯繩骨架由玻纖線繩經初捻和復捻成繩後再經氫化丁腈膠漿浸漬處理製成。
作為本發明的一種改進，所述氫化丁腈膠漿由以下重量份組份製備而成：氫化丁腈橡膠100份、炭黑30～50份、螢石粉6～10份、碳化矽2～5份、防老劑1～3份、氧化鋅3～5份、硬脂酸1～3份、間苯二酚2～6份、粘合劑hmt3～6份、白炭黑5～15份、交聯助劑1～3份、過氧化物2～4份。
作為本發明的一種改進，所述包覆布由尼龍纖維與芳綸纖維混紡編織而成，且尼龍纖維沿包覆布的緯向布置、芳綸纖維沿包覆布的徑向布置。
作為本發明的一種改進，所述尼龍纖維為pa66高彈絲，所述芳綸纖維為1414芳綸纖維。
本發明的耐磨同步帶的同步帶體採用氫化丁腈橡膠具有良好的耐油性、耐熱性，能夠防止油脂侵蝕同步帶體，芳綸短纖維增強同步帶體的耐熱性和耐曲撓性，提高同步帶體與耐磨齒的強度和剛度，使耐磨齒的形狀保持穩固，與帶輪槽嚙合匹配性好。石墨烯良好的耐高溫性能、傳熱性能，強化氫化丁腈橡膠的耐熱性，提高傳熱能力，避免熱量積累在耐磨齒，而鈦白粉與碳化矽、天然砂相互配合，並協同芳綸短纖維提高同步帶體的強度、耐老化性能與耐老性能，保證耐磨同步帶的可靠穩定運行，從而使耐磨同步帶滿足發動機高溫苛刻環境下的正時系統的傳動要求，增加耐磨同步帶的使用壽命，使用裡程達20萬公裡。
芯繩骨架採用的玻纖線繩具有強度高和伸長性低的特點，保證能夠驅動多個設備，其表面浸漬氫化丁腈膠漿處理後與彈性體橡膠的高溫動態粘合性好，氫化丁腈膠漿中的螢石粉、碳化矽一方面增強玻纖線繩的抗拉強度，另一方面增強玻纖線繩的尺寸穩定性、傳動可靠性，提高芯繩骨架抗負載急劇變化衝擊的能力。耐磨布選用pa66纖維作為材質，耐高溫性、耐磨性好，強化了同步帶體外側面的耐磨性，氫化丁腈膠漿處理後的耐磨性、耐負載衝擊能力進一步增強。包覆布的緯向選用尼龍纖維，徑向選用芳綸纖維，提高包覆布的耐磨性，其中pa66高彈絲保證了包覆布緯向的高彈性，保證耐磨齒的尺寸飽滿，1414芳綸纖維作為包覆布的主骨架提供了包覆布超強的耐磨性，使耐磨齒的磨損量減少50％，延長了同步帶體的使用壽命。
本發明的有益效果如下：
本發明的用於汽車正時系統的耐磨同步帶具有較強的耐磨、耐高溫性能，能夠承載負荷的急劇變化，滿足發動機高溫苛刻環境下的正時系統的傳動要求，而且使用壽命壽命長，使用裡程可達20萬公裡。
附圖說明
圖1是本發明的結構示圖。
圖中：1、同步帶體，11、耐磨齒，2、耐磨布，3、芯繩骨架，4、包覆布。
具體實施方式
下面就本發明的具體實施方式作進一步說明：
如無特別說明，本發明中所採用的原料均可從市場上購得或是本領域常用的，如無特別說明，下述實施例中的方法均為本領域的常規方法。
實施例1
一種用於汽車正時系統的耐磨同步帶，包括環形的同步帶體1，同步帶體的內側面設有若干與同步帶體一體成型的耐磨齒11，耐磨齒沿著同步帶體的寬度方向延伸布置，耐磨同步帶還包括設於同步帶體外側面的耐磨布2、設於同步帶體內部的芯繩骨架3、設於同步帶體內側面的包覆布4，其中芯繩骨架沿同步帶體的周向方向埋設，包覆布沿同步帶體的周向方向布置且覆蓋耐磨齒，同步帶體由彈性橡膠體填充芳綸短纖維製備而成。
其中彈性橡膠體由以下組份製備而成：氫化丁腈橡膠100g、炭黑30g、石墨烯10g、鈦白粉16g、碳化矽8g、天然砂6g、氧化鋅3g、鈦酯酸偶聯劑1g、防老劑1g、硬脂酸1g、丙烯酸鎂5g、交聯助劑1g、過氧化物2g。優選氫化丁腈橡膠的門尼粘度為55，不飽和度為4％，丙烯腈的質量含量為20％。
耐磨布的材質優選為pa66纖維，耐磨布的表面由氫化丁腈膠漿浸漬處理。芯繩骨架優選由玻纖線繩經初捻和復捻成繩後再經氫化丁腈膠漿浸漬處理製成。其中氫化丁腈膠漿由以下組份製備而成：氫化丁腈橡膠100g、炭黑30g、螢石粉6g、碳化矽2g、防老劑1g、氧化鋅3g、硬脂酸1g、間苯二酚2g、粘合劑hmt3g、白炭黑5g、交聯助劑1g、過氧化物2g。優選的浸漬處理過程均為：將耐磨布或芯繩骨架置於氫化丁腈膠漿中浸泡，浸泡溫度55℃，浸泡時間60分鐘，浸泡壓力1.5mpa，取出置於35℃的真空環境中乾燥30分鐘。包覆布優選由尼龍纖維同芳綸纖維混紡而成，且尼龍纖維沿包覆布的緯向布置、芳綸纖維沿包覆布的徑向布置，其中尼龍纖維優選pa66高彈絲，芳綸纖維優選為1414芳綸纖維。
實施例2
一種用於汽車正時系統的耐磨同步帶，包括環形的同步帶體1，同步帶體的內側面設有若干與同步帶體一體成型的耐磨齒11，耐磨齒沿著同步帶體的寬度方向延伸布置，耐磨同步帶還包括設於同步帶體外側面的耐磨布2、設於同步帶體內部的芯繩骨架3、設於同步帶體內側面的包覆布4，其中芯繩骨架沿同步帶體的周向方向埋設，包覆布沿同步帶體的周向方向布置且覆蓋耐磨齒，同步帶體由彈性橡膠體填充芳綸短纖維製備而成。
其中彈性橡膠體由以下組份製備而成：氫化丁腈橡膠100g、炭黑40g、石墨烯12.5g、鈦白粉18g、碳化矽10g、天然砂7g、氧化鋅4g、鈦酯酸偶聯劑2g、防老劑2g、硬脂酸2g、丙烯酸鎂10g、交聯助劑2g、過氧化物3g。優選氫化丁腈橡膠的門尼粘度為58，不飽和度為5％，丙烯腈的質量含量為30％。
耐磨布的材質優選為pa66纖維，耐磨布的表面由氫化丁腈膠漿浸漬處理。芯繩骨架優選由玻纖線繩經初捻和復捻成繩後再經氫化丁腈膠漿浸漬處理製成。其中氫化丁腈膠漿由以下組份製備而成：氫化丁腈橡膠100g、炭黑40g、螢石粉8g、碳化矽3g、防老劑2g、氧化鋅4g、硬脂酸2g、間苯二酚4g、粘合劑hmt4.5g、白炭黑10g、交聯助劑2g、過氧化物3g。優選的浸漬處理過程均為：將耐磨布或芯繩骨架置於氫化丁腈膠漿中浸泡，浸泡溫度60℃，浸泡時間75分鐘，浸泡壓力1.75mpa，取出置於40℃的真空環境中乾燥35分。包覆布優選由尼龍纖維同芳綸纖維混紡而成，且尼龍纖維沿包覆布的緯向布置、芳綸纖維沿包覆布的徑向布置，其中尼龍纖維優選pa66高彈絲，芳綸纖維優選為1414芳綸纖維。
實施例3
一種用於汽車正時系統的耐磨同步帶，包括環形的同步帶體1，同步帶體的內側面設有若干與同步帶體一體成型的耐磨齒11，耐磨齒沿著同步帶體的寬度方向延伸布置，耐磨同步帶還包括設於同步帶體外側面的耐磨布2、設於同步帶體內部的芯繩骨架3、設於同步帶體內側面的包覆布4，其中芯繩骨架沿同步帶體的周向方向埋設，包覆布沿同步帶體的周向方向布置且覆蓋耐磨齒，同步帶體由彈性橡膠體填充芳綸短纖維製備而成。
其中彈性橡膠體由以下組份製備而成：氫化丁腈橡膠100g、炭黑50g、石墨烯15g、鈦白粉20g、碳化矽12g、天然砂8g、氧化鋅5g、鈦酯酸偶聯劑3g、防老劑3g、硬脂酸3g、丙烯酸鎂15g、交聯助劑3g、過氧化物4g。優選氫化丁腈橡膠的門尼粘度為60，不飽和度為6％，丙烯腈的質量含量為40％。
耐磨布的材質優選為pa66纖維，耐磨布的表面由氫化丁腈膠漿浸漬處理。芯繩骨架優選由玻纖線繩經初捻和復捻成繩後再經氫化丁腈膠漿浸漬處理製成。其中氫化丁腈膠漿由以下組份製備而成：氫化丁腈橡膠100g、炭黑50g、螢石粉10g、碳化矽5g、防老劑3g、氧化鋅5g、硬脂酸3g、間苯二酚6g、粘合劑hmt6g、白炭黑15g、交聯助劑3g、過氧化物4g。優選的浸漬處理過程均為：將耐磨布或芯繩骨架置於氫化丁腈膠漿中浸泡，浸泡溫度65℃，浸泡時間90分鐘，浸泡壓力2mpa，取出置於45℃的真空環境中乾燥40分鐘。包覆布優選由尼龍纖維同芳綸纖維混紡而成，且尼龍纖維沿包覆布的緯向布置、芳綸纖維沿包覆布的徑向布置，其中尼龍纖維優選pa66高彈絲，芳綸纖維優選為1414芳綸纖維。
性能指標
隨機選取10條本發明的耐磨同步帶按照國家標準gb13552-2008進行帶背強度、拉伸強度等規定指標的測試，測試結果如表1。
表1
從表中可以看出，本發明的耐磨同步帶滿足gb13552-2008的要求，而且疲勞壽命久，拉伸強度、剪切強度高。