[發明專利]一種復合材料無磁滾筒及其制作方法

有效

• 申請號: 201510068004.8
• 申請日: 2015-02-10
• 公開（公告）號: CN104709690B
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 黃其忠;胡照會;丁尚宗;肖永棟;張雄軍;彭玉剛;段志強;郝春功
• 申請（專利權）人: 北京玻鋼院復合材料有限公司
• 主分類號: B65G39/07
• 分類號: B65G39/07;B65G39/02;B32B17/06
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1.一種復合材料無磁滾筒的制作方法，其復合材料無磁滾筒包括筒體及增強區(4)，所述筒體由內而外包括內功能層(1)、結構層(2)及外功能層(3)，其中，所述結構層(2)由玻璃纖維增強熱固性樹脂復合體系纏繞而成，并且，所述內功能層(1)與所述外功能層(3)的厚度比為1∶5～1∶10；所述筒體的樹脂材質為環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂或乙烯基樹脂中的任一種；其制作方法，包括以傳統滾筒結構為基礎設計其筒體壁厚的步驟、復合材料連接為基礎設計增強區域結構的步驟及在筒體外壁覆防老化、抗滑功能表層的步驟，其特征在于，還包括如下步驟：

1)確定該復合材料無磁滾筒的結構：由內而外分別設計為內功能層、結構層及外功能層，其中所述結構層由玻璃纖維增強熱固性樹脂纏繞而成；

2)確定步驟1)中所述玻璃纖維增強熱固性樹脂的原料及重量配比以及所述結構層的鋪層方案；

3)根據選礦設備使用條件的要求，按照步驟1)中的結構設計制作出不同鋪層方向復合材料無磁滾筒結構層的試樣和功能層的試樣，并對這些試樣進行綜合測試，最終得出所述內功能層、所述結構層及所述外功能層的機械性能參數和抗滑性能參數；

4)根據步驟3)中所得的各方向鋪層的機械性能參數以確定所述結構層的厚度，并確定所述玻璃纖維增強熱固性樹脂中玻璃纖維的鋪層方式；其中，所述內功能層與所述外功能層的厚度比為1∶5～1∶10；所述玻璃纖維增強熱固性樹脂中玻璃纖維的纏繞方式為按照以下纏繞方向角：90°、0°、54°和-54°進行組合纏繞；

5)將步驟3)中所得的各方向鋪層機械性能參數與步驟4)中所得的結構層厚度值以及所述玻璃纖維增強熱固性樹脂的鋪層方案輸入到有限元分析軟件中，構建有限元分析模型，施加載荷然后仿真計算得到該復合材料無磁滾筒在不同載荷工況時的應力值和變形值；

6)將所述復合材料無磁滾筒預先設計的許用應力值與步驟5)中獲得的應力值進行對比后計算出該復合材料無磁滾筒的安全系數值，然后將該安全系數值及變形值與設計要求進行比較，即在正常工況條件下所述復合材料無 磁滾筒中部的變形值應不大于筒體長度的15‰，安全系數應不小于3，若滿足上述設計要求，則進入構件成型階段；

上述步驟6)中如果不滿足設計要求，則返回步驟4)，重新調整結構層的厚度及玻璃纖維增強熱固性樹脂中玻璃纖維的鋪層方式；然后重復進行步驟5)及步驟6)直到滿足設計要求為止，最后進行構件成型階段，從而完成整個的制作過程。

2.根據權利要求1所述的復合材料無磁滾筒的制作方法，其特征在于，步驟2)中所述玻璃纖維增強熱固性樹脂為玻璃纖維經高溫下固化的環氧樹脂膠液浸漬后按規定的方向角順序纏繞而成的，其中，所述環氧樹脂膠液由以下組分的原料組成：環氧樹脂90～100份、固化劑1～3份、促進劑0.2～1.5份及色漿0.2～1份。

3.根據權利要求1所述的復合材料無磁滾筒的制作方法，其特征在于，步驟3)中所述結構層的機械性能參數均為：在室溫20℃、相對濕度10％的條件下，所述玻璃纖維增強熱固性樹脂中的玻璃纖維材料拉伸模量為40.9GPa，彎曲模量為11.2GPa，剪切模量為5.2GPa，泊松比為0.33；所述內功能層機所述外功能層的彈性模量為3.5GPa，泊松比為0.3。

4.根據權利要求1所述的復合材料無磁滾筒的制作方法，其特征在于，步驟1)中所述外功能層由環氧樹脂與抗老化、防滑填料復合而成，其成型步驟具體如下：

1)將環氧樹脂膠液在纏繞完成但未固化的所述結構層表面涂覆2～3次，在所涂覆的環氧樹脂膠液未固化前開始涂覆抗滑層；

2)然后將石英砂顆粒撒在所述結構層外表面，并且在石英砂表面淋上所述環氧樹脂膠液，其中，所用80％的石英砂目數為40～60目，剩下的石英砂的目數不得小于30目；

3)將上述步驟中石英砂的表面用脫模布纏繞，直至外功能層與結構層固化成一體。

5.根據權利要求4所述的復合材料無磁滾筒的制作方法，其特征在于，所述防老化、防滑填料由抗老化劑及石英砂組成，并且，所述防老化劑及石英砂與所述環氧樹脂膠液按照以下百分比配置使用：防老化劑及石英砂2％～4％、 環氧樹脂膠液96～98％。