一種用于輪胎生產(chǎn)設(shè)備的機(jī)械手的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種機(jī)械手，特別是一種用于輪胎生產(chǎn)設(shè)備的機(jī) 械手。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前的輪胎生產(chǎn)中，上下料和輸送過程普遍采用人工進(jìn)行，生產(chǎn)效率低下，勞動(dòng)強(qiáng) 度高。
[0003] 中國專利CN103434840A公開了一種輪胎抓手，包括輪胎托架、主軸、聯(lián)軸器、絲桿 螺母機(jī)構(gòu)及其驅(qū)動(dòng)裝置、連桿、齒輪齒條機(jī)構(gòu)、齒條驅(qū)動(dòng)裝置和托盤，該輪胎抓手既可以適 用多種規(guī)格輪胎的抓取，也可用于同種規(guī)格輪胎的抓取。
[0004] 上述的機(jī)械手采用抓取的形式夾取輪胎，輪胎需要碼垛整齊不然夾取不方便，結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)不夠合理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種夾取方便、輪胎支撐 性好的用于輪胎生產(chǎn)設(shè)備的機(jī)械手。
[0006] 本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種用于輪胎生產(chǎn)設(shè)備的機(jī)械手，其 特征在于，包括：
[0007] 固定板，固定板的兩端安裝有支架板，支架板上開設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)孔；
[0008] 換向電機(jī)，換向電機(jī)安裝在固定板上，在換向電機(jī)的輸出軸上安裝有換向軸；
[0009] 傳動(dòng)桿，傳動(dòng)桿的兩端架設(shè)在支架板上，換向軸嚙合至傳動(dòng)桿；
[0010] 導(dǎo)向塊，導(dǎo)向塊滑設(shè)在傳動(dòng)桿上，傳動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)能帶動(dòng)導(dǎo)向塊沿傳動(dòng)桿的軸線方向 往復(fù)移動(dòng)。
[0011] 在上述的一種用于輪胎生產(chǎn)設(shè)備的機(jī)械手中，傳動(dòng)桿由碳纖維復(fù)合材料制成，碳 纖維復(fù)合材料主要由以下組分（以重量份數(shù)計(jì)）組成：碳纖維：100份，環(huán)氧樹脂：60-90份， 增強(qiáng)填料：5-15份，固化劑：5-20份，分散劑：1-5份。
[0012] 本發(fā)明用于輪胎生產(chǎn)設(shè)備的機(jī)械手的傳動(dòng)桿采用碳纖維復(fù)合材料制成，碳纖維復(fù) 合材料是一種輕質(zhì)高強(qiáng)復(fù)合材料，性能優(yōu)良。在碳纖維復(fù)合材料中樹脂基復(fù)合材料的應(yīng)用 最為廣泛，其中，碳纖維/環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料的比強(qiáng)度是冷軋鋼的近20倍，比模量是鋼的 3倍。因此，由碳纖維和環(huán)氧樹脂結(jié)合而成的復(fù)合材料比重小、剛性和強(qiáng)度高，完全可以代替 金屬材料使用。因此，本發(fā)明選擇碳纖維復(fù)合材料代替金屬材料制備傳動(dòng)桿，不僅可以獲得 比重小、剛性和強(qiáng)度高的傳動(dòng)桿，還可以避免進(jìn)行金加工工藝，極大的節(jié)約了加工工序和加 工刀具設(shè)備等費(fèi)用，降低生產(chǎn)成本，縮短傳動(dòng)桿的制造周期。
[0013] 在上述的一種用于輪胎生產(chǎn)設(shè)備的機(jī)械手中，碳纖維預(yù)先經(jīng)過表面改性處理，表 面改性處理工藝為：碳纖維先經(jīng)硝酸預(yù)處理之后，再用經(jīng)陳化后的表面改性劑進(jìn)行改性處 理。
[0014] 由于碳纖維表面活動(dòng)和表面張力較低，化學(xué)惰性較大，因此，與環(huán)氧樹脂的浸潤性 和界面結(jié)合性能較差。因此，要得到性能優(yōu)異的碳纖維復(fù)合材料，必須對碳纖維進(jìn)行表面改 性，使其與環(huán)氧樹脂的界面結(jié)合性能得到改善?，F(xiàn)有技術(shù)中對碳纖維進(jìn)行表面改性的方法 中往往伴隨著高溫、強(qiáng)氧化等條件，會(huì)對碳纖維造成刻蝕和損傷，從而導(dǎo)致纖維強(qiáng)度降低， 影響制品的最終性能。因此，本發(fā)明對碳纖維表面改性處理分為預(yù)處理和改性處理兩步，缺 一不可。在本發(fā)明中，碳纖維先經(jīng)過硝酸氧化處理后，再用經(jīng)陳化后的表面改性劑進(jìn)行改性 處理。因?yàn)?，研宄發(fā)現(xiàn)，經(jīng)硝酸氧化處理后的碳纖維與未經(jīng)過硝酸氧化處理的碳纖維均采用 陳化后的表面改性劑進(jìn)行改性處理，得到的復(fù)合材料經(jīng)檢測后發(fā)現(xiàn)，經(jīng)硝酸處理后的碳纖 維制成的復(fù)合材料的強(qiáng)度是未經(jīng)硝酸氧化處理直接進(jìn)行表面改性后制得的復(fù)合材料的強(qiáng) 度2. 5倍以上。
[0015] 在上述的一種用于輪胎生產(chǎn)設(shè)備的機(jī)械手中，表面改性劑由偶聯(lián)劑、硅酸乙酯、固 體酸按質(zhì)量比1 : (〇. 4-0. 6) : (0. 01-0. 03)組成。本發(fā)明表面改性劑采用將偶聯(lián)劑與硅酸乙 酯聯(lián)用，以固體酸位催化劑，通過溶膠-凝膠法制備出一種不需要高溫、強(qiáng)氧化等條件的碳 纖維表面改性劑，因此，本發(fā)明在不降低碳纖維力學(xué)性能的同時(shí)，可以有效提高碳纖維與環(huán) 氧樹脂的界面結(jié)合能力。本發(fā)明中，偶聯(lián)劑優(yōu)選硅烷偶聯(lián)劑，固體酸優(yōu)選對甲苯磺酸。
[0016] 在上述的一種用于輪胎生產(chǎn)設(shè)備的機(jī)械手中，環(huán)氧樹脂為經(jīng)過橡膠彈性體增韌改 性后的環(huán)氧樹脂。本發(fā)明采用的環(huán)氧樹脂為經(jīng)過橡膠彈性體增韌改性后的環(huán)氧樹脂，其沖 擊強(qiáng)度和斷裂伸長率較高。
[0017] 在上述的一種用于輪胎生產(chǎn)設(shè)備的機(jī)械手中，增強(qiáng)填料為粒徑在50-100nm的氧 化鉻、氧化鋁、碳化硅、氮化硼、玻璃微珠中的一種或多種。增強(qiáng)填料可以降低傳動(dòng)桿的生產(chǎn) 成本，同時(shí)也能改善制品傳動(dòng)桿的強(qiáng)度、斷裂韌性等性能。但是增強(qiáng)填料的增強(qiáng)效應(yīng)取決于 增強(qiáng)填料與基體的相容性。因此，本發(fā)明相應(yīng)的添加了一定重量份數(shù)的分散劑，增強(qiáng)填料在 分散劑的作用下，可均勻分散在基體中，改善兩者之間的界面狀況，進(jìn)而改善復(fù)合材料的性 能。本發(fā)明分散劑可以選擇TAS-2A等常規(guī)分散劑即可。
[0018] 此外，本發(fā)明碳纖維復(fù)合材料中還有固化劑成分，固化劑為過氧化甲乙酮、甲基四 氫鄰苯二甲酸酐、二氨基二苯甲烷中的一種。
[0019] 本發(fā)明采用碳纖維復(fù)合材料制備傳動(dòng)桿的制備方法主要包括以下步驟：
[0020] S1、將碳纖維先經(jīng)硝酸預(yù)處理之后，再用經(jīng)陳化后的表面改性劑進(jìn)行改性處理，制 得改性碳纖維；
[0021] S2、然后按照重量份數(shù)稱取上述制得的改性碳纖維進(jìn)行超聲分散，然后加入一定 重量份數(shù)的環(huán)氧樹脂在80-150°C下反應(yīng)l_3h，然后加入一定量的增強(qiáng)填料、分散劑和固化 劑后充分?jǐn)嚢璧玫轿锪希?br>[0022] S3、將上述物料注入模具中，在80-120 °C，10_20MPa下固化成型，脫模制得傳動(dòng) 桿。
[0023] 本發(fā)明步驟Sl中表面改性劑通過如下方法配制而成：先將硅酸乙酯、固體酸按比 例混合加入無水乙醇溶劑中并攪拌得到溶液A，同時(shí)將一定量的偶聯(lián)劑加入無水乙醇溶劑 中并攪拌得到溶液B，然后將溶液B緩慢滴加到溶液A中，攪拌靜置后制得表面改性劑。
[0024] 本發(fā)明步驟Sl中碳纖維表面改性的具體過程為：在碳纖維中加入緩慢加入硝酸， 然后在120-150°C下冷凝回流3-4h，處理后用去離子水和無水乙醇反復(fù)清洗至pH > 6,然 后在60-80°C下干燥后置于恒溫恒濕室20-30h，得到預(yù)處理后的碳纖維。然后將預(yù)處理后 的碳纖維浸入配制好的表面改性劑中5-10min，然后以5-8cm/min的速度提拉，然后用保鮮 膜密封碳纖維，20-30h后在保鮮膜上打孔，使表面改性劑吸收空氣中的水分，使水解縮聚有 效進(jìn)行，此外，還能防止生成的薄膜因?yàn)楦稍锼俣冗^快而開裂。然后在恒溫恒濕條件下保存 3-5天后再將碳纖維進(jìn)行干燥，干燥溫度為70-80°C，升溫速度為0. 25-0. 5°C /min。
[0025] 此外，本發(fā)明用于輪胎生產(chǎn)設(shè)備的機(jī)械手中的導(dǎo)向塊由聚甲醛復(fù)合材料制成，聚 甲醛復(fù)合材料主要由以下成分（以重量份數(shù)計(jì)）組成：POMdOO份，聚四氟乙烯：15-30份， 丁腈橡膠：10-20份，增強(qiáng)纖維：20-40份，金屬粉：5-15份，偶聯(lián)劑：1-5份，分散劑：1-3份， 穩(wěn)定劑：1-5份。
[0026] 聚甲醛俗稱賽鋼或奪鋼，具有類似金屬的洛氏硬度、強(qiáng)度和鋼性，在很寬的溫度和 濕度范圍內(nèi)都具有很好的自潤滑性、耐疲勞性，并具有彈性和良好的耐化學(xué)品性。因此，本 發(fā)明導(dǎo)向塊采用聚甲醛復(fù)合材料代替金屬材料制成，不需要進(jìn)行金加工工藝，不僅極大的 節(jié)約了加工工序和加工刀具設(shè)備等費(fèi)用，降低了生產(chǎn)成本，還縮短了導(dǎo)向塊的制造周期，卻 獲得了性能更好的導(dǎo)向塊。
[0027] 本發(fā)明還對聚甲醛復(fù)合材料的組成成分及其重量份數(shù)進(jìn)行了重新配伍，在聚甲醛 基體中加入了一定重量份數(shù)的聚四氟乙烯、丁腈橡膠、增強(qiáng)纖維、金屬粉和其它助劑。
[0028] 在聚甲醛基體中加入聚四氟乙烯形成共混合金，雖然會(huì)使聚甲醛復(fù)合材料的力學(xué) 性能和加工性能劣化，但是，由于聚四氟乙烯摩擦系數(shù)比聚甲醛小，耐磨性比聚甲醛好，且 其熔融溫度低于聚甲醛?？善鲈诰奂兹?fù)合材料的表面上層，使聚甲醛復(fù)合材料表面和 摩擦副表面之間的摩擦形式部分轉(zhuǎn)化為添加高分子化合物的表面和摩擦副表面之間的摩 擦形式從而減小對聚甲醛復(fù)合材料表面所產(chǎn)生的摩擦阻力，提高聚甲醛復(fù)合材料的耐磨性 能。本發(fā)明加入聚甲醛基體中的聚四氟乙烯粒徑對于最終改性效果的發(fā)揮非常重要，它的 粒徑越細(xì)，在聚甲醛基體中的分散均勻，發(fā)揮的效果越好。因此，本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選粒度通 過300目篩的聚四氟乙烯。
[0029] 在聚甲醛基體中加入丁腈橡膠可對聚甲醛產(chǎn)生良好的合金化效果，改善聚甲醛復(fù) 合材料的力學(xué)性能。由于本申請聚甲醛復(fù)合材料的配伍合理，丁腈橡膠只需要添加上述重 量份數(shù)就能達(dá)到較好的效果。
[0030] 由于聚四氟乙烯的加入會(huì)劣化聚甲醛復(fù)合材料的力學(xué)性能和加工性能，因此，本 發(fā)明又在聚甲醛復(fù)合材料中添加了增強(qiáng)纖維和金屬粉，以改善聚甲醛復(fù)合材料的力學(xué)性 能。
[0031] 作為優(yōu)選，丁腈橡膠中丙烯腈含量在43-46%。丁腈橡膠中丙烯腈含量越高，丁腈 橡膠的溶解度參數(shù)逐漸接近聚甲醛，與聚甲醛的相容性越好，使合金沖擊強(qiáng)度強(qiáng)度越高。
[0032] 作為優(yōu)選，增強(qiáng)纖維為玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、晶須、石棉纖維及金屬纖維中的 一種或多種。進(jìn)一步優(yōu)選增強(qiáng)纖維的直徑小于10 μ m，長度為1-3_。但是，由于增強(qiáng)纖維的 分子結(jié)構(gòu)與聚甲醛基體結(jié)構(gòu)沒有形成鍵能的可能，彼此混合的作用力僅為范德華爾引力。 為了增強(qiáng)兩者相互混合之間的作用力，使兩者有分子鍵能，本發(fā)明將增強(qiáng)纖維表面用偶聯(lián) 劑進(jìn)行處理，在增強(qiáng)纖維與聚甲醛基體中起一個(gè)"加橋"的作用力。對于偶聯(lián)劑的選擇，本 發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑。
[0033] 作為優(yōu)選，增強(qiáng)纖維為晶須與玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、石棉纖維、金屬纖維中的 一種或多種的混合，其中，晶須占增強(qiáng)纖維總量的4