[发明专利]钢背/碳纤针织物增强衬层传动螺母、材料、装置及方法

说明书

技术领域

本发明是一种钢背/碳纤针织物增强衬层传动螺母、制作衬层的材料及成型传动螺母的装置及方法，属于机械传动领域的创新技术。

背景技术

螺旋传动是一种重要的机械传动方式,它将原动机的旋转运动转化为直线运动,在各种机械装备中得到广泛应用。常见的螺旋传动副有滑动、滚动与静压螺旋三种形式。滑动螺旋传动副是最普遍的传动形式，具有结构简单、价格低廉的优点。但在低速重载条件下，润滑条件恶劣，接触螺旋面常处于边界润滑状态，螺母磨损严重，摩擦系数高，传动效率低。而且传动不稳定，易出现低速爬行和颤动。在重载场合，不仅造成大量的能量损失，增大电机容量和设备造价，而且磨损严重，影响使用寿命。滚珠丝杠具有摩擦系数低，无爬行等优点，广泛应用于高精度传动中。但因它成本高、承载能力低等缺点，严重制约了在重载机械驱动技术中的推广应用。静压滑动螺旋利用油的压力将螺杆和螺母隔离，形成良好的润滑，动态性能好，无爬行。但存在结构复杂、加工精度高、价格昂贵等缺点，使用场合受限。

目前关于滑动螺旋副的研究有两个不同的发展方向，其一是新型金属螺母材料开发，如铜合金、锌合金、粉末冶金等；再就是非金属聚合物整体螺母，如夹布胶木和尼龙螺母等。采用非金属材料的螺母虽然在降低摩擦损失、提高传动效率方面取得了很大成效，但由于螺母采用非金属整体结构，承载能力受到很大限制，妨碍了其在重载领域的应用。此外，传动螺母的制造一直只能采用切削加工，无法形成润滑油道，润滑条件始终难以得到改善。

中国专利ZL 200810028455.9提出了一种钢背衬碳纤织物增强自润滑复合材料螺母，可以在螺旋面形成润滑油道，兼有高的承载能力和良好的摩擦性能，但由于采用碳纤织物（纤维布）增强，手工涂敷，衬层制作工艺复杂，妨碍了其推广应用。中国专利200910214572.9提出一种采用短切碳纤维复合材料注射成型的螺母，也可以在螺旋面形成润滑油道，但其承载能力不高，重载下衬层有局部压溃剥落的可能。

发明内容

本发明的目的提供一种具有优良的综合机械性能及减摩耐磨性能的钢背/碳纤针织物增强衬层传动螺母。

本发明的另一目的在于提供一种不仅强度高、耐冲击、摩擦系数低、耐磨，而且固化收缩率小的自润滑复合材料衬层的自润滑复合材料。采用该材料制作的钢背/自润滑复合材料衬层传动螺母不仅兼有高的承载能力和良好的减磨耐磨性能能，而且工艺性好、容易实现产业化。

本发明的另一目的在于提供一种便于实现产业化的自润滑传动螺母的成型装置。

本发明的另一目的在于提供一种操作简单方便的自润滑传动螺母的成型工艺。

本发明的技术方案是：本发明的钢背/碳纤针织物增强衬层传动螺母，钢、铸铁螺母基体的内表面设有一层整体式碳纤维针织物增强体的自润滑复合材料衬层。

本发明自润滑复合材料衬层的自润滑复合材料，基体为低黏度环氧树脂，基体中加入短切碳纤维为二次增强物，并加入改性和填充成份，各组分的具体质量百分比如下： 

低粘度环氧树脂40-45； 增韧剂、分散剂6-8； 滑石粉400目，5-8；石墨2-3；二硫化钼10-15； 短切碳纤维10-14； 高温固化剂10-15；偶联剂2-3。

上述短切碳纤维的长度为0.4-0.8毫米，直径为5-7微米。

本发明用自润滑复合材料制作自润滑传动螺母的成型装置，其特征在于所述自润滑复合材料的基体为低黏度环氧树脂，基体中加入短切碳纤维为二次增强物，并加入改性和填充成份，各组分的具体质量百分比如下：

低粘度环氧树脂40-45； 增韧剂、分散剂6-8； 滑石粉400目，5-8；

石墨2-3；二硫化钼10-15； 短切碳纤维10-14； 高温固化剂10-15；

所述成型装置包括有工艺螺杆、基体螺母、定位螺母、锁紧螺母，其中工艺螺杆旋入基体螺母中，基体螺母的内螺纹与工艺螺杆的外螺纹表面之间预留间隙以形成螺母衬层，且基体螺母的两端设有定位螺母，并通过锁紧螺母锁紧。

上述基体螺母的内螺纹与工艺螺杆的外螺纹表面之间预留1mm～2mm的间隙。

上述两个定位螺母与基体螺母依靠端部所设的锥面接触，锁紧螺母与定位螺母则靠止口连接，锁紧螺母与定位螺母的结合圆柱面采用动配合                                                ，锁紧螺母与工艺螺杆之间通过细牙螺纹连接。

本发明自润滑传动螺母的成型装置的成型方法，具体包括如下步骤：