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第五节 石油钻机刹车块(下)

浏览次数: 日期:2017-06-28

 3,织造结构:

  将经、纬线在编织机上进行织造,制成编织型石油钻刹车块毛坯。因编织品属特厚型,一般厚度在25-40mm左右,所以必须采用多层纬线并使用无梭编织的方法。现以编织型石油钻刹车块,采用全交叉编织结构九层纬为例做一介绍。

  具体结构如下:

4,编织方法:

    穿线

  .经检验后的编织用的经线,全部按一个开团方向挂在编织机后面的线架上。

  .穿线按线团的前后顺序整齐排列,引入穿线板,并缠在刺辊上,要保持方向一致。

  .比如生产九层纬十八片棕的织造结构制品,那么经线在穿棕片时,就要按第18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1或1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18棕片顺序进行穿线。这二种方法都可以,但同一个机台的穿线方式必须相同。

  若生产七层或者五层纬的,穿线的顺序也是这样的。

  .使用十八片棕,每个杼孔穿18根线。选择杼孔数量要根据编织制品的宽度与密度要求而适当增减。

  .穿好经线之后,将经线全部拴在一起,就是所谓的拴机。拴机后开始编织,编出的编织型石油钻机刹车块,要认真检查织造物的规格尺寸,确认后,可正式编织生产。如果规格不符要求,则要进行进行调正。

  .在织造中出现断纬时,要找好原绞位(并要拉开自卷)进行编织。

  .在织造中出现断经时,要及时停车接好断线,接线的疙瘩不应过大以能通过棕孔。

  .织机的两个经刺轴的压紧度,要调整一致,防止织物起楞不平。

  .织造时两边纬线收缩要控制均匀一致。若不符合要求时,则应及时调整送纬剑杆的进退时间(位置)和小梭的转动时间(位置)。

  .织好的编织型石油钻机刹车块毛坯为带状,长度较长。可在喷水过程中,用锯片按尺寸要求切断成要求的长度。

  .对编织好切断后的编织毛坯,应进行检查。若有织造的问题,如出现缺经,短纬等,应进行修补,以保持结构的质量。

  5.浸渍

  浸渍包括正编型石油钻机刹车块(白板)的干燥与配制聚桐油脂(或其它类树脂)溶剂。正编型石油钻机刹车块(白板),放于配制好的聚桐油脂(或其它类树脂)溶液中进行浸渍。取出后控净、凉干,制成含脂的正编型石油钻机刹车块。

  配制聚桐油脂(或其它类树脂)溶剂的方法,是将制好的聚桐油脂,加入200#溶剂油,(使用其它类树脂时,也要加入适当相应的溶剂),配制聚桐油脂(或其它类树脂)溶剂主要有适当浓度,以提高其浸渍能力与较好的含脂量。在配制聚桐油脂(或其它类树脂)溶液时,注意配制时聚桐油脂的温度不要过高,因温度过高会使溶剂油挥发增大,造成溶剂油损失,并且也造成生产环境的不安全。为此配制聚桐油脂,要在40℃以下的温度。而配制其它类树脂溶液时,也同样存在保持配方准确与安全的问题。

  正编型刹车块白板的干燥,是指编织并经修整过的石油钻机正编型刹车块白板,经干燥后水分含量达到浸渍的技术要求。因为正编型刹车块织坯较厚,又都是使用的湿线,织好后的水分含量较高多达30%左右。就要经干燥,将其水分控制在2.0%以下,否则会影响含脂量并会影响产品质量。

  浸渍就是干燥好水分在2.0%以下的编织坯块,放入配制好的聚桐油脂(或其它类树脂溶液)溶液中,并要保持其全部被浸没状态。浸渍温度应保持在60℃左右为宜。浸渍时间不少于8小时。浸脂后的含脂量应控制在40-50%左右(湿式含量)。经干燥后的含脂量应为30-35%左右。生产经验证明,过长的浸渍时间对含脂量并无多大意义,当然过短的浸渍时间,含脂量较少也不行。但浸渍温度对浸渍时间影响较大。

    浸可以采用真空罐,在真空下进行。也可以采用敞口槽,在常压下进行。在真空下比在常压下浸渍时间缩短很多,适宜大批量的生产。浸前将经干燥后合格的正编型刹车块毛坯,整齐摆放在浸渍罐(槽)内的浸渍架上。在真空下进行浸渍时,要将压紧罐盖,进行抽空,吸入配制好温度50-60℃树脂溶液,抽空浸渍时间约1-2小时。在常压下进行浸渍时,在槽内加入配制好的温度50-60℃树脂溶液,浸渍时间约8小时。

    浸好后将附在正编型刹车块表面上的聚桐油脂(或其它类树脂)溶液全部控净。再将附在正编型刹车块表面上的树脂溶液全部控净。2-4小时,表面无流淌树脂,并不粘手时,即可于自然条件下凉干。

  6.压冷型

  压制冷型以便于在热压时装模。压冷型的压力 8-10MPa。压制冷型的规格尺寸应按热压成品要求,每边缩小5mm左右。冷型的表面应完整,无缺欠。并要清除凉干后的正编型刹车块表面粘着的脂皮等物,如聚桐油胶(或其它类树脂)等

  压好的冷型 还应进行干燥处理,其目的是要降低正编型刹车块的挥发物,干燥的方法一般采用自然干燥的办法,这种方法比较容易,但所用的时间相对的要求要长。干燥的程度应使其能达到符合热压的要求,否则因干燥的不好,则在压制时流动性过好,压制时就出现压淌现象。使产品结构与质量受到影响。一般控制:

    ①干燥温度:100℃以下。

    ②干燥时间:80±10小时。

    ③干燥标准:达到“外不粘手,内无滑动”。

  7.热压

  经冷压后的正编型刹车块,需经热压后才能将聚桐油胶(或其它类树脂)类浸渍物进行固化,才能制成具有一定致密结构和良好摩擦性能的制品。因使用的粘结剂种类不同,所需的压制压力、热压温度与热压时间也不相同,下面是使用聚桐油胶粘结剂的热压主要工艺参数。

  ⑴热压工艺要求:

    单位压强:15±2Mpa。

    温  度:180℃±5℃。

    时  间:20-25分

  ⑵外观:

    压制表面与边角正齐平正。

  热压成型是正编型刹车块生产中重要的工序,它对产品质量有较大的影响。如果热压时间长,生产效率低、而热压时间短,则产品的耐磨性降低,其它的各项物理性能指标均受影响。所以正确的掌握热压的工艺参数,对保证产品质量是非常重要的。

    ⑶操作要点:

    ①认真检查压机各部位,加热系统,液压系统,并检查模具规格以及上、下模合模时是否正常,并清理好模腔,一切均应符合要求。

    ②将热压模具拉开,擦好脱模剂(一般使用硬脂酸锌或者肥皂水等),将含聚桐油脂的正编型刹车块冷型放入热压模具中,开始合模加热加压。在热压过程中,要不断进行放汽,放汽时间间隔约为30-60秒,约放汽七次左右。然后按热压工艺规定的时间进行保压,达到热压时间后,拉开模具将制品从模中取出。

    ③热压后的产品,应将压好的产品出现的飞边及毛刺打磨好。

    8. 热处理

    热处理是使经热压后的正编型刹车块中树脂进一步彻底固化。

    热处理工艺过程:

         室 温─→100℃ 二小时

        100℃ →120℃ 一小时   120℃恒温一小时

        120℃ → 130℃一小时   130℃恒温一小时

        130℃ → 140℃一小时   140℃恒温二小时

        140℃ → 150℃一小时   150±5℃ 五小时

    整个热处理过程,应在不断通风状态下进行,以能为保持热处箱内温度均匀。

  热处理结束后,应立即断电。慢慢自然降温,待烘箱内温度降至50℃以下时,产品可转下道工序。

     9. 钻孔

    钻孔是为了保证正编型石油钻机刹车块的装配尺寸,根据产品图纸尺寸要求,制作样板或钻孔胎具( 按图纸钻孔位置制作)。然后钻小孔,再钻大孔,钻头前角应磨制成120°钻削角。在钻孔时,应注意孔的位置及孔的深度,不允许超差。

  (四)粘结剂用“聚桐油胶”的生产

  1,聚桐油胶:

  由于编织型石油钻机刹车块工作条件的特殊,使用摩擦材料通常使用的的酚醛类树脂做浸渍材料,在制品的韧性要求上难以达到要求,所以工业上采用一种韧性好的“聚桐油胶”做为粘结剂。

   “聚桐油胶”是将桐油在较高的温度下,制成的一种类似胶状的桐油聚合物。习惯上称为这种物质为“聚桐油胶”,它是一种粘度高,韧性好具有一定粘结作用的聚合物。

  桐油,棕黄色透明粘稠状液体。桐油在 270℃时的胶化时间为4-7分钟。桐油在贮存过程中,性能会有变化。所以在桐油使用前,必须对其进行聚合性能测定。具体测定方法是:将桐油搅拌均匀后取桐油样品,装于玻璃试管中,约占试管容积的 1/3,在酒精灯上直接加热装有桐油的试管,当试管中桐油温度达到270℃时,按动秒表开始计时,继续加热直至试管中的桐油样品全部胶化,记下时间。所用的全部时间即为胶化时间。对进厂的每个桐油包装,都要进行检测。(虽经检测合格,但因长时间存放,在使用前仍要进行复检) 。

   编织型石油钻机刹车块,使用桐油质量标准,具体要求如下:   

项目名称

指标

比重

0.9400-0.9430

酸值

8

皂化值

190-195

不皂化值

0.75%

碘值

163

热试验

8分

    桐油合成类似橡胶物的理论认为:各种橡胶类似物的基本结构,都需要长的或直线状的分子排列,要得到这样的结构,就非要将各种单个分子相连接不可,这就是所谓的聚合。聚合分为二种,一种称做添加聚合,另种称为凝缩聚合。如果将桐油水解或皂化,得到桐油脂肪酸。

           CH3CH23CH=CH--CH=CH--CH=CH-(CH27COOH

    加热时,添加聚合成为六个环状体二聚合物。有人经过详细的分析,确定了上边那个想法。延长加热时间或提高温度时,就有三聚物的出现,但适当的控制聚合条件就可以避免。

    如果将上述的三聚物和桐油中的其它不可聚物如脂肪酸,再和乙二醇会起酯化作用, 生成热塑性的聚合物。因此其分子排列和一般的合成橡胶相似,而分子结构中所含的不饱和酸也可以和硫酸作用,就与一般橡胶硫化作用一样,因此将其称为“聚桐油胶”。

    聚桐油胶的生产操作方法:

  按比例将桐油、油溶性酚醛树脂(松香脂)、速干剂等各种材料,投放于反应釜中并按下述工艺进行控制:

  ①检查并调整好管路阀门,确认正常后方可进行上料。

  ②经检验合格的桐油,准确称量放入反应釜内。

  ③开始加热,开动搅拌,逐步升温,当釜内桐油温度达到110-120℃时,开始陆续缓慢加入油溶性酚醛树脂(松香改性酚醛树脂或叔丁酚树脂),直至全部按量加完。

  ④继续升温,至油溶性酚醛树脂(松香改性酚醛树脂或叔丁酚树脂)全部熔化,温度达到 220-230℃左右,停止加热,密切观察釜内桐油的变化,当温度达到230- 250℃时,桐油表面泡沫约变为红色时,此时应开始测定聚桐油脂的粘度。当经做拉丝试验已达要求( 粘度经验控制方法是在一分钟之内,不多于10滴) 时,即可放出。放出的聚桐油脂,为保证聚桐油脂不出现胶化现象,最好加入一定量的冷脂(常温已做好的聚桐油脂)。一定使制造出的聚桐油脂温度降至60℃以下。

  ⑤生产过程中一定注意生产环境的卫生,地面要干净,同时要及时清除落地及设备上的生产材料与聚桐油脂等。

  由于聚合桐油时需要的温度较高,生产中控制较难,经常采用较小的反应容器,主要是为了比较容易地控制反应。也是为了生产方便操作,因此类聚桐油胶粘结剂生产使用批量不是很大,在生产中常常采用体积较小的敞口式或常压的反应容器。所以在生产中必须注意防止混入其它杂质,尤其是水等进入容器中遇高温的聚桐油胶时,就容易发生事故。  

二、模压型石油钻机刹车块

  模压型石油钻机刹车块,它的全部生产工艺过程,基本上同汽车用摩擦材料干法生产工艺过程相同。模压型石油钻机刹车块主要性能特点,是具有摩擦性能稳定、生产工艺简单、价格较低。

   (一)工艺流程

             混料    冷压型   热压   热处理   钻孔  检验   包装   入库

     (二) 工艺过程

    1,  混料混料即在混料机中,将闸瓦组份中粘结材料、增强材料与功能性填料等各种材料全部在一起混制成一种均匀混合体。混料设备同摩擦材料干法工艺混料设备。

     混料及操作程序:    

    ⑴开车前,应检查设备及附属设备,校对衡器等均符合要求。

    ⑵按配方要求,准确称料,认真复核。

    ⑶将已称好的各种配合料投入混料机中,盖好封盖。

    ⑷混料时间根椐使用的混料机参数与配方要求,进行制定。一般高速混料机混料时间较短,而转茼式混料时间则较长。混好后的料称为压塑料。       

    ⑸压塑料技术要求:

    ① 压塑料外观,应无外来杂质及末混开的料团。

    ② 压塑料使用的各种材料应松散均匀,无疙瘩。

    2,冷成型又称冷型,压冷型的目的系将混好后的压塑料,在常温的模具内,于一定压力下成型。压制冷型以便于在热压时装模,并可减少热模的体积,提高热压生产效率。冷型模具结构简单,应用方便。基本上与刹车片冷型模类似,生产中也有将其冷型压成平板式。

    具体操作如下:

    ⑴按规格依下式计算投料量,准确称量,重量应控制在规定公差范围内。

       投料量 (冷型)计算工式:

            模压闸瓦=B×L×A×d

               式 中 :B-厚度 Cm

                      L-内弧长 Cm

                      A-宽度 Cm  

                      D-密度 g/Cm3(压塑料石棉类2.0;半金属2.4;)

     ⑵把已称好的塑压料倒入模腔内,均匀铺料,合模压制。要防止啃模。

     ⑶压好的冷型应边角整齐,薄厚均匀,无发泡现象。

     ⑷冷型应同材质、同规格、按规定正齐堆放。并做好生产标志。

    4,热压成型是将压好的冷型,装入到经已加热到一定温度的热模中,一般温度为160±5℃、压强为18±2MPa压力下、压制时间为25分热压成为一个结构致密、具有良好摩擦性能的制品。这里的压制时间、压力、压制温度构成了热压成型的热压三要素,也是生产不断总结的实践经验。它对制品的性能与质量的好坏影响很大。

    热压中最好使用硬脂酸锌脱模剂,因为该脱模剂具有一定的熔点,可以直截了当的掌握热压模温是否符合压制温度要求。

    热压中还要不断进行放汽,这是非常重要的一个操作。因为放汽不当,将会造成制品的起泡或出现裂纹,至使制品报废。有人试图将压塑料经干燥处理的方法,以减省热压的放汽操作终末如愿。这是因为热压时要放出的汽,它不仅仅是压塑料成份中所附带的水份,而还有一定量的组份中酚醛树脂在受热压的固化过程中产生的水与其它夹带游离物,也必须在热压成型前放出。因此热压时必须要进行放汽操作。

    热压具体操作是:

    ⑴操作程序

     ① 首先检查好压机、模具、电器控制装置等。然后清理好热模模腔并均匀涂擦脱模剂(肥皂水及硬脂酸锌等)。

     ② 放入冷型合模加压约40秒左右,开始放气操作直至无气放出为止(大约放汽时间在3-8分),进行保压。保压时间一般控制在20-30分钟。

    ③ 待达到规定压制时间后卸压取出产品,去掉毛刺和飞边;检查外观、正齐摆放、避免走型翅曲。

     ④ 热压成型后的产品不允许有分层、裂纹、起泡、掉角、缺边、缺肉等现象。而制品表面颜色应一致。对有上述现象的制品则为废品,另放处理。

     5,热处理

    热处理的目的是使制品中树脂彻底固化。它是将热压后合格的石油钻机刹车块,在电烘葙内,于一定温度条件下经过一段时间处理,以能使制品的热稳定性达到最理想状态。生产中采用的热处理方法及热处理温度---时间曲线,控制等,基本与摩擦材料干法生产工艺的控制相同,具体操作也相同,这里就不予以介绍。

    6,磨制与钻孔

    磨制与钻孔是为了保证热压后的制品尺寸与孔径尺寸,能达到制品的图纸要求,磨制与钻孔的具体操作程序,完全相同于摩擦材料中鼓式制动器衬片的磨制与钻孔,具体操作与要求

     三、层压型石油钻机刹车块

    层压型石油钻机刹车块,系以网格类的布(石棉布、非石棉布等)经浸渍树脂基粘结剂、再涂挂橡胶基粘结剂,干燥后裁成一定规格布片,并将其叠成一定厚度,再经压型后放入热模中进行热压而成为一种层压型石油钻机刹车块。它的强度比模压型石油钻机刹车块要高,但比正编型石油钻机刹车块要低些。层压型石油钻机刹车块的生产工艺与其它层压型摩擦材料的生产工艺方法与应用设备基本相同。

    (一)工艺流程

        网格布——浸渍树脂——干燥——浸渍橡胶——干燥——裁条——叠布压型

        热压——热处理——钻孔——检查——印标——包装——入库

     (二) 工艺简述

    层压型石油钻机刹车块,简单的说,就是将一层一层的摩擦材料基先材叠在一起,然后再通过热压制成较厚的石油钻机刹车块。层压型石油钻机刹车块的正个生产工艺与模压法、离合器片浸。。。。。相同或者相似。这里仅将裁条、 叠布不同生产工艺做一介绍。

     1,网格布

     网格布是布的一种。只不过是织造时的经、纬线密度较稀,因此布面形成了较大的孔眼。生产层压型石油钻机刹车块用的布,孔眼约为2mm2×2mm,这种网格布具有挂附较多摩擦性能较好胶浆的性能。制成刹车块具有较好的摩擦性能。而且由于使用了一定量的橡胶,所以制品的硬度较低,韧性也好,强度也较模压法高。但这种层压型石油钻机刹车块,由于工艺过程中使用了数种溶剂,若控制不好则易出现分层起泡现象,而影响使用。

     2,工艺简述

   (1)树脂溶液的配制与技术要求:

     ①将热固(或热塑性)酚醛树脂,按工艺要求配制一定量的溶剂,一般采用酒精做溶剂,同时也要加入一定量的温水,配制成具有一定粘度的树脂酒精溶液。其外观为乳白色或微红色液体;若用热塑性酚醛树脂配制树脂酒精溶液时,尚要求不允有未溶解的树脂颗粒,树脂酒精溶液应混合均匀,无分层现象。室温下密度0.85-0.95 g / cm3 。树脂酒精溶液中的固体含量一般控制在10-20%

    ② 网格布浸脂与干燥,将网格布浸入配好的酚醛树脂酒精溶液数分钟后,就可以进行干燥,干燥后的树脂网格布应控制树脂含量在10±2%的范围,并应浸脂均匀,色泽一致。表面平整无皱折重叠,无外来杂质与大面积破损。控制网格布的树脂含量,可通过浸脂时间与树脂酒精溶液中的固体含量进行调节。

     ③炼橡与胶浆配制,根椐配方要求,将经塑炼好的橡胶进行混炼制成胶片,胶片厚度0.8-1.5mm左右,并打成小块胶片。在溶胶机中加入小块胶片并按比例加入汽油,经数小时后,制成胶浆。再将浸过树脂的网格布浸入胶浆中,进行浸挂胶浆,控制胶含水量在35-65%左右,制成了网格胶脂布。

    生产中也有采用干式压延挂胶法,它的工艺特点是按配方要求,将塑炼好橡胶放入压延机上,将胶片调成厚度为0.5mm左右,再压挂在网格树脂布上,制成了网格胶脂布。这种工艺方法的特点是生产过程中不使用溶剂。因此生产工艺稳定、产品性能也稳定,安全,产品成本也较低。

    ④ 网格胶脂布裁条,按生产石油钻机刹车块的规格尺寸要求裁条切片,切好的网格胶脂布表面不应有杂质、油污等。裁切尺寸应符合尺寸要求范围。然后将胶片叠制成如图所示形状,再压制成冷型。

    ⑤ 热压是层压法成型固化的一个重要操作,通过热压使其成为具有摩擦性能的制品。具体操作方法是,将制好的石油钻机刹车块冷型,放入热压模中进行热压,热压成型工艺控制参数,热压温度165±5℃、压强1520 MPa、热压时间20-40分钟。热压操作程序和方法,同模压法石油钻机刹车块相同。

    ⑥ 热处理及磨加工、钻孔等后加工的方法,除热处理参数(温度与时间)有些不同外,均相同于干法生产工艺摩擦材料或模压石油钻机刹车块。这里就不再细述。

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