一种汽车发动机张紧轮和惰轮的树脂皮带轮制造技术

一种汽车发动机张紧轮和惰轮的树脂皮带轮，改性聚苯硫醚树脂组合物注塑在轴承的外圈上而成型，组合物由重量份为２０％～４０％增强纤维、重量份为４．５％～１０．５％的添加剂和重量份为余量的聚苯硫醚树脂组成，其抗拉强度高、耐温冲击性强、热变形温度高、表面硬度高、吸水和吸油率极低、在高湿条件下具有高强度、高刚性和尺寸稳定性；并具有突出的耐疲劳性能和抗蠕变性能，解决了高温高湿条件下及在粉尘泥沙环境中的皮带轮耐磨性问题；耐化学腐蚀性好，对大多酸、酯、酮、醛、酚及脂肪烃、芳香烃、氯代烃等稳定，对无机酸、碱、盐和氯化剂的抵抗性强。聚苯硫醚树脂皮带轮满足汽车零部件轻量化的要求，克服了现有树脂皮带轮使用工况的局限性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车发动机皮带传动系统的树脂皮带轮，确切地说是一种汽车发动机 张紧轮和惰轮的树脂皮带轮。
技术介绍
汽车发动机张紧轮和惰轮的核心部件是轴承和皮带轮，现有技术的皮带轮材料大 体分为车削、冲压加工的金属轮，压制的粉末冶金轮及以酚醛树脂、聚酰胺66树脂为代表 的注塑树脂轮等。汽车发动机张紧轮和惰轮的使用工况一般为转速800 15000r/min， 载荷通常在3000N以下，个别可以达到4000N，环境温度_40°C 150°C，辅机系统中的张紧 轮和惰轮往往还要工作在泥浆、水、沙尘甚至存在腐蚀物质的环境中。近年来，随着汽车工 业的不断发展，对汽车零部件的使用寿命、噪声、轻量化以及在恶劣工况下性能保持性的要 求越来越高，工程塑料因其质量轻、耐腐蚀、注塑加工方法简单、能够经济地制造较为复杂 的零件、能够吸收冲击和振动、噪声低和驱动功率小等优点，在载荷2000N以下张紧轮和惰 轮上得到越来越广泛的运用。公开号CN 1488869A的中国专利技术专利申请公开了一种以酚醛树脂作为基础树脂， 同时还含有莫氏硬度在6. 5以上的无机粉末15 50重量％、增强纤维20 40重量％以 及润滑剂1 5重量％组成的树脂组合物制造皮带轮的技术。公开号CN 101351662A的中 国专利技术专利申请公开了一种作为基础树脂的酚醛树脂35 55质量％、丙烯晴一丁二烯橡 胶1质量％以上、无机纤维10 25质量％以及无机粉末3 15质量％而且还添加有聚酯 丙烯酸酯的树脂组合物制造树脂皮带轮的技术。另外，还有采用聚酰胺66树脂，添加重量 比20% 30%的无机增强纤维和无机粉末组成树脂组合物制造张紧轮和惰轮皮带轮的技 术报道。但是上述酚醛树脂和聚酰胺66树脂组合物皮带轮存在如下缺陷 (1)上述树脂皮带轮都加入了无机粉末，在沙尘环境中工作时，脱落的无机粉末与 沙尘一起加剧了皮带轮的磨损，反而使皮带轮的耐磨性降低。(2)酚醛树脂和聚酰胺66树脂在120°C环境温度以下，保持较高的强度和刚度，但 在120°C以上高温环境中，强度和刚性下降比较大，耐磨能力也随之下降，随着汽车发动机 环境温度要求的提高，这些树脂组合物制造的发动机皮带轮使用上存在较大的局限性。(3)聚酰胺66树脂具有较大的吸湿性，一般为0. 8 1. 5%，其程度取决于材料的 组成、零件壁厚以及环境条件。较高吸水性的张紧轮和惰轮一旦工作在有水雾、粉尘、泥沙 环境中，在温度120°C以上情况下，皮带轮的强度和耐磨性急剧下降，导致皮带轮磨耗加快， 张紧轮和惰轮寿命大大降低。(4)酚醛树脂，聚酰胺66树脂虽然对许多溶剂具有抗溶性，但对酸和其它一些氯 化剂的抵抗力较弱。因此现有技术中用于汽车发动机张紧轮和惰轮的树脂皮带轮，不能满足在多水潮 湿，环境温度达到120°C以上，多粉尘、泥沙，有酸性或氯化剂工况中工作的技术性能指标要 求。
技术实现思路
本专利技术要解决现有汽车发动机张紧轮和惰轮树脂皮带轮不能满足在多水潮湿，环境温度达到120°C以上，多粉尘、泥沙，有酸性或氯化剂工况中工作的技术性能指标要求的 技术问题，提出一种对粉尘、泥沙工况适应性强、适于较高温度和湿度、耐腐蚀性能更强的 汽车发动机张紧轮和惰轮的树脂皮带轮。本专利技术采取的技术方案是一种汽车发动机张紧轮和惰轮的树脂皮带轮，采用改 性聚苯硫醚树脂组合物注塑在轴承的外圈上而成型，该改性聚苯硫醚树脂组合物由重量份 为20% 40%增强纤维、重量份为4. 5% 10. 5%的添加剂和重量份为余量的聚苯硫醚树 脂组成。改性聚苯硫醚树脂的密度为1. 50 1. 70g/cm3,约为钢的五分之一，能够满足汽 车零部件轻量化的要求，耐热性能得到提高，熔点可达275 290°C，抗拉强度达120Mpa以 上，并且具有很好的耐温冲击性，经玻璃纤维或碳纤维增强后热变形温度可达到260°C，分 解温度为400°C，可在200°C下长期使用，坚韧耐磨。更重要的是改性聚苯硫醚树脂吸水、吸 油率极低，一般只有0. 03%左右，在高湿条件下具有高强度、高刚性和尺寸稳定性，并具有 突出的耐疲劳性能和抗蠕变性能，解决了高温高湿条件下皮带轮耐磨性问题。改性聚苯硫 醚树脂具有优异的耐蠕变性和耐疲劳性，表面硬度高，洛氏硬度> 100HR，使其耐磨性极高， 解决了在粉尘泥沙环境中的耐磨性问题。另外，聚苯硫醚耐化学腐蚀性极好，对大多酸、酯、 酮、醛、酚及脂肪烃、芳香烃、氯代烃等稳定，目前尚未发现可在200°C以下溶解聚苯硫醚树 脂的溶剂，对无机酸、碱、盐和氯化剂的抵抗性极强。相对于聚苯硫醚树脂组合物的总量，增 强纤维的重量比控制在20% 40%，如果增强纤维的重量比不足20%，就不能起到通过添 加增强纤维来获得提高尺寸稳定性、强度和耐磨性的效果；当增强纤维的重量比超过40% 时，聚苯硫醚基础树脂的特性得不到充分体现，并且容易对与树脂皮带轮接触的皮带造成 损伤。添加剂是纤维相容助剂；或是占改性聚苯硫醚树脂组合物总量的重量份为 3. 5% 5. 5%纤维相容助剂和重量份为 5%润滑剂；或是占改性聚苯硫醚树脂组合 物总量的重量份为2% 3%纤维相容助剂、重量份为 5%润滑剂和重量份为1. 5% 2. 5%色母。纤维相容助剂可改善增强纤维与聚苯硫醚树脂的相容性，提高树脂组合物的拉 伸、冲击和耐磨强度，改善加工的流变性，提高表面光洁度。润滑剂使树脂皮带轮获得润滑 效果，由于润滑剂比聚苯硫醚树脂耐热性差，相对于改性聚苯硫醚树脂组合物总量，润滑剂 的重量比超过5%时，会导致树脂皮带轮的耐热性降低。色母，例如黑色母，是着色剂。优选的改性聚苯硫醚树脂组合物由重量份为30% 35%增强纤维、重量份为 6. 8% 8. 6%的添加剂和重量份为余量的聚苯硫醚树脂组成。优选的添加剂是占改性聚苯硫醚树脂组合物总量的重量份为2. 5% 2. 8%纤维 相容助剂、重量份为2. 5% 3. 5%润滑剂和重量份为1. 8% 2. 3%色母。增强纤维是玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维和无机系晶须。玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维和无机系晶须是平均直径 5 20um，平均纤维长度1 5mm的短切纤维。上述规格范围的玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、 碳化硅纤维、氧化铝纤维和无机系晶须可以防止树脂组合物在熔融状态下流动性降低的现象发生。增强纤维优选是玻璃纤维。玻璃纤维容易制造和购买，而且价格低廉，其纤维增强 效果优良。纤维相容助剂是马来酸酐接枝共聚物。润滑剂是氟树脂和二硫化钼。 轴承有外圈、滚动体、内圈、保持架和密封圈。一种汽车发动机张紧轮和惰轮的树脂皮带轮用树脂组合物，该树脂组合物采用聚 苯硫醚树脂作为基础树脂，再加入重量份为20% 40%的增强纤维和重量份为4. 5% 10. 5%的添加剂；添加剂是纤维相容助剂，或是占改性聚苯硫醚树脂组合物总量的重量份 为3. 5% 5. 5%纤维相容助剂和重量份为 5%润滑剂，或是占改性聚苯硫醚树脂 组合物总量的重量份为2% 3%纤维相容助剂、重量份为 5%润滑剂和重量份为 1. 5% 2. 5%色母。优选的是该树脂组合物采用聚苯硫醚树脂作为基础树脂，再加入重量份为 30% 35%增强纤维和重量份为6. 8% 8. 6%的添加剂；增强纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车发动机张紧轮和惰轮的树脂皮带轮，其特征在于采用改性聚苯硫醚树脂组合物注塑在轴承的外圈上而成型，该改性聚苯硫醚树脂组合物由重量份为２０％～４０％增强纤维、重量份为４．５％～１０．５％的添加剂和重量份为余量的聚苯硫醚树脂组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈升儒，郭延伟，刘天鹏，马静，
申请(专利权)人：青岛泰德汽车轴承有限责任公司，
类型：发明
国别省市：95[中国|青岛]