一種復(fù)合材料無磁滾筒的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及選礦設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種復(fù)合材料無磁滾筒。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的礦山選礦設(shè)備大多由不銹鋼或普通鋼材制成，這些材料制成的設(shè)備在工作中普遍存在著感應(yīng)渦流、質(zhì)量重、易腐蝕和能耗大的缺陷，并且還存在著耐久性差、使用壽命較短、施工運輸和運行維護比較困難的弊端，因此也增加了設(shè)備的整個成本。
[0003]近年來，纖維增強樹脂基復(fù)合材料(以下簡稱FRP)由于其無磁、強度高、質(zhì)量輕以及耐腐蝕、耐疲勞和可設(shè)計性強的優(yōu)點得到了廣泛的應(yīng)用。同時，用復(fù)合材料制備無磁設(shè)備的理念也被證實是無磁設(shè)備的最佳選擇。因此，將FRP應(yīng)用于選礦設(shè)備也成為國內(nèi)外的主要研究熱點。針對現(xiàn)有無磁滾筒的狀況，將FRP成功制成無磁滾筒成為業(yè)內(nèi)人士亟需解決的難題。但是由于無磁滾筒尺寸較大且載荷工況復(fù)雜，因此采用常規(guī)設(shè)計方法設(shè)計制成的復(fù)合材料無磁滾筒雖然相對鋼制選礦筒重量有所減少，但其結(jié)構(gòu)耐久性和可靠性還是較差，所以設(shè)備成本得不到有效降低，不適宜推廣應(yīng)用。
[0004]針對上述相關(guān)技術(shù)中所述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]針對相關(guān)技術(shù)中上述的問題，本實用新型提出一種復(fù)合材料無磁滾筒，能夠有效使得制成的復(fù)合材料無磁滾筒具有無磁、重量輕、剛度高、耐腐蝕、耐疲勞及可靠性高的優(yōu)點，同時有效解決了現(xiàn)有無磁滾筒高能耗、高損耗的弊端，進而有效降低了設(shè)備的生產(chǎn)成本和維護成本。
[0006]為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0007]—種復(fù)合材料無磁滾筒，包括筒體及增強區(qū)，所述筒體由內(nèi)而外包括內(nèi)功能層、結(jié)構(gòu)層及外功能層，其中，所述結(jié)構(gòu)層由玻璃纖維增強熱固性樹脂復(fù)合體系纏繞而成，并且，所述內(nèi)功能層與所述外功能層的厚度比為1: 5?1: 10。
[0008]進一步地，所述筒體的樹脂材質(zhì)為環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂或乙烯基樹脂中的任一種。
[0009]本實用新型的有益效果:本實用新型提供了一種無磁、重量輕、剛度高、耐腐蝕、耐疲勞及可靠性高的復(fù)合材料無磁滾筒，同時這種無磁滾筒還具有低能耗、低損耗的優(yōu)點，從而使得有效降低了其生產(chǎn)成本和維護成本，同時，本實用新型提供的制作方法可合理選擇內(nèi)功能層、外功能層所用的原料及原料之間的配比和厚度，合理設(shè)定結(jié)構(gòu)層的厚度及成型方法，從而使得制作出來的無磁滾筒使用性能較高，進而達到更加方便安裝施工和降低施工人員勞動強度的目的。
【附圖說明】
[0010]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0011]圖1是根據(jù)本實用新型實施例所述的復(fù)合材料無磁滾筒的截面示意圖；
[0012]圖2是根據(jù)本實用新型實施例所述的復(fù)合材料無磁滾筒的增強區(qū)示意圖。
[0013]圖中:
[0014]1、內(nèi)功能層；2、結(jié)構(gòu)層；3、外功能層；4、增強區(qū)。
【具體實施方式】
[0015]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0016]如圖1-2所示，根據(jù)本實用新型實施例的所述的一種復(fù)合材料無磁滾筒，包括筒體及增強區(qū)4，所述筒體由內(nèi)而外包括內(nèi)功能層1、結(jié)構(gòu)層2及外功能層3，其中，所述結(jié)構(gòu)層2由玻璃纖維增強熱固性樹脂復(fù)合體系纏繞而成，并且，所述內(nèi)功能層1與所述外功能層3的厚度比為1: 5?1: 10。
[0017]此外，在一個具體實施例中，所述筒體的樹脂材質(zhì)為環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂或乙烯基樹脂中的任一種。
[0018]如圖1-2所示，具體使用時，上述一種復(fù)合材料無磁滾筒的制作方法，包括以傳統(tǒng)滾筒結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)設(shè)計其筒體壁厚的步驟、復(fù)合材料連接為基礎(chǔ)設(shè)計增強區(qū)域結(jié)構(gòu)的步驟及在筒體外壁覆防老化、抗滑功能表層的步驟，還包括如下步驟:
[0019]1)確定該復(fù)合材料無磁滾筒的結(jié)構(gòu):由內(nèi)而外分別設(shè)計為內(nèi)功能層、結(jié)構(gòu)層及外功能層，其中所述結(jié)構(gòu)層由玻璃纖維增強熱固性樹脂纏繞而成；
[0020]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(jié)構(gòu)層的鋪層方案；
[0021]3)根據(jù)選礦設(shè)備使用條件的要求，按照步驟1)中的結(jié)構(gòu)設(shè)計制作出不同鋪層方向復(fù)合材料無磁滾筒結(jié)構(gòu)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(nèi)功能層、所述結(jié)構(gòu)層及所述外功能層的機械性能參數(shù)和抗滑性能參數(shù)；
[0022]4)根據(jù)步驟3)中所得的各方向鋪層的機械性能參數(shù)以確定所述結(jié)構(gòu)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(nèi)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；
[0023]5)將步驟3)中所得的各方向鋪層機械性能參數(shù)與步驟4)中所得的結(jié)構(gòu)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(gòu)建有限元分析模型，施加載荷然后仿真計算得到該復(fù)合材料無磁滾筒在不同載荷工況時的應(yīng)力值和變形值；
[0024]6)將所述復(fù)合材料無磁滾筒預(yù)先設(shè)計的許用應(yīng)力值與步驟5)中獲得的應(yīng)力值進行對比后計算出該復(fù)合材料無磁滾筒的安全系數(shù)值，然后將該安全系數(shù)值及變形值與設(shè)計要求進行比較，即在正常工況條件下所述復(fù)合材料無磁滾筒中部的變形值應(yīng)不大于筒體長度的15%。，安全系數(shù)應(yīng)不小于3，若滿足上述設(shè)計要求，則進入構(gòu)件成型階段；
[0025]7)上述步驟6)中如果不滿足設(shè)計要求，則返回步驟4)，重新調(diào)整結(jié)構(gòu)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(fù)進行步驟5)及步驟6)直到滿足設(shè)計要求為止，最后進行構(gòu)件成型階段，