[发明专利]超混杂复合材料矿车斗

说明书

本发明涉及一种混杂复合材料造的矿车斗。该技术适用于不同用途、不同规格的矿车斗制造，可有效的保证矿车的使用技术要求。

矿车是煤炭、金属矿、非金属矿开采、运输中广泛采用的一种运输车辆，车斗是矿车最重要的部件之一。现有的矿车斗一般是用薄钢板经冲击、焊接制成。由于矿井中相对湿度高，且常有腐蚀性气体，如二氧化硫、二氧化碳，矿车易锈蚀，再加上使用过程中矿石、煤碳的反复冲压、碰撞、磨擦，从而形成腐蚀、冲击、磨擦三者的联合作用，致使矿车斗先于车底盘损坏，已成为制约矿车使用寿命的关键环节。

本发明针对钢铁矿车斗所存在的不足，依据复合材料、复合结构性能可以合理设计的原则，按矿车斗使用所要求技术性能，选用混杂纤维增强聚合物基复合材料，采用相应的成型工艺和复合结构，而制造出兼具耐腐蚀、耐磨损、强度高、重量轻、刚度好的复合材料矿车斗。

本发明是这样实现的;混杂复合材料矿车斗的结构为一底部侧壁呈园拱状两端壁平行的开口容器。其口部呈长方形，设凸缘，以增加其强度、刚度;各拐角处呈园弧状，并设加强筋;其低部与车低盘相连接部位均采用局部增强。其主尺寸均按机械工业部标准设计图执行。车斗壁均采用层复合结构（见附图1）。其内表层为功能层（1），保证车斗的耐磨、耐冲击、耐腐蚀等性能;结构层（2）为车斗的承力部分，能有效地保证车斗强度、刚度、承载能力;外表层（3）应具备耐腐蚀、耐碰撞性能。

本发明采用的混杂复合材料是由增强材料、基体材料、功能材料三类材料经合理设计、调配、组合而成。其增强材料为玻璃纤维及其织物、合成纤维（尼龙纤维、聚酯纤维、聚乙烯、聚丙烯等）及其织物、钢丝网等。基体材料为热固性树酯，可以是环氧树酯、不饱和聚酯树酯、酚醛呋喃，聚氨酯中的一种或数种共用，或用热塑性树酯、橡胶改性的热固性树酯。功能材料主要有耐磨材料、减摩材料、改性材料、增韧材料等。

本发明的功能层（1）采用合成纤维及其织物为增强材料，以环氧或其它树酯为基体材料，并在配方中加入相应的耐磨、减磨、改性增韧材料，以获得坚韧、光洁的表面层，既可提高其耐磨、耐冲击、耐腐蚀性，降低摩擦系数，又可降低面层的极性，减少矿车与矿物粉料的吸附性、结垢性。结构层（2）采用玻璃纤维、钢纤维及其织物增强混杂复合材料制造，对于大型矿车，需在该层的开口处、拐角处、底部分别予埋角钢、螺纹钢、钣壳件制成钢/复合材料、复合结构，既提高矿车的整体刚度，又可降低造价。该层基体材料配方中需加入刚性无机耐磨材料，以提高矿车斗的硬度和耐磨性。外表层（3）为玻璃纤维布，表面毡增强树脂，为提高其硬度和耐磨性，同样需加入耐磨、减磨材料。

上述耐磨材料可以是碳化硅粉、刚玉粉、氧化铝粉、铸石粉等粉状无机矿物质中的一种或几种共用。

上述减摩材料可以是石墨、二硫化钼等无机减摩材料中的一种或几种共用。其中，石墨既减摩又兼具降低表面电阻，赋予矿车抗静电性能。

上述改性材料、增韧材料为羧端基丁晴橡胶、丁苯橡胶、尼龙粉、聚乙烯粉等橡胶及树脂单体材料，可单一使用，也可并用协效。

本发明的制造方法为：采用组合模具与手糊成型、树脂喷涂、树脂玻璃纤维喷射成型三种工艺方法相结合，其操作步骤如下：按车斗规格尺寸制造阴阳模组合模具;阳模组合好后在其上刷涂脱模剂，阴模各构件的成型表面上也涂刷脱模剂;待阳模上的脱模剂成膜后，先在其上喷涂由树脂和耐磨材料、减摩材料、增韧材料配制的胶液，然后铺敷由合成纤维及其织物增强材料;紧接着用树脂和无机刚性粉状材料配制的胶液作粘和剂，玻璃纤维及其织物作增强材料手糊成型至一定壁厚，放入安置定位钢丝网或金属予埋件，再继续手糊至所需壁后。其开口部、拐角处、底部应适当加厚、增强，最后再刷涂一度加入耐磨、减摩材料的胶液。为了使制品致密、光洁、尺寸精度高，需用组合式阴模加压。待固化后卸开阴模，脱去阳模就制得本矿车斗。将破旧矿车修整，除锈后作为阳模，和予埋金属件，按上述工序手糊操作，也可制得修复翻新的超混杂复合材料矿车斗。

附图说明：

图1是超混杂复合材料矿车轴侧示意图

图2是超混杂复合材料矿车斗工艺流程图

附图标号说明：（1）功能层，（2）结构层，（3）金属予埋件，（4）外表层。

本发明比已有技术具有以下优点：由于采用层复合结构超混杂复合材料，各层均具有独特的技术性能特点，兼备单一材料难以获得的技术经济效果，且矿车斗重量轻，不锈蚀，不粘底，运输效率高，抗静电，使用安全。