[0001] 本发明涉及磨机设备领域，具体涉及一种用于磨机的橡胶衬板结构。

[0002] 磨机包括半自磨机、球磨机等。磨机磨矿的主要目的是将矿石在球磨机中磨细，使有用矿物与脉石以及有用矿物与有用矿物达到单体解离。所谓单体解离，即有用矿物中不含脉石，脉石中不含有用矿物。随着磨矿工艺和磨机(半自磨机、球磨机)制造技术的发展，研磨介质和给矿的尺寸也逐渐加大，对磨机衬板的冲击和磨损作用成倍数增长。受到材料及生产工艺的制约，传统的锰钢、合金钢铸造衬板已经达到其性能的极限。

[0003] 由于橡胶材料的高耐磨性、高弹性、重量轻、耐腐蚀等特性，故用橡胶材料制备的衬里在矿山磨机(半自磨机、球磨机)上的应用越来越广泛。橡胶衬板具有低耗能、高耐磨/耐冲击、低噪音、易安装、耐腐蚀、节约介质(钢球)、使用寿命长的优点。

[0004] 但是在磨机实际使用中，由于矿石呈不规则形状，边缘具有棱角、刃口状，会对橡胶制备的衬板造成连续性切割破坏。现有技术的橡胶衬板的耐切割性能低，制约了橡胶衬板的使用寿命，也制约了橡胶衬板的发展。

[0036] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0037] 现有橡胶衬板除了受到橡胶寿命受到局限，其次由于橡胶材料的比表面积大，橡胶衬板安装在磨机筒体内，侵占的容积大，导致磨机内筒的容量降低，从而影响了磨矿的效率。基于上述问题，本发明实施例在针对橡胶材料改进的基础，对橡胶衬板的结构也提出了改进。

[0038] 本发明实施例提供一种耐切割橡胶衬板，如图1所示包括衬板本体1、提升条、螺栓3，上述提升条压在上述衬板本体1上，通过螺栓3将提升条和衬板本体1固定在磨机筒体内壁；上述提升条包括高提升条201和低提升条202，上述高提升条201和上述低提升条202沿着磨机筒体内壁周向交替分布在衬板本体1上；上述衬板本体1和提升条由橡胶材料制备；

[0039] 上述橡胶材料由以下重量份材料组成：天然橡胶为65～75份、顺式-1,4-聚丁二烯为25～35份、炭黑为40～60份、硫磺为1～3份、氧化锌为6～8份、硬脂酸为0.5～1.5份、硫化促进剂为2.2～3份、防老化剂为3～5份、芳烃油为7～9份、加加工助剂WB222为1～3份、聚四氟乙烯为2～4份、耐磨剂为0.3～0.5份。

[0040] 本发明实施例的耐切割橡胶衬板，制备橡胶衬板的橡胶材料包括天然橡胶，顺式-1,4-聚丁二烯、炭黑、硫磺、氧化锌、硬脂酸、防老化剂、加工助剂、聚四氟乙烯2～4份和耐磨剂。充分利用各组分相互组合的特性，通过上述橡胶材料制备橡胶衬板具有高耐磨性、抗刮性特性，提高了橡胶衬板的耐切割性，从而延长了橡胶衬板的使用寿命；

[0041] 将橡胶衬板的提升条，设置为高提升条和低提升条两种，并且沿着磨机内筒周向分布。在磨矿过程中，高提升条的作用为提升矿石及介质，低提升条为辅助提升作用；磨矿主要依靠低提升条，高提升条为辅助作用。通过上述结构，降低了橡胶衬板在磨机内筒中侵占的容积，较现有技术扩大了磨机内筒的容量，磨机年处理量较现有技术的处理量提高了10％，磨矿效率较现有技术具有的显著提高。

[0042] 进一步优选的方式，上述橡胶材料由以下重量份材料组成：天然橡胶为70份，顺式-1,4-聚丁二烯为30份、炭黑为50份、硫磺为2份、氧化锌为7份、硬脂酸为1份、硫化促进剂为2.6份、防老化剂为4份、芳烃油为8份、加工助剂WB222为2份、聚四氟乙烯为4份、耐磨剂为0.4份。

[0043] 进一步优选的方式，上述橡胶材料中的天然橡胶为RSS1天然橡胶；

[0044] 进一步优选的方式，上述橡胶材料中的炭黑为卡博特N339和卡博特N550按重量比(3～3.5)∶2混合组成；硫化促进剂为硫化促进剂CZ和硫化促进剂DM按重量比3∶10混合组成；防老化剂为防老化剂4020和防老化剂BLE按照重量比1∶1混合组成；

[0045] 进一步优选的方式，上述橡胶材料中的耐磨剂为E2203-PU耐磨剂。

[0046] 进一步优选的方式，上述提升条底部设置有凹槽4，上述螺栓3的螺头嵌装在上述凹槽4内，螺栓3的螺柱穿过上述衬板本体1和磨机筒体将提升条和衬板本体1固定在磨机筒体内壁。

[0047] 进一步优选的方式，上述高提升条201和低提升条202高度比为1:(0.35～0.48)；本领域技术人员可以根据需要选择其他的高度比。

[0048] 进一步优选的方式，上述高提升条201和低提升条202顶部的水平宽度比为1:(1.3～1.5)；本领域技术人员可以根据需要选择其他的宽度比。

[0049] 进一步优选的方式，上述的橡胶材料的制备方法，包括以下步骤：

[0050] S1：将天然橡胶单独进行塑炼，塑炼的时间110～130s、塑炼温度为130～150℃；

[0051] S2：在步骤:S1塑炼完成的天然橡胶中加入顺式-1,4-聚丁二烯橡胶、聚四氟乙烯及耐磨剂继续进行塑炼，上述塑炼时间为50～60s，塑炼温度为70～90℃；

[0052] S3：在步骤S2塑炼完成的混合物中添加炭黑、芳烃油、防老化剂、氧化锌、硬脂酸和加工助剂进行混炼排胶，上述混炼时间为180～220s，塑炼温度为140～160℃；

[0053] S4：将步骤S3中混炼完成的混合物冷却至23℃以下，并停放24h以上，加入硫磺、硫化促进剂继续进行二次混炼排胶，上述混炼温度为90～100℃，混炼时间为170～190s。

[0054] S5：将步骤S4混炼等到的混合物至于模具型腔内，在180～190KGF条件下，硫化240-300min后冷却、修边后得到耐切割橡胶。

[0055] 进一步优选的方式，上述步骤S5中硫化过程包括以下步骤：

[0056] S5-1：前160～180min控制温度为140～145℃；

[0057] S5-2：后80～120min控制温度为130～135℃。

[0058] 本发明实施例的耐切割橡胶衬板，橡胶材料的制备方法中通过控制硫化的温度，延长硫化的时间，在避免过硫现象的同时，保证橡胶的内外交联程度都达到95％以上，从而使得橡胶的表面和内部耐磨、耐切割性能一致，通过该橡胶材料制备的橡胶衬板，较现有技术中橡胶衬板的使用寿命有了显著的提高。

[0059] 下面通过具体的实施例进行详细的说明。

[0060] 在以下的实施例和对比例中，采用国标法检测橡胶衬板的拉伸强度(MPa)、伸长率(％)、100％定伸强度、AKRON磨耗以及橡胶弹性(％)。

[0061] 橡胶衬板耐切割性的检测，取橡胶衬板不同位置的一定形状尺寸的样品以规定的转速旋转，在规定的时间内，由具有一定硬度和尺寸的刀具在规定的频率下切削，然后测量试样的重量损失，通过密度换算为体积，从而来评价橡胶的耐切割性能。检测参数：切刀频率50RPM；试样转速1500RPM。

[0062] 其中耐切割性和耐磨性检测分别取橡胶产品不同位置(包括内部和橡胶产品外表面)8个样品，按照图2标注分别取8个检测样，其中标号11、22、33、44、55、66、77、88分别为样品11、22、33、44、55、66、77、88。

[0063] 实施例1～3：按照表1指定的橡胶材料配方，

[0064] S1:将天然橡胶RSS1单独在140℃条件下塑炼120s；

[0065] S2：在上述塑炼后的天然橡胶中加入顺式-1,4-聚丁二烯橡胶、聚四氟乙烯及E2203-PU耐磨剂在温度80℃条件下，继续塑炼60s；

[0066] S3：在塑炼完成的混合物中添加炭黑、芳烃油、防老化剂、氧化锌、硬脂酸和加工助剂进行混炼排胶，混炼时间为200s，混炼温度为150℃；

[0067] S4：上述混炼后的混合物冷却至23℃以下，并停放24h以上，加入硫磺、硫化促进剂继续进行二次混炼排胶，混炼温度为95℃，混炼时间为180s；

[0068] S5：混炼得到的混合物至于模具型腔内，在185KGF条件下，控制硫化温度140℃硫化170min，再控制硫化温度130℃硫化100min，硫化完成后冷却、修边后得到耐切割橡胶。

[0069] 上述橡胶材料通过压膜制备橡胶衬板。

[0070] 检测橡胶衬板的性能，检测结果如表1所示。

[0071] 对比例1～3：按照表1指定的橡胶材料配方，按照实施例1的方法制备橡胶衬板。检测橡胶橡胶衬板的性能，检测结果如表1所示。

[0072] 表1

[0073]

[0074]

[0075] 注：其中表1中耐切割性和磨耗的实验结果为橡胶衬板不同位置8个样品检测结果的平均值。

[0076] 如上表1，分析上述实施例1～3以及对比例1～3的橡胶产品的性能数据，本发明实施例1～3橡胶产品的耐切割性和耐磨性方面较对比例1～3均具有显著的提高；同时其拉伸强度，伸长率以及100％定伸强度的性能方面没有明显的差异。说明本发明实施例的橡胶衬板在不改变其他性能的前提下。显著提高了橡胶的耐切割性和耐磨性。

[0077] 实施例4：按照实施例1的具体橡胶材料的配方，

[0078] S1：将天然橡胶RSS1单独在130℃条件下塑炼110s；

[0079] S2:在上述塑炼后的天然橡胶中加入顺式-1,4-聚丁二烯橡胶、聚四氟乙烯及E2203-PU耐磨剂在温度70℃条件下，继续塑炼50s；

[0080] S3:在塑炼完成的混合物中添加炭黑、芳烃油、防老化剂、氧化锌、硬脂酸和加工助剂进行混炼排胶，混炼时间为180s，混炼温度为140℃；

[0081] S4：上述混炼后的混合物冷却至23℃以下，并停放24h以上，加入硫磺、硫化促进剂继续进行二次混炼排胶，混炼温度为90℃，混炼时间为170s；

[0082] S5：混炼得到的混合物至于模具型腔内，在180KGF条件下，控制硫化温度140℃硫化160min，再控制硫化温度130℃硫化80min，硫化完成后冷却、修边后得到耐切割橡胶。

[0083] 上述橡胶材料压膜制备橡胶衬板。

[0084] 检测橡胶衬板不同位置的耐切割性，结果如表2所示。检测橡胶衬板不同位置的耐磨性，结果如表3所示。

[0085] 实施例5：按照实施例1的具体橡胶材料的配方，

[0086] S1：将天然橡胶RSS1单独在150℃条件下塑炼130s；

[0087] S2：在上述塑炼后的天然橡胶中加入顺式-1,4-聚丁二烯橡胶、聚四氟乙烯及E2203-PU耐磨剂在温度90℃条件下，继续塑炼70s；

[0088] S3：在塑炼完成的混合物中添加炭黑、芳烃油、防老化剂、氧化锌、硬脂酸和加工助剂进行混炼排胶，混炼时间为220s，混炼温度为160℃；

[0089] S4：上述混炼后的混合物冷却至23℃以下，并停放24h以上，加入硫磺、硫化促进剂继续进行二次混炼排胶，混炼温度为100℃，混炼时间为190；

[0090] S5：混炼得到的混合物至于模具型腔内，在190KGF条件下，控制硫化温度145℃硫化180min，再控制硫化温度135℃硫化120min，硫化完成后冷却、修边后得到耐切割橡胶。

[0091] 上述橡胶材料压膜制备橡胶衬板。

[0092] 检测橡胶衬板不同位置的耐切割性，结果如表2所示。检测橡胶衬板不同位置的耐磨性，结果如表3所示。

[0093] 实施例6：按照实施例1的具体橡胶材料的配方，

[0094] S1：将天然橡胶RSS1单独在135℃条件下塑炼115s；

[0095] S2：在上述塑炼后的天然橡胶中加入顺式-1,4-聚丁二烯橡胶、聚四氟乙烯及E2203-PU耐磨剂在温度75℃条件下，继续塑炼55s；

[0096] S3：在塑炼完成的混合物中添加炭黑、芳烃油、防老化剂、氧化锌、硬脂酸和加工助剂进行混炼排胶，混炼时间为185s，混炼温度为145℃；

[0097] S4：上述混炼后的混合物冷却至23℃以下，并停放24h以上，加入硫磺、硫化促进剂继续进行二次混炼排胶，混炼温度为92℃，混炼时间为175s；

[0098] S5：混炼得到的混合物至于模具型腔内，在182KGF条件下，控制硫化温度142℃硫化175min，再控制硫化温度132℃硫化90min，硫化完成后冷却、修边后得到耐切割橡胶。

[0099] 上述橡胶材料压膜制备橡胶衬板。

[0100] 检测橡胶衬板不同位置的耐切割性，结果如表2所示。检测橡胶衬板不同位置的耐磨性，结果如表3所示。

[0101] 实施例7：按照实施例1的具体橡胶材料的配方，

[0102] S1：将天然橡胶RSS1单独在145℃条件下塑炼125s；

[0103] S2：在上述塑炼后的天然橡胶中加入顺式-1,4-聚丁二烯橡胶、聚四氟乙烯及E2203-PU耐磨剂在温度85℃条件下，继续塑炼65s；

[0104] S3：在塑炼完成的混合物中添加炭黑、芳烃油、防老化剂、氧化锌、硬脂酸和加工助剂进行混炼排胶，混炼时间为195s，混炼温度为155℃；

[0105] S4：上述混炼后的混合物冷却至23℃以下，并停放24h以上，加入硫磺、硫化促进剂继续进行二次混炼排胶，混炼温度为98℃，混炼时间为185s；

[0106] S5：混炼得到的混合物至于模具型腔内，在188KGF条件下，控制硫化温度142℃硫化175min，再控制硫化温度133℃硫化115min，硫化完成后冷却、修边后得到耐切割橡胶。

[0107] 上述橡胶材料压膜制备橡胶衬板。

[0108] 检测橡胶衬板不同位置的耐切割性，结果如表2所示。检测橡胶衬板不同位置的耐磨性，结果如表3所示。

[0109] 对比例4：按照表1中实施例1指定的橡胶材料的配方，通过以下方法制备橡胶：

[0110] (1)塑炼：天然橡胶RSS1和顺式-1,4-聚丁二烯橡胶进行塑炼，塑炼温度为40℃，塑炼时间为3min得到塑炼胶；

[0111] (2)混炼：上述塑炼胶中添加炭黑和芳烃油，防老化剂、氧化锌、硬脂酸、加工助剂硫磺和硫化促进剂进行混炼，混炼温度为80℃，混炼时间为10min，冷却至常温，即得混炼橡胶

[0112] (3)硫化：上述混炼橡胶至于模具型腔内，在180KGF、温度为130℃条件下，硫化25min后冷却、修边后得到耐切割橡胶。

[0113] 上述橡胶材料压膜制备橡胶衬板。

[0114] 检测橡胶衬板不同位置的耐切割性，结果如表2所示。检测橡胶衬板不同位置的耐磨性，结果如表3所示。

[0115] 对比例5：按照表1中实施例1指定橡胶材料的配方，通过以下方法制备橡胶：

[0116] (1)塑炼：天然橡胶RSS1和顺式-1,4-聚丁二烯橡胶进行塑炼，塑炼温度为50℃，塑炼时间为5min得到塑炼胶；

[0117] (2)混炼：上述塑炼胶中添加炭黑和芳烃油，防老化剂、氧化锌、硬脂酸、加工助剂硫磺和硫化促进剂进行混炼，混炼温度为100℃，混炼时间为7min，冷却至常温，即得混炼橡胶

[0118] (3)硫化：上述混炼橡胶至于模具型腔内，在180KGF、温度为160℃条件下，硫化45min后冷却、修边后得到耐切割橡胶。

[0119] 上述橡胶材料压膜制备橡胶衬板。

[0120] 检测橡胶衬板不同位置的耐切割性，结果如表2所示。检测橡胶衬板不同位置的耐磨性，结果如表3所示。

[0121] 对比例6：按照表1中实施例1指定橡胶材料的配方，通过以下方法制备橡胶：

[0122] (1)塑炼：天然橡胶RSS1和顺式-1,4-聚丁二烯橡胶进行塑炼，塑炼温度为45℃，塑炼时间为4min得到塑炼胶；

[0123] (2)混炼：上述塑炼胶中添加炭黑和芳烃油，防老化剂、氧化锌、硬脂酸、加工助剂硫磺和硫化促进剂进行混炼，混炼温度为90℃，混炼时间为8min，冷却至常温，即得混炼橡胶

[0124] (3)硫化：上述混炼橡胶至于模具型腔内，在180KGF、温度为140℃条件下，硫化35min后冷却、修边后得到耐切割橡胶。

[0125] 上述橡胶材料压膜制备橡胶衬板。

[0126] 检测橡胶衬板不同位置的耐切割性，结果如表2所示。检测橡胶衬板不同位置的耐磨性，结果如表3所示。

[0127] 对比例7：按照表1中对比例1指定橡胶材料的配方，通过以下方法制备橡胶：

[0128] (1)塑炼：天然橡胶RSS1和顺式-1,4-聚丁二烯橡胶进行塑炼，塑炼温度为40℃，塑炼时间为3min得到塑炼胶；

[0129] (2)混炼：上述塑炼胶中添加炭黑和芳烃油，防老化剂、氧化锌、硬脂酸、加工助剂硫磺和硫化促进剂进行混炼，混炼温度为80℃，混炼时间为10min，冷却至常温，即得混炼橡胶

[0130] (3)硫化：上述混炼橡胶至于模具型腔内，在180KGF、温度为130℃条件下，硫化25min后冷却、修边后得到耐切割橡胶。

[0131] 上述橡胶材料压膜制备橡胶衬板。

[0132] 检测橡胶衬板不同位置的耐切割性，结果如表2所示。检测橡胶衬板不同位置的耐磨性，结果如表3所示。

[0133] 表2不同位置耐切割性检测结果

[0134]

[0135]

[0136] 注：其中样品11、22、33、44、55、66、77、88分别为取同一个橡胶产品的不同位置的样品，如图2所示。单位为cm3。

[0137] 表3不同位置耐磨性检测结果

[0138]样品 11 22 33 44 55 66 77 88 平均
实施例1 0.109 0.108 0.12 0.108 0.107 0.11 0.108 0.1 0.109
实施例4 0.122 0.124 0.115 0.122 0.124 0.118 0.117 0.122 0.121
实施例5 0.118 0.117 0.118 0.123 0.118 0.112 0.127 0.113 0.118
实施例6 0.124 0.113 0.109 0.111 0.118 0.117 0.121 0.119 0.117
实施例7 0.128 0.117 0.126 0.109 0.124 0.128 0.117 0.121 0.121
对比例4 0.128 0.136 0.144 0.168 0.189 0.164 0.198 0.127 0.157
对比例5 0.112 0.141 0.138 0.128 0.201 0.159 0.191 0.134 0.151
对比例6 0.124 0.135 0.128 0.171 0.197 0.142 0.201 0.137 0.154
对比例7 0.28 0.235 0.319 0.215 0.301 0.214 0.312 0.227 0.263

[0139] 注：其中样品11、22、33、44、55、66、77、88分别为取同一个橡胶产品的不同位置的样品，如图2所示。

[0140] 分析上表2和3，本发明实施例1和实施例4～7分别检测橡胶衬板的8各不同位置样品的耐切割性和耐磨性，能够得到上述实施例通过本发明实施例的制备方法，保证了橡胶产品的交联程度，从而使得橡胶产品的内外不同位置的耐切割性和耐磨性基本能够保持一致，而对比例4～7，采用现有技术制备的橡胶，其内外部的不同位置的耐切割性和耐磨性具有较大的差异。

[0141] 实施例8：本发明实施例通过上述实施例1的方法制备的橡胶衬板，如图1所示，该橡胶衬板包括衬板本体1、提升条、螺栓3；提升条包括高提升条201和低提升条202，在提升条的底部设置有凹槽4，凹槽4可以设置为T型槽或者伞型槽结构。安装固定时，将螺栓3的螺头嵌装在上述凹槽4内，贯穿螺栓3的螺柱穿过衬板本体1和磨机筒体将提升条和衬板本体1固定在磨机筒体内壁，此时提升条2压在上述衬板本体1上；

[0142] 上述高提升条201和上述低提升条202沿着磨机筒体内壁周向交替分布在衬本体上。

[0143] 为了提高提升量，提高磨矿效率，将上述高提升条201和低提升条202高度比设置为1:(0.35～0.48)，将上述高提升条201和低提升条202顶部水平宽度比设置为1:(1.3～1.5)。

[0144] 应用例1：现有的 的磨机，安装现有技术的橡胶衬板的年处理量37.6万吨；而安装了上述实施例8制备的耐切割橡胶衬板，磨机年处理量达到41.8万吨，较现有技术提高了11.2％。本发明实例制备的耐切割橡胶衬板磨矿效率较现有技术有显著的提高。

[0145] 应用例2:现有的 的磨机，安装现有技术的橡胶衬板使用的寿命为8个月，而安装了上述实施例8制备的耐切割橡胶衬板寿命为12个月以上。本发明实例制备的耐切割橡胶衬板的使用寿命较现有技术有显著的提高。

[0146] 应用例3:现有的 的磨机，安装常规设计橡胶衬板使用的6个月后，将橡胶衬板拆卸下来称量整体衬板的重量为134.38kg，较初始重量262.5kg减少了48.81％，磨矿量为103万吨，单位磨耗量1.244kg/万吨；而安装了上述实施例8耐切割橡胶衬板使用6个月后，将橡胶衬板拆卸下来称量整体衬板的重量为152.7kg，较初始重量231.5kg减少了34.04％，磨矿量116万吨，单位磨耗量0.679kg/万吨。本发明实例制备的耐切割橡胶衬板的耐切割性和耐磨性较现有技术有显著的提高。

[0147] 综上所述，本发明实施例与现有技术相比，具备以下有益效果：

[0148] 1、本发明实施例的耐切割橡胶衬板，制备衬板的橡胶材料包括天然橡胶，顺式-1,4-聚丁二烯、炭黑、硫磺、氧化锌、硬脂酸、防老化剂、加工助剂、聚四氟乙烯和耐磨剂。充分利用各组分相互组合的特性，通过上述橡胶材料制备的成衬板具有高耐磨性、抗刮性特性，提高了橡胶衬板的耐切割性，延长了橡胶衬板的使用寿命。

[0149] 2、本发明实施例的耐切割橡胶衬板，橡胶材料的制备方法中通过控制硫化的温度，延长硫化的时间，在避免过硫现象的同时，保证橡胶的内外交联程度都达到95％以上，从而使得橡胶的表面和内部耐磨、耐切割性能一致，延长了橡胶衬板的使用寿命。

[0150] 3、本发明实施例将橡胶衬板的提升条，设置为高提升条和低提升条两种，并且沿着磨机内筒周向分布。在磨矿过程中，高提升条的作用为提升矿石及介质，低提升条为辅助提升作用；磨矿主要依靠低提升条，高提升条为辅助作用。通过上述结构，降低了橡胶衬板在磨机内筒中侵占的容积，较现有技术扩大了磨机内筒的容量，磨机年处理量较现有技术的处理量提高了10％，磨矿效率较现有技术具有的显著提高。

[0151] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。