橡胶履带技术工艺发展趋势分析

第一节 产品技术发展现状

一般橡胶履带的带体结构含有如下部分：铁齿(ironcore)，驱动履带；钢丝(steelcore)，承受牵引力；花纹(1ug)，接地部分；轮侧面(wheelside)，支承支重轮部分。

做为模压制品，橡胶履带是在模具中硫化制造的。其生产方式：接头硫化、无接头硫化，其中无接头硫化又分为整体式模具硫化、分段硫化。

目前世界各国中多数制造厂采用有接头硫化，即先预制成一条长带，然后再将长带的两端进行接头搭接。履带的节数原则上不受模具限定，可以用于大批量或少量的生产。有少数制造厂采用整体式模具无接头生产橡胶履带，其最大的局限是不能调整橡胶履带的节数(长度)。

我国有一些工厂采用分段进行的无接头硫化生产橡胶履带，这种工艺不可避免地在一条橡胶履带制造中有多处重复硫化，容易产生质量欠缺。

橡胶履带的带体结构

第二节 产品工艺特点或流程

1、结构

橡胶履带由金属传动承载件、强力层牵引件、牵引件保护层和橡胶弹性体四大部分组成。金属传动承载件起动力传递导向与横向支撑作用；强力层牵引件是橡胶履带的纵向抗拉体，承受牵引力并保持履带节距的稳定性；牵引件保护层保护牵引件不受外力作用而破坏；橡胶弹性体把其它部件紧密地结合为一个整体，提供行走能力及整体的缓冲、减震和降噪功能。

传动承载件用材料主要有球墨铸铁、铸铁锻钢、铝合金和合金钢板材冲压成型组合件等，有些低强度履带可使用塑料。牵引件除采用最常见的钢丝帘布外，还可以用镀锌钢丝、不锈钢钢丝、玻璃纤维、芳纶或其它高强度低伸长合成纤维线绳或帘布。牵引件保护层材料有锦纶网眼布、帆布、帘布及用不同纤维填充的胶片。胶料一般多用NR、聚氨酯弹性体或以NR为主的NR/SBR和NR/BR。

2、设计

橡胶履带设计的前提是对相关机械车辆类型、车轮结构、功率、速度、用途和工作条件进行了解。设计范围包括驱动方式、承载与牵引强度的计算、结构材料品种型号的选择、断面结构的布置、花纹形态和高度及胶料配方等方面的工作。

传动承载件的设计应可保证使用中抗弯、耐磨、抗剪切、抗扭转和横向支撑的能力，不会出现裂纹和断齿。强力层牵引件的设计要能保证履带的拉伸强度，保持履带节距的稳定。对材料强度的计算应考虑到超载和使用中外力与环境造成的机械和化学的腐蚀破坏作用。安全倍数的设置不能低于12。在牵引材料的结构层次布置上，要考虑到不同纤维材料间的合理组合。在保证拉伸强度与节距稳定的同时，提高履带的纵向柔顺性、耐用性和减小产品质量。

保护层的选材与布置不仅要能对强力层牵引件起到增强和保护作用，还要具有吸收冲击和缓冲的能力，能抵御外力对带体的咬、啃、穿刺和切割破坏。

履带的外层胶花纹有平行、单梯、双梯、三角蝶形、雪花、锯齿及光面无花纹等类型。花纹块的的选型与高度设计应以适应地形条件和提高牵引力为前提，当然也需顾及成本。一般履带花纹高度为：涝洼地农机20-40mm，铲土机18-40mm，搬运机械35-50mm，推土机40-70mm’，除雪机15-30mm。花纹的构型应尽量避免应力集中，改善抗裂口增长性及减少碎石挤压入花纹内造成橡胶的早期损坏。

胶料配方的设计包括外层凸缘胶、内层贴胶和填充胶。外层凸缘胶随履带的使用条件与承载能力不同有所不同，但配方设计有一些共同的特点：一是采用后效性硫化体系，二是防老剂用量较大，并采用多品种物理和化学防老剂并用。

3、制造工艺

橡胶履带的制造工艺主要有二次硫化接头法与环形成型分段硫化法两种。为发展环形成型分段硫化工艺，我国自行研制了履带环形硫化机。

二次硫化接头法较为传统，制造基本过程是将压延制成的贴胶钢丝帘布与补强胶布和胶片按层次贴合制成带坯。金属传动件经处理后包胶制得齿条，然后分别装入模具内在平板硫化机上硫化成带条。模具的长度取决于带长。为便于接头，带的两端要有未硫化的生头。将两生头搭接后便形成环形。

环形成型分段硫化法采用颚式硫化机，使用一套较短的模具分段硫化成环形带。带长不受模具的限制，并省去了接头机与接头用模具。带坯在成型与硫化过程中均受张力作用。带坯在双鼓成型机上缠绕成型制成环形带坯再套在硫化机上，依次装入包胶齿条，分段硫化成带。因强力层牵引件无接头重叠，避免了接头处的弯曲刚性增大和接头处可能发生的钢丝刺出，同时所生产的履带长度发生变化时无需更换模具，有利于降低成本。

第三节 国内外技术未来发展趋势分析

橡胶履带极大地扩展了履带式和轮式行走运输机械的应用范围，克服了各种不利地形条件对机械作业的制约，其在拖拉机、各种农业和工程及运输机械中的应用必将进一步扩大。其发展趋势是在改进结构、采用新材料和新技术基础上提高寿命，并向轻量化、大型化、高强化、多品种、多功能与可调换化方向发展，进一步满足在各种恶劣气候与地形条件下使用和大吨位工程机械运输车辆使用的要求。随着科学技术的发展和完善，橡胶履带将由易损件演变为功能件，其使用寿命的极大提高是完全可以实现的。


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