蔣建國

(鎮(zhèn)江同立橡膠有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212000)

環(huán)形鋼絲簾布(以下簡稱環(huán)形鋼簾)是無接頭橡膠履帶的骨架材料，主要承受機(jī)械裝置的傳動牽引力，是影響橡膠履帶產(chǎn)品質(zhì)量的主要材料，因此，環(huán)形鋼簾中的每根鋼絲周長一致性、受力均勻性以及鋼絲與橡膠黏接強(qiáng)度是衡量環(huán)形鋼簾質(zhì)量的重要指標(biāo)。

橡膠履帶制造方法主要有兩種[1]：鋼簾搭接分段成型硫化法（即搭接式）和環(huán)形鋼簾分段成型硫化法（即無接頭式）。目前主要采用后一種方法。與前者相比環(huán)形鋼簾的特點(diǎn)是：鋼簾布無接頭、帶體不易伸長、可減小帶體厚度降低成本等。環(huán)形鋼簾的生產(chǎn)工藝按鋼絲掛膠方法分為單絲浸膠纏繞法（以下簡稱浸膠纏繞法）和單絲擠出纏繞法（以下簡稱擠出纏繞法）兩種。

1 浸膠纏繞法

浸膠纏繞法是將鋼簾線通過導(dǎo)出和張緊裝置經(jīng)過浸膠、烘干、進(jìn)入雙鼓（或單鼓）纏繞機(jī)纏繞、包覆鋼簾專用膠（以下簡稱鋼簾膠）片后形成環(huán)形鋼簾的方法。工藝流程見圖1，雙鼓和單鼓纏繞線示意圖見圖2、圖3。

圖1 浸膠纏繞工藝流程圖

圖2 雙鼓浸膠纏繞線示意圖

圖3 單鼓浸膠纏繞線示意圖

1.1 浸膠纏繞法工藝要點(diǎn)

該工藝在鋼簾線導(dǎo)出時通過張緊滾輪施加恒定的張力后，進(jìn)入浸膠槽使鋼簾線表面附上鋼簾膠漿；再進(jìn)入熱風(fēng)烘道內(nèi)加熱烘干膠漿溶劑；然后調(diào)節(jié)纏繞鼓測量周長（即所需環(huán)形鋼簾的周長），在微機(jī)屏幕上設(shè)定鋼簾線根數(shù)后進(jìn)行纏繞；纏繞完畢用裁刀裁斷鋼簾線，將端部用鋼簾膠片纏繞黏接固定在鄰近的浸膠鋼簾線上；在環(huán)形鋼簾內(nèi)外側(cè)包覆一層鋼簾膠片，再用覆膠壓實輥排氣壓實，使鋼簾膠片與鋼簾表面膠漿黏合為一體；最后收縮纏繞鼓，取出環(huán)形鋼簾。

（1）鋼簾線導(dǎo)出張緊

鋼簾線在從導(dǎo)出盤導(dǎo)出后進(jìn)纏繞鼓纏繞前必須要施加一恒定的張緊力（一般保持在80~100N/根），才能保證纏繞后的環(huán)形鋼簾中每根鋼簾線的周長一致，從而使橡膠履帶產(chǎn)品的節(jié)距和周長符合設(shè)計要求，并能保證在橡膠履帶使用過程中環(huán)形鋼簾中的每根鋼簾線受力均勻，以免由于受力不均導(dǎo)致產(chǎn)品早期損壞。

（2）浸膠和烘干

浸膠是為了保證鋼簾線表面附膠后具有一定的初始黏性，以便環(huán)形鋼簾與包覆鋼簾膠片的有效黏接。膠漿必須用含有鈷鹽等膠黏劑的鋼簾膠與橡膠溶劑經(jīng)打漿溶解制成。鋼簾線浸膠后必須經(jīng)溫度為80~90 ℃的熱風(fēng)烘道將溶劑烘干以免包覆鋼簾膠片后以及后續(xù)產(chǎn)品硫化過程中產(chǎn)生氣鼓和脫空現(xiàn)象。

（3）纏繞

在電腦控制屏中根據(jù)不同規(guī)格橡膠履帶的周長和鋼簾線的根數(shù)及間距要求設(shè)定所需環(huán)形鋼簾的周長、鋼簾線根數(shù)和間距。在雙鼓纏繞機(jī)中調(diào)節(jié)雙鼓之間的距離，使雙鼓上下兩平行切線與雙鼓各半周長之和等于環(huán)形鋼簾的周長；在單鼓纏繞機(jī)中調(diào)節(jié)膨脹瓦片使單鼓周長等于環(huán)形鋼簾的周長。

在雙鼓纏繞機(jī)中纏繞開始時，需先在雙鼓之間手工纏繞一周浸膠鋼簾線，然后將浸膠鋼簾線端頭與相鄰簾線用鋼簾膠片捆綁固定再開始纏繞，纏繞結(jié)束后用裁刀將浸膠鋼簾線裁斷并將此端頭用同樣的方法固定。

在單鼓纏繞機(jī)中纏繞開始時，由于環(huán)形鋼簾內(nèi)側(cè)完全緊貼于纏繞鼓上，需先在纏繞鼓表面貼一層鋼簾內(nèi)側(cè)鋼簾膠片，以便下一步包覆鋼簾膠片，然后將浸膠鋼簾線端頭插入纏繞鼓的固定孔中再開始纏繞，纏繞結(jié)束后用裁刀將浸膠鋼簾線裁斷并將此端頭與相鄰簾線用鋼簾膠片捆綁固定。

纏繞過程中，浸膠鋼簾線等間距排布通過排絲器相對于纏繞鼓的軸向水平運(yùn)動而實現(xiàn)。

（4）包覆鋼簾膠片取出環(huán)形鋼簾

由于浸膠鋼簾線表面附膠厚度薄，且在烘干纏繞過程中有機(jī)械磨損，表面有露銅現(xiàn)象，不能僅憑表面附膠使環(huán)形鋼簾形成整體并與橡膠履帶膠建立有效黏接，因此，在從纏繞機(jī)上取下前必須在纏繞好的浸膠鋼簾內(nèi)外側(cè)包覆一次2~3 mm左右的鋼簾膠片，使環(huán)形鋼簾每根鋼簾線在纏繞機(jī)中整齊均勻的排列結(jié)構(gòu)得到固定并保證與橡膠履帶膠的黏接效果。鋼簾膠片包覆后必須用壓實輥壓實以排除空氣防止脫空起鼓，壓實后縮小纏繞鼓周長取出環(huán)形鋼簾存放備用。

1.2 浸膠纏繞法的優(yōu)缺點(diǎn)

該工藝的優(yōu)點(diǎn)是：纏繞鼓周長調(diào)節(jié)范圍大所纏繞的環(huán)形鋼簾適用橡膠履帶規(guī)格全、操作簡單、設(shè)備投資少。

該工藝的缺點(diǎn)是：浸膠有污染、易燃、鋼簾膠不能滲入鋼簾線內(nèi)部影響?zhàn)そ印⒛z漿需要干燥、包膠片后易脫空起鼓、鋼簾線間無橡膠易結(jié)團(tuán)、雙鼓平行度誤差導(dǎo)致環(huán)形鋼簾兩側(cè)周長誤差較大受力不均、操作人員多等影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

2 擠出纏繞法

隨著市場競爭日趨激烈，用戶對產(chǎn)品質(zhì)量特別是對橡膠履帶的使用壽命要求不斷提高。而影響橡膠履帶使用壽命的材料因素除膠料性能、鐵齒與橡膠的黏接性能外，更主要的是橡膠履帶的強(qiáng)力層骨架材料環(huán)形鋼簾的質(zhì)量。為了克服浸膠纏繞法的缺點(diǎn)，國內(nèi)主要橡膠履帶生產(chǎn)廠家已與上海欣南橡膠機(jī)械有限公司合作研制開發(fā)了橡膠履帶環(huán)形鋼簾擠出纏繞線。

擠出纏繞法生產(chǎn)線所采用的單絲擠出掛膠、掛膠鋼簾線存儲以及環(huán)形鋼簾纏繞方法都是直接引用輪胎鋼絲圈、鋼簾壓延及搭接式橡膠履帶用鋼簾擠出等成熟工藝，配有自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)自動定尺寸、自動纏繞、自動裁斷。

2.1 擠出纏繞工藝流程

該工藝采用單絲擠出掛膠纏繞法進(jìn)行，首先將鋼簾線錠子裝入導(dǎo)出裝置，給一恒定張力后導(dǎo)出，經(jīng)冷喂料擠出機(jī)擠出掛膠，掛膠后的鋼簾線由掛膠牽引裝置牽引至掛膠鋼簾線存儲裝置，掛膠鋼簾線通過存儲裝置中的恒張力系統(tǒng)獲得恒定的張力后進(jìn)入送絲及排絲裝置，將掛膠鋼簾線端頭插入纏繞鼓固定孔中，設(shè)定好所需環(huán)形鋼簾周長和鋼絲根數(shù)，系統(tǒng)自動膨脹纏繞鼓并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)纏繞，同時自動計算鋼絲根數(shù)、自動切斷鋼絲、自動收縮纏繞鼓，最后由操作工人工取下纏繞好的環(huán)形鋼簾。工藝流程圖見圖4，擠出纏繞線示意圖見圖5。

圖4 工藝流程圖

圖5 擠出纏繞線（二工位）示意圖

2.2 擠出纏繞工藝要點(diǎn)

該工藝為了防止鋼絲斷裂，鋼簾線導(dǎo)出機(jī)架設(shè)有斷絲報警系統(tǒng)；為了保證掛膠鋼絲受力均勻，牽引機(jī)組和掛膠鋼簾線儲存架設(shè)有張緊裝置和恒張力系統(tǒng)；為了保證掛膠鋼簾線纏繞間距的均勻性，送絲及排絲面板分別用伺服電機(jī)控制步進(jìn)和左右調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；為了保證周長準(zhǔn)確，纏繞機(jī)頭裝有四鼓塊脹縮式纏繞圓鼓，由伺服電機(jī)控制纏繞圓鼓脹縮和纏繞機(jī)組，并配有導(dǎo)向輪、壓緊裝置、環(huán)形鋼簾周長自動測定機(jī)構(gòu)和鋼簾線自動裁刀。

（1）鋼簾線導(dǎo)出

該工藝鋼簾線導(dǎo)出機(jī)架設(shè)有氣動碟剎片和斷絲報警系統(tǒng)，能提供給鋼簾線一初始恒定張力，并在一盤鋼簾線用完時或斷線時報警提示和剎車。

（2）擠出掛膠

鋼簾線從導(dǎo)出機(jī)架得到一初始恒定張力后穿過安裝于擠出機(jī)機(jī)頭的掛膠口型，鋼簾膠通過冷喂料擠出機(jī)擠出進(jìn)入掛膠口型使鋼簾線掛膠，掛膠鋼簾線由牽引機(jī)組牽引。

為了使鋼簾線表面附膠厚度均勻一致，首先要控制導(dǎo)出的鋼簾線斷面與擠出機(jī)進(jìn)、出口型斷面同心并在一條直線上，其次要控制鋼簾膠的門尼黏度（一般控制在80左右），使膠料有一定的挺性，以克服掛膠鋼簾在牽引和存儲過程中所承受的摩擦力和壓力，保證掛膠鋼簾線附膠層不破裂。

2.3 擠出纏繞工藝應(yīng)用效果

該工藝經(jīng)我公司實施后，達(dá)到了以下效果：

（1）單絲擠出掛膠厚度0.25~0.3 mm；

（2）環(huán)形鋼簾表面光滑平整；

（3）環(huán)形鋼簾每根鋼絲受力均勻；

（4）環(huán)形鋼簾周長公差：±3 mm，鋼簾兩側(cè)周長偏差≤2 mm；

（5）環(huán)形鋼簾寬度公差：±2 mm；

（6）環(huán)形鋼簾寬度范圍：50~300 mm。

2.4 擠出纏繞工藝的優(yōu)缺點(diǎn)

該工藝的優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)備自動化程度高，無溶劑排放，生產(chǎn)的環(huán)形鋼簾，每根鋼簾線受力均勻；由于擠出掛膠滲透性好，鋼簾線與橡膠的黏接強(qiáng)度高；環(huán)形鋼簾內(nèi)外側(cè)無需再包覆鋼簾專用膠片；三工位的纏繞線只需要二人操作生產(chǎn)效率浸膠纏繞工藝提高40%以上，勞動力成本降低50%；另外，由于該工藝提高了環(huán)形鋼簾每根鋼絲的受力均勻性，在橡膠履帶結(jié)構(gòu)設(shè)計中可以考慮減少鋼絲根數(shù)而不降低橡膠履帶整體拉斷力的情況下降低生產(chǎn)成本。

該工藝的缺點(diǎn)是：每個工位生產(chǎn)的環(huán)形鋼簾規(guī)格較少，需要通過增加不同大小直徑的纏繞鼓工位來適應(yīng)所有橡膠履帶環(huán)形鋼簾的規(guī)格；設(shè)備成本高，投資大；對維修保養(yǎng)人員技術(shù)水平要求高。

3 結(jié)束語

綜上所述，浸膠纏繞法和擠出纏繞法相比較，后者生產(chǎn)的橡膠履帶用環(huán)形鋼簾，由于其每根鋼簾線受力均勻、鋼簾線與橡膠黏接性能好、表面平整無需再包覆鋼簾專用膠片、尺寸精確，提高了橡膠履帶產(chǎn)品質(zhì)量，延長了橡膠履帶使用壽命，而且自動化程度高，提高了生產(chǎn)效率高、降低了勞動力成本、無污染等，將逐步替代浸膠纏繞法而成為橡膠履帶轉(zhuǎn)型換代的主要工藝方法之一。