王麗莉，王克成

（1.樺林佳通輪胎有限公司，黑龍江 牡丹江 157032；2.浙江富銘工業(yè)機械有限公司，浙江 臨海 317000）

橡膠履帶由橡膠部分和鋼絲簾線、纖維簾布、芯金（鐵齒）組成，橡膠部分包括花紋側膠、底膠、鋼絲簾線膠、簾布膠、緩沖膠、齒膠和輪側膠。橡膠履帶結構如圖1所示。

圖1 橡膠履帶結構

裂口、氣泡、鋼絲簾線斷裂是橡膠履帶常見質量問題，這些問題給橡膠履帶生產企業(yè)和用戶造成較大的經(jīng)濟損失。下面介紹橡膠履帶裂口、氣泡、鋼絲簾線斷裂的產生原因，并提出相應的解決措施。

1 帶體裂口

橡膠履帶在生產和使用過程中產生的裂口影響其使用壽命，通過改進生產工藝、優(yōu)化帶體結構和膠料配方，可以有效減少橡膠履帶裂口，提高橡膠履帶質量。

1.1 硫化過程中產生的裂口

1.1.1 接頭部位花紋側膠裂口

橡膠履帶硫化過程中接頭部位花紋側膠裂口如圖2所示。

圖2 橡膠履帶硫化過程中接頭部位花紋側膠裂口

（1）原因分析

①橡膠履帶采用二次硫化工藝。在一次硫化時帶體4個端部對應的平板部位需要通循環(huán)冷卻水，以控制端部的硫化程度，以便二次硫化時帶體接頭硫化。如果一次硫化時公共齒接頭部位外側表層已硫化，內層卻嚴重欠硫，二次硫化時花紋側膠表層和內層間出現(xiàn)層流，花紋側膠被擠壓、重疊，形成裂口。

②花紋側膠底角度過渡圓弧半徑偏小，由于一次硫化時花紋側膠體積膨脹，在二次硫化時造成花紋側膠表層被模具擠壓出痕跡，形成裂口。

（2）解決措施

①標定硫化時通冷卻水時間和冷卻水溫度、流量，生產作業(yè)時嚴格控制這些指標，同時采取大循環(huán)供水系統(tǒng)，縮小供水系統(tǒng)溫差。

②優(yōu)化橡膠履帶花紋塊結構，提高模具加工精度。

1.1.2 輪側膠裂口

橡膠履帶硫化過程中輪側膠裂口如圖3所示。

圖3 橡膠履帶硫化過程中輪側膠裂口

（1）原因分析

①一次硫化時接頭公共齒輪側膠部位過熟，二次硫化時造成輪側膠表層接頭痕跡，形成重皮或裂口。

②輪側膠施工長度或質量偏大，造成部分輪側膠擠入一次硫化已硫化的部位，形成重皮或裂口。

③模具溫度過高，膠料焦燒時間過短，致使膠料在硫化合模和排氣時早期硫化。

（2）解決措施

①按指標嚴格控制一次硫化時通冷卻水時間和冷卻水溫度、流量。

②標定施工標準，生產作業(yè)時嚴格執(zhí)行。

③降低模具溫度，改進輪側膠配方，延長輪側膠焦燒時間。

1.1.3 二次硫化時模具邊部內側花紋側膠裂口

橡膠履帶二次硫化時模具邊部內側花紋側膠裂口如圖4所示。

圖4 橡膠履帶二次硫化時內側花紋側膠裂口

（1）原因分析

①一次硫化時欠硫區(qū)域過大，達到二次硫化的模具邊部。

為描述系統(tǒng)的切換拓撲情形，定義分段函數(shù)σ:[0,)→Λ={1,2,…,M}，其中M表示系統(tǒng)所有可能的通信拓撲情況.同時，為描述系統(tǒng)通信拓撲中的時延情形，令τr(t)∈{τij(t):i,j=1,2,…,n,i≠j}，其中r=1,2,…,m(mn(n-1))，并且假設存在常數(shù)τ0使0<τr(t)>τr(t)

②二次硫化時帶體壓齒數(shù)少，不能承受合模時產生的擠壓力。

③鋼絲簾線周長偏小，裝模時過分拉伸定位。

④合模操作不規(guī)范，加壓排氣次數(shù)過多，合模擠壓力過大。

⑤二次硫化時接頭施工長度和質量偏大，擠壓流失膠料過多。

（2）解決措施

①通過熱電偶測溫，準確控制帶體欠硫區(qū)域的硫化程度。帶體欠硫程度隨著距模具端部距離增大呈遞減趨勢。帶體欠硫區(qū)域控制在距模具端部270 mm以內。

②確定二次硫化時帶體的壓齒數(shù)，即齒節(jié)距在96 mm以上時，壓齒數(shù)不小于2；齒節(jié)距在72～96 mm時，壓齒數(shù)不小于3；齒節(jié)距在52.5～72 mm時，壓齒數(shù)不小于4；齒節(jié)距在48～52.5 mm時，壓齒數(shù)不小于5。

③鋼絲簾線成型盤直徑定位準確，保證鋼絲簾線周長公差在規(guī)定范圍內。裝模時拉伸定位適宜。

⑤一次硫化出模的帶體需要二次定長，按預成型施工標準裁切，使裁切帶體尺寸接近模具內輪廓，即保證裝模后模腔內仍有一定空間，以利于膠料流動，使膠料充滿模腔并利于排氣。

1.1.4 芯金根部、芯金側部膠裂口

橡膠履帶硫化過程中芯金根部和芯金側部膠裂口如圖5所示。

圖5 橡膠履帶硫化過程中芯金根和芯金側部膠裂口

（1）原因分析

①芯金與模具吻合不當，造成膠料流動受阻。

②膠料施工質量偏小，造成缺膠。

③膠料流動性不佳，未充滿模腔。

④模具表面不潔或結垢過多，膠料不易流動。

⑤模具排氣線及排氣孔分布不合理、不足或堵塞，致使輪側膠與模腔壁間的空氣未完全排出。

（2）解決措施

①按標準設計芯金，杜絕使用不合格的芯金。

②嚴格按預成型施工質量標準稱取膠料。

③降低輪側膠門尼粘度，提高其流動性。

④定期清洗模具，保持模具表面無垢、清潔。

⑤合理分布模具排氣孔和排氣線，排氣線間互相連通，相鄰排氣線的排氣孔均勻錯開，疏通堵塞的排氣孔。

1.2 使用過程中產生的裂口

1.2.1 芯金上輪側膠裂口

橡膠履帶使用過程中產生的芯金上輪側膠裂口如圖6所示。

圖6 橡膠履帶使用過程中芯金上輪側膠裂口

（1）原因分析

①齒膠粘合強度低，橡膠履帶使用過程中齒膠與芯金剝離，使附著在芯金上的輪側膠被機械齒輪碾壓，形成裂口。

②芯金處理和使用不規(guī)范，表面不潔或粘上灰塵，導致芯金松動，直至與齒膠剝離。

③硫化機電加熱管損壞未及時發(fā)現(xiàn)，造成鋼絲簾線膠和齒膠產生欠硫氣泡，橡膠履帶使用過程中出現(xiàn)齒膠與輪側膠脫層，形成裂口。

④鋼絲簾線浸漬膠漿中的溶劑揮發(fā)不凈、鋼絲簾線壓合不實、鋼絲頭部翹起，造成鋼絲簾線膠與齒膠產生窩氣，橡膠履帶使用過程中出現(xiàn)齒膠與輪側膠脫層，直至形成裂口。

（2）解決措施

①改進齒膠配方，提高齒膠與芯金粘合強度。

②除盡芯金拋丸處理后的噴砂殘渣，并對芯金表面進行磷化處理，使其形成微晶磷化膜，防止芯金表面出現(xiàn)銹跡、污漬和氧化層。

③對硫化機進行改進，增加電路故障報警器，及時維修硫化機電路，同時按規(guī)定延時硫化產品。

④鋼絲簾線浸漬膠漿的濃度適當，鋼絲簾線浸膠均勻，上無積膠現(xiàn)象，浸漬膠漿后熱風吹干，待膠漿中的溶劑充分揮發(fā)后包膠片和纖維帆布，以免硫化后帶體脫層、鼓泡，直至裂口。

1.2.2 接頭區(qū)域開裂

橡膠履帶使用過程中出現(xiàn)的接頭區(qū)域開裂如圖7所示。

圖7 橡膠履帶使用過程中接頭區(qū)域開裂

（1）原因分析

①花紋側膠施工尺寸過小，帶體接頭靠硫化合模時擠壓完成。

②花紋側膠二次定長時接頭部位未整理好，接頭界面粘合性能不好。

③接頭區(qū)域或其外側欠硫，造成接頭部位拉伸強度和定伸應力等物理性能下降。

④接頭區(qū)域或其外側過硫，造成接頭部位撕裂強度和拉斷伸長率等物理性能下降。

（2）解決措施

①對二次硫化花紋側膠施工尺寸進行標定、調整，使之與一次硫化的帶體壓接上，改擠壓對接方式為壓接方式。

②一次硫化帶體與花紋側膠的各端部修整出45°斜面，便于粘合。

③接頭部位二次硫化區(qū)域包括所有一次硫化的欠硫部位，二次硫化時確保欠硫部位完成硫化。

④二次硫化時接頭區(qū)域壓齒數(shù)過多、尺寸過大時相應硫化平板部位必須通冷卻水，確保已硫化的部位不再升溫硫化。

1.2.3 花紋側膠裂口

橡膠履帶使用中發(fā)生的花紋側膠裂口如圖8所示。

圖8 橡膠履帶使用過程中花紋側膠裂口

（1）原因分析

①膠料混煉加工不均勻，造成帶體局部物理性能不均勻。

②花紋側膠硬度過大，耐屈撓龜裂性能和耐龜裂增長性能下降。

③機械自質量大，行駛速度快。

（2）解決措施

①膠料采用2段混煉，以提高并用膠的相容性和炭黑在膠料中的分散性。

②改進花紋側膠配方，提高含膠率，降低硬度，從而提高花紋側膠的耐屈撓龜裂性能和耐龜裂增長性能。

③根據(jù)機械的用途和性能變化，開發(fā)不同的橡膠履帶，以適應市場需求。

2 帶體氣泡

橡膠履帶硫化時在膠料中、鋼絲簾線間以及纖維簾布間產生氣泡，表現(xiàn)為在帶體表面、鐵齒溝槽間出現(xiàn)明疤，這不僅影響橡膠履帶外觀質量，而且影響橡膠履帶性能。橡膠履帶硫化時產生氣泡的主要因素有原材料、混煉膠、半成品、設備和模具等。

2.1 原材料

原材料因素致使橡膠履帶產生氣泡的原因及解決措施如下。

（1）原因分析

①天然橡膠水分與揮發(fā)分含量超標。

②橡膠助劑在倉儲、運輸和配料等環(huán)節(jié)受潮，水分含量增大。

③鋼絲簾線浸漬膠漿未干或鋼絲簾線受潮。

④纖維簾布受潮。

（2）解決措施

①天然橡膠切膠后烘烤，嚴格控制其水分和揮發(fā)分含量。

②增加助劑防潮措施，尤其在雨季、霧天避免助劑在倉儲、運輸和配料等過程中受潮、淋濕，配好的原料用塑料袋封裝。

③鋼絲簾線在使用前1 h打開包裝，保持室內濕度不超標，避免鋼絲簾線受潮。

④纖維簾布壓延前加熱烘干，簾布在進壓延機前回潮率小于1%。

2.2 混煉膠

混煉膠因素致使橡膠覆帶產生氣泡的原因及解決措施如下。

（1）原因分析

①混煉膠分散性能不理想。

②混煉溫度偏低，水分揮發(fā)不凈；二段混煉排膠溫度高，在開煉機上加硫黃時硫黃熔化或膠料焦燒。

③混煉膠停放時間不足或沒有停放就直接使用。

④膠料熱煉不均勻，出型膠料表面不光滑。

⑤熱煉時膠料表面包裹空氣，出型膠料窩藏空氣。

（2）解決措施

①優(yōu)化膠料配方，選用易分散助劑或使用分散劑、均勻劑等加工助劑以提高膠料的分散性能。

②膠料混煉采用2段密煉工藝，一段混煉時提高混煉溫度，讓原材料中的水分與揮發(fā)分充分揮發(fā)。膠料停放后再進行二段混煉，控制二段排膠溫度，避免硫黃熔化或膠料焦燒。

③嚴格控制塑煉、一段混煉、二段混煉、出型膠料的停放時間，保證各種橡膠助劑充分擴散，提高膠料的均勻性。

④熱煉時通過割刀、落盤、搗膠等操作使膠料混煉均勻。采用熱煉與出型分開的作業(yè)方式，提高出型膠料表面的光滑程度。

⑤采用擠出工藝擠出膠料，出型膠料不窩藏空氣。

2.3 半成品

半成品因素致使橡膠履帶產生氣泡的原因及解決措施如下。

（1）原因分析

①開煉機輥筒溫度、熱煉供膠溫度、擠出排膠溫度控制不嚴格，半成品表面有氣泡。

②簾布及簾布膠中留存空氣，導致壓延簾布中包裹空氣，成型和硫化時難以排凈。

③出型半成品部件厚度、寬度和質量公差大，影響膠料在模腔中流動。

④預成型時膠料多層疊起，窩藏空氣。

⑤鋼絲簾線之間空隙大，覆膠時易窩藏空氣。

⑥硫化壓力偏低，膠料致密性能差，易產生氣泡。

⑦硫化升溫不夠，產生欠硫氣泡。

（2）解決措施

①控制開煉機容量、輥筒溫度，防止供膠溫度和擠出排膠溫度過高而致使氣泡裹在膠料中難以除去。

②順著壓延簾布經(jīng)線排布多組棉線和在壓延簾布卷取裝置前增設刺氣泡裝置，提升簾布層間排氣效果。

③修正擠出口型板結構，嚴格控制半成品的施工尺寸及公差，且?guī)餍螤钣欣谀z料充模。

④預成型時多層膠料疊起，膠層壓排氣線，以減少膠層間存留空氣。同時，膠料刺貫穿孔，或用氣泡針刺破膠料表層氣泡。

⑤鋼絲簾線覆膠工藝由涂刷膠漿和貼膠片改為擠出覆膠，以降低覆膠鋼絲簾線空氣含量。

⑥合理設定硫化壓力，保證膠料流動，充滿模腔。

⑦嚴格控制硫化溫度，改手控操作為自控操作。

2.4 設備與模具

（1）原因分析

①平板硫化機溫控系統(tǒng)偏差大，模腔溫度偏高，縮短了膠料的充模流動時間。

②模具表面損傷、凹凸不平，影響膠料的流動性。

③模具表面結垢，影響膠料的流動性。

④模具排氣線與排氣孔分布不合理，排氣線偏細，排氣孔直徑偏小，影響排氣效果。

⑤模具輪側芯金溝槽、導角處結構不合理，膠料進入時產生層次，致使膠料夾帶的氣體不能排凈，合模排氣時膠料在此處易產生渦流、湍流、重疊。

（2）解決措施

①調整硫化機測溫點和改進溫控傳感系統(tǒng)，準確控制模腔溫度。

②修復模具表面損傷處，防止模具表面損傷。

③定時對模具表面進行清洗、拋光，保證模具表面光潔度。

④改進模具排氣線和排氣孔布局，合理布局排氣線和排氣孔，排氣線適當加粗，且縱橫貫通，加大排氣孔直徑，提升排氣效果。

⑤優(yōu)化模具的輪側芯金溝槽、導角處結構，避免或減少膠料在此處產生渦流、重疊現(xiàn)象。

3 鋼絲簾線斷裂

橡膠履帶中的鋼絲簾線層又稱強力層，是橡膠履帶中承受張力和傳遞動力的骨架層。解決橡膠履帶因鋼絲簾線斷裂而報廢的問題是橡膠履帶行業(yè)重要的課題。

3.1 鋼絲簾線膠脫層

橡膠覆帶鋼絲簾線膠脫層導致的鋼絲簾線斷裂如圖9所示。

圖9 橡膠履帶鋼絲簾線膠脫層導致的鋼線簾線斷裂

（1）原因分析

①鋼絲簾線擠出或纏繞時排列過密，導致鋼絲簾線縫隙間無覆膠，或鋼絲簾線與鋼絲簾線膠粘合強度低等造成鋼絲簾線膠脫層，致使鋼絲簾線斷裂。

②鋼絲簾線和鋼絲簾線膠表面不潔（有油污和灰塵）、鋼絲簾線膠噴霜等造成鋼絲簾線膠脫層。

③鋼絲簾線與芯金間距過小，造成鋼絲簾線膠與鋼絲簾線、鋼絲簾線膠與芯金粘合強度低，造成鋼絲簾線膠脫層。

④二次硫化前帶體接頭部位未補貼好鋼絲簾線膠，或未包好、壓實，窩藏有空氣，降低了鋼絲簾線與鋼絲簾線膠的粘合強度，造成鋼絲簾線膠局部脫層。

⑤鋼絲簾線浸漬膠漿后汽油揮發(fā)不凈就覆膠，硫化時鋼絲簾線與鋼絲簾線膠間鼓泡，鋼絲簾線膠脫層。

（2）解決措施

①在鋼絲簾線擠出或纏繞時嚴格按施工標準控制排列密度，防止鋼絲簾線疊起，保證鋼絲簾線間覆膠。

②加強鋼絲簾線及鋼絲簾線膠的作業(yè)現(xiàn)場管理，保持其表面清潔。

③鋼絲簾線擠出或纏繞時膠片厚度達標，在芯金與鋼絲簾線間增加一定厚度和寬度的膠片。

④二次硫化前將接頭部位鋼絲簾線修整好，補貼鋼絲簾線膠后壓實，防止窩藏空氣。

⑤鋼絲簾線浸漬膠漿濃度達標，膠漿干后再覆膠。

3.2 帶體裂口

橡膠覆帶帶體裂口導致的鋼絲簾線斷裂如圖10所示。

圖10 橡膠履帶帶體裂口導致的帶體鋼絲簾線斷裂

（1）原因分析

①接頭裂口直至開裂，造成鋼絲簾線層進水，導致鋼絲簾線腐蝕生銹、斷裂。

②接頭區(qū)域欠硫、花紋側膠不耐磨，帶體在很短的時間出現(xiàn)禿花掉塊、裂口現(xiàn)象，導致鋼絲簾線腐蝕生銹、斷裂。

（2）解決措施

①一次硫化時嚴格控制接頭區(qū)域硫化程度，確保接頭公共齒一半全硫化另一半欠硫；二次硫化時花紋側膠搭在欠硫部位兩端，避免接頭區(qū)域膠料對接。

②一次硫化時接頭區(qū)域控制在2個齒以內，二次硫化時端部壓齒不少于3個，避免接頭區(qū)域間欠硫。

3.3 橡膠履帶使用不當

橡膠覆帶使用不當導致的鋼絲簾線斷裂如圖11所示。

圖11 橡膠履帶使用不當導致的鋼絲簾線斷裂

（1）原因分析

①橡膠履帶與其所用機械不匹配，造成橡膠履帶鋼絲簾線承受的總體抗拉強度增大、局部鋼絲簾線負荷增大、受力不均勻等，導致鋼絲簾線斷裂。

②機械作業(yè)時帶體刺破、劃破，造成鋼絲簾線外露，致使鋼絲簾線腐蝕生銹、斷裂。

（2）解決措施

①加強橡膠履帶使用標準的推廣，建立產品跟蹤信息數(shù)據(jù)庫，保證橡膠履帶與機械匹配。

②加強橡膠履帶使用與保養(yǎng)的宣傳，避免或減少機械作業(yè)時帶體刺破、劃破。

4 結語

通過嚴格控制工藝條件、改進工藝操作、加強工藝管理、嚴格執(zhí)行施工標準、優(yōu)化部件和產品結構以及規(guī)范產品裝配和使用，可以有效解決橡膠履帶裂口、氣泡、鋼絲簾線斷裂問題，延長橡膠履帶使用壽命。