橡胶履带自动成型与硫化技术:从分段制造到无缝整体的制造革命
传统橡胶履带生产车间里,工人们在高温环境下汗流浃背地完成30多道工序的景象,正在被高度自动化的生产线取而代之。
橡胶履带作为橡胶与金属或纤维材料复合而成的环形橡胶带,广泛应用于农业机械、工程机械和运输车辆等领域。它们赋予机械车辆运动速度快、抗振动性好、牵引力大、噪音低、不损伤路面、耐磨损性能好、使用寿命长等优异特性。
传统的橡胶履带制造方法存在着诸多问题,尤其是需要分段硫化及其导致的橡胶接头部位硫化程度不一致等质量缺陷。
这些痛点推动了橡胶履带成型与硫化技术的一场革命,使制造业向着整体化、自动化和高效化的方向迈进。
01 传统制造工艺的挑战
在橡胶履带制造业的早期阶段,生产企业面临着诸多难以克服的技术难题。这些传统方法固有的局限性,成为行业创新和发展的瓶颈。
传统橡胶履带生产工艺包含30多个工序,每个工序都需要由人工完成。
工人们在高温环境下汗流浃背地操作,劳动强度大,工作环境艰苦,这样的生产条件不仅效率低下,更导致产品质量一致性难以保证。
其中最为棘手的当属分段硫化问题。传统制造方法需要分段硫化,第一模需通冷却水,而第二模橡胶接头部位硫化程度不一致。
这种不一致的硫化过程很容易导致橡胶裂口等质量缺陷,大大缩短了履带的使用寿命。
分段硫化还带来了钢丝连接处的薄弱环节。旧式机器生产履带必须采用钢丝错位连接的方式,从而产生了经常出现损坏的薄弱点。
这些接头处不仅是履带结构上的弱点,也是应力集中的区域,在长期使用过程中容易发生断裂。
此外,传统生产工艺还存在能耗高、效率低的问题。多段硫化意味着更长的生产周期和更高的能源消耗,而且依赖人工操作使得生产成本居高不下,产品质量波动较大。
02 技术创新与发展
面对传统制造工艺的诸多挑战,橡胶履带生产企业与设备制造商携手开展了一系列技术创新,推动了整个行业的技术变革。
压注成型整体硫化工艺
橡胶履带压注成型整体硫化工艺将外层胶、挤出挂胶钢帘线缠绕成的环状钢帘布与传动筋板等配件一起预成型于压注式圆形活络橡胶履带内模腔内。
随后,使用注塞模将外层胶从压注室经压注孔通过平板硫化机压注到模腔内,最后硫化成产品。
这种工艺的突出优势在于成型后只需硫化一次就能出成品,橡胶履带带体胶料物性均匀一致,有效克服了传统工艺的缺点。
一次硫化成型的履带制造方法
一次硫化成型的履带制造方法代表了技术进步的另一方向。该方法包括在圆形模具的外壁表面环绕铺设内层橡胶层;将铁芯的凸柱插置在外壁的穿孔内并用薄橡胶层套束。
随后铺设尼龙纱层并用一根钢丝环绕数圈固定;铺设外层面胶层制成履带胚体;用硫化机一次硫化定型并修整制成履带成品。
这种方法的独特之处在于使用特制的圆形模具,可直接做成圆形胚体,只需一次硫化成型,缩短了制程和降低成本;其内的钢丝连续环绕并牢固定位,提高了履带的尺寸稳定性和成品质量。
E形缠绕橡胶履带硫化设备
E形缠绕橡胶履带硫化设备展现了设备层面的创新。该硫化设备包括硫化主机、张紧装置和辅助小车装置。
硫化主机由上层热板、中层热板和下层热板三层组成;上层热板上面左右各安装有上操纵油缸,用于控制上层热板的上下运动,下面连接履带的上层盖模。
这种设备经二次成型硫化可完成橡胶履带的成型硫化工作,提高橡胶履带的生产效率和产品质量。
03 德科摩自动化解决方案
在橡胶履带成型与硫化技术领域,德科摩橡塑科技(东莞)有限公司推出的全自动橡胶履带硫化成型机,可以说是橡胶履带机领域的一次颠覆性技术革命。
该设备已取得5项国家专利,在国内尚属首创,在国际上也处于先进水平。
三步自动化生产流程
德科摩的自动化履带机生产一般分三步:首先,在1号履带机放入预处理的缠绕式钢丝带,放置预成型带体和填充橡胶块原料,合模并硫化完成履带半成品,通过机器卡爪完成脱模。
接着,操作移模小车,把半成品履带取出,张紧旋转后把半成品履带旋转到未完成的部分。
最后,自动小车把半成品履带放入2号履带机,填充好预成型带体和橡胶块后合模并完成硫化,最后由机器卡爪取出履带成品。
技术创新点
德科摩自动化橡胶履带机的核心创新在于锁模硫化单元和自动张紧钢带装置的巧妙结合。
这种设计使履带制品中的受力钢丝带做成缠绕式整体结构,克服了旧机生产履带必须用钢丝错位连接的方式,从而消除了过去最常出现损坏的薄弱环节。
无动力锁模硫化结构实现了多组油缸精准同步,快速锁模增压。四缸同时锁模,模具受力均匀,成型的橡胶履带无厚度偏差,有效降低履带生产成本。
04 自动化生产线的优势
橡胶履带自动成型与硫化线的推广应用,为生产企业和终端用户带来了多方面的显著优势。
高度自动化,降低劳动强度
德科摩橡胶机可以自动张紧钢带、半自动取出制品。相比取制品靠人工的传统设备,现在仅需1名技术工就能轻松同时控制两套设备。
这一改变极大程度改善了工人的工作环境,使操作人员从高温、高强度的劳动中解放出来,同时降低了企业对熟练工人的依赖。
提高产品质量与一致性
自动化生产线制造的无接头橡胶履带是一条缠绕式无接头的完整履带,各处性能高度一致且质量显著提高。
这种无缝结构消除了传统履带中接头处的薄弱环节,大大延长了产品的使用寿命,提高了机械设备的运行可靠性。
降低生产能耗与成本
先进的无动力锁模硫化结构能实现多组油缸精准同步,快速锁模增压。四缸同时锁模使模具受力均匀,成型的橡胶履带无厚度偏差,有效降低履带生产成本。
一次硫化成型工艺还缩短了生产周期,降低了能源消耗,为企业创造了可观的经济效益。
05 市场前景与未来趋势
自动硫化机市场正在经历显着增长。根据MRFR分析,2022年自动硫化机市场规模估计为1.97(十亿美元)。
自动硫化机市场行业预计将从2023年的2.07(十亿美元)增长到2032年的3.2(十亿美元),复合年增长率预计在4.99%左右。
技术发展趋势
智能自动化和工业4.0的进步正在为更复杂的硫化机铺平道路。公司可以通过提供满足特定客户需求的定制解决方案以及增强售后支持服务来占领市场份额。
物联网在制造设备中的应用也在不断增加,使制造商能够更好地控制其生产流程。
近年来,采用环保材料和可持续制造实践的趋势明显。该行业正在转向使用可减少环境影响的替代材料。
此外,数字技术的进步可以更好地监控和维护机器,从而提高运营效率。
应用领域扩展
无接头橡胶履带可广泛应用于农机履带、挖掘机履带、装载机履带、雪地车履带及全地形履带等。
随着市场变化,越来越多海外用户采购设备时选择本地生产橡胶履带。德科摩自动化橡胶履带机已出口到美国、加拿大、印度、韩国、越南等国家,赢得国内外用户认可和选择。
—2012年,德科摩技术团队走访橡胶履带生产现场时,目睹了工人们在高温下完成30多道工序的艰辛场景。
正是这一经历让他们下定决心研发自动化的橡胶履带硫化成型机,从而开启了橡胶履带制造业的革命。
如今,自动化履带成型与硫化技术正推动着整个产业向着更高效、更环保、更经济的方向发展,为全球橡胶履带制造业描绘了一幅崭新的图景。
山东设计院
