一种高速橡胶履带及其制备方法与流程

本发明属于橡胶履带技术领域，特别是涉及一种高速橡胶履带及其制备方法。

背景技术：

随着车辆多功能化的发展，越来越多的车辆具有全地形、高通过性的功能，橡胶履带的应用也越来越受重视。现有的橡胶履带制造技术，一是内部嵌有金属芯金的，一般适用于低速橡胶履带。对于速度要求高的橡胶履带，一般都采用无金属芯金设计，履带上的驱动齿或导向齿大都采用橡胶硫化成型，虽能有效降低履带的重量，但因胶齿自身摩擦系数大，大大增加了车辆能耗，对速度的提升有一定的影响；并且胶齿易损坏，因胶齿损坏会造成整条履带报废。

中国专利申请号201410136793.X(申请日为2014.04.04)的《全地形高速橡胶履带》，花纹上分布有由底环槽间隔开的支撑块和辅助块，导向系统由环向的导向槽和横向的横槽间隔开横导向块构成；此种橡胶履带当导向块损坏时将导致整体履带报废。

现有超高分子量聚乙烯在橡胶履带中的应用仅限于三角履带轮总成中的轮系部件，因超高分子量聚乙烯耐热温度远低于橡胶履带硫化时的温度，且产品惰性与橡胶粘合性不好，在橡胶履带产品本身的应用少有报道。

技术实现要素：

本发明提出将超高分子量聚乙烯应用于橡胶履带的导向齿中，橡胶履带内部为无金属设计，本发明提供了一种高速橡胶履带及其制备方法，该结构的橡胶履带包括履带本体、驱动保护卡扣、导向齿、固定螺栓、螺母和固定金属块。所述履带本体为无金属部件设计，由橡胶材料、复合材料横向支撑骨架、芳纶线绳层和芳纶帆布层构成。所述橡胶材料包含花纹胶、带体胶和线绳胶；所述履带本体内部自下向上依次埋有芳纶帆布层、芳纶线绳层、芳纶帆布层；所述芳纶线绳层由芳纶线绳缠绕而成；所述带体胶设置在履带本体的上表面和下表面，上表面的带体胶外侧边缘为长条凸块状。

所述履带本体的上表面中间部位设置有花纹块和花纹辅助块，所述花纹块和花纹辅助块沿履带本体的长度方向均匀间隔排列，所述花纹块和花纹辅助块均呈梯形块状，花纹块外侧的梯度大，每排花纹辅助块外侧的橡胶本体上各设有一个驱动孔，所述驱动孔呈矩形，所述花纹块和花纹辅助块的宽度相同、高度相同，花纹块的长度大于花纹辅助块，花纹块的上表面呈三个哑铃相连的形状，驱动保护卡扣穿过驱动孔扣在花纹块和橡胶本体之间，每排花纹辅助块为两个花纹辅助块镜像设置。

所述花纹块包裹在复合材料横向支撑骨架外，所述复合材料横向支撑骨架呈半圆柱形。

所述每排花纹辅助块的两花纹辅助块内侧橡胶本体的下表面安装有导向齿，两花纹辅助块内侧橡胶本体上表面设置有固定金属块。

花纹块和花纹辅助块间隔错位排列，花纹块和花纹辅助块上表面的花纹采用全地形花纹。

所述导向齿为超高分子量聚乙烯导向齿，导向齿呈长条凸块形状，导向齿沿履带本体长度方向均匀分布，导向齿可以是两列或更多列，优选一列，导向齿上设有两个齿孔，履带本体上设有预留孔，与导向齿上的齿孔相对应，固定螺栓穿过导向齿的齿孔和履带本体的预留孔，导向齿通过固定螺栓、固定金属块、螺母与橡胶履带相连接。

本发明一种高速橡胶履带的制备方法，包括以下步骤：

(1)备料：准备不同宽度和厚度的胶料，缠绕芳纶线绳制得芳纶线绳层，裁断芳纶帆布，粘合剂涂覆在复合材料横向支撑骨架上，加工制作超高分子量聚乙烯导向齿，准备连接配件(带体胶、驱动保护卡扣、固定螺栓、螺母和固定金属块)；

(2)预成型：将准备好的带体胶、芳纶帆布层、芳纶线绳层和复合材料横向支撑骨架按次序排列成预成型体；

(3)模压硫化：将预成型体放入达到设定温度的模具中，加压硫化后即得橡胶履带；

(4)裁孔：在橡胶履带上裁切出驱动孔，装配驱动保护卡扣；

(5)装配超高分子量聚乙烯齿导向齿：将固定螺栓穿过导向齿的齿孔和橡胶履带的预留孔，通过固定螺栓、固定块、螺母与橡胶履带相连接。

有益效果：1)本发明采用超高分子量聚乙烯作为橡胶履带导向齿，与橡胶履带本体外连接组合,解决了超高分子量聚乙烯与橡胶粘合不好的问题，可随时更换损坏的导向齿，避免因一个导向齿损坏而导致整体履带报废的情况发生，可根据轮系尺寸改变齿形尺寸，避免重复加工橡胶履带硫化模具，降低生产制造成本；

2)本发明的橡胶履带高速运行生热低，最高速度可达60km/h；

3)本发明的橡胶履带整体质量轻，横向刚度强，超高分子量聚乙烯导向齿具有极好的耐磨性、自润滑性，轮系摩擦阻力小，同时超高分子量聚乙烯具有良好的耐低温冲击性、无毒、耐水、耐化学药品性等特点，能有效降低车辆的动力损失，降低车辆能耗，提高橡胶履带的使用寿命；

4)本发明的花纹采用全地形花纹，花纹块和花纹辅助块可有效降低履带高速行驶的震动，减少车辆能耗，提供了橡胶履带的速度；

5)本发明的超高分子量聚乙烯导向齿位与横向支撑骨架错位设计，保证了超高分子量聚乙烯导向齿外连接形式和复合材料玻璃纤维可以并行的可能性。由于在高速履带中，常采用环氧树脂复合玻璃纤维材料作为横向骨架支撑，当采用外连接齿形时，齿形与复合材料相对应的传统设计方法存在一定的制造难度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的断面结构示意图；

图3为本发明的上表面部分水平层结构剖开示意图；

图4为本发明的下表面结构示意图。

如图1-4所示：花纹块1、花纹辅助块2、带体胶3、驱动孔4、驱动保护卡扣5、芳纶帆布层6、芳纶线绳层7、复合材料横向支撑骨架8、导向齿9、固定螺栓10、固定金属块11、螺母12、预留孔13、齿孔14。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种高速橡胶履带包括履带本体、驱动保护卡扣5、导向齿、固定螺栓10、螺母12和固定金属块11。履带本体为无金属部件设计，由橡胶材料、复合材料横向支撑骨架8、芳纶线绳层7和芳纶帆布层6构成，履带本体内部自下向上依次埋有芳纶帆布层6、芳纶线绳层7、芳纶帆布层6；芳纶线绳层7由芳纶线绳缠绕而成；带体胶3设置在履带本体的上表面和下表面，上表面的带体胶3外侧边缘为长条凸块状。

履带本体的上表面中间部位设置有花纹块1和花纹辅助块2，花纹块1和花纹辅助块2沿履带本体的长度方向均匀间隔排列，花纹块1和花纹辅助块2均呈梯形块状，花纹块1外侧的梯度大，每排花纹辅助块为两个花纹辅助块2镜像设置，每排花纹辅助块外侧的橡胶本体上各设有一个驱动孔4，驱动孔4呈矩形，花纹块1和花纹辅助块2的宽度相同、高度相同，花纹块1的长度大于花纹辅助块2，花纹块1的上表面呈三个哑铃相连的形状，驱动保护卡扣5穿过驱动孔4扣在花纹块1和橡胶本体之间。

花纹块1包裹在复合材料横向支撑骨架8外，复合材料横向支撑骨架8呈半圆柱形。

每排花纹辅助块的两花纹辅助块2内侧橡胶本体的下表面安装有导向齿9，两花纹辅助块2内侧橡胶本体上表面设置有固定金属块11。

花纹块1和花纹辅助块2间隔错位排列，花纹块1和花纹辅助块2上表面的花纹采用全地形花纹。

导向齿9为超高分子量聚乙烯导向齿，导向齿9呈长条凸块形状，导向齿9沿履带本体长度方向均匀分布一列，导向齿9上设有两个齿孔14，履带本体上设有预留孔13，与导向齿9上的齿孔14相对应，固定螺栓10穿过导向齿的齿孔14和履带本体的预留孔13，导向齿9通过固定螺栓10、固定金属块11、螺母12与橡胶履带相连接。

一种高速橡胶履带的制备方法，包括以下步骤：

(1)备料：准备不同宽度和厚度的胶料，缠绕芳纶线绳制得芳纶线绳层7，裁断芳纶帆布，粘合剂涂覆在复合材料横向支撑骨架8上，加工制作超高分子量聚乙烯导向齿，准备连接配件(带体胶3、驱动保护卡扣5、固定螺栓10、螺母12和固定金属块11)；

(2)预成型：将准备好的带体胶3、芳纶帆布层6、芳纶线绳层7和复合材料横向支撑骨架8按次序排列成预成型体；

(3)模压硫化：将预成型体放入达到设定温度的模具中，加压硫化后即得橡胶履带；

(4)裁孔：在橡胶履带上裁切出驱动孔4，装配驱动保护卡扣5；

(5)装配超高分子量聚乙烯齿导向齿：将固定螺栓10穿过导向齿的齿孔14和橡胶履带的预留孔13，通过固定螺栓10、固定金属块11、螺母12与橡胶履带相连接。

采用超高分子量聚乙烯作为橡胶履带导向齿，与橡胶履带本体外连接组合,解决了超高分子量聚乙烯与橡胶粘合不好的问题，可随时更换损坏的导向齿，避免因一个导向齿损坏而导致整体履带报废的情况发生，可根据轮系尺寸改变齿形尺寸，避免重复加工橡胶履带硫化模具，降低生产制造成本；橡胶履带高速运行生热低，最高速度可达60km/h；

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。