防脱橡胶履带芯金及防脱橡胶履带的制作方法

本发明涉及履带车辆用橡胶履带生产技术领域，具体涉及防脱橡胶履带芯金及防脱橡胶履带。

背景技术

通常，推土机、挖掘机、水平定向钻机等建筑、市政工程机械多选用履带式底盘，履带式底盘所需橡胶履带的设计与其驱动轮系有直接关系，而因各机械设备的功能、通过性，接地比压大小需设计不同的轮系，轮系间距、轮系大小、轮系角度都是一种非标的状态，这就导致了每种设备所需橡胶履带结构具有很大差异。

虽然橡胶履带结构根据不同机械设备需求具有差异性，但其按固定节距沿橡胶履带环形排列的橡胶履带芯金因导向原理相同却具有通用性。现有技术中，橡胶履带芯金，其导轨面用于支承机器重量和转向，其结构通常以长方形或长度方向有倒角的长方形为主，使用以上两种机构的橡胶履带芯金的履带在遇到底盘轴距长、支重轮间距大、工况复杂的情况时，极易产生脱轨的现象，脱轨现象会产生橡胶履带断裂、铁齿脱落等不良后果，影响到橡胶履带使用或缩短橡胶履带的使用寿命，甚至有些机械设备在特殊的工况下无法重新安装，极大的影响了用户的使用体验。

虽然有倒角的长方形导轨对橡胶履带脱轨几率有所改善，但目前效果还看，在一些特殊的情况下，橡胶履带脱轨的概率依旧很高。

如图1、图2所示为橡胶履带芯金导轨面为长方形结构，机械设备转向或走s弯时行驶的橡胶履带芯金的排列图，及与机器支重轮和导引轮的配合状态图。其中c1为支重轮，c2为导向轮，c3为导向凸起的支重面，从图2中可以看出，在机械设备出现了转向或走s弯工况时，相邻两条履带芯金产生的间隙差为g1，支重轮c1行走过程中与两侧导向凸起侧面间隙分别为g2和g3，由于导向凸起采取轮系移动方向侧面定位，且导向面向两侧倾斜的导向角度较小，导向宽度较窄，轮系很大概率会骑上一侧的导轨面，从而使橡胶履带从轮系上脱落，给用户带来诸多不便，影响产品的使用效果。

技术实现要素：

为克服现有技术中所存在的上述不足，本发明提供了防脱橡胶履带芯金及防脱橡胶履带。本发明中防脱橡胶履带芯金埋设于橡胶履带基体内部时，履带长度方向抗拉伸强度和宽度方向抗弯抗扭强度都得到了提升；其二级导向面的设计，使导向宽度更大；用点定位取代面定位，使该导向面比长方形导向凸起的导向面更小，便于引导支重轮进入导轨凹槽，有助于逐步修正支重轮角度，保持正常行走；从而有效地降低了在转弯或走s线等工况下轮系的脱轨概率。

本发明的技术方案：防脱橡胶履带芯金，包括芯金本体，芯金本体的中部设有一对形状相同但朝向相反的铁齿，铁齿的内侧面为从齿根到齿顶呈向外倾斜的导向面，两导向面之间为导轨凹槽，铁齿的顶面为支重面；所述导向面由位于导向面下部的一级导向面和位于导向面上部的二级导向面构成；所述一级导向面的倾斜角度比所述二级导向面的倾斜角度小；所述二级导向面的倾斜角度为20-30°，所述二级导向面的底部与支重面的距离不超过导轨凹槽的深度的50％。

与现有技术相比，本发明的防脱橡胶履带芯金具有以下进步：

(1)导向铁齿错位放置，更有利于轮系转弯或走s形弯时导向面与支重轮在行走方向的相互修正；

(2)其特定的二级导向面的设计，使导向宽度在导向面上端得到扩大，避免因轮系转弯或走s形弯时，支重轮与导向面间隙不足导致橡胶履带脱轨。

作为优化，所述一级导向面的倾斜角度为10-15°。该设计有效地扩大了导向宽度，使二级导向斜面在一级导向面的基础上最大限度的扩大导向宽度。

作为优化，在履带长度方向上，所述导向面的中部与履带长度方向平行，两侧向外倾斜与履带长度方向的夹角在30-45°之间。用点定位取代面定位，可实现修正轮系走向，导向面两侧向外倾斜使该导向面比长方形导向凸起的导向面更小，便与引导支重轮进入导轨凹槽，有助于逐步修正支重轮切入角度，保持正常的行走，使轮系不易脱轨。

作为优化，所述二级导向面的底部与支重面的距离相当于导轨凹槽的深度的40-45％。二级导向面的底部与支重面的距离过深，则导向面对支重轮侧向限位能力变弱，二级导向面的底部与支重面的距离过浅，则不能有效地扩宽导向宽度，经发明人摸索发现，二级导向面的底部与支重面的距离相当于导轨凹槽的深度的40-45％时，既能保证导向面对支重轮侧向限位，又能获得较大的导向宽度。

本发明还提供了防脱橡胶履带，包括橡胶履带基体，橡胶履带基体的外侧设有花纹侧橡胶层，橡胶履带基体的内部按驱动轮节距埋设有芯金，芯金外侧缠绕有钢丝帘线；所述的芯金为防脱橡胶履带芯金。

与现有技术相比，本发明的防脱橡胶履带采用了本发明的前述防脱橡胶履带芯金，有效地降低了在转弯或走s线等工况下轮系的脱轨概率。

作为优化，所述橡胶履带基体的材料配方按重量份计为：nr1050-80份、sbr150210-30份、br900010-30份、炭黑n22060-70份、白炭黑10-15份、氧化锌4-5份、硬脂酸1.5-2份、分散剂fs2102.5-3份、防老剂rd2-3份、防老剂40101.5-2.5份、c5树脂5-6份、软化剂5-10份和硫化体系2-3份。

上述材质配方制作出的橡胶履带基体硬度适宜，刚性好，可以牵止行走时铁齿的相对位移，不易脱轨，进一步提高与轮系配合的稳定性，且与铁齿及钢丝帘线的结合强度高，不易出现脱齿的现象，使用寿命长。

作为优化，所述橡胶履带基体的制备方法步骤如下：

a、进行橡胶履带基体橡胶主料的塑炼：将nr10、sbr1502和br9000投入密炼机内塑炼，到实测165℃排胶，出片厚度控制在5mm以下，收片叠放，停放8小时以上；

b、进行橡胶履带基体的第一段混炼：将步骤a中塑炼后的橡胶主料投入密炼机内，进行再次塑炼，塑炼时间为40-60秒，转速为40-50转/分；塑炼完成后，加入全部的炭黑n220、白炭黑、氧化锌、硬脂酸、分散剂fs210、防老剂rd、防老剂4010和c5树脂，混炼60-80秒，提砣5-10秒，再压砣，混炼到130-140℃时加入软化剂，继续混炼至混炼到165℃排胶，出片厚度控制在5mm以下，收片叠放，停放8小时以上；

c、进行橡胶履带基体的第二段混炼：在密炼机内加入经过第一段混炼的混炼胶，混炼到140-150℃排胶，出片厚度控制在5mm以下，收片叠放；

d、进行橡胶履带基体的第三段混炼：在密炼机内加入经过第二段混炼的混炼胶和硫化体系，进行第三段混炼，到120℃以下排胶出片，出片的厚度控制在7mm以下；

e、将完成第三段混炼的混炼胶放入模具中，进行挤压预成型。

上述炼制方法工艺炼制过程简单，且保证了各种填料的分散，增强了履带的抗拉强度，提高了与轮系配合处刚度，使得产品在使用过程中稳定性好。

附图说明

图1是现有技术的橡胶履带芯金在机械设备转向或走s弯时行驶时的排列图；

图2是现有技术的橡胶履带芯金与机器支重轮和导引轮的配合状态图；

图3是本发明的防脱橡胶履带芯金的主视图；

图4是本发明的防脱橡胶履带芯金与机器支重轮和导引轮的配合状态图；

图5是本发明的防脱橡胶履带芯金的俯视图；

图6是本发明的防脱橡胶履带芯金安装于橡胶履带的结构示意图；

图7是本发明的防脱橡胶履带芯金安装于橡胶履带的结构示意图；

图8是本发明的防脱橡胶履带芯金在机械设备转向或走s弯时行驶时的排列图。

附图中的标记为：1-芯金本体，11-导向面、111-一级导向面、112-二级导向面，12-导轨凹槽，13-支重面；2-橡胶履带基体；3-花纹侧橡胶层；4-钢丝帘线；5-支重轮；6-导向轮。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式(实施例)对本发明作进一步的说明，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，但并不作为对本发明限制的依据。

参见图3-5，本发明的防脱橡胶履带芯金，包括芯金本体1，芯金本体1的中部设有一对形状相同但朝向相反的铁齿，铁齿的内侧面为从齿根到齿顶呈向外倾斜的导向面11，两导向面11之间为导轨凹槽12，铁齿的顶面为支重面13；其特点是：所述导向面11由位于导向面11下部的一级导向面111和位于导向面11上部的二级导向面112构成；所述一级导向面111的倾斜角度a1比所述二级导向面112的倾斜角度a2小；所述二级导向面112的倾斜角度a2为20-30°，所述二级导向面112的底部与支重面13的距离d1不超过导轨凹槽12的深度d2的50％。

作为优化：所述一级导向面111的倾斜角度a1为10-15°。该设计有效地扩大了导向宽度，使二级导向斜面112在一级导向面111的基础上最大限度的扩大导向宽度。

作为优化，在履带长度方向上，所述导向面11的中部与履带长度方向平行，两侧向外倾斜与履带长度方向的夹角a3、a4在30-45°之间。用点定位取代面定位，可实现修正轮系走向，导向面11两侧向外倾斜使该导向面比长方形导向凸起的导向面11更小，便与引导支重轮5进入导轨凹槽12，有助于逐步修正支重轮5的切入角度，保持正常的行走，使轮系不易脱轨。

作为优化，所述二级导向面112的底部与支重面13的距离d1相当于导轨凹槽12的深度d2的40-45％。二级导向面112的底部与支重面13的距离d1过深，则导向面对支重轮5侧向限位能力变弱，二级导向面112的底部与支重面13的距离d1过浅，则不能有效地扩宽导向宽度，经发明人摸索发现，二级导向面112的底部与支重面13的距离相当于导轨凹槽12的深度的40-45％时，既能保证导向面11对支重轮5侧向限位，又能获得较大的导向宽度。

以下是本发明的防脱橡胶履带芯金的几个较优的具体实施例。

实施例1

所述二级导向面112的倾斜角度a2为20°；所述一级导向面111的倾斜角度a1为10°；在履带长度方向上，所述导向面11的中部与履带长度方向平行，两侧向外倾斜与履带长度方向的夹角a3、a4为30°；所述二级导向面112的底部与支重面13的距离d1相当于导轨凹槽12的深度d2的35％。

实施例2

本实施例中与实施例1不同的是：所述二级导向面112的倾斜角度a2为30°；所述一级导向面111的倾斜角度a1为15°；在履带长度方向上，所述导向面11的中部与履带长度方向平行，两侧向外倾斜与履带长度方向的夹角a3、a4为45°；所述二级导向面112的底部与支重面13的距离d1相当于导轨凹槽12的深度d2的45％。

实施例3

本实施例中与实施例1不同的是：所述二级导向面112的倾斜角度a2为25°；所述一级导向面111的倾斜角度a1为13°；在履带长度方向上，所述导向面11的中部与履带长度方向平行，两侧向外倾斜与履带长度方向的夹角a3、a4为40°；所述二级导向面112的底部与支重面13的距离d1相当于导轨凹槽12的深度d2的40％。

上述实施例的防脱橡胶履带芯金，一、二级的导向面的配合使用，使导向宽度更大；支重面13支撑导向轮6，导向面11限制支重轮5侧面，导向面11采用点定位取代面定位，使该导向面11比长方形导向凸起的导向面更小，便于引导支重轮5进入导轨凹槽12，有助于逐步修正支重轮5的角度，保持正常的行走，减少了极端工况轮系的脱轨概率。

参见图8，为本发明的防脱橡胶履带芯金在轮系转向或走s弯时行驶时的排列图，图中可见随轮系转向，相邻两条履带芯金产生间隙差e1，支重轮5与右侧导向面侧面间隙e2逐渐变大，支重轮5与左侧导向凸起侧面间隙e3逐渐变小，由于一、二级的导向面的存在，使导轨凹槽13导向宽度增大，防止转向或走s弯时轮系脱轨。

参见图6-7，本发明还提供了防脱橡胶履带，包括橡胶履带基体2，橡胶履带基体2的外侧设有花纹侧橡胶层3，橡胶履带基体2的内部按驱动轮节距埋设有芯金，芯金外侧缠绕有钢丝帘线4；所述的芯金为防脱橡胶履带芯金。

作为优化，所述橡胶履带基体2的材料配方按重量份计为：nr1050-80份、sbr150210-30份、br900010-30份、炭黑n22060-70份、白炭黑10-15份、氧化锌4-5份、硬脂酸1.5-2份、分散剂fs2102.5-3份、防老剂rd2-3份、防老剂40101.5-2.5份、c5树脂5-6份、软化剂5-10份和硫化体系2-3份。上述材质配方制作出的橡胶履带基体硬度适宜，刚性好，可以牵止行走时铁齿的相对位移，不易脱轨，使用寿命长，进一步提高与轮系配合的稳定性。

所述橡胶履带基体2制备方法步骤如下：

a、进行橡胶履带基体2橡胶主料的塑炼：将nr10、sbr1502和br9000投入密炼机内塑炼，到实测165℃排胶，出片厚度控制在5mm以下，收片叠放，停放8小时以上；

b、进行橡胶履带基体2的第一段混炼：将步骤a中塑炼后的橡胶主料投入密炼机内，进行再次塑炼，塑炼时间为40-60秒，转速为40-50转/分；塑炼完成后，加入全部的炭黑n220、白炭黑、氧化锌、硬脂酸、分散剂fs210、防老剂rd、防老剂4010和c5树脂，混炼60-80秒，提砣5-10秒，再压砣，混炼到130-140℃时加入软化剂，继续混炼至混炼到165℃排胶，出片厚度控制在5mm以下，收片叠放，停放8小时以上；

c、进行橡胶履带基体2的第二段混炼：在密炼机内加入经过第一段混炼的混炼胶，混炼到140-150℃排胶，出片厚度控制在5mm以下，收片叠放；

d、进行橡胶履带基体2的第三段混炼：在密炼机内加入经过第二段混炼的混炼胶和硫化体系，进行第三段混炼，到120℃以下排胶出片，出片的厚度控制在7mm以下；

e、将完成第三段混炼的混炼胶放入模具中，进行挤压预成型。

上述制备过程所用的密炼机宜选择型号为xm270以上的密炼机。上述炼制方法工艺相较于传统炼制方法炼制步骤更加精简，且保证了各种填料的分散，增强了履带的抗拉强度，提高了与轮系配合处刚度，稳定性好。

以下是本发明的防脱橡胶履带的几个较优的具体实施例。

实施例4

所述橡胶履带基体2的材料配方按重量份计为：nr1050份、sbr150210份、br900010份、炭黑n22060份、白炭黑10份、氧化锌4份、硬脂酸1.5份、分散剂fs2102.5、防老剂rd2份、防老剂40101.5份、c5树脂5份、软化剂5份、硫化体系2份。

实施例5

本实施例中与实施例4不同的是，本实施例中，橡胶履带基体2的材料配方按重量份计为：nr1065份、sbr150220份、br900020份、炭黑n22065份、白炭黑12份、氧化锌4.5份、硬脂酸2份、分散剂fs2103份、防老剂rd2.5份、防老剂40102份、c5树脂5.5份、软化剂8份、硫化体系2.5份。

实施例6

本实施例与实施例4不同的是，本实施例中，橡胶履带基体2的材料配方按重量份计为：nr1080份、sbr150230份、br900030份、炭黑n22070份，白炭黑15份、氧化锌5份、硬脂酸2份、分散剂fs2103份、防老剂rd3份、防老剂40102.5份、c5树脂6份；软化剂10份、硫化体系3份。

橡胶履带基体材料性能

上表是实施例4-6的橡胶履带基体的材料测试结果。由上表可知，本发明的橡胶履带基体物理性能好，试验表明，本发明的橡胶履带基体可以牵制行走时铁齿的相对位移，不易脱轨，且与履带芯金(铁齿)的结合强度高，不易脱齿。

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。