人字形橡胶辊的生产方法

    针对现有人字齿橡胶压扁辊加工成本高、可靠性低、在苜蓿收获作业过程中压扁效果不良等问题，为降低制造成本，提高割草压扁机的经济实用性，提出了一种人字齿橡胶压扁辊的加工方法，介绍了人字齿橡胶辊的用途及组成，研究分析了压扁辊的加工方法并制定了加工工艺．样机试制结果证明试验的加工方法工艺合理、加工周期短、加工成本低，适用于各种割草压扁机的人字齿橡胶压扁辊的单件或小批量加工，将加工出的压扁辊应用于前悬挂割草压扁机上进行田间牧草收获试验，结果表明：人字齿橡胶压扁辊质量可靠、压扁试验效果好，压扁率最高可达到94. 8%，符合牧草收获的农艺要求，割草压扁机是一次性完成牧草刈割、压扁和铺
    条作业的牧草收获机械，由文献[1-4]可知，压扁辊装置是割草压扁机的核心部件，由于人字齿结构的橡胶压扁辊既可将牧草柔和压扁又具有将牧草钳入的功能，提高了草产品质量，被国内外广泛采用．但是目前我国人字齿橡胶压扁辊的生产存在着加工设备陈旧、加工工艺复杂、加工精度低的问题，从而导致压扁辊装置可靠性低、零部件之间经常出现装配不良问题，也增加了生产成本‘5]．因此，开发一种经济实用、质量可靠的人字齿橡胶压扁辊具有重要的意义．人字齿橡胶压扁辊的加工工艺
    人字齿橡胶压扁辊的组成人字齿橡胶压扁辊由连接钢板、压扁辊（左、右）轴、无缝钢管及人字齿橡胶层组成，其中压扁辊左、右轴通过两组连接钢板与无缝钢管焊接为一体，无缝钢管表面包有人字齿橡胶层，如图1所示．
    人字齿橡胶压扁辊的加工工艺主要包括：光辊的加工、包胶以及人字形橡胶齿的加工3部分．压扁辊光辊主要由压扁辊（左、右）轴、无缝钢管、连接钢板等焊接而成．压扁辊光辊要求具有较高的尺寸精度、形位精度和焊接质量．即要求保证无缝
钢管的圆柱度误差、无缝钢管与压扁辊轴之间的同轴度误差、连接钢板之间的平行度误差以及连接钢板与压扁辊轴之间的垂直度误差均不能大于0. 15 mm；无缝钢管、连接钢板、压扁辊轴之间要焊接牢靠．为此制定以下工艺路线．
    (l)将压扁辊（左、右）轴安装连接钢板的Li轴段加工到设计尺寸，压扁辊轴结构示意图如图2所示．
    (2)车削左、右两组连接钢板内孔到与压扁辊左、右轴轴肩Pl、P9装配焊接的设计尺寸．
    (3)将镗有内孔的左、右两组连接钢板分别与压扁辊左、右轴的轴肩装配并焊合，保证压扁辊左、右轴轴心与连接钢板垂直度误差不超过0. 03 mm.橡胶辊的包胶工艺
    压扁辊光辊加工完成后要进行包胶处理，辊筒包胶种类主要有：铸胶、冷粘胶、瓦壳式包胶、陶瓷包胶等，本试验中使用铸胶方式，辊筒胶面与辊筒之间接触面大、无间隙、包胶层牢固可靠‘6]．橡胶辊的橡胶选用具有耐磨性、富弹性、抗耐性和抗裂性等特点并且价格低廉的聚氨酯橡胶材料‘7]．
    为保证橡胶辊辊筒胶面与辊筒之间接触面大、无间隙、包胶层牢固可靠，橡胶辊筒的铸胶需要经历以下几个工艺：(l)浦洗橡辊辊筒：如果是新的辊筒，需要把辊筒的外圆包胶面的油污等用清洗剂洗净；如果是旧包胶辊辊筒，需要把1日胶辊外层的包胶
去除，同时用清洗剂把辊筒表面剩余的胶清洗干净；2)橡胶辊辊筒表面粗糙处理：把辊筒表面进行粗糙处理，以加大辊筒外圆表面与包胶的粘合面积；(3)喷砂处理：将粗糙处理过的辊筒进行喷砂处理，喷砂是为了让辊筒表面更粗糙，包胶后胶与辊筒粘合的更好；(4)包胶：对经过上述处理后的辊筒按设计要求进行包胶；(5)胶辊硫化：包胶后的胶辊一般需要10～15 h的硫化时间，经过硫化后胶辊辊筒与包胶会紧密粘合，一条包胶的胶辊形成；(6)胶辊打磨：按设计要求的尺寸和形状进行打磨处理，保证压扁辊包胶层外圆的圆柱度误差不大于0.1 mm，包胶层外圆相对于压扁辊左、右轴的同轴度误差和径向圆跳动误差均不超过0. 15 mm，如图1所示．
1.4  压扁辊的人字形橡胶齿的加工工艺
    人字形橡胶压扁辊的结构和人字形齿轮的结构相似，文献[8]研究表明，人字形齿轮的加工方法主要包括：(l)成型法：直接使用齿轮成型铣刀将齿谷铣出，优点是能够在铣床上直接获得齿轮，在设备受限制的情况下考虑；缺点是为了减少刀具的数量而将齿数分段，在～段齿数内用一把刀，从而齿型会带来系统误差且加工成本高；(2)展成法：利用刀具和齿轮形成展成运动，用铣床加工齿轮．主要有滚齿和插齿，滚齿是模拟蜗杆齿轮啮合来加工的，滚刀的齿形是直线的，方便加工．而插齿是用模拟两个齿轮啮
合来加工的，插齿的刀具就是一个铲背了的齿轮，齿形是渐开线，被加工的人字齿需要将两侧齿面断开．适合样件试制和小批量生产；(3)范成法：按照齿轮啮合原理进行加工，范成法具有加工精度高，粗糙度值低，生产率高等特点．
    压扁辊的人字形橡胶齿的加工方法和齿轮的人字形齿的加工方法相似，不同点在于：(l)上压辊与下压辊的齿与齿之间相互啮合但不接触，即齿宽小于齿槽宽，相互啮合的齿与齿之间的间隙为牧草被压扁的厚度，因此人字形橡胶齿的齿面可不加工成渐开线式齿面；(2)上、下压扁辊通过链轮传动，运动相互独立且互不接触，两压辊无主动和从动之分；(3)上压辊和下压辊的啮合条件为：齿槽宽≥齿宽、螺旋角13-l-一-13下、压扁辊齿数比=l/链轮传动比，不设计齿轮模数相等问题．
    另外，人字齿橡胶辊的左、右旋向螺旋线的交点