淺談壓路機(jī)機(jī)罩選材問(wèn)題:

一、引言

    自第1臺(tái)壓路機(jī)于1860年誕生于英國(guó)之日起，其機(jī)罩主體材料一直為鈑金件。隨著壓路機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，工業(yè)造型成為繼壓路機(jī)功能、性能之后的第三大焦點(diǎn)，造型美觀的大弧面、流線型機(jī)罩在壓路機(jī)上得以普遍采用，從而使玻璃鋼以其在造型工藝上的優(yōu)勢(shì)成為壓路機(jī)機(jī)罩材料的優(yōu)先選擇，并大有取代鈑金件之勢(shì)。國(guó)外，諸如DYNAPAC、BOMAG等大公司于1998年起開始在其壓路機(jī)機(jī)罩上大規(guī)模地使用玻璃鋼制品；國(guó)內(nèi)徐工于2000年開始率先在其壓路機(jī)上使用了玻璃鋼機(jī)罩，并在行業(yè)中掀起一股壓路機(jī)造型改良的風(fēng)潮。

      眾所周知，南昌32噸壓路機(jī)一般都存放在戶外，且經(jīng)常在特殊工況（如高原地區(qū)）下施工作業(yè)，環(huán)境比較惡劣，這就要求壓路機(jī)機(jī)罩除需具有質(zhì)量輕，強(qiáng)度高，抗變形、抗老化、防水、防腐蝕的特性外，還需滿足低溫、高溫、高輻射等特殊環(huán)境下的使用要求。

    目前國(guó)內(nèi)壓路機(jī)通常使用的機(jī)罩材料有玻璃鋼和鈑金件兩種。

  二、玻璃鋼在壓路機(jī)機(jī)罩上的應(yīng)用

 １．玻璃鋼的基本知識(shí)

    玻璃鋼學(xué)名為玻璃纖維增強(qiáng)熱固性塑料，是由合成樹脂作為基體材料及其輔助材料和經(jīng)過(guò)表面處理的玻璃纖維增強(qiáng)材料組成。

玻璃鋼按其基體材料可分為聚酯玻璃鋼、環(huán)氧玻璃鋼、酚醛玻璃鋼、呋喃玻璃鋼，由于機(jī)械強(qiáng)度、制造工藝性及成本方面的因素，目前玻璃鋼機(jī)罩大多采用的是聚酯玻璃鋼。

  １）聚酯玻璃鋼的化學(xué)成份及機(jī)械性能

   不飽和聚酯樹脂于1942年開始用于制備玻璃鋼，此后在工業(yè)上得到了大規(guī)模應(yīng)用，目前行業(yè)內(nèi)大多數(shù)玻璃鋼制品主要使用的是國(guó)產(chǎn)不飽和聚酯樹脂通用型196＃，其主要成分：丙二醇，一縮二乙二醇，順酐，苯酐；主要技術(shù)指標(biāo)：酸值17～25，含固量64～70％，凝膠時(shí)間8～16分；固化的聚酯樹脂（無(wú)填料）的典型性能。

  ２）玻璃鋼的成型方法

     根據(jù)制品不同特點(diǎn)，玻璃鋼主要成型方法有五種：手糊法、模壓法、纏繞法、拉擠成型法、樹脂傳遞成型法。手糊法廣泛用于整體制品和機(jī)械強(qiáng)度要求不高的大型制品，如汽車車身、船舶外殼、工程機(jī)械類罩殼等；模壓法主要用于制作小型零件，對(duì)于大型機(jī)罩而言此法前期投入巨大，且一次模壓成型困難，故此方法很少采用；其它三種方法通常只用于制作小型零件。

３）玻璃鋼典型結(jié)構(gòu)

    玻璃鋼層的結(jié)構(gòu)隨不同成型方法和用途而異，主要憑經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)確定。圖１所示為用手糊法制作耐腐蝕玻璃鋼設(shè)備的玻璃鋼層典型結(jié)構(gòu)。

    耐腐層由表層和中間層組成，表層是接觸介質(zhì)的較內(nèi)層，為玻璃纖維氈增強(qiáng)的富樹脂層。

    中間層由短玻璃纖維氈增強(qiáng)，厚約2mm，能在介質(zhì)浸透表層后，不再浸透外層。

   外層亦稱增強(qiáng)層，滿足強(qiáng)度要求的一層，由無(wú)捻粗紗布、短纖維增強(qiáng)。

   較外層組成與表層相同，目的是使增強(qiáng)層不露在腐蝕的環(huán)境中。

    2．玻璃鋼制備機(jī)罩的利與弊

    壓路機(jī)機(jī)罩結(jié)構(gòu)一般尺寸較大，批量小，使用模壓法成本太高，目前國(guó)內(nèi)壓路機(jī)機(jī)罩全部由手糊法制成。

玻璃鋼制備機(jī)罩的主要優(yōu)點(diǎn)：

   １）成品重量較輕。玻璃鋼密度小，強(qiáng)度大，比重只有普通鋼材的1／4～1／16，機(jī)械強(qiáng)度卻是鋼的3～4倍。因制品結(jié)構(gòu)原因，成品玻璃鋼機(jī)罩厚度約為鈑金件的3倍左右，但重量較之略輕。

    ２）成型性好。由于玻璃鋼的制造工藝性好，機(jī)罩形狀設(shè)計(jì)幾乎不受工藝性限制，可以作大弧面、流線型等曲面設(shè)計(jì)，造型美觀，這也是玻璃鋼機(jī)罩較突出的優(yōu)點(diǎn)。圖２為典型玻璃鋼機(jī)罩外觀。

   ３）成品制造周期短：玻璃鋼機(jī)罩具有市場(chǎng)響應(yīng)快速的特點(diǎn)，特別適于新品開發(fā)，可大大縮短生產(chǎn)周期，一般一個(gè)月即可完成從設(shè)計(jì)到成品。

     ４）玻璃鋼機(jī)罩耐氣候性、耐腐蝕性較好，主要取決于膠衣樹脂的質(zhì)量。玻璃鋼不僅不會(huì)像金屬那樣生銹，也不會(huì)像木材那樣腐爛而且?guī)缀醪槐缓Ｋ?、油、鹽類等介質(zhì)侵蝕，可以在某些場(chǎng)合代替不銹鋼。

   玻璃鋼制備機(jī)罩的主要不足之處：

   １）玻璃鋼拉伸強(qiáng)度高，在260～400Mpa左右，但其剪切強(qiáng)度只有拉伸強(qiáng)度的50％，層剪切強(qiáng)度只有拉伸強(qiáng)度的5～10％，即玻璃鋼性堅(jiān)硬但脆。

  ２）油漆的界面處理有難度，若處理不當(dāng)易在油漆表面形成細(xì)小裂紋和針孔狀氣泡。

   ３）玻璃鋼機(jī)罩雖工藝性好，但受人為因素影響大，要求技術(shù)工人操作熟練，手法好。

   ４）玻璃鋼機(jī)罩損壞時(shí)需要專業(yè)人員使用專用的材料，這為玻璃鋼機(jī)罩的維修增加了難度。

   ５）玻璃鋼制品不符合國(guó)家有關(guān)環(huán)保、節(jié)能要求，制造用交聯(lián)劑對(duì)人體傷害大，廢棄后無(wú)法回收利用。

   三、鈑金件在壓路機(jī)機(jī)罩上的應(yīng)用:

 １．鈑金件機(jī)罩的用材

     鑒于鈑金件機(jī)罩加工成形受限，目前在批量不大的情況下，行業(yè)內(nèi)制造廠主要是利用金屬的塑性進(jìn)行手工制作，一般選用熱軋鋼板，常用材料Q235－A，厚度一般為2mm；也可選用表面質(zhì)量好、光滑、美觀的冷軋鋼板，此類鋼板成本高，幾乎是熱軋鋼板的兩倍價(jià)格，常用材料ST12（Q195），厚度用1.2～1.5即可。

     大批量生產(chǎn)時(shí)，可選用冷軋鋼板進(jìn)行壓力加工，能夠獲得很好的流線分布及較高的材料利用率，并具有較高的生產(chǎn)率，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，但須開模具，開發(fā)成本高，這一成型方法目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少。

   ２．鈑金件制備機(jī)罩的利與弊

    玻璃鋼機(jī)罩出現(xiàn)之前，壓路機(jī)機(jī)罩由鈑金件一統(tǒng)天下，即便當(dāng)前，鈑金件機(jī)罩仍顯示著其特有的優(yōu)勢(shì)：

   １）沒(méi)有特殊造型要求的鈑金件機(jī)罩的結(jié)構(gòu)和制造相對(duì)簡(jiǎn)單，不需要特殊設(shè)備。圖３為典型鈑金件機(jī)罩外觀。

   ２）鈑金件機(jī)罩的外觀質(zhì)量易于控制，油漆效果質(zhì)感好。

   ３）具有很好的可維修性。機(jī)罩在使用過(guò)程中受損后，一般可及時(shí)、就地修復(fù)使用，在方便用戶使用上更具有實(shí)際意義。

   ４）鈑金件制品符合國(guó)家有關(guān)環(huán)保及節(jié)能要求，制品廢棄后方便回收進(jìn)行二次利用，不會(huì)造成環(huán)境污染及原材料浪費(fèi)。

   鈑金件機(jī)罩亦有不足之處：

   １）鈑金件流線型造型工藝復(fù)雜，特別是具有大弧面造型的機(jī)罩，成本很高。

   ２）鈑金件機(jī)罩制造過(guò)程中，若表面未打磨徹底則極易形成從漆底由內(nèi)而外的銹蝕；漆面老化或受損后，若不及時(shí)修補(bǔ)也會(huì)引起銹蝕，造成較高的使用、保養(yǎng)費(fèi)用。

   四、玻璃鋼機(jī)罩及鈑金件機(jī)罩前景展望

近年來(lái)，壓路機(jī)機(jī)罩大多選擇用玻璃鋼制備，主要是因?yàn)椴Ａт摰脑煨凸に嚭?jiǎn)單、質(zhì)輕、高強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，這既是技術(shù)進(jìn)步的體現(xiàn)，也是壓路機(jī)行業(yè)的無(wú)奈之舉。

   １．玻璃鋼機(jī)罩技術(shù)進(jìn)步背后的尷尬

    玻璃鋼作為一種新材料出現(xiàn)以后，逐步代替部分木材、陶瓷、金屬制品，且成功地用于制備壓路機(jī)機(jī)罩，這本身就是技術(shù)進(jìn)步的體現(xiàn)，從國(guó)外壓路機(jī)機(jī)罩的發(fā)展也能看出這一點(diǎn)。

    近年國(guó)內(nèi)有股壓路機(jī)機(jī)罩返回鈑金件的“逆流”在涌動(dòng)，除玻璃鋼的制備過(guò)程對(duì)操作人員身體有危害，主要是應(yīng)用上存在一些問(wèn)題，原因不外有三：玻璃鋼機(jī)罩較鈑金件機(jī)罩成本較高、表面質(zhì)量差、維修不便。

    在國(guó)內(nèi)用手糊法制備玻璃鋼機(jī)罩的情況下，玻璃鋼機(jī)罩較鈑金件機(jī)罩成本略高是合理的，但目前玻璃鋼機(jī)罩存在“暴利”現(xiàn)象，其主要原因是機(jī)罩內(nèi)不合理加筋以及玻璃鋼配方中“摻假”增加了玻璃鋼機(jī)罩的重量，此類問(wèn)題可通過(guò)細(xì)化技術(shù)協(xié)議及商務(wù)談判加以解決。

     玻璃鋼機(jī)罩表面質(zhì)量差完全可以通過(guò)制造工藝改進(jìn)、選擇合適的油漆及嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)得以控制。

    對(duì)于一般用戶而言玻璃鋼機(jī)罩維修不便的確沒(méi)有很好的解決方案，但在玻璃鋼機(jī)罩各項(xiàng)性能均能達(dá)標(biāo)的情況下，玻璃鋼機(jī)罩損壞的幾率是很小的。

２．鈑金件機(jī)罩仍大有可為

     從汽車行業(yè)的工業(yè)化生產(chǎn)開始，其巨大的單品種產(chǎn)量和高額附加值，使其為造型而付出的高昂模具費(fèi)在每臺(tái)車上的體現(xiàn)變得微不足道，雖然偶見玻璃鋼覆蓋件混雜其中，但目前鈑金件仍是汽車覆蓋件的不二之選。

      也許從鈑金件在汽車行業(yè)上的應(yīng)用可以預(yù)見壓路機(jī)機(jī)罩的未來(lái)，目前由于壓路機(jī)批量小，高昂的模具費(fèi)用讓鈑金件機(jī)罩望而卻步，這也是壓路機(jī)機(jī)罩放棄鈑金件轉(zhuǎn)向玻璃鋼的無(wú)奈之所在。隨著技術(shù)進(jìn)步，這種狀況有望改變，新興的低熔點(diǎn)鉍基合金?？梢圆糠痔娲撃＃杀颈戎圃熹撃５偷枚?，使得有造型要求的壓路機(jī)罩選用鈑金件進(jìn)行低成本、大規(guī)模制備成為可能。

    綜上所述，鈑金件模具的成本問(wèn)題，玻璃鋼的環(huán)保及制造問(wèn)題，二者之間，問(wèn)題解決的越早、越徹底者，將會(huì)在有造型要求的壓路機(jī)機(jī)罩上占得先機(jī)，但目前玻璃鋼機(jī)罩和鈑金件機(jī)罩仍將盤踞在各自并不穩(wěn)定的領(lǐng)地。