淺談壓路機機罩選材問題:

一、引言

    自第1臺壓路機于1860年誕生于英國之日起，其機罩主體材料一直為鈑金件。隨著壓路機技術的迅猛發展，工業造型成為繼壓路機功能、性能之后的第三大焦點，造型美觀的大弧面、流線型機罩在壓路機上得以普遍采用，從而使玻璃鋼以其在造型工藝上的優勢成為壓路機機罩材料的優先選擇，并大有取代鈑金件之勢。國外，諸如DYNAPAC、BOMAG等大公司于1998年起開始在其壓路機機罩上大規模地使用玻璃鋼制品；國內徐工于2000年開始率先在其壓路機上使用了玻璃鋼機罩，并在行業中掀起一股壓路機造型改良的風潮。

      眾所周知，南昌32噸壓路機一般都存放在戶外，且經常在特殊工況（如高原地區）下施工作業，環境比較惡劣，這就要求壓路機機罩除需具有質量輕，強度高，抗變形、抗老化、防水、防腐蝕的特性外，還需滿足低溫、高溫、高輻射等特殊環境下的使用要求。

    目前國內壓路機通常使用的機罩材料有玻璃鋼和鈑金件兩種。

  二、玻璃鋼在壓路機機罩上的應用

 １．玻璃鋼的基本知識

    玻璃鋼學名為玻璃纖維增強熱固性塑料，是由合成樹脂作為基體材料及其輔助材料和經過表面處理的玻璃纖維增強材料組成。

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

  １）聚酯玻璃鋼的化學成份及機械性能

   不飽和聚酯樹脂于1942年開始用于制備玻璃鋼，此后在工業上得到了大規模應用，目前行業內大多數玻璃鋼制品主要使用的是國產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；主要技術指標：酸值17～25，含固量64～70％，凝膠時間8～16分；固化的聚酯樹脂（無填料）的典型性能。

  ２）玻璃鋼的成型方法

     根據制品不同特點，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械強度要求不高的大型制品，如汽車車身、船舶外殼、工程機械類罩殼等；模壓法主要用于制作小型零件，對于大型機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）玻璃鋼典型結構

    玻璃鋼層的結構隨不同成型方法和用途而異，主要憑經驗和試驗確定。圖１所示為用手糊法制作耐腐蝕玻璃鋼設備的玻璃鋼層典型結構。

    耐腐層由表層和中間層組成，表層是接觸介質的較內層，為玻璃纖維氈增強的富樹脂層。

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

   外層亦稱增強層，滿足強度要求的一層，由無捻粗紗布、短纖維增強。

   較外層組成與表層相同，目的是使增強層不露在腐蝕的環境中。

    2．玻璃鋼制備機罩的利與弊

    壓路機機罩結構一般尺寸較大，批量小，使用模壓法成本太高，目前國內壓路機機罩全部由手糊法制成。

玻璃鋼制備機罩的主要優點：

   １）成品重量較輕。玻璃鋼密度小，強度大，比重只有普通鋼材的1／4～1／16，機械強度卻是鋼的3～4倍。因制品結構原因，成品玻璃鋼機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，機罩形狀設計幾乎不受工藝性限制，可以作大弧面、流線型等曲面設計，造型美觀，這也是玻璃鋼機罩較突出的優點。圖２為典型玻璃鋼機罩外觀。

   ３）成品制造周期短：玻璃鋼機罩具有市場響應快速的特點，特別適于新品開發，可大大縮短生產周期，一般一個月即可完成從設計到成品。

     ４）玻璃鋼機罩耐氣候性、耐腐蝕性較好，主要取決于膠衣樹脂的質量。玻璃鋼不僅不會像金屬那樣生銹，也不會像木材那樣腐爛而且幾乎不被海水、油、鹽類等介質侵蝕，可以在某些場合代替不銹鋼。

   玻璃鋼制備機罩的主要不足之處：

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

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

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

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

   ５）玻璃鋼制品不符合國家有關環保、節能要求，制造用交聯劑對人體傷害大，廢棄后無法回收利用。

   三、鈑金件在壓路機機罩上的應用:

 １．鈑金件機罩的用材

     鑒于鈑金件機罩加工成形受限，目前在批量不大的情況下，行業內制造廠主要是利用金屬的塑性進行手工制作，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格，常用材料ST12（Q195），厚度用1.2～1.5即可。

     大批量生產時，可選用冷軋鋼板進行壓力加工，能夠獲得很好的流線分布及較高的材料利用率，并具有較高的生產率，易實現機械化和自動化，但須開模具，開發成本高，這一成型方法目前國內應用較少。

   ２．鈑金件制備機罩的利與弊

    玻璃鋼機罩出現之前，壓路機機罩由鈑金件一統天下，即便當前，鈑金件機罩仍顯示著其特有的優勢：

   １）沒有特殊造型要求的鈑金件機罩的結構和制造相對簡單，不需要特殊設備。圖３為典型鈑金件機罩外觀。

   ２）鈑金件機罩的外觀質量易于控制，油漆效果質感好。

   ３）具有很好的可維修性。機罩在使用過程中受損后，一般可及時、就地修復使用，在方便用戶使用上更具有實際意義。

   ４）鈑金件制品符合國家有關環保及節能要求，制品廢棄后方便回收進行二次利用，不會造成環境污染及原材料浪費。

   鈑金件機罩亦有不足之處：

   １）鈑金件流線型造型工藝復雜，特別是具有大弧面造型的機罩，成本很高。

   ２）鈑金件機罩制造過程中，若表面未打磨徹底則極易形成從漆底由內而外的銹蝕；漆面老化或受損后，若不及時修補也會引起銹蝕，造成較高的使用、保養費用。

   四、玻璃鋼機罩及鈑金件機罩前景展望

近年來，壓路機機罩大多選擇用玻璃鋼制備，主要是因為玻璃鋼的造型工藝簡單、質輕、高強等優點，這既是技術進步的體現，也是壓路機行業的無奈之舉。

   １．玻璃鋼機罩技術進步背后的尷尬

    玻璃鋼作為一種新材料出現以后，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機罩，這本身就是技術進步的體現，從國外壓路機機罩的發展也能看出這一點。

    近年國內有股壓路機機罩返回鈑金件的“逆流”在涌動，除玻璃鋼的制備過程對操作人員身體有危害，主要是應用上存在一些問題，原因不外有三：玻璃鋼機罩較鈑金件機罩成本較高、表面質量差、維修不便。

    在國內用手糊法制備玻璃鋼機罩的情況下，玻璃鋼機罩較鈑金件機罩成本略高是合理的，但目前玻璃鋼機罩存在“暴利”現象，其主要原因是機罩內不合理加筋以及玻璃鋼配方中“摻假”增加了玻璃鋼機罩的重量，此類問題可通過細化技術協議及商務談判加以解決。

     玻璃鋼機罩表面質量差完全可以通過制造工藝改進、選擇合適的油漆及嚴把質量關得以控制。

    對于一般用戶而言玻璃鋼機罩維修不便的確沒有很好的解決方案，但在玻璃鋼機罩各項性能均能達標的情況下，玻璃鋼機罩損壞的幾率是很小的。

２．鈑金件機罩仍大有可為

     從汽車行業的工業化生產開始，其巨大的單品種產量和高額附加值，使其為造型而付出的高昂模具費在每臺車上的體現變得微不足道，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上的應用可以預見壓路機機罩的未來，目前由于壓路機批量小，高昂的模具費用讓鈑金件機罩望而卻步，這也是壓路機機罩放棄鈑金件轉向玻璃鋼的無奈之所在。隨著技術進步，這種狀況有望改變，新興的低熔點鉍基合金?？梢圆糠痔娲撃?，成本比制造鋼模低得多，使得有造型要求的壓路機罩選用鈑金件進行低成本、大規模制備成為可能。

    綜上所述，鈑金件模具的成本問題，玻璃鋼的環保及制造問題，二者之間，問題解決的越早、越徹底者，將會在有造型要求的壓路機機罩上占得先機，但目前玻璃鋼機罩和鈑金件機罩仍將盤踞在各自并不穩定的領地。