新材料在传统机械行业中的应用前景十分广泛，就像聚氨酯包胶轮应用于输送机领域一样，给输送机的综合性能带来了一场历史变革，满足了新时代工业生产的绿色化要求。随着现代化工业生产的普及，人们对自动化生产装备的环保要求日益提高。各种新型输送机在设计初期就对高效、节能、低噪、环保等方面提出了严格要求。而引入聚氨酯包胶轮的输送机系统基本上满足了以上几方面的综合要求。

同传统链式输送机相比，AEM（Automated Electrified Monorail）自行小车系统和FLC摩擦式积放输送机，都使用了聚氨酯包胶轮。由于不受牵引链条的束缚，它们在线体布置时灵活性都比较大，能够实现柔性积放，属于环保、节能的新型物流装备。它们具有节省空间、提高物流效率（输送速度快）、降低噪声、减少油污、节能降耗、工艺适应性强（可以双向输送）、运行平稳等众多优点。由于聚氨酯材料比传统的橡塑型工程材料具有更好的综合机械性能，因此它们才能够在以上两种输送机系统中得以广泛应用。

1、聚氨酯材料的组成及其性能

(1)聚氨酯材料的组成

浇注型聚氨酯是由两种液态高分子化合物混和而成，一种为预聚体，另一种为固化剂。将这两种液态高分子化合物通过人工或机械方法进行充分搅拌，然后注入对应的专用模具，经过硫化固化后便可获得所需的走轮外形。从预聚体的化学组成来分类，聚氨酯弹性体主要分为聚酯型和聚醚型两种。而用于各种机械走轮的外圈包覆聚氨酯通常是聚酯型聚氨酯弹性体。

(2)聚酯型聚氨酯弹性体（Polyurethane 简称PU）的主要特性

①耐磨性能强。PU的千转阿克隆磨耗是尼龙的12%、是氯丁橡胶的2.2%。

②PU具有较高的弹性模量。高抗拉强度以及高延伸率，因此其韧性和耐用性均很高。

③与一般的弹性体相比PU具有更高的承载能力。

这三种性能相结合，使得PU材料在各种走轮、工业辊筒以及研磨机内壁衬套等方面具有极其广泛的应用。

④硬度和耐冲击性。通过改变预聚体的组成配比可以获得不同硬度的PU。在0℃~150℃温度范围内使用时，PU在保持弹性能力方面远胜于其他橡塑型工程材料。聚酯型弹簧和聚酯减震器正是利用了这种“弹性持久和耐冲击性”等特性。

⑤PU抗撕裂强度高。

⑥除了具有优越的机械性能外，聚氨酯弹性体材料对环境的适应性也很强，具有优越的抗腐蚀性能，在有机溶剂中的稳定性比普通羟基橡塑材料要好得多，同时还能够耐油、耐酸、耐碱等。

2、技术要求

各种输送机的聚氨酯包胶轮，均由金属轮芯和PU胶层组成。按载荷轮压9C单位DEF的大小范围来分大致有以下5类：P≤50、50＜P≤250、250＜P≤500、500＜P≤1000、P≥1000。下面着重介绍输送机聚氨酯包胶轮对轮芯和PU胶层的技术要求。

(1)对金属轮芯的要求

①轮芯选材：输送机导轮轮芯：Q235-A或ZG35（铸钢件壁厚10mm为宜）；输送机承载走轮轮芯（如AEM自行小车主动轮）：45号钢（调质HB220-250）。

②轮芯胶着面结构：对于载荷轮压P小于250kg以及无轴向载荷的轮芯胶着面（如各种输送机包胶导轮），不必设计成台阶、凹槽、轴向沟槽等异形表面；对于载荷轮压大于250kg的轮芯胶着面（如输送机承载走轮），可以设计成梯形凹槽（两侧边凸肩）结构，凹槽深度等于0.3-0.5胶层厚度。

③轮芯胶着面的粗糙度：可设计成10%浪峰型结构，粗车加工至Ra25。

(2)对聚氨酯包胶的工艺要求

①对轮芯胶着面需进行清洗去污、碱化脱脂、酸化除锈等处理；

②经过表面处理后的铁芯，在对其着胶面涂胶前必须进行加热；

③将涂匀粘附胶水后的铁芯置入模腔，直至浇注经预先加热且充分搅拌均匀的混合液体的过程中必须进行防污控制，避免二次油污及灰尘杂质等；

④为避免产生胶层气泡，尽量采用聚氨酯弹性体的压力硫化浇注型生产工艺，不得采用常压喷焰排气法；

⑤脱模后的包胶轮，需继续在硫化保温箱中硫化12小时以上；

⑥在时间许可的前提下，进行为期一个月的人工时效硫化处理。

(2)对PU胶层的技术要求

①胶层色泽：颜色为浅透明淡黄色的聚氨酯本色；如需添加色素时必须保证不得混入其他杂质以及保证色素同混合液体搅拌均匀；

②胶层厚度：滚床滚轮和自行小车导轮的胶层厚5~6mm；滑板线驱动轮的胶层厚6~12mm；摩擦轮、重载导轮和自行小车走轮的胶层厚12~16mm；

③胶层硬度：邵尔A硬度92±2；

④拉伸强度：24±2Mpa；

⑤扯断伸长率：300%；

⑥阿克隆磨耗：0.02~0.04mm3/1.6km。