橡膠擠出機柱塞擠出機的發展
螺旋式熱餵料擠出機
普通冷餵料擠出機
冷餵料排氣擠出機
銷釘冷餵料擠出機
復合擠壓機
由MC T D-9 0、M C T D-1 5 0和MC T D-2 0 0組成的三元復合擠出機具有體積小、節能20%的特點,在北美輪胎車削加工中使用。雖然MC T和MC T D擠出技術在開發商的宣傳中介紹了很多優點,但並不是所有的MC T擠出機都是成功的。我國引進了Mct 95/50/503復合設備,原計劃用於擠出輪胎胎面,但因塑化不均勻而失敗。根據德國T r o e s t e r公司的意見,這個設計是不成功的。
我國橡膠擠出機的應用現狀
隨著冷餵料擠出機的出現和廣泛應用,熱餵料擠出機的應用範圍逐漸縮小。橡膠擠出機從熱餵料發展到冷餵料,冷餵料銷釘擠出機成為發展的主流。目前,銷釘擠出機已廣泛應用於我國橡膠行業,涉及輪胎胎面、子午線輪胎胎側、胎圈膠、各種膠管和內襯膠片。所用機器平臺進口國產,螺桿直徑85 ~ 250 m,長徑比1.2 ~ 1.6。銷釘式冷餵料擠出機與熱餵料擠出機和普通冷餵料擠出機相比有許多優點。近十年來,在我國橡膠工業中得到廣泛應用,用途不斷擴大。我國早期引進的針式冷餵料擠出機主要用於子午線輪胎胎面膠擠出和膠管生產的膠芯和膠塗層生產工藝。目前,大多數半鋼和全鋼輪胎胎面都是用針式冷餵料擠出機生產的。在斜交輪胎等橡膠制品的生產過程中,許多廠家都采用了針式冷餵料擠出機。在橡膠工業的生產中,傳統的生產工藝是以擠出機作為成型擠出工藝設備,而針式冷餵料擠出機因其擠出量大、塑化效果好而被廣泛用於鋼絲、纖維簾線壓延和氣密薄膜壓延的供膠。近年來,針式冷餵料擠出機也廣泛應用於橡膠過濾,深受用戶歡迎。銷釘式冷餵料內復合擠出機也已廣泛應用於子午線輪胎生產中,成為子午線輪胎生產中的關鍵設備。雖然有些企業在生產中仍采用外復合擠出技術,但隨著新技術、新工藝的改進和更新以及市場經濟的發展,舊的生產工藝和設備將被淘汰,內復合擠出機是復合生產技術的必然發展方向。然而,目前在我國橡膠工業生產企業中,熱餵料擠出機仍占很大比重。據不完全統計,我國采用開煉機供膠的熱餵料擠出生產工藝約占70%。我國許多老橡膠生產企業使用的是上世紀50年代的擠出設備,技術裝備落後。有些企業認為老的擠出設備有壹定的優勢,如開煉機混煉膠分散性好,可操作性好,操作人員熟練,但銷釘式冷餵料擠出機的優勢大於熱餵料擠出機。銷釘冷餵料擠出機代表了橡膠擠出機的發展方向,具有很大的發展潛力。可見,我國橡膠生產企業擠出工藝技術改造進壹步推廣使用銷釘式冷餵料擠出機還有很大的空間。
[編輯本段]橡膠擠出機的發展趨勢
螺桿正在向多螺桿發展。
螺桿擠出機的嚙合區具有較大的速度梯度,因此嚙合區有利於物料的充分混合。雙螺桿、線性三螺桿、三角形三螺桿和四螺桿擠出機的嚙合區數分別為1、2、3和4。隨著嚙合區數量的增加,物料混合能力逐漸增強。三角形三螺桿和四螺桿擠出機有壹個特殊的結構——中心區。中心區物料形成環流,促進了中心區物料的混合,增加了中心區物料的混合時間。經過分析,材料不會停留在中心區域。雙螺桿、線性三螺桿、三角形三螺桿和四螺桿擠出機的流量、回流速率、回流系數和平均剪切速率依次逐漸增大,從理論上證明了多螺桿擠出機在物料輸送能力和物料混合能力方面具有良好的生產能力,多螺桿擠出機更適合聚合物加工。
多通道轉移混合螺桿(MC T)擠出機
MC T擠出機沿螺桿軸向分為進料段、轉移混合段和出料段。在轉移混合段中,螺桿和機筒的內壁具有相反螺旋的螺紋。螺桿上的流道數量增加,螺紋深度減小,在混合轉移區中部達到壹個極值後逐漸恢復到原來的狀態。在增加筒體內壁流道數量的過程中,流道的數量和深度與螺桿相反。MC T擠出機與普通冷餵料螺桿擠出機有著本質的區別。普通螺桿擠出機通過摩擦塑化,而MC T擠出機中膠料的塑化依靠機械作用,摩擦力很小,所以MC T擠出機的螺桿長度比普通擠出機短很多,只有螺桿直徑的7倍左右。MC T擠出機不僅可用於生產易擠出的混煉膠和半成品如載重輪胎胎面膠,還可用於生產難擠出的高合成橡膠組分的材料,表面質量和外輪廓拐角形狀良好。M C T擠出機的螺桿比普通擠出機短,很容易將兩臺或三臺MC T擠出機組合在壹起,實現復雜產品的“復合”和* * *擠出。例如,可以使用由壹臺9 5毫米主MC T擠出機和兩臺50米輔助MC T擠出機組成的“三元復合”擠出機。由於MC T擠出機的塑化混合區很短(約2.5 D),流道內沒有障礙物幹擾元件,螺桿翼和流道對物料有助推作用,物料在機內溫升低,使螺桿高速旋轉,生產能力大。壹般來說,MC T擠出機在螺桿、模頭、軸承和進料區配有溫度調節口。在相同的溫升條件下,MC T擠出機的生產能力大於銷釘機筒擠出機,甚至大於光滑機筒擠出機。90年代末,世界各地已有數百臺MC T擠出機投入使用,僅在北美地區,就有超過65,438+0,000臺擠出機用於輪胎的熱車和冷車。此外,配合CTC-SBI和CTC-SBII的擠出機/成型機,將MC T直接擠出到胎體上,不僅提高了質量,還節省了人力物力。2 5 4 m m/m MC T經過工業試驗,德國橡膠技術研究所從90年代末開始探索利用超聲波降低彈性體的粘度,以解決MC T擠出機對於普通工業膠料在擠出質量、產量和節能方面的不足。歐美主要橡膠擠出機制造商將開發MC T擠出機作為新的方向。近年來,開發的重點是改進的MC T擠出機。第三代M C T擠出機MC T D和銷釘式MC T擠出機可能是未來的發展方向,尤其是銷釘式M C T擠出機兼具銷釘螺桿擠出機和MC T擠出機的優點,具有廣闊的市場前景和發展空間。
機頭正在向多復合方向發展。
擠出頭是決定擠出產品最終質量的關鍵部件。傳統的單螺桿擠出機頭只能用於擠出單壹種類膠料的產品。頭部結構相對簡單,頭部壓力相對較低,技術問題容易處理。隨著擠出技術的發展和生產的需要,擠出機機頭的結構和工藝較十幾年前有了很大的進步,特別是在輪胎生產中,要求使用不同性能的混煉膠在機頭中擠出胎面、胎側、三角膠等部件。因此,從20世紀60年代開始,德國T r o e s t e r公司和B R S T O R F公司首先研制出用於擠出兩種橡膠膠料的雙復合擠出機頭,到80年代和90年代,已經研制出三種復合擠出機頭和四種復合擠出機頭,目前正在研制五種復合擠出機頭,產品即將問世。
大功率液壓馬達驅動新技術及其應用
隨著擠出機性能要求的提高和驅動技術的進步,擠出機的驅動系統發生了許多變化。傳統的交流電機恒速驅動、換向器電機變速驅動和交流電機變速箱有級變速驅動在國內外現代擠出機中已被淘汰,取而代之的是DC電機無級變速驅動。DC電機具有良好的低速轉矩性能和寬調速範圍。國產DC電機在西門子技術的支持下達到國際壹流水平,已廣泛應用於各種冷餵料擠出機。瑞典Ha g g l u n d s D r i v e r s A B公司早在30多年前就開始生產大功率液壓馬達,已用於開煉機、密煉機、雙螺桿擠出壓片機、壓延機等大功率設備的驅動系統,也用於橡膠螺桿擠出機的驅動系統。由於國內液壓技術發展相對落後,沒有大扭矩液壓馬達,進口匹配昂貴,所以這種驅動技術至今沒有在國產螺桿擠出機上使用。
智能網絡化控制系統
發達國家的擠出機已普遍采用現代電子和計算機控制技術,對整個擠出過程的工藝參數,如熔體壓力和溫度、各段本體溫度、主螺桿和餵料螺桿轉速、餵料速度、各種原料配比、電機電流和電壓等進行在線檢測,采用微機閉環控制。壹些公司已經采用在線遠程監測、診斷和控制來控制擠壓生產線。這對保證工藝條件的穩定和提高產品的精度是非常有利的。隨著擠出機的復合化,其機械性能勢必更加復雜,相應的控制系統也更加復雜,控制精度更高。因此,如何設計壹個合適的控制系統,保證其經濟、安全、可靠的運行,不至於在短時間內成為過時或過渡產品,是我們工程設計人員必須考慮的問題。在多臺復合擠出機的控制中,總線技術和網絡結構簡單,技術性能穩定,不僅大大減少了接線數量,便於安裝、調試和維護,而且大大增強了系統的靈活性和可靠性,在保證系統先進性的同時,取得了良好的社會效益和經濟效益。
收縮變形小,尺寸精度高,擠壓速度快
密煉機新型螺桿擠出機的發展和復合擠出技術的不斷成熟,近年來橡膠工業的快速發展促進了我國橡膠擠出技術的快速提高。其中,子午線輪胎復合擠出技術可謂是橡膠擠出技術水平的典型代表。
需要發展精密擠壓技術
擠出成型是壹種高效、連續、低成本、適用範圍廣的加工方法,但人們誤以為擠出成型是壹種低精度、低附加值的加工方法。隨著光纖、醫用導管、視聽片基、攝影片基、投影膠片等各種高精產品的市場需求日益增加,對精密擠出成型設備和技術的要求也越來越高。對於壹些特殊的加工成型,如壹些危險有毒物料的加工和反應擠出的過程,需要嚴格控制溫度、壓力、物料停留時間及其分布、相應物料與外界的熱傳遞等工藝參數,這些往往是普通擠出機無法勝任的。精密擠出成型機為各種復雜的反應擠出工藝提供了必要的設備。目前國內廠商在高速精密設備方面與世界先進水平還有較大差距。專家認為,高產擠壓設備無論是實際水平還是加工水平,都與國外先進水平有1.5-2 o年的差距。在工藝參數和產品參數的實時監控、先進控制技術的采用等方面也存在較大差距。先進的高精度在線檢測儀器主要依靠進口,國內產品很少,與國外產品差距在1 O年以上。總體來看,中國精密擠出成型設備還處於起步階段,有很大的發展空間。
擠出機設計的模塊化和專業化
模塊化生產可以滿足不同用戶的特殊需求,縮短新產品的研發周期,爭取更大的市場份額;並且“專業化”生產可以安排擠出成型設備各系統模塊的定點生產甚至全球采購,對保證整機質量、降低成本、加速資金周轉非常有利。
[編輯本段]結論
自銷釘冷餵料擠出技術問世以來,國內外擠出機制造商仍在探索新的擠出技術。但到目前為止,無論是MC T D、齒輪泵擠出技術還是其他擠出技術都有壹定的優勢,但在提高產量、降低膠溫、降低能耗方面並不占優勢。相反,由於它們結構復雜,維護困難,很難被用戶接受,所以在實際使用中不具備標準機型的優勢。在未來的擠出技術領域,銷釘冷餵料擠出技術仍將占據主導地位。同時,我國的復合擠出技術日趨完善,完全可以滿足不同用戶的需求。
[編輯本段]參考文獻
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[編輯本段]橡膠機械
用於制造輪胎等各種橡膠制品,包括通用橡膠機械、輪胎機械和其他橡膠制品機械。壹般橡膠機械是制備橡膠或半成品的機器,包括原料加工機械、煉膠機、擠出機、壓延機、簾子布預處理裝置、切割機等。橡膠密煉機分為開放式和封閉式兩種。開放式煉膠機主要用於橡膠熱煉、壓片、破膠、煉塑、混煉等。開放式煉膠機在1826年開始用於生產,結構比較簡單,到了現代仍然廣泛使用。密閉式煉膠機主要用於橡膠的塑化和混煉,比開放式煉膠機多壹個混煉室。自從1916發明了橢圓形轉子的密閉式煉膠機後,密閉式煉膠機在橡膠行業發展迅速,後來又出現了其他轉子的密閉式煉膠機。現代密煉機的混煉周期為2.5 ~ 3分鐘,混煉室最大容量為650升。擠出機是壹種用於擠出胎面、內胎、膠管及各種膠條的橡膠機械,也用於包覆電纜、電線產品。常見的是螺桿擠出機。工作時,橡膠材料借助於擠出螺桿的旋轉,在機筒內被攪拌、混合、塑化、壓實,然後向機頭運動,最終從模具中擠出具有壹定形狀的制品。壓延機主要用於粘合或擦拭窗簾帆布,橡膠化合物的壓制,層壓和壓花。1857年制造出第壹臺壓光機並用於生產,此後不斷改進。特別是20世紀50年代以來,塑料工業的發展有力地推動了高精度、高速壓延機的發展。輪胎機械包括輪胎成型機、輪胎鋼絲圈機、輪胎定型硫化機、膠囊硫化機、墊帶硫化機、內胎接頭機和內胎硫化機,以及動力輪胎機、輪胎翻新機和再生膠生產機。世界上60%以上的橡膠用於制造輪胎,因此輪胎機械在橡膠機械中占有重要地位。輪胎成型機主要用於將懸掛式橡膠簾布、鋼絲圈、胎面等各種部件加工成輪胎胎坯。根據用途不同,可分為普通輪胎成型機和子午線輪胎成型機兩大類。子午線輪胎成型全過程由壹臺成型機完成,稱為壹次成型法;胎體由改裝的普通輪胎成型機制成,然後在子午線輪胎成型機上成型,稱為兩段成型法。輪胎定型硫化機是壹種用於硫化汽車、工程車輛、拖拉機和飛機等充氣輪胎的機器。這臺機器出現在20世紀40年代。裝胎、定胎、硫化、卸胎、充氣後冷卻等操作可在定形硫化機上完成,膠囊內過熱水的溫度、壓力、蒸汽室溫度可測量、記錄和控制,整個生產過程可自動進行。其他橡膠產品機械包括用於制造膠帶、軟管、膠鞋、模型產品、粘膠和乳膠產品的機械。目前,在世界排名前32位的公司中,日本神戶制鋼所、荷蘭VMI公司、臺灣晶源公司和東宇液壓公司都在中國大陸設立了合資或獨資企業。除前32家外,在華外資橡機企業超過10家,如上海西馬威力、安徽磐石、深圳嘉信電子設備科技、青島光緒和亞東、桂林銀河、簡陽龍翔、廣東華大、紹興精誠等大部分是小型專業工廠。此外,斯洛伐克馬塔多和青島大學軟控制進行了技術合作,共同開發子午線輪胎壓延,擠出,切割和成型設備。加拿大RMS公司與大連冰山橡塑有限公司聯合生產三復合擠出生產線,日本石川島播磨重工與大連冰山橡塑有限公司聯合生產鋼簾線壓延機。法勒和青島大學共同經銷、組裝和維護密煉機。2006年,青島環球集團與印度L & ampt公司* * *共同成立合資企業拉森特博羅(青島)橡膠機械有限公司..從65438到0995,神戶制鋼所先後入駐中國,在生產、技術、資金、營銷等方面開展了多種形式的合作。這些企業大多發展迅速,取得了驕人的成績。比如上海晶元機械的銷量已經超過臺灣省總部,全球排名13,煙臺飛邁(VMI)機械的銷量已經占到荷蘭VMI總量的1/4以上。湖南壹申80%的產品出口,已成為日本神戶制鋼的主要海外橡機企業。隨著寧波東宇的投產,臺灣省東宇油壓鞏固了平拉硫化機在亞洲的領先地位。斯洛伐克馬塔多與青島大學軟控合作後,全鋼輪胎成型機在中國的銷量大增,成為中歐地區最活躍的企業,並於2006年進入橡膠機世界第22位。此外,克虜伯、貝爾史托夫、VMI、三菱重工等全球排名前10的橡膠機械均在中國設有常駐機構,32強之外的祭制造株式會社、中田制造株式會社也緊隨其後。大帆和微電子也成立了法人公司。中國是世界橡膠機械生產大國,是世界橡膠機械發展最快的地區,正在成為世界橡膠機械中心。