橡膠加工工藝設備發(fā)展趨勢

【橡膠技術網 - 橡膠報告】

　　經過160余年的發(fā)展，橡膠工業(yè)如今已成為世界各國一門重要的傳統(tǒng)產業(yè)，其加工技術和工藝裝備日臻成熟與完善。目前在橡膠制品生產中，以煉膠和硫化兩大系統(tǒng)為重點，根據各類橡膠制品的結構和特點，形成了一次加工（壓延、壓出）、二次加工（成型）和三次加工（后處理）等多種工藝加工形式，橡膠廠常用的主要大型橡膠加工工藝設備機組及自動生產線多達十余條。 按照橡膠加工工藝的不同，橡膠機械設備的種類繁多。從大到百噸以上機組，小到不足百公斤重的微型機械，構成生產跨度很大的橡膠機械設備體系。

　　目前，世界橡膠機械設備的生產廠家極為雜亂。密煉機、壓延機等重型設備的生產主要集中在大型橡機廠或跨行業(yè)的通用機械廠，而大部分其他設備則分散在眾多的中小企業(yè)，遍地開花。由于這些設備有相當一部分是橡膠廠和塑料廠通用的，因而橡膠專用設備的產量迄今難以確切統(tǒng)計。現(xiàn)在，全世界橡膠機械設備的年銷售額估計大約在20~25億美元之間，生產量隨橡膠工業(yè)的景氣與否而起伏波動。

　　當前，新的橡機產品可以說完全是針對橡膠加工的要求而專門研究開發(fā)的。

　　總的趨向是：

　　一、橡膠工藝設備向機電一體化的方面發(fā)展、微電子應用日趨普遍，以致取代了橡膠生產完全靠勞動者的技術經驗這一傳統(tǒng)模式，進而達到改善安全、衛(wèi)生條件的目的；

　　二、整體加工設備向機組化、裝置化的方向發(fā)展，聯(lián)動化、系統(tǒng)化的程度不斷提高，使之在生產線上充分發(fā)揮單機的潛在效能，省人省力，提高生產效率；

　　三、橡膠生產線向高功能、多用途和機動靈活的方向發(fā)展，開發(fā)適應小批量、多品種的柔性工藝和小型裝置，以模具為中心設計橡膠機械設備。

　　在橡膠工業(yè)的生產工藝設備中，煉膠和其后進行的一次加工以及三次加工的部分設備主要是通用型的，二次加工和硫化工藝的設備基本上為專用型。除了上述定型橡膠設備之外，還有不少是為適應橡膠產品特殊生產要求而設計使用的非定型設備，為數(shù)甚多，用途各異，難以盡述。這里，主要以通用、定型設備為主，從工藝加工的角度，簡單窺視一下主導工藝設備的發(fā)展現(xiàn)狀和未來趨勢。

　　煉膠工藝設名

　　橡膠廠的煉膠工藝主要采用開放式和密閉式兩大類型的煉膠設備。開煉機是橡膠工業(yè)最早使用的設備，也是最普遍采用的通用設備。從1820年用于橡膠加工，結構原理沿續(xù)至今，廣泛用于橡膠的塑煉、混煉、出片以及熱煉等工序。作為橡膠工業(yè)的標志性設備，歷史上曾輝煌多年。然而，由于它生產效率低、勞動強度大以及粉塵污染等問題難以解決，其使用范圍日益縮小，在塑煉方面已基本處于被淘汰狀態(tài)。目前，密煉機正成為現(xiàn)代橡膠廠煉膠工藝的主導設備，其生產容量從30到600L不等。旋轉速度從20轉到60轉，甚至可以隨意變速，機型已達十余種之多。開煉機與密煉機的性能比。

　　現(xiàn)今，耗膠量大的輪胎廠和帶管廠等已全部采用固定排料的全封閉型密煉機，容量多為160~270L,大型輪胎廠為270~370L,有的達到620L,并且上帶自動配合稱量及輸送系統(tǒng)，下附螺桿壓片以及連續(xù)冷卻切斷裝置，全線形成一個完整的煉膠機組。該機組已實現(xiàn)B動化和聯(lián)動化，1~2人用電腦即可控制整個系統(tǒng)的操作。

　　這類大型密煉機正朝著由單速、雙速向無級調速，由異步轉子向同步轉子，由常規(guī)功率向大功率和由固定間隙向可調間隙的方向發(fā)展。從而在溫度控制、時間控制、能量控制和塑性流動控制方面保證了混合膠料達到性能均勻一致的要求。對于有特殊要求的橡膠混煉，除了現(xiàn)行使用的剪切型、嚙合型轉子之外，還新出現(xiàn)了圓筒型可調轉子，密閉混合室，真空充氮混煉。這樣一來，密煉機的混煉功能更加趨向多元化，使之可以全面取代開煉機。最近的動向是，大力研制發(fā)展智能型密煉機，并且出現(xiàn)間斷煉膠全自動化的高新技術。

　　對于膠種多、耗膠量小的工業(yè)橡膠制品廠來說，大多數(shù)正從傳統(tǒng)使用開煉機混煉，轉向采用翻轉式密煉機。這種設備又稱加壓型轉向排料密煉機，一次生產容量小到5L,大到110L不等。由于操作簡單，換料清洗方便，現(xiàn)已大量取代開煉機成為混煉的主流，發(fā)展十分迅猛。而原來以混煉為主的開煉機，現(xiàn)已大多作為翻轉式密煉機的補充混煉，退居次要地位。翻轉式密煉機大多皆可橡膠塑料混煉兩用，很適宜工業(yè)橡膠制品廠既生產橡膠產品，又能加工塑料制品的現(xiàn)狀，節(jié)約投資，機動靈活。為了達到同開煉機一樣的效果，最近還出現(xiàn)了冷卻性能更好的翻轉式密煉機，可以在80~100oC以下的溫度下低溫混煉。這樣，就可使母煉與混煉在機內一次完成，縮短了橡膠混煉時間。

　　目前，在特種橡膠制品生產廠中，開煉機仍不失為主要的煉膠設備，操作靈活方便，可以一機多用。在煉膠過程中還能充分觀察到混合的具體情況。為了提高開煉機煉膠的質量，近年來又作了一系列改進與完善。例如，在前后輥筒表面設置測溫軟件，使之能連續(xù)測量和調整輥溫；在后輥設置壓力傳感器，可測定兩輥間膠料所受的壓力，機上還可附加自動倒膠和加料裝置等等。從而使開煉機更容易操作、進一步改善混煉質量，實現(xiàn)煉膠過程的現(xiàn)代化。連續(xù)煉膠是橡膠工業(yè)多年來的夢想。然而，由于受橡膠粘彈性和多種粉料共混的復雜條件的約束，長期以來雖經采用造粒、防粉等多種手段改進，仍然始終不能如愿。

　　多年來，隨著熱塑性彈性體的出現(xiàn)，及其在工業(yè)橡膠制品中使用范圍的急劇擴大，連續(xù)混煉的開發(fā)研制又重新活躍起來。目前，單螺桿和雙螺桿煉膠機已成功地用于填料少的熱塑性彈性體的煉膠工藝上，同時在橡膠混煉方面也取得了可喜的進展。連續(xù)煉膠將有可能最終成為用世紀橡膠工業(yè)新的煉膠方式。