橡膠擠出設(shè)備的工藝與發(fā)展趨勢(shì)

董志勇

摘 要：橡膠機(jī)是生產(chǎn)橡膠產(chǎn)品的必備設(shè)備，它可以將橡膠原材料加工成各種高質(zhì)量的各種形狀橡膠產(chǎn)品，從上個(gè)世紀(jì)開始，橡膠擠出設(shè)備就在我國橡膠工業(yè)中得到應(yīng)用，并且在30年內(nèi)迅速發(fā)展，逐漸趨向智能化，一體化發(fā)展。橡膠擠出設(shè)備也決定著橡膠產(chǎn)品的質(zhì)量，在生產(chǎn)中起著重要的作用。本文從工業(yè)應(yīng)用角度出發(fā)，簡(jiǎn)述了近些年來橡膠擠出設(shè)備的發(fā)展?fàn)顩r，分析各類橡膠擠出設(shè)備的特點(diǎn)及應(yīng)用，并預(yù)測(cè)未來橡膠擠出設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：橡膠基礎(chǔ)設(shè)備;工藝;發(fā)展趨勢(shì)

前言：橡膠擠出設(shè)備又名橡膠擠出機(jī)，在上世紀(jì)50年代就在工業(yè)生產(chǎn)得到應(yīng)用，一開始應(yīng)用的產(chǎn)品的是簡(jiǎn)單的擠出機(jī)，擠出的橡膠產(chǎn)品質(zhì)量差，不具有應(yīng)用價(jià)值，發(fā)展至今，橡膠擠出設(shè)備已經(jīng)得到了很大地創(chuàng)新，目前普遍使用地是銷釘冷喂料擠出機(jī)，生產(chǎn)出地橡膠質(zhì)量好，不需要二次加工?？傮w來說橡膠擠出機(jī)發(fā)展趨勢(shì)由熱喂料向冷喂料發(fā)展，中間經(jīng)歷了多個(gè)過程。

1.橡膠擠出設(shè)備的發(fā)展階段及種類

1.1初級(jí)階段—柱塞式擠出機(jī)

早在18世紀(jì)，橡膠擠出設(shè)備就開始應(yīng)用，英國進(jìn)行第一次技術(shù)革命時(shí)發(fā)明了一柱塞式擠出機(jī)，只不過當(dāng)時(shí)不在橡膠生產(chǎn)上應(yīng)用，當(dāng)時(shí)主要是食品加工上應(yīng)用，設(shè)備也比較簡(jiǎn)陋，需要手動(dòng)工作。

最早把一柱塞式擠出機(jī)應(yīng)用在橡膠生產(chǎn)上是美國人Brooman，最早記錄在專利檔案里的是應(yīng)用在電纜銅線的制作上，將銅線固定在底座上，啟動(dòng)機(jī)器，橡膠會(huì)自動(dòng)覆蓋在銅線表面上，在1851年，第一條電纜銅線被應(yīng)用在海底電線布置上，其耐腐性，絕緣性都質(zhì)量較高，Brooman生產(chǎn)的電纜得到了一致好評(píng)，從此一柱塞式擠出機(jī)也得到了廣泛應(yīng)用。在以后的發(fā)展中，電動(dòng)逐漸代替了手動(dòng)，但是原理不變，都是將橡膠材料加入機(jī)器中，由壓力擠出。

1.2較大發(fā)展—冷喂料擠出機(jī)

在冷喂料擠出機(jī)出現(xiàn)之前，一直是熱喂料擠出機(jī)充斥著市場(chǎng)。它的要求較高，飼料必須被攪拌均勻，溫度必須在50-65℃之間才能放到設(shè)備之中，但是由于飼料溫度較高，所以在擠壓是比較困難。為了解決這個(gè)問題，出現(xiàn)了冷飼料擠出機(jī)。

冷飼料擠出機(jī)首先出現(xiàn)在20世紀(jì)40年代，一開始設(shè)備不成熟，應(yīng)用并不廣泛，在美國人對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)之后，冷飼料優(yōu)點(diǎn)逐漸顯現(xiàn)出來，逐漸被市場(chǎng)接受，并發(fā)展為市場(chǎng)主流，經(jīng)過多年的發(fā)展，冷飼料擠出機(jī)家族已經(jīng)壯大十幾類，被應(yīng)用在不同材料的生產(chǎn)當(dāng)中。

冷飼料擠出機(jī)相比熱飼料擠出機(jī)具有眾多優(yōu)點(diǎn)，首先冷飼料擠出機(jī)的功率要比熱飼料擠出機(jī)大出很多，這就說明冷飼料擠出機(jī)可以生產(chǎn)大型產(chǎn)品，而且效率要高出很多;其次它的機(jī)身和直徑要比熱飼料高出很多，這意味著它一次性可以加工很多的材料;而且飼料不需要加熱就可以加入，方便快捷。盡管如此，熱飼料擠出機(jī)具有擠出形狀穩(wěn)定等特點(diǎn)，至今仍然在電線電纜生產(chǎn)中得到應(yīng)用。

1.3完善階段—銷釘式冷飼料擠出機(jī)

銷釘式冷飼料擠出機(jī)的出現(xiàn)宣告冷飼料擠出機(jī)的技術(shù)極限。它最早出現(xiàn)在20世紀(jì)60年代，最早由美國公司Eniroyal發(fā)明，并且申請(qǐng)專利。它創(chuàng)新性地將銷釘沿圓周方向加入螺紋螺紋槽之中，目的是將原料充分?jǐn)嚢?，這樣原材料就變成了膠體，更像液體，淋在需要加工的材料上更容易控制，不易在表面上形成膠塊，可以達(dá)到和熱喂料擠出機(jī)同樣的效果，得益于此，銷釘式冷飼料擠出機(jī)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，并且在未來一段時(shí)間不會(huì)被替代。

2.橡膠機(jī)生產(chǎn)在各國發(fā)展?fàn)顩r

2.1中國的應(yīng)用

我國是全球最大的橡膠機(jī)生產(chǎn)國家，目前橡膠機(jī)十強(qiáng)企業(yè)，我國占有4家，出口108個(gè)國家，營業(yè)額突破3000萬美元，占橡膠產(chǎn)業(yè)整體收入的40%，在大連，桂林，內(nèi)蒙，青島幾個(gè)城市橡膠機(jī)生產(chǎn)份額占全國1/3。

此外，中昊力創(chuàng)（北京）機(jī)電公司、貴州紅陽、濰坊中云、上海長(zhǎng)德、青島格林，還有北京化工大學(xué)、華南理工大學(xué)、鄭州工學(xué)院等院校的新展所屬企業(yè)——環(huán)峰化工實(shí)驗(yàn)、華工百川科技、鄭州化學(xué)技術(shù)工程等，也有小量橡膠擠出機(jī)生產(chǎn)。

2.美國的應(yīng)用

美國在100多家橡機(jī)企業(yè)中大約有10余家生產(chǎn)橡膠擠出機(jī)，主要的有8家。著名的是戴維斯-標(biāo)準(zhǔn)公司，除橡膠壓延機(jī)和硫化設(shè)備之外，還大量生產(chǎn)橡膠和塑料擠出機(jī)，并開發(fā)出齒輪泵式擠出機(jī)，名聞北美。法勒爾為世界大密煉機(jī)生產(chǎn)廠家之一（近被哈爾堡——佛雷登堡（HF）公司收購），同德國HF公司一樣生產(chǎn)密煉機(jī)的下輔機(jī)——螺桿下片機(jī)，同時(shí)也生產(chǎn)輪胎用大型橡膠擠出機(jī)，而且兩家多年來還一直致力于螺桿連續(xù)混煉機(jī)的開發(fā)研究，現(xiàn)已歷經(jīng)了4～6代，可稱為螺桿擠出技術(shù)的先驅(qū)者。

3.日本的應(yīng)用

日本橡機(jī)企業(yè)大小有150多家，主要的不過10多家，生產(chǎn)橡膠擠出機(jī)的有5-6家。中田工程為日本早和著名的橡膠擠出機(jī)生產(chǎn)廠家，技術(shù)上長(zhǎng)期與德國特勞斯特合作并形成了自已的主導(dǎo)產(chǎn)品，以大型機(jī)械為主，暢銷海內(nèi)外。三葉為橡膠擠出機(jī)的專業(yè)生產(chǎn)廠家，與德國貝爾斯托夫有業(yè)務(wù)合作關(guān)系，主要面對(duì)工業(yè)橡膠制品用的中小型擠出機(jī)，生產(chǎn)量位居日本之首。同樣的專業(yè)廠家，還有今中制作所等一些小企業(yè)。綜合廠家有大竹、大繁公司等。另外，以密煉機(jī)、開煉機(jī)和輪胎設(shè)備為主、銷售額位居世界前列的神戶制鋼和三菱重工兩家大廠依靠生產(chǎn)密煉機(jī)下輔機(jī)——螺桿擠出下片機(jī)的技術(shù)實(shí)力，同時(shí)也可提供各式橡膠擠出機(jī)。

3.國內(nèi)外橡膠機(jī)使用情況

3.1國內(nèi)橡膠機(jī)使用情況

隨著冷喂料擠出機(jī)的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，熱喂料擠出機(jī)的應(yīng)用范圍正逐步縮小，橡膠擠出機(jī)由熱喂料向冷喂料發(fā)展，冷喂料銷釘式擠出機(jī)已成為發(fā)展主流。目前，銷釘式擠出機(jī)已較多地在我國橡膠工業(yè)中應(yīng)用，涉及輪胎胎面、子午線輪胎胎側(cè)、胎圈膠、各種膠管及內(nèi)襯層膠片等。所用機(jī)臺(tái)進(jìn)口、國產(chǎn)都有，螺桿直徑為85～250mm，長(zhǎng)徑比為12～16。銷釘式冷喂料擠出機(jī)由于具有優(yōu)于熱喂料擠出機(jī)和普通冷喂料擠出機(jī)的許多優(yōu)勢(shì)，近十多年來在我國橡膠工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，用途不斷擴(kuò)大。國內(nèi)早期引進(jìn)的銷釘式冷喂料擠出機(jī)主要用于子午線輪胎胎面膠擠出和膠管生產(chǎn)中的膠芯和包膠生產(chǎn)工藝?，F(xiàn)在的半鋼、全鋼子午線輪胎胎面大多數(shù)都采用銷釘式冷喂料擠出機(jī)生產(chǎn)。

3.2國外橡膠機(jī)使用情況

歐美等發(fā)達(dá)國家主要以冷喂料擠出機(jī)為主，MCT擠出機(jī)已經(jīng)進(jìn)入推廣階段。至20世紀(jì)90年代末，全球已有數(shù)百臺(tái)MCT擠出機(jī)投入使用，僅在北美就有100多臺(tái)用于輪胎的熱翻和冷翻。據(jù)介紹，目前最先進(jìn)的橡膠擠出機(jī)是德國A-Z公司設(shè)計(jì)的由MCTD-90、MCTD-150、MCTD-200組成的三復(fù)合擠出機(jī)，其特點(diǎn)是體積小，節(jié)能20%，在北美地區(qū)用于翻胎作業(yè)。

結(jié)語：橡膠生產(chǎn)工藝經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)成熟化，工廠化，生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量越來越高。目前得到廣泛應(yīng)用的機(jī)器還是銷釘式冷喂料機(jī)，其具備成熟的制備橡膠工藝，成本低廉，盡管目前還有很多新技術(shù)問世，其也克服了銷釘式冷喂料機(jī)的缺點(diǎn)，但是在生產(chǎn)效率，功耗上與傳統(tǒng)制備工藝差距較大，不適合工廠生產(chǎn)中使用，所以在未來一段時(shí)間，銷釘式冷喂料機(jī)還是市場(chǎng)主流。工廠在橡膠生產(chǎn)也要積極探索新工藝，新技術(shù)，早日替代傳統(tǒng)橡膠生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)質(zhì)量和效率。

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