橡膠擠出設備的工藝與發(fā)展趨勢

董志勇

摘 要：橡膠機是生產(chǎn)橡膠產(chǎn)品的必備設備，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，從上個世紀開始，橡膠擠出設備就在我國橡膠工業(yè)中得到應用，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)應用角度出發(fā)，簡述了近些年來橡膠擠出設備的發(fā)展狀況，分析各類橡膠擠出設備的特點及應用，并預測未來橡膠擠出設備的發(fā)展趨勢。

關鍵詞：橡膠基礎設備;工藝;發(fā)展趨勢

前言：橡膠擠出設備又名橡膠擠出機，在上世紀50年代就在工業(yè)生產(chǎn)得到應用，一開始應用的產(chǎn)品的是簡單的擠出機，擠出的橡膠產(chǎn)品質(zhì)量差，不具有應用價值，發(fā)展至今，橡膠擠出設備已經(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，生產(chǎn)出地橡膠質(zhì)量好，不需要二次加工。總體來說橡膠擠出機發(fā)展趨勢由熱喂料向冷喂料發(fā)展，中間經(jīng)歷了多個過程。

1.橡膠擠出設備的發(fā)展階段及種類

1.1初級階段—柱塞式擠出機

早在18世紀，橡膠擠出設備就開始應用，英國進行第一次技術(shù)革命時發(fā)明了一柱塞式擠出機，只不過當時不在橡膠生產(chǎn)上應用，當時主要是食品加工上應用，設備也比較簡陋，需要手動工作。

最早把一柱塞式擠出機應用在橡膠生產(chǎn)上是美國人Brooman，最早記錄在專利檔案里的是應用在電纜銅線的制作上，將銅線固定在底座上，啟動機器，橡膠會自動覆蓋在銅線表面上，在1851年，第一條電纜銅線被應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，從此一柱塞式擠出機也得到了廣泛應用。在以后的發(fā)展中，電動逐漸代替了手動，但是原理不變，都是將橡膠材料加入機器中，由壓力擠出。

1.2較大發(fā)展—冷喂料擠出機

在冷喂料擠出機出現(xiàn)之前，一直是熱喂料擠出機充斥著市場。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。為了解決這個問題，出現(xiàn)了冷飼料擠出機。

冷飼料擠出機首先出現(xiàn)在20世紀40年代，一開始設備不成熟，應用并不廣泛，在美國人對其進行改進之后，冷飼料優(yōu)點逐漸顯現(xiàn)出來，逐漸被市場接受，并發(fā)展為市場主流，經(jīng)過多年的發(fā)展，冷飼料擠出機家族已經(jīng)壯大十幾類，被應用在不同材料的生產(chǎn)當中。

冷飼料擠出機相比熱飼料擠出機具有眾多優(yōu)點，首先冷飼料擠出機的功率要比熱飼料擠出機大出很多，這就說明冷飼料擠出機可以生產(chǎn)大型產(chǎn)品，而且效率要高出很多;其次它的機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，熱飼料擠出機具有擠出形狀穩(wěn)定等特點，至今仍然在電線電纜生產(chǎn)中得到應用。

1.3完善階段—銷釘式冷飼料擠出機

銷釘式冷飼料擠出機的出現(xiàn)宣告冷飼料擠出機的技術(shù)極限。它最早出現(xiàn)在20世紀60年代，最早由美國公司Eniroyal發(fā)明，并且申請專利。它創(chuàng)新性地將銷釘沿圓周方向加入螺紋螺紋槽之中，目的是將原料充分攪拌，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，可以達到和熱喂料擠出機同樣的效果，得益于此，銷釘式冷飼料擠出機已經(jīng)得到了廣泛應用，并且在未來一段時間不會被替代。

2.橡膠機生產(chǎn)在各國發(fā)展狀況

2.1中國的應用

我國是全球最大的橡膠機生產(chǎn)國家，目前橡膠機十強企業(yè)，我國占有4家，出口108個國家，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，青島幾個城市橡膠機生產(chǎn)份額占全國1/3。

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

2.美國的應用

美國在100多家橡機企業(yè)中大約有10余家生產(chǎn)橡膠擠出機，主要的有8家。著名的是戴維斯-標準公司，除橡膠壓延機和硫化設備之外，還大量生產(chǎn)橡膠和塑料擠出機，并開發(fā)出齒輪泵式擠出機，名聞北美。法勒爾為世界大密煉機生產(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)密煉機的下輔機——螺桿下片機，同時也生產(chǎn)輪胎用大型橡膠擠出機，而且兩家多年來還一直致力于螺桿連續(xù)混煉機的開發(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.日本的應用

日本橡機企業(yè)大小有150多家，主要的不過10多家，生產(chǎn)橡膠擠出機的有5-6家。中田工程為日本早和著名的橡膠擠出機生產(chǎn)廠家，技術(shù)上長期與德國特勞斯特合作并形成了自已的主導產(chǎn)品，以大型機械為主，暢銷海內(nèi)外。三葉為橡膠擠出機的專業(yè)生產(chǎn)廠家，與德國貝爾斯托夫有業(yè)務合作關系，主要面對工業(yè)橡膠制品用的中小型擠出機，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、開煉機和輪胎設備為主、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)密煉機下輔機——螺桿擠出下片機的技術(shù)實力，同時也可提供各式橡膠擠出機。

3.國內(nèi)外橡膠機使用情況

3.1國內(nèi)橡膠機使用情況

隨著冷喂料擠出機的出現(xiàn)和廣泛應用，熱喂料擠出機的應用范圍正逐步縮小，橡膠擠出機由熱喂料向冷喂料發(fā)展，冷喂料銷釘式擠出機已成為發(fā)展主流。目前，銷釘式擠出機已較多地在我國橡膠工業(yè)中應用，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。所用機臺進口、國產(chǎn)都有，螺桿直徑為85～250mm，長徑比為12～16。銷釘式冷喂料擠出機由于具有優(yōu)于熱喂料擠出機和普通冷喂料擠出機的許多優(yōu)勢，近十多年來在我國橡膠工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應用，用途不斷擴大。國內(nèi)早期引進的銷釘式冷喂料擠出機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。現(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生產(chǎn)。

3.2國外橡膠機使用情況

歐美等發(fā)達國家主要以冷喂料擠出機為主，MCT擠出機已經(jīng)進入推廣階段。至20世紀90年代末，全球已有數(shù)百臺MCT擠出機投入使用，僅在北美就有100多臺用于輪胎的熱翻和冷翻。據(jù)介紹，目前最先進的橡膠擠出機是德國A-Z公司設計的由MCTD-90、MCTD-150、MCTD-200組成的三復合擠出機，其特點是體積小，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。目前得到廣泛應用的機器還是銷釘式冷喂料機，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的缺點，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，所以在未來一段時間，銷釘式冷喂料機還是市場主流。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。

參考文獻：

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