浅谈自动化生产线在天然橡胶生产中的应用

1、    浅谈自动化生产线在天然橡胶生产中的应用    摘 要：天然橡胶是国家的重要战略物资，在军事国防上应用十分广泛，而我国的天然橡胶生产线仍比较落后，生产能力较低，能量消耗很大，而且需要大量人工操作，劳动强度高。本文中介绍的天然橡胶自动化生产线，具有自动化程度高，生产能力高，人工需求量小等优点。关键词：天然橡胶，自动化，洗胶罐，挤压脱水机、干燥箱，薄膜包装机，机器人。天然橡胶是一种以聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，是应用最广泛的通用橡胶。天然橡胶一直是国家的重要战略物资，在军事国防上应用十分广泛，包括军事装备、空军设施、国防工程等。我国是世界第

2、一大天然橡胶消费国，也是世界第一大天然橡胶进口国。经过60多年的发展，我国在海南、云南等地区已建成了天然橡胶生产基地，并且已成为世界第五大天然橡胶生产国。但其加工工艺仍比较落后，以传统的多级压绉多级脱水、大槽长时间烘干为主要工艺手段，橡胶品质难以保障。工艺流程如下：胶树割胶胶乳过滤胶乳的混合和稀释胶乳凝固多级压薄压绉造粒装烘干槽烘干出胶称重压块重量检测金属检测裹薄装袋人工装箱叉车入库该生产工艺流程较长，占地面积大，生产效率低。多级压薄、压绉及造粒工序时需要大量水做载体，耗水量大，设备较多导致能耗也高，环境污染比较严重。另外生产过程中需要大量人工操作，工作强度大，生产效率低，并且随着近几年中国经

3、济迅速发展，人工成本大幅度提高，非常不利于行业的发展。因此，传统的天然橡胶生产工艺已经远不能满足社会发展需求。相比之下，合成橡胶后处理采用的自动化生产线，其工艺已日趋成熟、稳定、可靠，尤其在大批量生产中采用自动化生产线能提高劳动生产率，稳定和提高產品质量，改善劳动条件，减小占地空间，降低生产成本，缩短生产周期，保证生产均衡性，有显著的经济效益。工艺流程图如下：胶树割胶胶乳过滤胶乳的混合和稀释胶乳凝固压薄压绉造粒洗胶罐清洗挤压脱水干燥箱干燥称重压块金属检测重量检测裹薄装袋机器人装箱码垛叉车入库该天然橡胶自动化生产线主要由洗胶罐（1）、挤压脱水机（2）、干燥箱（3）、称重压块单元（4）、金属检测单

4、元（5）、重量复检单元（6）、裹膜包装单元（7）以及机器人装箱码垛单元（8）组成。通过自动化生产线工艺流程与传统生产线工艺流程相比，由多级压薄变成单级压薄，工序减少，能耗降低，生产率提高。胶料经过造粒后进入洗胶罐内清洗。洗胶罐内预先注满水并加入清洗剂，其内部的搅拌机构在电机的驱动下匀速搅拌罐体内的液体，这使悬浮在液体中的胶粒在搅拌机构的作用下被充分洗涤，清洗后的胶粒在离心力的作用下被甩到罐壁处，这时在螺旋输送机的作用下与水一同被输送到挤压脱水机。挤压脱水机是自动化生产线的核心设备，集挤压脱水和膨胀造粒二者于一体，主要由电动机1、减速箱2、进料斗3、挤压段4、膨胀段5、螺杆组件6、底座7、模板装

5、置8、出料斗9及切刀装置10组成。挤压脱水机主要是通过螺旋挤压的方法将胶料内的水分脱出，不破坏橡胶的分子链结构，所以不会改变橡胶的原有特性，脱水过程为：胶料由进料斗3进入，在电动机1的驱动下带动螺杆组件6旋转，螺杆组件6上安装多节螺套，每节螺套上的螺棱高度及螺距都是变化的，该结构会使空间和转速都会发生改变，即螺杆组件6与挤压段4之间的间隙较大，造压较低，该段主要功能是将胶料表面的游离水挤出。胶料到达膨胀段5时，螺杆组件6与膨胀段5之间的间隙逐渐减小，造压逐渐升高，同时由于螺套上螺距的变化还会产生速度的改变，此时的胶料已处于高温、高压状态，在螺杆组件6的持续推动下进入模板装置8，模板装置8上装有

6、许多直径仅为几毫米的小孔，处于高温、高压的胶料从这些小孔内挤出，挤出的胶料由高压状态突然变为常压，由于橡胶固有的回弹特性，胶料会产生膨胀现象，即“闪蒸”，此过程会将胶料内部的水分闪蒸出来，达到脱水的目的。为方便后续的称重作业，由切刀装置10将闪蒸后的胶料切成细小的胶粒，以满足称重精度，最后胶粒通过出料斗9进入下一工序干燥箱干燥。干燥箱的作用是将由挤压脱水机出来的胶粒进一步干燥，达到最终的含水率指标要求。干燥箱主要由输送部分及热风部分组成，胶粒在干燥箱内输送的同时被热风加热，在同时满足温度和时间的前提下，使胶粒的水分进一步降低。经过干燥箱干燥的胶粒已经满足含水率要求，下一步进入称重压块单元，电子

7、秤会按照预先设置的参数自动称重，达到要求数值时进料门关闭，停止进料，放料门打开放料，进入压块机内压块。成型的胶块在输送机的作用下输送至金属检测单元和重量复检单元，如胶块内含有金属，金属检测机会发出声、光报警，到达重量检测单元时，重量不合格的胶块会被自动剔除下线，由操作人员处理完后再搬入生产线上，整条生产线仅需在此工位设置一名操作员即可。合格的胶块继续由输送机输送至裹膜包装单元，通过薄膜包装机将胶块表面包裹一层聚乙烯薄膜，方便后续的装箱、码垛作业。最后，裹膜的胶块被输送至装箱、码垛单元，该单元主要由托盘仓、多台输送机及机器人组成，机器人在程序的控制下将输送过来的胶块进行装箱、码垛作业，最后由叉车将满垛盘或满