橡胶挤出机文献知识

1、橡胶挤出机 橡胶挤出机，是橡胶工业的一种基本设备，是影响产品质量的关键设备之一，在轮胎和橡胶制品的生产过程中起着非常重要的作用。国外橡胶挤出机的发展经历了柱塞式挤出机、螺杆型热喂料挤出机、普通冷喂料挤出机、主副螺纹冷喂料挤出机、冷喂料排气挤出机、销钉冷喂料挤出机、复合挤出机等阶段。 三晶S350矢量变频器在橡胶挤出机上的应用S350系列是新一代高性能矢量变频器，有如下特点： 采用最新高速电机控制专用芯片DSP，确保矢量控制快速响应 硬件电路模块化设计，确保电路稳定高效运行 外观设计结合欧洲汽车设计理念，线条流畅，外形美观结构采用独立风道设计，风扇可自由拆卸，散热性好 无PG矢量控制、有PG矢量

2、控制、转矩控制、V/F控制均可选择 强大的输入输出多功能可编程端子，调速脉冲输入，两路模拟量输出 独特的“挖土机”自适应控制特性，对运行期间电机转矩上限自动限制，有效抑制过流频繁跳闸 宽电压输入，输出电压自动稳压（AVR），瞬间掉电不停机，适应能力更强 内置先进的 PID 算法 ，响应快、适应性强、调试简单 ； 16 段速控制，简易PLC 实现定时、定速、定向等多功能逻辑控制，多种灵活的控制方式以满足各种不同复杂工况要求 内置国际标准的 MODBUS RTU ASCII 通讯协议，用户可通过PC/PLC控制上位机等实现变频器485通讯组网集中控制橡胶挤出机的发展历程柱塞式挤出机挤出机起源18世

3、 纪，英格兰的JosephBramah于1795年制造的用于制造无缝铅管的手动活塞式压出机被认为是世界上第一台挤出机。从那时开始 在19世纪前50年内，挤出机基本上只应用于铅管的生产、通心粉和其它食品的加工、制砖及陶瓷工业。在挤出机作为一种制造方法的发展过程中，第1次有明确记载的是 RBrooman在1845年 申请的用挤出机生产固特波胶电线的专利。固特波公 司的H.Bewlgy随后对该挤出机进行了改进，并于 1851 年将它用于包覆在Dover 和 Calais公司之间的第1根海底电缆的铜线上。在此后的 25年内，挤出方法 13渐重要，并且逐渐由电动操纵的挤出机迅速替代了以往的手动挤出机。初

4、期机械操纵的柱塞式挤出机生产了成千上万公里的绝缘电线和电缆，从而牢固地确立了挤出法用于生产电缆的地位。早期生产电缆的挤出机无论是手动的、机械的或者液压的，全都是柱塞式的。在这种生产过程中，柱塞将热的古塔波胶压入到通有铜导线口模中，古塔波胶从口模中挤出，这样就包覆在铜导线上形成绝缘层。螺杆型热喂料挤出机1870年出现的橡胶挤 出机是热喂料挤 出机。它喂入的胶料要求必须经过热炼，且供料均匀、稳定、等速，料温保持在5070。其螺杆短，螺纹沟深，均化效果不理想。从20世纪70年代起。一度出现长径比变小的现象。由于热喂料挤出机可连续挤出、操作简单、生产效率高、挤出成品形状稳定，目前在很多制品的生产工艺中

5、，仍然采用热喂料挤出机。在轮胎生产中用于各种胎面、各种型胶的挤出以及在胶管、电缆及其它橡胶制品的生产中用于包胶及胶坯的挤出。 普通冷喂料挤出机冷喂料挤出机出现于20世纪40年代，60年代开始得到推广和普及，80年代成为发展主流。至90年代初期，欧美等发达国家用冷喂料挤出机生产的产品已经占到生产总量的95。目前有分离型螺杆挤出机、挡板螺杆挤出机、空穴式螺杆挤出机、传递式混炼挤出机、销钉螺杆挤出机和多流道传递混合螺杆(MCT) 挤出机等。从设备结构来看，冷喂料挤出机与热喂料挤出机相比，一般有较长的机身， 长径比( LD)为 82 0，螺纹沟较浅。由于机身长、功能多，进料温度低，其功率比热喂料挤出机

6、大得多，约相当于同规格热喂料挤出机的2 4倍。如德国贝尔斯托夫公司生产的直径为250ram的冷喂料挤出机的功率为500kw，而同规格的热喂料挤出机仅为105kw，但生产能力却比热喂料挤出机低。冷喂料挤 出机的出现简化了生产工艺，所喂胶料不再需要热炼， 胶料在室温下喂入挤出机，即可得到各种形状的制品胶胚。它完全可以替代热喂料挤出机，并可省去胶料热炼工序，简化了生产工艺，并可使机头建立较高压力，对提高挤出制品质量有一定效果，因此在某些制品的生产中得到了较为广泛的应用。但是为使胶料得到较好的塑化效果而设计的主副螺纹结构的螺杆，使挤出产量受到影响，而且需要较大的驱动功率，在一些生产工艺中的使用受到了限

7、制。1.1.4 主副螺纹冷喂料挤出机 主副螺纹冷喂料挤出机 出现于1970年，它的主螺纹与普通型螺杆的螺纹相同，主要结构是在主螺纹槽中设置了具有一定高低差的副螺纹，而副螺纹则在螺距和螺棱高度上有所变化，只允许通过窄缝向前输送胶料，从而有效地消除了普通螺杆螺槽中胶料的“ 死区”强化了塑化和混炼的效果，但它对胶料的混炼质量不均匀，消耗的能量较大。 冷喂料排气挤出机冷喂料排气挤出机的出现源于1956年Bernhatdt 提出的抽真空挤出机螺杆的设计。它使用的螺杆按胶料窄压缩段螺槽中的流动状态可分普通型冷排螺杆和强力剪切型冷排螺杆。冷喂料排气挤出机的螺杆分为喂料段、压缩段、节流段、排气段和挤出段。节流

8、段采用了浅槽等距等深螺纹， 可使胶料获得较高的剪切和稳定的输送过程，同时也提高了排气效果。 销钉冷喂料挤出机在对挤出技术的不断探索中，美国的 Eniroyal 公司作出了一大贡献，即 20世纪 60年代后期和90年代初开始了销钉技术的研究， 将销钉从机筒圆周方向径向插入螺杆螺纹槽中，将流动的胶料进行剪切和搅拌。胶料变成熔体以低剪切速率在螺杆螺纹中流动，逐渐形成连续的粘流体，这样便破坏了胶料在挤出过程中的层流和结块现象，打破了胶块，达到了胶料塑化好、胶温低和节能的效果，简化了生产工艺。1979年该项技术在美国获得了专利。销钉式冷喂料挤出机的出现，使冷喂料挤出机技术得到了很大的发展和提高。这种挤出

9、机不仅在螺杆结构上有了较大改进，而且由于在机筒上增加了销钉，使其对胶料的塑化性能、挤出制品的致密性、挤出量都有很大的提高，并且排胶温度较低，可满足多种生产工艺的挤出要求，同时由于改进了螺杆结构，使其驱动功率下降，单位能耗明显降低。由于其具有塑化性能好、排胶温度低、挤出量大的特点，在橡胶工业生产中得到了越来越广泛的应用。 复合挤出机在橡胶工业生产中， 复合挤出机主要用于轮胎复合胎面的挤出，汽车密封胶条、彩色力 车胎胎面，胶管复合及胶塑复合挤出，以及胶板多层共挤等。复合挤出生产工艺在橡胶工业生产中属于先进技术，它可根据制品的不同性能要求，采用不同配方和性能的胶料，通过复合挤出设备生产出既能节省材料

10、，又能满足多种性能需求的制品。 我国橡胶挤出机的发展历程从 20世纪 50年代起，我国一些橡胶机械生产厂家相继开发出了热喂料挤出机，并广泛应用于轮胎、胶管、塑料等行业。我国对销钉冷喂料挤出技术的开发始于 1984年， 至今已有二十多年的历史。该技术在历经对螺纹结构、螺纹参数、销钉配置方式与数量、温控及喂料方式等方面的不断改进和完善后，终于被国际认可。目前，销钉式冷喂料挤出机已成为挤出机市场的主导产品。由于目前在斜交轮胎和子午线轮胎的生产中， 胎面、胎侧及三角胶等部件的生产，大都采用 胶料复合挤出技术，因此，国内外二复合、三复合或四复合销钉式冷喂料挤出机也就应运而生。我国的复合挤出技术已日趋成熟

11、，复合挤出机的设计制造水平达到了国际先进水平，不仅能提供各种组合形式的复合挤出机，还能向国外著名的轮胎公司出口。 橡胶挤出机的发展趋势螺杆向多螺杆方向发展螺杆挤出机螺纹元件的啮合区具有较大的速度梯度，因此，啮合区有利于物料的充分混合。双螺杆、“ 一” 字型三螺杆、三角形三螺杆和四螺杆挤出机的啮合区个数分别为1、2、3、4个，由于啮合区个数的增加，物料混合能力也逐渐增强。三角形三螺杆和四螺杆挤出机具有特殊的结构中心区。中心区的物料形成环流，环流的存在促进了中心区物料的混合，增加了物料在中心区的混合时间。经过分析，物料不会滞留于中心区。双螺杆、 “ 一” 字型三螺杆、三角形三螺杆和四螺杆挤出机的流

12、量、回流量、回流系数以及平均剪切速率依次逐渐增大，从理论上验证了多螺杆挤出机在物料输运能力以及物料混合能力等 方面均具有较佳的生产能力，多螺杆挤出机更适合聚合物的加工。 多流道传递混合螺杆( MC T ) 挤出机MCT挤出机沿螺杆轴向分为进料段、 传递混合段和出料段。在传递混合段， 螺杆和机筒内壁有螺旋相反的螺纹， 在螺杆上流道数逐增、 螺纹深度逐减， 在混合传递区中部达到极值后逐渐恢复原状， 在螺杆流道增多过程中， 机筒内壁上流道数与螺杆上流道数相反、 流道深度也与螺杆相反。MC T挤出机与普通冷喂料螺杆挤出机在本质上有很大的区别，普通螺杆挤出机是利用摩擦作用进行塑化，而MCT挤出机胶料塑化

13、是依靠机械作用进行的，摩擦力很小，因此MCT挤出机的螺杆长度远比普通挤出机的螺杆长度要短，仅为螺杆直径的7倍左右。 MCT挤出机不仅能用于生产易挤出的载重轮胎胎面胶等混炼胶及半成品，还能用于生产较难挤出的高合成橡胶组分物料，并且表面质量和外轮廓边角形状好。MCT挤出机的螺杆比普通型挤出机螺杆短，易于将两个或三个MCT挤出机组合在一起，实现复杂制品的“复合”，共挤出。如可以由一95mm 主MCT挤出机和两台50mm副MCT挤出机组成“三复合”挤出机。由于MCT挤出机的塑化混合区很短(约2.5D)，流道内没有障碍干扰元件 螺翅和流道对物料有助推作用，物料在机内的温升低，使得螺杆转速高，生产能力大，

14、一般 MCT挤出机在螺杆、机头、轴承和加料区设置调温 口，在温升相同的条件下，MCT挤出机的生产能力大于销钉机筒挤出机，更大于光滑机筒挤出机。 2O世纪9O年代末，全球已有数百台MCT挤出机投入使用，仅在北美就有100多台用于轮胎 的热翻和冷翻，并且与CTCSBI和CTCSB挤出机成型机配合，MCT直接挤出到胎体上，既提高了质量，也节省了人力和物力。254mm规格的MCT已经进行了工业实验，而且德国橡胶技术研究所在9O年代末就在探索利用超声波来降低弹性体的粘度，以期解决MCT挤出机对于普通工业胶料在挤出质量、产量和节能方面的不足。欧美主要橡胶挤出机厂商将发展MCT挤出机作为新的方向。最近几年重

15、点发展 的是改进 型MCT挤出机。第三代MCT挤出机MCTD和销钉式MCT挤出机可能是未来发展的方向，尤其是销钉式MCT挤出机兼备销钉螺杆挤出机和MCT挤出机的优点，具有广阔的市场前景和发展空间。 机头向多复合方向发展挤出机头是决定挤出制品最终质量的一个关键部件。传统的单螺杆挤出机头仅能用于挤出单一品种胶料的制品，机头结构比较简单，机头压力也比较低，因此技术问题容易处理。随着挤出工艺的发展和生产的需要，挤出机头的结构和技术与十多年前相比，有了很大的发展，特别是轮胎生产中要求采用不同性能的胶料在机头内复合挤出胎面、胎侧和三角胶等部件，为此从6O年代起由德国 Troester 公司和 Bersto

16、rff 公司首先开发了用于挤出两种胶料的双复合挤出机头，到了8O年代和9O年代已开发了三复合和四复合挤出机头，目前正在研制开发五复合挤出机头，不久将有产品问世。 新驱动技术和大功率液压电机的使用随着挤出工艺对挤出机性能要求的提高和驱动技术的进步，挤出机的驱动系统发生了许 多变化，传统的交流电机定速驱动、整流子电机变速驱动及交流电机齿轮箱有级变速驱动在国内外现代挤出机中已被淘汰，取而代之的是直流电机无级变速驱动。直流电机在低速时具有良好的扭矩性能，调速范围广。国内直流电机在西门子技术的支持下已达到国际一流水平，已在各种冷喂料挤出机上得到广泛应用。 瑞典 HagglundsDriversAB公司在

17、三十多年前开始生产大功率液压电机，先后被用于开炼机、密炼机、双螺杆挤出压片机和压延机等大功率设备的驱动系统，同时也被用于橡胶螺杆挤出机的驱动系统。由于我国液压技术发展的相对滞后，还没有高扭矩液压电机，进 口配套则价格昂贵，因此国产螺杆挤 出机上 至今还没有使用过这种驱动技术。 橡胶机械是用以制造轮胎等各种橡胶制品的机械，包括通用橡胶机械、轮胎机械和其他橡胶制品机械三大类。 通用橡胶机械是制备胶料或半成品的机械，包括原材料加工机械、炼胶机、挤出机、压延机、帘帆布预处理装置和裁断机等。 炼胶机分为开放式和密闭式两类。开放式炼胶机主要用于橡胶的热炼、压片、破胶、塑炼和混炼等，开放式炼胶机在1826年

18、就开始用于生产，它的结构比较简单，现代仍普遍使用；密闭式炼胶机主要用于橡胶的塑炼和混炼，它比开放式炼胶机多一个密炼室。自从1916年发明椭圆形转子密闭式炼胶机以来，密闭式炼胶机在橡胶工业中迅速发展，后来又出现其他形式转子的密闭式炼胶机。现代密闭式炼胶机的炼胶周期为2.53分钟，密炼室的最大容量达650升。 挤出机是用于挤出胎面、内胎、胶管和各种橡胶型条的橡胶机械，它还用于包覆电缆和电线产品等。常见的是螺杆挤出机，它在工作时，胶料借助挤出螺杆的旋转作用在机筒内搅拌、混合、塑化和压紧，然后向机头方向移动，最后从口型挤出一定形状的产品。 压延机主要用于帘帆布的贴胶或擦胶、胶料的压合、贴合压型和压花。

19、第一台压延机于1857年制成并用于生产，其后不断得到改进。尤其是二十世纪50年代以来，塑料工业的发展有力地促进了高精度、高速度压延机的改进。 轮胎机械包括轮胎成型机、轮胎钢丝圈机械、轮胎定型硫化机、胶囊硫化机、垫带硫化机、内胎接头机和内胎硫化机，以及力车胎机械、轮胎翻修机械和再生胶生产机械等。世界60以上的橡胶用于制造轮胎，因此轮胎机械在橡胶机械中占有重要地位。 轮胎成型机主要用于将挂胶帘布、钢丝圈、胎面等各种部件贴合加工成轮胎的胎坯。按用途不同可分为普通轮胎成型机和子午线轮胎成型机两大类。由一台成型机完成子午线轮胎成型全过程的，称为一次成型法；胎体用经过改造的普通轮胎成型机制作，然后再在子午线轮胎成型机上成型的，称为两段成型法。 轮胎定型硫化机是用于汽车、工程车、拖拉机和飞机等充气轮胎外胎硫化的机械，这种机器出现于二十世纪40年代。在定型硫化机上可完成装胎、定型、硫化、卸胎和后充气冷却等操作，对胶囊内过热水的温度、压力和蒸汽室温度等均能测量、记录和控制，整个生产过程可自动进行。 其他的橡胶制品机械有制作胶带、胶管、胶鞋、模型制品、胶浆和乳胶制品所用的机械。 目前，世界32强中的日本神户制钢、荷兰VMI、台湾精元和东毓油压等都在中国大陆开设合资或独资企业。