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橡胶挤出机发展现状及趋势

变宝网07月18日讯

橡胶挤出机是橡胶工业的一种基本设备,是影响产品质的关键设备之一,在轮胎和橡胶制品的生产过程中起着非常重要的作用。下面小编带大家了解下橡胶挤出机发展现状及趋势。

橡胶挤出机发展趋势

多螺杆

螺杆挤出机螺纹件的啮合区具有较大的速度梯度,因此在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,由于啮合区个数的加,物料混合能力也逐渐强。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,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、回流、回流系数以及平均剪切速率依次逐渐大,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

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、螺纹深度逐减,在混合传递区中部达到极后逐渐恢复原状,在螺杆流道多过程中,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。

MCT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。如可以由一台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,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。

20世纪90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CTC—SBI和CTC—SBⅡ挤出机/成型机配合,MCT直接挤出到胎体上,既提高了质,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90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、产和节能方面的不足。欧美主要橡胶挤出机厂商将发展MCT挤出机作为新的方向。重点发展的是改进型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。

多复合

挤出机头是决定挤出制品最终质的一个关键部件。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60代起由德国Troester公司和Berstorff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80代和90代已开发了三复合和四复合挤出机头,正在研制开发五复合挤出机头,不久将有产品问世。

新驱动

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公司在三十多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,进口配套则格昂贵,因此国产螺杆挤出机上没有使用过这种驱动技术。

控制系统

发达国家的挤出机已普遍采用现代电子和计算机控制技术,对整个挤出过程的工艺参数如熔体压力及温度、各段机身温度、主螺杆和喂料螺杆转速、喂料,各种原料的配比、电机的电流电压等参数进行在线检测,并采用微机闭环控制。有的公司已采用网上远程监测、诊断和控制,对挤出成型生产线进行网络控制。这对保证工艺条件的稳定,提高产品的精度都极为有利。

随着挤出机的复合化,其机械性能必然更为复杂,与之相匹配的控制系统也随之复杂化,控制精度也更高。因此,如何设计出合适的控制系统才能保证其经济、安全可靠地运行,且不至于在短时间内成为淘汰或过渡产品,是我们工程设计人员所必须考虑的问题。在多复合挤出机的控制中,总线技术、网络结构简单,技术性能稳定,不但大大减少了布线,便于安装调试及维修,而且极大地强了系统的灵活性与可靠性,在保证系统先进性的同时,也取得了良好的社会经济效益。

收缩变形小、尺寸精度高、挤出速度快的精密型挤出机新型螺杆挤出机开发、复合共挤技术的不断成熟,橡胶工业飞速发展,带动中国橡胶挤出技术的迅速提升。其中子午线轮胎复合共挤技术可谓橡胶挤出技术水平的典型代表。

精密技术

挤出成型是一种高效、连续、低成本、适应面宽的加工成型方法,但人们错误地认为,挤出成型是一种低精密度、低附加的成型加工方法。随着各种高精密制品市场,如以光导纤维、医用导管、音像片基、照相胶片片基、投影胶片为代表的一系列高精密制品的市场需求与日俱,对精密挤出成型设备与技术的要求也不断加。对一些特殊的加工成型,如对一些危险和有毒物料的加工、反应挤出过程等需要严格控制温度、压力、物料停留时间及其分布等过程参数,以及反应物料与外界的热传递等,这些用普通挤出机往往是不能胜任的,精密挤出成型机为各种复杂的反应挤出工艺提供了必要的装备条件。国内厂家在高速、精密设备方面与世界先进水平相比还有较大差距。专家认为,高产挤出设备无论是在实际水平,还是加工水平上都与国外先进水平存在15—20的差距。在实时工艺参数和制品参数监测,以及先进控制技术的采用方面存在的差距也很大。先进的高精度在线检测仪器主要依赖进口,国内的产品寥寥可数,且与国外产品的差距在10以上。整体来说,中国精密挤出成型装备还处在起步阶段,发展空间很大。

挤出机设计的模块化和专业化

“模块化”生产可以适应不同用户的特殊要求,缩短新产品的研发周期,争取更大的市场份额;而“专业化”生产可以将挤出成型装备的各个系统模块部件安排定点生产甚至进行全球采购,这对保证整机质、降低成本、加速资金周转都非常有利。

橡胶挤出机发展现状及趋势

橡胶挤出机发展现状

国外情况

国外橡胶挤出机的主要生产厂家约有22家,主要有德国特乐斯特(Troester)、贝尔斯托夫、克虏伯、A—Z(VMI),日本中田工程、三菱重工、神户机械、神户制钢、今中机械,美国法勒尔、戴维斯标准,意大利波米尼,瑞士RCM、Imterplasti-ca,英国的IddorBrother等公司。德国特乐斯特机械制造厂创建于1892,其主要致力于轮胎,电缆,密封胶条和运输带等机械设备的开发研制和生产制造工作。该公司生产的螺旋式橡胶挤出机(GS)被欧洲和其他国家主要橡胶加工厂使用,近一个世纪来其橡胶挤出机产和生产质被公认为行业标准。2O世纪7O代中叶,特乐斯特公司对QSM(横向流搅拌)工艺的发展起到了推波助澜的作用,开发出了QSM销钉式冷喂料挤出机。从此以后,这一不断发展的工艺使轮胎制造商和其他橡胶制品加工者能够在不需要更换螺杆的情况下,以最佳的塑化效果加工各种各样的胶料,出胶高、质好。由于QSM销钉式冷喂料挤出机对所有胶料均适用。所以已迅速推广到橡胶工业的各个行业中。

德国贝尔斯托夫橡塑机械公司,创建于100前,是曼内斯曼塑胶机械集团公司的成员公司。作为橡塑设备供应商的翘楚,贝尔斯托夫已经成为全世界塑胶橡胶生产加工挤出系统的领先的制造商之一。1954贝尔斯托夫建立了它的第一个技术中心,1966开发并制造出其第一台双螺杆挤出机,1998并入曼内斯曼塑料机械集团。它为轮胎制造业提供挤出机和挤出系统、复合挤出系统、辊筒机头挤出压出系统及压延机生产线。它的两复合、三复合和四复合挤出系统所制备的产品包括胎面、胎侧胶条和三角胶条等部件。该公司推出的ZEBasic系列双螺杆挤出机,由于各部件实现了高度标准化,这一系列的设备具有极其优异的性比。ZEBasic新机型特别适用于通用型配混改性用途。随着新的ZEBasic机型的推出,贝尔斯托夫公司构筑完成了全系列的双螺杆挤出机产品,其中包括超高性能的ZEUTX和ZEUT型双螺杆挤出机。ZEBasic双螺杆挤出机将在全球推广。

2004荷兰橡胶机械制造商VMI买断了德国A—z模型及机械制造有限公司的挤出机部门,从而扩展了产品范围。这个事件拓展了VMI在轮胎成型和橡胶工业领域的产品范围。A—z挤出产品包括:多复合、三复合及四复合挤出机,挤出由每小时60kg/60ram到每小时7800ks/250ram。

总的来说,冷喂料橡胶挤出机已成为欧美等发达国家的发展主流,至9O代初欧美等发达国家冷喂料挤出机已经占到生产总的95%。欧美等发达国家正在开发、生产MTCD和其它高速、精密的新型挤出设备。

国内情况

我国橡胶挤出机的近800台,生产厂家有5O家左右,主要分布在青岛、桂林、内蒙、上海等地。国内虽然有众多橡胶螺杆挤出机制造企业。但具备开发设计能力并在行业中颇有影响者仅有4—5家。国内在八十代中期开始接触和使用Bet-storff公司及Troester公司的三复合挤出技术和双复合挤出技术。内蒙古某有限公司与国外多家公司进行技术交流,在吸收国外先进技术的基础上,开发生产了多种规格的销钉式冷喂料复合挤出机,使复合挤出设备实现了国产化,并使该技术达到了比较成熟的程度。近。该公司为北京轮胎厂提供了*200/250双复合销钉冷喂料挤出机,为合肥佳通轮胎公司提供了.120/150/120三复合销钉式冷喂料挤出机,又为越南和台资轮胎厂提供了多台不同规格的销钉式冷喂料复合挤出机。

在密封胶条生产中,三复合机头、四复合机头也得到较快的发展。我国较早引进的密封胶条生产线复合机头大都配有剪切机头,机头结构比较复杂,经过多发展,使用的三复合、四复合机头结构相当简单,使用效果较好,已不再采用剪切机头。随着国产化复合挤出设备的发展,复合挤出技术及生产工艺将会出现较快发展的局面。内蒙古富特橡塑机械有限公司自行设计、生产的配置“L”型辊筒机头的销钉式冷喂料挤出机,已在输送带覆盖胶胶片的生产工艺以及子午线轮胎气密层胶片生产中得到应用。其最大的特点是综合了压延机和挤出机的诸多优点,挤出胶片的气密性好,简化了生产工艺,减少了生产设备,降低了大能耗,提高了制品质

据报道,部分国产复合挤出设备已可完全替代进口设备。桂林橡胶工业新技术开发实业总公司开发的中150冷/~250热双复合挤出机组,由于采用了新结构螺杆,胶料输送能力大大提高,挤出达到4200kg/h;挤出11.00以下规格的胎面速度在16—22m/rain之间,超出大多数同类进口设备指标约1倍。其开发的~120/中200/中250冷喂料三复合挤出机组,成为国内首台用于全钢轮胎生产的三复合挤出设备。中国化学工业桂林工程公司还成功研制出四复合挤出机组,达到和接近国外先进水平,已经用于米其林公司生产的子午线轮胎的胎侧挤出。该机组千万,是专门生产各类高档子午线轮胎的生产线。该套设备是长达百米的庞然大物,仅挤出机组的一个机头重达23,全球只有少数厂商可以提供类似产品。先进设备国产化,有利于新型设备与技术的推广,提高企业装备水平,促进生产发展,特别是由于我国子午线轮胎生产的快速发展及销钉式冷喂料挤出机所具有的优势,使销钉式冷喂料挤出机的推广应用具有更大优势,成为热喂料挤出机和普通冷喂料挤出机的换代产品,为销钉式冷喂料挤出机提供了广阔的发展和应用前景。

国外现状

欧美等发达国家主要以冷喂料挤出机为主,MCT挤出机已经进入推广阶段。至20世纪90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。据介绍,最先进的橡胶挤出机是德国A—z公司设计的由MCTD一90、MCTD一150、MCTD一200组成的三复合挤出机,其特点是体积小,节能20%,在北美地区用于翻胎作业。尽管MCT和MCTD挤出技术在开发商的宣传中介绍了许多优点,但并不是所有的MCT挤出机都是成功的。国内曾引进过MCT95/50/50三复合设备,计划用于力车胎胎面的挤出,但由于塑化不均等问题而宣告失败。根据德国Troester公司的意见,这种设计是不成功的。

国内现状

随着冷喂料挤出机的出现和广泛应用,热喂料挤出机的应用范围正逐步缩小。橡胶挤出机由热喂料向冷喂料发展,冷喂料销钉式挤出机已成为发展主流。销钉式挤出机已较多地在我国橡胶工业中应用,涉及轮胎胎面、子午线轮胎胎侧、胎圈胶、各种胶管及内衬层胶片等。所用机台进口、国产都有,螺杆直径为85~250mm,长径比为12~16。销钉式冷喂料挤出机由于具有优于热喂料挤出机和普通冷喂料挤出机的许多优势。在我国橡胶工业生产中得到广泛应用,用途不断扩大。国内早期引进的销钉式冷喂料挤出机主要用于子午线轮胎胎面胶挤出和胶管生产中的胶芯和包胶生产工艺。半钢、全钢子午线轮胎胎面大多数都采用销钉式冷喂料挤出机生产。在斜交轮胎生产工艺以及其它橡胶制品生产工艺中,许多生产厂家都采用了销钉式冷喂料挤出机。在橡胶工业生产中,传统的生产工艺是挤出机作为成型挤出工艺设备,销钉式冷喂料挤出机由于挤出大、塑化效果好而已经普遍用于钢丝、纤维帘线压延机及气密层胶片压延机的供胶。销钉式冷喂料挤出机也推广用于滤胶,并得到了用户的好评。

销钉式冷喂料内复合挤出机也已广泛应用在子午线轮胎生产中,成为子午线轮胎生产的关键设备,虽然一些企业在生产中仍然采用机外复合挤出工艺,但随着新技术、新工艺的改进和更新,以及市场经济的发展,旧的生产工艺及装备必将被淘汰,内复合挤出机是复合生产工艺的必然发展方向。

然而,在我国橡胶工业生产企业中,热喂料挤出机仍占有很大的比例。据不完全统计使用开炼机供胶的热喂料挤出生产工艺在国内占70%左右,我国很多老的橡胶生产企业使用的是20世纪50代的挤出设备,工艺和设备落后。有些企业认为老的挤出设备有其一定的优势,如开炼机炼胶分散性好,可操作性好,操作人员熟练等,但销钉式冷喂料挤出机的优势大于热喂料挤出机。销钉式冷喂料挤出机代表了橡胶挤出机的发展方向,具有很大的发展潜力。由此可见,我国橡胶生产企业中挤出工艺的技术改造,进一步推广使用销钉式冷喂料挤出机还有很大的空间。

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