橡膠機(jī)械的“三機(jī)”制造

煉膠設(shè)備是輪胎及其他橡膠制品生產(chǎn)中不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備，其性能水平的高低決定了煉膠質(zhì)量的優(yōu)劣。在煉膠設(shè)備中使用最普遍的當(dāng)屬開(kāi)煉機(jī)、密煉機(jī)及配套下輔機(jī)。 

        經(jīng)過(guò)近 20 年發(fā)展，我國(guó)煉膠設(shè)備設(shè)計(jì)制造水平已達(dá)到國(guó)外 20 世紀(jì) 90 年代末水平，完全可滿足國(guó)內(nèi)輪胎制造業(yè)的需求。目前我國(guó)新上輪胎廠除超大規(guī)格密煉機(jī)外，其他開(kāi)煉機(jī)、密煉機(jī)及壓片機(jī)等基本選用國(guó)貨。此外，我國(guó)煉膠設(shè)備還批量出口。 

開(kāi)煉機(jī)
        該機(jī)適應(yīng)性強(qiáng)，煉膠質(zhì)量較好，簡(jiǎn)單實(shí)用，廣泛用于膠料塑煉、混煉、壓片、熱煉等。但隨著大容量密煉機(jī)的推廣，開(kāi)煉機(jī)在輪胎制造業(yè)中的份額逐漸降低。 

        我國(guó)開(kāi)煉機(jī)生產(chǎn)技術(shù)較成熟，已形成輥筒直徑為 160 （毫米，下同）、 250 、 360 、 400 、 450 、 480 、 550 （ 510 、 560 ）、 610 、 660 、 710 等規(guī)格的系列產(chǎn)品。該機(jī)發(fā)展的主要趨勢(shì)： 

        一是大型化，特別體現(xiàn)在規(guī)格大型化、主電機(jī)功率增大、輥筒轉(zhuǎn)速高速化方面。如，國(guó)內(nèi)最大的 710 開(kāi)煉機(jī)輥筒直徑達(dá) 710 ，工作面長(zhǎng)度為 2200 ，配有空氣冷卻式 280 千瓦電機(jī)，產(chǎn)量可達(dá) 1400 千克／時(shí)。大連冰山橡塑股份公司近期開(kāi)發(fā)的 XKR660G 熱煉機(jī)主電機(jī)功率已達(dá) 280 千瓦。為提高煉膠效率和滿足煉膠工藝要求，大規(guī)格開(kāi)煉機(jī)的輥線速度正在不斷增加， 660 、 710 開(kāi)煉機(jī)前輥線速度已達(dá)到 40 米／分。 

         二是結(jié)構(gòu)多樣化，主要表現(xiàn)在傳動(dòng)、輥筒、機(jī)架壓蓋和底座、調(diào)距裝置以及附屬裝置的多樣化方面。在傳動(dòng)方面，電動(dòng)機(jī)可采用單電機(jī)驅(qū)動(dòng)，亦可采用雙電機(jī)各拖一個(gè)輥筒驅(qū)動(dòng)；雙出軸閉式齒輪減速箱加萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)代替了老式的開(kāi)式齒輪，齒輪減速箱亦更多地采用硬齒面齒輪；液壓技術(shù)逐漸滲入到開(kāi)煉機(jī)中。在輥筒方面，有中空式、鉆孔式和溝槽式。調(diào)距裝置目前常用的是手動(dòng)和電動(dòng)裝置，并配以安全片裝置。翻膠形式有沿軸線來(lái)回?cái)[動(dòng)式、五指輥式、旋轉(zhuǎn)頭式和鏵梨式等。切刀裝置有圓片刀和直板刀，刀片的調(diào)整可以手動(dòng)、氣動(dòng)和電動(dòng)。 

        三是安全性能更佳。不少開(kāi)煉機(jī)除了在操作箱上配置緊急停止按鈕開(kāi)關(guān)外，還配置了雙面腳踢板式安全裝置，以增加多重保險(xiǎn)。剎車后允許輥筒旋轉(zhuǎn)的圓周長(zhǎng)度不超過(guò) 100 。 

密煉機(jī)
       我國(guó)生產(chǎn)的密煉機(jī)主要有 F 和 GK 系列，兩大系列產(chǎn)品已完全能夠滿足輪胎制造業(yè)的要求。密煉機(jī)發(fā)展的趨勢(shì)： 

       一是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速高速化、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速多級(jí)或無(wú)級(jí)化。以 270L 為例，上世紀(jì) 80 年代還盛行中低雙速密煉機(jī)， 90 年代相繼出現(xiàn)了轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為 30 ／ 60 、 15 ／ 20 ／ 30 ／ 40 、 20 ／ 30 ／ 40 ／ 60 及 4 － 40 、 6 － 60 、 7 － 70r ／ min 的高速、多級(jí)或無(wú)級(jí)密煉機(jī)。 

       二是主電機(jī)功率逐漸加大， 270L 、 60r ／ min 密煉機(jī)已由常規(guī)的 1500 千瓦電機(jī)增配到 1800 千瓦，有的甚至達(dá)到 2000 千瓦。 

        三是壓料裝置液壓化。 

       四是轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)多樣化。轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式為密煉機(jī)開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)，在輪胎制造業(yè)運(yùn)用最廣的是橢圓形。按轉(zhuǎn)子棱數(shù)分有兩棱、四棱和多棱?，F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)型的兩棱轉(zhuǎn)子應(yīng)用較少，而四棱轉(zhuǎn)子發(fā)展很快。 

       五是強(qiáng)化冷卻。密煉室改變過(guò)去噴淋式或夾套式通水冷卻方式，改為沿室壁鉆孔式冷卻結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)子則改變過(guò)去噴淋后開(kāi)式自然回流的方式，改為采用旋轉(zhuǎn)接頭強(qiáng)制水流冷卻結(jié)構(gòu)。在新型轉(zhuǎn)子的棱部設(shè)有通道，對(duì)棱部實(shí)施強(qiáng)制冷卻。為使排膠通暢，卸料門采用個(gè)別孔冷卻的方式。大連冰山橡塑股份公司在新型密煉機(jī)上大多配置閉路循環(huán)水溫控制系統(tǒng)，可根據(jù)膠料配方和煉膠工藝的要求，對(duì)各部分工藝溫度進(jìn)行設(shè)定，通過(guò) PID 控制交流系統(tǒng)各段溫度。 

         六是強(qiáng)化控制功能。在大中型機(jī)組中普遍采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)上輔機(jī)、密煉機(jī)及配套下輔機(jī)的自動(dòng)控制。對(duì)密煉過(guò)程采用智能控制，增加了密煉瞬間功率、物料粘度、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、煉膠各段溫度、壓鉈壓力等密煉過(guò)程多點(diǎn)數(shù)據(jù)的采集，再通過(guò)在線預(yù)測(cè)功能，選擇相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型預(yù)測(cè)出煉膠效果，最終使煉膠效果達(dá)到最佳、煉膠的質(zhì)量均勻化。 

壓片擠出機(jī)
          為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和批量生產(chǎn)，現(xiàn)有大型密煉機(jī)組大多采用壓片擠出機(jī)和膠片冷卻裝置。壓片擠出機(jī)主要由擠出裝置、壓片裝置、加料槽、傳動(dòng)系統(tǒng)、水溫控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)組成。壓片擠出機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)： 

       一是結(jié)構(gòu)多樣化，用戶可根據(jù)其生產(chǎn)條件及現(xiàn)場(chǎng)狀況等進(jìn)行選擇。 

       二是傳動(dòng)形式多樣化，共有 4 種形式供選擇，目前采用最多的是直流電機(jī)拖動(dòng)雙出軸減速器，再?gòu)碾p出軸各由一個(gè)萬(wàn)向聯(lián)軸器分別帶動(dòng)一個(gè)壓片輥筒。它不僅傳動(dòng)精度高，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠，而且可以實(shí)現(xiàn)較大的開(kāi)距，便于對(duì)擠出裝置出料部分及積膠的清理。 

       三是對(duì)與物料接觸的主要部位表面進(jìn)行了處理。螺桿、機(jī)筒與物料的接觸表面都鍍硬鉻，耐磨而不粘料；有的螺桿還采用螺桿棱部堆焊硬質(zhì)合金，機(jī)筒采用雙金屬結(jié)構(gòu)，壓片輥多采用冷硬鑄鐵制成。 

　　    四是自動(dòng)控制系統(tǒng)和安全保護(hù)系統(tǒng)更加完善，其主傳動(dòng)采用全數(shù)字調(diào)速裝置，控制系統(tǒng)采用 PLC 。在加料裝置處裝有兩組超聲波料位器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)擠出和壓片速度的調(diào)整。在壓片裝置處裝有壓力傳感器，用于修正擠出裝置螺桿轉(zhuǎn)速，并將同步信號(hào)傳往膠片冷卻機(jī)，實(shí)現(xiàn)全線的同步運(yùn)行。同時(shí)還配有出膠測(cè)溫系統(tǒng)、壓片輥筒縫測(cè)量及顯示裝置。在安全上配有各種報(bào)警裝置及緊急停車開(kāi)關(guān)及拉線停車開(kāi)關(guān)，確保人身及設(shè)備安全。