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1、项目二橡胶加工工艺,学习目标,知识目标1.熟悉橡胶加工的基本工艺过程2.掌握物料的配制对加工及制品性能的影响3.掌握橡胶的塑炼和混炼的原理及工艺参数4.掌握橡胶压延挤出的特点、工艺原理及工艺过程5.掌握橡胶硫化工艺历程及各阶段的特点6.掌握正硫化点的概念及其与制品性能的关系,能力目标1.会根据配方及制品要求确定加工工艺过程2.能根据橡胶配方准确称量原材料3.能进行橡胶的塑炼、混炼操作并合理选择工艺条件4.能进行橡胶压延挤出操作并进行工艺参数的设定5.能进行橡胶硫化操作以及会确定硫化工艺条件6.会初步判断加工过程中出现的质量问题及解决方法,项目二 橡胶加工工艺,任务1：原材料的加工与配合,任务2
2、：橡胶的塑炼,任务3：橡胶的混炼,任务4：橡胶的压延挤出,任务5：橡胶的硫化,任务4：橡胶的压延挤出,1.橡胶的压延,2.橡胶的挤出,学习内容 1.压延机的结构、规格表示及主要性能参数 2.橡胶压片、压型、贴胶和擦胶的基本工艺 3.胶料的热炼方法及对制品物理力学性能的影响 4.挤出机的结构、规格表示及主要性能参数 5.橡胶挤出成型的工艺方法 6.橡胶挤出成型工艺原理和工艺过程,学习要求,专业能力目标 1.能制定压延、挤出工艺规程（工艺方法、工艺条件、选择设备、工艺操作过程）。2.能进行压延、挤出设备的操作、维护。3.具有具体压延、挤出操作的能力。,方法能力目标 1.初步具有系统分析、设计、实施
3、、评价的能力。2.初步具有获取、分析、归纳、交流、使用信息和新技术的能力。3.具有一定的自学能力、理解能力与表达能力。,社会能力目标 1.具有良好的职业道德和敬业精神。2.具有团队意识及妥善处理人际关系的能力。3.具有沟通与交流能力。,子任务1 橡胶的压延,一、压延成型概论,（一）、压延机概述1.压延机特点及用途所谓压延机，就是对混炼好的橡胶或塑料进行压实、延展的机器。压延机是橡胶塑料制品加工过程的基本设备，在橡胶塑料机械中压延机属于重型高精度机械。,（1）特点规格大-10153000mm；辊速快-120180m/min，250m/min，500m/min；半制品的精度高-0.0025mm；机
4、器的自动化水平高-控制、检测。,（2）用途橡胶压延机 压片-胶料 挂胶、擦胶-帘布 贴合、贴胶-胶片 压型-胶胚橡胶压延机是轮胎、输送带生产中必不可少的设备。,2.压延机结构种类（1）压延机分类压延机按用途、辊筒数目和辊筒排列形式分类。按用途可分为：压片压延机 擦胶压延机 压片擦胶压延机 贴合压延机 压型压延机 压光压延机 实验用压延机,按辊筒数目可分为：两辊压延机 三辊压延机 四辊压延机 五辊压延机,按辊筒的排列形式可分为：,“I”型压延机“”型压延机“L”型压延机“”型压延机“Z”型压延机“S”型压延机,以下是几种压延机的实物图片：,XY-3I230X630,XY-4610X1730,S型
5、四辊压延机,（2）压延机基本结构简介压延机主要由辊筒、辊筒轴承、机架、调距装置、传动系统、润滑系统、辊温调节装置、安全装置及控制系统等组成。,压延机组设备组成 机架、辊筒、辊筒轴承、辊距调整装置、挡料装置、轴线交叉装置、润滑装置、安全装置、传动系统及控制系统 供料系统 前联动装置-松卷、接头、烘干、扩幅及张力调节 后联动装置-剥离、压花、冷却定型、牵引 与卷取 加热冷却装置,主机,辅机,控制系统,压延机设备组成,（3）压延机的传动特点第一，为适应操作上的需要，压延机需能够平稳（无级）的变换转速，可在慢速与快速条件下工作；第二，为适应不同的压延工艺要求，压延机需能变换不同的速比，即可在有速比或等
6、速条件下工作。以上两点是设计传动系统的原则。,3.压延机规格表示规格：辊筒外径辊筒工作面长度辊数 如：230 6304型号：XY-辊筒数量 辊筒排列方式 辊筒工作长度 设计序号 如：XY4 S 1800 X(S)Y4 1730,4.压延机主要工艺性能参数（1）工作原理 两个相邻辊筒在等速或有速比情况下相对回转时，将具有一定温度和可塑度的胶料在辊面摩擦力的作用下被拉入辊距中，由于辊距界面的逐渐变小，使胶料逐步受到强烈的挤压与剪切而延展成型，从而完成纺织物覆胶（擦胶或贴胶）、钢丝帘布贴胶、胶片压延或压型以及多层胶片的贴合。,（2）主要工艺性能参数 辊筒长度和直径辊筒长度是指辊筒工作部分的长度，表征
7、了可压延制品的最大幅宽。辊筒直径是指辊筒工作部分的直径，表征了压延机规格的大小。,辊筒长径比辊筒工作部分长度和直径的比值叫长径比（L/D）。长径比是反映辊筒刚度的一个重要数据。长径比主要影响压延制品的厚度尺寸精度。,辊筒速度与速比a.辊筒速度辊筒速度系指辊筒表面的线速度，也就是辊筒的圆周速度。是表征压延机生产能力和先进程度的一个参数。一般以压延出制品的辊筒（三辊压延机为中辊或2号辊，四辊压延机为中辊或3号辊）的线速度为准。,b.调速范围辊筒可以无级变速的范围叫调速范围。压延机的调速范围一般要求10倍左右。最高速度主要根据最大生产能力的要求确定。最低速度主要根据设备启动、操作安全和方便确定。,c
8、.速比两辊筒线速度的比值。由于压延时贴胶、擦胶或压片的工艺要求不同，对辊筒的速比要求亦不同，在同一台压延机上不同位置的使用要求的不同，其速比也不同。,辊筒速比与压延工艺、物料性质的关系：一般喂料辊都具有速比。多采用1:1.11:1.4。软胶料取小值。对于擦胶作业，多采用1:1.41:1.5。为使胶料渗入到纺织物中去，擦胶辊要求有速比。对于压片、贴合、贴胶等作业，速比为1:1。因主要是要求取得挤压力，故一般采用等速压延。,（二）、胶料在辊筒间的受力情况及流动状态,压延的定义：胶料的压延主要是通过两个辊筒作用把加热塑化后的胶料碾压成具有一定厚度和宽度的胶片的过程。变形：在压延过程中，胶料发生两方面
9、的变化：黏性流动 弹性形变,1.受力情况,压延时，推动胶料流动的动力来自两方面：（1）辊筒旋转拉力它由胶料和辊筒之间的摩擦作用产生，作用是把胶料带入辊筒间隙。（2）辊筒间隙对胶料的挤压力它使胶料推向前进。,辊隙变化图,速度变化图,压力曲线,胶料通过压延机辊筒辊隙时，胶料的厚度逐渐由大变小，而压力逐渐上升。在a，b区域，速度中间慢，两边最快。达到b点时，速度相同，压力达到最大值。c点处，速度开始中间变快，压力也就逐渐地下降。直至d点胶片厚度不再增加，压力降为零，各部位速度又趋于相同。,2.胶料在辊筒中的流动状态处于辊缝中的胶料主要受到辊筒的压力作用而产生流动。但辊筒对胶料的压力是随辊缝的位置而递
10、变的，因而造成胶料的流速也随着辊缝的位置而递变。如下图。（1）两辊筒线速度相等时胶料的流动状况,（2）两辊筒线速度不相等时，胶料的流动状态,特点是改变速度梯度分布状态。靠近辊速快的一侧胶料的流速要快于辊速慢的一侧。,3.压延效应（1）定义：压延后的胶片半成品中，有时会出现一种纵横方向物理机械性能差异的现象，即沿着压延方向的拉伸强度大、伸长率小、收缩率大，而沿着垂直于压延方向的拉伸强度小、伸长率大、收缩率小。这种纵横方向性能差异的现象叫压延效应。,（2）压延效应产生的原因：线型橡胶大分子链被拉伸变形取向。几何形状不对称的配合剂粒子沿压延方向取向排列。,（3）解决的方法对于要求各向同性制品来说，压
11、延效应尽可能地予以消除和减小，改善方法：提高压延温度或热炼温度；增加胶料可塑性；降低压延速度；将压延胶片进行保温；避免使用针状、棒状或片状填料。,对于需要纵横方向性能不一致的制品，则应注意压延的方向，用其所长，尽量发挥它的作用。,二、橡胶压延成型,（一）、橡胶压延前的准备压延前的准备工艺主要包括：胶料的热炼 纺织物的准备 垫布的整理 设备的准备,1.胶料的热炼与供胶（1）胶料的热炼 定义：压延用的胶料首先要在开炼机上进行翻炼，进一步提高胶料的均匀性和可塑性，使胶料柔软易于压延，这一工序叫做热炼或预热。热炼的目的：a.恢复热塑性流动性；b.适当提高可塑度，使胶料进一步匀化。热炼采用设备：开炼机、
12、销钉式冷喂料螺杆挤出机或螺杆式连续混炼机。,开炼机的热炼方法:一次热炼法 二次热炼法a.一次热炼法称为软化法，采用较高辊温（6070）和较大辊距（58mm）使胶料通过高温一次热炼，然后在另一台热炼机上自动翻炼，通过传送带供胶。优点：可防止可塑度增大而影响胶料物理力学性能。缺点：热炼时间较长，易引起胶料焦烧。适用范围：压片、压延胶料。,b.二次热炼法：分两步进行，第一步粗炼，也称为低温薄通；第二步细炼，也称为高温软化；然后用一台热炼机向压延机供胶。粗炼：辊温较低（4045），辊距较小（25mm），薄通78次；目的是进一步提高胶料的可塑性和均匀性。细炼：辊温较高（6080），辊距较大（710mm）
13、，过辊67次，目的是获得较大的热可塑性。供胶：辊温较高（6580），辊距较大（812mm）。,优点：配合剂分散均匀，胶料可塑度有所提高，能防止胶料的过炼和焦烧。缺点：可塑度增大易导致胶料物理力学性能下降。适用范围：擦胶作业、两种胶料复合。,（2）胶料的输送（供胶）打卷输送间断供胶法，将胶料打卷，按先后顺序使用，停放时间不能超过20min。输送带输送连续供胶法，在热炼机上安装自动供料、自动翻料、固定切刀等装置。要求输送带的速度略大于热炼机辊筒的线速度。输送的距离不能太长，一般不超过20m。,2.纺织物的准备主要包括纺织物的 干燥 浸胶 热伸张 涂胶,（1）纺织物的干燥 纺织物的含水量：棉纤维7%
14、，化学纤维10-20%。用于挂胶对纺织物含水量的要求：1.0-2.0%。干燥的目的：提高胶料的附着力，避免压延时产生气泡和脱层现象，可提高纺织物的温度，有助于胶料对纺织物的渗透，保证压延质量。干燥方法：蒸汽辊筒烘干 红外线干燥 微波干燥,干燥温度：视纤维材料而定。棉，120-140（蒸汽压）人造丝，140以上（蒸汽压）尼龙帘布，70以下（蒸汽压）聚酰胺，不干燥，天热时不加热，否则易掉布。,干燥设备 有两种：立式和卧式干燥机。,立式干燥机,（2）纺织物浸胶纺织物浸胶的作用：纺织物经过浸胶后，胶浆浸润并渗透到线缝中去，能够提高胶与布的附着力、耐疲劳性和耐热性。影响纺织物浸渍质量的主要因素：浸胶的附
15、胶量，一般为纺织物质量的6%-8%。对于棉帘线，浸浆后不易折断，对所制造的轮胎可大大减少脱层爆破，耐疲劳性能提高约30-40%。对于合成纤维（尼龙、涤纶、维纶）、人造丝和玻璃纤维必须浸胶，否则不能进行贴胶、擦胶。,人造丝和尼龙在浸胶干燥受热时产生收缩，需进行热伸张处理。聚酯纺织物浸胶：因其纤维表面光滑及活性小，必须进行二次浸胶，温度较高，达235-250。,3.垫布的整理使用垫布的目的：防止压延后的胶片或胶布在存放时粘合在一起。垫布材料：丙纶（聚丙烯纤维）对垫布的要求：保持清洁和平整，表面不得有沙土、油污、黏胶、破损等。整理垫布的设备：垫布整理机,4.设备的准备压延机开机前应对设备进行检查，具
16、体如下：辊筒表面状态；轴承的回转是否正常；表面温度计、测厚仪器、夹板、卷取轴是否准备就绪；电动机的调速是否正常。,（二）、橡胶压延工艺方法及工艺参数,1.压片和压型1）压片（1）工艺方法 两辊压延机两辊压延机压出的胶片精度较低，气泡较多。三辊压延机大部分压片工艺均采用三辊压延机。压片方法分为：中下辊无积胶法 中下辊有积胶法,两种方法对比,四辊压延机优点：与三辊压延机相比，胶片的表面光滑性高，收缩减小，厚度精度和均匀性提高，压延效应小。缺点：压延时间长。适用于：要求很高的半成品胶片的制造。,（a）中下辊不积胶（b）中下辊积胶（c）四辊压延机压片,（2）工艺条件工艺条件主要指：辊温 辊速 胶料可塑
17、度其次还有含胶率、速比等。,辊温适当的辊温是保证压片顺利进行的必要条件，取决于胶料的性质。含胶率高或弹性大的胶料辊温高含胶率低或弹性小的胶料辊温低各辊筒应有一定的温差。,辊速辊速快，生产能力大。辊速由可塑度决定。可塑度大，辊速可快些；可塑度小，辊速应慢些；一般控制辊筒线速度为5-12m/min。,可塑度可塑度大流动性好，容易得到光滑的胶片；但太大易造成黏辊。可塑度小胶片表面不光滑，收缩率大。可塑度控制：左右。,含胶率含胶率高，胶料收缩率大。含胶率低，胶料收缩率小。速比一定速比有助于排除胶料中的气泡，但影响胶片光滑度。辊速设计：上辊中辊下辊速比：1（上）：（）（中下）,2）压型压型与压片基本相似
18、，但要求更高：规格准确 花纹清晰 胶料致密压型对胶料配方及工艺条件都有特殊要求：配合：控制含胶率 胶料具有一定可塑度（）控制胶料的收缩率（10-30%）,预热：严格工艺管理，必须使下列条件保持恒定：胶料的塑混炼 停放时间 返回胶掺和比例（10-20%）包卷次数 预热温度,压延采用较高辊温、降低辊速的方法，提高半成品压型质量。冷却采取急冷。目的：使花纹快速定型，防止塌扁变形。一般的压延（压片、贴合、挂胶）是逐步降温，防止胶料收缩不均和变形较大。,2.纺织物挂胶纺织物挂胶是借助于压延机在纺织材料（帘布、帆布、平纹布等）表面挂上一层橡胶层或使胶料渗入纺织物结构的压延工艺。挂胶后的帘布或帆布，作为橡胶
19、制品的骨架材料。,帘布或帆布挂胶的目的：使纺织物线与线、层与层之间互相紧密地结合成一整体，起到共同承担外力的作用；隔离纺织物中的线，减少制品使用中纺织物材料相互摩擦，使应力均匀分布；使经挂胶后的纺织物具有良好的成型黏性，成型时纺织物可自相紧密地粘合在一起；提高弹性、致密性（防水性），保证制品具有良好的使用性能。,挂胶基本要求：胶与布之间附着力要大，胶的渗透性要好，以避免脱层。胶料对纺织物的隔离要达到良好的状态，即胶料要填满线缝之间的空隙。胶层厚薄一致，不得起皱、缺胶、轧坏。胶层不得有焦烧现象。,挂胶的方法：贴胶（覆胶）用辊筒转速相同的压延机在纺织物表面挂上（或压贴上）胶层。擦胶通过转速不等的辊
20、筒使胶料渗入纤维组织之中。贴胶与擦胶的区别：辊筒有无速比。使用情况：贴胶和擦胶可以单独使用，也可以结合使用。,1）贴胶贴胶作业是使纺织物和一定厚度胶片同时通过等速回转的辊筒间隙，在辊筒的压力作用下，贴合成为覆有一定厚度胶层的挂胶纺织物。三辊压延机一次单面贴胶 四辊压延机一次双面贴胶,采取的方式：,等速贴胶的优点：速度快，效率高，对纺织物的损伤小等速贴胶的缺点：胶料不能很好地渗入布缝，故布与胶附着力较低，且两层之间有空隙，容易产生气泡。等速贴胶的应用：主要用于密度较稀经浸胶涂胶的帘布 也可用于经浸胶、擦胶、涂胶的帆布不能用于：未经浸胶、擦胶、涂胶的帘布和帆布。,（1）贴胶工艺方法根据贴胶时辊距间
21、有无积胶分为：无积胶贴胶普通贴胶或贴胶 有积胶贴胶压力贴胶,（a）三辊机贴胶（2=3 1）（b）三辊机压力贴胶（2=3 1）（c）四辊机两面贴胶（2=3 1=4）,无积胶贴胶适用于密度较稀的帘布挂胶。分三种情况：a.使用三辊压延机进行一次单面贴胶b.使用四辊压延机进行一次双面贴胶c.使用两台三辊压延机连续进行双面贴胶,优点：操作较易控制，生产效率高，帘布受伸张较小，对纺织物的损伤小，耐疲劳强度提高。缺点：胶料不能很好地渗入布缝中，胶与布的附着力较低，且两面胶层之间易形成空隙而使胶布产生气泡或掉皮露线。,有积胶贴胶（压力贴胶）称为半擦胶，主要用于密度较大的帘布挂胶，也可用于细布、帆布挂胶。一次只
22、能进行单面贴胶。,优点：能够使胶料渗入布缝中，从而使胶与布的附着力，特别对未浸胶的棉帘布有很好的效果，在不损伤帘线时，帘布的耐疲劳性能有所提高；能改善双面贴胶易掉皮的毛病。缺点：帘线受到张力较大，且不均匀，以致性能受到损害，布层表面的胶层较薄；操作不当时，易产生劈缝、落股压偏等毛病。对操作技术水平要求较高。压力贴胶单独使用较少，较多地与贴胶或擦胶结合使用。,（2）贴胶工艺条件 胶料可塑度、温度胶料可塑度小，渗透力小，易掉皮，胶布表面不光滑，收缩率较大。胶料可塑度大，流动性和渗透性好，收缩率小，胶料与布之间有较高的附着力，胶布表面光滑，但硫化胶的强伸性能降低。NR控制在。,辊温提高辊温可增大胶料
23、的流动性和黏性，胶料对纺织物的渗透力大，有利于提高附着力，且胶布表面光滑，但辊温过高易造成胶料焦烧。压延温度主要取决于胶料的配方，特别是所选用的生胶种类。辊速提高辊速，生产效率提高，但存在以下缺点：纺织物和胶料在辊筒缝隙停留时间短，胶料弹性较大，流动不充分，胶布表面不光滑，胶与布粘合力降低。,压延张力尼龙帘布有热收缩的特点，所以压延贴胶必须是张力贴胶，而且是从开始贴胶到冷却结束帘布必须保持一定张力。张力值应等于或略高于帘线在热胶料中的收缩值。辊距三辊压延机压延时，上、中辊距用来确定胶片的厚度，中、下辊距起贴合作用，辊距的大小直接影响压延质量。中、下辊距过小，纺织物不易通过或被压碎，辊距过大，则
24、失去辊压作用，胶与布不能很好的贴合，附着力小。,2）擦胶擦胶是利用压延机两个速比不同的辊筒之间产生的剪切力将胶料挤入纺织物组织的缝隙中的压延挂胶工艺。优点：增加胶料与纺织物的附着力，速比愈大胶料渗透性愈好。缺点：对纺织物损伤程度较大。用途：轮胎、胶管、胶带所用帆布、细布的挂胶。擦胶只能处理帆布，不能处理帘布。,（1）擦胶工艺方法三辊压延机进行单面擦胶，三个辊筒的作用：上、中辊供胶 中、下辊擦胶按中辊是否包胶分为：中辊包胶法(包擦）中辊不包胶（光擦）,包擦：胶料对织物的渗透性大，附着力大，对织物的损伤小。主要适于薄细帆布和平纹细布的挂胶。光擦：附胶量大，胶布表层的胶层厚度大。主要用于厚度较大帆布
25、的擦胶。,中辊包胶法中辊包胶法又称为薄擦或包擦法，是当纺织物进入中、下辊筒缝隙时，部分胶料被擦入纺织物中，余胶仍包在中辊上。特点：挂较量少且基本稳定，成品耐曲挠性较差；纺织物所受的挤压力小，胶料渗入布层较浅，附着力较低，胶布表面不光滑。用途：薄细布和平纹细布的压延。要求：胶料必须有良好的包辊性。,中辊不包胶中辊不包胶又称为厚擦或光擦法，是当纺织物通过中、下辊筒缝隙时，胶料全部擦入纺织物中，中辊不再全包胶只是半圆周包胶。特点：胶层较厚，可提供成品耐曲挠性能，表面光滑，且挤压力大，附着力较高，但用胶量较多，易将纺织物压破。用途：厚度较大的帆布挂胶。,纺织物擦胶（2 1=3）示意图（a）包擦法；（b
26、）光擦法,三辊压延机只能进行一次单面擦胶，纺织物擦胶必须分两次才能完成作业。有两种方法：第一种，利用两台三辊压延机一次进行两面擦胶，两台之间安装一个翻布辊，当第一台进行一面擦胶后，通过翻布辊将纺织物翻转进入第二台进行第二面的擦胶。第二种方法，使用两台转动方向相反的三辊压延机进行一次双面擦胶。擦胶也可与贴胶相结合，先进行第一面贴胶，再进行第二面擦胶。,（2）擦胶工艺条件擦胶工艺条件主要包括：胶料的可塑度 温度 辊温 辊速,可塑度可塑度要求较高，特别是中辊包胶法，一般是。胶种不同，可塑度要求不同。辊温擦胶温度主要决定于生胶种类。对NR，控制原则是：中辊不包胶法：上辊温中辊温下辊温中辊包胶法：上辊温
27、下辊温中辊温,辊速辊速太快，纺织物和胶料在辊筒缝隙间停留时间短，受力时间短，影响胶与布的附着力，合成纤维尤为明显。辊速太慢，生产效率低。薄布5-25m/min 厚帆布15-35m/min,一般控制,速比用于擦胶的三辊压延机辊筒速比一般为（1:1.3）-（1.5:1）。速比愈大，擦力愈大，胶料渗透性愈好，但对纺织物的损伤也愈大，并有可能导致胶料焦烧，增加设备负荷。质地坚实的厚帆布用1:1.5:1强度较低的薄细帆布用1:1.3:1。,3.钢丝帘布的压延钢丝帘布的用途：全钢子午胎的胎体帘布、带束层；半钢子午胎的带束层。,（1）钢丝帘布压延工艺方法钢丝帘布分为有纬线和无纬线两种。其压延方法分别是：有纬
28、钢丝帘布挂胶普通压延设备进行。无纬钢丝帘布挂胶冷贴和热贴。冷贴覆胶冷压延，胶片先用压延机压片，再用压延机与钢丝帘布进行贴合，生产可采用两辊压延机。热贴覆胶热压延，胶片一边压片一边与钢丝帘布进行贴合，生产采用四辊压延机。大多数轮胎厂使用无纬钢丝帘布和覆胶热压延工艺生产方法。,（2）工艺因素对钢丝帘布压延质量的影响 辊筒温度：钢丝帘布压延比纤维帘布压延温度稍低，一般80-90；供胶温度：应低于90，如果超过90会加剧钢丝表面镀层的氧化作用，降低胶料与钢丝的粘合力。冷却辊辊温：前高后低，防止骤冷引起胶料喷霜，降低粘合力。钢丝帘线锭子间的条件：a.无灰尘和保持整洁，b.安装空调设备，使室内温度保持在3
29、0左右，相对湿度大约为40%。,（三）、压延联动装置,压延作业是通过压延作业联动线来完成的，压延作业联动线是由压延过程中各联动装置组成，它是压延机完成压片、压型、贴合和纺织物（或钢丝）挂胶等工艺作业的重要组成部分。压延联动装置由各个独立单元组成，工艺用途不同，组成单元也不同。各个单元设备多由各自的直流电机拖动，通过电控方法使各单元设备稳定同步。,图中为常用的四辊压延联动装置。四辊压延联动装置主要用于帘布一次两面贴胶的连续化生产，专用性强，生产效率高。此外，这种装置也可用于帆布的擦胶、胶片贴合、压延胶片带工艺操作。从图中可以看到这种联动装置包括：导开架、接头硫化机、前牵引机、前储布装置、干燥牵引
30、机、干燥装置、张力调节装置、扩幅装置、冷却牵引机、后储布装置、后牵引机、卷取装置以及定中心装置、定长装置、测厚装置等。,（四）、压延机的调试、操作、维护和保养,（1）启动压延机主机之前，应先启动润滑系统和液压后，确认其压力、温度和流量正常后方可启动主机（油泵先运转10min）。停机后应继续运转10min，使润滑油全部回流油箱。（2）开机前检查压延机辊距有无杂物，并保持合适辊距。（3）开机前检查传动部位有无杂物，安全防护装置是否牢固。（4）启动压延机主机时应从低速开始，逐渐提高至正常工作速度。,（5）对压延机辊筒加热或冷却时，应在运转中逐渐升温或降温。辊筒加热必须在低速运转中缓慢进行，不能太快，
31、特别是钻孔辊筒加热要缓慢，在50100时每分钟升温约1，100以上时每分钟升温0.5。在运行中要控制辊筒温度。（6）使用调距装置时，尽可能两端轴承同时移动。若两端辊距相差较大时，应将小端放大到与另一端相同后再一起调节。（7）调节1mm以下辊距时，应保持辊距有胶料，以免碰辊，损伤辊筒。,（8）调距换向时，须待调距电机停转后，方可反向启动。（9）在使用辊筒轴交叉时，不要进行单独一端调距，如需调距，应两端同步进行，以免辊筒偏斜受损。（10）加料前，必须将辊筒加热至工艺规定的温度，所加胶料也必须达到工艺规定的胶料。（11）注意压延机辊筒轴承回油温度及其他处油温，运行时，应检查各辊筒轴承回油情况与温度，
32、回油温度不高于70。检查速比齿轮、大小驱动轮与润滑情况和减速器的温升，不应高于室温50。如辊筒轴承回油温度超过80或发现温度有剧增现象，应立即停车检查原因。,（12）经常观察各仪器仪表的指示是否正常，设备有无异常声响、振动和气味。（13）经常排放气动系统空气过滤器中的积水和杂物。（14）压延机室温不应低于5。在冬季室温较低的情况下，停机时应将辊筒内部积水排除。（15）机器运转中发生故障时，应立即拉动紧急停车装置，切断电源停止运转。（16）机器工作完毕后，应立即放大辊距，清除余料，降低辊筒线速度。,（17）停机时，辊筒必须继续转动一定时间，缓慢降温至60后再停机。设有辊温控制的，其降温速度为：在
33、100以上时，不大于0.5/min；降至100以下时，则不大于1/min。需将辊面温度缓慢降至60以下方可停机。压延机辊筒温度在60以上时，不允许停机。（18）停车前，对于设有轴交叉装置的压延机，辊筒转为运转后，需将辊筒轴交叉装置退后到零位。（19）停机后应将各辊距拉开，轴交叉装置恢复原位，并除去预负荷或反弯曲力。,子任务2 橡胶的挤出,最新一代往复式螺杆挤出机（366290）,一、挤出成型概论,挤出又称压出，是胶（物）料在（挤出机）螺杆或柱塞的挤压推动下连续不断的向前运动，借助于口型（中空制品则是口型加芯型）挤出各种所需形状半成品，以完成造型或其它作业的工艺过程。为实现这一作业使用的机械设备
34、就叫挤出机。挤出机具有如下优点：补充混炼和热炼作用，使胶料质量更致密、更均匀。适用面广，可压出各种尺寸、断面形状的半成品。设备占地面积小，重量轻、结构简单、造价低，灵活机动性大。,（一）、挤出机概述,1.用途 塑炼生胶；滤胶清除胶料中杂质；胶料挤出成型供无模连续硫化，为模制品提供胶坯；制备轮胎、胶鞋、胶管的半成品；压延热炼供胶；金属丝或织物线绳覆胶。,2.挤出成型的特点 生产过程是连续的，因而其产品都是连续的；即可连续化生产。生产效率高，一台200挤出机700kg/小时，德国500挤出机20t/小时。应用范围广，能生产管材、棒材、板材、薄膜、单丝、电线、电缆、异型材，以及中空制品等。投资少，收
35、效快。结构简单，易操作。,3.挤出机的分类 按螺杆数目的多少，可以分为单螺杆挤出机和多螺杆挤出机；按可否排气，分为排气挤出机和非排气挤出机；按螺杆的有无，分为螺杆挤出机和无螺杆挤出机；按螺杆在空间的位置，可分为卧式挤出机和立式挤出机；按工艺条件，分为热喂料挤出机和冷喂料挤出机；按用途，分为塑炼挤出机、混炼挤出机、滤胶挤出机、压型挤出机。,压型挤出机的分类如下：,胎面挤出机 内胎挤出机（包括胶管）包覆挤出机（包括胶管、电线电缆、钢丝等）其他用途挤出机 胎面挤出机 内胎挤出机（包括胶管）包覆挤出机（包括胶管、电线电缆、钢丝等）其他用途挤出机,热喂料挤出机,冷喂料挤出机,排气冷喂料挤出机,（二）、挤
36、出机规格表示及性能参数,1.橡胶挤出机的规格表示螺杆挤出机型号是以螺杆外直径前冠以符号来表示。X 橡胶 S 塑料 J 挤出机 W 冷喂料 L 滤胶 P 排气,如：XJ 115 表示螺杆外直径115mm 的橡胶用热喂料挤出机。X（S）JW 150 表示螺杆外直径150mm 的橡胶、塑料两用冷喂料挤出机。提问：XJL150、XJWP75 表示的含义？,橡胶挤出机的规格表示方法如下：,热喂料挤出机规格表示为XJ-150.其中，XJ表示热喂料挤出机；150表示挤出机螺杆直径。冷喂料挤出机规格表示为XJW-120.其中，XJW表示冷喂料挤出机；120表示挤出机螺杆直径。排气式冷喂料挤出机规格表示为XJW
37、P-75.其中，XJWP表示排气冷喂料挤出机；75表示挤出机螺杆直径。滤胶挤出机规格表示为XJL-150.XJL表示滤胶机；150表示挤出机螺杆直径。,XJ-150橡胶挤出机,新型热喂料挤出机,橡胶冷喂料挤出机,橡胶冷喂料挤出机,橡胶冷喂料挤出机,销钉冷喂料挤出机,XJ-90橡胶销钉冷喂料挤出机,冷喂料胎面挤出机,排气式橡胶冷喂料挤出机,两复合挤出机,两复合挤出机,两复合挤出机组,2.挤出机主要性能参数挤出机的主要性能参数包括：螺杆螺纹型式、螺杆直径、螺杆长径比、压缩比、螺杆转速、挤出压力、电机功率、生产能力、蒸汽压力、冷却水压力、外形尺寸等。,（1）螺杆直径与长径比 螺杆直径（D）是指螺杆工
38、作部分的外径。,决定挤出机生产能力的高低和制品形状大小,同类挤出机，在相同转速的情况下，挤出机的直径越大，其产量越大。不同类型挤出机，相同规格下，冷喂料挤出机比热喂料挤出机产量要大，排气挤出机的产量最小。,螺杆长径比是指螺杆工作部分长度与螺杆外直径的比值（L/D）。增大长径比可使物料充分塑化，同时产生较大压力使制品更密实。还可以提高产量。过大的长径比，螺杆加工困难，功率消耗增大，而且容易造成胶料挤出时引起焦烧。,（2）螺杆转速螺杆转速：螺杆工作时的角速度（r/min）。是螺杆挤出机的重要参数，影响挤出机的产量、功率消耗、挤出质量等。,转速增加，产量增加，基本是正比关系，但转速过高，产量增加的速
39、率减慢。转速增加，电机功率消耗增加，但随转速增加的速率下降。转速增加，挤压力增加，但不十分明显。转速增加，胶料运动速度梯度增大，有利于胶料的撕裂、剪切、搅拌、塑化。但转速过高，胶料发热量过大，易引起早期硫化。转速越高，对于普通冷喂料挤出机电能单耗越大；而对于冷喂料销钉挤出机电能单耗越小。,二、橡胶挤出工艺,（一）、挤出机的结构组成,1.挤出机（组）的组成 挤压系统螺杆和机筒组成。传动系统用于驱动螺杆，保证螺杆工 作时的扭矩和转速。加热系统控制操作过程的温度。机头口型制品的成型。包括完成工艺过程需要的各种机器，如 牵引装置、冷却装置、切割装置、卷取 装置及称量装置等。：主要由电器、仪表及执行机构
40、等组 成。,挤出机,主机,辅机,控制系统,（1）主机的组成主机，即挤出机，一般由挤压系统、传动系统、加热冷却系统和机头组成。挤压系统：主要由料筒和螺杆组成。橡胶通过挤压系统的挤压进一步塑化均匀，并在这一过程中所建立的压力下，被螺杆连续地定压定量定温地挤出机头。传动系统：它的作用是给螺杆提供所需的扭矩和转速。加热冷却系统：其功用是通过对料筒（或螺杆）进行加热和冷却，保证成型过程在工艺要求的温度范围内完成。机头口型用于制品的成型。,挤出机主机的基本结构,通常由机筒、螺杆、加料装置、机头、加热冷却装置、传动装置等部分组成。,机头,挤压系统,传动系统,加热冷却系统,机头,挤压系统,传动系统,（2）辅机
41、机头：橡胶通过它获得一定的几何截面和尺寸。定型装置：它的作用是将从机头中挤出的橡胶的既定形状稳定下来并对其进行精整，从而得到更为精确的截面形状、尺寸和光亮的表面。通常采用冷却和加压的方法达到这一目的。冷却装置：由定型装置出来的胶料在此得到充分的冷却，获得符合要求的形状和尺寸。牵引装置：其作用为均匀地牵引制品。并对制品的截面尺寸进行控制，使挤出过程稳定地进行。切割装置：将连续挤出的制品切成一定的长度或宽度。卷取装置：将半成品卷绕成卷。,工程胎胎面缠贴生产线,2.不同挤出机的特点 热喂料挤出机a 特点：螺杆的长径比较小，螺纹沟槽的深度较大。b 胶料的使用：胶料在热炼机上预热到6080，切条后，经输
42、送带输送到挤出机喂料口。c 缺点：胶料在热炼机上热炼的程度不同，胶料的可塑度不够稳定，影响挤出的半成品质量。,冷喂料挤出机a 特点：螺杆的长径比较大，螺纹沟槽的深度较浅。b 使用胶料：胶料不经热炼，把室温下的胶条直接喂入挤出机。c 优点：挤出的制品质量好，劳动生产率可提高11.5倍，而投资可减少一半。虽然驱动电机功率为同规格热喂料挤出机的23倍，但由于不需要配备热炼机，因而其单位能耗比热喂料挤出机低。,冷喂料排气挤出机a 特点：在挤出机的机筒上装有真空系统，用于排除胶料中的水分和挥发物。b 使用胶料：胶料不经热炼，把室温下的胶条直接喂入挤出机。c 优点：能够降低胶料的多孔性和膨胀性，提高半制品
43、的密实性。d 缺点：生产效率较低，仅为同规格的热喂料或冷喂料挤出机的50%。,冷喂料销钉挤出机a.主要结构特点：是在挤出机的机筒上要安装616 排销钉，每排6 1 2 个，每个销钉都沿机筒径向插入，头部深入到螺纹槽内，凡插入销钉的地方，螺杆螺纹上开有环形沟槽，以使螺杆不受销钉的阻碍而自由转动。b 使用胶料：胶料不经热炼，把室温下的胶条直接喂入挤出机。,c.销钉挤出机的优点：胶料塑化效果好；加工质量高；挤出制品断面密实；排胶温度低，最低可达10；能耗减小，能减小20%25%。可用于加工不同性能的胶料，且自洁性能好，变换胶料方便；挤出过程的工艺参数控制方便，挤出稳定且容易操作；与传统的热喂料挤出机
44、工艺方法相比，销钉机筒冷喂料挤出机还具有占地少，投资省，操作人员少，工艺指标先进等优点。,（二）、橡胶在挤出机中的变化,1.胶料在挤出过程中的运动状态胶料沿螺杆前进的过程中，受到机械和热的作用后，其粘度逐渐下降，状态明显变化，即由粘弹体渐变为粘流体。通过螺杆的三个区段加料段、压缩段和挤出段（计量段）分别完成固体的输送、塑化和挤出。在加料段，物料呈固体状态，在旋转螺杆推挤下物料在螺槽和机筒之间作相对运动，并形成一定大小的物料团，这些物料团自加料口一个一个的形成，并沿着螺槽的空间一边旋转一边不断前进。在塑化段，将加料段输送过来的松散物料团被逐渐压实、软化，并向加料段排出空气。使物料团间隙缩小，密度
45、增大，进而粘在一起，物料大部分充满料筒，受到螺杆强烈剪切和搅拌产生大量热，同时受料筒外加热作用，使物料逐渐塑化成连续的粘流体。,塑化段物料既有固体又有液体，是固液并存的区域。起始段固体占主导，末端粘流体为主。在挤出段，挤出段物料基本上已全部熔融，变成了粘性流体，挤出段的作用是将黏流态的胶料进一步均匀塑化、压缩并输送到机头和口型挤出。,2.挤出变形胶料从螺杆的螺槽被推出后，流入机头内。其流动状态也由螺旋式向前流动变成在机头中的稳定直线流动。机头内表面与胶料的摩擦作用，胶料受到很大阻力，因此胶料在机头内的流速分布是不均匀的。中间流速大，越接近机头内表面流速越小。胶料经机头流过后便直接流向口型，胶料
46、在口型中的流动是在机头中流动的继续，为轴向流动。由于口型内表面对胶料流动的阻碍，胶料流动速度也存在着与机头类似的速度分布。只是由于口型横截面比机头横截面小，导致胶料流动速度以及中间部位和口型壁边部位的速度梯度更大，这就使得胶料离开口型后，中间部位的变形大于边缘部位。,挤出变形由于胶料是粘弹性物质，使得挤出半成品的形状和口模尺寸不完全相同。这种经口型挤压出后的半成品变形，其实质是挤出半成品长度沿挤出方向缩短，厚度沿垂直于挤出方向增加的性质称为挤出收缩膨胀，亦即挤出变形。,胶料在口型中的流动状态和压出膨胀胶料在机头所形成的流体静压力的作用下流过口型，在口型中的流动只表现为轴向运动。由于口型的长度一
47、般都很小，因此胶料在口型壁中形成的压力梯度很大，当胶料通过口型时出现较大的流速，而且其速度梯度呈辐射状分布。,直到物料离开口型以后才会消失。,胶料在口型内流动速度分布,胶料离开口型后的流动速度分布,挤出变形现象不仅使挤出半成品的形状与口型形状不一致，而且也影响半成品的规格尺寸。因此，无论是口型设计还是工艺中对挤出半成品要求定长时，都必须考虑挤出变形的因素。,（三）橡胶挤出工艺方法及工艺条件,挤出工艺主要包括胶料热炼（冷喂料挤出不必经过热炼），供胶，冷却，裁断，接取和停放等工序。挤出工艺方法按喂料形式分为热喂料挤出法和冷喂料挤出法。,1.热喂料挤出工艺喂入胶料的温度超过环境温度，达到所需温度的挤
48、出操作，称为热喂料挤出。适用于机头压力要求较低的场合。热喂料挤出工艺过程包括：热炼、压出、冷却、截断和接取等。,1）挤出前胶料的准备胶料挤出前的准备工作包括胶料的热炼和供胶。（1）热炼与压延过程热炼相似。热炼主要是为了提高胶料热塑性和混炼的均匀性，以便于胶料挤出，得到规格尺寸准确、表面光滑、内部致密的半成品。,热炼一般分为两次进行：第一次为粗炼，采用低温薄通法（辊温45左右，辊距12mm），目的为进一步提高胶料的均匀性和可塑性；第二次为细炼，采用高温热炼法（辊温6070，辊距56mm），目的是进一步提高胶料的热塑性。两次热炼通常分别采用两台开炼机连续进行。,（2）供胶热炼后，供胶方法有两种：可
49、从开炼机上割取胶条，直接通过运输皮带连续供入挤出机（用输送带连续供胶）；可以将胶条切成一定长度堆放在存放架上，按先后顺序人工喂料（人工供胶）。采用人工喂料时，胶条应保温贮存（如放入折页或布夹等），但停放时间不宜过长（一般不超过1h），否则会使胶温下降或产生焦烧现象。,特别强调：由于胶料挤出为连续生产，所以无论那种供料方式，都应保持喂料的连续性和均匀性，并且与挤出速度相配合，以免造成供胶脱节或过剩。,2）挤出操作挤出工艺包括选择挤出机、预热设备、调节口型、控制温度和速度。（1）挤出机的选择挤出机型号应按挤出制品的规格、性能以及胶料特性来选择。胶料确定后，口型大小是选择设备时的主要考虑因素。螺杆直
50、径应与口型孔径大小或宽度相适应。在孔径给定的情况下，配用挤出机规格过小，会导致机头处压力不足，影响挤出和胶料致密度；挤出机规格过大，则导致机头内压力升高，容易引起胶料焦烧。,（2）设备预热在挤出操作之前，需要对挤出机的机筒、机头和口型进行预热，达到工艺规定的温度。目的是使胶料在挤出机的工作范围内处于良好的流动状态。,（3）口型调节开始供胶后，需要做的工作：调节口型位置；测定和检查挤出半成品的尺寸、厚度、均匀度、表面状态和有无气泡等（直到符合工艺要求的公差范围为止）。,（4）挤出工艺条件 胶料的配合：含胶率越高，挤出速度越慢，挤出物变形大、表面不光滑；在配方中加入增塑剂，可提高挤出速度，改善制品
