橡胶挤出设备发展.pdfVIP

橡 胶 挤 出 设 备 的 技 术 进 步 和 发 展 前言 长期以来，挤出机已是橡胶工业的一种基本设备。从最初的简单的柱塞式挤出机的应用，发展到今天普遍推 广的销钉冷喂料挤出机，期间经历了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。 柱塞式挤出机可较好地用于挤出长度较短的制品，而螺杆型则适用于连续的型件。过去很长一段时间对挤出 机的设计改变很少，但是劳动力、物料、尤其是能源等费用的上涨，结束了挤出机技术与设备的长期停顿状况， 现在挤出机已是橡胶加工过程中一种多用途的先进设备，而且已经远远超出对型件及各种部件的挤出[1]。 在 1 9 世纪 8 0 年代出现了橡胶热喂料挤出机，由于其结构简单、生产效率高、制造容易以及能够连续化作 业等独特的优点，使得热喂料挤出机在橡胶工业中获得广泛的应用，并成为橡胶工业的重要设备。但是，由于 热喂料挤出机需一整套庞大的预热供胶系统，不但使工艺过程复杂化，而且在占地面积、电能的消耗、劳动力 的浪费等都有不可克服的缺点。特别是热喂料挤出机螺杆长径比很短，很难建立起机头压力，导致挤出半成品 质地疏松，直接影响橡胶成品的质量。 为了克服热喂料挤出机存在的问题，德国在 2 0 世纪 4 0 年代初期发明了橡胶冷喂料挤出机，这种挤出机是 在原有的热喂料挤出机基础上加大螺杆的长径比，使挤出机机外的胶料热炼供胶功能变成挤出机机内的热炼功 能。因而，可以取消热喂料挤出机所需庞大的热炼供胶系统，同时也提高了挤出机的机头压力，使挤出半成品 质地致密，提高了制品的质量。然而，早期的冷喂料挤出机其螺杆构型比较简单，一般是等深不等距或等距不 等深的普通螺杆。这种类型的螺杆主要是起输送作用，其剪切、混合功能较差；加之当时疏忽了冷喂料挤出机 各区段恒温加热的重要性，导致挤出胶料塑化达不到要求。因此，这种普通型冷喂料挤出机在橡胶工业迟迟得 不到推广，其用途也只局限在电缆电线的覆胶。 经过 20 多年的发展，在 20 世纪 60 年代初期工业化国家出现了主副螺纹强力剪切螺杆，也相应出现了主副 螺纹冷喂料挤出机。这类冷喂料挤出机的出现，使挤出机的剪切功能和混合功能得到显著提高，同时能建立起 更高的机头压力，这就突破了冷喂料挤出机一直没有解决的塑化能力问题。这时期冷喂料挤出机开始得到较迅 速的发展。也几乎在同一个时期，随着某些制品在加工过程中需要除去原料中的气体、水份或各种易挥发物， 使得先前使用的挤出机的用途受到限制，这时工业化国家推出了冷喂料排气挤出机，这类挤出机能有效解除物 料中所含的水份、溶剂，从而提高成型产品的光洁度，减少各种缺陷，而更好地提高产品质量。 在 7 0 年代末期 8 0 年代初期，工业化国家又推出了销钉机筒冷喂料挤出机，由于这种挤出机具有高塑化能 力和高生产率，当它一出现时就得到橡胶工业的积极响应，在几年之间就得到了普遍推广，发展十分迅速。与 此同时，与其相匹配的挤出联动线也得到异常迅速的发展，如复合胎面挤出联动线等等。还有其配套的附属装 置，如：热水循环温控装置、机头测压装置，以及喂料供胶装置等也得到迅速发展。这是冷喂料挤出机发展的 一个辉煌时期。 下面将对挤出机的各个发展阶段作一简单的介绍。 一、柱塞式挤出机 挤出机起源于 1 8 世纪，1 7 9 5 年在英格兰Joseph Bramah制造了一台用于制造无缝铅管的手动活塞式压机 [ 2 ] ，这台机器通常被认为是第 1 台挤出机。从他发明第 1 台柱塞式挤出机开始，在 1 9 世纪前半个世纪内， 挤出机似乎只应用于铅管的生产、通心粉和其他食品的加工、制砖以及陶瓷工业。 在挤出机作为一种制造方法的发展过程中，第 1 次有明确记载的时间是 1 8 4 5 年，当时R. Br o oma n 申请了 用挤出机生产固特波胶电线的专利。固特波公司的H.Bewlg y随后改进上述挤出机，并于 1 8 5 1 年将它用于包 覆在Do v e r和Calais公司之间[3-4]第 1 根海底电缆的铜线上。在此后的 2 5 年内，挤出方法日渐重要，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电缆生产的地位。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的口模中，古塔波胶 从口模中挤出，这样它就包覆在铜导线上形成绝缘层。 柱塞式挤出机虽然在一定的程度上满足了人们的要求，但是它有 2 大