橡膠擠出機(jī)，是橡膠工業(yè)的一種基本設(shè)備，是影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵設(shè)備之一，在輪胎和橡膠制品的生產(chǎn)過(guò)程中起著非常重要的作用。國(guó)外橡膠擠出機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了柱塞式擠出機(jī)、螺桿型熱喂料擠出機(jī)、普通冷喂料擠出機(jī)、主副螺紋冷喂料擠出機(jī)、冷喂料排氣擠出機(jī)、銷釘冷喂料擠出機(jī)、復(fù)合擠出機(jī)等階段。
發(fā)展歷程
從 2 0世紀(jì) 5 0年代起，我 國(guó)一些橡膠機(jī)械生產(chǎn)廠家如常州市鋒金寶橡塑機(jī)械有限公司相繼開發(fā)出了熱喂料擠出機(jī)，并廣泛應(yīng)用于輪胎、膠管、塑料等行業(yè)。我國(guó)對(duì)銷釘冷喂料擠出技術(shù)的開發(fā)始于 1 9 8 4年，至今已有二 十多年的歷史。該技術(shù)在歷經(jīng)對(duì)螺紋結(jié)構(gòu)、螺紋參數(shù)、銷釘配置方式與數(shù)量、溫控及 喂料方式 等方面的不斷改進(jìn) 和完 善后，終 于被 國(guó)際認(rèn) 可。銷釘式冷喂料擠出機(jī) 已成 為擠出機(jī)市場(chǎng)的主導(dǎo)產(chǎn)品。
由于在斜交輪胎和子午線輪胎的生產(chǎn)中，胎面、胎側(cè)及三角膠等部件的生產(chǎn)，大都采用 膠料復(fù)合擠出技術(shù)，因此，國(guó)內(nèi)外二復(fù)合、三復(fù)合或四復(fù)合銷釘 式冷喂料 擠 出機(jī) 也就應(yīng) 運(yùn)而生。我國(guó)的復(fù)合擠出技術(shù)已日趨成熟，復(fù)合擠出機(jī)的設(shè)計(jì)制造水平達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，不僅能提供各種組合形式的復(fù)合擠出機(jī)，還能向國(guó)外著名的輪胎公司出口。桂林橡膠工業(yè)新技術(shù)開發(fā)實(shí)業(yè)總公司是國(guó)內(nèi)唯一能設(shè)計(jì)制造 四復(fù)合銷釘式冷喂料擠出機(jī)的企業(yè)，也是國(guó)際上少數(shù)幾個(gè)能夠設(shè)計(jì)制造四復(fù)合銷釘式冷喂料擠出機(jī)的企業(yè) 之一，該企業(yè)為法國(guó)米其林公 司開發(fā)的 ( P 9 0 / ①1 2 O / 中 2 o 0 / l 5 O四復(fù)合銷釘式冷喂料擠出機(jī)獲 得了用戶的好評(píng)。
發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)外情況
國(guó)外橡膠擠 出機(jī) 的主要生產(chǎn)廠家約有 2 2家，主要有德國(guó)特樂(lè)斯特( T r o e s t e r ) 、貝爾斯托夫、克虜伯、 A—Z( V MI ) ，日本中田工程、三菱重工、神戶機(jī)械、神戶制鋼所、今中機(jī)械，美國(guó)法勒爾、戴維斯標(biāo)準(zhǔn)，意大利 波米 尼，瑞士 R C M、 I m t e r p l a s t i -c a ，英國(guó)的 I d d o r B r o t h e r 等公司。德國(guó)特樂(lè)斯特機(jī)械制造廠創(chuàng)建于 1 8 9 2年，其主要致力于輪胎，電纜，密封膠條和運(yùn)輸帶等機(jī)械設(shè)備的開發(fā)研制和生產(chǎn)制造工作。該公司 生產(chǎn)的螺旋式橡膠擠出機(jī)( G S ) 被歐洲和其他國(guó) 家主要橡膠加工廠使用，近一個(gè)世紀(jì)來(lái)其橡膠擠 出機(jī)產(chǎn)量和生產(chǎn)質(zhì)量被公認(rèn)為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。2 O世紀(jì)7 O年代中葉，特樂(lè)斯特公司對(duì) Q S M( 橫向流攪拌) 工藝的發(fā)展起到了推波助瀾的作用，開發(fā)出 了Q S M銷釘式冷喂料擠出機(jī)。從此以后，這一不斷發(fā)展的工藝使輪胎制造商和其他橡膠制品加 工者能夠在不需要更換螺桿的情況下，以最佳的 塑化效果加工各種各樣 的膠料，出膠量高、質(zhì)量好。由于 Q S M銷釘式冷喂料擠出機(jī)對(duì)所有膠料均適用。所以已迅速推廣到橡膠工業(yè)的各個(gè)行業(yè)中。
德國(guó)貝爾斯托夫橡塑機(jī)械公司，創(chuàng)建于 1 0 0年前，是曼內(nèi)斯曼塑膠機(jī)械集團(tuán)公司的成員公司。作為橡塑設(shè)備供應(yīng)商的翹楚，今天貝爾斯托夫已經(jīng)成為全世界塑膠橡膠生產(chǎn)加工擠出系統(tǒng)的領(lǐng)先的制造商之一。1 9 5 4貝爾斯托夫建立了它的第一個(gè)技術(shù)中心， 1 9 6 6開發(fā)并制造出其第一臺(tái)雙螺桿擠出機(jī)， 1 9 9 8年并入曼內(nèi)斯曼塑料機(jī)械集團(tuán)。它為輪胎制造業(yè)提供擠出機(jī)和擠出系統(tǒng)、復(fù)合擠出系統(tǒng)、筒機(jī)頭擠出壓出系統(tǒng)及壓延機(jī)生產(chǎn)線。它的兩復(fù)合、三復(fù)合和四復(fù)合擠出系統(tǒng)所制備的產(chǎn)品包括胎面、胎側(cè)膠條和三角膠條等部件。該公司推出的 Z E B a s i c系列雙螺桿擠出機(jī)，由于各部件實(shí)現(xiàn)了高度標(biāo)準(zhǔn)化，這一系 列的設(shè)備具有極其優(yōu)異的性價(jià)比。Z E B a s i c新機(jī)型特別適用于通用型配混改性用途。隨著新的 Z E B a s i c機(jī)型的推出，貝爾斯托夫公司構(gòu)筑完成了全系列的雙螺桿擠出機(jī)產(chǎn)品，其中包括超高性 能的 Z E U T X和 Z E U T型雙螺桿擠出機(jī)。Z E B a s i c 雙螺桿擠出機(jī)將在全球推廣。
2 0 0 4年荷蘭橡膠機(jī)械制造商 V MI 買斷了德 國(guó)A— z模型及機(jī)械制造有限公司的擠出機(jī)部 門，從而擴(kuò)展了產(chǎn)品范圍。這個(gè)事件拓展了 V MI在輪胎成型和橡膠工業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)品范圍。A—z 擠出產(chǎn)品包括：多復(fù)合、三復(fù)合及四復(fù)合擠出機(jī)，擠出量由每小時(shí) 6 0 k g / 6 0 r am到每小時(shí) 78 0 0 k s / 2 5 0r am。
總的來(lái)說(shuō)，冷喂料橡膠擠出機(jī)已成為歐美等 發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)展主流，至9 O年代初歐美等發(fā)達(dá) 國(guó)家冷喂料擠 出機(jī) 已經(jīng) 占到生產(chǎn) 總量的 9 5 %。歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家正在開發(fā)、生產(chǎn) MT C D和 其它高速、精密的新型擠出設(shè)備。
國(guó)內(nèi)情況
我國(guó)橡膠擠出機(jī)的年產(chǎn)量近 8 0 0臺(tái)，生產(chǎn)廠 家有 5 O家左右，主要分布在青島市、桂林市、內(nèi)蒙、上 海等地。國(guó)內(nèi)雖然有眾多橡膠螺桿擠出機(jī)制造 企業(yè)。但具備開發(fā)設(shè)計(jì)能力并在行業(yè)中頗有影響 者僅有 4—5家。如常州市鋒金寶橡塑機(jī)械有限公司、桂林橡膠工業(yè)新技術(shù)開發(fā)實(shí) 業(yè)總公司、賽象科技股份有限公司、內(nèi)蒙古自治區(qū)富特橡塑機(jī)械有限公司和內(nèi)蒙古宏立達(dá)橡塑機(jī)械有限公司等。國(guó)內(nèi)在八十年代中期開始接觸和使用 B e t - s t o r f f 公司及 T r o e s t e r 公司的三復(fù)合擠出技術(shù)和雙 復(fù)合擠出技術(shù)。內(nèi)蒙古富特橡塑機(jī)械有限公司與國(guó)外多家公司進(jìn)行技術(shù)交流，在吸收國(guó) 外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)生產(chǎn)了多種規(guī)格的銷 釘式冷喂料復(fù)合擠出機(jī)，使復(fù)合擠出設(shè)備實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，并使該技術(shù)達(dá)到了比較成熟的程度。近 年。該公司為北京輪胎廠提供了 * 2 0 0 / 2 5 0雙復(fù) 合銷釘冷喂料擠出機(jī)，為合肥佳通輪胎公司提供 了 ．1 2 0 / 1 5 0 / 1 2 0三復(fù)合銷釘式冷喂料擠出機(jī)，又為越南和臺(tái)資輪胎廠提供了多臺(tái)不同規(guī)格的銷釘式冷喂料復(fù)合擠出機(jī)。
在密封膠條生產(chǎn)中，三復(fù)合機(jī)頭、四復(fù)合機(jī)頭也得到較快 的發(fā) 展。我 國(guó)較早 引進(jìn) 的密封膠條生產(chǎn)線復(fù)合機(jī)頭大都配有剪切機(jī)頭，機(jī)頭結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，使用的三復(fù)合、四復(fù)合機(jī)頭結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡(jiǎn)單，使用效果較好，已不再采用剪切機(jī)頭。隨著國(guó)產(chǎn)化復(fù)合擠出設(shè)備的發(fā)展，復(fù)合擠出技術(shù)及生產(chǎn)工藝將會(huì)出現(xiàn)較快發(fā)展的局 面。內(nèi)蒙古富特橡塑機(jī)械有限公司自行設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的配置“ L ”型輥筒機(jī)頭 的銷釘式冷喂料擠出機(jī)，已在輸送帶復(fù)蓋膠膠片的生產(chǎn)工藝以及子午線輪胎氣密層膠 片生產(chǎn)中得到應(yīng)用。其最大的特點(diǎn)是綜合了壓延機(jī)和擠出機(jī)的諸多優(yōu)點(diǎn)，擠出膠片的氣密性好，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，減少了生產(chǎn)設(shè)備，降低 了大量 能耗，提高 了制 品質(zhì)量。
據(jù)報(bào)道，部分國(guó)產(chǎn)復(fù)合擠出設(shè)備已可完全替代進(jìn)口設(shè)備。桂林橡膠工業(yè)新技術(shù)開發(fā)實(shí)業(yè)總公司開發(fā) 的 中l(wèi) 5 0冷/ ~ 2 5 0熱雙復(fù)合擠出機(jī)組，由于采用 了新結(jié)構(gòu)螺桿，膠料輸送能力大大提高，擠 出量達(dá) 到 4 2 0 0 k g / h ；擠出 1 1.O O以下規(guī)格的胎面速度在 1 6—2 2 m / r a i n之間，超出大多數(shù)同類進(jìn) 口設(shè)備指標(biāo)約 1倍。其開發(fā) 的 ~1 2 0 /中 2 0 0 / 中 2 5 0冷喂料三復(fù)合擠出機(jī)組，成為國(guó)內(nèi)首臺(tái)用于全鋼輪胎生產(chǎn)的三復(fù)合擠出設(shè)備。中國(guó)化學(xué)工業(yè)桂林 工程公 司還 成功研制出四復(fù)合擠出機(jī)組，達(dá)到和接近 國(guó)外先進(jìn)水平，已經(jīng)用于米其林輪胎生產(chǎn)的子午線輪胎的胎側(cè)擠出。該機(jī)組價(jià)值千萬(wàn)元，是專門生產(chǎn)各類高檔子午線輪胎的生產(chǎn)線。該套設(shè)備是長(zhǎng)達(dá)百米的龐然大物，僅擠 出機(jī)組 的一個(gè) 機(jī)頭 重達(dá) 2 3噸，全球只有少數(shù)廠商可以提供類似產(chǎn)品。先進(jìn)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，有利于新型設(shè)備與技術(shù)的推廣，提高企業(yè)裝備水平，促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展，特別是由于我國(guó)子午線輪胎生 產(chǎn)的快速發(fā)展及銷釘式冷喂料擠出機(jī)所具有的優(yōu)勢(shì)，使銷釘式冷喂料擠出機(jī)的推廣應(yīng) 用具有更大優(yōu)勢(shì)，成為熱喂料擠出機(jī)和普通冷喂料擠 出機(jī)的換代產(chǎn)品，為銷釘式冷喂料擠 出機(jī)提供了廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。
國(guó)外現(xiàn)狀
歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家主要以冷喂料擠出機(jī)為主， MC T擠出機(jī) 已經(jīng)進(jìn)入推廣階段。至 2 0世紀(jì) 9 0年代末。全球 已有數(shù)百臺(tái) MC T擠出機(jī)投入使用，僅在北美就有 1 0 0多臺(tái)用于輪胎的熱翻和冷翻。據(jù)介紹，目前最先進(jìn)的橡膠擠出機(jī)是德國(guó) A —z公 司設(shè) 計(jì) 的 由 MC T D 一9 0 、 M C T D 一1 5 0 、 MC T D一 2 0 0組成的三復(fù)合擠出機(jī)，其特點(diǎn)是體積 小，節(jié)能 2 0 % ，在北美地區(qū)用于翻胎作業(yè)。盡管 MC T和 MC T D擠 出技術(shù)在開發(fā)商的宣 傳中介紹了許多優(yōu)點(diǎn)，但并不是所有的MC T擠出 機(jī)都是成功的。國(guó)內(nèi)曾引進(jìn)過(guò) MC T 9 5 / 5 0 / 5 0三 復(fù)合設(shè)備，計(jì)劃用于力車胎胎面的擠出，但由于 塑化不均等問(wèn)題而宣告失敗。根據(jù)德國(guó) T r o e s t e r 公司的意見，這種設(shè)計(jì)是不成功的。
國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀
隨著冷喂料擠出機(jī)的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，熱喂 料擠出機(jī)的應(yīng)用范圍正逐步縮小。橡膠擠出機(jī)由 熱喂料向冷喂料發(fā)展，冷喂料銷釘式擠出機(jī)已成 為發(fā)展主流。銷釘式擠出機(jī)已較多地在我 國(guó)橡膠工 業(yè)中應(yīng)用，涉及輪胎胎面、子午線輪胎胎側(cè)、胎圈 膠、各種膠管及 內(nèi)襯層膠片等。所用機(jī) 臺(tái)進(jìn) 口、國(guó)產(chǎn)都有，螺桿直徑為 8 5～2 5 0 m m，長(zhǎng)徑比為 1 2 ～1 6。銷釘式冷喂料擠 出機(jī) 由于具有優(yōu) 于熱喂料 擠出機(jī)和普通冷喂料擠出機(jī)的許多優(yōu)勢(shì)。近十多 年來(lái)在我國(guó)橡膠工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，用途 不斷擴(kuò)大。國(guó) 內(nèi)早期 引進(jìn) 的銷釘式冷喂料擠 出 機(jī)主要用于子午線輪胎胎面膠擠 出和膠 管生產(chǎn) 中的膠芯和包膠生產(chǎn)工藝。半鋼、全鋼子午線輪胎胎面大多數(shù)都采用銷釘式冷喂料擠出 機(jī)生產(chǎn)。在斜交輪胎生產(chǎn)工藝以及其它橡膠制 品生產(chǎn)工藝 中，許 多生產(chǎn)廠家都采用了銷釘式冷 喂料擠出機(jī)。在橡膠工業(yè)生產(chǎn)中，傳統(tǒng)的生產(chǎn)工 藝是擠出機(jī)作為成型擠出工藝設(shè)備，銷釘式冷喂 料擠 出機(jī) 由于擠出量大、塑化效果好而已經(jīng)普遍 用于鋼絲、纖維簾線壓延機(jī)及氣密層膠片壓延機(jī) 的供膠。最近幾年，銷釘式冷喂料擠出機(jī)也推廣 用于濾膠，并得到了用戶的好評(píng)。
銷釘式冷 喂料 內(nèi)復(fù) 合擠 出機(jī)也 已廣 泛應(yīng) 用在子午線輪胎生產(chǎn)中，成為子午線輪胎生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，雖然一些企業(yè)在生產(chǎn)中仍然采用機(jī)外復(fù)合擠出工藝，但 隨著新技術(shù)、新工藝 的改 進(jìn)和更新，以及市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，舊的生產(chǎn)工藝及裝備必將被淘汰，內(nèi)復(fù)合擠出機(jī)是復(fù)合生產(chǎn)工藝的必然發(fā)展方向。
然而，在我 國(guó)橡 膠工業(yè)生產(chǎn)企業(yè) 中，熱喂料擠出機(jī)仍占有很大的比例。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)使用開煉機(jī)供膠的熱喂料擠出生產(chǎn)工藝在國(guó)內(nèi)占7 0 %左右，我國(guó)很多老的橡膠生產(chǎn)企業(yè)使用的是2 O世紀(jì) 5 O年代的擠出設(shè)備，工藝和設(shè)備落后。有些企業(yè)認(rèn)為老的擠出設(shè)備有其一定的優(yōu)勢(shì)，如開煉機(jī)煉膠分散性好，可操作性好，操作人員熟練等，但銷釘式冷喂料擠出機(jī) 的優(yōu)勢(shì)大于熱喂料擠出機(jī)。銷釘式冷喂料擠出機(jī)代表了橡膠
擠出機(jī)的發(fā)展方向，具有很大的發(fā)展?jié)摿ΑＳ纱丝梢姡覈?guó)橡膠生產(chǎn)企業(yè) 中擠出工藝的技術(shù)改造，進(jìn)一步推廣使用銷釘式冷喂料擠出機(jī)還有很大的空間。
螺桿擠出機(jī)螺紋元件的嚙合區(qū)具有較大的速度梯度，因此在嚙合區(qū)有利于物料的充分混合。雙螺桿、 “一”字型三螺桿、三角形三螺桿和 四螺桿擠出機(jī)的嚙合區(qū)個(gè)數(shù)分別為 1 、2 、3 、4個(gè)，由于嚙合區(qū)個(gè)數(shù)的增加，物料混合能力也逐漸增強(qiáng)。三角形三螺桿和四螺桿擠出機(jī)具有特殊的結(jié)構(gòu)—— 中心區(qū)。中心區(qū)的物料形成環(huán)流，環(huán)流的存在促進(jìn)了中心區(qū)物料的混合，增加了物料在中心區(qū)的混合時(shí)間。經(jīng)過(guò)分析，物料不會(huì)滯留于 中心區(qū)。雙螺桿、 “一”字型三螺桿、三角形三螺桿和 四螺桿擠出機(jī) 的流量、回流量、回流系數(shù) 以及平 均剪切速率依次逐漸增大，從理論上驗(yàn)證了多螺 桿擠出機(jī)在物料輸運(yùn)能力以及物料混合能力等 方面均具有較佳的生產(chǎn)能力，多螺桿擠出機(jī)更適 合聚合物的加工。
參考資料 >