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橡胶挤出机的发展趋势
发布日期：2011-08-22

橡胶挤出机的发展趋势 1 螺杆向多螺杆方向发展螺杆挤出机螺纹元件的啮合区具有较大的速度梯度，因此，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，由于啮合区个数的增加，物料混合能力也逐渐增强。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，增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量、回流量、回流系数以及平均剪切速率依次逐渐增大，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。 2 多流道传递混合螺杆( MC T ) 挤出机　　MC T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，在螺杆上流道数逐增、螺纹深度逐减，在混合传递区中部达到极值后逐渐恢复原状，在螺杆流道增多过程中，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。　　MC T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 MC T挤出机胶料塑化是依靠机械作用进行的，摩擦力很小，因此 MC T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。　　MC T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，并且表面质量和外轮廓边角形状好。M C T挤出机的螺杆比普通型挤出机螺杆短，易于将两个或三个 MC T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 9 5 mm 主 MC T挤出机和两台5 0 m m副 MC T挤出机组成“ 三复合” 挤出机。由于 MC T挤出机的塑化混合区很短( 约 2.5 D) ，流道内没有障碍干扰元件，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 MC T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， MC T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。　　2 O世纪 9 O年代末，全球已有数百台 MC T挤出机投入使用，仅在北美就有 1 0 0多台用于轮胎的热翻和冷翻，并且与 C T C—S B I 和 C T C—S BⅡ 挤出机／成型机配合， MC T直接挤出到胎体上，既提高了质量，也节省了人力和物力。2 5 4 m m规格的 MC T已经进行了工业实验，而且德国橡胶技术研究所在 9 O年代末就在探索利用超声波来降低弹性体的粘度，以期解决 MC T挤出机对于普通工业胶料在挤出质量、产量和节能方面的不足。欧美主要橡胶挤出机厂商将发展 MC T挤出机作为新的方向。最近几年重点发展的是改进型 MC T挤出机。第三代 M C T挤出机MC T D和销钉式MC T挤出机可能是未来发展的方向，尤其是销钉式 M C T挤出机兼备销钉螺杆挤出机和 MC T挤出机的优点，具有广阔的市场前景和发展空间。 3 机头向多复合方向发展　　挤出机头是决定挤出制品最终质量的一个关键部件。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年前相比，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6 O年代起由德国 T r o e s t e r 公司和 B e r s t o r f f 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 8 O年代和 9 O年代已开发了三复合和四复合挤出机头，目前正在研制开发五复合挤出机头，不久将有产品问世。 4 新驱动技术和大功率液压电机的使用　　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水平，已在各种冷喂料挤出机上得到广泛应用。　　瑞典 Ha g g l u n d s D r i v e r s A B公司在三十多年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，进口配套则价格昂贵，因此国产螺杆挤出机上至今还没有使用过这种驱动技术。 5 控制系统智能化和网络化　　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、喂料量，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量，便于安装调试及维修，而且极大地增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。 6 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，最近几年，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。 7 精密挤出技术有待发展　　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、低附加值的成型加工方法。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增，对精密挤出成型设备与技术的要求也不断增加。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量传递等，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。目前国内厂家在高速、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 1 5—2 O年的差距。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 1 O年以上。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。 8 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，这对保证整机质量、降低成本、加速资金周转都非常有利。

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