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1.热喂料压出法
热喂料压出法是指胶料喂入压出机之前需经预先加热软化的压出方法,所采用的设备为热喂料压出机。由于胶料预先软化,因而在压出机中的喂料段很短,不明显。此外,螺杆长径比较小(3~5),压出机的功率也较小。常用的压出机规格有螺杆直径为30、65、85、115、150、200、250等。
热喂料压出法是目前国内采用的主要压出方法。其设备结构简单,动力消耗小,胶料均匀一致;半成品表面光滑,规格尺寸稳定。但由于胶料需要热炼,增加了压出作业工序,使总体的动力消耗大,占地面积大。
热喂料压出法按机头内有无芯型,可分为有芯压出和无芯压出,按半成品组合形式,可分为整体压出和分层压出。整体压出是指用一种胶料一台压出机压出一个半成品或由多种胶料多台压出机,再通过复合机头压出一个半成品。而分层压出是指用多种胶料多台压出机分别压出多个部件,再经热贴合而形成一个半成品。
(1)压出工艺条件和操作程序压出工艺条件主要包括压出温度和压出速度。
为使压出过程顺利,减少压出膨胀率,得到表面光滑,尺寸准确的半成品,并防止胶料焦烧,必须严格控制压出机各部位温度,一般距口型越近温度越高。
压出速度是以单位时间内压出半成品的长度(或质量)来表示。与压出温度,胶料性质和设备特性等有关,一般应视半成品规格和胶料性质而定,通常为3~20m/min,螺杆的转速应控制在30~50r/min为宜。
压出操作开始前,先根据技术要求安装上口型(和芯型),并预热机筒,机头,口型和芯型,一般采用蒸汽介质加热至规定温度范围(需10~15min)。然后开始供胶调节口型,检查压出半成品尺寸,表面状态(光滑程度,有无气泡等),直至完全符合要求后才能开始压出半成品。半成品的公差范围根据产品规格和尺寸要求而定,一般小规格的尺寸公差为0.75mm,大规格的为-1.0~+1.5mm。
压出完毕,在停机前必须将口型拆除,以便于将留存于机身中的存胶全部清除,以防胶料在机筒残余热量的作用下发生焦烧。但拆除口型是比较费力的,所以在停机前也可以加入一些不易焦烧的胶料,将机筒内原有的胶料挤出再停车。
在压出过程中,如发现半成品胶料中有熟胶疙瘩及局部收缩,则是焦烧现象,必须即刻充分冷却机身。如焦烧现象严重时,则马上停止装料,停机卸下机头,清除机身中全部胶料,否则会损坏机器。
(2)影响压出工艺及其质量的因素影响压出工艺及其质量的因素主要有胶料的组成和性质,压出机的规格和特征及工艺条件等三个方面。
不同胶种具有不同的压出性能(见本章第四节)。胶料含胶率高,压出速度慢,压出变形大,半成品表面不光滑。不同补强填充剂压出性能也不同,炭黑结构性高,易于压出;各向异性的填料压出变形小;适当增加填料用量,压出性能可得到改善,不仅压出速度有所提高,而且压出变形减小,但由于胶料硬度提高,压出生热增加。适当采用软化剂如硬脂酸、石蜡、凡士林、油膏及
矿物油等可以加快压出速度,压出变形小,半成品表面光滑。掺用再生胶后不仅能加快压出速度,减少压出生热,降低压出变形,而且能增加压出半成品的挺性。胶料可塑性大,流动性好,压出速度快,压出变形小,半成品表面光滑,压出生热小,但可塑性太大,则压出半成品缺乏挺性,易产生变形。
压出机规格太大,则相对口型太小,使机头压力大,压出速度快,但压出变形大,同时由于胶料在机头内停滞时间长,易焦烧。相反,压出机规格太小,则机头压力不足,压出速度慢,排胶不均匀,半成品尺寸不稳定,且致密性较差;压出机的长径比大,螺杆长度长,对胶料的作用时间长,胶料均匀性及所得半成品质量好,但易焦烧。螺纹槽的压缩比大,半成品致密性提高,但胶料生热高,易焦烧。
压出温度和压出速度对半成品尺寸精确性和表面光滑性影响很大。压出温度过低,则胶料塑化不充分,使半成品压出变形大,表面粗糙,且动力消耗也大。但压出温度过高,胶料易产生焦烧。压出速度过快,压出变形增大,半成品表面粗糙,压出生热高,易焦烧,压出速度过慢,则使生产效率降低。
此外,压出后半成品的接取装置速度应与压出速度相匹配,否则会造成半成品断面尺寸不准确,甚至表面出现裂纹等弊病。一般接取速度要比压出速度稍快为宜。
影响压出工艺及其质量的因素是十分复杂的。生产中只有结合胶料的配方和压出设备的实际情况,才能制定出恰当的压出工艺条件,制得合乎要求的压出半成品。
2,冷喂料压出法
冷喂料压出法是指胶料直接在室温条件下喂入压出机中的一种压出方法。与热喂料压出法相比,胶料在压出机中有明显的喂料段。此法采用的冷喂料压出机,长径比很大,一般为8~16,相当于普通压出机的两倍以上,压缩比较大,一般为1.7~1.8,以强化螺杆的剪切和混炼作用,使胶料获得均匀的温度和可塑性。螺杆螺纹有单螺纹和双螺纹两种,前者用于压出硬性胶料,后者用于压出塑性高的胶料。螺纹结构一般为等距不等深式。为便于自动加料,在加料口下加装一个加料辊,加料辊与螺杆最末端的三个螺纹并列,加料辊尾部有一联动齿轮,与主轴的附属驱动齿轮相啮合,直接由螺杆轴带动。当加料辊运转时,由于与螺杆摩擦而生热,使冷胶料通过时变热,又由于与螺杆间保持适当的速比,能使胶条匀速地进入螺杆,保证压出物均匀。加料辊虽是机身的一个部件,但与机身的结合是活络的,可以随意安装或拆开。由于摩擦引起的热量比一般压出机大,所以,冷喂料压出机所需功率较大,相当于普通压出机的两倍。通常使用的冷喂料压出机规格有XJW-60,90,120,150,200等。
冷喂料压出法和热喂料压出法相比,由于胶料无需热炼,故简化了工序,节省了人力和设备,劳动力可节约50%以上;压出工艺总体消耗能源少,设施占地面积小;应用范围广,灵活性较大,不存在热炼工序对半成品质量的影响,使压出物外形更趋一致,而且不易产生焦烧现象;自动化、,连续化程度高,但却存在压出物表面容易出现粗糙的现象,压出机昂贵等缺陷。
冷喂料压出工艺与热喂料压出工艺的区别是在加料前,需将机身和机头预热,并开快转速,使压出机各部位温度普遍升高到120℃左右。然后开放冷却水,在短时间内(2min),使温度骤降到机头70℃左右,机身65℃左右,加料口55℃左右,螺杆80℃左右、若压出合成橡胶胶料,加料后可不通蒸汽,甚至还要开放冷却水。天然橡胶胶料进行冷喂料压出时,则各部位的温度应控制得略高些,机头和机筒还应适当通入蒸汽加热。冷喂料压出机的温度控制比较灵敏,可通过控制螺杆和机筒温度的匹配,取得压出质量和塑化质量之间较好的平衡。