橡膠擠出壓片機(jī)的完善和思考

劉婧

(大連橡膠塑料機(jī)械有限公司，遼寧 大連 116039)

橡膠擠出壓片機(jī)的完善和思考

劉婧

(大連橡膠塑料機(jī)械有限公司，遼寧 大連 116039)

論述國外某用戶針對國產(chǎn)橡膠擠出壓片機(jī)提出了的一系列規(guī)范和要求，原本成熟的設(shè)備在完善和優(yōu)化了若干細(xì)節(jié)后，基本滿足了該用戶的使用需求。同時，我公司在同國外用戶的交流和合作中，不斷汲取其先進(jìn)的技術(shù)理念，提高自身產(chǎn)品質(zhì)量，以期為國內(nèi)外市場輸送更高質(zhì)量的產(chǎn)品。

橡膠擠出壓片機(jī)；優(yōu)化；安全；安全防護(hù)

20世紀(jì)80年代，大連橡膠塑料機(jī)械有限公司在國內(nèi)率先開始了橡膠擠出壓片機(jī)的研制開發(fā)工作，從最初的單螺桿橡膠擠出壓片機(jī)到20世紀(jì)90年代中期的平行雙螺桿橡膠擠出壓片機(jī)，再到20世紀(jì)90年代末的雙箱錐形雙螺桿擠出壓片機(jī)及2005年改進(jìn)開發(fā)的單箱雙螺桿擠出壓片機(jī)。近年來，隨著科學(xué)發(fā)展觀的不斷鞏固和深入，清潔生產(chǎn)正逐步推行，安全生產(chǎn)也在更進(jìn)一步發(fā)展，與此同時，越來越多的輪胎及橡膠產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)對于設(shè)備的功能性、環(huán)保性以及安全性有了更高層次的要求。因此，我公司不斷地針對橡膠擠出壓片機(jī)系列產(chǎn)品做著改進(jìn)和完善工作，并從國外先進(jìn)的想法和理念中汲取寶貴的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。2015年6月，國外某知名輪胎及橡膠產(chǎn)品生產(chǎn)廠商在我公司訂購了一臺XJY-SZ743×330橡膠雙螺桿擠出壓片機(jī)，為滿足該用戶的使用需求，我們在原本成熟的設(shè)備基礎(chǔ)上，對一些細(xì)節(jié)部分做了完善和優(yōu)化，以下作一些簡單的介紹，以期對國內(nèi)類似設(shè)備的升級和改進(jìn)做借鑒之用。

1 壓片裝置

壓片裝置是橡膠雙螺桿擠出壓片機(jī)的核心部件之一。在工作過程中，壓片裝置將擠出裝置送出的膠料按工作需要壓成一定規(guī)格的膠片，其性能的好壞直接影響到壓出膠片的品質(zhì)。在多年的探索和實(shí)踐中，壓片裝置的整體結(jié)構(gòu)已日趨完善，大到輥筒、支架，小到諸如限位開關(guān)、急停開關(guān)、壓力傳感器等控制裝置，在功能和性能上已基本滿足各類用戶的安全生產(chǎn)需要。

輥筒是橡膠雙螺桿擠出壓片機(jī)的主要工作件，其主要用于對橡膠的片狀壓出，以便運(yùn)輸和儲存，所以它的可靠性和使用性變得尤為關(guān)鍵。隨著近年來輪胎無內(nèi)胎化迅速普及，丁基橡膠等較黏橡膠迅速推廣應(yīng)用。為適應(yīng)市場需求，生產(chǎn)設(shè)備需具有較好的防黏性。經(jīng)過一段時間的試驗(yàn)和研究，我公司研制出一種新型的防橡膠黏連的焊接輥筒，材質(zhì)選用合金結(jié)構(gòu)鋼，分結(jié)鍛造后焊接而成。輥筒工作表面高頻淬火，噴丸處理后鍍鉻，且輥面中部帶有一段了長300 mm，深0.3±0.1 mm的溝槽，具有耐磨性好，使用壽命長和有效防止橡膠黏連等優(yōu)點(diǎn)。

此次為國外用戶提供的設(shè)備中，支撐并安裝輥筒、軸承座和調(diào)距裝置的支架（如圖1）采用了球墨鑄鐵空心鑄造結(jié)構(gòu)，適當(dāng)增設(shè)了加強(qiáng)肋及內(nèi)法蘭，減輕了鑄件質(zhì)量，并利用這種孔洞結(jié)構(gòu)將沿途經(jīng)過的電氣線路集中在了支架內(nèi)部，令設(shè)備整體十分整潔美觀。

本系列產(chǎn)品的多年投放使用已證明，輥筒的機(jī)械和電氣雙重安全保護(hù)，有效地提高了本產(chǎn)品的安全可靠性和操作便利性。為更好的利用支架的這種新結(jié)構(gòu)，我們將輥筒前方的壓力反饋裝置（即電氣安全裝置）做了進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。如圖2所示，舊結(jié)構(gòu)中，為

實(shí)現(xiàn)本安全裝置的安裝，會在實(shí)心的支架中加工出兩個交叉孔，而在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中，在保持原工作位原理和位置的基礎(chǔ)上，使傳力桿整體加長而貫穿于支架體中，將壓力傳感器安裝在支架的外部，避免了在支架體上鉆多個孔，進(jìn)而加強(qiáng)了設(shè)備的強(qiáng)度，提高了安全系數(shù)。此外，根據(jù)用戶的使用需求，我們在下輥筒的前方，提供了一種由導(dǎo)輥、搖臂、軸承、軸和角度傳感器等組成的浮動輥式生產(chǎn)線速度控制裝置（如圖3）。該裝置可檢測生產(chǎn)線上膠片的張緊程度，并利用控制單元調(diào)整生產(chǎn)線上各設(shè)備的運(yùn)行速度，從而形成各設(shè)備間良好的速度匹配，進(jìn)而保證成品質(zhì)量。

圖1 支架

圖2 壓力反饋裝置

2 擠出裝置

擠出裝置是本設(shè)備的另一核心部件。設(shè)備運(yùn)行時，兩根相互嚙合的螺桿相向旋轉(zhuǎn)，將物料從螺桿大端推向小端，安裝時成一定角度，使膠料受重力作用下滑，并在向前推移的過程中被連續(xù)擠壓，進(jìn)而使進(jìn)入壓片裝置輥筒的膠料無氣泡，致密性好。

圖3 浮動輥裝置

該部件基本按常規(guī)的成熟結(jié)構(gòu)設(shè)計。在用戶的建議下，我們在螺桿的尾部增加了一件TL-N12MD型感應(yīng)傳感器，用來測試螺桿的轉(zhuǎn)動速度。在以往的用戶使用過程中，我們通常將電機(jī)變頻器或直流裝置中的輸出信號直接用來記作螺桿轉(zhuǎn)速，本次設(shè)備中，該外國客戶的這項(xiàng)建議或許是國外輪胎及橡膠制品企業(yè)在生產(chǎn)中通常使用的做法，這種方式可直接監(jiān)測螺桿的轉(zhuǎn)速，數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確，從而更好的控制設(shè)備安全穩(wěn)定的運(yùn)行，從而保證膠料的品質(zhì)。這或許可以給國內(nèi)的輪胎及橡膠制品企業(yè)帶來啟迪。

3 冷卻系統(tǒng)

每個設(shè)備都有其工作溫度的上限，任何設(shè)計精良的機(jī)械設(shè)備在長期過熱及不均勻熱應(yīng)力的情況下都會發(fā)生故障、失效，甚至引發(fā)安全事故。隨著現(xiàn)代煉膠用壓片機(jī)采用更加緊湊的設(shè)計和更大的單位體積功率，生產(chǎn)效率越高，隨之設(shè)備產(chǎn)生的熱流密度也會隨之明顯增大。所以，冷卻系統(tǒng)工作性能的優(yōu)劣，直接影響著動力系統(tǒng)的整體性能。本設(shè)備采用雙回路冷卻系統(tǒng)，對壓片裝置和擠出裝置兩大重要部件分別進(jìn)行冷卻。水管采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼管，旋轉(zhuǎn)接頭及連接用軟管選用優(yōu)質(zhì)進(jìn)口品牌產(chǎn)品，各回路均帶有流量視鏡，且進(jìn)水與回水的各個回路均貼有流向標(biāo)識。冷卻系統(tǒng)整體美觀耐用，可保證設(shè)備生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

4 干油潤滑系統(tǒng)

隨著機(jī)械設(shè)備向智能化方向發(fā)展，集中潤滑越來越凸顯出其重要性，潤滑性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到機(jī)械設(shè)備是否能高效、正常運(yùn)行。集中潤滑系統(tǒng)對機(jī)械設(shè)

備而言并不是可有可無的輔助設(shè)備，而是提升產(chǎn)品檔次、增加產(chǎn)品可靠性、降低設(shè)備維護(hù)成本、提高產(chǎn)品總體效益和競爭力的必不可少的選擇。本次設(shè)備采用了遞進(jìn)式集中自動干油潤滑系統(tǒng)，在機(jī)器運(yùn)行時，能夠定時、定量地自動加注潤滑脂到各潤滑點(diǎn)。油箱上帶有檢測高、低油位的超聲波傳感，且系統(tǒng)整體容易發(fā)現(xiàn)故障，潤滑油能及時地從油箱出口的安全閥卸出。

5 其他

擠出裝置的上方安裝有料槽，用于將密煉機(jī)落下的膠料送入機(jī)筒中。本設(shè)備的料槽由不銹鋼板焊接構(gòu)成，在高、中、低三個料位上分別放置著超聲波料位儀，接收膠料位置信號從而調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行速度。在料槽的上部，安裝有國際通用規(guī)格的法蘭，用來連接滅火管。

該設(shè)備按需提供了檢修時可控制推出的液壓推出裝置，用來整體推出壓片裝置。在以往的常規(guī)配置基礎(chǔ)上，油缸活塞桿的極限位置配備了磁制伸縮線性位移傳感器，用來測量壓片裝置的推出距離。壓片裝置輥筒的傳動端與壓片減速器用萬向聯(lián)軸器相聯(lián)，在壓片裝置向前推出的過程中，依靠萬向聯(lián)軸器較大的角向補(bǔ)償能力，在不拆卸的條件下，可以向前推出一定距離，但萬向聯(lián)軸器的折角是有一定范圍的，若超出這個范圍繼續(xù)向前移動，可能會破壞萬向聯(lián)軸器和輥筒。我們通過計算，得出了在不拆卸萬向聯(lián)軸器時，壓片裝置向前移動的極限位置，并分別增加了機(jī)械限位塊和電氣限位開關(guān)，從而保證了相關(guān)機(jī)體組件組件的安全。

6 安全防護(hù)

隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和勞動力成本的不斷提高，工業(yè)自動化存在著巨大的發(fā)展空間，與此同時，安全生產(chǎn)環(huán)節(jié)也越來越受到生產(chǎn)者和使用者的關(guān)心和重視。 一個設(shè)備的安全防護(hù)部分與該設(shè)備的基本應(yīng)用組件之間其實(shí)是相輔相成的。在設(shè)備的設(shè)計階段，就應(yīng)充分考慮安全防護(hù)的各個方面，這樣在設(shè)備運(yùn)行時會避免許多不必要的危險，并能減少日后設(shè)備安全防護(hù)方面的額外改造。

本次設(shè)備在原有的安全防護(hù)部分基礎(chǔ)上，完善了幾處機(jī)械防護(hù)設(shè)施（如圖4、5、6），在不妨礙設(shè)備正常工作的前提下，本著高效率、低成本的設(shè)計理念，大大減少了設(shè)備的安全隱患。

圖4 壓片裝置出水端安全罩

圖5 萬向聯(lián)軸節(jié)安全罩

圖6 擠出裝置尾端安全罩

7 結(jié)語

我國的橡膠機(jī)械設(shè)計制造技術(shù)，是在仿制國外技術(shù)的基礎(chǔ)上慢慢發(fā)展起來的，對于其中的一些技術(shù)問題研究的并不十分透徹，我們應(yīng)該承認(rèn)，在橡膠機(jī)械設(shè)計制造技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展中，我們是十分被動的。然

而現(xiàn)如今國內(nèi)市場極為不穩(wěn)的發(fā)展態(tài)勢，迫切的需要我們走出國門，積極主動地開展國際貿(mào)易，從而彌補(bǔ)國內(nèi)市場需求的不足。在開拓國際市場的過程中，我們明顯感覺到那些國外知名的輪胎及橡膠產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)對設(shè)備的質(zhì)量要求更細(xì)致、更嚴(yán)格，他們對于產(chǎn)品的設(shè)計和制造有著更高標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范，在產(chǎn)品的驗(yàn)收階段，也同樣擁有苛刻的檢測要求。舉個例子來說，我們通常使用彈簧墊圈和平墊圈來進(jìn)行螺紋的防松，但國外用戶會提出使用特制的墊圈來防松，并提醒我們注意這些特殊墊圈在不同場合下的使用方法；再比如，他們會在使用過程中發(fā)現(xiàn)問題、提出改進(jìn)的辦法并告知我們。讓中國的橡膠機(jī)械設(shè)備勇敢的走出國門，并且有幸同世界級橡膠機(jī)械優(yōu)秀企業(yè)展開競爭，這對于我國橡膠機(jī)械設(shè)計制造技術(shù)的進(jìn)步是十分有利的。我們在技術(shù)交流和設(shè)備改進(jìn)的過程中，及時掌握了國際客戶的購買需求，逐漸提高了自己的技術(shù)水平，并增加了在國際市場上的競爭實(shí)力。我們在與這些較真的國外用戶的合作過程中逐步理解和消化了這些高標(biāo)準(zhǔn)和嚴(yán)要求，從另一個角度來說，也逐步豐滿了自己的設(shè)計理念，提高了自己的產(chǎn)品質(zhì)量，在滿足國際市場客戶需求的同時，也為國內(nèi)市場輸送了大量的高品質(zhì)產(chǎn)品。

Perfection and thinking of rubber extrusion sheeting machine

Perfection and thinking of rubber extrusion sheeting machine

Liu Qian
(Dalian Rubber & Plastic Machinery Co.LTD., Dalian 116039, Liaoning, China)

This paper describes a series of specifications and requirements of domestic rubber extruder proposed by a foreign user. After improving and optimizing the number of details, the original mature equipment is able to meet the basic needs of the user. At the same time, our company constantly learns advanced technology concepts from foreign users in the exchange and cooperation, improves our product qualities, in order to provide more high quality products for domestic and international market

rubber extruder; optimization; safety; safety protection

TQ330.44

1009-797X(2016)22-0023-03

B DOI∶10.13520/j.cnki.rpte.2016.22.008

(R-03)

劉婧（1987-），女，工程師，畢業(yè)于大連海洋大學(xué)機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)，現(xiàn)主要從事密煉機(jī)、擠出壓片機(jī)等的研發(fā)設(shè)計工作。

2016-09-22