重視機械技術(shù)在橡膠工業(yè)中的應(yīng)用
時間:2007-07-24 14:59:00來源:yangliu
導(dǎo)語:?橡膠工藝及橡膠機械(或機電)技術(shù)的進步和發(fā)展起了重要的推動作用
在人類社會發(fā)展的現(xiàn)代進程中.橡膠工業(yè)也是一門不可缺少的經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)。而在橡膠工業(yè)發(fā)展過程中,橡膠工藝及橡膠機械(或機電)技術(shù)的進步和發(fā)展起了重要的推動作用。橡膠工業(yè)的發(fā)展,橡膠工業(yè)技術(shù)及橡膠機械技術(shù)構(gòu)成了橡膠制品的全部技術(shù)過程和產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系。1820年英國制成了由人力驅(qū)動的單輥式煉膠機.1826年雙輥筒式的開放式煉膠機投入生產(chǎn),拉開了人類橡膠機械生產(chǎn)的序幕。至今,人類社會橡膠機械的應(yīng)用已有180多年的歷史了。
1839年以來.一系列的橡膠機械設(shè)備陸續(xù)問世,除適應(yīng)橡膠硫化技術(shù)應(yīng)用的硫化設(shè)備外,其他橡膠機械,如柱塞式膠管擠出機(1858年),螺桿擠出機(1879年),橡膠壓延機(1843~1900年),密閉式煉膠機(1916年)。等橡膠機械設(shè)備.先后投入當時的橡膠工業(yè)生產(chǎn)過程,對推動橡膠工業(yè)的發(fā)展起了一定的促進作用。
1904年,氧化鉛、氧化鎂等無機硫化劑的發(fā)現(xiàn),特別是1919年有機硫化促進劑D、M的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用,進一步促進了生產(chǎn)效率的提高,大大改善了橡膠制品的使用性能,擴大了使用范圍。1920年把炭黑加入橡膠中,才使得橡膠制品的性能得以全面改善和提高。因此,炭黑的應(yīng)用又促進了橡膠工業(yè)進步和全面發(fā)展。20世紀初及中葉,蘇聯(lián)、美國、英國、德國、法國等國家,先后發(fā)明了合成橡膠工業(yè)技術(shù).并建立了一系列橡膠合成生產(chǎn)裝置及工廠。再加上東南亞地區(qū)的天然橡膠資源生產(chǎn)的規(guī)?;?,為人類現(xiàn)代橡膠工業(yè)的全面發(fā)展開辟了物質(zhì)資源基礎(chǔ)。
橡膠是一種高彈性的典型材料.其物理性能十分復(fù)雜。大多數(shù)橡膠的加工成型過程.都有近似熔體的流動和變形過程,而且在橡膠產(chǎn)品的加工過程中.生膠要經(jīng)過塑煉、混煉、壓型、成型、硫化的工藝程序,才能成為產(chǎn)品。在現(xiàn)代化工產(chǎn)品中.諸如橡膠、塑料、油漆、纖維、潤滑油、陶瓷等一類材料的生產(chǎn)及工程技術(shù)的應(yīng)用,對其材料的復(fù)雜力學(xué)性質(zhì).依據(jù)單純的彈性力學(xué)、粘性理論或塑性理論.都不能滿足這些材料加工過程的形變要求.于是一種基于對復(fù)雜介質(zhì)力學(xué)性質(zhì)的研究課題——流變學(xué)理論便提到了人類新學(xué)科研究的議事日程。1928年,美國成立了 “流變學(xué)會”,1940年,英國成立了流變學(xué)俱樂部(后改為流變學(xué)會)。此外,荷蘭、西德、法國、日本等國家也相應(yīng)成立了流變學(xué)會。1948年召開了國際流變學(xué)會。1953年成立了國際流變協(xié)會。從此。一門涉及到應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理學(xué)、彈性力學(xué)、材料力學(xué)、流體力學(xué)、地質(zhì)學(xué)、工程學(xué)及其他學(xué)科的邊緣學(xué)科——流變學(xué)應(yīng)運而生,并逐漸得到廣泛應(yīng)用。流變學(xué)不僅在橡膠、塑料、涂料、印刷、硅酸鹽、食品等工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用,還涉及到基本建設(shè)、機械、運輸、水利、化學(xué)工業(yè)等眾多工業(yè)部門:涉及到許多物質(zhì)從固體到液體的變化過程。流變學(xué)在橡膠工業(yè)中。廣泛應(yīng)用于橡膠制品加工成型的研究和應(yīng)用。如對橡膠的混煉、壓延、擠出、注射成型等加工過程。高聚物由于它的大分子鏈狀結(jié)構(gòu)和運動特點,在物理聚集態(tài)上呈現(xiàn)出4種物理狀態(tài):即1個結(jié)晶態(tài)和3個非結(jié)晶態(tài)(玻璃態(tài)、高彈態(tài)、粘流態(tài))。橡膠在正常使用情況下是高彈態(tài).而在加工成型過程中是粘流態(tài),只有在硫化處理后才基本失去流動性,而變成以高彈性為主的彈性體材料。
由于19世紀末和20世紀初,對橡膠工藝理論的原理探索和發(fā)明。特別是流變學(xué)理論的研究和應(yīng)用.使得橡膠工業(yè)的發(fā)展,無論是在填充劑、硫化促進劑方面,還是在工藝原理方面都發(fā)生了深刻變化.對橡膠工業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了一次質(zhì)的變化。同時,各種橡膠機械也有了很大的進步和發(fā)展。當時的橡膠機械不僅名目眾多,而且其結(jié)構(gòu)、規(guī)格、品種等都巳達到一定水平的規(guī)?;⒕毣?、自動化和聯(lián)動化程度。如有的橡膠機械傳動功率達到數(shù)百干瓦至數(shù)千千瓦.機器重量達到幾百噸。在橡膠制品生產(chǎn)過程的塑煉、混煉、壓延、壓出、成型、硫化六個工藝過程中。都有了配套齊全的機械裝置。
煉膠機械,是橡膠工業(yè)的基本設(shè)備之一。目前生產(chǎn)的開放式煉膠機械達數(shù)十種.主要用于生膠的塑煉,膠料的混煉;壓片機用于壓片、供膠:熱煉機主要用于膠料預(yù)熱和供膠:破碎機用于天然橡膠的破碎等,洗膠機用于除去生膠和廢膠中的雜質(zhì):粉碎機主要用于廢膠塊的粉碎:精煉機主要用于除去再生膠中的硬雜質(zhì);再生膠混煉機,主要用于再生膠的捏煉:煙膠壓片機用于煙膠片壓片等;縐片壓片機,主要用于縐片壓片工作:實驗用煉膠機.主要用于各種少量膠料的實驗工作等。
橡膠壓延機,也是橡膠制品加工過程中的基本設(shè)備之一。自1843年三輥壓延機應(yīng)用以來,已有160多年的發(fā)展歷史了。從近代到現(xiàn)代各種不同規(guī)格和新型的壓延機不斷涌現(xiàn),其規(guī)格大、速度快、半制品精度高、機器自動化程度高,已成為現(xiàn)代壓延機械的主要結(jié)構(gòu)特征。目前生產(chǎn)的壓延機最大規(guī)模已達到φ1055×3000毫米以上,輥筒線速度高達120米/分以上:壓延的半成品其厚度誤差已達到±0.0025毫米以內(nèi).并達到采用電子計算機和全程控制的自動化水平。
密閉式煉膠機(簡稱密煉機),是橡膠的塑煉和混煉的主要設(shè)備之一。現(xiàn)代密煉機的發(fā)展,具有高速、高壓和高效能的特點,并分為低速(轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為20轉(zhuǎn)/分)、中速(轉(zhuǎn)速為30~40轉(zhuǎn)/分)和高速(轉(zhuǎn)速為60轉(zhuǎn)/分)3種。近年來還出現(xiàn)轉(zhuǎn)速在80轉(zhuǎn)/分以上的高速密煉機械。
橡膠擠出機(螺桿擠出機),自1879年世界第一臺螺桿擠出機誕生以來,各種形式的螺桿擠出機械大量出現(xiàn),不同規(guī)格品種已配套齊全,已適應(yīng)不同產(chǎn)品性能特點的要求。如壓型擠出機,主要用于各種斷面形狀的半成品生產(chǎn);濾膠擠出機,用于除去混煉膠和生膠中的雜質(zhì);塑煉擠出機,用于生膠的連續(xù)塑煉:造粒擠出機,用于膠料和生膠的造粒;壓片擠出機.用于膠料的壓片;脫硫擠出機用于再生膠的脫硫:擠壓脫水擠出機用于合成膠和再生膠的脫水干燥:電纜擠出機,用于電纜的包覆成型;排氣擠出機.用于排出混入膠料中的空氣和水分及低分子揮發(fā)物等。這些規(guī)格齊全的擠出機械,對橡膠工業(yè)的發(fā)展立下了汗馬功勞。成為各種橡膠制品加工的動力和優(yōu)選設(shè)備之一。注射成型機,又稱為注壓機,主要用于生產(chǎn)各種橡膠模壓制品。注壓機械,按其結(jié)構(gòu)形式,又分為臥式注壓機、立式注壓機、角式注機及多工位注壓機4種。每種注壓機又分為許多大小不同的規(guī)格品種。
輪胎,是橡膠工業(yè)最為龐大的頭號產(chǎn)品.無論從橡膠原料的使用量和橡膠產(chǎn)品的生產(chǎn)量來看.它都占據(jù)橡膠制品市場的大部分份額,消耗約80%的橡膠資源量。因此,輪胎成型機械也十分重要。自1888年發(fā)明充氣輪胎后,隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,各種規(guī)格、各種性能的橡膠輪胎大量涌現(xiàn)。一輛高性能、高質(zhì)量的汽車,要是沒有相應(yīng)性能和質(zhì)量的輪胎支撐,就等于廢鐵一般。而輪胎工業(yè)的發(fā)展.輪胎的成型機械參與也是至關(guān)重要的。無論是內(nèi)胎或外胎.它們都需要有一定的成型機械模具來定型。特別是外胎的成型,是輪胎生產(chǎn)過程中的核心工序,是外胎各種“零部件”的組裝過程,即將簾布、鋼絲圈、包布、胎面等各種部件組合貼合加工成輪胎胎胚。故輪胎成型機械在很大程度上決定著輪胎的性能和質(zhì)量。隨著人類社會經(jīng)濟文化的進步和發(fā)展,各式各樣的車輛大量涌現(xiàn).因而各種類型和規(guī)格性能的輪胎也層出不窮.諸如小轎車、客車、貨車、工程車和其他各種專用車輛及飛機等,都有自己的專用輪胎品種和規(guī)格。近年來又出現(xiàn)高強度和高耐磨性能的鋼絲骨架子午胎,使得汽車輪胎的結(jié)構(gòu)性能及質(zhì)量又上了一個新臺階。這都不斷給輪胎成型機械提出了更高的要求。
輪胎成型機的種類很多,按成型方法分有:套筒法和層貼法2種;按成型鼓的輪廓分有:鼓式、半鼓式、芯輪式和半芯輪式4種。此外,其他所有不同形狀及用途的橡膠制品,基本都有一個成型的過程。因此.各種各樣的橡膠制品成型機具更是千姿百態(tài)和琳瑯滿目。僅各式各樣的密封圈品種就達數(shù)萬種之多??梢娤鹉z工業(yè)的成型機械也是十分繁雜和極為重要的。
硫化機械,是各種橡膠制品的最后一道工序的加工機械,主要用于各種橡膠制品、膠帶、膠板等制品的硫化加工。其主要結(jié)構(gòu)有3種形式:一種是平板硫化機,另外是硫化罐(包括水壓硫化罐)和鼓式硫化機。平板硫化機的使用范圍較廣,種類也多.除直接用于橡膠制品的硫化加工外,還可用于塑料工業(yè)中的熱固性塑料或熱塑性塑料的壓制加工.因為他們的工作原理和機體結(jié)構(gòu)都基本相同。其種類及形態(tài)繁多。按用途來分,大體有橡膠模型制品平板硫化機、平帶平板硫化機、三角帶平板硫化機、膠板平板硫化機等。硫化罐是橡膠制品生產(chǎn)中應(yīng)用最早的硫化設(shè)備之一.主要用于橡膠制品硫化工作。硫化罐還可用來硫化鞋底、涂膠膠布及模型制品等.故有“萬能”硫化機之稱。鼓式硫化機,有“平帶”和“三角帶”兩大類.主要用來硫化表面形狀和表面質(zhì)量有特殊要求的薄型橡膠板帶制品,如花紋膠板、印刷膠板及印染導(dǎo)帶等。若配上必要的配件裝置,還可用于硫化運輸帶、傳動帶及其他類似橡膠制品的硫化加工。鼓式硫化機可連續(xù)硫化,容易實現(xiàn)自動化和形成流水作業(yè)生產(chǎn)線.大大減輕勞動強度,提高工效和產(chǎn)品質(zhì)量。
對于橡膠工業(yè)的發(fā)展,機械技術(shù)及工藝研究決定著其發(fā)展速度和水平,決定著產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。一般說來,產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品工藝研究的周期變化頻率較快一些.而機械技術(shù)的變化周期則較慢,它的周期變化決定著機器設(shè)備的使用壽命、工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。正因為機器設(shè)備有一個明確使用壽命,才使得它具有一定的運行慣性.從而給人們一個不易變化或也不需要較快變化的直接感受。這也是造成現(xiàn)實社會的許多人們.甚至包括一些科研部門只十分重視工藝技術(shù)的革新變化.而忽視機械技術(shù)的進步和發(fā)展的主要原因之一。人們的觀念意識是決定行為的變化和發(fā)展。任何物質(zhì)性產(chǎn)品的生產(chǎn).首先起源于對現(xiàn)實社會生產(chǎn)實踐的客觀需求。
對于橡膠工業(yè)發(fā)展來說,不僅正常的橡膠制品生產(chǎn)過程.越來越需要機械技術(shù)與工藝技術(shù)的深入研究及協(xié)同發(fā)展,現(xiàn)代商品市場的競爭態(tài)勢也容不得人們再坐等觀望或延誤時機,而且除人類物質(zhì)文化生活資料的日益豐富,需要橡膠工業(yè)的快速發(fā)展外,大量堆積如山的廢舊橡膠制品,也急待需要人們?nèi)ッ鎸陀行幚怼_@不僅是節(jié)約橡膠資源的需要,也是保人類生存環(huán)境的要求。要解決橡膠工業(yè)的正常發(fā)展及廢棄橡膠資源的回收利用問題,只有機械技術(shù)與工藝技術(shù)的協(xié)同發(fā)展才能達到目的。當代橡膠工業(yè)的發(fā)展,使廢舊橡膠資源的回收利用.必須走機器改良和化學(xué)進步聯(lián)合發(fā)展的道路.才是唯一正確的途徑。而機器的改良就是機械技術(shù)的本質(zhì)工作之一,化學(xué)的進步則是工藝技術(shù)的核心內(nèi)容,它們聯(lián)合發(fā)展也正是現(xiàn)代橡膠工業(yè)得以快速高效和優(yōu)化發(fā)展的內(nèi)在促動力。當然還包括科學(xué)管理技術(shù)的決策組織因素在內(nèi)。
機械、物理、化學(xué)(或化工)、生物4項基本技術(shù)構(gòu)成了人類社會發(fā)展的自然科學(xué)技術(shù)體系,并稱為硬性科學(xué)技術(shù)體系,而社會管理技術(shù)則是軟性科學(xué)技術(shù)體系.兩者軟硬結(jié)合。成為一種較為完整的科學(xué)技術(shù)體系。橡膠工業(yè)的發(fā)展也與橡膠產(chǎn)業(yè)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)科學(xué)管理技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)形態(tài)相關(guān)是體現(xiàn)橡膠工業(yè)發(fā)展“軟硬兼施”的科學(xué)措施。機械技術(shù)是屬于硬屬性技術(shù).工藝技術(shù)是屬于軟屬性技術(shù),這是一種“軟硬兼施”的技術(shù)形態(tài)。
在機械技術(shù)中.又有軟硬屬性技術(shù)之分。凡是屬于調(diào)查研究、設(shè)計技術(shù)方法的工作,都是軟屬性技術(shù);凡是涉及施工制造方面的技術(shù)屬于硬屬性技術(shù),前期軟性技術(shù)的成果主要體現(xiàn)在設(shè)計施工圖紙及其說明書上:后一階段的硬性技術(shù)成果集中在各種物質(zhì)產(chǎn)品的產(chǎn)出上。這也是一個軟硬技術(shù)轉(zhuǎn)化成果的客觀過程。橡膠工業(yè)的發(fā)展,必須重視機械技術(shù)與工藝技術(shù)的協(xié)同發(fā)展。強化橡膠機械技術(shù)的作用,重視機械技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用,不僅是整個社會發(fā)展物質(zhì)文化產(chǎn)品生產(chǎn)的需要.也是人類生態(tài)環(huán)境和諧發(fā)展的需要,更是對橡膠予以珍惜、巧用和儉用行為的需要。
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