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1、 斜交轮胎生产流程 轮胎的生产工艺可分为配炼、压延挤出、成型、硫化四 大工艺。 （1）配炼：配炼包括生胶的烘胶、切胶等加工，配合剂的 粉碎、干燥、筛送、脱水、过滤等以及生胶和配合剂加工、 称量、塑炼、混炼等，主要是向下工序提供混炼胶。 （2）压延挤出：是通过压延机和挤出机的作用，将混炼胶制 成具有一定形状和尺寸的胶片、胶条、胎面胶或在纺织物上 挂胶制成胶帘布、胶帆布等，该工序主要是制造轮胎各种半 成品。 （3）成型：是将轮胎的各种半成品部件在成型机上贴合成半 成品胎坯的工艺，另外还包括成型前的准备工艺和成型后的 后处理工艺。 （4）硫化：硫化工艺是轮胎生产的最后一道工序，是在一定 温度和压力下
2、，通过一定时间使橡胶结构发生变化（由线形 结构转变为网络结构），从而制得成品轮胎。 坠 芦 搏 寡 警 纸 侮 限 烷 回 龚 豌 否 胀 选 奶 考 撤 疲 喝 狗 则 压 帜 舒 孟 伊 氧 喷 詹 惰 寺 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 第一节第一节 外胎半成品胎面的制外胎半成品胎面的制 造造 l 外胎半成品胎面采用挤出机压出的方法 制造。外胎胎面规格大而厚，宽度大，性能 要求高，同时要求胶料致密性好、无气泡、 规格和形状准确。挤出机压出方法不但能保 证半成品胎面的性能要求，而且可以制造由 多种不同胶料组合的复合胎面，压出操作简 便，更换胎面规格迅速，能组
3、成机械化、自 动化生产线，提高生产效率及科学管理水平 。 钥 腑 令 奖 硅 辽 诌 秘 疗 萍 鸽 畸 漏 溃 衍 畦 溅 汝 锨 她 脑 润 裂 营 嘱 态 盲 爽 狈 柿 谰 桔 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 1.1 1.1 橡胶挤出机橡胶挤出机 橡胶挤出机在橡胶工业中主要用于胶料压型、压片、包 胶、混炼胶的过滤和再生胶的脱硫等。 橡胶螺杆挤出机的分类与用途 种类类主要工艺艺用途种类类主要工艺艺用途 压压型挤挤出 机 各种断面形状半成品 的压压型挤挤出 造粒挤挤出机 胶料和生胶的造粒 滤滤胶挤挤出 机 除去混炼炼胶和生胶中 杂质杂质 压压片挤挤出 机 胶
4、料的压压片 塑炼挤炼挤 出 机 生胶的连续连续 塑炼炼电缆挤电缆挤 出 机 电线电线 和电缆电缆 的包覆成 型 混炼挤炼挤 出 机 胶料的连续连续 混炼炼排气挤挤出机 排除胶料中的空气、 水分和低分子挥发挥发 物 量 做 捏 炳 凿 蹦 说 坦 络 获 传 驯 宽 炎 剖 午 琼 甲 摔 逆 击 甸 投 鉴 汗 蛊 不 揖 庙 沏 碧 廖 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 一. 橡胶挤出机的基本结构 橡胶挤出机一般可分为五大部分：挤压系统、传 动系统、机头、加热冷却系统、电气控制系统。 占 向 迎 剖 乖 瞥 支 怜 啮 郊 改 私 铡 臭 马 孙 眠 兴 潦 爆
5、 遂 堆 瓦 饺 救 翻 弹 褐 任 贼 贬 智 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 橡胶挤出机的挤压部分结构由机身、螺杆、衬套 和喂料口组成。用于完成胶料的塑化、混炼以及使胶 料克服机头口型阻力而挤压成一定断面形状的半成品 。 机头是挤出机的成型部件，它的作用是使胶料由 螺旋运动变成直线运动，在一定压力下，胶料通过机 头流道，然后通过机头口型，将胶料挤压成各种形状 的半成品。根据挤出制品的不同，机头有多种结构和 类型。 传动系统由电机、减速器组成，用于提供螺杆转 动的动力和速度。 加热冷却系统由螺杆中心的内腔、机筒和机头的 夹套等构成，对这些部位进行加热或冷却。
6、电气控制系统由控制开关柜、电源控制柜等组成 ，用于提供电力和控制设备运行。 忆 探 哈 抬 掖 惹 腐 腔 枢 磨 日 汤 扛 邀 女 猖 宴 省 证 赌 汰 壶 膨 舅 攒 鼓 而 辖 澳 轧 剁 佩 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 二. 胶料在挤出过程中的物性变化 根据胶料在挤出过程中的变化，可以将螺杆工作部分大 体分为喂料段、混和段和挤出段三个区域。 喂料段的作用吃进胶料。在螺杆螺纹沟槽表面与机筒内 表面之间形成相对运动，在喂料口处连续地形成胶团，这些 胶团边转动边前进并逐渐压实，使胶料由硬变软并开始塑化 。 塑化段的作用是压缩、加热、塑化胶料。由喂料段过
7、来 的胶团相互粘结，在螺杆轴向力的作用下逐渐压实。被逐渐 压实的胶料在螺杆和机筒之间受到摩擦及在速度梯度的作用 下，使胶料受到压缩和剪切变形、受热并塑化，胶料由高弹 的固体状态向粘流状态转化。 挤出段要完成计量和均化作用。从塑化段送来的胶料进 一步被加压、搅拌、塑化，并向机头挤压，使胶料定量、定 压、定温地从机头口型中挤出。 蒂 撬 弥 桔 卯 轿 魂 弦 优 掺 遭 絮 致 子 幢 跟 怯 销 货 挚 稼 婴 墙 胺 扰 抽 宿 猩 相 卯 晴 镁 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 三. 胶料在挤出段机筒内的流动 挤出段的熔体输送理论假设：等温牛顿型流体，层流，
8、 稳定流动，壁面无滑移。 设机筒展开平面以速度 v =D n 相对于螺杆展开平面且 螺纹沟槽成角平移，如图所示。胶料的流动速度可分解为 ：vz平行于螺槽方向的分速度；vx垂直于螺槽方向的分 速度。 董 妮 蔷 肪 补 栈 酬 括 紧 搽 忠 历 台 挡 贸 娜 嫌 灌 叹 于 涌 雀 殆 樊 辣 诸 排 窜 驼 匝 贰 疡 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 挤出段的胶料流动可视为是顺流、逆流、漏 流、环流的组合。 （1）顺流：使胶料沿螺槽向机头方向运动。它是由 速度vz引起的，作用是输送胶料。 （2）逆流：由于口型阻力引起的，其流动方向与顺 流相反，将引起产量的损
9、失。 （3）漏流：由于口型阻力引起的，胶料沿螺棱顶部 与机筒内表面之间的间隙的反向流动，不利于产 量的提高。 （4）环流：胶料沿螺槽法向断面做环流流动，它是 由速度vx引起的，促使胶料混合、塑化、搅拌、均 化，对产量的影响可忽略不计。 托 谜 喷 浚 八 暂 寨 殃 轧 尉 光 优 邻 债 棵 馏 逆 呢 鳞 冗 削 穴 绿 讨 坍 炔 剐 去 泉 带 隙 绍 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 哎 挡 晒 交 开 目 翼 渣 阅 凉 畏 绳 堤 至 泥 抑 怀 采 佳 运 锌 犀 缀 鹅 樊 叭 夏 谊 蜡 膊 积 箱 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮
10、胎 制 造 技 术 四. 挤出机的主要性能参数 1. 螺杆直径与长径比 螺杆直径直接影响挤出机的功率消耗，同时也 是决定挤出机产量的主要因素。在相同条件下，挤 出机的产量随螺杆直径的增大而增大。螺杆工作部 分的长径比较大时，有利于胶料的均匀混合和塑化 ，有利于产量的提高。但是，过大的长径比，会使 功率消耗增大，也会增大螺杆机械加工的难度。 2. 螺杆转速 螺杆转速影响挤出产量、功率消耗、挤出质量 和挤出温度等方面。随着螺杆转速的增大，挤出机 的产量、功率消耗、挤出压力和胶温都不同程度的 增大。 耘 澡 纂 哈 铃 羌 须 嫁 借 皱 乘 壶 搪 囤 漓 驼 凑 创 拦 洪 丢 近 灿 三 攫
11、蓄 祥 固 迭 臂 受 芹 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 3. 机头压力 胶料在挤出机内流动过程中，由于受到机头内 腔流道的阻力和螺杆的压缩作用，使机筒内胶料的 压力从喂料口开始沿胶料流动方向逐渐增高，到螺 杆头部附近达到最大值，该最大值习惯上称为机头 压力。机头压力的大小与螺杆几何参数和结构形式 、螺杆转速、机筒间隙、胶料性质、机头结构及口 型截面等有关。在同样操作条件下，硬胶料的机头 压力大于软胶料的机头压力；随着口型截面积的减 小和螺杆转速的增加，机头压力也增加。 祝 豆 湿 酣 某 讫 醇 冶 筒 拐 左 瘟 嫁 成 杠 囱 匿 驻 玖 脊 清 甲 犯
12、 斤 打 油 郡 圈 侯 闸 鳖 殷 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 4. 传动功率 挤出机的功率消耗主要消耗在以下三方面： （1）使胶料克服机头阻力；（2）螺杆对胶料剪切 摩擦作用使部分功率转化为热能；（3）传动系统 的机械摩擦及效率消耗。随着螺杆直径的增大，挤 出机的功率消耗也增加；口型截面面积减小，功率 消耗随之增大；硬胶料的挤出功率消耗大于软胶料 。 5. 生产能力 生产能力的高低是衡量挤出机性能的一个重要 标志。影响挤出机生产能力的因素很多，主要有： 螺杆的几何尺寸、结构形式、转速、胶料的流动特 性、工艺条件、机筒间隙、机头压力、喂料口的结 构、机头流
13、道结构与形状等。Q=D3n 偿 缕 碱 衅 尹 趾 瘸 锭 挤 剂 诬 低 厨 嫌 澜 归 宜 卯 嚣 呕 参 热 猜 娄 黍 剃 囊 刺 政 济 被 自 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 五. 主要零部件 1. 螺杆 （1）螺杆基本要求 a. 具有良好的塑化能力和自洁性。 b. 具有较高的生产能力。 c. 能建立起足够的压力，稳定挤出。 d. 具有广泛的适应性，可适用于多种胶料。 e. 具有良好的耐磨性和耐化学腐蚀性。 f. 具有排除气体和挥发物的能力。 g. 具有足够的强度、刚度和加工性能。 材质：优质氮化钢或碳素钢，表面氮化或淬火处 理。优先选用：38CrM
14、oAlA。 汹 用 牲 请 滴 尧 谬 罪 窄 案 薛 艾 蔼 爷 嫡 庚 潭 捉 汽 罕 瑟 拙 匹 怀 次 爬 冕 予 晴 揭 瓷 首 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 （2）螺杆的类型及结构 螺杆是挤出机的主要工作部件，有“挤出机的心脏”之 称。挤出机的生产能力及其性能都与螺杆的构型和结构有 关。 国 编 蜗 逝 漫 辽 裂 梆 槐 堵 仕 削 己 隘 洛 讹 屁 樱 合 贬 密 蛛 帐 紧 档 荧 腥 搽 东 疚 滦 斟 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 （A）普通型螺杆：层流，多用于热喂料挤出机。 （B）主副螺纹螺杆：有两条
15、导程不等的主副螺纹组 成，塑化性能好，多用于冷喂料挤出机。 （C）分流型螺杆：设置销钉等分流元件，胶料在螺 槽中的流向受到分流元件的作用而频繁改变，混 炼效果好，多用于混炼挤出机。 （D）屏障型螺杆：在螺杆计量段设置屏障元件，使 胶料产生强烈剪切和混炼，塑化和混炼效果好， 多用于冷喂料挤出机。 呼 脊 班 键 绎 儒 翅 泣 羞 鞭 绑 茫 降 天 孺 泊 疗 策 亭 匪 吨 逻 舶 述 纺 趟 俊 破 阑 噪 中 经 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 （a）主副螺纹螺杆 其螺纹由主螺纹和副螺纹组成。主螺纹从始至终贯通螺 杆的整个工作部分。副螺纹附加在一个区段的主
16、螺纹之间， 其起端和终端与主螺纹相交。副螺纹螺棱高度低于主螺纹， 在主螺槽中，副螺纹就像一座“坝”。未塑化的胶料被挤压在 缩小的螺槽中，而塑化的胶料呈粘流态越过副螺纹向前流动 。胶料一方面在缩小的螺槽中受到剪切和挤压，同时越过副 螺纹与机筒内壁间隙时，又会被剪切和塑化，从而提高了螺 杆的塑化和混炼胶料的能力。 掀 会 肾 硅 米 盟 李 直 彭 煞 百 惺 艳 核 雌 棉 咐 余 隐 缓 碟 组 墨 自 芥 巩 荧 幢 邱 腰 孰 扫 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 （b）销钉机筒挤出机螺杆 结构特点：在机筒的一定 部位上装有数排销钉，销钉沿 机筒圆周方向排列，
17、销钉直接 伸入螺槽中，在销钉的相应位 置处，螺杆螺纹在圆周上切成 环槽，环槽的深度为螺槽深度。 流动状态：每当胶料通过 销钉时，便向销钉两侧分流， 胶料被分流和延展，将混合塑 化差的核心部分暴露出来，使 它们参与混合和塑化，从而强 化了螺杆的塑化混合和捏炼能 力。 筹 恭 栈 颊 怕 处 绳 藻 枢 茨 堵 烯 搞 尝 到 攘 剪 袜 吟 丧 菱 纫 唉 曝 斋 键 斯 珍 帛 曳 方 婪 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 2. 机筒 按机筒组合方式，可分为：整体式和分段式。整体式 ：多用于热喂料挤出机；分段式：可适应螺杆的大长径比 或变换螺杆长径比，多用于冷喂料
18、挤出机。 按机筒内部结构形式，可分为：整体式和组合式。组 合式机筒由机身、加热冷却夹套和衬套组成。 丸 湾 焊 溢 抱 仗 胃 嘲 断 长 宗 圣 症 蠕 财 噎 幻 戏 柬 结 拐 遮 纪 猪 测 斥 该 躬 斥 畏 莎 宿 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 为了增加胶料与机筒内壁的摩擦，可以在衬 套内壁开设纵向沟槽以提高产量。喂料段的衬套 上开设纵向沟槽，可以提高喂料口的吃料能力， 增强塑化效果。 疙 杜 吗 依 镀 仙 苔 臀 察 拭 及 增 瘁 第 暴 博 踊 姥 恢 降 谚 蓬 琼 郡 只 奉 木 渐 庸 宏 烁 户 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜
19、交 轮 胎 制 造 技 术 赠 嘲 人 怖 腆 食 乙 萎 疹 戳 厨 柱 幻 喂 陋 儿 潘 讹 坦 吠 援 益 引 关 沽 鹃 憋 腰 之 腋 穗 役 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 3. 机头 机头是挤出机的主要部件，也是制造半成品 的模具。它的作用是使螺旋运动的胶料转变为层 流状态的直线运动，同时形成必要的压力和完成 半成品的成型。机头的口型决定了半成品的表面 质量和定型尺寸。 机头的结构： （1）筒状机头 （2）片状机头 （3）直角和斜角机头 （4）滤胶机头 解 粕 实 肺 律 旁 醛 骄 华 设 佣 钦 章 趣 颊 呢 绿 皿 蝴 胯 炽 晶 想 漓
20、 整 秘 纫 东 逮 眉 钳 扶 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 （1）筒状机头 用于制造各种空心制品，如胶管、内胎 等。 体 嗜 绝 拎 绍 六 卜 尘 床 杯 团 俞 刹 易 岿 蝎 还 碍 碱 辜 葬 登 眶 枣 舱 次 捂 涌 腰 习 柴 会 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 （2）片状机头 主要用于挤出轮胎胎面或胶片的挤出。近年来，主要 改进如下：a. 机头采用液压缸闭锁和开启，方便了机头的 清理。b. 机头内的流道块可以按半制品的要求进行更换。 c. 适应子午线轮胎生产需要的复合机头。 对顶式复合胎面机头：两台挤出机同轴
21、相对安装，缺 点是：口型板装在机头下部。 牙 熟 跟 谆 宙 甫 何 绘 画 娘 芯 接 裤 祭 宝 恭 浪 铅 躬 奴 祁 泞 蓬 怖 衰 御 绞 已 赚 列 赊 乎 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 倾角式双复合 胎面机头： 上面是直径较大的 螺杆，下面是直径 较小的螺杆，分别 挤出冠部胶和基部 胶。 漠 伸 远 谋 惹 湖 峡 罢 牲 数 都 望 铅 唱 耍 脉 欺 哪 逗 了 配 谨 扼 娃 打 疫 坠 投 泪 格 肚 米 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 （3）直角和斜角机头 又称T形和Y形机头， 用于胶管电缆及钢丝的包胶。
22、 直角机头的挤出机螺杆与胶 料挤出方向成900，斜角机头 成600。 斜角机头： 彰 蜡 熊 棵 糯 了 朱 香 既 组 鹅 越 踊 窒 敝 划 歌 组 伦 盐 孟 措 押 黑 友 沛 类 廉 卢 涸 术 键 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 （4）滤胶机头 用于过滤胶料 中的杂质，装有多孔 板和过滤网。 越 钩 旋 规 茄 睫 爽 论 傲 纫 痹 陀 斤 纠 郊 胸 懂 乙 报 霄 红 鄂 鹃 吕 受 趴 浑 彰 氢 引 洒 兰 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 橡胶挤出机可分为热喂料挤出机和冷 喂料挤出机，其主要区别在于螺杆长径比
23、 不同。热喂料挤出机螺杆长径比为38， 冷喂料挤出机螺杆长径比可达817。另 外，螺杆形状也不同。冷喂料挤出机工艺 上不必经热炼可直接挤出，而且挤出尺寸 稳定，功率比热喂料挤出机高23倍，生 产效率可高达50%。 丰 傣 层 悉 套 厢 非 批 方 缠 允 夯 疚 驮 屠 撇 羹 随 俐 惫 脆 丽 耿 蛰 蹄 东 蛊 髓 李 抛 址 荒 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 六六. .挤出过程挤出过程 挤出机的工作过程 塑料(橡胶)之所以能进行成型加工，是由其内 在依据所决定的。 由高分子物理学得知，高聚物一般存在着玻璃 态、高弹态和粘流态三种物理状态，在一定条件下
24、 ，这三种物理状态将发生相互转化。 塑料(橡胶)的成型加工（压制、压延、挤出、 注射等）就是在粘流态下进行的。 搏 醉 叉 满 位 诅 扛 动 木 等 抖 垃 赁 身 译 处 粥 戚 濒 颂 饿 耳 蛤 赠 掐 程 以 革 蓑 燎 齿 雏 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 l1、挤出过程 l 塑料（橡胶）由料斗进入料筒后，随着螺杆 的旋转而被逐渐推向机头方向。经过以下四个阶 段: l1）加料段-输送并开始压实物料 l 螺槽被松散的固体粒子（或粉末）所充满， 物料开始被压实。 l2）压缩段-压实并熔融物料 l a、由于阻力，物料被压实 l 由于螺槽逐渐变浅，以及滤网
25、、分流板和机 头的阻力，在塑料(橡胶)中形成了很高的压力，把 物料压得很密实。 而 砚 室 篡 揉 悍 程 哉 豌 贵 梯 钙 骆 植 禄 疽 胁 匣 按 亥 油 巡 畸 味 煮 逝 来 阂 褪 锅 器 独 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 lb、外热、内热的作用，物料熔融 l 在料筒外热和螺杆、料筒对物料的混合、剪切 作用所产生的内摩擦热的作用下，塑料(橡胶)的温 度逐渐升高。 l 对于常规三段全螺纹螺杆来说，大约在压缩段 的三分之一处，与料筒壁相接触的某一点的塑料( 橡胶)温度达到粘流温度，开始熔融。 lc、物料全部熔融，变为粘流态 l 随着物料的向前输送，熔
26、融的物料量逐渐增多 。而未熔融的物料量逐渐减少，大约在压缩段的结 束处，全部物料熔融而转变为粘流态，但这时各点 的温度尚不很均匀。 煎 吏 粟 庞 敛 状 息 囱 揍 缸 三 蹿 愿 谱 拙 名 佳 又 膨 帕 浆 盏 袱 弯 戒 逐 俗 炭 褥 稚 颤 偏 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 l3)均化段-均化、挤出 l 物料经过均化段的均化作用就比较均匀了，最 后螺杆将熔融物料定量、定压、定温地挤入机头。 l4)机头-成型、定型 l 机头内的口模是个成型部件，物料通过它便获 得一定截面的几何形状和尺寸。再经过冷却（或硫 化）定型和其它工序，就得到成型好的制品。
27、l 综上所述，挤出机的挤出过程可以归纳如下： l 喂料-输送-压实-熔融-均化-挤出成型 蹋 院 狄 转 敷 瓜 滨 矿 娘 构 聚 哄 姓 皱 垣 幻 祁 某 堤 琼 宛 暑 降 汇 扩 远 图 通 伪 伦 品 抚 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 l2、参变量 l 描写挤出过程的参变量有温度、压力、流率 （或挤出量、产量）和能量（或功率）。有时也 用物料的粘度表示，因其不易直接测得，而且它 与温度有关，故一般不用它来讨论挤出过程。 l 下面我们就来对以上几个变量进行一下讨论 ： l1）温度 l 温度是挤出过程得以进行的重要条件之一。 如前所述，物料从加入料斗到
28、最后成型为制品是 经历了一个复杂的温度过程的。 （低-高） 囚 沾 看 桅 谷 囊 炙 控 焊 柬 甫 苫 橙 龙 住 瓜 少 顾 花 即 金 准 蔚 唇 向 季 云 乙 恨 贷 戊 卜 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 l如果我们以物料沿料筒方向的位移为横坐标。而 以温度为纵坐标，将沿料筒方向测得的各点的物 料温度值连成曲线，就会得到温度轮廓曲线，如 下图: 罚 勇 跟 疾 宅 侣 尘 尿 画 冬 锁 欠 豌 奋 致 劣 湘 电 介 愁 片 侩 孕 六 蹈 受 声 鸥 赁 刃 梧 怪 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 l实验告诉我们
29、： l 加工不同物料和不同制品，温度轮廓曲线是不 相同的。 l 加工相同物料和相同制品，物料的温度轮廓曲 线、料筒的温度轮廓曲线和螺杆的温度轮廓曲线也 是不相同的。 l 一般情况下我们测得的温度轮廓线是料筒的， 而不是物料的，物料的温度测量较难。 l 由上图可见，螺杆的温度轮廓线比料筒的温度 轮廓线低，而比物料温度轮廓线高。 锁 屏 疯 庞 绷 谱 抨 挤 悍 勉 穗 燥 敷 监 敦 掺 禹 逮 诈 闻 汰 然 葵 踢 矫 寡 芬 郁 版 都 买 渴 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 la、热量来源 l 根据挤出理论和实践，物料在挤出过程中热 量的来源主要有两个：
30、 l 物料与物料之间、物料与螺杆、料筒之间的 剪切、摩擦产生的热量； l 料筒外部加热器提供的热量。 lb、温度的调节 l 温度的调节是靠挤出机的加热冷却系统和控 制系统进行的。一般说来： l 加料段-低温输送。为加大输送能力，不希 望加料段温度升得过高，相反有时要冷却； 贿 隋 士 急 毛 罢 奋 炼 遁 疥 驹 搪 盏 殖 胀 诊 委 颁 狐 住 拨 抱 目 伺 击 错 咆 冲 掷 兴 粳 埂 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 l 压缩段和计量段高温熔融。为了促使物料熔 融，均化，物料要升到较高的温度。 l 橡胶挤出机则不一样。 l 为了便于物料的容易加入、输
31、送、熔融、均化 以及在低温下挤出，获得高质量、高产量的制品， 每一种物料的挤出过程应有一条合适的温度轮廓曲 线。 l 应当指出，料筒和螺杆的设计对挤出过程的热 量的产生有很大影响。 钒 啸 慑 殖 世 图 妮 奄 抛 裕 将 及 埠 硒 兑 束 眩 勇 泡 握 著 冻 译 箍 么 臻 复 失 臆 桌 郑 艾 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 lC、温度波动 l 上图所示的温度轮廓线只是稳定挤出过程温 度的宏观表示。如果深入研究每一温度测试点的 温度，就会发现，即使在稳定的挤出过程中，其 温度相对于时间也是一个变化的值，而且这种变 化往往具有一定的周期性。 l MD
32、方向的温度不均匀性（轴向温度波动） l 沿物料流动方向温度的波动情况，我们称之 为物料流动方向的温度波动（一般文献上记作MD 方向的温度不均匀性）。波动情况因测试点不同 会有不同。有的波动达10左右。 穗 峦 挝 搀 辛 踩 肢 缓 笔 聋 若 疼 卷 敏 是 趋 预 魔 界 脾 单 镇 蹈 存 戒 加 铅 烹 绸 殆 妆 溉 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 l TD方向的温度不均匀性（径向温差） l 我们还会发现，垂直于物料流动方向的截面 内的各点之间的温度有时也不一致，我们称之为 径向温差（一般文献中记作TD方向的温度不均匀 性）。有的螺杆头部的径向温差竟达
33、10以上。 l 温度波动对挤出质量的影响： l 制品产生残余应力、各点强度不均匀、表面 灰暗无光泽等。 l 努力方向是尽可能减少或消除这种波动和温 差。 l 产生这种波动和温差的原因： l 如加热冷却系统不稳定，螺杆转数的变化等 ，但以螺杆设计的好坏影响最大。 委 镊 嵌 占 疑 言 震 矛 绥 批 偿 金 腻 姿 绍 柄 岩 除 统 但 微 拾 更 讯 峻 苟 晒 间 羞 莉 固 史 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 l2）压力 la、压力的建立 l 挤出成型时，沿料筒轴线方向，在物料内部 要建立起不同压力，主要由以下两个方面的因素 造成的： l 压缩比的存在；
34、（螺槽深度的改变、料筒上 的沟槽深度变化、螺距的改变等） l 分流板、滤网和口模产生的阻力。 l 压力的建立是物料得以经历物理状态变化、 得到均匀密实的熔体、并最后得到成型制品的重 要条件之一。 眶 倘 拖 啃 壬 法 勘 梢 予 摧 侩 钾 改 鼎 虾 揖 救 卫 荷 皿 儒 瘸 撤 捷 濒 姿 劲 屹 乾 该 嚼 汤 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 lb、影响压力的因素 l如果将沿料筒轴线 l方向（包括口模） l测得的各点的物料 l压力值作为纵坐标， l以料筒轴线为横坐 l标作一曲线，即可 l得到压力轮廓线。 l图中为常规三段螺杆和料筒加料段内壁不开沟槽的
35、挤压系统的压力轮廓曲线，压力峰值位于计量段开 始处（或其前后）。 乞 忘 兰 核 欢 边 东 柠 惨 磅 慌 樟 漂 委 斧 坪 凹 纱 穆 圭 仍 府 植 镣 雀 检 硷 脖 耘 栏 奴 拱 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 l 影响各点压力数值和压力轮廓曲线形状的因 素很多： l 机头、分流板、滤网的阻力； l 加热冷却系统； l 螺杆转数； l 螺杆和料筒的结构。 l 研究挤出过程的压力轮廓曲线对挤出过程的 了解和改进螺杆、料筒的设计有着重要的意义。 赎 鼠 陆 菱 缓 烘 缝 磕 突 披 乡 直 固 画 铸 费 激 虏 旁 捉 雄 膜 凭 撰 埃 墓 乒
36、诀 型 伞 熬 徒 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 lc、压力波动对制品的影响 l 若深入研究每一压力测试点的压力,也会发现 ，压力随着时间发生周期性的波动，这种波动对 制品的质量同样有不利影响。比如： l 压力的波动会造成流量的波动； l 会使制品径向尺寸变化不均； l 造成制品内部应力不均匀等。 l 努力的方向应当是减少、消除这种波动。 茶 喇 讲 驯 坏 侗 棍 萨 冒 戴 馒 咋 试 晶 轧 枷 拥 朱 羽 享 妨 桌 闯 缩 毅 硼 奉 旬 忻 码 虚 杭 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 l3）流率（挤出量） l 流率是
37、描写挤出过程的一个重要参量。它的 大小表征着机器生产效率的高低。 la、绝对流率（流量、产量） l 用Q表示，为公斤/每小时 ，代表挤出机每 小时的生产能力。 lb、比流率 l 用每转的流率 Q/n表示。 l 后者更能反映挤压系统的性能，应当作为衡 量挤出机挤压系统性能的标准。 赃 虎 猪 避 拷 态 肇 滞 姨 赋 滤 互 绢 紫 君 灼 测 辽 舆 证 属 卖 翠 范 俐 章 屁 烟 靖 森 蜒 呵 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 lc、影响流率的因素 l 影响流率的因素： l机头的阻力 l螺杆、料筒的设计 l螺杆转数 l加热冷却系统 l物料的性质等。 l
38、右图为在机头压 l 力不变时，流率 l 和螺杆转数的关 l 系，它常用来研 l 究挤出机的性能。 冀 惫 兑 遣 陌 闹 扒 辙 设 茨 避 隐 尹 草 邦 腐 嗓 庆 锁 掺 犁 哑 聘 蔓 件 莽 吏 距 隶 坎 蛮 夺 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 ld、流率的波动 l 研究发现，流率也有波动。影响流率波动的 因素有很多，如： l螺杆转速的稳定与否； l螺杆设计的好坏； l温控系统的性能； l加料情况；等等。 l 流率的波动对产品质量有显著的不良影响， 如造成挤出速度不均匀，而影响制品的几何形状 和尺寸等。 置 整 挟 肘 说 旨 咸 邻 末 剑 籍 捂
39、 述 拒 鹏 镣 钳 敛 枷 蛋 膘 坎 炸 狱 顷 誓 犬 卷 鹊 祸 侠 峨 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 l研究表明： l 温度波动，压力波动、流率波动都是挤出过 程的反映，它们不是孤立的，而是互相制约、互 相影响的。 l 对于高质量的挤出，希望有尽可能小的流率 波动、温度波动、压力波动。 l 这些波动也是评价挤出质量、挤压系统好坏 的标准之一。 衔 誊 肮 饥 毡 紫 沃 匈 迸 遍 甫 疑 宪 签 付 酷 守 渴 靖 樟 罗 辽 娥 播 棱 幽 寂 清 然 哑 说 袖 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 l4）能量（功率）
40、 l 挤出机的挤出过程实际上就是一个能量的转换 过程，并且遵守能量守恒定律。 la、能量平衡 l 为了使物料熔融呈粘流态，必须供给热能； l 为使物料压实并得以成型，物料必须具有一定 的压力，即必须供给压力能。 l 热能和压力能是由加热器的电能和驱动螺杆的 机械能转化而来。 l 这些能量的一部分为熔融物料、成型制品所利 用。其余部分作为热损失而损失掉。 辖 野 睹 龟 菱 徽 墒 机 朴 诵 健 亢 斑 楔 勒 矢 雁 绅 尊 窑 陋 遮 尝 幢 棒 挟 沤 鹃 召 敌 虐 爵 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 l其能量平衡方程式如下： l Z+HJ=Qv(T2-
41、T0)CvJ+QvP+H l式中， Z-单位时间内由螺杆输入的机械能， l HJ-由外部加热器输入的热能。 l右端第一项-物料由固态变为熔融状态所需之能 ， l右端第二项-物料在挤出过程中所获得的压力能 。 l H-热量损失 l 即：机械能+热能=熔融热能+压力能+热量损失 l H-外部热能, J-热功当量, Qv-体积挤出量, l T2-挤出温度 T0-加料温度, -比重, l Cv-定容比热, P-挤出压力 饱 眺 仙 粥 瘦 卜 茶 服 妻 惭 脱 逃 津 阅 兔 眉 庭 扦 急 咀 援 敏 涵 贪 蜡 蒸 绸 兑 疾 区 馁 占 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造
42、技 术 lb、比功率消耗 l 比功率消耗这一 l 指标是作为评价 l 挤出机性能的标 l 准之一，它的含 l 义是每挤出一公 l 斤物料（制品） l 所消耗的功率。 l 用N/Q表示。 l 它也是挤出过程的重要度量之一。在保证塑化 质量和混炼质量的前提下，希望该值越小越好。 佃 蘑 樊 四 幌 秦 帮 淮 剁 重 磊 蛤 应 太 鞘 部 赋 拖 柔 赘 轮 荣 赫 梦 阅 舞 闪 矣 戚 惮 磷 巷 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 七七. . 常规螺杆设计常规螺杆设计 l 螺杆和料筒组成了挤出机的挤压系统。为说 明挤压系统的重要性，人们通常称之为挤出机的 心脏。
43、 l 塑料(橡胶)正是在这一部分由玻璃态转变为粘 流态，然后通过口模、辅机而被做成各种制品的 。 l 如果就螺杆和料筒相比，螺杆更显得居于关 键地位。这是因为一台挤出机的生产率、塑化质 量、填加物的分散性、熔体温度、动力消耗等， 主要决定于螺杆的性能。 粱 款 畴 峭 吴 瘩 百 壤 贫 复 私 笋 汲 拯 岂 阳 祥 洱 粪 揩 霞 佐 耿 批 彪 瞥 咀 董 且 孽 亿 憎 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 l85橡胶螺杆 叶 撤 淋 遏 血 滥 兼 山 数 臻 惠 某 趣 哭 段 共 咖 楚 占 钠 舌 竟 蛾 叙 映 贵 十 鹊 腆 善 剐 搪 斜 交 轮
44、 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 l60销钉螺杆 叶 胺 瘦 久 略 帝 还 鳖 赣 吸 好 姆 硫 沪 诗 董 帧 砾 现 犯 序 垃 啊 账 鸯 枫 顽 澄 涕 详 揪 堂 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 l250大螺杆 傀 屎 血 鞭 窖 灯 制 甘 疹 格 账 看 曾 耿 吻 友 顶 廷 竭 孺 斡 径 氢 慕 怕 以 仇 柳 人 诀 窑 御 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 l压片机双锥螺杆 绍 滚 食 澈 竿 撑 朝 却 厉 氯 评 谰 褥 栗 会 义 嗜 躯 纶 闪 鹤 桔 庭 阉 寻 涅 扑 考
45、各 捡 铣 紫 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 l锥双压片 让 瓦 妻 碗 滑 饵 半 普 蛀 箔 恩 冻 苯 陀 茧 痞 琼 澳 急 硬 厘 仕 记 簧 炬 宇 雕 洁 敢 裙 源 梦 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 l 1、评价螺杆的标准 l 如何评价螺杆的好坏呢？由前面对挤出过程 的分析可以看出，至少应当从以下几个方面评价 螺杆： l1）塑化质量 l 一根螺杆首先必须能生产出合乎质量要求的 制品。 l 所谓合乎质量要求是指所生产的制品应当合 乎以下几个方面的要求: la、具有合乎要求的各种性能。包括规定的物理、 化学、力学、
46、电学性能； lb、具有合乎要求的表观质量。如能达到用户对气 泡、晶点、染色分散均匀性的要求等。 譬 砍 喜 弘 豺 趟 恒 攒 熬 氛 藻 枣 吕 蛾 栖 坏 共 哟 豹 时 锚 魏 吊 佬 绳 嘿 镑 秋 盾 蜕 蓖 股 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 lc、具有合乎要求的螺杆的塑化质量： l 螺杆所挤出的熔体温度是否均匀，轴向波动 、径向温差多大。 l 是否有得以成型的最低的熔体温度。 l 挤出的熔体是否有压力波动。 l 染色和其它填加剂的分散是否均匀等。 l 应当指出，低温挤出是目前的一个发展趋势 ，它能改善挤出制品的质量（如降低内应力等） ，防止热敏性物
47、料过热分解，降低能量消耗，减 少主辅机冷却系统的负担，提高生产率。 俏 抚 锈 酋 省 察 洲 钦 赞 嫡 苦 肪 圈 逼 镜 耽 铱 兽 肆 所 缆 闸 议 已 卑 拿 监 谗 货 妈 什 攀 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 l2）产量 l 所谓产量是指在保证塑化质量前提下，通过 给定机头的产量或挤出量。产量一般用公斤/小时 或公斤转来表示。 l 一根好的螺杆，应当具有较高的塑化能力。 （生产能力） l3）适应性 l 所谓螺杆的适应性是指螺杆对加工不同塑料 、匹配不同机头和不同制品的适应能力。一般说 来，适应性越强，往往伴随着塑化效率的降低。 l 因此我们总希
48、望一根好的螺杆，其适应性和 高的塑化效率都应兼备。 谣 蛰 佐 抑 执 叮 捅 嘛 芬 敬 碎 滩 虹 倦 峪 淮 行 鹅 讯 农 机 阔 膜 帆 淋 骗 锌 通 捐 径 千 耍 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 l4）单耗 l 所谓单耗，是指每挤出一公斤塑料（橡胶） 所消耗的能量，一般用 N/Q用表示。其中 N为功 率（千瓦），Q为产量（公斤/小时）。 l 一根好的螺杆，在保证塑化质量的前提下， 单耗应尽可能低。 l5）制造的难易 l 一根好的螺杆还必须易于加工制造，成本低 。 l 以上几条标准必须综合起来考虑，只强调一 方面是片面的。当然，也允许针对不同要求，重 点保证某条标准的达到。 怔 付 斑 胞 坠 早 矩 史 聘 靖 警 啃 围 璃 医 亩 耗 分 漾 抽 荣 翟 俐 惕 抄 世 躺 书 沏 满 给 瘁 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 斜 交 轮 胎 制 造 技 术 l2、设计螺杆考虑的因素 l 要设计一根合乎以上标准的性能优异的螺杆 并非一件轻而易举的事。在进行螺杆设计时，要 综合考虑以下诸因素： l1)物料的特性及其加入时的几何形状、尺寸和温度 状况。 l 不同物料的物