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展平辊生产工艺及技术进展

发布时间:2015-12-24 21:13:42                  点击次数:653

多年来,展平辊生产由于产品的不固定性、尺寸规格的多样性,使工艺设备的机 械化、自动化成为难点,迄今为止,多数仍是以人工为主的间断式单元型作业生产 线。 近来一些较大的专业性生产厂家已开始实现从胶料到成型和硫化工艺的连续化 生产,使生产效率成倍提高,极大地改善了工作环境和劳动强度。

一、胶料制备

对展平辊来说,胶料的混炼是最为关键的环节。展平辊用胶料种类从天然橡胶、 合成橡胶到特种材料多达 10 余种以上,含胶率为 25%~85%,硬度为土(0~90) 度,跨越极大范围。因此,如何使这些胶料混炼均匀已成为一大难题。常规的方法 是采用开炼机以多种母炼胶的形式进行混炼加工。近些年来,企业更多地改用啮合 式密炼机,以分段混炼的方式制取胶料。

胶料达到均匀混炼之后还要用滤胶机进行滤胶,消除胶料内的杂质。然后再用 压延机、压出机、贴合机制成没有气泡和杂质的胶片或胶条,供展平辊成型用。在成 型之前,对这些胶片、胶条还要进行严格的外观检查,限定停放期,保持新鲜表面 并防止粘连和挤压变形。因为展平辊大部分为非模压制品,一旦表面橡胶存在杂质和 气泡,在硫化后对表面进行研磨时即有可能出现砂眼,由此将导致整个展平辊出现超 标返修,甚至报废。

二、成型

展平辊成型主要是在金属芯上粘贴包覆橡胶,有包贴法、挤出法、模压法、注压法 和注射法等。目前国内主要以机械或手工粘贴成型为主,国外多数已实现了机械自 动化。大中型展平辊基本上采用仿形挤出,用压出胶片连续粘贴成型或挤出胶条连续 缠绕成型的方式生产。 同时, 在成型过程中以微机自动控制其规格尺寸和外观形状, 有的也可用压出机直角和异形挤出的方法进行成型。

上述成型方法不仅能减轻劳动强度,同时还能消除可能产生的气泡。为防止胶 辊硫化中变形并防止气泡和海绵的产生,尤其对包贴法成型的展平辊,外部还要采用 柔性加压的方法。通常是在展平辊外表面包扎缠绕数层棉布或锦纶布,再用钢丝或纤 维绳索加以固定加压。尽管这一工艺早已实现了机械化,但由于硫化之后还要除去 包扎物,形成一个“盲肠”工艺,使制造过程复杂化,而且因包扎布、缠绕绳的使用 次数极为有限、消耗量大而造成浪费。

对小型和微型展平辊可以采用手工贴片、挤出套入、注压、注射和浇注等多种生 产工艺形式。为提高生产效率,现已大多采用模制法,而且精度也远远高于非模制 法。固体橡胶的注压、注射以及液体橡胶的浇注,已成为最主要的生产方式。

三、硫化

目前, 大中型展平辊的硫化方式依然是硫化罐硫化, 虽然柔性加压模式有所改变, 但仍未脱离往返运输吊卸的繁重劳动负担。 硫化热源有蒸汽、 热空气和热水 3 种加 热方式,主流仍是蒸汽。因金属芯接触水蒸汽而有特殊要求的展平辊,采用间接蒸汽 硫化,时间要延长 1~2 倍,一般常用于中空铁芯的展平辊。对不能用硫化罐硫化的 特殊展平辊,有时采取热水硫化,但水污染的处理有待解决。

为防止橡胶与金属芯因导热差异产生不同收缩而造成展平辊与胶芯之间发生脱 层,一般硫化多采用缓慢升温升压的方式,硫化时间远比橡胶本身所需硫化时间要 长得多。大型展平辊为达到内外均一硫化以及使金属芯与橡胶的导热性相近,在罐内 停留的时间往往长达 24~48h,约为橡胶正常硫化时间的 30~50 倍。

小型和微型展平辊现已大部分改为平板硫化机模压硫化, 彻底改变了展平辊传统的 硫化方式。近年还实行注压机装模、抽真空硫化,并且可以自动开闭模,机械化和 自动化程度大幅提高,而且硫化时间短,生产效率高,产品质量好。尤其是采用橡 胶注射成型硫化机时, 把成型和硫化两个工序合二为一, 时间可以缩短到 2~4 min, 已成为展平辊生产发展的重要方向。

目前,以聚氨酯弹性体(PUR)为代表的液体橡胶在展平辊生产中发展很快,并 为之开辟了材料和工艺革命的新途径。它采用浇注形式,把复杂的成型操作与笨重的硫化设备甩掉, 使展平辊生产工艺大为简化。 不过, 最大问题是由于必须使用模具, 对于大型展平辊特别是单个产品来说,导致生产成本大幅提高,给推广使用带来了很 大困难。

为解决这一难题,近年开始出现无模制造的 PUR 展平辊新工艺。它以聚氧化丙 烯醚多元醇(TDIOL)、聚四氢呋喃醚多元醇(PIMG)和二苯甲烷二异氰酸酯(MDl)为 原料,混合搅拌之后快速反应,定量地浇注到缓慢旋转的展平辊金属芯上,一步一步 实现边浇注边固化, 最后形成展平辊。 这种工艺不仅流程短, 机械化、 自动化程度高, 而且省去了笨重的模具,可随意根据要求生产各种规格尺寸的展平辊,使成本大幅度 下降,现已成为 PUR 展平辊的主要发展方向。

另外, 在世界各地用液体硅橡胶制造办公自动化设备方面使用的微型精细展平辊 也发展很快。它们分为加热固化(LTV)和室温固化(RTV)两大类,所用设备也同上 面的 PUR 不同,形成另一类浇注形式。在这里,最关键的问题是如何控制并降低 胶料粘度,使之保持一定的压力和挤出速度。

四、表面处理

表面处理是展平辊生产最后也是最关键的一道工序, 表面研磨状态直接左右着胶 辊的使用性能。目前研磨的方法多种多样,但主要是机械车削和磨光,为此研磨方 法、研磨工具及所用磨料非常重要,各企业多视其为技术决窍,保持对外不宣的态 度。 其中最大的问题是如何解决研磨时橡胶的生热现象和保持研磨后表面的最佳挠 度。

展平辊除了对表面要进行研磨处理外,还要彻底清洗,除去表面附着的胶粉,要 求较高的还要对表面进一步作抛光加工,也有的在表面涂覆树脂涂料、乳胶漆料、 磁粉、静电粉体等。同时,也可电镀一层所需镀层,或者进行化学氧化处理等,以 达到光感、抗蚀、磁化和导电等功能的目的。



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