胶管的工艺和设备
1、 同强度纤维增强工艺
近, 荷兰 Delft 工业大学开发出一种新的同强度纤维增强工艺。同强度纤维增强是指在波纹状胶管和其它产品中, 纤维以近程( 短)路线整体缠绕, 使各个部位的纤维都承受相同的负荷。在这种结构中, 纤维的作用能够大化, 使产品更轻, 能承受更高的压力, 橡胶层不承载负荷, 因此没有剪切应力, 从而能够提高产品的耐用性。该工艺适用于柴油机涡轮增压器胶管和离岸刚性管线伸缩接头以及顶起沉重负荷的提升袋和汽车用空气弹簧等产品。
柴油机涡轮增压器胶管传统制造工艺主要依赖手工操作, 使用压延涂覆织物, 在胶管的波谷处安装增强环, 以便在内压下保持其波纹形状。使用同强度纤维增强工艺, 橡胶层的放置和长丝的缠绕完全实现自动化, 无需经向纤维和压延工序,也无需增强环就能保持其波纹形状, 可以节省
70% 的纤维和 30%的橡胶。
伸缩接头传统生产工艺不能使增强材料产生佳取向, 需要大量的纤维和橡胶材料才能获得所需强度, 从而使其耐屈挠性能变差。采用同强度纤维增强工艺可解决上述问题, 并且可以节省原材料, 还可以产生自紧式端部, 以便与法兰紧密连接。
2、 无芯型汽车胶管生产工艺
德国 Rubicon 公司开发出一种无芯型汽车胶管生产线, 该生产线可生产纤维缠绕胶管, 如动
力转向胶管、燃油胶管、真空制动胶管、油冷却器胶管、油箱内胶管和冷却剂胶管, 此外还可生产编织胶管, 如散热器胶管和涡轮增压器胶管。该生产线有2 台或 3 台不同的挤出机, 用于挤出不同胶层。挤出机可使用气垫装置或轨道系统进行移动, 使其处于所需位置。1 台综合性缠绕/ 编织机处于挤出机之间, 可进行缠绕或编织。该设备为双盘缠绕机, 每盘 24锭。如果生产编织胶管, 在第 1 盘上加1个可互换的针织头, 使用 8 个线圈。纤维线的张力可设定到小, 使纤维线能够始终一致地铺放,在胶管中的拉伸应力小, 从而可使无芯型胶管进行无扭转缠绕,这样就可避免常规工艺生产无芯型胶管出现的皱缩和尺寸不一致问题。纤维线增强层铺放后, 半成品胶管通过位于后 1 台挤出机前面的红外预硫化管道, 将内胶层和增强层加热到 80℃ , 以保证胶管各层之间良好粘合。整个挤出生产线由计算机进行自动控制和监测。
3、共挤出工艺
随着汽车用胶管如燃油胶管、空调胶管、柴油机涡轮增压器胶管和选择性催化降低排放系统胶管的内胶层普遍采用双层或多层结构, 共挤出工艺获得了广泛的应用。虽然多层内胶层结构中的内衬层或防渗透层可用压延工艺成型, 但是考虑到生产效率和内衬层或防渗透层极薄, 共挤出工艺是佳选择。
4、 树脂包覆硫化工艺
传统工艺采用棉布条包覆硫化, 胶管硫化后布条的棉絮会残留在胶管表面, 影响外观质量。后来采用预定型锦纶布条, 胶管的外观质量有很大改进, 目前该工艺仍然被广泛使用。包铅硫化
工艺早应用于电缆, 上世纪 80 年代开始应用于胶管。但是, 包铅硫化大缺点是污染环境, 铅蒸汽污染工厂环境, 残留在胶管外表面上的铅还会污染胶管使用场所, 因此逐渐受到用户和胶管生产企业的排斥。树脂包覆硫化既不污染环境, 又有与包铅硫化相同的效果, 因此被愈来愈多的胶管生产企业所采用。
5、 新型钢丝缠绕机
意大利 VP 公司生产一种新型钢丝缠绕机,该设备为 4 盘缠绕机, 有 24, 36 和 48 锭 3 种规
格, 缠绕盘转速分别为 100, 90/ 80 和 70 r·min- 1 。这种钢丝缠绕机的主要特点在于其锭子结构和缠绕口型。每个锭子能够同时引出若干根钢丝铺放在胶管上, 类似于钢丝编织机的锭子, 而不像普通钢丝缠绕机那样每个锭子只引出一根钢丝。由于钢丝是以若干根钢丝同时引出的方式进行缠绕,因此缠绕口型需特殊设计。这种钢丝缠绕机的优点是所有钢丝能以均匀一致的张力铺放在胶管上, 并且不会引起钢丝背股。这种钢丝缠绕机在上世纪 90 年代已经开始使用, 目前我国已经有一些厂家引进了该设备。
6、 新型编织结构钢丝编织机
传统编织结构为“2 股压 2 股”席纹结构, 德国 Mayer 公司制造出一种“3 股压 3 股”席纹结构的钢丝编织机, 型号为 MR15。这种钢丝铺放形式可减少气泡和突起, 减小钢丝弯曲程度, 提高胶管耐压性能, 减小弯曲半径, 提高生产效率 50% 。
7 、胶管生产设备电子控制系统
7、1 RB-2 编织机电子控制系统
美国 Magnatech 公司研制出一种电子控制系统--- MICS, 用于控制 RB-2 编织机。该控制
系统能够监测所有标准的 Magnatech 报警状态以及牵引机速度和编织盘转速; 记录运行时间和
预定结束时间, 在达到规定产品长度时自动停机;监测运行统计, 计算有缺陷产品之间合格产品的
长度; 保存停机记录, 有助于故障检查和排除; 报警产品缺陷位置; 提醒加注润滑油和保养; 指示佳更换钢丝/ 纱线位置。这种电子控制装置对提高编织机的生产效率和产品质量非常有益。
7、2 钢丝合股机电子控制装置
美国 Magnatech 公司研制出一种钢丝合股机电子控制装置--- Magna-ELC, 可将 50 种不同产品储存在产品存储器中, 还可将钢丝直径、根数和钢丝总长度输入数据库, 保存在存储器中, 以备使用。操作人员将所需张力输入到按钮电位计中, 负荷传感器测量运行张力, 并将读数输送到控制系统, 将其与所需张力进行比较, 再将结果输送到控制系统, 将适当的电压输出到磁性粒子制动器上, 进行张力控制。钢丝合股机使用机械放线装置, 恒定钢丝速度为 520 m·min - 1 , 使用 Magna-ELC 电子控制放线装置, 恒定钢丝速度可提高到 700 m ·min- 1 。
摘自 ：刘玉田( 沈阳橡胶研究设计院, 辽宁 沈阳 110021)
