中國橡膠機(jī)械網(wǎng) 中國橡機(jī)行業(yè)商務(wù)年鑒之技術(shù)創(chuàng)新
◆煉壓設(shè)備
1．一次法低溫?zé)捘z生產(chǎn)線
近年來，一些橡膠機(jī)械企業(yè)致力于開發(fā)和推廣使用一次法低溫?zé)捘z生產(chǎn)線，以滿足生產(chǎn)綠色輪胎的需要。到2013年底，至少有大連橡膠塑料機(jī)械股份有限公司、軟控股份有限公司、北京萬向新元科技股份有限公司、華工百川科技股份有限公司、益陽橡膠塑料機(jī)械集團(tuán)有限公司、青島雙星橡塑機(jī)械有限公司等10多家企業(yè)參與開發(fā)該新產(chǎn)品。
目前，一次法低溫?zé)捘z生產(chǎn)線有如下兩種類型：⑴由一臺密煉機(jī)加多臺開煉機(jī)和一套膠片冷卻裝置組成；⑵由上、下兩臺密煉機(jī)疊加組合在一起的密煉機(jī)組和壓片機(jī)、膠片冷卻裝置組成。益陽橡膠塑料機(jī)械集團(tuán)有限公司的密煉機(jī)組由GE320和GE590T組成；大連橡膠塑料機(jī)械股份有限公司的密煉機(jī)組由XMN-320X（5-50）Y和XMN-580X（5-50）組成。
由密煉機(jī)和開煉機(jī)組成的生產(chǎn)線，開煉機(jī)數(shù)量為4～6臺，且要求調(diào)速和液壓調(diào)距。該生產(chǎn)線可提高生產(chǎn)能力17%～25%，節(jié)能約20%，減少操作人員50%，提高混煉膠質(zhì)量。
疊加密煉機(jī)組又稱串聯(lián)式密煉機(jī)，該生產(chǎn)線適用于混煉白炭黑膠料，機(jī)器采用嚙合型轉(zhuǎn)子，將膠料多段混煉變?yōu)橐欢位鞜?，綜合節(jié)能可達(dá)30%，投資減少20%～33%，生產(chǎn)效率提高50%，改善膠料的分散度和均勻性，提高混煉膠質(zhì)量。
一次法低溫?zé)捘z生產(chǎn)線符合國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展方向，此類項(xiàng)目得到了國家相關(guān)部門的普遍支持。例如，益陽橡膠塑料機(jī)械集團(tuán)有限公司的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目2011年度被列入中央資本金項(xiàng)目，獲1300萬元支持資金。
煉膠設(shè)備在整個輪胎生產(chǎn)中是能耗最大的一個環(huán)節(jié)，節(jié)能空間較大。一次法低溫?zé)捘z生產(chǎn)線從根本上改變了傳統(tǒng)的煉膠方式，由原來的多段混煉改變?yōu)橐欢位鞜?，大大提高了膠料的質(zhì)量及生產(chǎn)效率，并且噸膠耗能可以降低20%以上。該生產(chǎn)線還解決了膠料在開煉機(jī)上的自動循環(huán)、自動加硫等問題，大大提高了生產(chǎn)自動化。此外，輪胎行業(yè)要發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，也需要節(jié)能、環(huán)保、高效的設(shè)備作支撐。一次法低溫?zé)捘z生產(chǎn)線的開發(fā)成功，對我國橡膠工業(yè)節(jié)能減排起到一個革命性促進(jìn)作用，對橡膠工業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。
根據(jù)計(jì)算，以年產(chǎn)200萬套全鋼子午線輪胎的規(guī)模，僅在煉膠環(huán)節(jié)，采用一次法低溫?zé)捘z生產(chǎn)線的新煉膠工藝，較傳統(tǒng)工藝節(jié)約電費(fèi)每年在2500萬元人民幣以上。目前，一次法低溫?zé)捘z生產(chǎn)線已經(jīng)成為新上輪胎項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)配置，并且越來越多地應(yīng)用于輪胎企業(yè)技術(shù)改造項(xiàng)目。
2．橡膠寬幅膠片擠出壓延機(jī)組及聯(lián)動線
隨著國內(nèi)外能源工業(yè)的迅速發(fā)展，大型連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備對橡膠輸送帶的需求量在不斷增加。在輸送帶行業(yè)，當(dāng)前國際先進(jìn)的生產(chǎn)方法是采用擠出壓延法來生產(chǎn)橡膠寬幅膠片，并一次性完成膠片的接取、冷卻、貼合、卷取等操作，以保證輸送帶的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，但是用于寬幅膠片生產(chǎn)的擠出壓延法裝備只有德國等少數(shù)國家可以制造。因此，研發(fā)具有國際先進(jìn)水平的新型工藝裝備，大大提高輸送帶的生產(chǎn)效率和使用壽命，以滿足煤礦、鋼鐵、水泥、港口、電力等行業(yè)的大型連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備對輸送帶的需求量及品質(zhì)的要求，勢在必行。
近年來，中國化學(xué)工業(yè)桂林工程有限公司（以下簡稱：中化桂林）、內(nèi)蒙古富特橡塑機(jī)械有限公司（以下簡稱：內(nèi)蒙古富特）等企業(yè)在廣泛的市場調(diào)研、吸取德國設(shè)備先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過試驗(yàn)?zāi)M研究，提出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)路線，先后研發(fā)成功橡膠寬幅膠片擠出壓延機(jī)組及聯(lián)動線，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。
國產(chǎn)橡膠寬幅膠片擠出壓延機(jī)組及聯(lián)動線的工藝流程如下圖所示：
從上圖可見，該生產(chǎn)線由包含雙擠出系統(tǒng)、寬幅機(jī)頭、壓延機(jī)的寬幅擠出壓延系統(tǒng)，包含接取裝置、冷卻裝置、膠片貼合裝置、裁斷裝置、卷取裝置等在內(nèi)的聯(lián)動線以及電氣控制系統(tǒng)等組成。
寬幅擠出壓延系統(tǒng)是采用擠出壓延法生產(chǎn)的技術(shù)關(guān)鍵。中化桂林選擇使用φ200和φ250銷釘機(jī)筒冷喂料擠出機(jī)組成雙擠出系統(tǒng)，在生產(chǎn)500～1000mm寬度膠片時，使用φ200擠出機(jī)單擠出；生產(chǎn)1000～1400mm寬膠片時使用φ250擠出機(jī)單擠出，而在擠出1400mm以上寬度膠片時，則由兩臺擠出機(jī)同時工作。內(nèi)蒙古富特則選擇使用兩臺φ250銷釘機(jī)筒冷喂料擠出機(jī)組成雙擠出系統(tǒng)。
針對膠帶行業(yè)的膠料種類很多，不同膠種的擠出特性差異很大的特點(diǎn)，國內(nèi)橡機(jī)企業(yè)對螺桿、機(jī)筒的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了針對性的處理，以保證對輸送帶橡膠特別是特殊膠料的生產(chǎn)效率，提高擠出產(chǎn)量。雙擠出系統(tǒng)三維結(jié)構(gòu)如下圖所示：
寬幅機(jī)頭決定了所能生產(chǎn)膠片的最大寬度。機(jī)頭形式是另一個具有較大技術(shù)難度的問題。德國生產(chǎn)的寬幅膠片擠出機(jī)采用的是一個流道寬度為2500mm，總寬度為3000mm的單腔機(jī)頭。由于這種機(jī)頭的流道很寬，故要求有較高的設(shè)計(jì)水平及成熟的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，同時，制造和調(diào)試的難度也較大，因?yàn)閷挿z片擠出機(jī)頭是所有擠出機(jī)頭中技術(shù)難度最大的。采用兩個螺桿向同一個機(jī)頭供料，則流道的設(shè)計(jì)難度將更大。國內(nèi)橡機(jī)企業(yè)在設(shè)計(jì)過程中，先進(jìn)行三維設(shè)計(jì)，然后采用高聚物流變有限元計(jì)算軟件，對物料的流動進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真模擬，不斷地修正流道結(jié)構(gòu)，以逼近理想狀態(tài)。然后按照模擬仿真后的三維結(jié)構(gòu)，對流道進(jìn)行數(shù)控加工，以及通過出廠前的擠膠試驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)物修正，從而保證了流道的設(shè)計(jì)及加工滿足對物料的擠出精度要求。
寬幅擠出壓延系統(tǒng)中，壓延機(jī)起到了對膠片進(jìn)行最終精確壓型的作用，以保證膠片的精度要求。國產(chǎn)首臺橡膠寬幅膠片擠出壓延機(jī)組，其輥筒規(guī)格為φ810×2800mm，采用鉆孔式的冷卻結(jié)構(gòu)，保證輥面溫度均勻；選用德國NOVO高精度位移傳感器，配備大傳動比減速系統(tǒng)及雙速電機(jī)，快速調(diào)距速度為3.35mm/min、慢速調(diào)距速度為0.83mm/min，調(diào)速精度為0.01mm，并可實(shí)現(xiàn)輥距的單動和聯(lián)動調(diào)節(jié)；軸交叉調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)配備0.01mm的精度位移傳感器，可通過機(jī)械和液壓的組合機(jī)構(gòu)，對輥筒進(jìn)行零間隙調(diào)節(jié)，確保滿足生產(chǎn)薄制品的精度要求；采用上輥液壓預(yù)負(fù)荷裝置，以克服軸承的游隙，保證壓延精度；上橫梁安裝有數(shù)只液壓油缸，通過上下模梁及油缸的共同作用，將擠出機(jī)機(jī)頭的上下模體鎖緊，并配置縱向拉緊的楔塊式鎖緊結(jié)構(gòu)，消除由于上橫梁的自重而產(chǎn)生的安裝間隙；下橫梁采用增加中間支撐的辦法，減少橫梁中部的變形量；溫控系統(tǒng)采用電加熱式，并加大用于預(yù)熱的電熱功率，提高輥筒溫度的控制精度，滿足壓延強(qiáng)度較差、熱敏性較高橡膠時的需求。
在聯(lián)動線中，采用輥道結(jié)構(gòu)的接取方式，并配有前后兩端的自動接取輸送膠片機(jī)構(gòu)，確保對寬幅膠片的自動輸送；冷卻鼓采用夾套式結(jié)構(gòu)，鼓面經(jīng)噴砂處理，防止與膠片的粘貼；設(shè)置膠片自動牽引機(jī)構(gòu)，簡化膠片引頭時的人工操作；針對寬幅膠片不易人工操作的特點(diǎn)，設(shè)置接取輥道，采用PLC及光電控制，自動實(shí)現(xiàn)兩個卷取工位的轉(zhuǎn)換，并具備恒張力卷取、墊布張力控制、擴(kuò)布等功能；采用電渦流厚度測量裝置，對所生產(chǎn)制品進(jìn)行實(shí)時厚度監(jiān)控，在滿足工藝質(zhì)量控制的同時，降低了設(shè)備對安裝精度的要求，方便使用和維護(hù)。
經(jīng)專家鑒定和使用驗(yàn)證，國產(chǎn)橡膠寬幅膠片擠出壓延機(jī)組及聯(lián)動線與德、美等國同類設(shè)備相比，主機(jī)設(shè)計(jì)新穎，具有獨(dú)創(chuàng)性；生產(chǎn)能力比德國制造的同類設(shè)備提高了約40%。從整體水平來看，達(dá)到國際同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。
該生產(chǎn)線自投入使用后，很好地克服了傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝中的產(chǎn)品質(zhì)量缺陷，大大提高了膠片的致密性和尺寸的精確性，同時，還較好地滿足了原來難以加工的阻燃膠帶的制造要求。與傳統(tǒng)生產(chǎn)法相比，采用擠出壓延法生產(chǎn)工藝可提高生產(chǎn)效率一倍，節(jié)省生產(chǎn)用膠料約5%，百米缺陷數(shù)降低約40%，降低廢品率約30%，減少占地約20%。此外，還可以減少操作人員一倍以上。采用國產(chǎn)裝備替代進(jìn)口，每條生產(chǎn)線可節(jié)省一次性設(shè)備采購費(fèi)用近4000萬元人民幣。另外，還解決了進(jìn)口設(shè)備的備品／備件價格高昂和售后服務(wù)不及時等方面的矛盾。
3．大型立式兩輥壓延機(jī)
為了適應(yīng)蓬勃發(fā)展的中國城市軌道建設(shè)市場需要，解決國內(nèi)生產(chǎn)橡膠地板廠家在生產(chǎn)新型環(huán)保阻燃橡膠地板這一領(lǐng)域的迫切生產(chǎn)需求及改進(jìn)生產(chǎn)工藝的強(qiáng)烈愿望，大連橡膠塑料機(jī)械股份有限公司（以下簡稱：大橡塑）開發(fā)了Φ710×2130立式兩輥壓延機(jī)。
該設(shè)備適用于以擠出壓延法生產(chǎn)環(huán)保型阻燃橡膠地板的壓延工序，所生產(chǎn)制品的最大寬度可達(dá)1800mm，是目前國內(nèi)生產(chǎn)橡膠地板規(guī)格最大的壓延機(jī)。設(shè)備主要參數(shù)如下表所示：
大橡塑推出的Φ710×2130立式兩輥壓延機(jī)具有如下創(chuàng)新點(diǎn)：⑴完善了輥筒軸承潤滑密封方式。通過在骨架密封圈的外圓密封面處設(shè)計(jì)4層密封凸臺，增大密封壓力，并結(jié)合進(jìn)、回油路線優(yōu)化設(shè)計(jì)，徹底解決了壓延機(jī)軸承稀油潤滑方式在骨架密封圈外圓存在漏油隱患的問題。⑵應(yīng)用了新型切刀裝置?？烧{(diào)整的片狀刀片與牽引輥表面接觸即可切除制品多余邊料，從根本上解決了傳統(tǒng)圓盤轉(zhuǎn)刀使用中需要較大牽引壓力才能切除邊料，導(dǎo)致刀刃劃傷牽引輥表面的弊端。⑶改進(jìn)了傳動系統(tǒng)。采用兩臺單輸入軸、單輸出軸減速機(jī)上下立式布置，通過兩臺交流變頻電機(jī)分別驅(qū)動上、下輥筒的新型傳動結(jié)構(gòu)，利用輥筒的線速度差排出膠料中的氣泡，提高制品質(zhì)量。
該設(shè)備在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用了大量新技術(shù)、新思路，其中有多項(xiàng)成果已獲得國家專利。目前該設(shè)備使用效果一直良好，為用戶創(chuàng)造了大量的經(jīng)濟(jì)效益。
4．恒張力纖維條擠出法生產(chǎn)線
青島高策橡膠工程有限公司（以下簡稱：青島高策）自主研發(fā)的恒張力纖維條擠出法生產(chǎn)線主要用于橡膠輪胎的冠帶條、鋼圈包布等部件的生產(chǎn)。
該生產(chǎn)線主要由雙工位線軸錠子架、排線器、擠出裝置、冷卻裝置、貯布裝置、分切機(jī)構(gòu)、分條輸送裝置、雙工位卷取裝置、電控系統(tǒng)等組成。將兩組平行布置的纖維簾線通過排絲、敷膠、牽引、儲存、卷曲等作業(yè)機(jī)構(gòu)，形成一條連續(xù)自動的纖維條敷膠擠出生產(chǎn)線。
整條生產(chǎn)線從線軸導(dǎo)開到卷取全部實(shí)現(xiàn)智能化控制，與傳統(tǒng)的纖維簾布壓延生產(chǎn)線相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：⑴實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，取消生產(chǎn)中間周轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，簡化了生產(chǎn)工藝，節(jié)約了設(shè)備、工裝和人力，降低了產(chǎn)品成本；⑵采用線軸簾線供料方式，在各線軸處設(shè)置簾線張緊機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)單根簾線張力獨(dú)立控制，保證了張力的均勻性；⑶采用齒輪泵擠出機(jī)擠出，機(jī)頭口型壓力大，壓力波動小，膠料滲透性好；⑷簾線經(jīng)過擠出覆膠裝置覆膠后由主動冷輥牽引，實(shí)現(xiàn)窄纖維條恒張力控制。
青島高策在研發(fā)恒張力纖維條擠出法生產(chǎn)線過程中，形成多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)。其中，《恒張力纖維條擠出法生產(chǎn)線》已獲得國家專利授權(quán)，專利號：201120102827.5。
5．橡膠熔體齒輪泵擠出機(jī)組
由于橡膠齒輪泵具有正位移輸送特性、擠出制品尺寸精度高、建壓能力強(qiáng)、出膠溫度低等特點(diǎn)，在橡膠濾膠和擠出領(lǐng)域受到越來越大的重視。為了滿足國內(nèi)對橡膠熔體齒輪泵的需求，北京化工大學(xué)橡膠塑料機(jī)械研究所與北京航空制造工程研究所、杭州朝陽橡膠有限公司合作，聯(lián)合研制開發(fā)了國內(nèi)首套CPl50／10橡膠熔體齒輪泵；并在此基礎(chǔ)上，先后開發(fā)成功XCP150/100、XCP120/90等型號橡膠熔體齒輪泵擠出機(jī)組。
該橡膠熔體齒輪泵擠出機(jī)組體現(xiàn)了如下優(yōu)勢和創(chuàng)新點(diǎn)：⑴具有理想的工作特性，保證擠出量與齒輪泵的轉(zhuǎn)速成線性關(guān)系，可以實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)量精確控制，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的尺寸精度。利用齒輪泵進(jìn)口、出口處采集的壓力、溫度等信息資料，使上、下游設(shè)備與齒輪泵同步工作，實(shí)現(xiàn)整個擠出過程全程在線監(jiān)視與反饋控制。⑵采用獨(dú)特的溫控方式，能實(shí)現(xiàn)精確的溫度閉環(huán)控制，將膠料的溫度嚴(yán)格控制在設(shè)定的溫度范圍之內(nèi)，防止膠料焦燒，并能實(shí)現(xiàn)低溫擠出。⑶采用特殊的結(jié)構(gòu)形式，可以有效的防止膠料泄漏，實(shí)現(xiàn)自清潔。⑷通過在與齒輪接觸的端蓋上卸荷槽，消除“困油”現(xiàn)象對齒輪泵的不良影響，進(jìn)一步延長了齒輪泵的壽命，增加膠料輸送的穩(wěn)定性。⑸該齒輪泵采用一對變位斜齒輪相嚙合，齒輪與軸為一體，齒輪軸采用高耐磨材料，齒面經(jīng)高頻淬火，表面硬度達(dá)到HRC58-62，精度等級為6HK。⑹齒輪泵的喂料口和出料口采用獨(dú)特的設(shè)計(jì)，使物料喂進(jìn)齒輪泵流暢，不易產(chǎn)生滯留和氣穴，齒輪軸所受的徑向力減小，進(jìn)一步延長了軸承壽命。
在產(chǎn)品開發(fā)過程中，以北京化工大學(xué)江波教授為首的研發(fā)團(tuán)隊(duì)攻克了橡膠齒輪泵設(shè)計(jì)開發(fā)的三大難點(diǎn)：⑴軸承和潤滑結(jié)構(gòu)。塑料齒輪泵轉(zhuǎn)子通常采用塑料熔體自潤滑方式進(jìn)行潤滑。在齒輪軸上安裝滑動軸承，塑料熔體流入滑動軸承與泵體型腔的間隙，形成潤滑膜，起到潤滑作用。但是對于橡膠齒輪來說，滑動軸承的使用效果不如滾動軸承。在使用滑動軸承時，會有膠料流入軸承間隙，在很小的間隙內(nèi)，膠料極易發(fā)生焦燒，所以很多齒輪泵采用了滾動軸承。同時，由于滑動軸承和齒輪軸之間的間隙非常小，橡膠內(nèi)的固體物質(zhì)如硬質(zhì)雜質(zhì)或者增強(qiáng)纖維等，這些雜質(zhì)的粒徑大于軸承間隙，將造成軸承磨損，削弱軸承性能。低速工作時，由于潤滑膠料不易形成潤滑膜，從而導(dǎo)致金屬之間的摩擦，造成軸承失效。使用滾動軸承可避免上述問題，但就要考慮防止膠料流入軸承和防止軸承潤滑脂進(jìn)入泵體的問題。在最新研制的橡膠齒輪上，北京化工大學(xué)橡膠塑料機(jī)械研究所在齒輪軸上加工返膠槽，驅(qū)動膠料流回泵體。同時，在齒輪軸上安裝密封元件，一方面防止膠料進(jìn)入滾動軸承，另一方面防止軸承的潤滑脂進(jìn)入泵體。此外，在返膠槽和密封元件之間開設(shè)出膠口，排除從返膠槽流出的膠料和從密封環(huán)泄露的潤滑脂；在密封元件的外側(cè)安裝軸承，起到支撐齒輪軸和承載軸向力的作用。⑵溫控系統(tǒng)。塑料齒輪泵僅僅是在齒輪泵上安裝電加熱器，以保證齒輪泵的溫度高于設(shè)定溫度。而對于橡膠加工來說，往往要采取足夠措施降低膠料溫度。針對上述情況，研發(fā)團(tuán)隊(duì)在橡膠齒輪泵泵體上加工導(dǎo)熱介質(zhì)流道，同時對橡膠齒輪泵的轉(zhuǎn)子進(jìn)行冷卻，實(shí)現(xiàn)了降低擠出膠溫、降低返膠槽內(nèi)膠料的溫度，防止焦燒的目的。⑶齒輪軸的優(yōu)化設(shè)計(jì)。齒輪泵能夠起到穩(wěn)壓的作用，但是直齒齒輪的嚙合也會產(chǎn)生產(chǎn)量波動。這是直齒齒輪泵自身在穩(wěn)壓方面的缺陷。這種波動會在制品表面上形成一定缺陷，影響制品質(zhì)量。為了避免這一問題，可以采用螺旋齒或人字齒。使用人字齒是可以有效地避免軸向力。但是如果齒輪的螺旋角太大，膠料將會從出口高壓區(qū)返回入口低壓區(qū)，破壞齒輪泵正位移輸送特征，降低齒輪泵的擠出精度。擠出精度可以歸類到相對產(chǎn)量精度或絕對產(chǎn)量精度。當(dāng)產(chǎn)量較大，即便相對產(chǎn)量精度很好，但是絕對產(chǎn)量精度也會下降很多。針對上述情況，研發(fā)團(tuán)隊(duì)對齒輪軸開展優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終很好地解決了問題。
由于橡膠熔體齒輪泵的工作特性，對不同膠料種類、機(jī)頭阻力和操作工藝條件適應(yīng)性強(qiáng)，因此應(yīng)用范圍非常廣泛，尤其在精密擠出成型和濾膠工藝以及壓延喂料中具有明顯的優(yōu)勢，已成為國際橡膠和熱塑性彈性體加工領(lǐng)域中的一個新的熱點(diǎn)，引起業(yè)內(nèi)人士的廣泛關(guān)注。相關(guān)研究已經(jīng)表明，橡膠齒輪泵擠出機(jī)組可應(yīng)用于橡膠的過濾、預(yù)熱、塑化和成型；向壓延機(jī)進(jìn)行擠出供料；與熱喂料擠出機(jī)、冷喂料擠出機(jī)以及冷喂料排氣擠出機(jī)相配，進(jìn)行輪胎膠胚的復(fù)合擠出，完成輸送帶、牽引帶、平板制品、膠管、膠條、內(nèi)胎、電線電纜的擠出成型和膠輥的包膠以及高容量鑄模的填充。
6．自動轉(zhuǎn)盤式橡膠、PU、TPU鞋用連續(xù)注射成型機(jī)
國內(nèi)從90年代初期開始引進(jìn)德國、意大利等世界一流的鞋用轉(zhuǎn)盤式連幫注射成型機(jī)來生產(chǎn)旅游鞋、休閑鞋和安全鞋。但在使用過程中，機(jī)械零配件的價格昂貴、采購周期長、維修費(fèi)用大且影響正常生產(chǎn)。為了克服這一問題，國內(nèi)企業(yè)在研究進(jìn)口設(shè)備的性能特點(diǎn)和維修技術(shù)的同時，努力嘗試整機(jī)國產(chǎn)化的。賽納（瑞安）機(jī)械工程有限公司（以下簡稱：賽納）研制開發(fā)了自動轉(zhuǎn)盤式橡膠、PU、TPU鞋用連續(xù)注射成型機(jī)，成功地填補(bǔ)了國內(nèi)空白。
該機(jī)組集光、機(jī)、電、氣于一體，采用了電腦控制、光電監(jiān)控、變頻調(diào)速、反應(yīng)注射、機(jī)械手操作等先進(jìn)技術(shù)，適用于以橡膠、PU、TPU為原料，生產(chǎn)特種軍用靴及各種抗靜電、電絕緣、抗沖擊、防穿刺、耐嚴(yán)寒、耐油、耐酸堿、高耐磨等多功能安全鞋和登山鞋、運(yùn)動鞋、休閑鞋的連幫注射成型，生產(chǎn)效率高。
大型鞋用連續(xù)注射成型機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)，目前世界上僅少數(shù)發(fā)達(dá)國家掌握，賽納是國內(nèi)獨(dú)家擁有該技術(shù)的企業(yè)。自動轉(zhuǎn)盤式橡膠、PU、TPU鞋用連續(xù)注射成型機(jī)的開發(fā)成功，為推動我國特種軍用鞋（靴）達(dá)到國際領(lǐng)先水平，各種多功能的安全鞋、勞保鞋、職業(yè)鞋走向國際市場，提供了先進(jìn)的技術(shù)裝備。
7．對擠法內(nèi)襯層生產(chǎn)線
隨著輪胎行業(yè)的快速發(fā)展，為解決制約輪胎廠提產(chǎn)的瓶頸問題，國內(nèi)外廠商紛紛把目光投向了一次復(fù)合完成內(nèi)襯層的生產(chǎn)技術(shù)。軟控股份有限公司自主研發(fā)的對擠法內(nèi)襯層生產(chǎn)線（如下圖所示），具有生產(chǎn)效率高、制品精度高、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，處于國際先進(jìn)水平。
對擠法內(nèi)襯層生產(chǎn)線通過減少卷曲之后的二次導(dǎo)開，實(shí)現(xiàn)了一次性擠出壓延后的熱貼合，徹底解決了100萬套全鋼子午線輪胎生產(chǎn)線配置一條內(nèi)襯層生產(chǎn)線產(chǎn)能不足，而配置兩條內(nèi)襯層生產(chǎn)線產(chǎn)能嚴(yán)重過剩的問題。該生產(chǎn)線還實(shí)現(xiàn)了設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化管理，能夠?qū)崟r監(jiān)控，方便操作和維護(hù)；采用主從式定中形式，定中精度高、貼合無氣泡。
對擠法內(nèi)襯層生產(chǎn)線的研制成功從整體上提高了輪胎生產(chǎn)效率，推動了輪胎質(zhì)量的快速提升，提升了我國輪胎業(yè)生產(chǎn)設(shè)備國產(chǎn)化比例。
8．內(nèi)襯層壓延生產(chǎn)線
軟控股份有限公司自主研發(fā)的內(nèi)襯層壓延生產(chǎn)線主要用于生產(chǎn)輪胎成型所需的內(nèi)襯層、薄膠片等材料。該設(shè)備綜合利用了機(jī)械與自控、測量、軟件、光機(jī)電一體化等先進(jìn)技術(shù)，成功解決了生產(chǎn)效率低、“拉伸”率和“氣泡”率較高等難題，并在國際上首創(chuàng)了三種膠片一次性熱貼技術(shù)，提高了設(shè)備的生產(chǎn)效率、精度及穩(wěn)定性，降低了能耗，經(jīng)鑒定達(dá)到國際先進(jìn)水平，對提高我國橡膠輪胎行業(yè)整體的生產(chǎn)、管理信息化水平具有重要推動作用。
該生產(chǎn)線榮獲2010年度青島市科技進(jìn)步一等獎。
9．橡膠一步法注射成型技術(shù)與設(shè)備
橡膠注射成型技術(shù)是一種高質(zhì)高效低耗、可替代傳統(tǒng)模壓成型的新技術(shù)，具有廣泛的應(yīng)用前景和巨大的開發(fā)潛力。傳統(tǒng)的注射成型設(shè)備有兩種，一是螺桿往復(fù)式注射機(jī)，二是螺桿柱塞式注射機(jī)。無論是前者還是后者，其工作原理均是：⑴塑化定量。膠料通過螺桿機(jī)筒系統(tǒng)的塑化并進(jìn)入機(jī)械定量階段。⑵注射。當(dāng)達(dá)到預(yù)定的容量時，軸向注射裝置向前推進(jìn)將定量塑化好的膠料注射入模腔。業(yè)界將這種注射成型方法稱為“二步注射成型法”，即“二步法”。
青島科技大學(xué)高分子材料加工機(jī)械研究所呂柏源教授領(lǐng)導(dǎo)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)針對二步法存在的問題，自主創(chuàng)新，開發(fā)出一種新型技術(shù)，即將膠料在高速旋轉(zhuǎn)的螺桿和特殊增壓機(jī)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行塑化，并連續(xù)以高速、高壓、高溫的料流直接注射入模腔，當(dāng)模腔注滿膠料時，系統(tǒng)將發(fā)出定量信號，停止注射同時進(jìn)行保壓。這種技術(shù)其塑化定量與注射是同步進(jìn)行的，我們稱這種注射成型方法為“一步注射成型法”，即“一步法”。
一步法注射成型技術(shù)取消了傳統(tǒng)注射成型技術(shù)的軸向注射裝置，使傳統(tǒng)塑化定量、注射兩個步驟的成型技術(shù)融合成一步完成，與傳統(tǒng)注射技術(shù)與設(shè)備相比，具有如下優(yōu)勢：⑴突破了注射容量限制。既可注射小容量橡膠制品，也可注射巨型橡膠制品。⑵設(shè)備體積減小，結(jié)構(gòu)簡單，從而降低了制造成本。⑶提高了熱歷程均勻性，有利于產(chǎn)品質(zhì)量的提高以及可以調(diào)節(jié)制品的成型壓力，實(shí)現(xiàn)控制制品質(zhì)量的目的。
橡膠一步法注射成型技術(shù)與設(shè)備已經(jīng)通過中國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會組織的專家鑒定，并已推廣到輪胎膠囊、油田螺桿鉆具橡膠定子和實(shí)心輪胎等橡膠產(chǎn)品試生產(chǎn)。試用證明，該技術(shù)提高了注射的塑化質(zhì)量，進(jìn)而提高了制品的使用性能；同時設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，具有提高效率，節(jié)省能源，方便操作，易于維護(hù)保養(yǎng)和實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。
◆煉壓設(shè)備
1．一次法低溫?zé)捘z生產(chǎn)線
近年來，一些橡膠機(jī)械企業(yè)致力于開發(fā)和推廣使用一次法低溫?zé)捘z生產(chǎn)線，以滿足生產(chǎn)綠色輪胎的需要。到2013年底，至少有大連橡膠塑料機(jī)械股份有限公司、軟控股份有限公司、北京萬向新元科技股份有限公司、華工百川科技股份有限公司、益陽橡膠塑料機(jī)械集團(tuán)有限公司、青島雙星橡塑機(jī)械有限公司等10多家企業(yè)參與開發(fā)該新產(chǎn)品。
目前，一次法低溫?zé)捘z生產(chǎn)線有如下兩種類型：⑴由一臺密煉機(jī)加多臺開煉機(jī)和一套膠片冷卻裝置組成；⑵由上、下兩臺密煉機(jī)疊加組合在一起的密煉機(jī)組和壓片機(jī)、膠片冷卻裝置組成。益陽橡膠塑料機(jī)械集團(tuán)有限公司的密煉機(jī)組由GE320和GE590T組成；大連橡膠塑料機(jī)械股份有限公司的密煉機(jī)組由XMN-320X（5-50）Y和XMN-580X（5-50）組成。
由密煉機(jī)和開煉機(jī)組成的生產(chǎn)線，開煉機(jī)數(shù)量為4～6臺，且要求調(diào)速和液壓調(diào)距。該生產(chǎn)線可提高生產(chǎn)能力17%～25%，節(jié)能約20%，減少操作人員50%，提高混煉膠質(zhì)量。
疊加密煉機(jī)組又稱串聯(lián)式密煉機(jī)，該生產(chǎn)線適用于混煉白炭黑膠料，機(jī)器采用嚙合型轉(zhuǎn)子，將膠料多段混煉變?yōu)橐欢位鞜?，綜合節(jié)能可達(dá)30%，投資減少20%～33%，生產(chǎn)效率提高50%，改善膠料的分散度和均勻性，提高混煉膠質(zhì)量。
一次法低溫?zé)捘z生產(chǎn)線符合國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展方向，此類項(xiàng)目得到了國家相關(guān)部門的普遍支持。例如，益陽橡膠塑料機(jī)械集團(tuán)有限公司的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目2011年度被列入中央資本金項(xiàng)目，獲1300萬元支持資金。
煉膠設(shè)備在整個輪胎生產(chǎn)中是能耗最大的一個環(huán)節(jié)，節(jié)能空間較大。一次法低溫?zé)捘z生產(chǎn)線從根本上改變了傳統(tǒng)的煉膠方式，由原來的多段混煉改變?yōu)橐欢位鞜?，大大提高了膠料的質(zhì)量及生產(chǎn)效率，并且噸膠耗能可以降低20%以上。該生產(chǎn)線還解決了膠料在開煉機(jī)上的自動循環(huán)、自動加硫等問題，大大提高了生產(chǎn)自動化。此外，輪胎行業(yè)要發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，也需要節(jié)能、環(huán)保、高效的設(shè)備作支撐。一次法低溫?zé)捘z生產(chǎn)線的開發(fā)成功，對我國橡膠工業(yè)節(jié)能減排起到一個革命性促進(jìn)作用，對橡膠工業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。
根據(jù)計(jì)算，以年產(chǎn)200萬套全鋼子午線輪胎的規(guī)模，僅在煉膠環(huán)節(jié)，采用一次法低溫?zé)捘z生產(chǎn)線的新煉膠工藝，較傳統(tǒng)工藝節(jié)約電費(fèi)每年在2500萬元人民幣以上。目前，一次法低溫?zé)捘z生產(chǎn)線已經(jīng)成為新上輪胎項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)配置，并且越來越多地應(yīng)用于輪胎企業(yè)技術(shù)改造項(xiàng)目。
2．橡膠寬幅膠片擠出壓延機(jī)組及聯(lián)動線
隨著國內(nèi)外能源工業(yè)的迅速發(fā)展，大型連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備對橡膠輸送帶的需求量在不斷增加。在輸送帶行業(yè)，當(dāng)前國際先進(jìn)的生產(chǎn)方法是采用擠出壓延法來生產(chǎn)橡膠寬幅膠片，并一次性完成膠片的接取、冷卻、貼合、卷取等操作，以保證輸送帶的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，但是用于寬幅膠片生產(chǎn)的擠出壓延法裝備只有德國等少數(shù)國家可以制造。因此，研發(fā)具有國際先進(jìn)水平的新型工藝裝備，大大提高輸送帶的生產(chǎn)效率和使用壽命，以滿足煤礦、鋼鐵、水泥、港口、電力等行業(yè)的大型連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備對輸送帶的需求量及品質(zhì)的要求，勢在必行。
近年來，中國化學(xué)工業(yè)桂林工程有限公司（以下簡稱：中化桂林）、內(nèi)蒙古富特橡塑機(jī)械有限公司（以下簡稱：內(nèi)蒙古富特）等企業(yè)在廣泛的市場調(diào)研、吸取德國設(shè)備先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過試驗(yàn)?zāi)M研究，提出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)路線，先后研發(fā)成功橡膠寬幅膠片擠出壓延機(jī)組及聯(lián)動線，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。
國產(chǎn)橡膠寬幅膠片擠出壓延機(jī)組及聯(lián)動線的工藝流程如下圖所示：
寬幅擠出壓延系統(tǒng)是采用擠出壓延法生產(chǎn)的技術(shù)關(guān)鍵。中化桂林選擇使用φ200和φ250銷釘機(jī)筒冷喂料擠出機(jī)組成雙擠出系統(tǒng)，在生產(chǎn)500～1000mm寬度膠片時，使用φ200擠出機(jī)單擠出；生產(chǎn)1000～1400mm寬膠片時使用φ250擠出機(jī)單擠出，而在擠出1400mm以上寬度膠片時，則由兩臺擠出機(jī)同時工作。內(nèi)蒙古富特則選擇使用兩臺φ250銷釘機(jī)筒冷喂料擠出機(jī)組成雙擠出系統(tǒng)。
針對膠帶行業(yè)的膠料種類很多，不同膠種的擠出特性差異很大的特點(diǎn)，國內(nèi)橡機(jī)企業(yè)對螺桿、機(jī)筒的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了針對性的處理，以保證對輸送帶橡膠特別是特殊膠料的生產(chǎn)效率，提高擠出產(chǎn)量。雙擠出系統(tǒng)三維結(jié)構(gòu)如下圖所示：
寬幅擠出壓延系統(tǒng)中，壓延機(jī)起到了對膠片進(jìn)行最終精確壓型的作用，以保證膠片的精度要求。國產(chǎn)首臺橡膠寬幅膠片擠出壓延機(jī)組，其輥筒規(guī)格為φ810×2800mm，采用鉆孔式的冷卻結(jié)構(gòu)，保證輥面溫度均勻；選用德國NOVO高精度位移傳感器，配備大傳動比減速系統(tǒng)及雙速電機(jī)，快速調(diào)距速度為3.35mm/min、慢速調(diào)距速度為0.83mm/min，調(diào)速精度為0.01mm，并可實(shí)現(xiàn)輥距的單動和聯(lián)動調(diào)節(jié)；軸交叉調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)配備0.01mm的精度位移傳感器，可通過機(jī)械和液壓的組合機(jī)構(gòu)，對輥筒進(jìn)行零間隙調(diào)節(jié)，確保滿足生產(chǎn)薄制品的精度要求；采用上輥液壓預(yù)負(fù)荷裝置，以克服軸承的游隙，保證壓延精度；上橫梁安裝有數(shù)只液壓油缸，通過上下模梁及油缸的共同作用，將擠出機(jī)機(jī)頭的上下模體鎖緊，并配置縱向拉緊的楔塊式鎖緊結(jié)構(gòu)，消除由于上橫梁的自重而產(chǎn)生的安裝間隙；下橫梁采用增加中間支撐的辦法，減少橫梁中部的變形量；溫控系統(tǒng)采用電加熱式，并加大用于預(yù)熱的電熱功率，提高輥筒溫度的控制精度，滿足壓延強(qiáng)度較差、熱敏性較高橡膠時的需求。
在聯(lián)動線中，采用輥道結(jié)構(gòu)的接取方式，并配有前后兩端的自動接取輸送膠片機(jī)構(gòu)，確保對寬幅膠片的自動輸送；冷卻鼓采用夾套式結(jié)構(gòu)，鼓面經(jīng)噴砂處理，防止與膠片的粘貼；設(shè)置膠片自動牽引機(jī)構(gòu)，簡化膠片引頭時的人工操作；針對寬幅膠片不易人工操作的特點(diǎn)，設(shè)置接取輥道，采用PLC及光電控制，自動實(shí)現(xiàn)兩個卷取工位的轉(zhuǎn)換，并具備恒張力卷取、墊布張力控制、擴(kuò)布等功能；采用電渦流厚度測量裝置，對所生產(chǎn)制品進(jìn)行實(shí)時厚度監(jiān)控，在滿足工藝質(zhì)量控制的同時，降低了設(shè)備對安裝精度的要求，方便使用和維護(hù)。
經(jīng)專家鑒定和使用驗(yàn)證，國產(chǎn)橡膠寬幅膠片擠出壓延機(jī)組及聯(lián)動線與德、美等國同類設(shè)備相比，主機(jī)設(shè)計(jì)新穎，具有獨(dú)創(chuàng)性；生產(chǎn)能力比德國制造的同類設(shè)備提高了約40%。從整體水平來看，達(dá)到國際同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。
該生產(chǎn)線自投入使用后，很好地克服了傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝中的產(chǎn)品質(zhì)量缺陷，大大提高了膠片的致密性和尺寸的精確性，同時，還較好地滿足了原來難以加工的阻燃膠帶的制造要求。與傳統(tǒng)生產(chǎn)法相比，采用擠出壓延法生產(chǎn)工藝可提高生產(chǎn)效率一倍，節(jié)省生產(chǎn)用膠料約5%，百米缺陷數(shù)降低約40%，降低廢品率約30%，減少占地約20%。此外，還可以減少操作人員一倍以上。采用國產(chǎn)裝備替代進(jìn)口，每條生產(chǎn)線可節(jié)省一次性設(shè)備采購費(fèi)用近4000萬元人民幣。另外，還解決了進(jìn)口設(shè)備的備品／備件價格高昂和售后服務(wù)不及時等方面的矛盾。
3．大型立式兩輥壓延機(jī)
為了適應(yīng)蓬勃發(fā)展的中國城市軌道建設(shè)市場需要，解決國內(nèi)生產(chǎn)橡膠地板廠家在生產(chǎn)新型環(huán)保阻燃橡膠地板這一領(lǐng)域的迫切生產(chǎn)需求及改進(jìn)生產(chǎn)工藝的強(qiáng)烈愿望，大連橡膠塑料機(jī)械股份有限公司（以下簡稱：大橡塑）開發(fā)了Φ710×2130立式兩輥壓延機(jī)。
該設(shè)備適用于以擠出壓延法生產(chǎn)環(huán)保型阻燃橡膠地板的壓延工序，所生產(chǎn)制品的最大寬度可達(dá)1800mm，是目前國內(nèi)生產(chǎn)橡膠地板規(guī)格最大的壓延機(jī)。設(shè)備主要參數(shù)如下表所示：
|
最大制品厚度 |
0.5～0.6 mm |
輥筒規(guī)格 |
Φ710 mm×2130 mm |
|
制品厚度誤差 |
±0.05 mm |
輥筒數(shù)量 |
2 |
|
制品最大寬度 |
1800 mm |
輥筒排列方式 |
立式 |
|
制品寬度誤差 |
±1 mm |
輥筒線速度 |
1.2～12m/min |
|
生產(chǎn)能力 |
≈12t/h |
上下輥筒速比 |
0.5～1 |
|
主電機(jī)功率 |
55kW×2 |
|
|
該設(shè)備在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用了大量新技術(shù)、新思路，其中有多項(xiàng)成果已獲得國家專利。目前該設(shè)備使用效果一直良好，為用戶創(chuàng)造了大量的經(jīng)濟(jì)效益。
4．恒張力纖維條擠出法生產(chǎn)線
青島高策橡膠工程有限公司（以下簡稱：青島高策）自主研發(fā)的恒張力纖維條擠出法生產(chǎn)線主要用于橡膠輪胎的冠帶條、鋼圈包布等部件的生產(chǎn)。
該生產(chǎn)線主要由雙工位線軸錠子架、排線器、擠出裝置、冷卻裝置、貯布裝置、分切機(jī)構(gòu)、分條輸送裝置、雙工位卷取裝置、電控系統(tǒng)等組成。將兩組平行布置的纖維簾線通過排絲、敷膠、牽引、儲存、卷曲等作業(yè)機(jī)構(gòu)，形成一條連續(xù)自動的纖維條敷膠擠出生產(chǎn)線。
整條生產(chǎn)線從線軸導(dǎo)開到卷取全部實(shí)現(xiàn)智能化控制，與傳統(tǒng)的纖維簾布壓延生產(chǎn)線相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：⑴實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，取消生產(chǎn)中間周轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，簡化了生產(chǎn)工藝，節(jié)約了設(shè)備、工裝和人力，降低了產(chǎn)品成本；⑵采用線軸簾線供料方式，在各線軸處設(shè)置簾線張緊機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)單根簾線張力獨(dú)立控制，保證了張力的均勻性；⑶采用齒輪泵擠出機(jī)擠出，機(jī)頭口型壓力大，壓力波動小，膠料滲透性好；⑷簾線經(jīng)過擠出覆膠裝置覆膠后由主動冷輥牽引，實(shí)現(xiàn)窄纖維條恒張力控制。
青島高策在研發(fā)恒張力纖維條擠出法生產(chǎn)線過程中，形成多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)。其中，《恒張力纖維條擠出法生產(chǎn)線》已獲得國家專利授權(quán)，專利號：201120102827.5。
5．橡膠熔體齒輪泵擠出機(jī)組
由于橡膠齒輪泵具有正位移輸送特性、擠出制品尺寸精度高、建壓能力強(qiáng)、出膠溫度低等特點(diǎn)，在橡膠濾膠和擠出領(lǐng)域受到越來越大的重視。為了滿足國內(nèi)對橡膠熔體齒輪泵的需求，北京化工大學(xué)橡膠塑料機(jī)械研究所與北京航空制造工程研究所、杭州朝陽橡膠有限公司合作，聯(lián)合研制開發(fā)了國內(nèi)首套CPl50／10橡膠熔體齒輪泵；并在此基礎(chǔ)上，先后開發(fā)成功XCP150/100、XCP120/90等型號橡膠熔體齒輪泵擠出機(jī)組。
該橡膠熔體齒輪泵擠出機(jī)組體現(xiàn)了如下優(yōu)勢和創(chuàng)新點(diǎn)：⑴具有理想的工作特性，保證擠出量與齒輪泵的轉(zhuǎn)速成線性關(guān)系，可以實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)量精確控制，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的尺寸精度。利用齒輪泵進(jìn)口、出口處采集的壓力、溫度等信息資料，使上、下游設(shè)備與齒輪泵同步工作，實(shí)現(xiàn)整個擠出過程全程在線監(jiān)視與反饋控制。⑵采用獨(dú)特的溫控方式，能實(shí)現(xiàn)精確的溫度閉環(huán)控制，將膠料的溫度嚴(yán)格控制在設(shè)定的溫度范圍之內(nèi)，防止膠料焦燒，并能實(shí)現(xiàn)低溫擠出。⑶采用特殊的結(jié)構(gòu)形式，可以有效的防止膠料泄漏，實(shí)現(xiàn)自清潔。⑷通過在與齒輪接觸的端蓋上卸荷槽，消除“困油”現(xiàn)象對齒輪泵的不良影響，進(jìn)一步延長了齒輪泵的壽命，增加膠料輸送的穩(wěn)定性。⑸該齒輪泵采用一對變位斜齒輪相嚙合，齒輪與軸為一體，齒輪軸采用高耐磨材料，齒面經(jīng)高頻淬火，表面硬度達(dá)到HRC58-62，精度等級為6HK。⑹齒輪泵的喂料口和出料口采用獨(dú)特的設(shè)計(jì)，使物料喂進(jìn)齒輪泵流暢，不易產(chǎn)生滯留和氣穴，齒輪軸所受的徑向力減小，進(jìn)一步延長了軸承壽命。
在產(chǎn)品開發(fā)過程中，以北京化工大學(xué)江波教授為首的研發(fā)團(tuán)隊(duì)攻克了橡膠齒輪泵設(shè)計(jì)開發(fā)的三大難點(diǎn)：⑴軸承和潤滑結(jié)構(gòu)。塑料齒輪泵轉(zhuǎn)子通常采用塑料熔體自潤滑方式進(jìn)行潤滑。在齒輪軸上安裝滑動軸承，塑料熔體流入滑動軸承與泵體型腔的間隙，形成潤滑膜，起到潤滑作用。但是對于橡膠齒輪來說，滑動軸承的使用效果不如滾動軸承。在使用滑動軸承時，會有膠料流入軸承間隙，在很小的間隙內(nèi)，膠料極易發(fā)生焦燒，所以很多齒輪泵采用了滾動軸承。同時，由于滑動軸承和齒輪軸之間的間隙非常小，橡膠內(nèi)的固體物質(zhì)如硬質(zhì)雜質(zhì)或者增強(qiáng)纖維等，這些雜質(zhì)的粒徑大于軸承間隙，將造成軸承磨損，削弱軸承性能。低速工作時，由于潤滑膠料不易形成潤滑膜，從而導(dǎo)致金屬之間的摩擦，造成軸承失效。使用滾動軸承可避免上述問題，但就要考慮防止膠料流入軸承和防止軸承潤滑脂進(jìn)入泵體的問題。在最新研制的橡膠齒輪上，北京化工大學(xué)橡膠塑料機(jī)械研究所在齒輪軸上加工返膠槽，驅(qū)動膠料流回泵體。同時，在齒輪軸上安裝密封元件，一方面防止膠料進(jìn)入滾動軸承，另一方面防止軸承的潤滑脂進(jìn)入泵體。此外，在返膠槽和密封元件之間開設(shè)出膠口，排除從返膠槽流出的膠料和從密封環(huán)泄露的潤滑脂；在密封元件的外側(cè)安裝軸承，起到支撐齒輪軸和承載軸向力的作用。⑵溫控系統(tǒng)。塑料齒輪泵僅僅是在齒輪泵上安裝電加熱器，以保證齒輪泵的溫度高于設(shè)定溫度。而對于橡膠加工來說，往往要采取足夠措施降低膠料溫度。針對上述情況，研發(fā)團(tuán)隊(duì)在橡膠齒輪泵泵體上加工導(dǎo)熱介質(zhì)流道，同時對橡膠齒輪泵的轉(zhuǎn)子進(jìn)行冷卻，實(shí)現(xiàn)了降低擠出膠溫、降低返膠槽內(nèi)膠料的溫度，防止焦燒的目的。⑶齒輪軸的優(yōu)化設(shè)計(jì)。齒輪泵能夠起到穩(wěn)壓的作用，但是直齒齒輪的嚙合也會產(chǎn)生產(chǎn)量波動。這是直齒齒輪泵自身在穩(wěn)壓方面的缺陷。這種波動會在制品表面上形成一定缺陷，影響制品質(zhì)量。為了避免這一問題，可以采用螺旋齒或人字齒。使用人字齒是可以有效地避免軸向力。但是如果齒輪的螺旋角太大，膠料將會從出口高壓區(qū)返回入口低壓區(qū)，破壞齒輪泵正位移輸送特征，降低齒輪泵的擠出精度。擠出精度可以歸類到相對產(chǎn)量精度或絕對產(chǎn)量精度。當(dāng)產(chǎn)量較大，即便相對產(chǎn)量精度很好，但是絕對產(chǎn)量精度也會下降很多。針對上述情況，研發(fā)團(tuán)隊(duì)對齒輪軸開展優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終很好地解決了問題。
由于橡膠熔體齒輪泵的工作特性，對不同膠料種類、機(jī)頭阻力和操作工藝條件適應(yīng)性強(qiáng)，因此應(yīng)用范圍非常廣泛，尤其在精密擠出成型和濾膠工藝以及壓延喂料中具有明顯的優(yōu)勢，已成為國際橡膠和熱塑性彈性體加工領(lǐng)域中的一個新的熱點(diǎn)，引起業(yè)內(nèi)人士的廣泛關(guān)注。相關(guān)研究已經(jīng)表明，橡膠齒輪泵擠出機(jī)組可應(yīng)用于橡膠的過濾、預(yù)熱、塑化和成型；向壓延機(jī)進(jìn)行擠出供料；與熱喂料擠出機(jī)、冷喂料擠出機(jī)以及冷喂料排氣擠出機(jī)相配，進(jìn)行輪胎膠胚的復(fù)合擠出，完成輸送帶、牽引帶、平板制品、膠管、膠條、內(nèi)胎、電線電纜的擠出成型和膠輥的包膠以及高容量鑄模的填充。
6．自動轉(zhuǎn)盤式橡膠、PU、TPU鞋用連續(xù)注射成型機(jī)
國內(nèi)從90年代初期開始引進(jìn)德國、意大利等世界一流的鞋用轉(zhuǎn)盤式連幫注射成型機(jī)來生產(chǎn)旅游鞋、休閑鞋和安全鞋。但在使用過程中，機(jī)械零配件的價格昂貴、采購周期長、維修費(fèi)用大且影響正常生產(chǎn)。為了克服這一問題，國內(nèi)企業(yè)在研究進(jìn)口設(shè)備的性能特點(diǎn)和維修技術(shù)的同時，努力嘗試整機(jī)國產(chǎn)化的。賽納（瑞安）機(jī)械工程有限公司（以下簡稱：賽納）研制開發(fā)了自動轉(zhuǎn)盤式橡膠、PU、TPU鞋用連續(xù)注射成型機(jī)，成功地填補(bǔ)了國內(nèi)空白。
該機(jī)組集光、機(jī)、電、氣于一體，采用了電腦控制、光電監(jiān)控、變頻調(diào)速、反應(yīng)注射、機(jī)械手操作等先進(jìn)技術(shù)，適用于以橡膠、PU、TPU為原料，生產(chǎn)特種軍用靴及各種抗靜電、電絕緣、抗沖擊、防穿刺、耐嚴(yán)寒、耐油、耐酸堿、高耐磨等多功能安全鞋和登山鞋、運(yùn)動鞋、休閑鞋的連幫注射成型，生產(chǎn)效率高。
大型鞋用連續(xù)注射成型機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)，目前世界上僅少數(shù)發(fā)達(dá)國家掌握，賽納是國內(nèi)獨(dú)家擁有該技術(shù)的企業(yè)。自動轉(zhuǎn)盤式橡膠、PU、TPU鞋用連續(xù)注射成型機(jī)的開發(fā)成功，為推動我國特種軍用鞋（靴）達(dá)到國際領(lǐng)先水平，各種多功能的安全鞋、勞保鞋、職業(yè)鞋走向國際市場，提供了先進(jìn)的技術(shù)裝備。
7．對擠法內(nèi)襯層生產(chǎn)線
隨著輪胎行業(yè)的快速發(fā)展，為解決制約輪胎廠提產(chǎn)的瓶頸問題，國內(nèi)外廠商紛紛把目光投向了一次復(fù)合完成內(nèi)襯層的生產(chǎn)技術(shù)。軟控股份有限公司自主研發(fā)的對擠法內(nèi)襯層生產(chǎn)線（如下圖所示），具有生產(chǎn)效率高、制品精度高、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，處于國際先進(jìn)水平。
對擠法內(nèi)襯層生產(chǎn)線的研制成功從整體上提高了輪胎生產(chǎn)效率，推動了輪胎質(zhì)量的快速提升，提升了我國輪胎業(yè)生產(chǎn)設(shè)備國產(chǎn)化比例。
8．內(nèi)襯層壓延生產(chǎn)線
軟控股份有限公司自主研發(fā)的內(nèi)襯層壓延生產(chǎn)線主要用于生產(chǎn)輪胎成型所需的內(nèi)襯層、薄膠片等材料。該設(shè)備綜合利用了機(jī)械與自控、測量、軟件、光機(jī)電一體化等先進(jìn)技術(shù)，成功解決了生產(chǎn)效率低、“拉伸”率和“氣泡”率較高等難題，并在國際上首創(chuàng)了三種膠片一次性熱貼技術(shù)，提高了設(shè)備的生產(chǎn)效率、精度及穩(wěn)定性，降低了能耗，經(jīng)鑒定達(dá)到國際先進(jìn)水平，對提高我國橡膠輪胎行業(yè)整體的生產(chǎn)、管理信息化水平具有重要推動作用。
該生產(chǎn)線榮獲2010年度青島市科技進(jìn)步一等獎。
9．橡膠一步法注射成型技術(shù)與設(shè)備
橡膠注射成型技術(shù)是一種高質(zhì)高效低耗、可替代傳統(tǒng)模壓成型的新技術(shù)，具有廣泛的應(yīng)用前景和巨大的開發(fā)潛力。傳統(tǒng)的注射成型設(shè)備有兩種，一是螺桿往復(fù)式注射機(jī)，二是螺桿柱塞式注射機(jī)。無論是前者還是后者，其工作原理均是：⑴塑化定量。膠料通過螺桿機(jī)筒系統(tǒng)的塑化并進(jìn)入機(jī)械定量階段。⑵注射。當(dāng)達(dá)到預(yù)定的容量時，軸向注射裝置向前推進(jìn)將定量塑化好的膠料注射入模腔。業(yè)界將這種注射成型方法稱為“二步注射成型法”，即“二步法”。
青島科技大學(xué)高分子材料加工機(jī)械研究所呂柏源教授領(lǐng)導(dǎo)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)針對二步法存在的問題，自主創(chuàng)新，開發(fā)出一種新型技術(shù)，即將膠料在高速旋轉(zhuǎn)的螺桿和特殊增壓機(jī)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行塑化，并連續(xù)以高速、高壓、高溫的料流直接注射入模腔，當(dāng)模腔注滿膠料時，系統(tǒng)將發(fā)出定量信號，停止注射同時進(jìn)行保壓。這種技術(shù)其塑化定量與注射是同步進(jìn)行的，我們稱這種注射成型方法為“一步注射成型法”，即“一步法”。
一步法注射成型技術(shù)取消了傳統(tǒng)注射成型技術(shù)的軸向注射裝置，使傳統(tǒng)塑化定量、注射兩個步驟的成型技術(shù)融合成一步完成，與傳統(tǒng)注射技術(shù)與設(shè)備相比，具有如下優(yōu)勢：⑴突破了注射容量限制。既可注射小容量橡膠制品，也可注射巨型橡膠制品。⑵設(shè)備體積減小，結(jié)構(gòu)簡單，從而降低了制造成本。⑶提高了熱歷程均勻性，有利于產(chǎn)品質(zhì)量的提高以及可以調(diào)節(jié)制品的成型壓力，實(shí)現(xiàn)控制制品質(zhì)量的目的。
橡膠一步法注射成型技術(shù)與設(shè)備已經(jīng)通過中國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會組織的專家鑒定，并已推廣到輪胎膠囊、油田螺桿鉆具橡膠定子和實(shí)心輪胎等橡膠產(chǎn)品試生產(chǎn)。試用證明，該技術(shù)提高了注射的塑化質(zhì)量，進(jìn)而提高了制品的使用性能；同時設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，具有提高效率，節(jié)省能源，方便操作，易于維護(hù)保養(yǎng)和實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。