胶辊生产工艺及技术进展

近年来注射、挤出和缠绕等技术不断发展，胶辊成型硫化设备使胶辊生产逐渐走上了机械化和自动化。胶辊性能对整机的影响十分巨大，对工艺操作和生产质量极为严格，其很多类产品已列为精细制品的范畴，其中橡胶、塑料材质的选用和产品尺寸精度的控制是关键。胶辊的橡胶表面不允许有任何杂质、砂眼和气泡，更不能有疤痕、缺陷、沟纹、裂口及局部海绵和软硬不同的现象。为此，要求胶辊在整个生产工艺过程中，必须保持绝对清洁和精工细作，实现操作统一化、技术标准化。橡胶塑料与金属芯的结合、粘贴和注射成型、硫化研磨等工序都因此成为高技术含量的工艺。

多年来，胶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。

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一、胶料制备对胶辊来说，胶料的混炼是最为关键的环节。胶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，供胶辊成型用。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。因为胶辊大部分为非模压制品，一旦表面橡胶存在杂质气泡，在硫化后对表面进行研磨时即有可能出现砂眼，由此将导致整个胶辊出现超标返修，甚至报废。

二、成型

胶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。大中型胶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胶辊，外部还要采用柔性加压的方法。通常是在胶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。对小型和微型胶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，大中型胶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胶辊，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胶辊。对不能用硫化罐硫化的特殊胶辊，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胶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。大型胶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。小型和微型胶辊现已大部分改为平板硫化机模压硫化，彻底改变了胶辊传统的硫化方式。近年还实行注压机装模、抽真空硫化，并且