前言1．橡胶机械的发展橡胶机械是橡胶产品生产的关键设备，先进的橡胶机械为发展橡胶工业提供了所需的先进工艺设备，它的开发和设计是发展橡胶工业的主要技术措施。

随着橡胶工业技术革命的进一步深化和市场对橡胶产品的高品质要求，最优化设计和实现自动化已成为橡胶机械设计的发展方向。

2．橡胶机械的分类橡胶机械是用以制造轮胎等各种橡胶制品的机械，包括通用橡胶机械、轮胎机械和其他橡胶制品机械三大类。

通用橡胶机械是制备胶料或半成品的机械，包括原材料加工机械、炼胶机、挤出机、压延机、帘帆布预处理装置和裁断机等。

炼胶机分为开放式和密闭式两类。

开放式炼胶机主要用于橡胶的热炼、压片、破胶、塑炼和混炼等，开放式炼胶机在1826年就开始用于生产，它的结构比较简单，现代仍普遍使用；密闭式炼胶机主要用于橡胶的塑炼和混炼，它比开放式炼胶机多一个密炼室。

自从1916年发明椭圆形转子密闭式炼胶机以来，密闭式炼胶机在橡胶工业中迅速发展，后来又出现其他形式转子的密闭式炼胶机。

现代密闭式炼胶机的炼胶周期为2.5-3分钟，密炼室的最大容量达650升。

挤出机是用于挤出胎面、内胎、胶管和各种橡胶型条的橡胶机械，它还用于包覆电缆和电线产品等。

常见的是螺旋挤出机，它在工作时，胶料借助挤出螺旋的旋转作用在机筒内搅拌、混合、塑化和压紧，然后向机头方向移动，最后从口型挤出一定形状的产品。

压延机主要用于帘帆布的贴胶或擦胶、胶料的压合、贴合压型和压花。

第一台压延机于1857年制成并用于生产，其后不断得到改进。

尤其是二十世纪50年代以来，塑料工业的发展有力地促进了高精度、高速度压延机的改进。

轮胎机械包括轮胎成型机、轮胎钢丝圈机械、轮胎定型硫化机、胶囊硫化机、垫带硫化机、内胎接头机和内胎硫化机，以及力车胎机械、轮胎翻修机械和再生胶生产机械等。

世界60％以上的橡胶用于制造轮胎，因此轮胎机械在橡胶机械中占有重要地位。

轮胎成型机主要用于将挂胶帘布、钢丝圈、胎面等各种部件贴合加工成轮胎的胎坯。

按用途不同可分为普通轮胎成型机和子午线轮胎成型机两大类。

由一台成型机完成子午线轮胎成型全过程的，称为一次成型法；胎体用经过改造的普通轮胎成型机制作，然后再在子午线轮胎成型机上成型的，称为两段成型法。

胎定型硫化机是用于汽车、工程车、拖拉机和飞机等充气轮胎外胎硫化的机械，这种机器出现于二十世纪40年代。

在定型硫化机上可完成装胎、定型、硫化、卸胎和后充气冷却等操作，对胶囊内过热水的温度、压力和蒸汽室温度等均能测量、记录和控制，整个生产过程可自动进行。

下一步的研究工作将结合各种具体橡胶机械系统，将数字化概念设计、数字化详细设计、数字化功能样机、数字化生产规划、数字化产品数据管理和仿真等技术集成起来，研制自主开发的橡胶机械系统数字化设计和制造的平台，为我国橡胶工业的发展和制造业技术的进步做出应有的贡献。

其他的橡胶制品机械有制作胶带、胶管、胶鞋、模型制品、胶浆和乳胶制品所用的机械。

目前所谓高新技术主要指电子信息技术、生物医药技术、新材料技术和光电、机电一体化技术四大类。

世界进入20世纪90年代以来，世界高新技术得到重大发展，高新技术的发展又有力地促进了各种传统工业的发展，世界橡胶工业也不例外，其新型原材料、新产品、新设备、新工艺等的进步都受益于高新技术的应用；利用高新技术改造传统橡胶工业，生产技术向高新技术发展是发展方向。

3．主体材料的发展趋势橡胶产品是以天然橡胶为主体材料开始发展起来的，时至今日，所谓的橡胶产品的主体材料已经发生了重大变化，目前橡胶工业使用的主体材料除了天然橡胶、合成橡胶外，还有热塑性弹性体和液体橡胶。

近几十年来，主体材料最大的变化，莫过于热塑性弹性体得到了很大发展。

用途极为广泛。

目前，世界上的橡胶制品已达7万多种，涉及到现代人类生活的方方面面。

橡胶具有多种良好的特殊性能，如：弹性、绝缘性、耐磨性、气密性、柔韧性等等，因此一辆载重汽车需要橡胶240公斤，一架喷气式飞机需要橡胶600公斤，一辆轻型坦克需要橡胶800公斤，一艘3.5万吨的军舰需要橡胶68吨等等，放眼橡胶制品市场，橡胶制品的需求量是越来越大，在我们的社会主义现代化建设中发挥着越来越重要的作用，从而使橡胶工业发展呈现日新月异的变化。

橡胶机械也在向高、精、尖方向发展。

随着社会的发展，具体说是由于我国现阶段汽车产业的突飞猛进的发展，带动了我国的制造业的发展，尤其是汽车相关零部件的制造，显然，作为汽车的必不可少的四轮，就是轮胎产业也不例外的，在现阶段有了很大的发展势头，从而，带动了橡胶产业的发展，由于国外知名公司加入我国的竞争，使我们的产业结构为了与国际接轨和自己的得以存在、发展不得不进行大的调整。

其中主要的是技术的提高。

原来的橡胶厂为了抓住这个机遇，迎合现在小型轿车的发展，在子午线轮胎上投入了大量资金，为了能提高质量和产量，就需要现代化的设备，所以，也就有了能减轻劳动强度，提高劳动效率和精确度比较高的一些辅助设备（如本篇设计的橡胶导开机）。

产品的质量是企业的关键，由于市场经济的改革深入，绝大多数企业都体会到：要想使企业在市场中立于不败之地，并友好的发展前景，必须不断改进技术，提高质量，加大自动化，注重科技发展。

技术改造不仅提高了劳动生产率，增加了企业的效益，而且也大大节约了劳动力。

胶料导开机的设计，就是以此为目的而进行改进设计的。

胶料导开机节省了场地的占用，能进行自动化，连续化工作。

在橡胶厂的准备混炼胶，其工艺流程如下[8]：生胶与配料剂的称量与投料在密炼机的密炼室中进行混炼将炼好的胶料卸落在压片机或挤出机上压片，然后进行冷却，裁断存放再次混炼，须将胶片装入胶料导开机进行切断，然后自动装入皮带秤进行测量最后进入密炼室进行再次混炼若再次混炼，可重复以上过程。

从工艺流程上看，第一工艺流程很重要，因为这其中的生胶与配合剂的称量投料的配合操作非常的重要，对胶料的工艺性能和成品的物理机械性能及使用寿命起关键的作用。

由于人工操作存在很大的误差，配合剂品种繁多，重量不一，且他们的性质不一样，有的熔点低，常温下粘度大，易粘附器壁，起拱，结块，客观条件的存在，混合不均，要求很精确存在一些困难。

第二工艺流程，是混炼质量优劣的关键。

炼胶的时间过长过短都不行，除此之外还有温度，它也是如此，因此时间和温度要适中，否则引起失败。

第三工艺流程，主要是操作技术的熟练程度和工人的效率。

一定要保证工作人员的安全。

第四工艺流程，大大提高了劳动生产率，提高了企业的经济效益，大大减轻了劳动强度，而且精度高，炼出的胶质量好，炼胶的生产能力增加了。

这次设计的胶料导开机机台，自动化程度高，工作效率高，但该机组的构件比较先进，，机械结构较复杂，投资的成本也不小，亦不可避免工作中有粘胶现象。

根据在整体结构和每个系统的设计中，尽量采用较为简单适用的结构。

我在李志华老师的指导下，设计了这套胶料导开机，由于本人能力及时间有限，对此机台的机构认识不够，设计中错误在所难免，敬请老师给予批评指正。

1.系统简介1.1概述随着社会主义市场经济改革的不断深入，我国的橡胶工业有了飞速的发展，达到了较高的水平。

为了满足橡胶制品市场越来越大的需求，生产设备的更新换代加快了步伐，逐渐由生产的机械化转向生产的自动化。

过去进行橡胶的混炼，有相当一部分由手工进行操作，这不仅加大了工人的劳动强度，造成大批劳动力的浪费，而且混炼效果也不好。

第一，从称量精度来说，手工操作既慢，精确度又不高，而自动化称量既方便快捷又准确省事；第二，从配料精确度来说，手工配料过程中难免会出现人为误差，而自动化配料就完全避免了这一误差，从而大大提高了胶的混炼质量。

我们这次进行的胶料导开机的设计，其主要目的就是节省劳动力，提高生产效率和产品质量。

胶料导开机不仅大大节省了劳动力，而且使劳动生产率成倍的增加。

这次设计的导开机为立式，采用带式输送，且电机内置于辊筒中，使其结构紧凑，精密度高，占地面积小，且自动化程度高，只需一人对控制台进行操作既可，解除了多人进行胶料切割输送的困难。

本机台可通过升降装置调节输送胶片的高度，这样就可适应各种工作场合。

本机台的电机，减速机均放在导开机的顶部，又减少了电机对机房面积的占用。

该导开机可加工厚度不超过20mm的胶片，厚度在20mm内的可以通过固定辊和压轮之间的间距来实现胶片的切割。

国内外胶料导开机的科学发展水平，市场现状及发展趋势：在橡胶厂炼胶工序的技术改造中，胶料导开机是其中重要之一，它的自动化程度反映了炼胶工序的工业化水平，因此越来越被国内外橡胶行业所重视。

在国外发达国家的炼胶厂中，所使用的导开机，其自动化的程度都相当高，充分保证了称量和混炼的质量。

目前，我国有1000多家大中型橡胶厂，山东省占100家左右，其中青岛地区有15家，每个厂大约需配备3-7套导开机系统，所以该产品的研制成功就会解决各厂的急需，特别是青岛第二橡胶厂，青岛橡胶六厂，双星集团等使用大功率密炼机的厂家。

自八十年代以来，我国引进了国外先进的密炼机上辅机技术，而胶料导开机也属于上辅机系统的一部分。

为了消化和吸收国外先进的技术，使胶料导开机适合我国的国情，我国的一些研究机构和高等院校对导开机进行了研制开发，我们学院多年研究，开发了集散控制的上辅机系统。

1.2上辅机系统的组成上辅机系统由炭黑输送部分，称量投料部分，及微机控制系统部分组成[10]。

炭黑输送部分：碳黑粉料由气里输送，由原来的单管发展成现在的双管。

称量投料部分又分为胶料，炭黑粉料及小粉料三个部分。

1. 胶料的称量投料：胶料的称量投料部分由胶料电子秤，供胶机和投料带组成。

胶料电子秤采用连续累计的方式，最大称量值根据密炼机机型和用户需要确定。

秤的终端有大字幕显示，该秤还可以对袋装小料总量进行自动校验。

2. 油料的称量、注油及输送：油料除称量、注油外还包括油料的输送，油料的输送装置共有大循环，小循环及重力供油三种形式。

3. 炭黑的称量投料：炭黑粉料的称量投料有炭黑粉料电子秤、加料装置、顺料管及后装料斗组成。

4. 小粉料配料系统由贮斗、加料器、电子秤、塑料袋封口机及滚道组成。

1.3微机控制系统微机控制系统分别控制三台电子秤的自动称量和密炼机的混炼程序，控制三台电子秤按工艺配方进行自动称量，具有空中物料自动补偿，去皮重等技术措施，可按时间、温度、功率这三个参数的“或”及“与”的关系以及预定的工艺配方和操作规程进行密炼机混炼过程中的实时控制。

综上所述，我们可以知道由计算机自动控制的密炼机上辅机具有以下性能特点：1.它是一种自动而连续输送物料的动态操作方式，并且它采用了全封闭结构的输送系统。

2.采用全电子秤代替电子—杠杆秤，保证了称量的稳定性和高精度。

对于炭黑秤，由变频调速控制喂料螺旋输送机实现快、慢速加料；对于油料秤，则通过粗、细不同的两套管路实现快、慢速转换；炭黑秤秤斗内装隔风涤纶胶布，同脉冲风抖动秤料，为防止物料粘壁引起皮重的误差，油料秤在保温室内部装设散热片，保持恒温，通过提高温度来降低油料粘度，使油料的粘壁减轻。