胶管成型工艺

作者:贝博官方app下载地址    来源:贝博bb平台艾弗森版    发布时间: 2025-09-04 02:43:01    浏览量:21 次

  ● 钢丝缠绕胶管的基本结构:钢丝缠绕胶管的基本结构由内 胶层、钢丝缠绕曾和外胶层组成。各缠绕层之间一般会用 中胶层结合,以提升整体结构性能,其缠绕层内、外可用 纤维层作保护层。

  ● 硫化:所谓硫化,就是在一定的工艺条件下,将生橡胶转 变成弹性橡胶或者硬橡胶的工艺流程。硫化还可以解释为 :在加热条件下,胶料中的生橡胶与硫化剂发生化学反应 ,使橡胶由线性结构的大分子交联成立体网状的大分子, 从而使橡胶胶料的物理-力学性能和化学性能都发生的明 显改变和质的变化,以满足工程应用的工艺过程。

  ● 无芯法:无芯法有内管坯充气法和内管坯半硫化法,充气 法是在挤出机挤出的内管坯中充0.02-0.05MPa的压缩空气 ,代替芯棒进行成型。

  2.6 胶管成型前的准备工艺概述 胶管成型前的准备工艺最重要的包含胶料的制备、胶浆制备、 胶层的制备、胶布的裁断与拼接、管芯制备、线材合股、 钢丝线材的预定型等。其中胶料的制备、胶浆的制备以及 胶层制备中的压延、挤出、热炼等工艺是属于通用工艺, 与其他橡胶制品生产所用的设备相同,只是由于产品的性 能、使用上的要求、材料配方的不同,其工艺条件有所差异而 已。

  ● 胶管的成型效率高 :缠绕胶管成型所用设备为缠绕机, 其成型效率一般都比普通编织机高。

  ● 缠绕角度:缠绕角度是指股线的方向与胶管管轴所倾斜的 角度。胶管压力下的力学角度的数学计算值为54044ˊ,此角 也称为平衡角或中心角。当缠绕角度偏离此角时会发生下 列情况:

  ● 压出:橡胶的压出是指橡胶胶料在压出机螺旋杆旋转推动 作用之下进一步混炼并不断压向机头,通过制品所需要的 口型进行连续成型的过程,被大范围的应用于轮胎面、内胎、 胶管、胶带、密封条以及各种各样复杂断面形状或空心制 品和半成品的制造。

  ● 压延:压延是将混炼胶料通过专用压延设备的若干对相对 旋转的辊筒间隙,使其受到挤压、延展而成为一定厚度均 匀的或一定形状规格的胶片。

  胶管在内压作用下管体几何形状发生如下变化,即小于平 衡角时内径增大,长度缩短;大于平衡角时,直径缩小, 长度增加。

  耐压力降低:胶管耐压力与胶管骨架(缠绕)层计算直径 平方成反比关系,因此,当缠绕角小于平衡角时,受压情 况下,因直径增大,导致耐压力降低。

  ● 缠绕行程T:缠绕的角度,在实际生产的全部过程中,是以相应 的缠绕行程来体现。所谓缠绕行程是股线的一个整螺旋, 按缠绕物单向量得的长度,即某一载线锭子每转一周,其 管牵引的距离,通常以mm表示。

  ● 套芯:首先将合格的内胶层管坯放置于工作台上管芯表面 涂上适量的隔离剂,然后内胶层管坯充入适量的空气进行 套芯。套芯后,整理、检查、整径并存放好,送下一工序 进行缠绕成型。

  ● 成型:依据施工的要求,确定缠绕设备的分线片、口型、 缠绕行程。缠绕第一根胶管前,将钢丝按出线方向经引线 环、张力装置、分线片、整型口型,然后用胶布按缠绕方 向紧扎在牵引机的引管上,开动缠绕机,使引管缓慢前进 ,通过调速器,调整牵引速度,使缠绕行程达到一定的要求。缠 绕行程调好后,速度要逐渐递增,到达一定速度后缠绕, 缠绕过程中应将中胶片同时平服地引入缠绕层。缠绕时, 钢丝张力要均匀,钢丝在管坯上应顺序排列,均匀平整。 牵引装置压管要适度,不宜过紧,防止管坯变形。缠绕后 ,胶管两端钢丝必须修头,剪齐。管坯经涂刷胶浆,待干 燥后,才能进行第二次缠绕。胶管最后一次缠绕完毕,缠 绕层涂刷胶浆后进行干燥,送下一工序进行包贴外胶层。 外胶层包贴操作,可采用挤出或胶片卷贴方法。

  现以编织胶管为例进一步说明平衡角的概念。骨架层 编制于管体上,类似于螺纹结构,假设编织胶管的直径为 D,编织角(编织线与管体轴线之间的夹角)为α,编织 行程(螺距或节距)为T,取编织螺旋线中的一个螺距并 将其展开,如图所示。管体在内压的作用下受周向弹力F1 和轴向弹力F2,当F1和F2的合力F的作用线与管体轴线之 间的夹角等于编制角时,此时的编制角即等于平衡角,其 值为:α=arctan(F1/F2)=arctan(D/T)= 54°44′ 。

  ● 混炼:为了更好的提高制品的物理-力学性能、改善橡胶加工工 艺性、节约生橡胶的用量、降低生产所带来的成本等,在生橡胶中 按照配方的设计的基本要求加入各种配合剂,在炼胶机上将各种 配合剂均匀地混入到具有一定塑性的塑炼胶或生橡胶中的 工艺过程,称为橡胶的混炼。经混炼加工成的胶料,称为 混炼胶。

  2.4 包覆角:胶管骨架层线材的包覆角是胶管结构设计的一 个重要参数,将骨架层线材切线方向与胶管轴线方向的夹 角,称为胶管骨架层线材的包覆角,简称包覆角。若胶管 在内压作用下,其管体的直径和长度都保持不变,且体积 呈最大值,则此时骨架层线材的包覆角称为平衡角。如果 骨架层线材的包覆角大于或小于平衡角,在内压作用下, 其管体的直径和长度都将发生明显的变化,当骨架层线材的包覆 角等于平衡角时,承压效果最好。

  ● 承压强度高;缠绕胶管的每一单向层的单根螺旋线相互平 行,无线材编织交织状态,使用中不会发生因线材编织交 织而产生的摩擦损耗,使骨架材料的承载能力得到充分发 挥。有些工作所承受的压力要求比较高的胶管,钢丝编织胶管不能使 用,可采用钢丝缠绕胶管。

  ● 耐冲击及耐挠曲性能好:由于单一骨架层单根线材的螺旋 线相互平行,无交织点,使线材的相对位移比较自由。加 之每相邻两单向层上都有中间胶间隔,起到了较好的缓冲 作用。因此使胶管拥有非常良好的挠曲性能、抗疲劳能力和抗 脉冲能力。

  ● 配合剂:硫化剂、硫化活性剂、防焦烧剂、填充剂、增塑 剂、防老剂、着色剂、发泡剂、防霉剂、防白蚁剂、增稠 剂、增粘剂等。

  2.1 名称:习惯上胶管按下列方法命名:材料工艺(结构) 用途胶管。如棉线编织耐油胶管。但有些专用胶管也可 以按产品用途命名,如钻探胶管、蒸汽胶管、潜水胶管等 。

  硬芯法:这种方法是采用一根钢制的芯棒进行成型,即将挤 出机挤出的内管坯套在芯棒上,或将压延机压延的内胶片 贴在芯棒上进行成型。其特点是成型胶管内径尺寸准确、 光滑,胶层与胶布层间的密着性好。但所能成型的胶管长 度较短(一般在20m以下)、工序繁琐,劳动强度大,水 布消耗多,芯棒的存放、搬运占地面积大。所以目前除特 殊要求的夹布胶管、吸引胶管,或管径较大的胶管仍采用 硬芯法成型外,其他一般被软心法或无芯法代替。

  ● 缠绕工艺是在编织的基础上发展起来的,与编织工艺相比 ,具有生产效率高、产品性能好等优点。缠绕胶管的结构 根据所用骨架层材料的不同,可分为纤维缠绕胶管、钢丝 缠绕胶管和帘布缠绕胶管。

  ● 纤维缠绕胶管的基本结构:纤维缠绕胶管的基本结构由内 胶层、纤维缠绕层和外胶层组成。各缠绕层之间一般会用 胶浆(或胶黏剂)或中胶层(也可两者并用)结合,以提 高各层之间的结合强度。

  生橡胶只是作为橡胶制品的原料,而不能直接应用于 制品,这是因为生橡胶没有具备必要的物理-力学性能和 化学性能。

  生橡胶的特点是:强度低、可塑性大、遇到溶剂则溶 胀进而溶解;生橡胶所具备的弹性受温度的影响很大,遇 冷变硬,遇热变软而且发粘。这是因为生橡胶的分子结构 是卷曲的线性结构,这就决定了其具有以上基本性质。为 了达到工程应用的性能,应对生橡胶进行一系列的工艺加 工。

  ● 软芯法:这种方法是用具有耐热、耐蒸汽以及抗拉伸变形 等性能较好的高分子材料制造成软芯,代替钢制硬芯进行成 型。这是常用的一种成型方法,除了具有硬芯法的内径尺 寸准确、光滑的优点外,还具有管坯可盘卷、弯曲,操作 、搬运方便,便于连续化作业、生产效率高、可生产较长 规格的胶管等优点。

  ● 缠绕密度:缠绕密度系由被缠绕胶管外表面的比例而定, 当比例接近于1时,缠绕将无缝隙,当被遮蔽的面积小于1 时,则编织将有平均分布的缝隙。而且,上述比例越小, 则缝隙的宽度越大,缠绕密度用﹪表示。一般缠绕密度为 70﹪~96﹪。

  ● 缠绕的张力:即锭子的出线张力,缠绕的张力必须均匀一 致。棉线缠绕张力较小,钢丝缠绕张力较大。

  ● 一般情况下,在胶管的结构设计时,应使骨架层线材的包 覆角等于平衡角,或者包覆层的综合角等于平衡角。对于 多层编制或缠绕结构的胶管,常由于设备工艺等因素或者 为了充分的发挥各骨架层的综合作用,使内骨架层的包覆角 略小于平衡角,外骨架层的包覆角略大于平衡角,即各包 覆层的综合角达到平衡角。

  ● 塑炼:生胶塑炼时,置于塑炼机中的生橡胶受到机械剪切 力、氧、温度或塑解剂的作用,产生复杂的物理-化学反 应,使其大分子链被切断。生胶塑炼是橡胶制品生产的全部过程 中的第一道工序,是后续各道工序的基础,其目的是使生 橡胶获得适合的可塑性,以便满足其后各个加工工序的工 艺要求。

  3.2 缠绕胶管的结构特点:缠绕胶管的结构特点是缠绕层以 单根线层(纤维线、钢丝等)按缠绕角呈螺旋状缠绕在管 坯上。相邻两缠绕层的旋向反向,每一单向层只承担一个 方向的承载能力,只有两单向层同时存在时,才使胶管具 有相应的承压强度,因此缠绕胶管的缠绕层数通常为偶数 ,一般为二、四、六层,每相邻两个单向层为一个工作层 。从产品性能上看,比编织胶管具有一定的优越性,主要 体现在以下几个方面。

  2.2 分类:胶管通常按受压状态、加工方法和骨架层材料、 输送介质要求的特性进行分类。

  按加工方法和骨架层材料分类:编织胶管(包括钢丝 编织和纤维编织)、缠绕胶管(包括钢丝缠绕、纤维缠绕 和帘布缠绕)、夹布胶管、针织胶管和其他胶管。

  按输送介质要求的特性分类:耐油胶管、耐酸胶管、 耐碱胶管、蒸汽胶管、乙炔胶管、输氧胶管等。

  ● 缠绕的排线与口型:缠绕的排线采用分线片,分线片的装 配是按缠绕线的根数而定,为使缠绕线均匀分布于管坯上 ,分线片孔眼应等分均匀,缠绕的口型按缠绕的规格及管 径大小来决定,一般口型直径比管坯外径大1~2根线直径 。

  3.4 钢丝缠绕胶管成型 钢丝缠绕胶管的成型方法有硬芯法和软芯法两种,在实际 应用中,目前常采用硬芯法成型,用来制造高压胶管。缠 绕胶管的成型工艺流程与编织胶管相比,主要区别是钢丝 缠绕胶管的钢丝线材需经预定型处理,别的流程与编织成 型的相应工艺相同。操作方法如下:

  2.3 胶管的规格表示方法: ● 内直径:通常以mm或in表示 ● 骨架层的材料、结构和层数:骨架层的材料和结构,通常

  用英文大写字母表示:P—夹布;B—编织;C/B—棉线编 织;W/B—钢丝编织;S—缠绕 ● 长度:以m表示 ● 耐压程度:耐压程度通常以能承受的工作所承受的压力MPa表示 ● 规格表示方法举例:如Φ25x3Px20m—0.5。


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