橡膠制品制造(輪胎硫化、密封件成型、軟管擠出)對溫度精度、硫化效率要求嚴(yán)苛,溫度波動會導(dǎo)致橡膠硫化不完全(彈性下降)、制品變形(尺寸偏差超標(biāo)),直接影響產(chǎn)品使用壽命與使用安全。專用橡膠制品制造冷水機(jī)通過高溫適配、梯度控溫設(shè)計,滿足 GB/T 12824-2019、HG/T 2183-2021 等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求,保障橡膠制品品質(zhì)一致性。
1. 橡膠輪胎硫化模具恒溫冷卻
針對橡膠輪胎硫化工序(天然橡膠、合成橡膠混合硫化),硫化模具需維持 150-180℃的硫化溫度,硫化后需快速冷卻至 60℃以下脫模,冷卻過快會導(dǎo)致輪胎胎面開裂(開裂率超 8%),過慢則延長生產(chǎn)周期(傳統(tǒng)冷卻需 40 分鐘 / 條)。冷水機(jī)采用 “硫化模具雙階段冷卻系統(tǒng)”:第一階段通過模具內(nèi)冷卻水路將溫度從 180℃降至 100℃(降溫速率 5℃/min),第二階段通過冷卻風(fēng)環(huán)降至 60℃(降溫速率 3℃/min),總冷卻時間縮短至 18 分鐘 / 條。例如在轎車輪胎硫化中,穩(wěn)定的冷卻可使輪胎硫化度達(dá) 95% 以上(國標(biāo)≥90%),胎面硬度(邵氏 A)控制在 65±3 度,尺寸偏差≤1%,避免因冷卻不均導(dǎo)致的輪胎偏心、動平衡超標(biāo)問題,保障行車安全。
2. 橡膠密封件成型控溫
橡膠密封件(如 O 型圈、油封)成型需在 160-170℃下硫化,硫化后需精準(zhǔn)控制冷卻速率(1-2℃/min),防止密封件因熱應(yīng)力產(chǎn)生微裂紋(影響密封性能)。冷水機(jī)采用 “密封件成型模精準(zhǔn)控溫系統(tǒng)”,通過嵌入模具的微型冷卻通道,將模具溫度從 170℃穩(wěn)定降至 50℃,溫度波動≤±1℃,同時配備 “壓力 - 溫度聯(lián)動” 功能:當(dāng)成型壓力從 15MPa 提升至 20MPa 時,自動微調(diào)冷卻量,抵消壓力增加產(chǎn)生的額外熱量。例如在丁腈橡膠 O 型圈成型中,精準(zhǔn)控溫可使密封件壓縮永久變形率≤20%(國標(biāo)≤30%),拉伸強(qiáng)度≥15MPa,密封性能(泄漏率≤1×10??Pa?m3/s)達(dá)標(biāo),滿足液壓系統(tǒng)密封要求。
3. 橡膠軟管擠出冷卻定型
橡膠軟管(如高壓膠管、輸水膠管)擠出成型后需快速冷卻定型,避免管體變形(圓度偏差超 5%)、表面粗糙(影響耐壓性能)。冷水機(jī)采用 “軟管擠出噴淋 - 水浴復(fù)合冷卻系統(tǒng)”:第一階段通過高壓噴淋(水溫 25±2℃)將軟管表面溫度從 120℃降至 70℃(冷卻長度 2m),第二階段通過水?。ㄋ疁?20±2℃)降至 40℃(冷卻長度 3m),冷卻效率比傳統(tǒng)單一水浴提升 40%。例如在鋼絲增強(qiáng)高壓膠管擠出中,復(fù)合冷卻可使膠管圓度偏差≤2%,壁厚均勻度(偏差≤0.1mm),耐壓性能(工作壓力≥30MPa)達(dá)標(biāo),符合《橡膠和塑料軟管及軟管組合件 耐壓性能測試》(GB/T 5563-2013)要求,避免因冷卻不足導(dǎo)致的膠管爆裂風(fēng)險。
4. 耐橡膠污染物與高溫設(shè)計
橡膠制造中冷卻系統(tǒng)易接觸橡膠助劑(如硫化劑、促進(jìn)劑)、高溫橡膠熔體,冷水機(jī)接觸介質(zhì)部件采用 316L 不銹鋼(表面拋光,Ra≤0.8μm),減少橡膠殘留粘連;管路接口采用氟橡膠密封墊(耐 180℃高溫,耐橡膠助劑腐蝕,使用壽命≥3 年);同時配備 “橡膠雜質(zhì)過濾模塊”,可過濾冷卻水中的橡膠碎屑(粒徑≥0.1mm),防止管路堵塞。此外,設(shè)備壓縮機(jī)采用高溫耐受型(可在 50℃環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行),滿足橡膠車間高溫生產(chǎn)環(huán)境需求。

橡膠制品制造對產(chǎn)品彈性、密封性要求極高,冷水機(jī)操作需兼顧控溫精度與生產(chǎn)效率,以橡膠專用水冷式冷水機(jī)為例:
1. 開機(jī)前系統(tǒng)與橡膠材質(zhì)適配檢查
? 系統(tǒng)檢查:確認(rèn)冷卻介質(zhì)(工業(yè)乙二醇溶液,濃度 35%-45%,耐溫 - 30℃至 100℃,添加抗垢劑)液位達(dá)到水箱刻度線的 90%,檢測水泵出口壓力(穩(wěn)定在 0.5-0.7MPa),查看硫化模具冷卻水路、軟管噴淋裝置接口密封狀態(tài)(無滲漏);清理冷卻介質(zhì)過濾器(去除殘留橡膠碎屑);
? 材質(zhì)適配:根據(jù)橡膠材質(zhì)設(shè)定基礎(chǔ)參數(shù)(天然橡膠硫化冷卻速率 5℃/min,丁腈橡膠 4℃/min),安裝溫度傳感器(模具傳感器嵌入模腔,軟管傳感器貼近管體表面),校準(zhǔn)傳感器精度(誤差≤0.3℃)。
1. 分工序參數(shù)精準(zhǔn)設(shè)定
根據(jù)橡膠制品不同制造工序需求,調(diào)整關(guān)鍵參數(shù):
? 輪胎硫化:硫化模具第一階段冷卻水溫 60℃(對應(yīng)模具 100℃)、第二階段 40℃(對應(yīng)模具 60℃),水流速度調(diào)至 3.5-4.0m3/h,開啟 “雙階段冷卻” 模式,設(shè)定降溫速率 5℃/min;
? 密封件成型:模具冷卻水溫從 50℃(對應(yīng)模具 170℃)逐步降至 20℃(對應(yīng)模具 50℃),水流速度調(diào)至 1.5-2.0L/min,開啟 “壓力 - 溫度聯(lián)動” 模式,壓力每增加 2MPa,冷卻流量提升 8%;
? 軟管擠出:噴淋水溫 25±2℃,噴淋壓力 0.3-0.4MPa,水浴水溫 20±2℃,水流速度調(diào)至 2.5-3.0m3/h,開啟 “復(fù)合冷卻” 模式,設(shè)定軟管出口溫度≤40℃;
? 設(shè)定后開啟 “權(quán)限分級” 功能,僅持橡膠制造資質(zhì)人員可調(diào)整參數(shù),操作記錄自動上傳至橡膠生產(chǎn)管理系統(tǒng)(MES)。
1. 運(yùn)行中動態(tài)監(jiān)測與調(diào)整
通過冷水機(jī) “橡膠制造監(jiān)控平臺”,實時查看模具溫度、軟管冷卻溫度、橡膠硫化度等數(shù)據(jù),每 20 分鐘記錄 1 次(形成產(chǎn)品質(zhì)量臺賬)。若出現(xiàn) “輪胎硫化度不足”(多因冷卻過快),需降低第一階段降溫速率至 4℃/min,小批量試硫化(1 條輪胎)檢測硫化度;若密封件出現(xiàn)微裂紋(多因冷卻速率過快),需降低冷卻流量 0.3L/min,重新測試密封件拉伸強(qiáng)度;若軟管圓度偏差超標(biāo)(多因噴淋不均),需調(diào)整噴淋頭角度(增加管體兩側(cè)噴淋量),重新擠出 10m 軟管檢測圓度。
2. 換產(chǎn)與停機(jī)維護(hù)
當(dāng)生產(chǎn)線更換橡膠制品類型(如從輪胎換為密封件)或橡膠材質(zhì)時,需按以下流程操作:
? 換產(chǎn)前:降低冷水機(jī)負(fù)荷,關(guān)閉對應(yīng)工序冷卻回路,用清水沖洗硫化模具冷卻水路(去除殘留橡膠助劑),根據(jù)新制品工藝重新設(shè)定溫度與流量參數(shù)(如密封件成型冷卻速率降至 4℃/min);
? 換產(chǎn)后:小批量試生產(chǎn)(50 件密封件、10m 軟管),檢測產(chǎn)品彈性、尺寸精度、密封性能,確認(rèn)無問題后恢復(fù)滿負(fù)荷運(yùn)行;
? 日常停機(jī)維護(hù)(每日生產(chǎn)結(jié)束后):關(guān)閉冷水機(jī),清理設(shè)備表面橡膠碎屑與助劑殘留(用中性清洗劑擦拭),更換冷卻介質(zhì)過濾器濾芯,檢測管路是否有橡膠粘連(用專用溶劑清理)。
1. 特殊情況應(yīng)急處理
? 冷卻介質(zhì)泄漏(輪胎硫化中):立即停機(jī),關(guān)閉硫化模具冷卻回路閥門,用吸油布清理泄漏區(qū)域(避免介質(zhì)接觸高溫橡膠),更換損壞的密封件或管路后,補(bǔ)充冷卻介質(zhì)并排氣,重新啟動前檢測密封狀態(tài);已硫化的輪胎需重新檢測動平衡與耐壓性能,不合格產(chǎn)品全部報廢;
? 突然停電(密封件成型中):迅速關(guān)閉冷水機(jī)總電源,斷開與成型機(jī)的連接,手動打開模具(防止橡膠冷卻凝固粘模),啟動備用發(fā)電機(jī)(30 秒內(nèi)恢復(fù)供電),優(yōu)先恢復(fù)模具冷卻系統(tǒng);恢復(fù)供電后,重新校準(zhǔn)模具溫度,試生產(chǎn) 10 件密封件檢測質(zhì)量;
? 軟管冷卻不足(出口溫度超 40℃):立即提升噴淋與水浴冷卻流量(各增加 0.5m3/h),同時降低軟管擠出速度(從 10m/min 降至 8m/min),待軟管出口溫度降至 40℃以下后,檢查噴淋頭是否堵塞(用壓縮空氣吹掃),排除故障前禁止繼續(xù)擠出。
? 日常維護(hù):每日清潔設(shè)備表面與過濾器,檢測冷卻介質(zhì)液位、濃度;每 2 小時記錄橡膠硫化度、制品尺寸數(shù)據(jù);每周用檸檬酸溶液(濃度 2%)清洗冷卻管路(去除橡膠助劑結(jié)垢),檢查氟橡膠密封墊老化狀態(tài);每月校準(zhǔn)溫度傳感器(溯源至國家計量標(biāo)準(zhǔn)),對水泵軸承添加高溫潤滑油;每季度對壓縮機(jī)進(jìn)行維護(hù),清理換熱器表面灰塵;每年對管路進(jìn)行壓力測試(保壓 0.7MPa,30 分鐘無壓降),評估橡膠雜質(zhì)過濾模塊效率;
? 選型建議:輪胎硫化選 “雙階段冷卻冷水機(jī)”(制冷量 80-120kW,適配 10-15 套硫化模具),密封件成型選 “精準(zhǔn)控溫冷水機(jī)”(控溫 ±0.5℃),軟管擠出選 “復(fù)合冷卻冷水機(jī)”(帶噴淋 + 水浴模塊);大型橡膠工廠建議選 “集中供冷系統(tǒng)”(總制冷量 200-300kW,支持多車間并聯(lián));選型時需根據(jù)制品產(chǎn)能與熱負(fù)荷匹配(如日產(chǎn) 1000 條輪胎需配套 150-200kW 冷水機(jī),日產(chǎn) 10 萬件密封件需配套 50-60kW 冷水機(jī)),確保滿足橡膠制品高效制造需求,保障產(chǎn)品性能與使用壽命。
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