膠輥是金屬軸外包橡膠或塑料的滾動圓輥，是各種行業(yè)傳導(dǎo)機械用的主要部件。膠輥的外形雖然十分簡單，但功能多種多樣，異常復(fù)雜，用途極為廣泛。從食品加工到造紙、印刷、紡織、印染、軋鋼、木材、塑料以及制革、煙草等制造行業(yè)，還有現(xiàn)代化的辦公自動化設(shè)備、家電、洗衣機、音響制品和照相機、攝影機，乃至高新技術(shù)領(lǐng)域的各類功能器械，可以說幾乎都有膠輥的身影。膠輥早己成為產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟各個部門不可缺少的重要器材。

 

    膠輥主要用于金屬和非金屬板狀、線狀材料的成型加工、傳送、疊合以及涂覆等作業(yè)，其種類以尺寸規(guī)格和用途計，現(xiàn)己達上千種之多。大型膠輥有長達10m、質(zhì)量超過14 t的造紙膠輥和直徑為2 m、質(zhì)量達20 t以上的軋鋼膠輥。小型膠輥質(zhì)量不足30 g、直徑只有8 mm的照相機膠輥和像鉛筆粗細、不過幾毫米寬的盒式錄音機膠輥。它們涉及廣闊的領(lǐng)域。因此，世界各膠輥生產(chǎn)廠家大多采用專業(yè)化的生產(chǎn)組織方式，形成了眾多的膠輥專業(yè)企業(yè)群體。目前，全球膠輥企業(yè)約有400多家，其中美、日、歐各有50～100家，我國已多達150余家。

 

    膠輥屬于社會消費型商品，除新機配套之外，需求最多的是老機的維修和更換，因而規(guī)格多、種類雜、批量小，產(chǎn)品生產(chǎn)的不固定性大，可變因素較多。全球處于產(chǎn)大于需、供大于求的狀態(tài)，市場競爭十分激烈，各生產(chǎn)企業(yè)競相以降低成本維持生存，一般多采用以銷定產(chǎn)，隨需隨供的靈活方式，以及交替生產(chǎn)的辦法應(yīng)對需要。因此，其生產(chǎn)的機械化、自動化成為一個難點，在橡膠工業(yè)中基本上屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè)，多年來生產(chǎn)工藝沒有什么根本性的改變。

 

    盡管如此，近年來隨著注射、擠出和纏繞等技術(shù)的發(fā)展，膠輥成型硫化設(shè)備已逐漸走上了機械化和自動化的道路。由于膠輥性能對整機生產(chǎn)產(chǎn)品的影響十分巨大，因此對其工藝操作和生產(chǎn)質(zhì)量要求極為嚴格，不少產(chǎn)品已列為精細制品的范疇。其中，橡膠、塑料材質(zhì)的選用和產(chǎn)品尺寸精度的控制是關(guān)鍵，特別是橡膠或塑料與金屬芯的粘貼和注射成型、硫化研磨等工序都已成為高技術(shù)性的工藝。對于膠輥生產(chǎn)工作者來說，還必須了解相關(guān)行業(yè)對各種膠輥的要求及其工作特征，掌握其實際知識和技術(shù)要領(lǐng)，具備機械、橡膠、塑料和化學(xué)的技藝，因此膠輥生產(chǎn)更是技術(shù)知識型的工業(yè)。

 

    一、    膠輥功能、種類及所用橡膠材料

 

    1.1    膠輥功能和種類

 

    膠輥在機械傳導(dǎo)系統(tǒng)中最基本的功能是擠壓，例如造紙膠輥、印染膠輥、軋鋼膠輥等；其次為貼附，例如印刷膠輥、OA膠輥、合板膠輥等，但多數(shù)兼有擠壓和貼附雙重性能。主要利用橡膠彈性和塑料剛性而制造貼合、緊固、拉伸、軋壓等用的膠輥，以及利用其優(yōu)異的耐化學(xué)藥品性能制造使金屬免受化學(xué)腐蝕、起到保護作用的防護膠輥等。特殊用途的膠輥還有防止織物、板片、薄膜收縮的擴張膠輥，防止輸送蛇行的定中心膠輥，金屬板材校正用的校形膠輥，以及機床設(shè)備研磨用的拋光膠輥等。膠輥的種類及其主要功能詳見表1。

 

    追溯往昔，紡織、造紙和印刷技術(shù)都是我國最早發(fā)明的，已有2 000多年的歷史。雖然300年前已有了使用導(dǎo)輥的各種產(chǎn)業(yè)機械，但是一直到百年前發(fā)明使用了橡膠/金屬導(dǎo)輥之后，才使這些機械實現(xiàn)了現(xiàn)代化，進而達到今日的技術(shù)精密程度。在這里，作為彈性體材料的橡膠和塑料可似說對導(dǎo)輥功能起到了根本性的作用，支撐著導(dǎo)輥機械的發(fā)展。

 

    1.2    膠輥用橡膠材料

 

    目前，膠輥用橡膠的種類很多，涉及從天然橡膠(NR)到合成橡膠的丁苯橡膠(SBR)、順丁橡膠(BR)、氯丁橡膠(CR)、丁腈橡膠(NBR)、丁基橡膠(HR)、三元乙丙橡膠(EPDM)、聚氨酯橡膠(PUR)、氯磺化聚乙烯橡膠(CSM)、硅橡膠(MVQ)以及氟橡膠(FKM)等幾乎所有的膠種，其中合成橡膠大約占90%以上。塑料一般為聚氨酯(PU)，少數(shù)使用聚氯乙烯(PVC)，數(shù)量約占橡膠的1/10左右。此外，還有橡膠與塑料共混的材料，如NBR/PVC共混物。適用于膠輥的橡膠和塑料詳見表2。

 

    普通膠輥最常用的膠種為SBR，CR，NBR和PUR四大類。它們除具有良好的物理性能外，還具有耐磨、耐水、耐化學(xué)藥品、耐油、耐溶劑、耐熱和耐老化等各種特性，有的還具備膠輥專用要求的摩擦性、抗滑性、疏離性、貼附性和導(dǎo)電性等。發(fā)展趨勢是造紙、合板、磨米等普通膠輥材料仍以NR，SBR和NBR為主，有的壓力膠輥將采用PUR或PU。對于要求耐油、耐化學(xué)藥品的膠輥，主要采用NBR和CR，同時CSM和IIR也成為某些膠輥材料選擇的對象。有特殊要求的功能膠輥材料主要向EPDM、氯醚橡膠(ECO)、MVQ、氫化丁腈橡膠(HNBR)和FKM等特種橡膠方向發(fā)展(詳見表3-5)。

 

    二、膠輥生產(chǎn)及使用現(xiàn)狀

 

    2.1    造紙膠輥

 

    造紙膠輥是膠輥工業(yè)中最早生產(chǎn)的產(chǎn)品之一，歷史上曾長期居于主導(dǎo)地位，為大型膠輥的象征。過去，造紙膠輥曾占30%以上，由于印刷和OA等膠輥產(chǎn)量的急劇擴大，現(xiàn)已縮小到5%～15%。同時，造紙膠輥以前是造紙機上的易耗部件，每3～5年即要更換一次，但隨著膠輥質(zhì)量和性能的不斷改進與提高，現(xiàn)今一般都已達到8-10年更換一次，因而需求量在相對減少。這也是造成造紙膠輥生產(chǎn)放緩和構(gòu)成比例下降的又一原因。

 

    造紙膠輥主要用于造紙工業(yè)的造漿機、抄紙機和紙加工的涂工機三方面。僅以抄紙機來說，從傳統(tǒng)圓網(wǎng)機到最現(xiàn)代的長網(wǎng)機已無處不用膠輥，整個設(shè)備可以說就是由金屬網(wǎng)和橡膠輥組成的一條生產(chǎn)線。從前部抄網(wǎng)、壓榨直到后部的烘干、卷取，一臺設(shè)備約有大小70～肋支各種不同尺寸規(guī)格和型號的膠輥。在結(jié)構(gòu)上可分為：(1)光輥(胸輥、異網(wǎng)輥、案輥、上伏輥、毛布擠水輥、施膠輥)；(2)溝紋輥(壓榨輥)；(3)真空輥(吸水輥)；(4)螺旋輥；(5)活動弧形輥；(6)中高輥(分為固定輥和可控輥兩種)等各種膠輥。

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