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双头电子辐照预硫化技术在帘布压延机上应用研究.pdf
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1、第49卷 第9期26CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT橡塑技术与装备作者简介:陈俊(1986-)男,本科,工程师,主要从事设备管理,技术创新和研发工作。收稿日期:2023-08-08电子辐照目前在轮胎行业和橡胶工业中的运用越来越普遍。电子辐照预硫化技术可以通过减少帘布内胶料的迁移,提高产品的稳定性,减少帘布硫化时间,减少内衬帘布厚度,控制轮胎总体重量的降低,减少成本。1电子辐照概述和原理1.1辐照的机理电子束(EB)辐照技术,就是利用在高压电场中加速后的电子射线照射物质,通过高能电子与物质的相互作用来电离和激励各种物质的分子,从而引发化
2、学反应以改善材料的性能或生成新材料,是一种新的加工技术和工艺。对于轮胎半钢预硫化工艺现在可通过电子束辐照轻松完成,而且性能非常稳定且可以节省材料。而且在能源效率方面也有很大的优势1。电子束辐照硫化技术是通过电子加速器发射的高能电子束在橡胶基体中激活橡胶分子,产生橡胶大分子自由基,使橡胶大分子交联形成三维网状结构。经过辐照后,橡胶的大分子链在外部电子的轰击下被打断,被打断的每一个断点成为自由基,自由基不稳定,相互之间要重新组合,重新组合后由原来的链状分子结构变为三维网状的分子链结构,这个过程称为辐照交联3。经过辐照后形成网状分子链结构,胶片粘度和拉伸强度均随辐射剂量的加大而提高。由于胎体帘布发生
3、了预交联,因此在成型时需要较大的力使已膨双头电子辐照预硫化技术在帘布压延机上应用研究陈俊(杭州海潮橡胶有限公司,浙江 杭州 310008)摘要:本文介绍纤维帘布压延在线双头电子辐照项目的开发研究。首次在高速压延机上采用双头的形式对帘布进行预硫化照射,根据压延机速度的变化剂量稳定自动控制,实现双头帘布预硫化的生产。通过帘布预硫化相应减少内衬的厚度,控制轮胎整体的重量,最终实现控制成本,减少胎体帘布的胶料迁移,提高产品的质量。关键词:电子辐照;预硫化;帘布压延;在线双头辐照;胶料迁移中图分类号:TQ330.47 文章编号:1009-797X(2023)09-0026-04文献标识码:B DOI:1
4、0.13520/ki.rpte.2023.09.006胀变形的部件进一步扩张,胶料膨胀和帘线形变都是均匀的,能够防止胶片部件变形和流动5。EPS 辐照设备在半钢轮胎领域中主要是对胶帘布进行照射,增加轮胎成型过程中由于胶帘布厚度和附胶量减少后的稳定性。作用一:使帘布上包覆胶稳定;作用二:胎体伸张后气密层胶料(一般为卤化丁基胶)渗透可控。从而起到保性能节约胶料成本的作用,效果见图 1。1.2辐照设备概述双头电子辐照主要要由机械和电气两方面设备组成,包含了主机、直流高压电源罐、加速装置部、扫描部及真空排气部、金属屏蔽、六氟化硫收回气系统、SF6 气体、扫描口冷却风机、臭氧排风机、升压回路、灯丝用电机
5、、高电压测量装置、高频振荡器以及相关测量附件2。电子加速器主要由电源、电子枪、电子加速管、分压电阻、直流高电压电源、自屏蔽防护室和金属钛膜窗口组成,结构如图 2 所示。扫描管是三角形的不锈钢材质的真空容器,由窗膜押板(法兰)、金属薄膜(窗膜)组成。扫描管连接加速管上,内部是由真空泵排气来保持真空。在辐照陈俊双头电子辐照预硫化技术在帘布压延机上应用研究2023年 第49卷27工艺与设备号,控制其输出相应的电子束流。运转时选定运转编码,转动钥匙开关,只按下开始键就开始运转。系统自动控制使其按照运转编码中设定好的值来运转。配线用开口在控制板的上部。1.4设备技术参数根据需求选择相关的加速电压,单头加
6、速电压500 kV,速流 100 mA,扫描宽度 1 600 mm,压延机运行速度 60 m/min,根据压延机的速度,速流上升自动匹配。因压延速度较快,双头前后布置,自动匹配达到剂量 40 kGY,对应扫描宽度最大速流密度:0.63 mA/cm。2压延机改造对原有的纤维压延机进行部分改造。考虑不影响生产的条件下,将电子辐照设备放在二楼楼板上,首先设备总体重量超过百吨,二楼承重需要重新加固涉及,进行现场的测绘,开孔,然后对楼板进行加固才能放置设备。从原有设备冷却辊出来的帘布经楼板开孔引至二楼,加装导向辊筒引至预硫化设备进行辐射,辐照出来后设计一套导向辊,一套冷却辊装置和一台牵引装置,经过一套定
7、中装置引向后储布架,将预硫化设备穿插于冷却装置和储布装置之间,达到预期的效果。2.1控制方面牵引装置跟随主线运行,控制接入主线,电子辐图 1辐照前后对比图 2电子加速装置结构示意图窗部用窗膜把真空和大气压隔绝开来。辐照窗膜使用特殊的金属,为使电子透过的效率更高,窗膜做得非常薄。被加速的电子束穿透窗膜时在辐照窗膜部位产生的热量,用窗冷却风机的冷却风来冷却4。1.3控制装置控制系统中采用 PLC,根据选定的运转编码(2 位数),可以进行自动运转。运转编码中可以设定加速电压、电子束流、扫描宽度、辐照剂量的各个变数。各设定值只要在运转范围内就可以自由设定。电子束辐照装置和生产线同步运转,是靠获取生产线
8、的速度信第49卷 第9期28CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT橡塑技术与装备照设备和主机设备进行通讯,实时将速度和故障信息传送给电子辐照设备,以便压延机停机,电子辐照还继续工作。同时考虑安全方面,进行了连锁的设置。2.2输送线路帘布输送路线图如图 3 所示。图 3 帘布输送线路图3试验及相关结论3.1胶料渗透影响使用不同辐照电压和辐照剂量的方案,压延预硫化帘布。在内衬层与帘布层中间贴白胶,标示内衬层的渗胶量,每个方案两条试验胎进行解剖,每个断面取 4 个渗胶深度,再用其中最大渗胶深度与帘线直径(D)相比进行判定。将预硫化帘布与普通帘布的
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