深冷修邊機

深冷修邊機根據橡膠低溫下的特性，通過四代的創新，選定冷凍溫度、裝載量，進一步提高了修邊效果

基本介紹

• 中文名：深冷修邊機
• 出現時間：20世紀50年代
• 工藝參數選定：冷凍溫度、裝載量等
• 常見的問題：接頭處斷裂等

基本原理

橡膠在低溫下變硬、脆，且因厚度不同而變脆程度不同。就是說，在同樣的低溫條件下，薄的部分的變脆先於厚的部分。所以，利用溢邊與本體的厚度差異所導致的脆性梯度來完成修邊，也就是抓住溢邊已脆而本體未脆的時間差，對待修產品施加摩擦、衝擊、振動等外力將溢邊去除。而此時製品本體尚處於彈性狀態而不受損傷。後來。通過噴射介質的套用進一步提高了修邊效果。

技術的演變

冷凍修邊最早出現於20世紀50年代，此後大致經歷了4個發展階段。

（1）以轉鼓為工作容器，最初選擇乾冰作致冷劑。把待修件裝入轉鼓，或者再添加一些能起到摩擦作用的工作介質。桶內溫度控制在溢邊已發脆而製品本體未脆的範圍。為了恰到好處地達到這一目的，溢邊厚度應≤0.15mm。轉鼓是設備的主要部件，呈八角形。其關鍵點是能控制好噴射介質的落點，以使翻滾周而復始地進行。

轉鼓以反時針方向轉動，而物料受重力的作用沿1－2線掉落，然後依序循環，達到翻勻。一段時間後，溢邊脆化，最終均勻完成修邊。第一代技術的不足之處是不徹底，特別在分型面兩側容易出現殘餘溢邊。原因是模具設計欠妥，或分型面處的膠層太厚（大於0.2mm）所致。

(2)第二代冷凍修邊機

其在第一代的基礎上，做了三方面的改進。

①致冷劑改用液氮。因為於凍的氣化點為-78.5℃，對某些脆性溫度低的膠種(如矽橡膠)就不適用。而液氮的沸點僅-195.8℃，能囊括所有膠種。

②盛放待修製品容器的改進。由轉鼓改為以槽形輸送帶作運載體。這樣，由於待修產品能在帶槽中周而復始地翻滾，大大減少了死角的出現幾率。不僅提高了工效，也改善了修邊的精密度。

③不再單純地依靠待修件相互之間的摩擦來除邊，而是引入細粒狀的噴射介質助威。使用粒徑0.5～2mm的粒狀金屬或硬質塑膠彈丸，以線速25～55m/s射向待修品的表面，造成很大的衝擊力，從而大大縮短了周期。

(3)第三代冷凍修邊機

其是在第二代基礎上改進而產生的，待修件的容器改為四壁帶孔結構的吊籃。這些孔布滿吊籃四壁，孔徑為5mm左右(大於彈丸直徑，以允許彈丸順利通過孔眼而落下)，經回收到設備頂部後供第二次使用。這樣安排既能擴大容器的有效容量，又可減少衝擊介質(彈丸)的儲存量。第三代冷凍修邊機的內部構造設計重點包括:吊籃並非垂直安置，而是帶一定的傾斜度(40o～60o)。其優點是在沖修過程中。由於兩種力的疊加而翻動劇烈。第一種力是由吊籃底盤提供的旋轉力; 第二種力則是隨彈丸衝擊帶來的離心力。當這兩股力匯合在一起時，就產生了360o的全方位運動，導致均勻、徹底地翻動，從而縮短加工周期。

(4)第四代冷凍修邊機

第三代冷凍修邊機雖有翻動均勻、加工快速等優點，但也存在兩個缺點。

第一，受吊藍容積的限制，不適用於直徑≥200mm的大型製品;第二，正因為受吊藍容積之限，只能進行分批作業，而每次換批、啟動，又得重複耗用液氮，使成本增加。為此出現了可進行流水作業的連續生產線。待修件進入工作區後，藉助於環形輸送帶向前運行，先後經過液氨冷凍區降溫、衝擊區接受彈丸噴射，完成衝擊去邊，然後已修邊成品可以下線。如果大、小規格混雜的話，可以分揀。衝擊介質回收後，經外循環重新回歸到儲庫。

使用方法

1、致冷方法。降溫是實現冷凍修邊的必備條件，可供選擇的致冷途徑有:

(1)制冷機致冷。使用氟里昂為冷凍劑，提供適用的低溫條件。缺點是能耗大，又不利於環保，所以不在考慮的範圍。

(2) 致冷劑致冷。可供使用的致冷劑有乾冰(固態二氧化碳)和液氮。乾冰因沸點高，致冷效果差，已淘汰。液氦是目前普遍使用的品種，因為它的沸點低(- 195.8℃)，致冷效果突出。又因化學上呈惰性。使用安全，也不會影響橡膠的性能。蒸發1公斤液氦需從外界吸收201千焦爾的熱量，所以致冷效果良好。其單耗大致控制在1公斤液氨礎公斤橡膠製品。另外一個優點是氣化膨脹率大，1立升液氮可氣化成700立升的氮氣，能產生很高的氣流速度，實現良好的熱平衡。

由於液氦在長途運輸中不可避免地產生損耗，為了降低運輸成本，用戶與供應點的距離要求不超過300km。

2、噴射介質早期都採用高碳鋼珠。直徑在0.5～2mm之間。無論資料介紹或實踐都證明使用單一粒徑的效果，往往不如使用幾種粒徑按一定比例搭配混合使用。粒徑大於1.5mm的適宜於沖修大而厚的廢邊;而小粒徑的則可起補充加工之用。完成殘餘死角的修淨。

近年來也開始使用硬質塑膠(如聚甲醛)彈丸，其優點是不會在制品表面留下斑疤，也不會生鏽。

缺點是耐用性較差，使用壽命短。另外，因強度較差，每次修邊時。所需時間較長。

工藝參數的選定

(1)冷凍溫度。應該根據膠種、廢邊厚度及噴射介質來確定。就膠種而言，脆性溫度越低，則選用的溫度應該越低。

另外，溢邊越厚、一次批量越大意味著表面接觸致冷劑的幾率越小，冷凍溫度應越低。

(2)裝載量。取決於容器容量，同樣也取決於產品結構。若產品為純膠的，則按重量計，裝載量(按公斤計)以等於容器體積的1/3~1/2為宜。例如60立升的容器，其合適的裝載量應該是20～30公斤。但如果是橡膠/金屬結合製品，則裝載量可按1：1計算，即60公斤。

(3)噴射角度。實踐證明，彈丸的噴射(或拋射)角度(即噴射介質流與容器所夾之角)以70o～8o為最理想，使噴射介質與吊藍中的待修件處於最佳的對沖狀態，從而確保均勻翻動。

(4)卸料和清料。使用後的噴射介質，將沿著下傾的振動篩，連同修下來的溢邊、膠屑一起經受振動、分離，匯集到底部收集，實現廢邊與成品分離。

五、質量問題和控制

在冷凍修邊中，會遇到一些質量問題，它們有的起因於前工序，有的則由於條件控制不當所致。常見的問題主要有:

1、接頭處斷裂。這一般是前工序(模壓或注壓)接頭不良造成，原因多種多樣，有膠料流動性差、膠料局部焦燒、硫化壓力不足等。不牢固的接頭在冷凍下受到衝擊後便斷開

2、表面坑窪和麻點。一般因溫度太低、冷凍時間過長或噴射速度過快所致。其中大的坑窪由大彈丸造成，而麻點則由小顆粒彈丸造成。

3、除邊不徹底。有時在分型面處有殘餘的廢邊，可見，形成這類缺陷的原因較多，其中最主要的是大小彈丸搭配比例不當，一般小粒子太少容易造成此類問題。還有一種情況是廢邊太厚，如厚度超過0.2mm時廢邊就難以除盡。