[发明专利]一种缠绕胶管联动生产方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种缠绕胶管联动生产方法及其装置，具体讲是涉及缠绕胶管生产工艺中的管胎挤出、芯棒生产、胶管冷冻、钢丝缠绕、以及相关控制技术与设备。

背景技术

高压钢丝缠绕胶管的结构主要由内胶层、中胶层、2、4、6等偶数层的钢丝缠绕层、外胶层组成。内胶层具有使输送介质承受压力，保护钢丝不受侵蚀的作用，外胶层保护钢丝不受损伤，钢丝(ф0.3-2.0增强层)层是骨架材料起增强作用。

高压钢丝缠绕胶管主要用于矿井液压支架、油田开发，适宜于工程建筑、起重运输、冶金锻压、矿山设备、船舶、注塑机械、农业机械、各种机床以及各工业部门机械化、自动化液压系统中输送具有一定压力(较高压力)和温度的石油基(如矿物油、可溶性油、液压油、燃油、润滑油)及水基液体(如乳化液、油水乳浊液、水)等和液体传动，最高耐工作压力可达70-120Mpa。

目前，高压钢丝缠绕胶管的成型工艺，一般采用先挤出内管胎，再经硫化、冷却等工艺，使得内胶层硬化，然后进行钢丝缠绕工艺。类似地进行中胶层的挤出、硫化冷却、钢丝缠绕过程，最后敷上外胶层，制得钢丝增强胶管。

钢丝缠绕胶管和的钢丝编织胶管制作方法不同，因为编织的钢丝是网状的，而缠绕的钢丝是罗旋状的。另外钢丝编织胶管的钢丝增强层可以是单数层的，而钢丝缠绕胶管的钢丝增强层必须是双数层的，因为缠绕的钢丝必须一层按顺时针缠绕，而另一层按逆时针缠绕，这样钢丝缠绕胶管才能承受不通方向的压力。对于同样层数钢丝的增强胶管，缠绕工艺制得的要比编织工艺制得胶管承受压大。

1、挤出工艺

挤出是胶管制造工艺中一项很重要的工艺过程，胶料通过挤出机塑化、混炼并经过相应的口型挤出后，便可获得相应规格的管坯。挤出机按照喂料方式的不同分为热喂料挤出机与冷喂料挤出机。目前，国内大部分胶管生产厂家使用不同格的热喂料挤出机挤出管胚，只有少数厂家用冷喂料挤出机挤出管胚。使用热喂料挤出挤出胶管管胚，必须配备炼胶机对胶料进行炼，并且胶料热炼必须均匀。采用冷喂料挤出挤出胶管，挤出前的胶料不需要经过热炼工，而直接将冷胶条喂入挤出机喂料口中，从而避免胶料在挤出前预热时因受热不均而带来质量波动，同时更具有简化生产工艺、减少设投资、提高生产效率、节省能源等优点，应该采用大力推广。

比较先进的胶管挤出生产线，应该包括挤出机和机头、测径仪、冷却水槽、隔离剂喷涂装置、牵引装置和卷取装置等。目前，大部分厂家胶管挤出生产线结构比较简易，没有配备专用的牵引装置，仅依靠操作者人工牵引胶管管胚。有些厂家配备的牵引装置结构不合理，控制精度太低，实现不了对牵引速度和挤出速度的精密控制。较先进的胶管挤出生产线上已配备了测径仪对挤出的管胚尺寸进行检测，再经过控制系统来保证管胚精度，这种先进的控制方式在国内使用得很少。

胶管挤出从工艺上分无芯法、有芯法两种。无芯法挤出的主要优点是制造工序简单、劳动强度低、生产效率高，并可节省管芯等辅助材料，而且胶管表面光滑平整。其缺点也十分明显，产品质量波动大，产品圆度及规格精度不易控制，胶管的整体结合不如有芯法的好。有芯法挤出的主要优点是胶管的质量比较稳定，管体密实性较好，产品规格尺寸比较精确。但是，这种生产方法工序比无芯法的多，劳动强度高，辅助材料消耗较多。

有芯法挤出包括硬芯法和软芯法两种，大多数胶管生产厂家习惯采用硬芯法挤出胶管。采用硬芯只能手工操作，劳动强度大，生产效率低，而且产品外径均匀性也难以保证。产品长度短，一般只有几m，最长也不超过20m。胶管多为定长使用，需要对产品进行切割，硬芯法生产的胶管切割损耗很大，一般利用率仅为70％，浪费十分惊人。软芯法挤出胶管，管胚可盘卷弯曲，生产占地少，劳动强度低，产品的生产长度由软芯线决定，几乎没有限制，能够实现连续化生产，大大提高了生产效率和生产的自动化程度，值得推广使用。

胶管管胚挤出过程中，比较常见的质量问题有：管胚尺寸不合要求，管壁厚薄不均，粗细不匀，胶层破裂，胶层起泡或出现海绵现象，管胚粘着等。产生这些质量问题的原因比较多，影响的因素也比较多，现逐项分析如下：

(1)管胚尺寸不符合标准要求，管壁厚薄不均：芯型和口型选配不当，胶料混炼和塑炼不好，造成胶料的可塑度不一致；芯型和口型偏心或选配不当，胶料热炼温度不均匀，挤出机工作螺杆塑化性能差，都容易造成这类问题。

(2)管胚粗细不均匀：胶料的可塑度不一致，热炼温度不均匀，喂料速度忽快忽慢，挤出速度和牵引速度不匹配，都能造成管胚挤出后外径粗细不均匀的现象。