1  引言
    橡膠塑料機(jī)械是橡膠工業(yè)、塑料工業(yè)組成部分，是為這兩個(gè)部門的制品——橡膠制品、塑料制品提供裝備的，也是聯(lián)結(jié)高分子材料與其制品在各個(gè)領(lǐng)域的“鈕帶”，起橋梁作用。
    20世紀(jì)以來(lái)，橡膠塑料機(jī)械工業(yè)迅速發(fā)展，特別是近幾年來(lái)塑料機(jī)械行業(yè)的發(fā)展與所創(chuàng)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)在機(jī)械工業(yè)所轄的194個(gè)行業(yè)中名列前茅。
    目前塑料機(jī)械品種繁多,門類齊全,生產(chǎn)能力在世界排名第一[1],大批出口。
    中國(guó)進(jìn)入世界經(jīng)貿(mào)組織（WTO）后，國(guó)際機(jī)械制造業(yè)加速對(duì)華轉(zhuǎn)移，世界上一些知名企業(yè)“進(jìn)駐”中國(guó)，有的還進(jìn)一步設(shè)立了技術(shù)中心。國(guó)外橡塑機(jī)的進(jìn)入給中國(guó)橡塑機(jī)行業(yè)帶來(lái)發(fā)展與進(jìn)步，使中國(guó)橡膠塑料機(jī)械行業(yè)充滿機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
進(jìn)入21世紀(jì)國(guó)際上的各種能源價(jià)格不斷上漲,國(guó)內(nèi)的能源價(jià)格也同步上漲。在能源成本的壓力下,國(guó)內(nèi)外橡膠塑料制品企業(yè)迫切需要節(jié)能降低能耗設(shè)備,促使橡膠塑料機(jī)械向節(jié)能型方向發(fā)展,采用變頻器帶動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是最有效措施,勢(shì)在必行。

2  橡膠塑料制品生產(chǎn)流程與設(shè)備
2.1 橡膠機(jī)械
    常見(jiàn)的橡膠制品有：膠鞋、膠管、膠帶、膠片、輪胎、再生膠制品等。
    生產(chǎn)各種制品都有各自不同的專用機(jī)組或生產(chǎn)線,但生產(chǎn)這些制品的通用設(shè)備（基本設(shè)備）是一致的。這些設(shè)備如下：
原材料加工機(jī)械：切膠機(jī)、粉碎機(jī)、篩選機(jī)；膠槳攪拌機(jī)；密閉式煉膠機(jī)；開(kāi)放式煉膠機(jī)及其附屬裝置；螺桿擠出機(jī)及其附屬機(jī)械；簾布浸膠機(jī)械及熱伸漲聯(lián)動(dòng)線；壓延機(jī)及其聯(lián)動(dòng)裝置；簾布、帆布、鋼絲簾布載斷機(jī)及其附屬機(jī)械[2]。
在橡膠制品中，輪胎、輪胎回收的方法與工藝流程是比較復(fù)雜的，要電機(jī)調(diào)速處很多，廢舊輪胎回收工藝流程（生產(chǎn)線）詳見(jiàn)圖1。 

圖1  廢舊輪胎回收工藝流程示意圖

    再生膠生產(chǎn)線主要設(shè)備切圈機(jī)、破碎機(jī)、橡膠中碎機(jī)、分選機(jī)、研磨機(jī)等各單元的電動(dòng)機(jī)，原均采用三相交流異步電動(dòng)機(jī)，工頻直接起動(dòng)方式，經(jīng)過(guò)減速器傳動(dòng)，各單元定速運(yùn)行，這樣一方面造成能量的損耗，造成浪費(fèi)，另一方面對(duì)破膠、研磨等單元工藝產(chǎn)生一定的影響，根據(jù)現(xiàn)代再生膠制造工藝和再膠質(zhì)量的要求，對(duì)現(xiàn)在生產(chǎn)線中切圈機(jī)、破碎機(jī)、研磨機(jī)等單元必須進(jìn)行變頻調(diào)速技術(shù)改造。
2.2 塑料機(jī)械
    塑料制品分為農(nóng)業(yè)、建筑、汽車、日用等類，即常見(jiàn)的膜、管、袋、絲等。這些不同制品的生產(chǎn)方法、工藝流程和所用機(jī)械設(shè)備也不同。
    主要設(shè)備：原材料加工機(jī)械;密煉機(jī);開(kāi)煉機(jī)；壓延機(jī)與輔機(jī);單、雙螺桿擠出機(jī)及其輔機(jī);擠拉、吹中空成型機(jī);注射成型機(jī);壓力成型機(jī)等。
    采用擠出機(jī)與注射成型生產(chǎn)的塑料制品約占80%。例如：常見(jiàn)的一種塑料擠出吹塑薄膜機(jī)組，外貌如圖2所示，它由一臺(tái)單螺桿擠出機(jī)和吹膜輔機(jī)（機(jī)頭、牽引、切割、卷取等）組成，可生產(chǎn)各種單層塑料薄膜和農(nóng)用地膜。廣東金明塑膠有限公司生產(chǎn)出吹制三層復(fù)合農(nóng)膜、土工膜機(jī)組。這臺(tái)機(jī)組是由三臺(tái)塑料擠出機(jī)，往一個(gè)機(jī)頭中供料，三種熔融的塑料在機(jī)頭體內(nèi)形成膜坯筒排出機(jī)頭，再吹制與牽引，形成膜泡，經(jīng)導(dǎo)輥、卷膜、載切制成制品。該機(jī)組是生產(chǎn)幅寬為20m的薄膜的大型設(shè)備。

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圖2  擠出吹制薄膜機(jī)組

2.3 擠出機(jī)工作原理
    橡膠擠出機(jī)和塑料擠出機(jī)工作原理相同，只是因加工原料不同,在生產(chǎn)中的工藝條件有區(qū)別?，F(xiàn)以塑料擠出機(jī)為例。
    擠出理論是指塑料在螺桿擠出機(jī)中的運(yùn)動(dòng)、變化過(guò)程。塑料顆粒原料經(jīng)料斗進(jìn)入擠出機(jī)的機(jī)筒中，螺桿在機(jī)筒內(nèi)以選定的工藝條件（壓力、溫度、轉(zhuǎn)速）旋轉(zhuǎn)，使顆粒向前輸送、壓縮、塑化成均勻的熔體，并在塑化過(guò)程中建立壓力作用下，螺桿連續(xù)地在定溫、定量、定壓下旋轉(zhuǎn)，將熔體擠出機(jī)頭，配以不同輔機(jī)含機(jī)頭而制成相應(yīng)的塑料制品。螺桿擠出機(jī)的規(guī)格品種是多種多樣的，最常用的是單螺桿擠出機(jī)。
    擠出機(jī)組（生產(chǎn)線）要求驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)變速、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、低速轉(zhuǎn)矩大、恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，特別是在生產(chǎn)線中多臺(tái)電動(dòng)機(jī)要同步運(yùn)行才能保證制品質(zhì)量和正常生產(chǎn)。 以往大多數(shù)采用直流傳動(dòng)或電磁調(diào)速技術(shù)控制。眾所周知，它的缺點(diǎn)：直流電機(jī)的電刷每月就要更換一次，在多粉塵或腐蝕性環(huán)境中直流電機(jī)需要經(jīng)常清洗，有時(shí)還需要通入潔凈的冷卻空氣，維修工作復(fù)雜，工作效率低。
    近幾年開(kāi)始采用變流變頻器，它在調(diào)速圍、動(dòng)態(tài)響應(yīng)、智能控制功率因數(shù)、工作效率等方面都是以往調(diào)速方法無(wú)可比擬的，現(xiàn)已被公認(rèn)。

3  現(xiàn)狀與發(fā)展
    橡膠塑料機(jī)械隨著石油化工產(chǎn)品的發(fā)展、橡膠塑料制品的增加，20世紀(jì)以來(lái)，橡膠塑料機(jī)械發(fā)展非常迅速，目前橡膠塑料機(jī)械產(chǎn)品品種繁多，門類齊全，已形成系列，技術(shù)水平與技術(shù)含量也有大幅度提高，多種技術(shù)也有自己的專利。
    從21世紀(jì)初，中國(guó)的橡膠塑料機(jī)械出口逐漸增多，現(xiàn)已出口到美國(guó)、日本、德國(guó)、俄羅斯、東南亞和非洲46個(gè)國(guó)家和地區(qū)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。目前中國(guó)橡膠塑料機(jī)械產(chǎn)品和國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)家比，還有一定差距，有的品種，特別是超精大型高檔產(chǎn)品還是空白。近幾年橡膠塑料機(jī)械進(jìn)口大于出口，貿(mào)易逆差很大。
中國(guó)的橡膠塑料機(jī)械正朝著提高質(zhì)量、節(jié)能方面發(fā)展。變頻調(diào)速技術(shù)在橡膠塑料機(jī)械中的應(yīng)用逐漸增多，使用范圍很廣，空間很大。
    在橡膠機(jī)械中，應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)后可節(jié)約電能（約20%～60%）、減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，實(shí)行綠色用電，還可以提高制品質(zhì)量。
    在塑料機(jī)械應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)后，同樣也節(jié)能，質(zhì)量可靠，性能穩(wěn)定，提高生產(chǎn)率，在市場(chǎng)上使用后，用戶反映良好，普遍受到用戶好評(píng)。例如：
    大連橡膠塑料機(jī)械有限公司在120型塑料擠出中,采用了上海南洋電機(jī)廠YTSP315交流變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī),功率132kW，配置瑞士ABB公司ACS550-02，170kVA變頻調(diào)調(diào)速電源裝置組成交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速節(jié)能運(yùn)行，并配置高轉(zhuǎn)速傳感器作為速度反饋，并實(shí)現(xiàn)了高精度的自動(dòng)控制。

4  結(jié)束語(yǔ)
    變頻調(diào)速技術(shù)在橡膠塑料機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用，可以使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)潔，控制效率穩(wěn)定，設(shè)備維修方便，同時(shí)具有優(yōu)良的性價(jià)比，還提高了機(jī)械設(shè)備整機(jī)性能，但目前橡膠塑料機(jī)械行業(yè)中，應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)大部分集中在中小功率的設(shè)備上較多，屬于推廣階段。大功率的設(shè)備，變頻調(diào)速技術(shù)還在試驗(yàn)研究中，特別是功率在1000～2000kW的大型設(shè)備，在中國(guó)的橡膠塑料機(jī)械行業(yè)中還沒(méi)有見(jiàn)到應(yīng)用。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，全國(guó)電動(dòng)機(jī)采用交流變頻調(diào)速的總?cè)萘績(jī)H有電機(jī)總?cè)萘康?0%[3]，相信隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，技術(shù)的進(jìn)步，變頻器性能價(jià)格比會(huì)越來(lái)越高，體積會(huì)越來(lái)越小，高性能比、多功能化及無(wú)公害化將進(jìn)一步提高，變頻調(diào)速技術(shù)在橡膠塑料機(jī)械應(yīng)用一定會(huì)更擴(kuò)大與普遍,使橡膠塑料機(jī)械裝備的性能進(jìn)一步提高，設(shè)備整機(jī)水平再上一個(gè)層次，滿足國(guó)內(nèi)外用戶的需求，擴(kuò)大出口，再創(chuàng)輝煌。