橡膠制品制造(輪胎硫化、密封圈成型、軟管擠出)對溫度精度、硫化均勻性要求嚴苛,溫度波動會導致輪胎硫化不足(拉伸強度<18MPa)、密封圈尺寸偏差(超 0.3mm),直接影響制品的力學性能、使用壽命與裝配適配性。專用橡膠制品制造冷水機通過梯度溫控、耐橡膠污染設計,滿足 GB/T 9867-2008、HG/T 2579-2019 等行業標準要求,保障制造過程的高穩定性與產品品質一致性。
1. 汽車輪胎硫化模具恒溫控制
汽車輪胎(天然橡膠 + 丁苯橡膠復合配方)硫化需在 150-160℃模具中進行(促進橡膠交聯反應,提升強度),模具溫度波動超 ±2℃會導致輪胎胎面硫化不均(硬度偏差超 5 Shore A)、氣泡率超 3%,影響行駛安全性。冷水機采用 “模具分區水路 - 油溫輔助雙控溫系統”:通過胎面、胎側分區水路通入 45±0.5℃冷卻介質(工業乙二醇溶液),精準控制模具不同區域溫度(胎面 155±1℃、胎側 152±1℃),油溫系統補償模具邊緣散熱,配備 “硫化壓力聯動” 功能 —— 當硫化壓力從 1.2MPa 增至 1.6MPa 時(壓力升高導致局部升溫),自動提升冷卻流量(從 6.0m3/h 增至 8.5m3/h),平衡壓力帶來的溫度波動。例如在 195/65R15 輪胎硫化中,雙控溫設計可使輪胎胎面硬度偏差≤2 Shore A,氣泡率≤0.5%,拉伸強度≥22MPa,符合《硫化橡膠或熱塑性橡膠 耐磨性能的測定(旋轉輥筒式磨耗機法)》(GB/T 9867-2008)要求,保障輪胎的耐磨性(磨耗量≤120mm3)與抗疲勞性能(循環次數≥10?次)。
2. 橡膠密封圈冷卻定型
橡膠密封圈(丁腈橡膠,用于液壓系統密封)經 170-180℃硫化成型后,需快速冷卻至 40℃以下(穩定尺寸,防止收縮變形),冷卻過慢會導致密封圈收縮率超 2%(內徑偏差超 0.2mm)、硬度升高(超 85 Shore A),過快則會使密封圈內部應力集中(壓縮永久變形率超 25%)。冷水機采用 “硫化模具水冷 - 冷卻輸送帶雙系統”:模具內置冷卻水路(水溫 30±0.5℃)將密封圈從 175℃降至 80℃(降溫速率 3.2℃/min),輸送帶(水溫 25±0.5℃)進一步降至 38±1℃,配備 “密封圈截面聯動” 功能 —— 當截面從圓形(直徑 5mm)換為矩形(8×3mm)時,自動延長輸送帶冷卻時間(從 12 分鐘增至 18 分鐘)、提升冷卻流量(從 2.5m3/h 增至 4.0m3/h),適配復雜截面的散熱需求。例如在丁腈橡膠液壓密封圈加工中,雙系統冷卻可使密封圈收縮率≤0.8%,壓縮永久變形率≤15%(70℃×24h),符合《液壓傳動 密封圈 尺寸系列和公差》(HG/T 2579-2019)要求,保障密封圈的密封性能(泄漏量≤0.1mL/min)。
3. 橡膠軟管擠出后降溫
橡膠軟管(EPDM 橡膠,用于汽車冷卻系統)擠出成型后需冷卻至 60℃以下(定型管壁結構,防止變形),冷卻過慢會導致軟管壁厚偏差超 0.3mm、表面粗糙(Ra>1.6μm),過快則會使管壁出現褶皺(褶皺率超 5%)。冷水機采用 “水槽冷卻 - 風刀干燥雙系統”:通過 30±0.5℃冷卻水槽將軟管從 120℃降至 70℃(降溫速率 2.5℃/min),風刀(溫度 35℃,風速 1.8m/s)吹干表面水分并輔助降溫至 58±1℃,配備 “軟管直徑聯動” 功能 —— 當直徑從 10mm 增至 20mm 時,自動降低水槽水溫至 28±0.5℃、延長水槽停留時間(從 15 秒增至 25 秒),確保厚壁軟管冷卻均勻。例如在 EPDM 汽車冷卻軟管加工中,雙系統降溫可使軟管壁厚偏差≤0.1mm,表面粗糙度 Ra≤0.8μm,耐老化性能(120℃×1000h 拉伸強度保持率≥80%)達標,符合《汽車用橡膠軟管和軟管組合件 冷卻系統用》(GB/T 18948-2014)要求,保障軟管的耐溫性與結構穩定性。
4. 耐橡膠污染與防結垢設計
橡膠制造中會產生橡膠碎屑、硫化劑殘留(如硫磺、促進劑),冷水機接觸橡膠的冷卻部件采用 316L 不銹鋼(耐橡膠助劑腐蝕,使用壽命≥8 年),表面噴涂聚四氟乙烯涂層(防橡膠碎屑附著,易清潔);針對冷卻水中的鈣鎂離子結垢問題,配備 “軟化水模塊”(水質硬度≤0.03mmol/L),減少水垢生成(換熱器結垢速率≤0.1mm / 年);冷卻介質添加防腐蝕劑(對橡膠無溶脹影響),避免介質污染橡膠制品,符合橡膠制造車間高濕度、多助劑環境要求。

橡膠制品制造對制品精度、力學性能與密封性能要求極高,冷水機操作需兼顧梯度溫控與防結垢規范,以橡膠專用水冷式冷水機為例:
1. 開機前系統與模具適配檢查
? 系統檢查:確認冷卻介質(工業乙二醇溶液,濃度 40%-50%,添加防腐蝕劑)液位達到水箱刻度線的 90%,檢測介質導熱系數(≥0.55W/m?K)、對橡膠的溶脹率(≤0.5%);檢測水泵出口壓力(輪胎硫化 0.8-1.2MPa、密封圈冷卻 0.6-0.8MPa、軟管降溫 0.5-0.7MPa),查看模具水路、水槽接口密封狀態(無滲漏);啟動軟化水模塊,確保冷卻水質硬度達標;
? 模具適配:根據橡膠制品類型(輪胎 / 密封圈 / 軟管)與模具規格調整冷卻參數(如輪胎硫化胎面溫度 155℃,密封圈冷卻模具水溫 30℃),檢測冷卻水路與模具的匹配性(無堵塞、水流均勻)。
1. 分工序參數精準設定
根據橡膠制品不同制造工序需求,調整關鍵參數:
? 汽車輪胎硫化:冷卻介質水溫 45±0.5℃,硫化壓力 1.2-1.6MPa 時,冷卻流量 6.0-8.5m3/h;開啟 “壓力聯動” 模式,壓力每增加 0.1MPa,流量提升 0.63m3/h;
? 橡膠密封圈冷卻:模具水路水溫 30±0.5℃,輸送帶水溫 25±0.5℃,密封圈截面從圓形換為矩形時,冷卻時間 12-18 分鐘、流量 2.5-4.0m3/h;開啟 “截面聯動” 模式,切換矩形截面時,時間延長 6 分鐘、流量提升 1.5m3/h;
? 橡膠軟管降溫:水槽水溫 30±0.5℃(10mm 直徑)/28±0.5℃(20mm 直徑),風刀溫度 35℃、風速 1.8m/s,軟管直徑 10-20mm 時,水槽停留時間 15-25 秒;開啟 “直徑聯動” 模式,直徑每增加 2mm,水溫降低 0.2℃、時間延長 1 秒;
? 設定后開啟 “權限分級” 功能,僅持橡膠制造資質人員可調整參數,操作記錄自動上傳至 MES 系統,滿足 ISO 9001 質量追溯要求。
1. 運行中動態監測與調整
通過冷水機 “橡膠制造監控平臺”,實時查看各工序溫度、輪胎硬度、密封圈收縮率、軟管壁厚等數據,每 20 分鐘記錄 1 次(形成制品質量臺賬)。若出現 “輪胎胎面硬度偏差超 3 Shore A”,需微調冷卻介質水溫 ±0.3℃,提升對應區域冷卻流量 0.5m3/h;若密封圈壓縮永久變形率超 20%,需降低輸送帶冷卻水溫 1-2℃,延長冷卻時間 3 分鐘;若軟管壁厚偏差超 0.2mm,需降低水槽水溫 0.5℃,調整擠出速度(從 10m/min 降至 8m/min),重新檢測壁厚。
2. 換產與停機維護
當生產線更換橡膠制品類型(如從輪胎換為密封圈)或調整配方時,需按以下流程操作:
? 換產前:降低冷水機負荷,關閉對應工序冷卻回路,用高壓水槍(0.8MPa)沖洗模具水路、水槽(去除橡膠碎屑、硫化劑殘留),根據新制品工藝重新設定參數(如密封圈模具水溫調整至 28±0.5℃);
? 換產后:小批量試生產(1 條輪胎、500 個密封圈、100 米軟管),檢測力學性能、尺寸精度、密封性能,確認符合標準后恢復滿負荷運行;
? 日常停機維護(每日生產結束后):關閉冷水機,清理設備表面橡膠碎屑(用壓縮空氣 1.0MPa 吹掃),更換冷卻介質過濾器濾芯;檢測 316L 不銹鋼部件涂層狀態(無剝落、劃痕),補充冷卻介質并檢查軟化水模塊水質。
1. 特殊情況應急處理
? 模具水路結垢(輪胎硫化中):立即停機,關閉硫化機與冷卻回路,用檸檬酸溶液(濃度 5%)循環清洗水路 30 分鐘;疏通后檢測冷卻流量(確保達標),試生產 1 條輪胎檢測硫化均勻性,不合格則調整模具溫度參數;
? 突然停電(密封圈冷卻中):迅速關閉冷水機總電源,斷開與硫化模具的連接,啟動備用發電機(30 秒內恢復供電),優先恢復輸送帶冷卻;若停電超過 15 分鐘,已冷卻至 60℃以下的密封圈需重新檢測收縮率,超標的重新硫化;
? 軟管表面褶皺(降溫中):立即提升水槽水溫 2-3℃,降低擠出速度 2m/min,對已出現褶皺的軟管進行裁剪(去除不合格段);檢查水槽水流均勻性(調整水流分布),排除故障前禁止繼續擠出,調整參數后小批量試生產驗證效果。
? 日常維護:每日清潔設備表面與過濾器,檢測冷卻介質液位、溫度與防腐蝕劑濃度;每 2 小時記錄制品溫度、尺寸精度數據;每周用檸檬酸溶液清洗冷卻水路(去除水垢),校準溫度傳感器(溯源至國家計量院橡膠專用標準);每月對水泵、壓縮機進行潤滑(使用耐橡膠助劑潤滑油),檢查聚四氟乙烯涂層狀態;每季度對冷卻系統進行壓力測試(保壓 1.0MPa,30 分鐘無壓降),清理換熱器;每年更換冷卻介質,對軟化水模塊樹脂進行再生處理;
? 選型建議:輪胎硫化選 “分區控溫冷水機”(控溫 ±1℃,耐高溫),密封圈冷卻選 “雙系統定型冷水機”(帶截面聯動),軟管降溫選 “水槽 - 風刀冷水機”(帶直徑聯動);大型橡膠制品廠建議選 “集中供冷 + 分布式軟化水系統”(總制冷量 200-350kW,支持 4-6 條生產線);選型需匹配制品產能與工藝(如日產 100 條輪胎需 150-180kW 冷水機,日產 10 萬個密封圈需 80-100kW 冷水機),確保滿足橡膠制品高精度、高可靠性制造需求,保障制品性能與市場競爭力。