Processus de fabrication des élastiques et machines de production requises

1. Équipement de mélange

• Mélangeurs internes (mélangeurs Banbury): Ce sont les bêtes de somme du processus de mélange du caoutchouc. Ils consistent en une chambre scellée dans laquelle le caoutchouc brut, ainsi que divers additifs tels que le noir de carbone, le soufre et les accélérateurs, sont vigoureusement mélangés. Les rotors à l'intérieur du mélangeur ont une forme unique qui assure un cisaillement et un mélange efficaces des matériaux. Les mélangeurs internes sont disponibles en différentes tailles, avec des capacités allant de quelques kilogrammes à plusieurs centaines de kilogrammes par lot. Les mélangeurs de plus grande capacité sont généralement utilisés dans les installations de production à grand volume.
• Ouvert - Mélangeurs à broyeur: Ces mélangeurs sont dotés de deux rouleaux disposés horizontalement qui tournent à des vitesses différentes. Le caoutchouc brut et les additifs sont introduits entre les rouleaux, où la différence de vitesse crée une action de cisaillement. Cette action de cisaillement aide à décomposer le caoutchouc, à incorporer les additifs uniformément et à développer la viscosité et la plasticité souhaitées du mélange de caoutchouc. Les mélangeurs à broyeur ouvert sont souvent utilisés pour la production à petite échelle, les travaux expérimentaux ou pour les ajustements finaux et le mélange de composés de caoutchouc déjà pré-mélangés dans un mélangeur interne.

2. Équipement de calandrage

• Calandres à trois rouleaux: Ces calandres se composent de trois rouleaux disposés horizontalement, le rouleau du milieu ayant généralement un diamètre ou une finition de surface légèrement différente de celle des deux autres rouleaux. Le mélange de caoutchouc, prémélangé et parfois préchauffé, est introduit sur le rouleau supérieur. À mesure que les rouleaux tournent, le composé de caoutchouc est progressivement comprimé et réparti entre les rouleaux, formant une fine feuille de caoutchouc plate. L'épaisseur de la feuille de caoutchouc peut être contrôlée avec précision en ajustant l'écart entre les rouleaux. Les calandres à trois rouleaux sont couramment utilisées pour produire les feuilles de caoutchouc de base qui seront ensuite utilisées dans la construction de bandes transporteuses.
• Calandres à quatre rouleaux: Semblables aux calandres à trois rouleaux, les calandres à quatre rouleaux ont quatre rouleaux disposés horizontalement. Le rouleau supplémentaire offre plus de flexibilité dans le contrôle de l'épaisseur, de la finition de surface et de la qualité de la feuille de caoutchouc produite. Les calandres à quatre rouleaux peuvent atteindre un degré de précision plus élevé dans le contrôle de l'épaisseur des feuilles par rapport aux calandres à trois rouleaux. Ils sont souvent utilisés pour produire des feuilles de caoutchouc de haute qualité avec des tolérances d'épaisseur serrées, nécessaires pour des applications telles que la fabrication de bandes transporteuses de qualité supérieure, où une qualité et des performances constantes sont cruciales.

3. Équipement d'extrusion

• Extrudeuses de caoutchouc: Ceux-ci sont utilisés pour façonner le mélange de caoutchouc selon des formes spécifiques, telles que les bords, les profils ou les éléments de renforcement de la bande transporteuse. Une extrudeuse de caoutchouc se compose d'une trémie dans laquelle le composé de caoutchouc pré-mélangé est alimenté, d'un convoyeur à vis à l'intérieur d'un baril chauffé et d'une filière à l'extrémité du baril. Au fur et à mesure que la vis tourne, elle force le composé de caoutchouc à travers le cylindre chauffé, où il est progressivement ramolli et plastifié. Le mélange de caoutchouc ramolli passe ensuite dans la filière, ce qui lui donne la forme souhaitée. Les extrudeuses de caoutchouc sont disponibles en différentes tailles et configurations, en fonction des exigences spécifiques du processus de production de bandes transporteuses, telles que la taille et la complexité des profilés en caoutchouc à extruder.

4. Équipement de vulcanisation

• Presse Vulcanisateurs: Ce sont les équipements de vulcanisation les plus couramment utilisés dans la production de bandes transporteuses en caoutchouc. Un vulcanisateur à presse se compose d'un grand cadre rigide qui supporte un ensemble de plateaux chauffés. La bande transporteuse, assemblée à partir des différents composants en caoutchouc et matériaux de renforcement, est placée entre les plateaux chauffés. Les plateaux sont ensuite fermés et pressurisés, généralement à une pression de plusieurs centaines de livres par pouce carré (psi). En même temps, les plateaux sont chauffés à une température spécifique, généralement comprise entre 140 et 180 °C (284 et 356 °F), selon le type de composé de caoutchouc utilisé. La combinaison de chaleur et de pression provoque la réticulation des molécules de caoutchouc, un processus connu sous le nom de vulcanisation. Cette réticulation confère au caoutchouc ses propriétés élastiques caractéristiques, sa solidité et sa résistance à l'abrasion, à la chaleur et aux produits chimiques. Les vulcanisateurs à presse sont disponibles en différentes tailles et configurations, certaines installations de production à grande échelle utilisant des vulcanisateurs à presse à plateaux multiples qui peuvent vulcaniser simultanément plusieurs bandes transporteuses de différentes longueurs et largeurs.
• Vulcanisateurs autoclaves: Il s'agit d'un autre type d'équipement de vulcanisation qui peut être utilisé pour la production de bandes transporteuses en caoutchouc, en particulier dans les cas où une vulcanisation à grande échelle et à haute pression est requise. Un vulcanisateur autoclave est un grand récipient sous pression cylindrique équipé d'éléments chauffants, d'un système de régulation de pression et d'une porte ou d'une trappe pour le chargement et le déchargement des bandes transporteuses. Les bandes transporteuses préassemblées sont placées à l'intérieur de l'autoclave. L'autoclave est ensuite scellé et la pression à l'intérieur du récipient est progressivement augmentée, généralement jusqu'à une pression de plusieurs centaines de livres par pouce carré (psi) ou plus, en fonction des exigences du processus de vulcanisation. En même temps, les éléments chauffants sont activés et la température à l'intérieur de l'autoclave est augmentée jusqu'à un niveau spécifique, généralement compris entre 140 et 180°C (284 - 356°F) ou plus, selon le type de caoutchouc. composé utilisé. La combinaison de la haute pression et de la chaleur à l'intérieur de l'autoclave provoque la réticulation des molécules de caoutchouc dans les bandes transporteuses, entraînant la vulcanisation du caoutchouc. Les vulcanisateurs autoclaves sont souvent utilisés dans la production de bandes transporteuses de grande taille et robustes, telles que celles utilisées dans les industries minières, en carrière et portuaires, où les bandes transporteuses doivent résister à des charges élevées, à des matériaux abrasifs et à des conditions de fonctionnement difficiles. .

5. Équipement de test et d'inspection

• Machines d'essais de traction: Ces machines sont utilisées pour mesurer la résistance à la traction, l'allongement à la rupture et le module d'élasticité de la bande transporteuse en caoutchouc. Une machine d'essai de traction se compose généralement d'une base fixe, d'une traverse mobile qui peut être entraînée vers le haut ou vers le bas par un système motorisé et d'une cellule de charge utilisée pour mesurer la force appliquée à l'échantillon. L'échantillon de la bande transporteuse est serré entre deux mâchoires, l'une fixée à la base fixe et l'autre à la traverse mobile. La traverse est ensuite déplacée à vitesse constante, appliquant progressivement une force de traction à l'échantillon. Au fur et à mesure que l'échantillon est étiré, la cellule de pesée mesure la force appliquée à l'échantillon et un extensomètre (ou le déplacement de la tête transversale) est utilisé pour mesurer l'allongement de l'échantillon. La résistance à la traction est calculée comme la force maximale appliquée à l'échantillon divisée par la surface de la section transversale d'origine de l'échantillon. L'allongement à la rupture est le pourcentage d'augmentation de la longueur de l'échantillon au point de rupture. Le module d'élasticité est le rapport entre la contrainte (force par unité de surface) et la déformation (changement de longueur par unité de longueur d'origine) dans la région élastique de la courbe contrainte-déformation. Les machines d'essais de traction sont disponibles en différentes tailles et capacités de charge, en fonction des exigences du processus d'essai des bandes transporteuses.
• Machines d'essai d'abrasion: Ces machines sont utilisées pour évaluer la résistance à l'abrasion de la bande transporteuse en caoutchouc. L'une des machines de test d'abrasion les plus couramment utilisées est la Taber Abraser. Le Taber Abraser se compose d'un plateau tournant qui peut tourner à une vitesse constante et de deux meules abrasives qui sont pressées contre la surface de l'échantillon de la bande transporteuse, qui est monté sur le plateau tournant. Lorsque le plateau tournant tourne, les meules abrasives frottent contre la surface de l’échantillon, provoquant une abrasion. La quantité d'abrasion est généralement mesurée en pesant l'échantillon avant et après un nombre spécifié de tours du plateau tournant. La résistance à l’abrasion est ensuite calculée comme la perte de poids par unité de surface de l’échantillon. D'autres types de machines d'essai d'abrasion, tels que le testeur d'abrasion DIN et l'appareil d'essai d'abrasion Akron, utilisent différentes méthodes et matériaux abrasifs pour évaluer la résistance à l'abrasion des échantillons de caoutchouc. Le choix de la machine d'essai d'abrasion dépend des exigences spécifiques de l'application de la bande transporteuse, du type de composé de caoutchouc utilisé et des normes et spécifications industrielles pertinentes.
• Jauges d'épaisseur: Ceux-ci sont utilisés pour mesurer l’épaisseur de la bande transporteuse en caoutchouc en différents points. Les jauges d'épaisseur peuvent être de différents types, notamment des jauges d'épaisseur mécaniques, à ultrasons et laser. Les jauges d'épaisseur mécaniques se composent généralement d'un dispositif semblable à un pied à coulisse avec deux mâchoires, l'une fixe et l'autre mobile. L'échantillon de la bande transporteuse est placé entre les mâchoires et l'épaisseur est lue sur une échelle située sur l'appareil. Les jauges d'épaisseur à ultrasons utilisent des ondes ultrasonores pour mesurer l'épaisseur de la bande transporteuse en caoutchouc. Les ondes ultrasonores sont émises par une sonde placée à la surface de l’échantillon du tapis roulant. Les ondes ultrasonores traversent le caoutchouc et sont réfléchies par la surface opposée du caoutchouc. Le temps nécessaire aux ondes ultrasonores pour traverser le caoutchouc et revenir est mesuré, et l'épaisseur du caoutchouc est calculée sur la base de la vitesse connue du son dans le matériau en caoutchouc. Les jauges d'épaisseur laser utilisent un faisceau laser pour mesurer l'épaisseur de la bande transporteuse en caoutchouc. Le faisceau laser est projeté sur la surface de l'échantillon de la bande transporteuse et la réflexion du faisceau laser est détectée par un capteur. La distance entre la source laser et le capteur est mesurée et l'épaisseur du caoutchouc est calculée sur la base de la géométrie connue de la jauge d'épaisseur laser et de la position de l'échantillon de la bande transporteuse. Le choix de la jauge d'épaisseur dépend des exigences de précision du processus de test de la bande transporteuse, du type de bande transporteuse en caoutchouc testée ainsi que des normes et spécifications industrielles pertinentes.
• Outils d'inspection visuelle: Il s'agit notamment des loupes, des lampes d'inspection et des endoscopes. Des loupes sont utilisées pour examiner de près la surface de la bande transporteuse à la recherche de défauts visibles tels que des fissures, des trous ou des irrégularités. Les lampes d'inspection fournissent un éclairage vif et ciblé, ce qui permet d'identifier clairement les irrégularités de surface ou les variations de couleur du caoutchouc. Les endoscopes sont utilisés pour inspecter la structure interne de la bande transporteuse, notamment dans les cas où il peut y avoir des défauts cachés dans les couches de renforcement ou entre les composants en caoutchouc. Un endoscope se compose d'un tube flexible avec une source de lumière et une caméra ou une lentille optique à son extrémité. L'endoscope est inséré dans une petite ouverture ou à travers une section coupée de la bande transporteuse, permettant à l'opérateur de visualiser la structure interne de la bande transporteuse sur un moniteur ou à travers un oculaire. Les outils d'inspection visuelle constituent une partie importante du processus de contrôle qualité des bandes transporteuses, car ils peuvent aider à détecter et à identifier un large éventail de défauts à un stade précoce, avant la mise en service des bandes transporteuses.