◆炼压设备
1．一次法低温炼胶生产线
近年来，一些橡胶机械企业致力于开发和推广使用一次法低温炼胶生产线，以满足生产绿色轮胎的需要。到2013年底，至少有大连橡胶塑料机械股份有限公司、软控股份有限公司、北京万向新元科技股份有限公司、华工百川科技股份有限公司、益阳橡胶塑料机械集团有限公司、青岛双星橡塑机械有限公司等10多家企业参与开发该新产品。
目前，一次法低温炼胶生产线有如下两种类型：⑴由一台密炼机加多台开炼机和一套胶片冷却装置组成；⑵由上、下两台密炼机叠加组合在一起的密炼机组和压片机、胶片冷却装置组成。益阳橡胶塑料机械集团有限公司的密炼机组由GE320和GE590T组成；大连橡胶塑料机械股份有限公司的密炼机组由XMN-320X（5-50）Y和XMN-580X（5-50）组成。
由密炼机和开炼机组成的生产线，开炼机数量为4～6台，且要求调速和液压调距。该生产线可提高生产能力17%～25%，节能约20%，减少操作人员50%，提高混炼胶质量。
叠加密炼机组又称串联式密炼机，该生产线适用于混炼白炭黑胶料，机器采用啮合型转子，将胶料多段混炼变为一段混炼，综合节能可达30%，投资减少20%～33%，生产效率提高50%，改善胶料的分散度和均匀性，提高混炼胶质量。
一次法低温炼胶生产线符合国家产业结构发展方向，此类项目得到了国家相关部门的普遍支持。例如，益阳橡胶塑料机械集团有限公司的研发及产业化项目2011年度被列入中央资本金项目，获1300万元支持资金。
炼胶设备在整个轮胎生产中是能耗最大的一个环节，节能空间较大。一次法低温炼胶生产线从根本上改变了传统的炼胶方式，由原来的多段混炼改变为一段混炼，大大提高了胶料的质量及生产效率，并且吨胶耗能可以降低20%以上。该生产线还解决了胶料在开炼机上的自动循环、自动加硫等问题，大大提高了生产自动化。此外，轮胎行业要发展循环经济，也需要节能、环保、高效的设备作支撑。一次法低温炼胶生产线的开发成功，对我国橡胶工业节能减排起到一个革命性促进作用，对橡胶工业的生产和发展具有深远的意义。
根据计算，以年产200万套全钢子午线轮胎的规模，仅在炼胶环节，采用一次法低温炼胶生产线的新炼胶工艺，较传统工艺节约电费每年在2500万元人民币以上。目前，一次法低温炼胶生产线已经成为新上轮胎项目的标准配置，并且越来越多地应用于轮胎企业技术改造项目。
2．橡胶宽幅胶片挤出压延机组及联动线
随着国内外能源工业的迅速发展，大型连续运输设备对橡胶输送带的需求量在不断增加。在输送带行业，当前国际先进的生产方法是采用挤出压延法来生产橡胶宽幅胶片，并一次性完成胶片的接取、冷却、贴合、卷取等操作，以保证输送带的产品质量和生产效率，但是用于宽幅胶片生产的挤出压延法装备只有德国等少数国家可以制造。因此，研发具有国际先进水平的新型工艺装备，大大提高输送带的生产效率和使用寿命，以满足煤矿、钢铁、水泥、港口、电力等行业的大型连续运输设备对输送带的需求量及品质的要求，势在必行。
近年来，中国化学工业桂林工程有限公司（以下简称：中化桂林）、内蒙古富特橡塑机械有限公司（以下简称：内蒙古富特）等企业在广泛的市场调研、吸取德国设备先进技术的基础上，通过试验模拟研究，提出了具有自主知识产权的技术路线，先后研发成功橡胶宽幅胶片挤出压延机组及联动线，填补了国内空白。
国产橡胶宽幅胶片挤出压延机组及联动线的工艺流程如下图所示：
宽幅挤出压延系统是采用挤出压延法生产的技术关键。中化桂林选择使用φ200和φ250销钉机筒冷喂料挤出机组成双挤出系统，在生产500～1000mm宽度胶片时，使用φ200挤出机单挤出；生产1000～1400mm宽胶片时使用φ250挤出机单挤出，而在挤出1400mm以上宽度胶片时，则由两台挤出机同时工作。内蒙古富特则选择使用两台φ250销钉机筒冷喂料挤出机组成双挤出系统。
针对胶带行业的胶料种类很多，不同胶种的挤出特性差异很大的特点，国内橡机企业对螺杆、机筒的结构进行了针对性的处理，以保证对输送带橡胶特别是特殊胶料的生产效率，提高挤出产量。双挤出系统三维结构如下图所示：
宽幅挤出压延系统中，压延机起到了对胶片进行最终精确压型的作用，以保证胶片的精度要求。国产首台橡胶宽幅胶片挤出压延机组，其辊筒规格为φ810×2800mm，采用钻孔式的冷却结构，保证辊面温度均匀；选用德国NOVO高精度位移传感器，配备大传动比减速系统及双速电机，快速调距速度为3.35mm/min、慢速调距速度为0.83mm/min，调速精度为0.01mm，并可实现辊距的单动和联动调节；轴交叉调节结构配备0.01mm的精度位移传感器，可通过机械和液压的组合机构，对辊筒进行零间隙调节，确保满足生产薄制品的精度要求；采用上辊液压预负荷装置，以克服轴承的游隙，保证压延精度；上横梁安装有数只液压油缸，通过上下模梁及油缸的共同作用，将挤出机机头的上下模体锁紧，并配置纵向拉紧的楔块式锁紧结构，消除由于上横梁的自重而产生的安装间隙；下横梁采用增加中间支撑的办法，减少横梁中部的变形量；温控系统采用电加热式，并加大用于预热的电热功率，提高辊筒温度的控制精度，满足压延强度较差、热敏性较高橡胶时的需求。
在联动线中，采用辊道结构的接取方式，并配有前后两端的自动接取输送胶片机构，确保对宽幅胶片的自动输送；冷却鼓采用夹套式结构，鼓面经喷砂处理，防止与胶片的粘贴；设置胶片自动牵引机构，简化胶片引头时的人工操作；针对宽幅胶片不易人工操作的特点，设置接取辊道，采用PLC及光电控制，自动实现两个卷取工位的转换，并具备恒张力卷取、垫布张力控制、扩布等功能；采用电涡流厚度测量装置，对所生产制品进行实时厚度监控，在满足工艺质量控制的同时，降低了设备对安装精度的要求，方便使用和维护。
经专家鉴定和使用验证，国产橡胶宽幅胶片挤出压延机组及联动线与德、美等国同类设备相比，主机设计新颖，具有独创性；生产能力比德国制造的同类设备提高了约40%。从整体水平来看，达到国际同类产品先进水平。
该生产线自投入使用后，很好地克服了传统生产工艺中的产品质量缺陷，大大提高了胶片的致密性和尺寸的精确性，同时，还较好地满足了原来难以加工的阻燃胶带的制造要求。与传统生产法相比，采用挤出压延法生产工艺可提高生产效率一倍，节省生产用胶料约5%，百米缺陷数降低约40%，降低废品率约30%，减少占地约20%。此外，还可以减少操作人员一倍以上。采用国产装备替代进口，每条生产线可节省一次性设备采购费用近4000万元人民币。另外，还解决了进口设备的备品／备件价格高昂和售后服务不及时等方面的矛盾。
3．大型立式两辊压延机
为了适应蓬勃发展的中国城市轨道建设市场需要，解决国内生产橡胶地板厂家在生产新型环保阻燃橡胶地板这一领域的迫切生产需求及改进生产工艺的强烈愿望，大连橡胶塑料机械股份有限公司（以下简称：大橡塑）开发了Φ710×2130立式两辊压延机。
该设备适用于以挤出压延法生产环保型阻燃橡胶地板的压延工序，所生产制品的最大宽度可达1800mm，是目前国内生产橡胶地板规格最大的压延机。设备主要参数如下表所示：
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最大制品厚度 |
0.5～0.6 mm |
辊筒规格 |
Φ710 mm×2130 mm |
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制品厚度误差 |
±0.05 mm |
辊筒数量 |
2 |
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制品最大宽度 |
1800 mm |
辊筒排列方式 |
立式 |
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制品宽度误差 |
±1 mm |
辊筒线速度 |
1.2～12m/min |
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生产能力 |
≈12t/h |
上下辊筒速比 |
0.5～1 |
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主电机功率 |
55kW×2 |
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该设备在产品设计过程中运用了大量新技术、新思路，其中有多项成果已获得国家专利。目前该设备使用效果一直良好，为用户创造了大量的经济效益。
4．恒张力纤维条挤出法生产线
青岛高策橡胶工程有限公司（以下简称：青岛高策）自主研发的恒张力纤维条挤出法生产线主要用于橡胶轮胎的冠带条、钢圈包布等部件的生产。
该生产线主要由双工位线轴锭子架、排线器、挤出装置、冷却装置、贮布装置、分切机构、分条输送装置、双工位卷取装置、电控系统等组成。将两组平行布置的纤维帘线通过排丝、敷胶、牵引、储存、卷曲等作业机构，形成一条连续自动的纤维条敷胶挤出生产线。
整条生产线从线轴导开到卷取全部实现智能化控制，与传统的纤维帘布压延生产线相比具有以下优点：⑴实现连续化生产，取消生产中间周转环节，简化了生产工艺，节约了设备、工装和人力，降低了产品成本；⑵采用线轴帘线供料方式，在各线轴处设置帘线张紧机构可实现单根帘线张力独立控制，保证了张力的均匀性；⑶采用齿轮泵挤出机挤出，机头口型压力大，压力波动小，胶料渗透性好；⑷帘线经过挤出覆胶装置覆胶后由主动冷辊牵引，实现窄纤维条恒张力控制。
青岛高策在研发恒张力纤维条挤出法生产线过程中，形成多项创新技术。其中，《恒张力纤维条挤出法生产线》已获得国家专利授权，专利号：201120102827.5。
5．橡胶熔体齿轮泵挤出机组
由于橡胶齿轮泵具有正位移输送特性、挤出制品尺寸精度高、建压能力强、出胶温度低等特点，在橡胶滤胶和挤出领域受到越来越大的重视。为了满足国内对橡胶熔体齿轮泵的需求，北京化工大学橡胶塑料机械研究所与北京航空制造工程研究所、杭州朝阳橡胶有限公司合作，联合研制开发了国内首套CPl50／10橡胶熔体齿轮泵；并在此基础上，先后开发成功XCP150/100、XCP120/90等型号橡胶熔体齿轮泵挤出机组。
该橡胶熔体齿轮泵挤出机组体现了如下优势和创新点：⑴具有理想的工作特性，保证挤出量与齿轮泵的转速成线性关系，可以实现对产量精确控制，进一步提高产品的尺寸精度。利用齿轮泵进口、出口处采集的压力、温度等信息资料，使上、下游设备与齿轮泵同步工作，实现整个挤出过程全程在线监视与反馈控制。⑵采用独特的温控方式，能实现精确的温度闭环控制，将胶料的温度严格控制在设定的温度范围之内，防止胶料焦烧，并能实现低温挤出。⑶采用特殊的结构形式，可以有效的防止胶料泄漏，实现自清洁。⑷通过在与齿轮接触的端盖上卸荷槽，消除“困油”现象对齿轮泵的不良影响，进一步延长了齿轮泵的寿命，增加胶料输送的稳定性。⑸该齿轮泵采用一对变位斜齿轮相啮合，齿轮与轴为一体，齿轮轴采用高耐磨材料，齿面经高频淬火，表面硬度达到HRC58-62，精度等级为6HK。⑹齿轮泵的喂料口和出料口采用独特的设计，使物料喂进齿轮泵流畅，不易产生滞留和气穴，齿轮轴所受的径向力减小，进一步延长了轴承寿命。
在产品开发过程中，以北京化工大学江波教授为首的研发团队攻克了橡胶齿轮泵设计开发的三大难点：⑴轴承和润滑结构。塑料齿轮泵转子通常采用塑料熔体自润滑方式进行润滑。在齿轮轴上安装滑动轴承，塑料熔体流入滑动轴承与泵体型腔的间隙，形成润滑膜，起到润滑作用。但是对于橡胶齿轮来说，滑动轴承的使用效果不如滚动轴承。在使用滑动轴承时，会有胶料流入轴承间隙，在很小的间隙内，胶料极易发生焦烧，所以很多齿轮泵采用了滚动轴承。同时，由于滑动轴承和齿轮轴之间的间隙非常小，橡胶内的固体物质如硬质杂质或者增强纤维等，这些杂质的粒径大于轴承间隙，将造成轴承磨损，削弱轴承性能。低速工作时，由于润滑胶料不易形成润滑膜，从而导致金属之间的摩擦，造成轴承失效。使用滚动轴承可避免上述问题，但就要考虑防止胶料流入轴承和防止轴承润滑脂进入泵体的问题。在最新研制的橡胶齿轮上，北京化工大学橡胶塑料机械研究所在齿轮轴上加工返胶槽，驱动胶料流回泵体。同时，在齿轮轴上安装密封元件，一方面防止胶料进入滚动轴承，另一方面防止轴承的润滑脂进入泵体。此外，在返胶槽和密封元件之间开设出胶口，排除从返胶槽流出的胶料和从密封环泄露的润滑脂；在密封元件的外侧安装轴承，起到支撑齿轮轴和承载轴向力的作用。⑵温控系统。塑料齿轮泵仅仅是在齿轮泵上安装电加热器，以保证齿轮泵的温度高于设定温度。而对于橡胶加工来说，往往要采取足够措施降低胶料温度。针对上述情况，研发团队在橡胶齿轮泵泵体上加工导热介质流道，同时对橡胶齿轮泵的转子进行冷却，实现了降低挤出胶温、降低返胶槽内胶料的温度，防止焦烧的目的。⑶齿轮轴的优化设计。齿轮泵能够起到稳压的作用，但是直齿齿轮的啮合也会产生产量波动。这是直齿齿轮泵自身在稳压方面的缺陷。这种波动会在制品表面上形成一定缺陷，影响制品质量。为了避免这一问题，可以采用螺旋齿或人字齿。使用人字齿是可以有效地避免轴向力。但是如果齿轮的螺旋角太大，胶料将会从出口高压区返回入口低压区，破坏齿轮泵正位移输送特征，降低齿轮泵的挤出精度。挤出精度可以归类到相对产量精度或绝对产量精度。当产量较大，即便相对产量精度很好，但是绝对产量精度也会下降很多。针对上述情况，研发团队对齿轮轴开展优化设计，最终很好地解决了问题。
由于橡胶熔体齿轮泵的工作特性，对不同胶料种类、机头阻力和操作工艺条件适应性强，因此应用范围非常广泛，尤其在精密挤出成型和滤胶工艺以及压延喂料中具有明显的优势，已成为国际橡胶和热塑性弹性体加工领域中的一个新的热点，引起业内人士的广泛关注。相关研究已经表明，橡胶齿轮泵挤出机组可应用于橡胶的过滤、预热、塑化和成型；向压延机进行挤出供料；与热喂料挤出机、冷喂料挤出机以及冷喂料排气挤出机相配，进行轮胎胶胚的复合挤出，完成输送带、牵引带、平板制品、胶管、胶条、内胎、电线电缆的挤出成型和胶辊的包胶以及高容量铸模的填充。
6．自动转盘式橡胶、PU、TPU鞋用连续注射成型机
国内从90年代初期开始引进德国、意大利等世界一流的鞋用转盘式连帮注射成型机来生产旅游鞋、休闲鞋和安全鞋。但在使用过程中，机械零配件的价格昂贵、采购周期长、维修费用大且影响正常生产。为了克服这一问题，国内企业在研究进口设备的性能特点和维修技术的同时，努力尝试整机国产化的。赛纳（瑞安）机械工程有限公司（以下简称：赛纳）研制开发了自动转盘式橡胶、PU、TPU鞋用连续注射成型机，成功地填补了国内空白。
该机组集光、机、电、气于一体，采用了电脑控制、光电监控、变频调速、反应注射、机械手操作等先进技术，适用于以橡胶、PU、TPU为原料，生产特种军用靴及各种抗静电、电绝缘、抗冲击、防穿刺、耐严寒、耐油、耐酸碱、高耐磨等多功能安全鞋和登山鞋、运动鞋、休闲鞋的连帮注射成型，生产效率高。
大型鞋用连续注射成型机设计制造技术，目前世界上仅少数发达国家掌握，赛纳是国内独家拥有该技术的企业。自动转盘式橡胶、PU、TPU鞋用连续注射成型机的开发成功，为推动我国特种军用鞋（靴）达到国际领先水平，各种多功能的安全鞋、劳保鞋、职业鞋走向国际市场，提供了先进的技术装备。
7．对挤法内衬层生产线
随着轮胎行业的快速发展，为解决制约轮胎厂提产的瓶颈问题，国内外厂商纷纷把目光投向了一次复合完成内衬层的生产技术。软控股份有限公司自主研发的对挤法内衬层生产线（如下图所示），具有生产效率高、制品精度高、性能稳定等特点，处于国际先进水平。
对挤法内衬层生产线的研制成功从整体上提高了轮胎生产效率，推动了轮胎质量的快速提升，提升了我国轮胎业生产设备国产化比例。
8．内衬层压延生产线
软控股份有限公司自主研发的内衬层压延生产线主要用于生产轮胎成型所需的内衬层、薄胶片等材料。该设备综合利用了机械与自控、测量、软件、光机电一体化等先进技术，成功解决了生产效率低、“拉伸”率和“气泡”率较高等难题，并在国际上首创了三种胶片一次性热贴技术，提高了设备的生产效率、精度及稳定性，降低了能耗，经鉴定达到国际先进水平，对提高我国橡胶轮胎行业整体的生产、管理信息化水平具有重要推动作用。
该生产线荣获2010年度青岛市科技进步一等奖。
9．橡胶一步法注射成型技术与设备
橡胶注射成型技术是一种高质高效低耗、可替代传统模压成型的新技术，具有广泛的应用前景和巨大的开发潜力。传统的注射成型设备有两种，一是螺杆往复式注射机，二是螺杆柱塞式注射机。无论是前者还是后者，其工作原理均是：⑴塑化定量。胶料通过螺杆机筒系统的塑化并进入机械定量阶段。⑵注射。当达到预定的容量时，轴向注射装置向前推进将定量塑化好的胶料注射入模腔。业界将这种注射成型方法称为“二步注射成型法”，即“二步法”。
青岛科技大学高分子材料加工机械研究所吕柏源教授领导的研发团队针对二步法存在的问题，自主创新，开发出一种新型技术，即将胶料在高速旋转的螺杆和特殊增压机构内进行塑化，并连续以高速、高压、高温的料流直接注射入模腔，当模腔注满胶料时，系统将发出定量信号，停止注射同时进行保压。这种技术其塑化定量与注射是同步进行的，我们称这种注射成型方法为“一步注射成型法”，即“一步法”。
一步法注射成型技术取消了传统注射成型技术的轴向注射装置，使传统塑化定量、注射两个步骤的成型技术融合成一步完成，与传统注射技术与设备相比，具有如下优势：⑴突破了注射容量限制。既可注射小容量橡胶制品，也可注射巨型橡胶制品。⑵设备体积减小，结构简单，从而降低了制造成本。⑶提高了热历程均匀性，有利于产品质量的提高以及可以调节制品的成型压力，实现控制制品质量的目的。
橡胶一步法注射成型技术与设备已经通过中国石油和化学工业协会组织的专家鉴定，并已推广到轮胎胶囊、油田螺杆钻具橡胶定子和实心轮胎等橡胶产品试生产。试用证明，该技术提高了注射的塑化质量，进而提高了制品的使用性能；同时设备结构简单、紧凑，具有提高效率，节省能源，方便操作，易于维护保养和实现文明生产等优点。