2023年中国橡胶机械行业自动化市场研究报告.docx

2023 中国橡胶机械行业自动化市场争论报告【2023 中国橡胶机械行业自动化市场争论报告】本次调研的行业主要参照国家统计局和行业协会的定义，橡胶机械行业是典型的 OEM 行业。橡胶消费是一个简洁的经过，涉及到很多的消费工艺段。在各个工艺段上会用到相应的专用装备。这些装备除了炼胶、成型、硫化是一些相对较为独立的工段外，其他工段在其相对应的上下辅机的协同下， 构成一个个消费联动线。A.工艺段和对应的橡胶机械依据从原材料胶的小料混配，生胶经过混炼直到成品 的生成，可以大致划分为以下的几个工艺段：A-1.配料(1)主要完成原料胶的称重、小药料的混配和原材料的输送。 (2)主要设备有配料和小料称重系统，原料输送系统。A-2.混炼(1) 生胶塑炼是通过机械应力、热、氧或者参与某些化学试剂等方法，使生胶由强韧的弹性状态转变为松软、便 于加工的塑性状态的经过;混炼是指在炼胶机上将各种协作剂均匀地混到生胶中的经过。在橡胶工业中，最常用的塑炼 方法有机械塑炼法和化学塑炼法。机械塑炼法所用的主要设 备是开放式炼胶机、密闭式炼胶机和螺杆塑炼机;化学塑炼法 是在机械塑炼经过中参与化学药品来进步塑炼效果的方法， 目前在机械式塑炼的经过中参与小粉料的方法越来越多地被使用，以便于进步炼胶的效率和质量。(2) 主要设备类型有开炼机、密炼机、螺杆塑炼机、上下辅机 等。A-3.挤出(1)挤出工艺是通过挤出机机筒筒壁和螺杆件的作用，使胶料得到挤压和实现初步造型的目的，挤出工艺也称为压出工艺。(2)主要设备类型是压型挤出机、滤胶挤出机、塑炼挤出机、混炼挤出机、造粒挤出机、脱硫挤出机、压干挤出机、压片挤出机、电缆挤出机、钢丝挤出机(轮胎胎圈外表包覆橡胶)、 排料挤出机(供密炼机配套)、供胶挤出机(为高速压延机供胶)、 复合胎面挤出机(复合胎面的压出)、复合围条挤出机、排气 挤出机、压出机螺杆挤出机等。A-4.压片、压延(1) 压延是将混炼胶在压延机上制成胶片或者与骨架材料制成胶布半成品的工艺经过，它包括压片、贴合、压型 和纺织物挂胶等作业，使混炼后的可塑性的橡胶辊压成胶片 或胶辊。(2) 所使用到的设备类型有压延机，和压延作业联动消费线(目 前广泛使用在一些中大型的橡胶消费企业中)。A-5.成型(1) 主要是注射工艺和压铸工艺完成橡胶制品的成型，制造出 半成品。(2) 使用到的主要设备类型是各种型号的成型机。A-6.硫化(1)在橡胶制品消费经过中，硫化是最终一道加工工序。硫化是 胶料在确定条件下，橡胶大分子由线型构造转变为网状构造 的交联经过。硫化方法有冷硫化、室温硫化和热硫化三种。 大多数橡胶制品承受热硫化。热硫化的设备有硫化罐、平板 硫化机等。(2)使用到的主要设备类型是硫化机(也称热压机)。硫化机是 使成型的半成品经过硫化到达设定的强度和韧性的机械设备。A-7.检测(1) 主要完成成品的质量检测，通常，成品的质量检测要求较 高，并且进展检测的本钱也较高。所以对于检测，不是每一个公司都有对应的完好的检测解决方案。(2) 使用到的主要设备有 X 光机检测设备等。在以上全部这些工艺段中，需要有相关的科研处室的介入和 合作，格外是对于配料监测和模具工艺段，需要相关的设计 科室的介入，主要供给以下几个方面的设计输入： 各种原材料的配比参数(橡胶设计) 混炼的温度、时间参数的设计 各种添加的纤维和相应的热处理的参数设计 溶剂的制备和使用 骨架和模具(模具设计) 硫化时间和温度参数(橡胶设计) 成品检测，橡胶质量检测，和成品的相关物理特性的检测其中：由于检测需要的本钱高，对于很多的橡胶制品厂家， 不会在这上面增加本钱;同时，大多数的橡胶制品消费企业没 有适宜的科研力气，使得关于橡胶设计、质量检测等方面的 业务，都是实行外包的形式，让具有资质的科研院所和消费 厂家进展检测。A-8.各工艺段应用的橡胶设备(见表 1)表 1 各工艺段应用的橡胶设备B.橡胶消费工艺流程B-1.通用橡胶消费工艺流程(见图 1)图 1 通用橡胶工艺流程图B-2.轮胎工艺流程(见图 2) 图 2 轮胎工艺流程图(1) 混炼工序 工作原理：混炼工序就是把碳黑、自然/合成橡胶、油、添加剂、促进剂 等原材料混合到一起，在密炼机里进展加工，消费出“胶料的经过。全部消费的胶料在进入下一工序胶 部件预备工序之前，都要进展测试，被放行以前方可进入下 一工序。 主要产品：胶料。 主要机械配置(以半钢法消费轿车胎，60 万条/年的产量为例)：挤出机一套、切胶机一套、密炼机 1 套，上辅机 1 套，开炼机 1 套，胶片冷却装置 1 套、输送喂料系统等。(2) 胶部件预备工序 工作原理：胶部件预备工序包括 6 个主要工段。在这个工序里，将预备好组成轮胎的全部半成品胶部件，其中有的胶部件是经过初 步组装的。这 6 个工段分别为： 工段一：挤出。胶料喂进挤出机头，进而挤出不同的半成 品胶部件：胎面、胎侧/子口和三角胶条; 工段二：压延。原材料帘线穿过压延机并且帘线的两面都 挂上一层较薄的胶料，最终的成品称为“帘布; 工段三：胎圈成型。胎圈是由很多根钢丝挂胶以后缠绕而成的; 工段四：帘布裁断。在这个工序里，帘布将被裁断成适用 的宽度并接好接头; 工段五：贴三角胶条。在这个工序里，挤出机挤出的三角 胶条将被手工贴合到胎圈上;工段六：带束层成型。这个工序是消费带束层的。在锭子间里，很多根钢丝通过穿线板出来，再和胶料同时穿过口型板使钢丝两面挂胶。挂胶后带束层被裁断成规定的角度和宽度。 主要机械配置(以半钢法消费轿车胎，60 万条/年的产量为例)：帘布/钢丝压延机各 1 套，小角度裁断机1 套，钢丝裁断机1 套，三复合挤出机 1 套，钢丝圈消费线 1 套。(3) 轮胎成型工序 工序原理：轮胎成型工序是把全部的半成品在成型机上组装成生胎，这 里的生胎是指没经过硫化的半成品。生胎经过检查后，运送 到硫化工序。 主要产品：生胎。 主要机械配置(以半钢法消费轿车胎，60 万条/年的产量为例)：一段成型 6 台，二段成型 6 台(或半钢一次法成型机 4-5 台)。(4) 硫化工序 工序原理：轮胎加硫工序，指将生胎装到硫化机上，在模 具里经过适当的时间和适宜的条件，进而硫化成成品轮胎。硫化完的轮胎即具备了成品轮胎的外观图 案/字体和胎面花纹。 主要产品：成胎。 主要机械配置(以半钢法消费轿车胎，60 万条/年的产量为例)：硫化机 16-18 台。(5) 最终检验工序 工序原理：在检测工序，轮胎首先要经过目视外观检查，然后是均匀性 检测，均匀性检测完之后要做动平衡测试，最终轮胎要经过 X-光检测，然后运送到成品库以备发货。 主要产品：成胎。 主要机械配置(以半钢法消费轿车胎，60 万条/年的产量为例)：动平衡试验机 1 台，X 光检测机 1 台，里程试验机 1 台。 成品检测工序属于非消费必需设备，因此不是全部厂家都 会有这道工序。C. 主流橡胶机械介绍C-1.炼胶机炼胶机分为开放式和密闭式两类。开放式炼胶机主要用于橡 胶的热炼、压片、破胶、塑炼和混炼等，它的构造比较简洁; 密闭式炼胶机主要用于橡胶的塑炼和混炼，它比开放式炼胶 机多一个密炼室。机型配置图见图 3(以密炼机为例)。通常状况下，一台炼胶机(密炼机)上会使用1 个PLC、1 个HMI、1 个变频器，伺服没有应用。图 3 密炼机配置图C-2.压延机橡胶压延机是橡胶制品加工经过的根本设备之一，橡胶压延机及其联动装置在橡胶机械中属于大、重、精细型机械设备。 压延机设有两个或者两个以上按确定方式排列的辊筒，其运转速度及工作温度可以调整。在橡胶加工工艺经过中，压延机主要用于胶片压延(压片、压型、贴合)、纤维织物与钢丝帘布的挂胶等橡胶半成品的消费。机型配置图见图 4(以钢丝帘布压延机为例)。图 4 钢丝帘布压延机配置图通常状况下，一台压延机上会使用 1 个 PLC、1 个 HMI、410个变频器、36 个伺服。C-3.裁断机裁断机用于将压延挂胶后的纤维帘布、帆布、细布及钢丝帘布裁成确定宽度和角度，供各种橡胶制品半成品的成型使用。 目前纤维胶布裁断机的导开、送布、定长、裁断根本上为半自动化操作，钢丝帘布的裁断、拼接、包边的消费线已经实现机械化和半自动化。从功能和构造上分，裁断机主要分成：立式裁断机、卧式裁 断机和钢丝帘布裁断机三种。机型配置图见图 5(以钢丝帘布裁断机为例)。图 5 钢丝帘布裁断机配置图通常状况下，一台钢丝帘布裁断机上会使用 1 个 PLC、1 个HMI、815 个变频器、612 个伺服。D. 橡胶机械行业产业规模概述2023 和 2023 年，是橡胶机械行业波动较大的年份。2023年中国橡胶机械全行业受橡胶轮胎行业放缓和走出去建厂的拉动影响，国外橡胶机械需求增大，各大橡胶橡机产品出 口产值上升趋势明显，非巨胎、非子午胎、橡胶制品机械突 显增涨;进入 2023 年，行业主要受到两股力气的拉扯，第一股为行业走势放缓，其次股为国外橡胶机械需求加大，拉动 橡胶机械出口;但整体看，2023 年中国橡机行业仍属于下行状态。2023 年中国橡胶机械行业总销售收入约为 135 亿元(图 6)，纯橡机销售打破 100 亿元，分别较 2023 年下降 10%和 16.67%。按销售收入排名，前 10名企业依次是山东豪迈、软控股份、大连橡塑、萨驰集团、 磐石油压、天津赛象、青岛双星、巨轮智能、桂林工程、桂 林橡胶。前 10 强的销售收入为 104.9 亿元。图 6 橡胶机械行业历年销售收入及推想(百万元)E. 橡胶机械行业产业规模概述目前在橡胶机械上使用的自动化产品主要有把握系统、传动 把握、运动把握、现场总线、人机界面和低压电器这几大类， 具体包括：(1) 把握系统：PLC;(2) 传动把握：变频器; (3)运动把握：伺服;(4)人机界面：文本显示器、触摸屏、平板电脑。对于中高端 橡胶机械消费企业，其自动化程度相对较高，通常会和一些主要的自动化产品供给商有很深的合作。选用的自动化产品为：PLC、现场总线、变频器、伺服、传感器等，集中在 Siemens,Mitsubishi,Rockwell,Rexroth 等品牌。对于开展起来的中型企业，由于要考虑性价比，PLC 通常选取 Siemens，Omron，Mitsubishi 等市场上普及率相对较高的品牌。对于中小橡胶机械消费企业，其主要的用户是分布在山东、浙江一带的民营橡胶消费企业，这些用户对自动化要求不高，通常选用 Mitsubishi，Omron 的中小型 PLC。E-1.自动化市场规模细分2023 年整个橡胶机械行业的自动化市场规模是 10.58 亿元(图 7)，其中把握系统产品市场规模是 2.03 亿元，传动把握产品市场规模是 3.47 亿元，运动把握产品市场规模是 4.25 亿元，人机界面产品市场规模是 0.83 亿元。由于冠病毒疫情影响，2023 年橡胶机械销售收入下降可能性偏大。图 7 橡胶机械行业主要自动化产品市场规模(百万元) F.把握器市场描绘F-1.橡胶机械行业把握器应用橡胶制品的消费经过中，相对独立的三个工艺段是：炼胶工艺段、成型工艺段和硫化工艺段。在橡胶制品消费中， 自动化的程度相对较低。而其他的一些工艺段可以协作其对应的上下辅机构成消费联动线，这些消费联动线的自动化程度相对较高，在进步消费效率的同时也增加了产品质量的稳定性。除了在单机上使用大量 PLC 外(图 8)，其设备和相关关心机械构成的联动消费线也使用了大量的把握产品，用以把握设备之间的协调运转，如炼胶经过中对辅料小料进展计量，和原 辅料输送，密炼机主电机的关心系统的把握，各个设备的控 制系统作为子站接入把握系统，局部用户还承受了现场总线 技术。对于那些建厂时间比较早，自动化程度比较低的橡胶企业， 面对着技术改造和系统晋级，他们在自动化的选择上更趋于 选择技术成熟度更高的产品和技术，同时价格因素也是他们 重点考虑的方面。这样可以在有限的承受才能下，实现消费 的稳定和产能的进步，这局部市场是很有潜力的。在整个橡胶产品的消费经过中炼胶、挤出、延压三个工序的 把握相对简洁，一般只需要监控温度、压力、传动方面的一 个或者几个参数，一般具有模拟量 IO 的小型 PLC 就可以知足要求;而成型和硫化工序的把握相比照较简洁，需要对位置、温度、压力、速度等参数进展准确把握，其中， 成型机的把握重点在位置和速度，协调运动把握产品;硫化机 的把握重点在分时段温度和压力准确把握及开合模的位置把握。图 8 中国橡胶机械行业 PLC 市场增长推断(2023-2023) F-2.橡胶机械行业 HMI 应用橡胶机械上使用最多的 HMI 产品是触摸屏、带按键的图文终端和文本显示器。其中文本显示器主要用于各种单机设备， 触摸屏和图文终端主要用于大型设备和把握系统。HMI 是 HumanMachineInterface 的简称，其实在广义的解释就是“使用者与机器设备沟通、传达及接收信息的一个接口。一般而言，HMI 系统必需有几项根本的功能：(1) 实时的资料趋势显示把撷取的资料马上显示在屏幕上。(2) 自动记录资料自动将资料储存至数据库中，以便日后 查看。(3) 历史资料趋势显示把数据库中的资料作可视化的呈现。(4) 报表的产生与打印能把资料转换成报表的格式，并可 以打印出来。(5) 图形接口把握操作者可以透过图形接口直接把握机台 等装置。(6) 警报的产生与记录使用者可以定义一些警报产生的条 件，比方讲温度过高或者压力超过临界值，在这样的条件下系统会产生警报，通知作业员处理。HMI 产品在橡胶机械上使用的主要目的是参数设置、状态监控和数据记 录。橡胶机械上应用的 HMI 以触摸屏为主，目前在橡胶机械上使用 HMI 的比例呈上升趋势，在整个橡胶机械行业，HMI 的普及率正逐步进步(图 9)。图 9 中国橡胶机械行业 HMI 市场增长推断(2023-2023)