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废旧橡胶的综合利用小论文.doc

铲平机的设计【优秀工程机械类设计+14张CAD图纸全套】

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角度板A3.dwg---(点击预览)

蜗杆减速器A0.dwg---(点击预览)

生产胶粉—废旧轮胎回收利用的方向外文翻译.doc---(点击预览)

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机架装配图A1.dwg---(点击预览)

机架上梁A3.dwg---(点击预览)

改向齿轮箱箱体A2.dwg---(点击预览)

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关键词：: 铲平铲平机工程机械设计工程机械

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铲平机的设计【优秀工程机械类设计+14张CAD图纸全套】

【含外文翻译+52页@正文15200字】【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609 】.bat

侧板装配图A2.dwg

侧板零件A2.dwg

刀片按滚A3.dwg

刀片支架A3.dwg

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按滚支架A3.dwg

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改向齿轮箱箱体A2.dwg

机架上梁A3.dwg

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生产胶粉—废旧轮胎回收利用的方向外文翻译.doc

蜗杆减速器A0.dwg

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第一章绪论1

1.1项目的研究意义1

1.2国内外现状1

1.3 铲平机的应用2

第二章总体设计3

2.1总体布局设计3

2.2各传动轴的数据计算7

２.２.１选择电动机的类型和结构形式：7

２.２.２选择电动机的容量：7

２.２.３计算各轴的转速：7

２.２.４计算各轴功率：8

２.２.５计算各轴的转矩：8

第三章　蜗杆减速器的设计10

３.１确定蜗杆减速器的总体结构10

３.２蜗杆的设计计算12

３.２.１根据蜗杆齿面接触强度计算：12

３.２.２蜗杆的尺寸计算：14

３.３蜗轮的计算15

３.４蜗杆切向速度计算16

３.５精度等级的选择16

３.６蜗杆传动的效率计算16

３.７蜗轮弯曲疲劳强度验算17

３.８蜗杆热平衡计算18

３.９蜗杆传动的润滑19

第四章　改向箱齿轮的设计计算21

４.１材料选择21

４.２按照齿轮接触强度设计21

４.２.１确定公式中的各参数的数值：21

４.２.２设计计算：23

４.３按照齿根弯曲强度计算26

４.４几何尺寸计算27

第五章　改向箱轴的强度计算28

５.１受力计算28

５.２初步确定轴的最小直径28

５.３轴的结构设计29

５.４拟定轴上的装配方案30

５.５根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度30

５.５.１确定轴的各段直径和长度：31

５.５.２轴上零件的圆周定位：31

５.６求轴上的载荷32

５.６.１水平方向的支持反力分别为，32

５.６.２垂直方向的支持反力分别为，32

５.６.３扭矩：34

５.６.５总弯矩：34

５.７按弯扭合成应力校核轴的强度34

５.８精确校核轴的疲劳强度35

５.８.１判断危险截面35

５.８.２截面Ⅴ的右侧：36

５.８.３截面Ⅴ的左侧：38

第六章经济性分析41

第七章绿色设计与生产42

７.１绿色设计产生的背景42

７.２绿色产品的含义和优点42

７. ２.１绿色产品的含义42

７.２.２绿色产品的优点：43

７.３绿色设计的主要内容43

７.４绿色设计的原则44

结论46

致谢47

参考文献48

第一章绪论

1.1项目的研究意义

20世纪70年代以来，由于工业的不断发展，废物处理场地紧张，处理费用浩大，又由于资源的缺乏，提出了“资源循环”的口号，开始从固体废物中回收资源和能源，即资源化。废旧橡胶是固体废物的一种，其来源主要是废橡胶制品，即废的轮胎、力车胎、胶管、胶带、工业杂品等；另一部分来源于橡胶制品厂生产过程中的边角、余料和废品。此外，废旧轮胎造成的环境污染是严重的：整条废轮胎堆积在一起变成了蚊虫孳生的理想场所，这些蚊虫导致脑炎等传染疾病。整条废轮胎不会自然，但是，任何想纵火的人，只要稍微借助一下助燃的东西就能引起难以扑灭的大火，可见废轮胎堆积既是危害健康的祸源，又是环境安全的定时炸弹。当然，橡胶的废与不废都是相对的，他们本身都有特定的属性和用途，都有被人类所利用以及循环利用的可能。一切所谓的“废物”只不过是物质的形态性质或者是用途发生了变化，而他们本身可以利用的属性并没有消失，只要被人们发现和利用，就能重新发挥它的作用，由“废物”变为“宝物”，而且有些东西只是在一定地点、一定的条件下，失去了它的使用价值成为了“废物”，而通过再次的加工等途径又会获得其使用价值，铲平机正是废旧轮胎回收利用过程中的一种加工设备，在目前能源日趋紧张的形废轮胎势下，铲平机回收利用废轮胎不仅可以节约资源、能源，而且对于保护环境具有重要的意义。

1.2国内外现状

废橡胶的回收利用率在近年不断的提高。其中，美国提高了90%，1992年总计利用约6800×10的四次方吨废旧轮胎，利用率为27%。原西德提高了20%～30%，1989年废轮胎的利用量为45。5×10的四次方吨，占废橡胶产生量的60%。日本提高了12%，1992年废橡胶的回收利用率为92%，中国废橡胶的回收利用率为50%。从再生资源和保护环境的观点出发，人们越来越重视废橡胶的综合利用。美国福特汽车公司和Symene公司最近联合开发出一种回收废旧汽车轮胎再加工成刹车片等汽车零件的新技术。目前全世界每天生产轮胎大约二百万只,每年全世界废弃的汽车轮胎近二点四亿只,这一方面是橡胶材料的极大浪费,一方面也对环境造成很大的破坏。美国当前也只有百分之五的废旧轮胎得到再利用。其中主要是利用热塑技术加工成地面铺设材料的筒单再利用产品,其主要原因是由于橡胶加工成型汽车轮胎后,本身的化学结构发生了根本性的变化,使再利用变得极为困难。

我国废旧轮胎回收利用现状等有关方面提供的资料初步统计,分布在全国公交、化工、冶金、煤炭、矿山、轻工、交通、物资等部门的旧轮胎翻新企业约500家,具有一定规模的轮胎修补企业约1000家,但这样的回收利用主要是重新进行化学的加工或者是轮胎修补，前者成本高、不经济，而对于后一种利用方法则是没有解决根本的问题，目前，对轮胎进行机械加工的环境保护的绿色设计，废旧轮胎这方面的设计还刚刚起步，还处于研发设计阶段，因此，铲平机的改进、设计在废旧轮胎的回收利用中将起着非常大作用，在国内有着广阔的发展前景。

1.3 铲平机的应用

铲平机是废旧轮胎回收利用中进行机械加工的重要设备，目前,在国内外是属于一种绿色的加工设备，主要是对废旧轮胎表面的一层进行铲平，再把铲平好的废旧橡胶切割成一片一片的,然后再通过钉磨机的磨削,加工成有一定斜度的橡胶片,然后再把这一小片一小片的橡胶通过挤压机挤压在一起,最后成为实心的橡胶轮胎。这种轮胎在目前在外国广泛应用于农用机车上和割草机上。铲平机结构简单，使用方便，所加工的废旧轮胎范围比较广泛，而且，此铲平机对废旧轮胎进行机械加工是一种保护环境的绿色加工，在处理废旧轮胎的各种机器的设计研究还刚刚起步，还处于研发设计阶段的今天，可以根据具体加工的废旧橡胶的实际情况，对铲平机进行简单的改进，完全可以应用于在其它废旧橡胶的加工程序中，因此，在注重节约资源和能源，保护周围环境，不断发展的今天而言，铲平机在未来的废旧轮胎的回收利用中将有十分广泛的应用领域，在国内外有着广阔的发展前景。

第二章总体设计

2.1总体布局设计

铲平机最终要实现的是通过两个齿滚的相反方向的转动使被加工的废旧橡胶轮胎绕一个圆心，呈现出圆的轨迹运动，从而实现废旧橡胶轮胎的切削加工，所以，铲平机的设计包括确定传动方案、选择电动机、合理分配传动比以及计算传动装置的运动和动力参数，为设计各级传动件和转动件创造一些必要的条件。

方案1

铲平机的机架支撑部分主要是有两部分构成的，即铲平机的机架和两个支腿，这样设计的结构虽然可以节省钢材料降低成本，但是，由于铲平机机架是由两部分连接而成的，在加工过程中所承担的振动也不同，于齿滚加工部分主要是由两个支腿来支撑，减振效果不好，所以，在实际加工时稳定性能不好，产生振动，从而影响废旧轮胎加工的质量。

参考文献

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2 成大先主编.机械设计手册/第一卷. [M] 第四版.北京:化学工业出版社,2002

3 成大先主编.机械设计手册/第二卷. [M] 第四版.北京:化学工业出版社,2002

4 成大先主编.机械设计手册/第三卷. [M] 第四版.北京:化学工业出版社,2002

5 刘鸿文主编.材料力学Ⅰ. [M] 第四版.北京:高等教育出版社,2004

6 西北工业大学机械原理及机械零件教研室编,孙爰桓,陈作模主编.机械原理. [M] 第六版.北京:高等教育出版社,2001

7 李文双,于信伟,苏发主编.机械制造工程学. [M] 哈尔滨:黑龙江科学技术出版社,2004

8 孙明主编.机械工程基础/上. [M] 哈尔滨:黑龙江人民出版社,2000

9 雷宏主编.机械工程基础/下. [M] 哈尔滨:黑龙江人民出版社,2000

10 施平主编.机械工程专业英语. [M] 第五版.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2003

11 吴宗泽，罗圣国主编.机械设计课程设计手册. [M]北京：高等教育出版社，2001

12 荣涵锐主编.机械设计课程设计简明图册. [M] 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,2005

13 王旭,王积森主编.机械设计课程设计. [M] 北京:机械工业出版社,2003

14 机械工程手册,电机工程手册编辑委员会编.机械工程手册. [M]第五卷,机械设计(二).北京:机械工业出版社,1982

15 机械设计手册/上册第一分册. [M] 第二版(修订). 北京:化学工业出版社,1987

16机械设计手册/上册第二分册. [M] 第二版(修订). 北京:化学工业出版社,1987

17 吴宗泽主编.机械设计实用手册. [M] 第二版.北京:化学工业出版社,2003

18龚桂义主编.机械设计图册. [M] 第三版. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,2003

19.王旭,王积森主编.机械设计课程设计. [M] 北京:机械工业出版社,2003

20. 唐蓉城陆玉主编机械设计 [M] 北京：机械工业出版社 1993.5

21. 孔凌嘉王晓力主编机械设计 [M] 北京：北京理工大学出版社 2006.2.1

22. 胡家秀主编简明机械零件设计手册 [M] 北京：机械工业出版社 2004.5

23. 黄凯等主编机械零件设计手册 [M] 北京：国防工业出版社 1993.8

24. 邱宣怀主编机械设计 [M] 第四版北京：高等教育出版社 1992.3

25. 徐灏主编新编机械设计师手册上册 [M] 北京：机械工业出版社 1995.3

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内容简介：: 废旧橡胶的综合利用摘要综述了国内外废旧橡胶综合利用技术及其应用，并对各种应用技术进行了分类，比较了各种技术的优劣，着重介绍了胶粉的制造技术及其应用，指出了今后废橡胶综合利用的发展趋势。关键词废旧橡胶再生胶胶粉综合利用废旧橡胶是指被更换下来的各种橡胶制品以及橡胶制品生产过程中产生的边角料和废料。其处理工艺，20世纪90年代初主要是掩埋或堆放。随着经济的不断发展，废旧橡胶的数量不断增加，公众的环境保护意识亦逐渐增强，废旧橡胶的利用日益受到重视。如何将废旧橡胶资源化、减量化、无害化，不仅关系到环境保护这个重要的社会问题，而且关系到持续发展这一全球性的战略问题。目前，废旧橡胶的综合利用途径主要有翻新、原形改制、热能利用、再生胶、胶粉、热分解等。下面将分别论述废旧橡胶综合利用的各种途径：1.翻新翻新是利用废旧轮胎的主要方式和最佳选择。轮胎翻新最早起始于1907年的英国，1993年后传入中国。传统的翻新工艺是热硫化法，该法目前仍是我国翻新业的主导工艺，但在美国、法国、日本等发达国家已逐渐遭淘汰。最先进的翻新工艺是环状胎面预硫化法，由意大马朗贡尼（Marangoni）集团于上世纪70年代研发，并于1973年投放市场。近年来崛起的后起之秀米其林轮胎翻新技术公司，拥有两项专利技术，即：预硫化翻新技术和热硫化翻新技术。美国30%以上的废旧载重轮胎得到翻新，欧共体规定2000年废旧轮胎25%必须得到翻新，而我国与先进国粗存在较大的差距，目前得到翻新的废旧轮胎还不到10%。2. 原形改制原形改制是通过捆绑、裁剪、冲切等方式，将废旧橡胶改造成有利用价值的物品。最常见的是用作码头和船舶的护舷、沉入海底充当人工鱼礁、用作航标灯的漂浮灯塔等。美国每年产生的废旧轮胎2.54亿条，通过原形改制的可使其中的500600万条变废为宝。日本有人发明了用废旧轮胎固坡的技术。法国技术人员用废旧轮胎建筑“绿色消音墙”使用证明吸音效果极佳，音频在2502000Hz的噪音可被吸收掉85%。与其他综合利用途径相比，原形改制是一种非常有价值的回收利用方法，在耗费能源和人工较少的情况下，可使废旧橡胶物尽其用，而且给人们提供了充分发挥想象力的窨以及大胆实践的机会。但该方消耗的废旧橡胶量较少，且在利用时影响环境美化，所以只能当作一种辅助途径。美国plant公司，在废旧橡胶再利用的开发工程中，研究出用废旧橡胶制造出实心橡胶轮胎，主要制造加工过程是把废旧橡胶轮胎磨损、破坏的表面的一层进行铲平，再把铲平好的废旧橡胶切割成一片一片的橡胶块,然后通过钉磨机的磨削,再加工成有一定斜度的橡胶片,然后再把这钉磨后的一小片一小片橡胶块，通过挤压机挤压在一起,最后成为实心的橡胶轮胎.目前这种实心轮胎主要应用在农用机械和割草机上。目前,在国内外铲平机也是属于一种绿色的加工设备，是废旧轮胎回收利用中进行机械加工的重要设备之一，.铲平机结构简单,使用方便,所加工的废旧轮胎范围比较广泛。正式由于铲平机对轮胎进行机械加工是一种保护环境的绿色加工，在处理废旧轮胎的各种机器的设计还刚刚起步, 还处于研发设计阶段的今天，铲平机在未来的废旧轮胎的回收利用中将起着非常大作用，在国内有着广阔的发展前景。3. 热能利用废旧橡胶是高热值材料，其每千克发热量比木材高69%，比烟煤高10%，比焦炭高4%。热能利用就是废旧橡胶代替燃料使用，主要有两种方法：a.一种方法是将废旧橡胶破碎，此法虽然简单，但会造成大气污染，不宜提倡；b.另一种方法是将废旧橡胶破碎，然后按一定比例与各种可燃废旧物混合，配制成固体垃圾燃料（RDF），供高炉喷吹代替煤、油和焦炭，供水泥回转窖代替煤以及火力发电用。同时，该法还有副产品炭黑生成，经活化后可作为补强剂再次用于橡胶制生产。如今在美国、日本以及欧洲许多国家，有不少水泥厂、发电厂、造纸厂、钢铁厂和冶炼厂都在用废旧橡胶作燃料，效果很好，不仅降低了生产成本，而且从根本上解决了废旧橡胶引起的环境问题。相对于其他综合利用途径，热能利用的设备投资最少。因此，近年来热能利用已逐渐引起各国政府和环保组织的重视，被认为是处理废旧橡胶的最好办法，从而被确定为综合利用废旧橡胶的重点发展方向。4. 再生胶废橡胶的再生，可以节约大量的橡胶资源，减少对环境的污染。从总体而言，橡胶再生方法大体上可以分为物理再生和化学再生两类。（1）物理再生物理再生是利用外加能量，如力、微波、超声、电子束等，使交联橡胶的三维网络被破碎为低分子的碎片。除微波和超声能造成真正的橡胶再生外，其余的方法只能是一种粉碎技术，即制作胶粉。当这些胶粉被用回橡胶行业时，只能作为非补强性填料来应用。利用微波、超声等物理能量能够达到满意的橡胶再生效果，但设备要求高，能量消耗大。（2）化学再生化学再生是利用化学助剂，如有机二硫化物、硫醇、碱金属等，在升温条件下，借助于机械力作用，使橡胶交联键被破坏，达到再生目的。化学再生过程中，要使用大量的化学品，并需要高温和高压，这些化学品几乎都是气味难闻和有害的。目前，化学再生橡胶采用的再生剂主要有二硫化物和硫醇、烷基酚硫物、二芳基二硫化物、可以选择地断裂C-S，S-S键的化学试剂，无机化合物、铁基催化剂、铜基催化剂等。此外，还有生物技术再生、De-link再生剂、RRM再生剂、力化学再生等废旧橡胶再生技术。再生胶的主要用途是在橡胶制品生产中，按一定比例掺入胶料，一来取代一小部分生胶，以降低产品成本；二来改善胶料加工性能。掺有再生胶的胶料可制造多种橡胶制品。再生胶在轮胎中的用量一般为5%，在工业制品中的用量一般为10%20%，在鞋跟、鞋底等低档制品中用量一般楞达到40%左右。近些年来，随着全球环保意识的增强，再生胶工业的诸多劣势，譬如工艺复杂、耗费能源多、生产过程污染环境造成第二次公害等愈加引起公众关注。另一方面，与橡胶相经比，再生胶由于性能欠佳，应用范围受到限制。基于上述原因，发达国家早已逐年削减再生胶产量，有计划地关闭再生胶厂，用生产胶粉来逐渐取代制造再生胶。5.胶粉胶粉就是通过机械方式将废旧橡胶粉碎后得到的粉末状物质。目前国内外制造胶粉主要有4种方法：常温粉碎、冷冻粉碎、温法粉碎、臭氧粉碎。a.常温粉碎是最原始也是最常用、最普及的一种方法，所采用的设备是滚筒式粉碎机。与其他方法相比，具有投资省、工艺流程短、能耗低的优点，因此正如国外专家所评价，机械粉碎法有着不可替代的作用和效能。在美国，每年胶粉总量的63%上靠常温粉碎生产的。b.冷冻粉碎于20世纪70年代初在国外就迅速发展起来。其技术上借鉴于航空、制冷工业，并由此派生出许多不同种类的粉碎装置，先后提出了液氮喷淋、液态浸渍的低温锤击，低温研磨等工艺。c.湿法粉碎是将废橡胶先浸渍于碱溶液中，使废胶表面龟裂变硬后进行高冲击能量粉碎，然后将胶粉放置于酸溶液中进行中和、滤水、干燥而得到粒径分布较宽乃到微细的胶粉。美国用此方法生产胶粉量最大，占其胶粉总量的13%。d.臭氧粉碎法是将废胎整体置于一个充有超高浓度臭氧的密封装置内约一小时，然后启动密封装置的电动装置，使轮胎骨架材料与硫化橡胶分离，并进行粉碎。此外，胶粉的制造还有高压爆破粉碎法、细菌法、水冲击法等多种新方式。与再生胶相比，胶粉无须脱硫，所以在生产过程中耗费能源少、工艺较再生胶简间得多，不排放废水、废气，而且胶粉性能优异，用途极其广泛。通过生产胶粉来回收废旧橡胶是集环保与资源再利用于一体的很有前途的方式，这也是发达国家摒弃再生胶生产，将废旧轮胎利用重点由再生胶转向胶粉和开辟其他利用领域的根源。有专家预言，制造胶粉有望成为排在翻新、热能利用之后的废旧橡胶的第三种主要途径。胶粉的应用概括起来可分为两大领域：一是直接成型或与新橡胶并用，这属于橡胶工业范畴；二是中非橡胶工业的领域中应用。具体论述如下：（1）轮胎、胶管、胶带、胶鞋等橡胶制品中。橡胶制品中使用较多的是0.30.1mm料径的胶粉，其掺用比例大体为轮胎胎面及帘布层的胶料的10%20%，鞋底的30%，密封圈的30%，密封圈、减震垫、三角带的40%左右。（2）弹性运动场。据报道，一个网球场要消耗500条轮胎胶粉，一个田径比赛用综合运动场要消耗数千条废轮胎胶粉。这种运动场的发展无疑是胶粉利用的重要途径。我国举办亚运会的田径场地就是用胶料生产的塑胶跑道。（3）隔音壁。隔间壁是为降低噪音，在住宅区沿公路、机场、建筑工地等噪音发生地所设置的隔音装置。利用胶粉制造的复合隔音壁，具有良好的噪音反射性和吸音性，而且对风化和应力具有较高的抵抗性。其单位面积质量轻，运输、组装、解体容易。（4）铺路材料。胶粉与沥青共混得到改性沥青，将其用于公路建设是最近十年间世界保国的重点发展方向。胶粉掺入到沥青中，可提高沥青的韧性，而且由于能够吸收沥青中的油蜡，减少了游离蜡含量，从而使沥青对温度的敏感性下降。用胶粉改性沥青铺设的路面比普通沥青路面更耐用，低噪音、少生产裂纹，耐候性更好，寿命长一倍，严寒大气不易结冰。据介绍，用胶粉改性沥青铺设一条双向高等级公路，每千米路面可消耗1万条废旧轮胎制成的胶粉。目前，胶粉改性沥青的生产方法主要有湿法和干法。（5）塑料制品中。在塑料制品中使用较多的是0.31.0mm粒径胶粉，其掺用比例为5%20%。另外，还有防水卷材、电线、电缆等其他用途。 6.热分解热分解就是用高温加热废旧橡胶，促进其分解成油、可燃气体、碳粉。热分解所得到的油与商业燃油特性相近，可用于直接燃烧或与石油提取的燃油混合后使用，也可以用作橡胶加工软化剂。热分解所得的可燃气体主要由氢和甲烷等组成，可作燃料用，也可就地燃烧供热分解过程的需要。热分解所得的碳粉可代替炭黑使用，或经处理后制成特种吸附剂。这种吸附剂对水中污物，尤其是水银等有毒金属具有极强的滤清作用。最近，英国研究人员对传统分解技术进行了改革，由先前的有氧状态变为无氧状态，进一步提高了分解产物的经济价值，从而使该技术具有更广阔的应用前景。据美国的一份资料介绍，利用热分解技术处理废旧轮胎，每分解4条轮胎，可获得3美元利润。但热分解技术技术目前存在的设备投资大、操作费用高的问题仍然有待解决，否则势必妨碍该方法的推广和扩大使用。废旧橡胶有很大的发展趋势，从世界范围看，目前热能利用的方式利用率最高，至少在今后35年内热能利用还会占主导地位，在有的国家甚至会呈上升之势；原形及其改造利用将不会有明显变化；掩埋趋于禁止。随着环保的要求，再生胶将逐渐减少，最终将被胶粉替代。胶粉的发展趋势，将是总量快速增加，应用领域不断扩展和现已取得成果的大量复制性应用，胶粉生产也将经历从粗到细，从普通胶粉、精细胶粉、微细胶粉、超微细胶粉到活性胶粉的过程，胶粉的应用亦呈粗、精、细全面研究和开发的态势。废橡胶利用产业是关系到橡胶加工产业继续发展的产业，也是环保产业的重要组成部分。建国以来，特别是近10年以来，我国废橡胶利用产业不断发展，已经成为世界废旧橡胶利用大国。目前，我国橡胶年消耗量约2200kt，仅次于美国，居世界第二，已是世界橡胶工业大国。随着经济的发展，我国橡胶工业将进一步加快发展，与此同时，我国的废橡胶利用产业将迎来一个新的发展机遇。有关专

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