橡皮擦是如何制造的？

INS DER

橡膠的混煉

1 橡膠制品的工藝流程

烘膠

塑煉

生膠

切膠

（塑煉膠）

混煉

（混煉膠）

配合劑

提純、粉碎、配合

后處理

硫化

成形

橡膠的混煉

2 橡膠混煉概述

·橡膠混煉的定義：將各種配合劑混顆粒機(jī)入可塑度合乎要求的生膠或塑煉膠，制成質(zhì)量均勻的混煉膠的過(guò)程。

·混煉工藝對(duì)于橡膠制品的最終質(zhì)量和后續(xù)加工具有決定性的影響。

·最容易產(chǎn)生質(zhì)量波動(dòng)的工序。

·混煉膠的要求：一定的力學(xué)性能；良好的工藝加工性能（顆粒機(jī)可塑性）；組成和性能均勻一致。

橡膠的混煉

1 橡膠的混煉

刨程

橡膠的混煉

2 開(kāi)煉機(jī)混煉的三個(gè)過(guò)程1． 包輥

·橡膠包輥后，輥縫上要有一定量

堆積膠

添加配合劑 的堆積膠，以便混料時(shí)產(chǎn)生一定

徑向混合作用。 2． 顆粒機(jī)吃粉

慢速輥

·堆積膠不斷翻滾和更替，以便將

配合劑帶入輥縫。

輥距 3．翻煉

·膠料無(wú)軸向流動(dòng)，且會(huì)形成“死層”，混合不均，分層。

·翻膠：左右割刀、打卷、打三角包和薄通法。

橡膠的混煉

2 翻膠工藝

優(yōu)酷

翻膠操作-顆粒機(jī)割刀法

橡膠的混煉

2 混煉的五個(gè)階段

（a）填料／塊狀橡膠

（b）填充型粉末橡膠

混煉過(guò)程是配合劑在生膠

中分散和混合的過(guò)程。配

888

破碎

破碎

合劑的分散效果是影響膠

料性能的關(guān)鍵因素。

混入

一

混煉過(guò)程的五個(gè)階段：破顆粒機(jī)

分散

分散

碎、混入、分散、簡(jiǎn)單混

→

--

合和塑化。前期以混入為

簡(jiǎn)單混合

簡(jiǎn)單混合

主，后期以分散為主。

橡膠的混煉

3 混煉的加料順序

促進(jìn)劑、活性

生膠

固體軟化劑

劑、防老劑

補(bǔ)強(qiáng)劑、填充

硫磺及超促進(jìn)劑

液體軟化劑

劑

思考顆粒機(jī)：加料順序的原則？

橡膠的混煉

3 混煉的加料順序

·原則：難分散、量少、作用大的先加；用量多而容易分散的后加，硫化劑和促進(jìn)劑分開(kāi)加，硫化劑和促進(jìn)劑分開(kāi)加。

·特定膠料，特定順序。

難分散

用量少，作用大 固體軟顆粒機(jī)化劑

促進(jìn)劑、活性 生膠

劑、防老劑

補(bǔ)強(qiáng)劑、填充 硫磺及超促進(jìn)劑

液體軟化劑

劑 防止補(bǔ)強(qiáng)劑結(jié)團(tuán)

橡膠的混煉

4 開(kāi)煉機(jī)混煉的工藝條件—轉(zhuǎn)速及速比1、轉(zhuǎn)速

轉(zhuǎn)速高，生產(chǎn)效率快，但安全性降低。轉(zhuǎn)速一般控制在16～18顆粒機(jī)r／min。

2、速比

比塑煉時(shí)小，合成橡膠小于天然橡膠。適宜的速比為1：（1.1～1.2）。

橡膠的混煉三、密煉機(jī)的工作原理

優(yōu)酷

密煉機(jī)混煉原理

三、密煉機(jī)的工作原理

3.2 密煉機(jī)的工作原理

·物料加入密煉室后顆粒機(jī)，就在由兩個(gè)具有螺紋菱、速比、相對(duì)回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子、密煉式室壁、上、下頂栓組成的混煉系統(tǒng)內(nèi)受到不斷變化反復(fù)進(jìn)行的剪切和擠壓作用。

·在繞轉(zhuǎn)子流動(dòng)過(guò)程中，物料處處受到剪切和摩擦作用，使膠料的溫度急劇上升，粘度變顆粒機(jī)大，增加了橡膠表面的濕潤(rùn)性，使膠料與配合劑表面充分接觸。同時(shí)，轉(zhuǎn)子上的凸棱使膠料沿轉(zhuǎn)子的軸向運(yùn)動(dòng)，起到攪拌混合作用，使配合劑在膠料中混合均勻，并達(dá)到一定的分散度。

42

三、密煉機(jī)的工作原理3.2 密煉機(jī)顆粒機(jī)的工作原理

三個(gè)方面的作用：

①轉(zhuǎn)子外表面與密煉室壁間的作用②兩轉(zhuǎn)子間的作用

③轉(zhuǎn)子軸向的往返切割作用

A部放大

43 B

三、密煉機(jī)的工作原理

①轉(zhuǎn)子外表面與密煉室壁間的作用

·轉(zhuǎn)子與密煉室壁間的間隙是不斷變化的；顆粒機(jī)

·通過(guò)最小間隙處，物料受到強(qiáng)烈的擠壓和剪切作用；

·該作用與開(kāi)煉機(jī)相似，但效果好于開(kāi)煉機(jī)。

?

A部放大

B

44

三、密煉機(jī)的工作原理

②兩轉(zhuǎn)子之間的作用

·兩轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不同且轉(zhuǎn)子上突棱相對(duì)位置時(shí)刻變化，使得轉(zhuǎn)子間容顆粒機(jī)積不斷變化；

·轉(zhuǎn)子橢圓形表面到軸心線距離不等，導(dǎo)致各點(diǎn)線速度不同；

·兩者共同作用導(dǎo)致間隙和速比處處不同，時(shí)時(shí)變化，使得物料受到的速度梯度不斷變化，產(chǎn)生劇烈的剪切和攪拌捏合作用。

45

三、密煉機(jī)的工作原理顆粒機(jī)

③轉(zhuǎn)子軸向的往返切割作用

·膠料在轉(zhuǎn)子上不僅做圓周運(yùn)動(dòng)，還會(huì)由于突棱的存在沿轉(zhuǎn)子軸運(yùn)動(dòng)。

a

·以雙棱轉(zhuǎn)子為例：

α

T

·棱的螺旋夾角為a，突棱

對(duì)膠料產(chǎn)生一個(gè)垂直于表

P 面的作用力P，可分解為：

圓周力Pa：Pa顆粒機(jī)＝Pcosa，使物料繞轉(zhuǎn)子軸線轉(zhuǎn)動(dòng)軸向力Px：Px＝Psina，使物料沿轉(zhuǎn)子軸線移動(dòng)

46

三、密煉機(jī)的工作原理

③轉(zhuǎn)子軸向的往返切割作用

a

·膠料與轉(zhuǎn)子表面的摩擦力T

T 阻止膠料的軸向運(yùn)動(dòng)，故

P

a 膠料軸向顆粒機(jī)運(yùn)動(dòng)的條件為：

Px>Tx Psin a >Ptan?·cos a tan a >tan?

a>?

·摩擦角?＝37—38°，因此在轉(zhuǎn)子長(zhǎng)螺旋段（a為30°）物料不發(fā)生軸向移動(dòng)；在短螺旋段（a為45°），物顆粒機(jī)料軸向移動(dòng)；產(chǎn)生往返切割作用；轉(zhuǎn)子

47 長(zhǎng)、短段相對(duì)安裝，使物料來(lái)回混雜捏煉。

四、密煉機(jī)的性能參數(shù)

4.1 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速

·轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是密煉機(jī)的主要性能指標(biāo)之一

生產(chǎn)能力

功率消耗 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速

煉膠質(zhì)量 混煉成本

48顆粒機(jī)

四、密煉機(jī)的性能參數(shù)

4.1 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速

·轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速對(duì)剪切應(yīng)變的影響

r=/ r—剪切應(yīng)變速度，單位s—1；v—轉(zhuǎn)子突棱回轉(zhuǎn)線速度，m／s；

h—轉(zhuǎn)子突棱端部與混煉室壁的間隙，m。

·機(jī)臺(tái)的h是定值，因此剪切應(yīng)顆粒機(jī)變隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的加快而增大。煉膠效率也就是生產(chǎn)能力的高低取決于

49 施加在膠料上剪切力的大小。

四、密煉機(jī)的性能參數(shù)

4.1 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速

·轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速對(duì)電機(jī)功率的影響：N=4·η·v2·B/h

N——轉(zhuǎn)子的功率顆粒機(jī)消耗；

140 n-膠料的粘度；

V

—轉(zhuǎn)子突棱回轉(zhuǎn)線速度；

0 150 200 250 300

功率，千瓦 B-

轉(zhuǎn)子棱頂寬度。

圖4—14 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與功率關(guān)系h——轉(zhuǎn)子突棱端部與混煉室壁的

1一上頂栓對(duì)膠料單位壓顆粒機(jī)力為2.35公斤／題米：2—上頂檢對(duì)膠料單位壓力為4.22公斤／匝米3一上頂檢對(duì)膠料單位壓力為5.98公斤／厘米

間隙

·功率與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的平方成正比關(guān)系。

50 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)

四、密煉機(jī)的性能參數(shù)

4.1 轉(zhuǎn)子顆粒機(jī)轉(zhuǎn)速

·轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速對(duì)排膠溫度的影響：

①煉膠混煉時(shí)，必須保持膠溫在一定限度內(nèi)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速過(guò)快將使物料溫度迅速上升，粘度下降，影響剪切效果，同時(shí)也降低了膠料的分散度。

②在第一段混煉時(shí)，一般排膠溫度應(yīng)控制在15顆粒機(jī)0～170℃以下，否則除了會(huì)引起分散不良外，還容易使膠料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如出現(xiàn)熱裂解、凝膠等現(xiàn)象。

③最終混煉為防止焦燒，一般排膠溫度控制在100～120℃以下。據(jù)此，為了獲得最有效的混煉，按不同的膠料選顆粒機(jī)擇最適宜的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。

51

四、密煉機(jī)的性能參數(shù)

4.2 轉(zhuǎn)子的速比

·兩個(gè)轉(zhuǎn)子應(yīng)該有一定的速比。

·利于物料和封料的捏合，分散均勻，提高混煉

效果。

·速比一般在1：（1.1～1.8）之間。

52

四、密煉機(jī)的性能參顆粒機(jī)數(shù)4.3 上頂栓的壓力

·上頂栓對(duì)膠料的單位壓力是強(qiáng)化煉膠的主要手段之一。

·增加上頂栓壓力：

0.42

0.30 ①填充度增加，物料之間更加迅速

2 地互相接觸和擠壓，并使物料之

0.18 間接觸面積增大，加速顆粒機(jī)粉料地混

0 20 40 60 80 100 120 140

混煉時(shí)間／s 入，縮短煉膠時(shí)間。

圖4-32 用11號(hào)（20r

min）密煉機(jī)混煉時(shí)②減少了膠料與密煉室內(nèi)壁及膠料

上頂栓壓力與混煉時(shí)間的關(guān)系

1一胎顆粒機(jī)面膠；2—簾布層膠與轉(zhuǎn)子表面的滑動(dòng)，間接地導(dǎo)致

較高的剪切應(yīng)力，改善分散效果，提高了混煉膠質(zhì)量。

53 上頂栓壓力／MPa

四、密煉機(jī)的性能參數(shù)

4.3 上頂栓的壓力

·提高上頂栓壓力的方法：

（1）提高壓縮空氣顆粒機(jī)的壓力。

（2）加大上頂栓氣缸的直徑。

（3）采用液壓代替分壓。

·上頂栓壓力的提高以物料填滿密煉室為限，超過(guò)這

個(gè)限度時(shí)該方法將不起作用。

·上頂栓壓力的提高，密煉機(jī)的功率消耗也隨之增加。

54

多選題

1分

設(shè)置 顆粒機(jī)以下說(shuō)法正確的是

A

開(kāi)煉機(jī)混煉包括包輥、吃粉及翻煉三個(gè)過(guò)程。密煉機(jī)混煉過(guò)程中增加上頂栓壓力有利于減B

少密煉機(jī)中的空隙，提高混煉效果。C

摩擦角大于接觸角時(shí)，開(kāi)煉機(jī)才可正常工作。密煉室的規(guī)格一般用總?cè)萘亢烷L(zhǎng)顆粒機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速D

表示。

提交 55

多選題

1分

設(shè)置 以下說(shuō)法正確的是

A

密煉機(jī)塑煉屬于高溫塑煉過(guò)程。

用密煉機(jī)塑煉橡膠，屬于高溫塑煉，塑煉效果B

隨溫度升高而加大，所以應(yīng)盡量提高塑煉溫度。雙棱轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)螺旋段和短螺旋顆粒機(jī)段均會(huì)使物料產(chǎn)C

生軸向的往返切割作用。

轉(zhuǎn)子具有一定速比有利于物料和粉料的捏合，D

分散均勻，提高混煉效果。

提交 56

四、密煉機(jī)的性能參數(shù)

4.4 裝料容量

·容量不足會(huì)降低對(duì)膠料的剪切作用和捏煉作用，甚至出顆粒機(jī)現(xiàn)膠料打滑和轉(zhuǎn)子空轉(zhuǎn)現(xiàn)象，導(dǎo)致混煉效果不良。

·容量過(guò)大，膠料翻轉(zhuǎn)困難，使上頂拴位置不當(dāng)，使一部分膠料在加料口頸處發(fā)生滯留，從而使膠料混合不均勻，混煉時(shí)間長(zhǎng)，并容易導(dǎo)致設(shè)備超負(fù)荷，能耗大。

·混煉容量應(yīng)適顆粒機(jī)當(dāng)，通常取密閉室總有效容積的70％～90％為宜。填充系數(shù)K的選取與確定應(yīng)根據(jù)生膠種類(lèi)和配方特點(diǎn)，上頂拴壓力來(lái)確定。

57

四、密煉機(jī)的性能參數(shù)

4.5生產(chǎn)能力

·計(jì)算生產(chǎn)能力，可用以下公式：

G=a 60 Vr顆粒機(jī)/t G：生產(chǎn)能力，kg／h；

V：V＝Voβ，一次捏煉量，L；r：物料重度，kg／L；

t：一次捏煉時(shí)間，min；

a：設(shè)備利用系數(shù)，0.8～0.9。

58

四、密煉機(jī)的性能參數(shù)

4.6 功率

·功率的消耗途徑：顆粒機(jī)

（1）捏煉過(guò)程中的剪切（主要因素）。（2）攪拌混合和機(jī)器各轉(zhuǎn)動(dòng)部的摩擦。膠料性質(zhì)

轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 配方

轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) 溫度

上頂栓壓 加料方法

力 和順序

59 功率消耗

四、密煉機(jī)的性能參數(shù)

4.6 功率

·假設(shè)膠料粘度不變顆粒機(jī)、等溫，轉(zhuǎn)子單位長(zhǎng)度上的功率消耗為：

N=4·η·v2·B/h N—轉(zhuǎn)子的功率消耗；

-膠料的粘度； L

V

轉(zhuǎn)子突棱回轉(zhuǎn)線速度；B-

轉(zhuǎn)子棱頂寬度。

h——轉(zhuǎn)子突棱端部與混煉室壁的間隙

60

四、密煉機(jī)的性能參數(shù)

4顆粒機(jī).7 功率變化規(guī)律

卸料 功率

功率 空轉(zhuǎn)多選題

1分

設(shè)置 關(guān)于塑煉，以下說(shuō)法正確的是

A

塑煉的目的是提高生膠的可塑性B

經(jīng)過(guò)塑煉后，橡膠的可塑性越大越好C

開(kāi)練機(jī)塑煉時(shí)，溫度越高塑煉效果越好D

開(kāi)煉機(jī)塑煉時(shí)，若采顆粒機(jī)用薄通法可不包輥進(jìn)行塑煉

提交 2

多選題

1分

設(shè)置 關(guān)于塑煉效果的影響因素，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A

溫度與塑煉效果成線型關(guān)系B

適當(dāng)減小輥距有利于塑煉效果提升C

為提高塑煉效果和效率，輥速應(yīng)越快越好塑煉效果與塑煉時(shí)顆粒機(jī)間成正比，塑煉時(shí)間越長(zhǎng)，塑煉效果越好

提交 3

多選題

1分

設(shè)置 以下說(shuō)法正確的是

使用開(kāi)煉機(jī)混煉時(shí)，若采用薄通法可無(wú)需A

包輥進(jìn)行混煉 B

混煉是最容易產(chǎn)生質(zhì)量波動(dòng)的一道工序C

開(kāi)煉機(jī)混煉過(guò)程中應(yīng)避免人為操作

混煉顆粒機(jī)過(guò)程中，難分散、量少、作用大的配合劑應(yīng)當(dāng)先加入

提交

密煉機(jī)及其應(yīng)用

第一節(jié) 密煉機(jī)的概述

第二節(jié) 密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

第三節(jié) 密煉機(jī)的工作原理

第四節(jié) 密煉機(jī)的性能參數(shù)

5

一、密煉機(jī)的概述

1.1 概述

·密閉式煉膠機(jī)顆粒機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng)密煉機(jī)。

·主要用于橡膠的塑煉和混煉。

·密煉機(jī)是一種設(shè)有一對(duì)特定形狀并相對(duì)回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子、在可調(diào)溫度和壓力的密閉狀態(tài)下間隙性地對(duì)聚合物材料進(jìn)行塑煉和混煉的機(jī)械。

·主要由密煉室、轉(zhuǎn)子、密封裝置、加料壓料裝顆粒機(jī)置、卸料裝置、傳動(dòng)裝置及機(jī)座等部分組成。

6

一、密煉機(jī)的概述

1.2 密煉機(jī)外觀

上頂栓控桿

上頂栓

加料斗

上頂栓

密煉室壁

轉(zhuǎn)子

卸料門(mén)

下頂栓

一、密煉機(jī)的概述

8

一、密煉機(jī)的概述

1.3 規(guī)格與技術(shù)特征

·規(guī)格常用密煉室顆粒機(jī)總?cè)萘亢烷L(zhǎng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速表示，在總?cè)萘壳肮谝苑?hào)，表示何種機(jī)臺(tái)。雙速則用乘號(hào)表示。

·XM—253／20：X表示橡膠類(lèi)，M表示密煉機(jī)，253表示總?cè)萘?53 L，20表示轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為20r／min。

·XM-7顆粒機(jī)5/35x70

9

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

中

19

1—機(jī)座；2—下頂栓鎖緊機(jī)構(gòu)；3—下頂栓；4—下機(jī)殼；5—下混煉室；6—上機(jī)殼；7—上混煉室；8—轉(zhuǎn)子；9—上頂栓；10—加料斗；11—翻板門(mén)；12—填料箱；顆粒機(jī)13—活塞；14—?dú)馔玻?5—雙聯(lián)葉片泵；16—往復(fù)式油缸；17—旋轉(zhuǎn)油缸；18—速比齒輪；19—齒形聯(lián)軸節(jié)；20—減速機(jī)；21—彈性聯(lián)軸節(jié)；22—電動(dòng)機(jī)；23—傳動(dòng)底座

10

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.1顆粒機(jī) 轉(zhuǎn)子

·轉(zhuǎn)子是密煉機(jī)的主要零部件（核心部分）；有螺旋狀的突棱。

·與密煉室一起完成對(duì)膠料的混合剪切和捏煉作用。

·轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度直接影響工作性能、生產(chǎn)效率和煉膠質(zhì)量。

11

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.1 顆粒機(jī)轉(zhuǎn)子

正轉(zhuǎn)

12

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.1 轉(zhuǎn)子的分類(lèi)

雙棱

三棱

雙棱轉(zhuǎn)子

按螺旋突

55

棱數(shù)目

四棱

93

82

-25

93

六棱

四棱轉(zhuǎn)子

13

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.1 轉(zhuǎn)子的分類(lèi)

橢圓形

按轉(zhuǎn)子截

圓筒形

面形狀

三角形

圓筒型

1顆粒機(jī)4

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.1 轉(zhuǎn)子的性能要求

·在煉膠過(guò)程中，轉(zhuǎn)子直接與膠料接觸，承受著膠料的摩擦、擠壓、腐蝕、高溫作用及巨大的扭矩，這些作用比開(kāi)煉機(jī)中強(qiáng)烈得多；轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

·故要求轉(zhuǎn)子：

①具有足顆粒機(jī)夠的強(qiáng)度和剛度，以確保轉(zhuǎn)子工作的安全可靠。

②表面硬度大，耐磨性及耐腐蝕性好，以延長(zhǎng)使用壽命；尤其突棱需堆焊更厚的耐磨硬質(zhì)合金。

③良好的導(dǎo)熱性能，以利于混煉溫度的控制。

15

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

嚴(yán)重裂紋

輕顆粒機(jī)微裂紋

·轉(zhuǎn)子出現(xiàn)裂紋時(shí)，應(yīng)及時(shí)維修：一方面保證煉膠質(zhì)量；另一方面保證機(jī)械的使用壽命。

16

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.1 轉(zhuǎn)子的材質(zhì)

·轉(zhuǎn)子多以鑄鋼（ZG310～570）制成，并在突棱頂堆焊一層5～8mm的耐顆粒機(jī)磨硬質(zhì)合金（硬度HRC55—62），其余工作表面堆焊或噴涂一層2～3mm的耐磨硬質(zhì)合金或者焊后整體鍍鉻，鉻層0.1mm。

·此外某些高性能的密煉機(jī)轉(zhuǎn)子還有以優(yōu)質(zhì)合金鋼材料或不銹鋼材料制造的，價(jià)格昂貴，使顆粒機(jī)用有限。

17

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.1 轉(zhuǎn)子的加熱冷卻方式

·煉膠過(guò)程中，轉(zhuǎn)子與密煉室內(nèi)壁的剪切作用區(qū)由于膠料劇烈變形而產(chǎn)生大量的熱量，尤其對(duì)于高壓快速密煉機(jī)，應(yīng)及時(shí)冷卻。

·轉(zhuǎn)子應(yīng)為中空結(jié)構(gòu)，且內(nèi)表面應(yīng)顆粒機(jī)近似外表面形狀，以使突棱也可以得到冷卻。

噴淋式

螺旋夾套式 18

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.2 密煉室

·密煉室是密煉機(jī)的另一

個(gè)主要工作部件。

·它與轉(zhuǎn)子一起共同完成

對(duì)膠料的捏煉作用。它

與上頂栓、卸料門(mén)（就

是下顆粒機(jī)頂栓）組成密閉的

前密煉室壁

后密煉室壁

煉膠空間。

19

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.2 密煉室的結(jié)構(gòu)

前后組合式

上下對(duì)開(kāi)式

開(kāi)閉式

傾斜式

翻轉(zhuǎn)式

20

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.2 密煉室的結(jié)構(gòu)—上下對(duì)開(kāi)式

·由上、下混煉室顆粒機(jī)及上、下機(jī)殼組成。

·分界面在轉(zhuǎn)子軸線位置上。

21

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2.2 密煉室的結(jié)構(gòu)—前后組合式

B向

·由前、后兩正面壁 和左、右兩側(cè)面壁 組成。

·前后正面壁較薄， 有利于散熱，但殼 體外部需加固。顆粒機(jī)

22

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2.2 密煉室的結(jié)構(gòu)—開(kāi)閉式

·由前、后可開(kāi)閉的兩正面壁和兩側(cè)面壁組 成。

·前后混煉室壁可打開(kāi)，便于更換物料品種時(shí) 進(jìn)行清理和檢查。結(jié) 構(gòu)較為復(fù)雜，一般只 有小型密煉機(jī)采用。

23顆粒機(jī)

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

優(yōu)酷

24

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.2 密煉室的性能要求

·密煉室在煉膠過(guò)程中承受物料強(qiáng)烈的摩擦、擠壓與高溫等作用，工作情況復(fù)雜，物料對(duì)密煉室壁面的磨損十分嚴(yán)重。

·內(nèi)壁磨損后，轉(zhuǎn)子突棱與顆粒機(jī)密煉室內(nèi)壁間隙加大，直接影響混煉效果并延長(zhǎng)混煉時(shí)間，嚴(yán)重者則損壞密煉室壁，使機(jī)器無(wú)法使用。

·因此密煉室必須具有較好的力學(xué)強(qiáng)度與剛度、表面硬度大、耐磨性、耐腐蝕性、導(dǎo)熱性好，同時(shí)便于安裝與維修。

25

二、顆粒機(jī)密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2.2 密煉室的冷卻方式

2

·橢圓型密煉機(jī)主要靠密煉室

3 將煉膠過(guò)程中產(chǎn)生的大量熱

量傳遞出去。

噴淋式

·A、噴淋式：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，冷卻

效果一般，用于舊式密煉機(jī)；

·B、水浸式：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，水流速慢顆粒機(jī)，冷卻效果一般。

·以上兩種側(cè)面壁都不能冷卻。

26 水浸式

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)C、夾套式

·密煉室壁為一夾套，中間有許多隔板，夾套分兩半部，冷卻水由一邊進(jìn)入后，在夾套中沿軸線方向循環(huán)流動(dòng)，再由側(cè)壁至另一邊顆粒機(jī)循環(huán)后流出。

·這種冷卻方式可以增大冷卻面積，增加冷卻水的流速，提高冷卻效果。冷卻效果好于前兩種，較為常用。

27

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

D、鉆孔式

·在密煉室壁內(nèi)沿著軸向方向鉆了許多小孔，冷卻水沿孔道循環(huán)流動(dòng)顆粒機(jī)，對(duì)密煉室壁分上下兩半部進(jìn)行冷卻。

·因鉆孔的截面積較夾套的小，故水流速度較快，且孔與密煉室內(nèi)壁距離更接近，導(dǎo)熱系數(shù)高，傳熱快，故冷卻效果最好。

大孔串連式 分為

鉆孔式

小孔并聯(lián)式 小孔串連式

28

二、密煉機(jī)顆粒機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.3 密封裝置

·密煉機(jī)的密煉室是密閉的，工作時(shí)兩個(gè)轉(zhuǎn)子相對(duì)回轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子軸頸與密煉室側(cè)壁之間的環(huán)形空隙在混煉時(shí)物料容易泄漏。

·因此在該交界處需要裝設(shè)密封裝置。特別是近年來(lái)隨著高壓快速密煉機(jī)的發(fā)顆粒機(jī)展，密封問(wèn)題顯得更為重要。

29

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.3 密封裝置的形式

·端面密封：將兩個(gè)精密的平面在介質(zhì)壓力下或外力（如彈

2 簧力、液壓力）的作用下相

互貼緊并相互回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而構(gòu)成的動(dòng)密封裝置。

·迷宮密顆粒機(jī)封：將兩個(gè)有凹凸形結(jié)

圖4—21 反螺紋迷宮式復(fù)合密封裝置構(gòu)的迷宮環(huán)相互配合安裝，

1一可分圓環(huán)；2，5—螺釘：形成通路曲折的迷宮，并作

3一端面圓環(huán)；4一迷宮圓環(huán)相對(duì)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而形成的密封

裝置。

30

二、密煉顆粒機(jī)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.3 密封裝置的形式

·填料密封：將填料壓入填料箱內(nèi)由于壓蓋對(duì)填料施加軸向壓力，使填料在產(chǎn)生軸向壓縮的同時(shí)產(chǎn)生徑向伸張，從而使填料與填料箱內(nèi)孔及轉(zhuǎn)動(dòng)軸外圓表面密切結(jié)合而產(chǎn)生密封作用的動(dòng)密封顆粒機(jī)裝置。

填料 轉(zhuǎn)子軸

螺栓 b

壓蓋 混煉室壁

H h 圖4-19 填料箱結(jié)構(gòu) 間隙8

31

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.4 加料及壓料裝置

·作用：加料及壓料裝置主要是用于向密煉室內(nèi)投

入物料，并在捏煉時(shí)對(duì)物料施加一定顆粒機(jī)的壓力。

·加料裝置組成：主要由加料斗和翻板門(mén)組成。

·壓料裝置組成：主要由氣缸、活塞、活塞桿、密封填料及上頂栓組成。

32

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2.4 加料裝置的組成

·加料斗———由兩側(cè)板、前后門(mén)、填料箱構(gòu)顆粒機(jī)成。

·翻板門(mén)———固定在軸上，由氣缸帶動(dòng)。

填料箱

·填料箱———在加料斗上，起上

翻板門(mén)

加料斗 下隔離作用，使混煉室內(nèi)的粉

塵不致飛揚(yáng)到風(fēng)筒內(nèi)。

·安全銷(xiāo)———用于檢修時(shí)將上頂栓擋住。

33

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)顆粒機(jī)

2.4 壓料裝置的組成

·氣缸———鑄鐵件，為避免活塞在運(yùn)動(dòng)中與筒蓋碰撞，在氣缸頂部和下部設(shè)有緩沖裝置。

·活塞———其密封方式，有用橡膠皮和鑄鐵活塞環(huán)。

·重錘———即上頂栓，為直接與膠料接觸加壓部件。

·顆粒機(jī)加壓氣缸的主要作用是提供上頂栓上、下運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力，提供上頂栓加

油缸

上頂栓 壓物料的壓力。

34

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.5 卸料部分

·作用：混煉結(jié)束后將物料排出，也就是卸料。

·結(jié)構(gòu)分類(lèi)：

滑動(dòng)式

擺動(dòng)下 卸料機(jī)顆粒機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式

落式 翻轉(zhuǎn)式

35

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.5 卸料部分：滑動(dòng)式

·滑動(dòng)式卸料機(jī)構(gòu)是由氣缸和卸料門(mén)（或稱(chēng)下頂栓）組成。

·氣缸通入壓縮空氣之后，氣缸活塞固定不動(dòng)，缸體運(yùn)動(dòng)；下頂栓固定于缸體上。缸體顆粒機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)，下頂栓隨著運(yùn)動(dòng)，從而完成卸料們的開(kāi)啟和閉合。

14 開(kāi)

36

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.5 卸料部分：擺動(dòng)下落式

·擺動(dòng)式卸料機(jī)構(gòu)是由下頂栓、支座、鎖緊裝置和開(kāi)閉裝置組成。

·擺動(dòng)式卸料機(jī)構(gòu)卸料速度大大地顆粒機(jī)快于滑動(dòng)式，開(kāi)閉時(shí)間一次只需2～3秒，密封性能好，因此新型密煉機(jī)基本上都采用這種卸料機(jī)構(gòu)。

旋轉(zhuǎn)軸

37 下頂栓

鎖緊機(jī)構(gòu)

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.5 卸料部分：翻轉(zhuǎn)式

·結(jié)構(gòu)為翻斗式，工作過(guò)程如圖所示：

·卸料顆粒機(jī)時(shí)，密煉室通過(guò)翻轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置向外翻轉(zhuǎn)，將煉好的膠料從密煉室卸到料斗中。密煉室的翻轉(zhuǎn)中心是前轉(zhuǎn)子軸線。

38

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

優(yōu)酷

39

三、密煉機(jī)的工作原理

3.1 密煉機(jī)的工作流程

5

表2.1 天然橡膠輪胎一顆粒機(jī)段混煉工藝操作程序

混煉時(shí)間（min）

加壓時(shí)間（min） 投入塑煉膠

3

2以上 投入小料，1／2炭黑

3

3 投入1／2炭黑

1.5

1 投入軟化劑

2.5

2

40 排膠

1

空轉(zhuǎn) 時(shí)間

時(shí)間 圖4—36 XHM—253密顆粒機(jī)煉機(jī)功率消耗

圖4—37 典型功率曲線

·1～2min內(nèi)，隨著配合劑的加入，出現(xiàn)高峰負(fù)荷。

·配合劑分散及膠料溫度的升高，功率逐漸下降。

61 投料

四、密煉機(jī)的上下輔機(jī)

·切膠機(jī)、輸送及稱(chēng)量系統(tǒng)、膠片冷卻系統(tǒng)

好顆粒機(jī)看視頻 上海嵩興機(jī)柳

SHANGHAI SONG

62

4 開(kāi)煉機(jī)混煉的工藝條件3、輥溫

摩擦大量生熱，應(yīng)及時(shí)散熱，否則引起膠料燒焦或配合劑結(jié)團(tuán)。輥溫保持在50～60℃之間或更低。4、混煉時(shí)間

依照轉(zhuǎn)速、容量及顆粒機(jī)配方而定。確?；鞜捑鶆虻那闆r下，適當(dāng)縮短時(shí)間?；鞜挄r(shí)間過(guò)長(zhǎng)影響生產(chǎn)效率且易產(chǎn)生過(guò)煉。天然橡膠一般在20～30min。

橡膠的混煉

4 開(kāi)煉機(jī)混煉的工藝條件5、輥距

輥距小，剪切力大，利于分散，但輥距太小會(huì)導(dǎo)顆粒機(jī)致堆積膠難以進(jìn)入輥縫，反而降低混煉效果。輥距一般4～8mm。多選題

1分

設(shè)置 關(guān)于塑煉，以下說(shuō)法正確的是

A

塑煉的目的是提高生膠的可塑性B

經(jīng)過(guò)塑煉后，橡膠的可塑性越大越好C

開(kāi)練機(jī)塑煉時(shí)，溫度越高塑煉效果越顆粒機(jī)好D

開(kāi)煉機(jī)塑煉時(shí)，若采用薄通法可不包輥進(jìn)行塑煉

提交 2

多選題

1分

設(shè)置 關(guān)于塑煉效果的影響因素，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A

溫度與塑煉效果成線型關(guān)系B

適當(dāng)減小輥距有利于塑煉效果提升C

為提高塑煉效果和效率，輥速應(yīng)越顆粒機(jī)快越好塑煉效果與塑煉時(shí)間成正比，塑煉時(shí)間越長(zhǎng)，塑煉效果越好

提交 3

多選題

1分

設(shè)置 以下說(shuō)法正確的是

使用開(kāi)煉機(jī)混煉時(shí)，若采用薄通法可無(wú)需A

包輥進(jìn)行混煉 B

混煉是最容易產(chǎn)生質(zhì)量波動(dòng)的一道工序C

開(kāi)煉機(jī)混煉過(guò)顆粒機(jī)程中應(yīng)避免人為操作

混煉過(guò)程中，難分散、量少、作用大的配合劑應(yīng)當(dāng)先加入

提交

密煉機(jī)及其應(yīng)用

第一節(jié) 密煉機(jī)的概述

第二節(jié) 密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

第三節(jié) 密煉機(jī)的工作原理

第四節(jié) 密煉機(jī)的性能參數(shù)

5

一、密煉機(jī)的概述

1.顆粒機(jī)1 概述

·密閉式煉膠機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng)密煉機(jī)。

·主要用于橡膠的塑煉和混煉。

·密煉機(jī)是一種設(shè)有一對(duì)特定形狀并相對(duì)回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子、在可調(diào)溫度和壓力的密閉狀態(tài)下間隙性地對(duì)聚合物材料進(jìn)行塑煉和混煉的機(jī)械。

·主要由密煉室、轉(zhuǎn)子顆粒機(jī)、密封裝置、加料壓料裝置、卸料裝置、傳動(dòng)裝置及機(jī)座等部分組成。

6

一、密煉機(jī)的概述

1.2 密煉機(jī)外觀

上頂栓控桿

上頂栓

加料斗

上頂栓

密煉室壁

轉(zhuǎn)子

卸料門(mén)

下頂栓

一、密煉機(jī)的概述

8

一、密煉機(jī)的概述

1.3 規(guī)格與技顆粒機(jī)術(shù)特征

·規(guī)格常用密煉室總?cè)萘亢烷L(zhǎng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速表示，在總?cè)萘壳肮谝苑?hào)，表示何種機(jī)臺(tái)。雙速則用乘號(hào)表示。

·XM—253／20：X表示橡膠類(lèi)，M表示密煉機(jī)，253表示總?cè)萘?53 L，20表示轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為20顆粒機(jī)r／min。

·XM-75/35x70

9

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

中

19

1—機(jī)座；2—下頂栓鎖緊機(jī)構(gòu)；3—下頂栓；4—下機(jī)殼；5—下混煉室；6—上機(jī)殼；7—上混煉室；8—轉(zhuǎn)子；9—上頂栓；10—加料斗；11—顆粒機(jī)翻板門(mén)；12—填料箱；13—活塞；14—?dú)馔玻?5—雙聯(lián)葉片泵；16—往復(fù)式油缸；17—旋轉(zhuǎn)油缸；18—速比齒輪；19—齒形聯(lián)軸節(jié)；20—減速機(jī)；21—彈性聯(lián)軸節(jié)；22—電動(dòng)機(jī)；23—傳動(dòng)底座

10

二、顆粒機(jī)密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.1 轉(zhuǎn)子

·轉(zhuǎn)子是密煉機(jī)的主要零部件（核心部分）；有螺旋狀的突棱。

·與密煉室一起完成對(duì)膠料的混合剪切和捏煉作用。

·轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度直接影響工作性能、生產(chǎn)效率和煉膠質(zhì)量。

11

二、密顆粒機(jī)煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.1 轉(zhuǎn)子

正轉(zhuǎn)

12

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.1 轉(zhuǎn)子的分類(lèi)

雙棱

三棱

雙棱轉(zhuǎn)子

按螺旋突

55

棱數(shù)目

四棱

93

82

-25

93

六棱

四棱轉(zhuǎn)子

13

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.1 轉(zhuǎn)子的分類(lèi)

橢圓形

按轉(zhuǎn)子截

圓筒顆粒機(jī)形

面形狀

三角形

圓筒型

14

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.1 轉(zhuǎn)子的性能要求

·在煉膠過(guò)程中，轉(zhuǎn)子直接與膠料接觸，承受著膠料的摩擦、擠壓、腐蝕、高溫作用及巨大的扭矩，這些作用比開(kāi)煉機(jī)中強(qiáng)烈得多；轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。顆粒機(jī)

·故要求轉(zhuǎn)子：

①具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以確保轉(zhuǎn)子工作的安全可靠。

②表面硬度大，耐磨性及耐腐蝕性好，以延長(zhǎng)使用壽命；尤其突棱需堆焊更厚的耐磨硬質(zhì)合金。

③良好的導(dǎo)熱性能，以利于混煉溫度的控制。

15

二、密煉顆粒機(jī)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

嚴(yán)重裂紋

輕微裂紋

·轉(zhuǎn)子出現(xiàn)裂紋時(shí)，應(yīng)及時(shí)維修：一方面保證煉膠質(zhì)量；另一方面保證機(jī)械的使用壽命。

16

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.1 轉(zhuǎn)子的材質(zhì)

·轉(zhuǎn)子多以鑄鋼（ZG310～570）制成，并在突棱頂顆粒機(jī)堆焊一層5～8mm的耐磨硬質(zhì)合金（硬度HRC55—62），其余工作表面堆焊或噴涂一層2～3mm的耐磨硬質(zhì)合金或者焊后整體鍍鉻，鉻層0.1mm。

·此外某些高性能的密煉機(jī)轉(zhuǎn)子還有以優(yōu)質(zhì)合金鋼材料或不銹鋼材顆粒機(jī)料制造的，價(jià)格昂貴，使用有限。

17

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.1 轉(zhuǎn)子的加熱冷卻方式

·煉膠過(guò)程中，轉(zhuǎn)子與密煉室內(nèi)壁的剪切作用區(qū)由于膠料劇烈變形而產(chǎn)生大量的熱量，尤其對(duì)于高壓快速密煉機(jī)，應(yīng)及時(shí)冷卻。

·轉(zhuǎn)子應(yīng)顆粒機(jī)為中空結(jié)構(gòu)，且內(nèi)表面應(yīng)近似外表面形狀，以使突棱也可以得到冷卻。

噴淋式

螺旋夾套式 18

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.2 密煉室

·密煉室是密煉機(jī)的另一

個(gè)主要工作部件。

·它與轉(zhuǎn)子一起共同完成

對(duì)膠料的捏煉作用。它

與顆粒機(jī)上頂栓、卸料門(mén)（就

是下頂栓）組成密閉的

前密煉室壁

后密煉室壁

煉膠空間。

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二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.2 密煉室的結(jié)構(gòu)

前后組合式

上下對(duì)開(kāi)式

開(kāi)閉式

傾斜式

翻轉(zhuǎn)式

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二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.2 密煉室的結(jié)構(gòu)—上下顆粒機(jī)對(duì)開(kāi)式

·由上、下混煉室及上、下機(jī)殼組成。

·分界面在轉(zhuǎn)子軸線位置上。

21

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2.2 密煉室的結(jié)構(gòu)—前后組合式

B向

·由前、后兩正面壁 和左、右兩側(cè)面壁 組成。

·前后正面壁較薄， 有利于散熱顆粒機(jī)，但殼 體外部需加固。

22

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2.2 密煉室的結(jié)構(gòu)—開(kāi)閉式

·由前、后可開(kāi)閉的兩正面壁和兩側(cè)面壁組 成。

·前后混煉室壁可打開(kāi)，便于更換物料品種時(shí) 進(jìn)行清理和檢查。結(jié) 構(gòu)較為復(fù)雜，一般只 顆粒機(jī)有小型密煉機(jī)采用。

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二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

優(yōu)酷

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二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.2 密煉室的性能要求

·密煉室在煉膠過(guò)程中承受物料強(qiáng)烈的摩擦、擠壓與高溫等作用，工作情況復(fù)雜，物料對(duì)密煉室壁面的磨損十分嚴(yán)重。

·顆粒機(jī)內(nèi)壁磨損后，轉(zhuǎn)子突棱與密煉室內(nèi)壁間隙加大，直接影響混煉效果并延長(zhǎng)混煉時(shí)間，嚴(yán)重者則損壞密煉室壁，使機(jī)器無(wú)法使用。

·因此密煉室必須具有較好的力學(xué)強(qiáng)度與剛度、表面硬度大、耐磨性、耐腐蝕性、導(dǎo)熱性好，同時(shí)便顆粒機(jī)于安裝與維修。

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二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2.2 密煉室的冷卻方式

2

·橢圓型密煉機(jī)主要靠密煉室

3 將煉膠過(guò)程中產(chǎn)生的大量熱

量傳遞出去。

噴淋式

·A、噴淋式：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，冷卻

效果一般，用于舊式密煉機(jī)；

·B、水浸顆粒機(jī)式：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，水流速慢，冷卻效果一般。

·以上兩種側(cè)面壁都不能冷卻。

26 水浸式

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)C、夾套式

·密煉室壁為一夾套，中間有許多隔板，夾套分兩半部，冷卻水由一邊進(jìn)入后，在夾套中沿軸線方向循環(huán)顆粒機(jī)流動(dòng)，再由側(cè)壁至另一邊循環(huán)后流出。

·這種冷卻方式可以增大冷卻面積，增加冷卻水的流速，提高冷卻效果。冷卻效果好于前兩種，較為常用。

27

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

D、鉆孔式

·在密煉室壁內(nèi)沿著軸向方向鉆了許多小孔顆粒機(jī)，冷卻水沿孔道循環(huán)流動(dòng)，對(duì)密煉室壁分上下兩半部進(jìn)行冷卻。

·因鉆孔的截面積較夾套的小，故水流速度較快，且孔與密煉室內(nèi)壁距離更接近，導(dǎo)熱系數(shù)高，傳熱快，故冷卻效果最好。

大孔串連式 分為

鉆孔式

小孔并聯(lián)式 小顆粒機(jī)孔串連式

28

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.3 密封裝置

·密煉機(jī)的密煉室是密閉的，工作時(shí)兩個(gè)轉(zhuǎn)子相對(duì)回轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子軸頸與密煉室側(cè)壁之間的環(huán)形空隙在混煉時(shí)物料容易泄漏。

·因此在該交界處需要裝設(shè)密封裝置。特別是近年來(lái)顆粒機(jī)隨著高壓快速密煉機(jī)的發(fā)展，密封問(wèn)題顯得更為重要。

29

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.3 密封裝置的形式

·端面密封：將兩個(gè)精密的平面在介質(zhì)壓力下或外力（如彈

2 簧力、液壓力）的作用下相

互貼緊并相互回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而構(gòu)成顆粒機(jī)的動(dòng)密封裝置。

·迷宮密封：將兩個(gè)有凹凸形結(jié)

圖4—21 反螺紋迷宮式復(fù)合密封裝置構(gòu)的迷宮環(huán)相互配合安裝，

1一可分圓環(huán)；2，5—螺釘：形成通路曲折的迷宮，并作

3一端面圓環(huán)；4一迷宮圓環(huán)相對(duì)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而形成的顆粒機(jī)密封

裝置。

30

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.3 密封裝置的形式

·填料密封：將填料壓入填料箱內(nèi)由于壓蓋對(duì)填料施加軸向壓力，使填料在產(chǎn)生軸向壓縮的同時(shí)產(chǎn)生徑向伸張，從而使填料與填料箱內(nèi)孔及轉(zhuǎn)動(dòng)軸外圓表面密切結(jié)合顆粒機(jī)而產(chǎn)生密封作用的動(dòng)密封裝置。

填料 轉(zhuǎn)子軸

螺栓 b

壓蓋 混煉室壁

H h 圖4-19 填料箱結(jié)構(gòu) 間隙8

31

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.4 加料及壓料裝置

·作用：加料及壓料裝置主要是用于向密煉室內(nèi)投

入物料，并顆粒機(jī)在捏煉時(shí)對(duì)物料施加一定的壓力。

·加料裝置組成：主要由加料斗和翻板門(mén)組成。

·壓料裝置組成：主要由氣缸、活塞、活塞桿、密封填料及上頂栓組成。

32

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2.4 加料裝置的組成

·加料斗———由兩顆粒機(jī)側(cè)板、前后門(mén)、填料箱構(gòu)成。

·翻板門(mén)———固定在軸上，由氣缸帶動(dòng)。

填料箱

·填料箱———在加料斗上，起上

翻板門(mén)

加料斗 下隔離作用，使混煉室內(nèi)的粉

塵不致飛揚(yáng)到風(fēng)筒內(nèi)。

·安全銷(xiāo)———用于檢修時(shí)將上頂栓擋住。

3顆粒機(jī)3

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.4 壓料裝置的組成

·氣缸———鑄鐵件，為避免活塞在運(yùn)動(dòng)中與筒蓋碰撞，在氣缸頂部和下部設(shè)有緩沖裝置。

·活塞———其密封方式，有用橡膠皮和鑄鐵活塞環(huán)。

·重錘———即上頂栓，為直接顆粒機(jī)與膠料接觸加壓部件。

·加壓氣缸的主要作用是提供上頂栓上、下運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力，提供上頂栓加

油缸

上頂栓 壓物料的壓力。

34

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.5 卸料部分

·作用：混煉結(jié)束后將物料排出，也就是卸料。

·結(jié)構(gòu)分類(lèi)顆粒機(jī)：

滑動(dòng)式

擺動(dòng)下 卸料機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式

落式 翻轉(zhuǎn)式

35

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.5 卸料部分：滑動(dòng)式

·滑動(dòng)式卸料機(jī)構(gòu)是由氣缸和卸料門(mén)（或稱(chēng)下頂栓）組成。

·氣缸通入壓縮空氣之后，氣缸活塞固定不動(dòng)，缸體運(yùn)動(dòng)；下顆粒機(jī)頂栓固定于缸體上。缸體運(yùn)動(dòng)時(shí)，下頂栓隨著運(yùn)動(dòng)，從而完成卸料們的開(kāi)啟和閉合。

14 開(kāi)

36

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.5 卸料部分：擺動(dòng)下落式

·擺動(dòng)式卸料機(jī)構(gòu)是由下頂栓、支座、鎖緊裝置和開(kāi)閉裝置組成。

·擺動(dòng)式顆粒機(jī)卸料機(jī)構(gòu)卸料速度大大地快于滑動(dòng)式，開(kāi)閉時(shí)間一次只需2～3秒，密封性能好，因此新型密煉機(jī)基本上都采用這種卸料機(jī)構(gòu)。

旋轉(zhuǎn)軸

37 下頂栓

鎖緊機(jī)構(gòu)

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.5 卸料部分：翻轉(zhuǎn)式

·結(jié)構(gòu)為翻斗式，工顆粒機(jī)作過(guò)程如圖所示：

·卸料時(shí)，密煉室通過(guò)翻轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置向外翻轉(zhuǎn)，將煉好的膠料從密煉室卸到料斗中。密煉室的翻轉(zhuǎn)中心是前轉(zhuǎn)子軸線。

38

二、密煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

優(yōu)酷

39

三、密煉機(jī)的工作原理

3.1 密煉機(jī)的工作流程

5

表顆粒機(jī)2.1 天然橡膠輪胎一段混煉工藝操作程序

混煉時(shí)間（min）

加壓時(shí)間（min） 投入塑煉膠

3

2以上 投入小料，1／2炭黑

3

3 投入1／2炭黑

1.5

1 投入軟化劑

2.5

2

40 排膠

1

6、裝膠容量

裝膠量過(guò)多顆粒機(jī)，易產(chǎn)生混煉不均勻；裝膠量過(guò)少，設(shè)備利用率低且易造成過(guò)煉。裝膠量以包輥后還存有一定堆積膠為適。

橡膠的混煉

4混煉的技術(shù)要求

（1）配合劑均勻分散到生膠中，保證膠料性能一致；

（2）補(bǔ)強(qiáng)劑和生膠配合良好，達(dá)到顆粒機(jī)補(bǔ)強(qiáng)效果；（3）膠料具有一定可塑性，便于后續(xù)加工；

（4）在保證膠料質(zhì)量的前提下，膠料混煉時(shí)間和能量消耗盡可能減少。

橡膠的混煉

5 開(kāi)煉機(jī)混煉—混煉方法一段混煉和分段混煉。

·一段混煉：一次完成混煉過(guò)程。

·顆粒機(jī)分段混煉：第一次混煉加入除硫磺和超促進(jìn)劑以外的配合劑。下片并放置8h后，再次混煉。

混煉方法選取原則：

①含膠量高或天然橡膠與少量合成橡膠并用，且補(bǔ)強(qiáng)劑用量少時(shí)，通常采用一段混煉。

②合成橡膠為主，且補(bǔ)強(qiáng)劑顆粒機(jī)用量多，可采用兩段法。

橡膠的混煉

·橡膠氣球的制備過(guò)程

https://www.bilibili.com/video/BV1NW411q7wC?from=search&seid=1518312662456顆粒機(jī)3710243

A

D

C

A

BD

ABC

ABD

B

ABD

C

B

B

B

C

C

ABC

ABCD

高聚物成型機(jī)械

主要內(nèi)容

·開(kāi)煉機(jī)

·密煉機(jī)

·壓延機(jī)

·螺桿擠出機(jī)

·注射成型機(jī)

2

開(kāi)煉機(jī)及其應(yīng)用

3

開(kāi)煉機(jī)及其應(yīng)用

第一節(jié) 開(kāi)煉機(jī)的概述

第二節(jié)顆粒機(jī) 開(kāi)煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

第三節(jié) 開(kāi)煉機(jī)的性能參數(shù)

第四節(jié) 開(kāi)煉機(jī)的工作原理

第五節(jié) 容量與生產(chǎn)力

第六節(jié) 開(kāi)煉機(jī)的功率變化規(guī)律

開(kāi)煉機(jī)

5

開(kāi)煉機(jī)

6

一、開(kāi)煉機(jī)的概述

1.1 概述

·開(kāi)煉機(jī)——開(kāi)放式煉膠（塑）機(jī)的簡(jiǎn)稱(chēng)

·橡膠顆粒機(jī)工業(yè)中使用最早、最基本的設(shè)備之一

·作用：通過(guò)兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的輥筒將物料混合或使物料達(dá)到規(guī)定狀態(tài)。

·特點(diǎn)：開(kāi)放式操作、構(gòu)造簡(jiǎn)單、加工適應(yīng)性強(qiáng)

·主要用于橡膠（塑料）的塑煉、混煉，也可用于熱煉、壓片及為壓延機(jī)連續(xù)顆粒機(jī)供料等

7

一、開(kāi)煉機(jī)的概述

1．開(kāi)煉機(jī)

標(biāo)準(zhǔn)式開(kāi)煉機(jī)

整體式開(kāi)煉機(jī)

8

一、開(kāi)煉機(jī)的概述

1．開(kāi)煉機(jī)的操作

YOUKU

9

一、開(kāi)煉機(jī)的概述

1．開(kāi)煉機(jī)的操作

10

一、開(kāi)煉機(jī)的概述

1.2 開(kāi)煉機(jī)的用途

實(shí)驗(yàn)室用煉膠機(jī)

塑（混）煉顆粒機(jī)機(jī)

再生膠粉碎機(jī)

洗膠機(jī)

開(kāi)煉機(jī)的

精煉機(jī)

類(lèi)型

破膠機(jī)

壓片機(jī)

熱煉機(jī)

11

一、開(kāi)煉機(jī)的概述

1.2 開(kāi)煉機(jī)的分類(lèi)

開(kāi)煉機(jī)用途

前輥筒形狀

后輥筒形狀

主要用途

塑（混）煉機(jī)

光滑面

光滑面

物料的塑（混）煉、預(yù)熱

供料等

壓片機(jī)

光滑面

光顆粒機(jī)滑面

供密煉機(jī)煉過(guò)的物料壓

片用

熱煉機(jī)

光滑面

光滑或溝紋

物料的預(yù)熱粗煉

破膠機(jī)

光滑面

溝紋面

生膠塑煉前破碎

洗膠機(jī)

溝紋面

溝紋面

除去生膠廢膠中的雜質(zhì)

精煉機(jī)

腰鼓形

腰鼓形

清除再生膠中硬雜物質(zhì)

再生膠粉碎機(jī)

溝紋面

溝紋面

廢膠顆粒機(jī)塊的破碎

實(shí)驗(yàn)用開(kāi)煉機(jī)

光滑面

光滑面

小批量物料實(shí)驗(yàn)

12

一、開(kāi)煉機(jī)的概述

1.3 設(shè)備銘牌

XK—250開(kāi)放式煉膠機(jī)SHUANGYI?

XK-250 OPEN ROLL MILL 提簡(jiǎn)直徑

6 290

輥面長(zhǎng)度

620顆粒機(jī) ROLL DIA

ROLL FACE WOTH 輜崗速比

1:1.1

育輥線速度 14.5

Main FRICTION RATIO

LNGAR SPEED OF FRONT AOL

·機(jī)械設(shè)備的“身份證”

福筒調(diào)顆粒機(jī)距

主電機(jī)功率 15kw，Y180L—6

·一般標(biāo)有設(shè)備名稱(chēng)、

中華人民共和國(guó)

P.R.CHINA 型號(hào)、性能、規(guī)格、

無(wú)錫市第

二橡塑機(jī)械有限公司

AD0.0 5 E l T:0510-83752285 8375顆粒機(jī)1423 出廠日期、出廠編號(hào)

等信息

雙輥筒煉膠機(jī)

TWOROLLRLBERMIXINGMILL

·銘牌的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：

型號(hào)

XK-

450A TYPE

規(guī)格 SRECIRCATTON

450 X120

MM GB/T13顆粒機(jī)306-2011

產(chǎn)品編號(hào)

出廠日期

2074 SERIA NO

DATE HED

沈陽(yáng)橡膠機(jī)械有限公司SHENYANG RUBBER MACHINERY CO.,LTD.

3

一、開(kāi)煉機(jī)的概述

1.4 規(guī)格與技術(shù)特顆粒機(jī)征

·規(guī)格常用輥筒的工作部分直徑和長(zhǎng)度表示：

雙輥筒煉膠機(jī)

TWOROLLRLBERMIXINGMILL ?400 mmx1000 mm

16 inx46 in

型號(hào)

XK-450 A SRPCIHICATTOS顆粒機(jī):

450 X1200

MM

·前后輥筒直徑相同，且直徑和長(zhǎng)度比

產(chǎn)品編號(hào)

出廠日期

2074 SERIA NO

DATE HED 例固定。

沈陽(yáng)橡膠機(jī)械有限公司

SHENYANG RUBBER MACHINERY C顆粒機(jī)O.,LTD.

·國(guó)內(nèi)常用規(guī)格表示：

XK—450：X表示橡膠類(lèi)，K表示開(kāi)放式，450表示輥筒工作部分的直徑為450

X-橡膠類(lèi)

S-塑料類(lèi)

K-開(kāi)放式

R-熱煉

J-精煉

P-破碎 14

二、開(kāi)煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.1 顆粒機(jī)開(kāi)煉機(jī)的整體結(jié)構(gòu)

壓蓋

調(diào)距裝置

傳動(dòng)裝置

輥筒

軸承座

旋轉(zhuǎn)接頭

機(jī)架

15

二、開(kāi)煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.1 整體結(jié)構(gòu)與傳動(dòng)裝置

·主要零部件：輥筒、輥筒軸承、機(jī)架和橫梁、機(jī)座

·傳動(dòng)裝置：電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、大驅(qū)動(dòng)齒輪、小驅(qū)動(dòng)顆粒機(jī)齒輪和速比齒輪

·其他：調(diào)距裝置、安全制動(dòng)裝置、輥溫調(diào)節(jié)裝置、潤(rùn)滑裝置

·三種類(lèi)型：標(biāo)準(zhǔn)式開(kāi)煉機(jī)、整體式開(kāi)煉機(jī)、雙電機(jī)傳動(dòng)開(kāi)煉機(jī)

16

二、開(kāi)煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

拉桿-緊急制動(dòng)

電動(dòng)機(jī)

進(jìn)水管

擋膠板

減速機(jī)

輥筒

手輪-調(diào)距顆粒機(jī)裝置

標(biāo)準(zhǔn)式開(kāi)煉機(jī)

17

二、開(kāi)煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

整體式開(kāi)煉機(jī)

18

二、開(kāi)煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

雙電機(jī)分離式傳動(dòng)

雙電機(jī)傳動(dòng)開(kāi)煉機(jī)

19

二、開(kāi)煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.2 主要零部件：輥筒

·直接完成煉膠過(guò)程的主要部分

·中空結(jié)構(gòu)或者圓顆粒機(jī)周鉆孔結(jié)構(gòu)

·性能要求：

1．足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛度

2．表面耐磨、耐化學(xué)腐蝕和剝離

3．良好的導(dǎo)熱性

4．合理的幾何形狀

·一般采用冷硬鑄鐵制造，近年也采用鉻鉬合金或低鎳合金以提

高強(qiáng)度

20

二、開(kāi)煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.顆粒機(jī)3 主要零部件：輥筒軸承住 驗(yàn)承量 注？禮

外圈 滾動(dòng)體 內(nèi)國(guó)

保持架 滑動(dòng)軸承

滾動(dòng)軸承

·滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承兩種結(jié)構(gòu)形式

·性能要求：耐磨損、承載能力強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)、制造安裝方便

·廣泛采用滑動(dòng)軸承，有些大型顆粒機(jī)開(kāi)煉機(jī)中使用滾動(dòng)軸承（成本因素）

·負(fù)荷大，需要進(jìn)行潤(rùn)滑（開(kāi)煉機(jī)的潤(rùn)滑主要指軸承的潤(rùn)滑）

21

二、開(kāi)煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.4 調(diào)距裝置

調(diào)距手輪

·作用：軸距根據(jù)加工物料及工藝過(guò)

程可進(jìn)行調(diào)整。

·軸距范圍一般在0.顆粒機(jī)1到15mm之間。

·結(jié)構(gòu)形式：手動(dòng)、電動(dòng)及液壓傳動(dòng)

·軸距過(guò)大，速比齒輪會(huì)因嚙合太小而斷齒。（接觸應(yīng)力增加，磨損增加）

22

二、開(kāi)煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2.5 安全制動(dòng)裝置

3

·開(kāi)煉機(jī)屬于開(kāi)放式、手工操作

的機(jī)臺(tái)，易顆粒機(jī)發(fā)生人生及機(jī)械事故，所以需要裝設(shè)安全和制動(dòng)

安全墊片 裝置。

·作用：保護(hù)人身安全和設(shè)備安

拉桿-緊急制動(dòng) 全。

·每次啟動(dòng)前，必須拉動(dòng)緊急剎車(chē)裝置，檢查制動(dòng)是否靈敏可靠。

二、開(kāi)煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2.6 輥溫調(diào)節(jié)顆粒機(jī)裝置

·溫度控制：塑煉溫度在30到50℃，混煉不超過(guò)75到90℃；天然橡膠容易包熱輥，因此前輥溫要略高于后輥溫；合成橡膠容易包冷輥，所以前輥溫要低于后輥溫。

·作用：通入蒸汽或冷卻水滿足工藝要求，控制溫度顆粒機(jī)確保物料的有效捏煉。

·類(lèi)型：開(kāi)式和閉式加熱冷卻裝置

開(kāi)式 →閉式

24

三、開(kāi)煉機(jī)的性能參數(shù)

3.1 軸速和速比

·前后輥筒一快一慢相向旋轉(zhuǎn)，前后輥筒的線速度之比稱(chēng)為速比：

f=2

f稱(chēng)為速比，v2和v1分別是

包輥顆粒機(jī) 前后輥筒的速度。

·速比根據(jù)加工物料的工藝選取，是開(kāi)煉機(jī)的重要參數(shù)之一。

25

三、開(kāi)煉機(jī)的性能參數(shù)3.2 各種用途下的速比范圍

用途

速比 塑煉、混煉

1.2~1.3 壓片

1.0~1.1 破膠

1.25~1.3顆粒機(jī)5 熱煉

1.2~1.5 再生膠粉碎

1.3~3.5 再生膠捏煉

1.3~1.42 精煉

1.8~2.54

26

三、開(kāi)煉機(jī)的性能參數(shù)

3.3 速度梯度

·與轉(zhuǎn)速慢的輥筒接觸的物料速度慢，與轉(zhuǎn)速快的輥筒接觸的物料速度顆粒機(jī)快：

速度梯度

(min-1) = P1-V2=2(f-1)

·式中e是輥距，f是速比。

·速比越大，輥距越小，速度梯度就越大。

a

·速度梯度越大，剪切作用越大，煉膠效果

越好，但物料升溫和功率也越大。

·一般在1顆粒機(jī)500～2200 min—1，最大不超過(guò)7500 min—1。

27

三、開(kāi)煉機(jī)的性能參數(shù)

3.4 橫壓力

·定義：物料對(duì)于輥筒作用的徑向壓力。

·可分解為水平和垂直的兩個(gè)分力。

·作用范圍：整段物料與輥筒的接觸顆粒機(jī)弧上。

·橫壓力的合力作用于接近輥距最小處，與水平軸線的夾角約為5～10°。

P1 合

7) P

P

10 -5 0 5 10 20 25 30 35 4) 45 1

接驗(yàn)角A） 哪些因素會(huì)對(duì)橫壓力產(chǎn)生影響？

28顆粒機(jī)

三、開(kāi)煉機(jī)的性能參數(shù)

3.4 橫壓力的影響因素

1．物料硬度

物料愈硬，橫壓力愈大。

混煉

塑煉

0

硬度

29

橫壓力P

三、開(kāi)煉機(jī)的性能參數(shù)3.4 橫壓力的影響因素

2．溫度

物料溫度愈低，橫壓力愈大。

溫度t

30 橫壓力顆粒機(jī)P

三、開(kāi)煉機(jī)的性能參數(shù)

3.4 橫壓力的影響因素

開(kāi)煉機(jī)混煉記錄表

容量

300g

600

g

功率單位kW，橫

功率

橫壓力

多選題

1分

設(shè)置

橫壓力的影響因素包括：

A

物料的性質(zhì)

B

容量

C

輥距

D

溫度

提交

多選題

1分

設(shè)置 以下說(shuō)顆粒機(jī)法正確的是

XK—450表示適用于橡膠類(lèi)的開(kāi)煉機(jī)，其直徑A

為450mm，長(zhǎng)度可為1000mm或1200 mm。為了使開(kāi)煉機(jī)的輥筒具有足夠機(jī)械強(qiáng)度及剛度，B

輥筒不可制備成中空結(jié)構(gòu)。C

使用開(kāi)煉機(jī)煉膠時(shí)，物料顆粒機(jī)愈硬，橫壓力愈大。

當(dāng)摩擦角口大于接觸角a時(shí)，開(kāi)煉機(jī)才可正常工D

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橡膠的塑煉

1

橡膠塑煉的概述

2

橡膠塑煉的原因及目的

3

橡膠塑煉的機(jī)理

4

塑煉工藝參數(shù)的影響

5

開(kāi)煉機(jī)塑煉的方法

重點(diǎn)及難點(diǎn)

重點(diǎn)：

1．高低溫塑顆粒機(jī)煉機(jī)理。

2．開(kāi)煉機(jī)輥溫對(duì)塑煉效果的影響。難點(diǎn)：

1．高低溫塑煉機(jī)理

橡膠塑煉的概述

1 日常生活中的橡膠制品

輪胎

雨靴

皮筋

手套

乳膠枕

氣球

橡膠塑煉的概述

1 橡膠制品的工藝流程

烘膠、切

塑煉

生膠

（塑煉膠）

膠、破膠

混顆粒機(jī)煉

（混煉膠）

配合劑

提純、粉碎、配合

后處理

硫化

成型

橡膠塑煉的概述

2 塑煉的概述

·塑煉的定義：通過(guò)機(jī)械應(yīng)力、熱、氧或加入某些化學(xué)試劑等方式，使橡膠由強(qiáng)韌的高彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿彳浀乃苄誀顟B(tài)的過(guò)程。

·塑性（可塑顆粒機(jī)性）：橡膠在發(fā)生變形后，保持其變形狀態(tài)的性質(zhì)。

高彈性狀態(tài)

塑性狀態(tài)

橡膠塑煉的概述

3 常用的塑煉設(shè)備

·常用于塑煉的設(shè)備：開(kāi)煉機(jī)、密煉機(jī)及螺桿擠出機(jī)。

開(kāi)煉機(jī)塑

密煉機(jī)塑

螺桿擠出機(jī) 煉法

煉法

塑煉法

橡膠塑煉的原因顆粒機(jī)及目的

3 塑煉的原因＊

·生膠為線性高分子，常溫下處于高彈態(tài)。

·生膠的高彈性對(duì)于加工性能的影響：

1．配合劑難以分散均勻。

2．機(jī)械能消耗在彈性形變上，難以成形。

·需降低分子量—從高彈性的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭伤苄缘?a href="http://m.tgmgy.com/" title="顆粒機(jī)廠家直銷(xiāo)" style="color: red;">顆粒機(jī)狀態(tài)。

胎面花紋

胎面花紋溝

胎冠 胎畫(huà)底膠

胎肩 胎冠保護(hù)服

胎冠帶束層

胎側(cè)

趾口 治體層

趾口保護(hù)居 氣密層 口鋼絲

橡膠塑煉的原因及目的

4 塑煉的目的

使生膠的可塑性增大，以便混煉時(shí)配合劑的1

混入和均勻分散。

改善顆粒機(jī)膠料的流動(dòng)性，便于壓延、擠出操作，2

使膠坯形狀和尺寸穩(wěn)定。塑性

流動(dòng)性

3

增大膠料黏著性，方便成型操作。粘合性

提高膠料在溶劑中的溶解性，便于制造膠漿，4

并降低膠漿黏度，增加附著力。

改善膠料的充模性，使模型顆粒機(jī)制品的花紋飽滿5

清晰。

橡膠塑煉的原因及目的

4 塑煉的目的

思考：生膠的可塑性是否越大越好？塑煉過(guò)度會(huì)導(dǎo)致的問(wèn)題：

1．產(chǎn)品機(jī)械強(qiáng)度、彈性、耐老化性能下降。2．混煉時(shí)顆粒極小的配合劑反而分散不均勻。3．成形顆粒機(jī)時(shí)膠料變形大。

4．硫化時(shí)流失膠增多。

＊生膠的可塑性并非越大越好，而是在滿足工藝加工要求的前提下，以具有最小的可塑性為佳。

橡膠塑煉的機(jī)理

5 塑煉的原理

·塑煉的過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是使橡膠分子鏈斷裂，大分子鏈由長(zhǎng)顆粒機(jī)變

短的過(guò)程。

·塑煉過(guò)程分子鏈斷裂的兩種機(jī)理：

1．低溫塑煉機(jī)理—機(jī)械斷裂為主

2．高溫塑煉機(jī)理—氧化斷裂為主

橡膠塑煉的機(jī)理

5 塑煉的原理—低溫塑煉機(jī)理第一步

·橡膠的分子鏈?zhǔn)軝C(jī)械作用斷裂生成自由基。

R+R→顆粒機(jī)2R· 第二步

·自由基被氧氧化形成過(guò)氧自由基。

·過(guò)氧自由基不穩(wěn)定，易于橡膠分子或其他物質(zhì)反應(yīng)失去活性。

R·+O2→ROO

OO·+RH→ROOH+R

橡膠塑煉的機(jī)理

5 塑煉的原理—高溫塑煉機(jī)理第一步

·氧奪顆粒機(jī)取橡膠分子上的氫原子生成自由基。

RH+O2→+R·+HOO 第二步

·自由基與其他橡膠分子發(fā)生一系列氧化反應(yīng)，生成氫過(guò)氧化物。

R·+O2→ROO

ROO·+RH→ROOH+R ROO·+RH→ROOH R顆粒機(jī)·+O2 → ROO R·+O2→F ROO·+RH→...

橡膠塑煉的機(jī)理

5 塑煉的原理—高溫塑煉機(jī)理第三步

·橡膠分子氫過(guò)氧化物在高溫下不穩(wěn)定，易分解生成分子鏈小的穩(wěn)定產(chǎn)物。

ROOH→短分子鏈的穩(wěn)定產(chǎn)顆粒機(jī)物

塑煉工藝參數(shù)的影響 6 塑煉效果與溫度的關(guān)系＊

低溫階段

·低溫時(shí)氧化學(xué)活潑性小。

3.0

·機(jī)械破壞作用為主。

2.0

·橡膠較硬，機(jī)械破壞作用較劇

2 烈，分子鏈易被機(jī)械應(yīng)力扯斷。

1.0 1 A

B

·溫度升高，顆粒機(jī)橡膠越發(fā)柔軟，機(jī)

60 80 100 120

140 械破壞作用下降。

溫度／℃ 塑煉效果

塑煉工藝參數(shù)的影響

6 塑煉效果與溫度的關(guān)系＊高溫階段

·橡膠高溫下軟化，機(jī)械作用減弱。

3.0

·氧化降解作用為主。

2.0顆粒機(jī)

·熱氧的自動(dòng)催化氧化破壞隨著溫

2 1

度升高而急劇增大。

1.0 A

B

·溫度升高，氧化降解速度大大加

60 80 100 120

140 快。

溫度／℃ 塑煉效果

塑煉工藝參數(shù)的影響

3.0 2.0

2 1.0

1

B 顆粒機(jī)60

80 100 120 140

溫度／℃

思考：開(kāi)煉機(jī)塑煉溫度應(yīng)該低好還是高好？

塑煉效果

塑煉工藝參數(shù)的影響

7 開(kāi)煉機(jī)塑煉—輥溫的影響＊

5

·開(kāi)煉機(jī)塑煉屬于低溫機(jī)械塑煉。

·溫度越低，開(kāi)煉機(jī)的塑煉效果

4

越好。顆粒機(jī)

3

87.5℃

·一般天然橡膠控制在45～55℃

71℃

以下。

2

54℃

27℃

·輥溫降低雖然提高塑煉效果，

1

但動(dòng)力消耗大，對(duì)設(shè)備損耗嚴(yán)

0

10

20

30

40

塑煉時(shí)間／min

重。

負(fù)荷作用下的試片高度h1／mm

塑煉工顆粒機(jī)藝參數(shù)的影響

6 開(kāi)煉機(jī)塑煉—輥距的影響

1

2 80

3

·輥速恒定時(shí)，輥距縮小

60

。 造成作用力增加，塑煉

40 效果提升。

20 5 10 20

30

·膠片變薄，易于冷卻，

塑煉次數(shù) 進(jìn)一步增加塑煉效果。

圖2—7顆粒機(jī) 輥距對(duì)天然橡膠塑煉效果的影響

1-4mm;2-2mm;3-1mm:4-0.5mm 門(mén)尼黏度

塑煉工藝參數(shù)的影響 6 開(kāi)煉機(jī)塑煉—輥速的影響

400

·輥速越快，輥單位時(shí)間

。-46轉(zhuǎn) 內(nèi)通過(guò)輥筒的次數(shù)越多，

·顆粒機(jī)-108轉(zhuǎn) 300

-246轉(zhuǎn) 塑煉效果增加。

200

·輥速過(guò)快，導(dǎo)致快速升

100 溫，反而不利于塑煉效

0 20 40

60 果且不安全。

塑煉時(shí)間／min 思考：速比對(duì)于塑煉效果的影響？

分子量

塑煉工藝參數(shù)的顆粒機(jī)影響

6 開(kāi)煉機(jī)塑煉—塑煉時(shí)間的影響

·最初10～15min，可塑性迅速

0.4

上升。

0.3

0.2

·20 min后可塑性趨于平穩(wěn)。

0.1

·原因：時(shí)間延長(zhǎng)，摩擦生熱

使膠料溫度升高，橡膠分子

0

15

30

45

60

7顆粒機(jī)5

塑煉時(shí)間／min

軟化，導(dǎo)致塑煉效果下降。

·可適當(dāng)冷卻后重新塑煉。

威廉氏可塑度

開(kāi)煉機(jī)塑煉的方法

6開(kāi)煉機(jī)塑煉—塑煉方法

·薄通塑煉、一次塑煉、分段塑煉及添加化學(xué)塑煉劑塑煉薄通塑煉

一次塑煉

分段塑煉

·輥距0.顆粒機(jī)5～1mm

·也稱(chēng)包輥法

·塑煉一定時(shí)間

·輥距2～10mm

（約15min）后

·不包輥

·重復(fù)通過(guò)輥筒

·物料包輥后連

下片，冷卻停放 直到規(guī)定次數(shù)

續(xù)塑煉至規(guī)定

4~8h。 時(shí)間

·塑煉效果好且均

·塑煉效果好且

·操作顆粒機(jī)方便，勞

勻，但占地面積 均勻，但生產(chǎn)

效率低

動(dòng)強(qiáng)度低，塑

大，不適合連續(xù) 煉效果差

生產(chǎn)。

功率

橫壓力

壓力單位t

1.0

7.0

12.7

9.7

18.1

軸距

1.5

6.16

11.7

9.3

12.2

2.0

2.0

3.8

8.顆粒機(jī)5

11.3

橫壓力與軸距之間的關(guān)系？

31

三、開(kāi)煉機(jī)的性能參數(shù)

3.4 橫壓力的影響因素

3．軸距

軸距減小，橫壓力增加。

硬胎面膠

軟胎面膠

軸距

32

橫壓力P

三、開(kāi)煉機(jī)的性能參數(shù)

3.5 接觸角與積膠量

·積膠量：集聚顆粒機(jī)在輥筒間的物料量。

·接觸角a：輥筒斷面中心線的水平線和物料與輥筒的接觸點(diǎn)0與輥筒斷面圓心連線的交角。

F,

0 K

a

33

四、開(kāi)煉機(jī)的工作原理

4.1 受力分析

F,

0 N：物料對(duì)輥筒的正壓力。

F：輥筒對(duì)物料的顆粒機(jī)反作用力?？煞纸鉃樗椒至x和切向分力Ft。

T：輥筒對(duì)物料產(chǎn)生的摩擦力。

34

四、開(kāi)煉機(jī)的工作原理

4.2 開(kāi)煉機(jī)的工作條件

0 當(dāng)T＞Ft時(shí)，物料才能被帶入輥筒中。

T=F*u=F*tan? u：物料與輥顆粒機(jī)筒的摩擦系數(shù)，且

u=tan?

?是物料與輥筒的摩 擦角，與物料可塑度和物料溫度有關(guān)。

由直角三角形FtFO可得：

Ft=F*tana

結(jié)論：

當(dāng)摩擦角?大于接觸 將兩個(gè)式子代入

角a時(shí)，物料才可被

F*tan?>F顆粒機(jī)*tana

拉入到輥筒中，使開(kāi)

煉機(jī)正常工作。 tan?>tana

?>a

35

四、開(kāi)煉機(jī)的工作原理

4.3 開(kāi)煉機(jī)的工作原理

包輥

·兩個(gè)輥筒以不同的速度相對(duì)回轉(zhuǎn)，物料在被輥筒擠壓的同時(shí)，由于摩擦力和粘附力的作用顆粒機(jī)而被拉入兩輥筒的間隙。

·膠料在間隙中受到強(qiáng)烈的擠壓和剪切從而達(dá)到加工膠料的目的。由于兩個(gè)輥筒表面速度和溫度的差異而包覆在一個(gè)輥筒上，重新返回兩輥間，這樣多次反復(fù)，完成煉膠。

36

四、開(kāi)煉機(jī)的工作原理4.顆粒機(jī)4 剪切及擠壓作用

·膠料在通過(guò)輥筒間時(shí)，輥筒對(duì)于膠料產(chǎn)生強(qiáng)烈的剪切及擠壓作用。

·剪切作用與速度梯度相關(guān)。速度梯度愈大，剪切力愈強(qiáng)。

應(yīng)力橡皮擦是如何制造的？

INS DER

橡膠的混煉

1 橡膠制品的工藝流程顆粒機(jī)

烘膠

塑煉

生膠

切膠

（塑煉膠）

混煉

（混煉膠）

配合劑

提純、粉碎、配合

后處理

硫化

成形

橡膠的混煉

2 橡膠混煉概述

·橡膠混煉的定義：將各種配合劑混入可塑度合乎要求的生膠或塑煉膠，制成質(zhì)量均勻的混煉膠的過(guò)程。

·混煉顆粒機(jī)工藝對(duì)于橡膠制品的最終質(zhì)量和后續(xù)加工具有決定性的影響。

·最容易產(chǎn)生質(zhì)量波動(dòng)的工序。

·混煉膠的要求：一定的力學(xué)性能；良好的工藝加工性能（可塑性）；組成和性能均勻一致。

橡膠的混煉

1 橡膠的混煉

刨程

橡膠的混顆粒機(jī)煉

2 開(kāi)煉機(jī)混煉的三個(gè)過(guò)程1． 包輥

·橡膠包輥后，輥縫上要有一定量

堆積膠

添加配合劑 的堆積膠，以便混料時(shí)產(chǎn)生一定

徑向混合作用。 2． 吃粉

慢速輥

·堆積膠不斷翻滾和更替，以便將

配合劑帶入輥縫。

輥距 3．顆粒機(jī)翻煉

·膠料無(wú)軸向流動(dòng)，且會(huì)形成“死層”，混合不均，分層。

·翻膠：左右割刀、打卷、打三角包和薄通法。

橡膠的混煉

2 翻膠工藝

優(yōu)酷

翻膠操作-割刀法

橡膠的混煉

2 混煉的五個(gè)階段

（a）填料／塊狀橡膠

（b）填充型顆粒機(jī)粉末橡膠

混煉過(guò)程是配合劑在生膠

中分散和混合的過(guò)程。配

888

破碎

破碎

合劑的分散效果是影響膠

料性能的關(guān)鍵因素。

混入

一

混煉過(guò)程的五個(gè)階段：破

分散

分散

碎、混入、分散、簡(jiǎn)單混

→

--

合和塑化。前期以混入為

簡(jiǎn)單混合顆粒機(jī)

簡(jiǎn)單混合

主，后期以分散為主。

橡膠的混煉

3 混煉的加料順序

促進(jìn)劑、活性

生膠

固體軟化劑

劑、防老劑

補(bǔ)強(qiáng)劑、填充

硫磺及超促進(jìn)劑

液體軟化劑

劑

思考：加料順序的原則？

橡膠的混煉

3 混煉的加料順序

·原則：難分散、量少顆粒機(jī)、作用大的先加；用量多而容易分散的后加，硫化劑和促進(jìn)劑分開(kāi)加，硫化劑和促進(jìn)劑分開(kāi)加。

·特定膠料，特定順序。

難分散

用量少，作用大 固體軟化劑

促進(jìn)劑、活性 生膠

劑、防老劑

補(bǔ)強(qiáng)劑、填充 硫磺及超促進(jìn)劑

液體軟顆粒機(jī)化劑

劑 防止補(bǔ)強(qiáng)劑結(jié)團(tuán)

橡膠的混煉

4 開(kāi)煉機(jī)混煉的工藝條件—轉(zhuǎn)速及速比1、轉(zhuǎn)速

轉(zhuǎn)速高，生產(chǎn)效率快，但安全性降低。轉(zhuǎn)速一般控制在16～18r／min。

2、速比

比塑煉時(shí)小，合成橡膠小于天然橡膠。適宜的速比為顆粒機(jī)1：（1.1～1.2）。

橡膠的混煉

4 開(kāi)煉機(jī)混煉的工藝條件3、輥溫

摩擦大量生熱，應(yīng)及時(shí)散熱，否則引起膠料燒焦或配合劑結(jié)團(tuán)。輥溫保持在50～60℃之間或更低。4、混煉時(shí)間

依照轉(zhuǎn)速、容量及配方而定。確保混顆粒機(jī)煉均勻的情況下，適當(dāng)縮短時(shí)間。混煉時(shí)間過(guò)長(zhǎng)影響生產(chǎn)效率且易產(chǎn)生過(guò)煉。天然橡膠一般在20～30min。

橡膠的混煉

4 開(kāi)煉機(jī)混煉的工藝條件5、輥距

輥距小，剪切力大，利于分散，但輥距太小會(huì)導(dǎo)致堆積膠難以進(jìn)入顆粒機(jī)輥縫，反而降低混煉效果。輥距一般4～8mm。

6、裝膠容量

裝膠量過(guò)多，易產(chǎn)生混煉不均勻；裝膠量過(guò)少，設(shè)備利用率低且易造成過(guò)煉。裝膠量以包輥后還存有一定堆積膠為適。

橡膠的混煉

4混煉的技術(shù)要求

（1）配合劑均顆粒機(jī)勻分散到生膠中，保證膠料性能一致；

（2）補(bǔ)強(qiáng)劑和生膠配合良好，達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)效果；（3）膠料具有一定可塑性，便于后續(xù)加工；

（4）在保證膠料質(zhì)量的前提下，膠料混煉時(shí)間和能量消耗盡可能減少。

橡膠的混煉

5 開(kāi)煉機(jī)顆粒機(jī)混煉—混煉方法一段混煉和分段混煉。

·一段混煉：一次完成混煉過(guò)程。

·分段混煉：第一次混煉加入除硫磺和超促進(jìn)劑以外的配合劑。下片并放置8h后，再次混煉。

混煉方法選取原則：

①含膠量高或天然橡膠與少量合成橡膠顆粒機(jī)并用，且補(bǔ)強(qiáng)劑用量少時(shí)，通常采用一段混煉。

②合成橡膠為主，且補(bǔ)強(qiáng)劑用量多，可采用兩段法。

橡膠的混煉

·橡膠氣球的制備過(guò)程

https://www.bilibili.com/video/BV1NW411q7顆粒機(jī)wC?from= search&seid=15183126624563710243

·擠壓作用由物料通過(guò)逐漸縮小的輥

筒間距產(chǎn)生。隨橫壓力的增大而增大。

37

五、容量與生產(chǎn)力

5.1 開(kāi)煉機(jī)的容量

·定義：開(kāi)煉機(jī)顆粒機(jī)一次塑煉、混煉裝料量。

·容量需根據(jù)物料包裹前輥筒后，并且在兩輥筒間有一定數(shù)量的堆積膠確定。

·經(jīng)驗(yàn)公式：

q=KDL q：一次裝料容量，L；D：輥筒直徑，cm；

L：輥筒工作部分長(zhǎng)度，cm；

K：經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一顆粒機(jī)般取0.0065～0.0085，L／c㎡2。

38

五、容量與生產(chǎn)力

5.1 開(kāi)煉機(jī)的生產(chǎn)能力

Q = 60gra

Q：生產(chǎn)能力，kg／h；q：一次裝料容量，L；r：物料的密度，kg／L；t:

一次煉膠時(shí)間，mi顆粒機(jī)n；

a：設(shè)備利用系數(shù)，一般為0.85～0.9。

39

六、開(kāi)煉機(jī)的功率變化規(guī)律

·功率消耗是開(kāi)煉機(jī)經(jīng)濟(jì)性能的指標(biāo)。

·影響因素：物料性質(zhì)、溫度、輥筒規(guī)格、輥筒回轉(zhuǎn)速度、速比、輥距、加工時(shí)間及操作方法等。

·滿足顆粒機(jī)同等生產(chǎn)能力條件下，驅(qū)動(dòng)功率越小，經(jīng)濟(jì)性能越好。

126

108

硬胎面膠 功率

功率

36 軟胎面膠

18 0 2 6

8 軸距

時(shí)間

40 9072?

思考題

1．輥筒的性能要求有哪些？為何要將輥筒設(shè)計(jì)成中空結(jié)構(gòu)？

2．顆粒機(jī)橫壓力的影響因素有哪些？

41