第二章 開煉機(jī)

1、 開放式煉膠機(jī)開放式煉膠機(jī)(mill for rubber)簡稱簡稱開煉機(jī)或煉膠機(jī)開煉機(jī)或煉膠機(jī),又稱雙輥捏煉機(jī)。它又稱雙輥捏煉機(jī)。它通過兩個(gè)水平放置并以不同線速度相通過兩個(gè)水平放置并以不同線速度相對回轉(zhuǎn)的輥筒，將橡膠原材料進(jìn)行剪對回轉(zhuǎn)的輥筒，將橡膠原材料進(jìn)行剪切、擠壓使其塑化、混合，制成符合切、擠壓使其塑化、混合，制成符合生產(chǎn)加工要求的坯料。生產(chǎn)加工要求的坯料。 開煉機(jī)是橡膠工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的開煉機(jī)是橡膠工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的一種設(shè)備，至今已有近二百多年歷史。隨著一種設(shè)備，至今已有近二百多年歷史。隨著科技和橡膠工業(yè)的不斷發(fā)展，開煉機(jī)的結(jié)構(gòu)科技和橡膠工業(yè)的不斷發(fā)展，開煉機(jī)的結(jié)構(gòu)和性能有了很

2、大改進(jìn)，在技術(shù)上已達(dá)到一個(gè)和性能有了很大改進(jìn)，在技術(shù)上已達(dá)到一個(gè)新的水平。新的水平。本節(jié)基本要求本節(jié)基本要求一、用途與分類一、用途與分類 開煉機(jī)主要用于橡膠的熱煉、壓片、塑開煉機(jī)主要用于橡膠的熱煉、壓片、塑煉、煉、混煉和破膠。也可用于再生膠的粉碎、捏煉混煉和破膠。也可用于再生膠的粉碎、捏煉和精和精煉。煉。2.1 概述Introduction橡膠加工設(shè)備 塑煉塑煉：就是通過機(jī)械加工，使橡膠由彈性就是通過機(jī)械加工，使橡膠由彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變成可塑狀態(tài)的工藝加工過程。狀態(tài)轉(zhuǎn)變成可塑狀態(tài)的工藝加工過程。 為了提高橡膠產(chǎn)品的性能，必須在生膠中為了提高橡膠產(chǎn)品的性能，必須在生膠中加入各種配合劑。加入各種配合劑。

3、混煉混煉就是通過機(jī)械作用，使就是通過機(jī)械作用，使生膠與各種配合劑均勻混合的過程。生膠與各種配合劑均勻混合的過程。 精煉精煉:就是通過機(jī)械加工除去再生膠中硬雜就是通過機(jī)械加工除去再生膠中硬雜物質(zhì)的過程物質(zhì)的過程.2.1 概述Introduction2.1.1 2.1.1 用途與類型用途與類型橡膠加工設(shè)備塑塑 煉煉 plasticating熱熱 煉煉 hot milling壓壓 片片preforming供供 膠膠Suppling R破破 膠膠breaking R精精 煉煉refining混混 煉煉milling/mixing實(shí)驗(yàn)用實(shí)驗(yàn)用for lab用用 途途 開煉機(jī)的分類開煉機(jī)的分類開煉機(jī)名稱

4、輥面形狀 用 途 開煉機(jī) 光滑 膠料熱煉供膠，生膠塑煉和膠料混煉 壓片機(jī) 光滑 用于密煉機(jī)卸料壓片 熱煉機(jī) 光滑溝紋 膠料預(yù)熱或粗煉 破膠機(jī) 光滑溝紋 生膠塑煉前的破膠 粉碎機(jī) 溝紋溝紋 廢舊橡膠塊的破碎再生膠捏煉機(jī) 光滑 再生膠粉的捏煉 精煉機(jī) 腰鼓形 清除再生膠中的硬雜物 熱煉機(jī)熱煉機(jī)hot milling M壓片機(jī)壓片機(jī)preforming M供膠機(jī)供膠機(jī)supplying M破膠機(jī)破膠機(jī)洗膠機(jī)洗膠機(jī)再生膠混煉機(jī)再生膠混煉機(jī)regenerated rubber精煉機(jī)精煉機(jī) refiner精細(xì)破膠機(jī)精細(xì)破膠機(jī)實(shí)驗(yàn)用煉膠機(jī)實(shí)驗(yàn)用煉膠機(jī)塑（混）煉機(jī)塑（混）煉機(jī) plasticator(mixe

5、r)2.1 概述Introduction2.1.1 2.1.1 用途與類型用途與類型類類 型型橡膠加工設(shè)備類類 型型輥筒表面形狀輥筒表面形狀主主 要要 用用 途途表表1 1 開煉機(jī)的分類開煉機(jī)的分類Table1 Types of mill for rubber2.1 概述Introduction橡膠加工設(shè)備橡膠加工設(shè)備2.1 概述Introduction橡膠加工設(shè)備二、二、 規(guī)格與技術(shù)特征規(guī)格與技術(shù)特征u開煉機(jī)規(guī)格常用開煉機(jī)規(guī)格常用“輥筒直徑輥筒直徑* *工作部分的長度工作部分的長度”來來表示，單位毫米或英寸。如表示，單位毫米或英寸。如400* *1000, 16* * 46。u中國常用規(guī)格表

6、示：中國常用規(guī)格表示：X（S）K-400，XKR-400， XKJ-400 ， XKP-400 XX橡膠；橡膠； SS塑料；塑料；KK開煉機(jī)開煉機(jī)400輥筒直徑為輥筒直徑為400mm；PP破碎。破碎。R R 熱煉；熱煉；JJ精煉；精煉；表表2 2 開煉機(jī)的規(guī)格與技術(shù)特征開煉機(jī)的規(guī)格與技術(shù)特征Table2 Specifications and technical characteristics2.1 概述Introduction橡膠加工設(shè)備The Molding Equipment for RubberThe Molding Equipment for Rubber 橫梁橫梁4.0-5.0 輥輥

7、筒筒2.5-3.1調(diào)距螺桿調(diào)距螺桿2.3 調(diào)距螺母調(diào)距螺母2.0 安全墊片安全墊片1.5。(1) 性能要求性能要求 輥筒是開煉機(jī)直接承擔(dān)與完成煉膠作業(yè)的主要零部輥筒是開煉機(jī)直接承擔(dān)與完成煉膠作業(yè)的主要零部件?？紤]到輥筒在工作時(shí)要承受很大的負(fù)荷力、物料件?？紤]到輥筒在工作時(shí)要承受很大的負(fù)荷力、物料的強(qiáng)烈摩擦及較大的溫度變化，因此輥筒在技術(shù)性能的強(qiáng)烈摩擦及較大的溫度變化，因此輥筒在技術(shù)性能上應(yīng)具備以下特點(diǎn)上應(yīng)具備以下特點(diǎn):具有足夠的力學(xué)強(qiáng)度和剛度。具有足夠的力學(xué)強(qiáng)度和剛度。工作表面應(yīng)具有較高的耐磨性、耐化學(xué)腐蝕性和抗剝工作表面應(yīng)具有較高的耐磨性、耐化學(xué)腐蝕性和抗剝落性落性良好的導(dǎo)熱性能。良好的導(dǎo)熱

8、性能。合理的幾何形狀。合理的幾何形狀。制造簡單，價(jià)格便宜。制造簡單，價(jià)格便宜。 輥筒的材料一般多采用輥筒的材料一般多采用冷硬鑄鐵冷硬鑄鐵。這種材料表面組織堅(jiān)硬、。這種材料表面組織堅(jiān)硬、 耐磨損、耐腐蝕；內(nèi)部韌性較好，強(qiáng)度大；易導(dǎo)熱、易加工、耐磨損、耐腐蝕；內(nèi)部韌性較好，強(qiáng)度大；易導(dǎo)熱、易加工、造價(jià)低。造價(jià)低。 冷硬鑄鐵輥筒分為冷硬鑄鐵輥筒分為普通冷硬鑄鐵普通冷硬鑄鐵(LTG-P)和和合金冷硬鑄鐵合金冷硬鑄鐵 (LTG-H) 兩種。合金冷硬鑄鐵的表面硬度及工作強(qiáng)度等性兩種。合金冷硬鑄鐵的表面硬度及工作強(qiáng)度等性能更為優(yōu)異，因此使用壽命延長。以能更為優(yōu)異，因此使用壽命延長。以鉻鉬或低鎳鉻合金鉻鉬或低

9、鎳鉻合金冷硬冷硬鑄鐵制造的輥筒在其力學(xué)強(qiáng)度與表面白口層硬度方面皆有提鑄鐵制造的輥筒在其力學(xué)強(qiáng)度與表面白口層硬度方面皆有提高。另外，一種高。另外，一種復(fù)合型的低鎳鉻球墨無限冷硬鑄鐵復(fù)合型的低鎳鉻球墨無限冷硬鑄鐵更有益于更有益于輥筒綜合力學(xué)性能的提高。試驗(yàn)用的小規(guī)格輥筒，為制造方輥筒綜合力學(xué)性能的提高。試驗(yàn)用的小規(guī)格輥筒，為制造方便也有采用便也有采用中碳鋼焊接中碳鋼焊接制成；大規(guī)格的輥筒可用制成；大規(guī)格的輥筒可用鑄鋼鑄鋼分段鑄分段鑄造后再焊接制成，這可免去復(fù)雜的冷硬鑄造。鋼制輥筒可采造后再焊接制成，這可免去復(fù)雜的冷硬鑄造。鋼制輥筒可采用表面淬火、滲碳等熱處理方法，獲得足夠的表面硬度。用表面淬火、滲

10、碳等熱處理方法，獲得足夠的表面硬度。l輥筒的結(jié)構(gòu)輥筒的結(jié)構(gòu):中空結(jié)構(gòu)和圓周鉆孔結(jié)構(gòu)。中空結(jié)構(gòu)和圓周鉆孔結(jié)構(gòu)。 開煉機(jī)的輥筒一般分為三部分。開煉機(jī)的輥筒一般分為三部分。 這三部分是這三部分是輥筒體輥筒體（直徑為（直徑為D的工作部分），的工作部分），軸頸部分軸頸部分（直徑為（直徑為d1的支撐部分，裝軸承），的支撐部分，裝軸承），傳動部分傳動部分（直徑為（直徑為d4，裝傳動齒輪）。，裝傳動齒輪）。圖圖1 輥筒形狀輥筒形狀Fig. 2 The form of milll輥筒結(jié)構(gòu)有兩種：中空輥筒和鉆孔輥筒。輥筒結(jié)構(gòu)有兩種：中空輥筒和鉆孔輥筒。l輥筒的尺寸輥筒的尺寸 輥筒各部分的尺寸是以工作部分的直徑輥筒

11、各部分的尺寸是以工作部分的直徑D為基礎(chǔ)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)資料結(jié)合生產(chǎn)具體情況確為基礎(chǔ)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)資料結(jié)合生產(chǎn)具體情況確定的。定的。P20表表2-3。 只要知道了直徑只要知道了直徑D,其他個(gè)部分的尺寸都可其他個(gè)部分的尺寸都可以計(jì)算出來以計(jì)算出來. 開煉機(jī)的用途，輥筒的表面形狀也不開煉機(jī)的用途，輥筒的表面形狀也不同。表面光滑的輥筒多用于塑煉、混煉、同。表面光滑的輥筒多用于塑煉、混煉、壓片、熱煉、精煉，表面帶有溝紋的輥壓片、熱煉、精煉，表面帶有溝紋的輥筒多用于破膠、洗膠、破碎、熱煉。筒多用于破膠、洗膠、破碎、熱煉。 開煉機(jī)的輥筒工作時(shí)受到橫壓力（徑向力）、開煉機(jī)的輥筒工作時(shí)受到橫壓力（徑向力）、摩擦力（切向力

12、）、溫度應(yīng)力、大小驅(qū)動齒摩擦力（切向力）、溫度應(yīng)力、大小驅(qū)動齒輪和速比齒輪的作用力。此外，還有自重。輪和速比齒輪的作用力。此外，還有自重。以后輥筒為例，受到以后輥筒為例，受到大小驅(qū)動齒輪的作用大小驅(qū)動齒輪的作用力，大小速比齒輪的力，大小速比齒輪的作用力。齒輪排列如作用力。齒輪排列如圖。圖。 輥筒受到橫壓力作用，承受彎曲應(yīng)輥筒受到橫壓力作用，承受彎曲應(yīng)力，同時(shí)受到膠料的摩擦力和軸承的摩力，同時(shí)受到膠料的摩擦力和軸承的摩擦力作用，因而輥筒又要承受扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，擦力作用，因而輥筒又要承受扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，所以輥筒實(shí)際上受彎扭復(fù)合應(yīng)力。所以輥筒實(shí)際上受彎扭復(fù)合應(yīng)力。一般只對后輥筒進(jìn)行強(qiáng)度校核。一般只對后輥筒進(jìn)行強(qiáng)

13、度校核。 開煉機(jī)的工作負(fù)荷大、輥筒運(yùn)轉(zhuǎn)速度開煉機(jī)的工作負(fù)荷大、輥筒運(yùn)轉(zhuǎn)速度較低、工作溫度較高。因此要求軸承承較低、工作溫度較高。因此要求軸承承載能力強(qiáng)、耐磨、使用壽命長、制造及載能力強(qiáng)、耐磨、使用壽命長、制造及安裝方便。所以開煉機(jī)的輥筒多采用滑安裝方便。所以開煉機(jī)的輥筒多采用滑動軸承予以支撐，對一些性能較優(yōu)的大動軸承予以支撐，對一些性能較優(yōu)的大型、快速開煉機(jī)有使用滾動軸承支撐輥型、快速開煉機(jī)有使用滾動軸承支撐輥筒的。筒的。l 滑動軸承結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低，因而滑動軸承結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低，因而廣泛使用。廣泛使用。 滑動軸承由滑動軸承由軸承體軸承體和和軸襯軸襯兩部分組成。軸承體兩部分

14、組成。軸承體用鑄鐵或鑄鋼制造而軸襯用鑄錫青銅或尼龍來制用鑄鐵或鑄鋼制造而軸襯用鑄錫青銅或尼龍來制造。軸被軸承支承的部分稱為軸頸，與軸頸相配的造。軸被軸承支承的部分稱為軸頸，與軸頸相配的零件稱為軸瓦。為了改善軸瓦表面的摩擦性質(zhì)而在零件稱為軸瓦。為了改善軸瓦表面的摩擦性質(zhì)而在其內(nèi)表面上澆鑄的減摩材料層稱為軸襯。其內(nèi)表面上澆鑄的減摩材料層稱為軸襯。 與青銅軸襯相比填充與青銅軸襯相比填充MC（甲基纖維素）尼龍（甲基纖維素）尼龍軸襯具有多種優(yōu)點(diǎn)是一種新型軸襯材料。軸襯具有多種優(yōu)點(diǎn)是一種新型軸襯材料。 耐磨性能好使用壽命比青銅軸襯高一倍以上。耐磨性能好使用壽命比青銅軸襯高一倍以上。密度小其密度僅為鑄錫青銅

15、的密度小其密度僅為鑄錫青銅的18左右減左右減輕了構(gòu)件的質(zhì)量。輕了構(gòu)件的質(zhì)量。具有良好的儲油能力和自潤滑性能一般情況具有良好的儲油能力和自潤滑性能一般情況下不必使用潤滑油。下不必使用潤滑油?？箾_擊、吸振、消聲無應(yīng)力集中?？箾_擊、吸振、消聲無應(yīng)力集中。機(jī)械加工容易、安裝方便、維護(hù)簡單。機(jī)械加工容易、安裝方便、維護(hù)簡單。 摩擦因數(shù)小、生熱少、節(jié)能效果明顯。摩擦因數(shù)小、生熱少、節(jié)能效果明顯。成本較低，約為青銅材料的成本較低，約為青銅材料的5060%。尼龍軸襯的缺點(diǎn)是導(dǎo)熱性差、熱膨脹較大。尼龍軸襯的缺點(diǎn)是導(dǎo)熱性差、熱膨脹較大。 滑動軸承在非液體摩擦狀態(tài)下工作。因承受的滑動軸承在非液體摩擦狀態(tài)下工作。因承

16、受的負(fù)荷很大，必須很好地進(jìn)行潤滑。潤滑方式有滴油負(fù)荷很大，必須很好地進(jìn)行潤滑。潤滑方式有滴油潤滑法、間歇加油潤滑法和連續(xù)強(qiáng)制潤滑法。潤滑潤滑法、間歇加油潤滑法和連續(xù)強(qiáng)制潤滑法。潤滑劑為干黃油和稀機(jī)油。劑為干黃油和稀機(jī)油。 開煉機(jī)的潤滑主要是軸承的潤滑，有單獨(dú)潤滑開煉機(jī)的潤滑主要是軸承的潤滑，有單獨(dú)潤滑和集中潤滑。單獨(dú)潤滑是每個(gè)軸承分別稀油或干油和集中潤滑。單獨(dú)潤滑是每個(gè)軸承分別稀油或干油潤滑，集中潤滑是一個(gè)油泵供油，經(jīng)分配器供給每潤滑，集中潤滑是一個(gè)油泵供油，經(jīng)分配器供給每個(gè)需要油的軸承。個(gè)需要油的軸承。圖圖2-8 滑動軸承滑動軸承 近年來，在大型開煉機(jī)上使用了雙近年來，在大型開煉機(jī)上使用了雙

17、列滾動軸承，如圖所示。滾動軸承摩擦列滾動軸承，如圖所示。滾動軸承摩擦損失小、節(jié)能、潤滑油的消耗量較少、損失小、節(jié)能、潤滑油的消耗量較少、使用壽命長、維護(hù)方便，但是配套困難、使用壽命長、維護(hù)方便，但是配套困難、價(jià)格高，國內(nèi)尚未廣泛使用。價(jià)格高，國內(nèi)尚未廣泛使用。l滾動軸承滾動軸承 滾動軸承和滑動軸承的區(qū)別首先表象在滾動軸承和滑動軸承的區(qū)別首先表象在結(jié)構(gòu)上，滾動軸承是靠滾動體的轉(zhuǎn)動來支撐結(jié)構(gòu)上，滾動軸承是靠滾動體的轉(zhuǎn)動來支撐轉(zhuǎn)動軸的，因而接觸部位是一個(gè)點(diǎn)，滾動體轉(zhuǎn)動軸的，因而接觸部位是一個(gè)點(diǎn)，滾動體越多，接觸點(diǎn)就越多；滑動軸承是靠平滑的越多，接觸點(diǎn)就越多；滑動軸承是靠平滑的面來支撐轉(zhuǎn)動軸的，因而接

18、觸部位是一個(gè)面。面來支撐轉(zhuǎn)動軸的，因而接觸部位是一個(gè)面。其次是運(yùn)動方式不同，滾動軸承的運(yùn)動方式其次是運(yùn)動方式不同，滾動軸承的運(yùn)動方式是滾動；滑動軸承的運(yùn)動方式是滑動，因而是滾動；滑動軸承的運(yùn)動方式是滑動，因而摩擦形式上也就完全不相同。摩擦形式上也就完全不相同。 開煉機(jī)在工作時(shí)因加工物料及工藝過開煉機(jī)在工作時(shí)因加工物料及工藝過程的不同，對輥距大小的要求也不一樣。程的不同，對輥距大小的要求也不一樣。輥距調(diào)整量的大小視機(jī)臺的規(guī)格而定，輥距調(diào)整量的大小視機(jī)臺的規(guī)格而定，調(diào)距范圍一般在調(diào)距范圍一般在0.1-15mm之間。之間。 1. 類型與結(jié)構(gòu)類型與結(jié)構(gòu) 調(diào)距裝置按結(jié)構(gòu)形式的不同分為調(diào)距裝置按結(jié)構(gòu)形式的

19、不同分為手動、手動、電動、液壓傳動電動、液壓傳動三種。目前以前兩種形三種。目前以前兩種形式為主。式為主。l結(jié)構(gòu)形式很多，下圖是常用的一種。蝸輪蝸結(jié)構(gòu)形式很多，下圖是常用的一種。蝸輪蝸桿傳動。桿傳動。l另外，在中小型開煉機(jī)上，為便于操作，常另外，在中小型開煉機(jī)上，為便于操作，常采用下圖的形式。用螺旋齒輪代替了蝸輪蝸采用下圖的形式。用螺旋齒輪代替了蝸輪蝸桿傳動。手動調(diào)距裝置結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，桿傳動。手動調(diào)距裝置結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，但勞動強(qiáng)度大，適用于中小型開煉機(jī)。但勞動強(qiáng)度大，適用于中小型開煉機(jī)。l如圖如圖1-27所示。與手動調(diào)距裝置不同的是以所示。與手動調(diào)距裝置不同的是以電動機(jī)代替手輪。操作簡

20、單、動作可靠，但電動機(jī)代替手輪。操作簡單、動作可靠，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般用于大型開煉機(jī)。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般用于大型開煉機(jī)。 手電結(jié)合式調(diào)距手電結(jié)合式調(diào)距裝置結(jié)合前兩者的特裝置結(jié)合前兩者的特點(diǎn)，調(diào)距既簡單又精點(diǎn)，調(diào)距既簡單又精確，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。確，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 液壓調(diào)距裝置以液壓力作為調(diào)距動力，液壓調(diào)距裝置以液壓力作為調(diào)距動力，在機(jī)架內(nèi)與軸承體相對應(yīng)的位置處設(shè)有兩增在機(jī)架內(nèi)與軸承體相對應(yīng)的位置處設(shè)有兩增壓油缸，推動輥筒位移。結(jié)構(gòu)簡單，操作方壓油缸，推動輥筒位移。結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。缺點(diǎn)是不易維護(hù)，不能自動退回。便。缺點(diǎn)是不易維護(hù)，不能自動退回。 l調(diào)距裝置工作時(shí)主要受恒壓力的水平分調(diào)距裝置工作時(shí)主要受恒壓

21、力的水平分力的作用。力的作用。l螺桿材料常用螺桿材料常用45鋼，螺母材料常用青銅鋼，螺母材料常用青銅或鑄鐵?；蜩T鐵。 開煉機(jī)屬于開式、手工操作的機(jī)臺，開煉機(jī)屬于開式、手工操作的機(jī)臺，工作負(fù)荷大，工作過程中很容易發(fā)生人工作負(fù)荷大，工作過程中很容易發(fā)生人身及機(jī)械事故，安全制動裝置顯得尤為身及機(jī)械事故，安全制動裝置顯得尤為重要。重要。 安全裝置有安全墊片和液壓安全裝置兩類。安全裝置有安全墊片和液壓安全裝置兩類。 圖中圖中2為安全墊片。為安全墊片。l當(dāng)開煉機(jī)輥筒受到橫壓力過大時(shí)，安裝在前輥筒軸當(dāng)開煉機(jī)輥筒受到橫壓力過大時(shí)，安裝在前輥筒軸承座上與調(diào)距螺桿之間的安全墊片被剪切破壞，從承座上與調(diào)距螺桿之間的

22、安全墊片被剪切破壞，從而使輥筒的輥距放大，使輥筒受到的橫壓力下降，而使輥筒的輥距放大，使輥筒受到的橫壓力下降，保護(hù)了輥筒以免輥筒斷。其結(jié)構(gòu)見圖所示：保護(hù)了輥筒以免輥筒斷。其結(jié)構(gòu)見圖所示：l作用：保護(hù)滾筒機(jī)架、輥筒等重要零部件。作用：保護(hù)滾筒機(jī)架、輥筒等重要零部件。l材料：鑄鐵或碳素鋼。用鑄鐵制造墊片，材料：鑄鐵或碳素鋼。用鑄鐵制造墊片，破壞時(shí)靈敏性高，但制造質(zhì)量不易保證；破壞時(shí)靈敏性高，但制造質(zhì)量不易保證；用碳素鋼制造墊片，制造質(zhì)量好，但破壞用碳素鋼制造墊片，制造質(zhì)量好，但破壞時(shí)靈敏性差，有延續(xù)作用。時(shí)靈敏性差，有延續(xù)作用。l使用特點(diǎn)：制造容易，更換方便，成本低。使用特點(diǎn)：制造容易，更換方便，

23、成本低。但在沖擊載荷下，承載能力降低，更換頻但在沖擊載荷下，承載能力降低，更換頻繁，而且需要停機(jī)更換，影響生產(chǎn)。因此繁，而且需要停機(jī)更換，影響生產(chǎn)。因此在新型開煉機(jī)上開始采用在新型開煉機(jī)上開始采用液壓安全裝置。液壓安全裝置。l 液壓安全裝置安裝在前滾筒調(diào)距螺桿液壓安全裝置安裝在前滾筒調(diào)距螺桿與軸承之間，通過泄油壓使得輥距放大，與軸承之間，通過泄油壓使得輥距放大，橫壓力下降，當(dāng)橫壓力下降，當(dāng)P下降到低于給定壓力后，下降到低于給定壓力后，油壓可自動推動前滾筒回復(fù)到原來的輥油壓可自動推動前滾筒回復(fù)到原來的輥距。距。l 特點(diǎn)是不用更換零件，便于控制。特點(diǎn)是不用更換零件，便于控制。 制動裝置的位置：裝在

24、電機(jī)與連軸器之間的制動裝置的位置：裝在電機(jī)與連軸器之間的聯(lián)軸節(jié)上，操縱裝置裝在工人操作位置的附聯(lián)軸節(jié)上，操縱裝置裝在工人操作位置的附近，拉桿上或腳踏板上，或二者都裝。近，拉桿上或腳踏板上，或二者都裝。l對制動裝置的要求：對制動裝置的要求：控制位置要適合操作控制位置要適合操作人員使用方便。人員使用方便。裝置要經(jīng)常屬于正常狀態(tài)。裝置要經(jīng)常屬于正常狀態(tài)?？辙D(zhuǎn)制動后，前滾筒繼續(xù)回轉(zhuǎn)不得超過滾空轉(zhuǎn)制動后，前滾筒繼續(xù)回轉(zhuǎn)不得超過滾筒圓周的筒圓周的1/4。l目前應(yīng)用較多的制動裝置有安全拉桿和制動目前應(yīng)用較多的制動裝置有安全拉桿和制動器兩部分組成。器兩部分組成。l 安全拉桿位于開煉機(jī)的橫梁上。緊安全拉桿位于開

25、煉機(jī)的橫梁上。緊急剎車時(shí)，拉動拉桿使行程開關(guān)動作。急剎車時(shí)，拉動拉桿使行程開關(guān)動作。完成兩個(gè)動作，一切斷主電機(jī)電源，二完成兩個(gè)動作，一切斷主電機(jī)電源，二接通制動器電源。接通制動器電源。l 為克服電動機(jī)和輥筒的回轉(zhuǎn)慣性，使為克服電動機(jī)和輥筒的回轉(zhuǎn)慣性，使輥筒立即停轉(zhuǎn)，還須設(shè)制動器。輥筒立即停轉(zhuǎn)，還須設(shè)制動器。圖圖1 常用開煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)常用開煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)Fig.1 The basic structure of common mill for rubber圖中圖中11為安全拉桿為安全拉桿l一般裝在電機(jī)和減速器的聯(lián)軸節(jié)上。一般裝在電機(jī)和減速器的聯(lián)軸節(jié)上。l常用制動方法是常用制動方法是電磁控制制動法

26、電磁控制制動法。近年。近年來，在小型開煉機(jī)的設(shè)計(jì)中有采用電機(jī)來，在小型開煉機(jī)的設(shè)計(jì)中有采用電機(jī)能耗制動法。能耗制動法。l電磁控制制動裝置有塊式和帶式兩種。電磁控制制動裝置有塊式和帶式兩種。塊式制動器又稱塊式制動器又稱電磁抱閘制動器。電磁抱閘制動器。電磁抱閘制動法電磁抱閘制動法簡單可靠，為大簡單可靠，為大部分開煉機(jī)采用。部分開煉機(jī)采用。l在停機(jī)時(shí)，先切斷主電機(jī)電源，同時(shí)在在停機(jī)時(shí)，先切斷主電機(jī)電源，同時(shí)在電機(jī)定子兩相繞組中通入直流電源，便電機(jī)定子兩相繞組中通入直流電源，便產(chǎn)生與電動機(jī)轉(zhuǎn)向相反的轉(zhuǎn)距，從而達(dá)產(chǎn)生與電動機(jī)轉(zhuǎn)向相反的轉(zhuǎn)距，從而達(dá)到制動。這種方法在各種開煉機(jī)上廣泛到制動。這種方法在各種開

27、煉機(jī)上廣泛應(yīng)用。應(yīng)用。 為確保物料的有效捏煉，開煉機(jī)的輥為確保物料的有效捏煉，開煉機(jī)的輥筒表面需要保持一定溫度，而且溫度因物筒表面需要保持一定溫度，而且溫度因物料與工藝的不同而不同，（如橡膠塑煉溫料與工藝的不同而不同，（如橡膠塑煉溫度在度在3050左右，天然膠在左右，天然膠在5060左左右，混煉時(shí)一般不超過右，混煉時(shí)一般不超過7590，以防止，以防止早期硫化。）這就需要輥溫調(diào)節(jié)裝置。早期硫化。）這就需要輥溫調(diào)節(jié)裝置。工作溫度對開煉機(jī)的加工性能有很大的工作溫度對開煉機(jī)的加工性能有很大的影響。對橡膠塑煉而言，較低的輥筒溫度可影響。對橡膠塑煉而言，較低的輥筒溫度可獲得較好的塑煉效果。天然膠容易包熱輥

28、，獲得較好的塑煉效果。天然膠容易包熱輥，因此混煉時(shí)通常前輥溫度控制在因此混煉時(shí)通常前輥溫度控制在55556060，后輥后輥50505555。多數(shù)合成膠在混煉時(shí)生熱量。多數(shù)合成膠在混煉時(shí)生熱量較大，故兩輥溫度均應(yīng)比天然膠低較大，故兩輥溫度均應(yīng)比天然膠低5 51 1，而多數(shù)合成膠容易包冷輥，所以前輥溫度要而多數(shù)合成膠容易包冷輥，所以前輥溫度要低于后輥溫度。低于后輥溫度。l常見的調(diào)溫裝置有兩種，一種是開式調(diào)常見的調(diào)溫裝置有兩種，一種是開式調(diào)溫裝置，主要用在需要冷卻的煉膠機(jī)上。溫裝置，主要用在需要冷卻的煉膠機(jī)上。一種是閉式調(diào)溫裝置，主要用在需要加一種是閉式調(diào)溫裝置，主要用在需要加熱的煉塑機(jī)上熱的煉塑機(jī)

29、上l特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，冷卻效果好。冷卻水耗量大。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，冷卻效果好。冷卻水耗量大。l嚴(yán)格控制冷卻水的初溫，嚴(yán)格控制冷卻水的初溫，1014左左右。右。l輥筒內(nèi)表面加工時(shí)要清理干凈輥筒內(nèi)表面加工時(shí)要清理干凈l嚴(yán)格控制冷卻水的質(zhì)量，盡量使用不嚴(yán)格控制冷卻水的質(zhì)量，盡量使用不含鹽類礦物質(zhì)的冷卻水。含鹽類礦物質(zhì)的冷卻水。l輥筒在使用過程中要經(jīng)常清洗輥筒在使用過程中要經(jīng)常清洗l在保證強(qiáng)度的條件下，減小輥筒的厚在保證強(qiáng)度的條件下，減小輥筒的厚度。度。l翻膠裝置位于壓片機(jī)的上方，可機(jī)械翻翻膠裝置位于壓片機(jī)的上方，可機(jī)械翻動膠料，以代替人工割膠、翻膠及打膠動膠料，以代替人工割膠、翻膠及打膠包等，使膠料進(jìn)一

30、步混煉均勻?？山档桶龋鼓z料進(jìn)一步混煉均勻?？山档蛣趧訌?qiáng)度，增大機(jī)器的加料容量、減少勞動強(qiáng)度，增大機(jī)器的加料容量、減少廢料，提高膠料工藝質(zhì)量、減少能耗。廢料，提高膠料工藝質(zhì)量、減少能耗。l結(jié)構(gòu)如下圖所示。結(jié)構(gòu)如下圖所示。 從輥距經(jīng)前輥拉出的膠片通過擋膠器從輥距經(jīng)前輥拉出的膠片通過擋膠器4到壓輥到壓輥1和翻和翻膠輥膠輥2之間，再從兩輥間進(jìn)入輥距。之間，再從兩輥間進(jìn)入輥距。4可隨雙向絲杠可隨雙向絲杠3左右移動。膠料可軸向、周向運(yùn)動。左右移動。膠料可軸向、周向運(yùn)動。帶翻膠裝置開煉機(jī)帶翻膠裝置開煉機(jī)翻膠裝置翻膠裝置第三節(jié) 工作原理與參數(shù)The Molding Equipment for Rubber

31、The Molding Equipment for Rubber（一） 工作原理y圖圖8 開煉機(jī)的工作過程開煉機(jī)的工作過程Fig.8 Schematic diagram of processO1O2x V1V2橡膠加工設(shè)備 開煉機(jī)正常操作時(shí)，當(dāng)物料包覆前輥后，兩輥開煉機(jī)正常操作時(shí)，當(dāng)物料包覆前輥后，兩輥間隙上方還有一定數(shù)量的物料堆積（堆積膠）。隨間隙上方還有一定數(shù)量的物料堆積（堆積膠）。隨著兩輥筒的旋轉(zhuǎn)，這些堆積的物料不斷被帶入輥隙，著兩輥筒的旋轉(zhuǎn)，這些堆積的物料不斷被帶入輥隙，如此不斷更新兩輥上方的堆積物料。若堆積膠過多，如此不斷更新兩輥上方的堆積物料。若堆積膠過多，膠料便不能及時(shí)被引入隙縫

32、，只能在原處抖動，這膠料便不能及時(shí)被引入隙縫，只能在原處抖動，這一現(xiàn)象不僅使物料混煉周期加長，而且同一批物料一現(xiàn)象不僅使物料混煉周期加長，而且同一批物料不能經(jīng)受相同的混煉歷程而影響物料的均勻性。若不能經(jīng)受相同的混煉歷程而影響物料的均勻性。若堆積物料太少，則會引起操作過程的不穩(wěn)定性。所堆積物料太少，則會引起操作過程的不穩(wěn)定性。所以，確定兩輥筒間隙上方適宜的積料量是很重要的。以，確定兩輥筒間隙上方適宜的積料量是很重要的。為此，需引入物料與輥筒的接觸角的概念來討論物為此，需引入物料與輥筒的接觸角的概念來討論物料進(jìn)入輥隙的條件。料進(jìn)入輥隙的條件。（二）工作條件（二）工作條件yO1O2xV1V2A圖圖9

33、 接觸角接觸角Fig. 9 The contact angle受力分析受力分析: 在接觸點(diǎn)在接觸點(diǎn)A處處,煉膠時(shí)膠料對輥筒產(chǎn)生一個(gè)正煉膠時(shí)膠料對輥筒產(chǎn)生一個(gè)正壓力壓力P,該力通過輥筒圓心該力通過輥筒圓心.輥筒對膠料也產(chǎn)生一個(gè)輥筒對膠料也產(chǎn)生一個(gè)大小相等方向相反的反作用力大小相等方向相反的反作用力Q（徑向力）。由（徑向力）。由于輥筒回轉(zhuǎn)，輥筒對膠料產(chǎn)生一個(gè)摩擦力于輥筒回轉(zhuǎn)，輥筒對膠料產(chǎn)生一個(gè)摩擦力T（切（切向力向力tangential force ），），T的方向與的方向與Q互相垂直。將互相垂直。將Q分解為水平和垂直兩個(gè)方向的分量分解為水平和垂直兩個(gè)方向的分量QxQy；T分解分解為水平和垂直兩個(gè)

34、方向的分量為水平和垂直兩個(gè)方向的分量TxTy?？梢?，水平?？梢?，水平分量分量Qx,Tx是擠壓物料的，而是擠壓物料的，而Qy是阻止物料進(jìn)入是阻止物料進(jìn)入輥隙的，但垂直分量輥隙的，但垂直分量Ty卻總是要將物料拉入到輥卻總是要將物料拉入到輥隙中去的。隙中去的。受力圖受力圖yO1O2xV1V2A圖圖10 膠料的受力分析膠料的受力分析Fig.10 Analysis of applied forces on the stockPQTQyQxTyTx橡膠加工設(shè)備 顯然，為保證物料能夠被拉入輥隙顯然，為保證物料能夠被拉入輥隙(roll gap)(roll gap)，則，則必須使必須使TyQyTyQy. . T

35、 =Q T =Q* * 因因=tg=tg故故T=QT=Q* *tgtg angle)則則Ty=TTy=T* *coscos =Q Q* *tgtg* *coscos 又又Qy=QQy=Q* *sinsin Ty=T* *cos摩擦力摩擦力(friction)橡膠加工設(shè)備* * * * 則則TyQyTyQy即為即為： 另外，開煉機(jī)在工作過程中還應(yīng)十分注意對另外，開煉機(jī)在工作過程中還應(yīng)十分注意對物料進(jìn)行切割與翻動的操作。開煉機(jī)輥筒單一的物料進(jìn)行切割與翻動的操作。開煉機(jī)輥筒單一的周向剪切作用對物料在大范圍內(nèi)的混合是不利的。周向剪切作用對物料在大范圍內(nèi)的混合是不利的。為彌補(bǔ)其工作性能的不足，增加混合效

36、果，在開為彌補(bǔ)其工作性能的不足，增加混合效果，在開煉機(jī)工作到一定的時(shí)候應(yīng)進(jìn)行多種形式的切割翻煉機(jī)工作到一定的時(shí)候應(yīng)進(jìn)行多種形式的切割翻動物料的操作，是物料受到交叉疊合輥壓，改變動物料的操作，是物料受到交叉疊合輥壓，改變物料定向并相對穩(wěn)定的流動狀態(tài)，改變受剪切的物料定向并相對穩(wěn)定的流動狀態(tài)，改變受剪切的方向，重新分布以實(shí)現(xiàn)界面的無規(guī)則分布，確保方向，重新分布以實(shí)現(xiàn)界面的無規(guī)則分布，確保批料整體均勻捏煉。批料整體均勻捏煉。 因?yàn)槭艿捷佀伲ú睿?、物料容量、加料順因?yàn)槭艿捷佀伲ú睿?、物料容量、加料順序、操作方法、加工溫度、物料種類和配方等序、操作方法、加工溫度、物料種類和配方等因素的影響，開煉機(jī)的工作

37、時(shí)間大多根據(jù)實(shí)驗(yàn)因素的影響，開煉機(jī)的工作時(shí)間大多根據(jù)實(shí)驗(yàn)而定，在保證捏煉質(zhì)量的前提下應(yīng)盡可能縮短而定，在保證捏煉質(zhì)量的前提下應(yīng)盡可能縮短時(shí)間，如采用分段塑煉法對橡膠進(jìn)行塑煉時(shí)，時(shí)間，如采用分段塑煉法對橡膠進(jìn)行塑煉時(shí)，每次塑煉的時(shí)間在每次塑煉的時(shí)間在20分鐘之內(nèi)。分鐘之內(nèi)。補(bǔ)充：輥筒直徑補(bǔ)充：輥筒直徑D與長度與長度L 輥筒直徑與長度指的是輥筒工作部分的直徑和長度，輥筒直徑與長度指的是輥筒工作部分的直徑和長度，單位多以毫米（單位多以毫米（mm）或英寸（）或英寸（in）來表示。這兩個(gè)數(shù)據(jù)）來表示。這兩個(gè)數(shù)據(jù)一般應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)系列的規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)輥筒尺寸有：一般應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)系列的規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)輥筒尺寸有：

38、（直徑（直徑 直徑直徑 長度長度/mm mm mm）160 160 320，250 250 620，360 360 900，400 400 600，400 400 1000，450 450 620，450 450 1200，550 550 1500，560 510 800，610 480 800，660 660 2130。近年來直徑有最大的趨勢，。近年來直徑有最大的趨勢，如如710mm和和800mm。 輥筒直徑與長度影響這機(jī)臺的捏煉能力（加工能力）、受力狀態(tài)及能量消耗。輥筒的直徑與長度越大，開煉機(jī)的加工能力、所承受的作用力和能量消耗越大。 輥距指的是兩輥筒工作表面之間的最小距離，單位輥距指的是

39、兩輥筒工作表面之間的最小距離，單位mm。輥距的大小對開煉機(jī)的捏煉效果、一次加料量、承受載荷及輥距的大小對開煉機(jī)的捏煉效果、一次加料量、承受載荷及功率消耗都有影響，所以這是一個(gè)重要的操作變量。功率消耗都有影響，所以這是一個(gè)重要的操作變量。 輥速與速比一定時(shí)，較小的輥距會產(chǎn)生較大的剪切力和輥速與速比一定時(shí)，較小的輥距會產(chǎn)生較大的剪切力和擠壓力。輥距越小，開煉機(jī)的捏煉效果越好。另外輥距減小，擠壓力。輥距越小，開煉機(jī)的捏煉效果越好。另外輥距減小，也會加快物料混合時(shí)的分散速度。但是過小的輥距會加大生也會加快物料混合時(shí)的分散速度。但是過小的輥距會加大生熱和升溫速度，并使堆積料增多，影響分散效果。而且輥距熱

40、和升溫速度，并使堆積料增多，影響分散效果。而且輥距變小機(jī)臺消耗的功率增大。表變小機(jī)臺消耗的功率增大。表2給出了給出了160開煉機(jī)混煉的實(shí)測開煉機(jī)混煉的實(shí)測記錄，表明了輥距與功率和橫壓力的關(guān)系。記錄，表明了輥距與功率和橫壓力的關(guān)系。 容量容量300克克600克克功率功率kw，橫壓力，橫壓力T功率功率橫壓橫壓力力功率功率橫壓橫壓力力輥距輥距mm1.07.012.79.718.11.56.1611.79.312.22.02.03.88.511.3 從表中可以看出從表中可以看出e增大，增大，N變小，變小，P變小。變小。容量越大，所消耗的功率越大產(chǎn)生的橫壓力容量越大，所消耗的功率越大產(chǎn)生的橫壓力越大。越

41、大。 輥距的大小應(yīng)根據(jù)物料的特性、工藝輥距的大小應(yīng)根據(jù)物料的特性、工藝要求來調(diào)定。生膠在破膠時(shí)要求來調(diào)定。生膠在破膠時(shí)e保持在保持在23mm，塑煉時(shí)，塑煉時(shí)15mm，混煉時(shí)，混煉時(shí)38mm。 為了滿足不同物料加工及工藝操作的為了滿足不同物料加工及工藝操作的要求，輥距可在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，要求，輥距可在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，最小值最小值0.1mm，最大值，最大值4.515mm。開煉。開煉機(jī)規(guī)格越大，調(diào)節(jié)范圍越寬。機(jī)規(guī)格越大，調(diào)節(jié)范圍越寬。1.概念概念 輥筒的速度（輥筒的速度（roll line speed）常以輥筒）常以輥筒表面回轉(zhuǎn)的線速度表面回轉(zhuǎn)的線速度V（m/min）或輥筒的）或輥筒的轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)

42、數(shù)n（r/min）來表示。在理論研究中）來表示。在理論研究中常以角速度常以角速度（1/s）表示。）表示。 一般來說，開煉機(jī)的直徑越大，線速一般來說，開煉機(jī)的直徑越大，線速度越大。實(shí)驗(yàn)表明，線速度越大，生產(chǎn)度越大。實(shí)驗(yàn)表明，線速度越大，生產(chǎn)能力越大。所以說，提高轉(zhuǎn)速是提高能力越大。所以說，提高轉(zhuǎn)速是提高Q的一個(gè)有效途徑。但的一個(gè)有效途徑。但N也隨之增加。速度也隨之增加。速度提高，膠溫上升，要保證良好的冷卻。提高，膠溫上升，要保證良好的冷卻。 開煉機(jī)兩輥筒的速度一般不同，前輥的速開煉機(jī)兩輥筒的速度一般不同，前輥的速度度V2比后輥的速度比后輥的速度V1要小，后輥筒與前輥筒要小，后輥筒與前輥筒速度之比

43、稱為速比，用速度之比稱為速比，用f表示。表示。 f=V2/V1 速比根據(jù)加工膠料的工藝要求選取，是開煉機(jī)速比根據(jù)加工膠料的工藝要求選取，是開煉機(jī)重要的參數(shù)之一。不同用途的開煉機(jī)，速比要重要的參數(shù)之一。不同用途的開煉機(jī)，速比要求不同。表求不同。表2給出各種用途開煉機(jī)的速比范圍。給出各種用途開煉機(jī)的速比范圍。用途用途速比速比塑煉、混煉塑煉、混煉壓片壓片破膠破膠熱煉熱煉再生膠粉碎再生膠粉碎再生膠捏煉再生膠捏煉精煉精煉1.21.31.01.11.251.351.21.51.33.51.31.421.82.54 由于開煉機(jī)兩輥筒速比不等于由于開煉機(jī)兩輥筒速比不等于1，所以膠料在輥距，所以膠料在輥距中便產(chǎn)

44、生了速度梯度。與轉(zhuǎn)速較快的后輥接觸的膠料中便產(chǎn)生了速度梯度。與轉(zhuǎn)速較快的后輥接觸的膠料通過輥距的速度較快，而與前輥接觸的膠料通過輥距通過輥距的速度較快，而與前輥接觸的膠料通過輥距的速度較慢。這樣，在輥距范圍內(nèi)就出現(xiàn)了速度梯度。的速度較慢。這樣，在輥距范圍內(nèi)就出現(xiàn)了速度梯度。 dv/dy=（v1-v2）/e=v2（f-1）/e 式中，式中， dv/dy的單位的單位min-1。yO1O2xV1V2e圖11 輥距中的速度梯度l 從說明的式子可以看出，速度梯度的大小從說明的式子可以看出，速度梯度的大小與速比和輥距有關(guān)。速比越大，輥距越小，速與速比和輥距有關(guān)。速比越大，輥距越小，速度梯度越大。速度梯度越

45、大，物料受剪切的作度梯度越大。速度梯度越大，物料受剪切的作用就越大，煉膠效果越好，但消耗的功率也越用就越大，煉膠效果越好，但消耗的功率也越大，物料的溫升也越大。大，物料的溫升也越大。l 為增進(jìn)捏煉并控制料溫，速度梯度一般控制為增進(jìn)捏煉并控制料溫，速度梯度一般控制在在15002200min-1范圍，最大不超過范圍，最大不超過7500min-1。1.概念概念 在介紹接觸角這一概念時(shí)已經(jīng)知道，膠料在介紹接觸角這一概念時(shí)已經(jīng)知道，膠料在輥距間對輥筒產(chǎn)生徑向力和切向力，這個(gè)徑在輥距間對輥筒產(chǎn)生徑向力和切向力，這個(gè)徑向力就是橫壓力，用向力就是橫壓力，用P表示。橫壓力作用在整表示。橫壓力作用在整段接觸弧上，

46、隨輥筒間隙的減小而增大。通常段接觸弧上，隨輥筒間隙的減小而增大。通常認(rèn)為橫壓力的合力是作用于接近輥距的最小處，認(rèn)為橫壓力的合力是作用于接近輥距的最小處，其與水平軸線的夾角其與水平軸線的夾角 為為510。yO1O2xV1V2圖12 輥距中的橫壓力FPpypxP如如圖圖12所示，總橫壓力可分解為所示，總橫壓力可分解為Px和和Py，Px=P cos , , 則則P=P=Px/ cos ，已知已知 =510=510 ，單單位位橫壓橫壓力的水平分力可通力的水平分力可通過過機(jī)機(jī)臺的臺的實(shí)測來選擇實(shí)測來選擇?？偪偟乃降乃綑M壓橫壓力力Px=px.LP =pxL/ cos 經(jīng)驗(yàn)公式經(jīng)驗(yàn)公式P=k(1+f)/2f v2