密煉機轉子.ppt

1、密煉機轉子 RUBBER INTERNAL MIXER Rotor,密煉機轉子,11 密煉機轉子的發(fā)展概述 12 密煉機轉子的工作原理及分類 13 常用密煉機轉子的介紹 14 我國密煉機轉子的發(fā)展,11 密煉機轉子的發(fā)展概述,1916年，誕生了世界上第一臺密煉機。這種密煉機的混煉室內，設有一對相向轉動、具有一定速比的橢圓形轉子。三十年代，出現(xiàn)了圓筒形轉子，這種轉子上有一長條大突棱和兩個小突棱。煉膠主要靠兩個轉子的突棱相互嚙合來完成，使用該轉子具有溫度低、混煉質量優(yōu)良的優(yōu)點，因此近年來得到了廣泛重視。這期間還出現(xiàn)了三角形轉子和S形轉子。,六十年代開始，國外密煉機的轉子突棱由二條螺旋突棱向四條螺旋

2、突棱發(fā)展，相繼出現(xiàn)了GK型四棱轉子、本伯里四棱轉子等。密煉機采用四棱轉子，對某些膠料可使產量提高1530%。 目前，工業(yè)化生產中使用的密煉機轉子分為兩大類：一類是以本伯里二棱和四棱轉子、GK型四棱轉子為代表的剪切型轉子，主要用在橡膠工業(yè)、特別是輪胎工業(yè)的大批量生產；另一類是以圓筒形轉子為代表的嚙合型轉子，主要用于要求低溫高質量的膠料混煉。,12 轉子的工作原理及分類,1、工作原理 物料在加入密煉室后，就在由兩個具有螺旋棱的、有速比的、相對回轉的轉子與密煉室 壁、上、下頂拴組成的捏煉系統(tǒng)內受到不斷變化反復進行的強烈剪切和擠壓作用，使膠料產生剪切變形，進行了強烈的捏煉。由于轉子有螺旋棱，在混煉時膠

3、料反復地進行軸向往復運動，起到了攪拌作用，致使混煉更為強烈。,膠料在捏煉過程中，其經受流動和變形的捏煉作用是很復雜的，大致分為以下四個方面： (1).轉子突棱頂與密煉室內壁間隙的捏煉作用（對于橢圓形轉子密煉機，這一作用是重要的）； (2).轉子間的攪拌作用； (3).轉子間的折卷作用； (4).轉子間的軸向往返切割、攪拌作用。,2、分類 （1）按轉子端面形狀不同,橢圓型轉子,圓筒型轉子,三角型轉子,本伯里型 （二棱、三棱、四棱和六棱）,過去叫做GKUK型,GKN 非嚙合切線型,GK型,GKE 嚙合型,肖氏、K型,圓筒型（二棱、四棱）,橢圓形,圓筒形,三角形,（2）按轉子嚙合與否,相切型,嚙合型

4、,（3）按轉子轉速變化與否,單速,雙速 轉子具有兩個速度,變速,（4）按轉子速比,異步轉子,同步轉子,（5）按轉子轉速不同,中速 以XM250為例 3050rpm,慢速 以XM250為例 20rpm,高速 以XM250為例 60rpm,密煉機轉子轉速與其它機械相比，屬低速范圍，但對煉膠作業(yè)來講卻是高速了，因為煉膠要消耗大量能量，產生大量熱量，這兩點都限制轉速范圍。,（6）按轉子外表面結構來分,銷釘型轉子,普通型 四棱、兩棱,螺旋型,特殊型,嚙合型轉子,剪切型轉子,1、本伯里密煉機轉子 （1）本伯里密煉機的混煉 本伯里密煉機的混煉一般需要三個階段來完成。在混煉開始時，膠料從加料口投入后落在兩個轉

5、子上方，并不斷地被拉入轉子之間，進入混煉室。最初膠料一般都為塊狀，硬度高，這期間主要在轉子之間和卸料門頂部的較大空間內。（見下圖的部位）依靠兩個相向轉動的轉子的不同速度所產生的速度梯度，以及時刻變化的轉子距離產生剪切作用來對膠料進行破碎和混合。,13 常用密煉機轉子的介紹, 這個較大空間供快速進料和初步變形；沿著轉子螺旋突棱輸送并返回；在轉子突棱之前和之上的剪切、摩擦作用,隨著混煉過程的進行，開始有一小部分膠料流過螺旋突棱，但膠料主要沿著轉子的螺旋進行軸向輸送。兩側的膠料不斷通過長棱、短棱輸送到中間的區(qū)間，加上轉子間的折卷作用。形成膠料在密煉室內的流動。 隨著混煉的進一步加深，混合物粘度顯著下

6、降，膠料流過突棱，依靠轉子突棱和室壁之間的狹小縫隙產生的剪切作用以及螺旋棱的輸送膠料作用，來實現(xiàn)膠料的混合和分散。 混煉結束后，打開卸料門，轉子把膠料推下，并打掃密煉室實現(xiàn)完全排空。,（2）本伯里轉子形狀 本伯里轉子標準型為二棱轉子。轉子可以按操作者的位置分為前轉子和后轉子，每個轉子上有兩個螺旋突棱，一為長螺旋棱，螺旋角為右旋30，一為短螺旋棱，螺旋角為左旋45。前后轉子的長、短棱因轉動方向相反而相反配置。長、短棱的長度比一般為7:4。 本伯里四棱轉子是在二棱轉子上再加上相同的長、短棱各一個，這樣轉子每轉動一周，膠料均受到兩次剪切作用，轉子的折卷作用和輸送膠料的作用也大大增強。采用四棱轉子，可

7、以顯著提高混煉效果和機器的生產能力。,2、GK型四棱轉子 GK型四棱轉子的剖面基本上類似于橢圓形轉子。混煉機理和本伯里的混煉基本上一致。GK型四棱轉子如下圖所示。,在轉子的工作部分，有主、副棱各一對。主棱由一長棱、一短棱組成。長棱為左旋30，短棱為右旋48，長短棱的長度比約為6:4.在長、短棱之間分別配備一個低平的小棱。這兩個小棱旋向相反，旋轉角度為30，構成轉子的副棱。一般主、副棱的直徑比為10:9。 由于副棱直徑小于主棱直徑，從而在副棱上基本上沒有膠料的環(huán)向剪切作用。主、副棱與室壁的不同徑向間隙使膠料形成兩個流動層次，這兩個流動層次不斷地積聚、分開、補充，大大有助于混煉作用的強化。另外，兩

8、個副棱加強了對膠料的分流作用和軸向攪流作用。,因為副棱的存在，使得轉子中間具有強烈的輸送膠料的作用。一方面有助于膠料的運動，同時也相對減少了對轉子軸端防塵裝置的壓力。副棱橫亙在主棱之間，膠料不能自由狀態(tài)下被拉入兩個轉子之間，因此吃料性能差，混煉程度強烈依靠上頂拴的壓力。 這種轉子的扭矩要小于本伯里型轉子。卸料比較快捷，卸出的料一般為塊狀。,3、圓筒形轉子 圓筒形轉子密煉機 的混煉作用完全不 同于剪切型轉子密 煉機。它的煉膠作 用主要靠兩個嚙合 的圓筒形轉子來完 成，嚙合的轉子呈 圓筒狀，如右圖所示。,圓筒形轉子,圓筒形轉子上各有一個大的長條狀的螺旋突棱和兩個小的突棱，一對轉子的小突棱形狀并不一

9、致。,圓筒形轉子及展開圖,兩個轉子相向轉動、轉速相同，一個轉子凸面嚙入另一個轉子的凹面中。由于轉子突棱根部 和頂部直徑相差大，因而形成了不同的圓周速 度，產生較大的速度梯度，對通過轉子間的膠 料產生強烈的摩擦剪切作用。長條狀螺旋突棱產生的推動作用把膠料從密煉室的一端推向另 一 端；隨著轉子的旋轉，膠料又被另一個轉子 的螺旋突棱反向推回。這樣循環(huán)往復使膠料圍繞密煉室運動不止，膠料層次不斷更新。同時由于兩個轉子間隙小，轉子轉動時兩個轉子間區(qū)域形變劇烈，對膠料進行著強烈的輾煉。,圓筒形轉子工作部分的表面積要比相應加料量的其他類型轉子面積大50%，因此可以實現(xiàn)很好的熱交換，可以以低的混煉溫度進行長期混

10、煉。另外圓筒形轉子的加料特性較差，上頂拴的作用主要是提高轉子的吃料能力。嚙合型密煉機的卸料為薄片狀，并伴有小的碎屑，排料時間長。,4、同步轉子 近年 來 ，隨著子午線輪胎的崛起和迅速發(fā)展，對其使用的混煉膠提出了越來越嚴格的質量要 求 ，造成對混煉設備的性能要求也越來越高 。在這 種形勢下對密煉機的改進就勢在必行 。改進的主要方是轉子速比 、轉子的構型和轉子的熱傳遞3個方面 。 所謂 同步即將轉子速比改為1:1。它改變了傳統(tǒng)密煉機轉子之間存在速比的理論。長期以來前后轉子以不同轉速運轉，使轉子循環(huán)定位。最 新的研究表明，這會引起兩轉子的混煉室之間 的物料存在溫度梯度，影響膠料的均勻度 。,等速運轉

11、的轉子則消除了這種溫度 梯度 。由于轉子工作表面的定向不變 ，保證了峰值功率 的穩(wěn) 定 一致 ，從而使每批膠料的均勻度及批與批之間膠料的均勻度得到提高。,同步轉子,四突棱同步轉子,上圖轉子螺棱的設計與傳統(tǒng)的不一樣 。在這種轉 子的設計中，轉子的2個長 棱的相互作用將物料直 接導至2個半密煉室的整個空 間。從 理論上講，同步轉子的構型可以使每個半密煉室成為1臺完整的密煉機。同步轉子的結構適用于各種規(guī)格煉膠機 ，密煉機容量從 40 620L不等。,轉子長短棱、的排列方式(以270L密煉機4棱轉子為例)，過去是2長棱相差180在一側，2短棱相差180在另一側，長短棱相位差為90 膠料在長 、短棱交界

12、處流動性較差，設計制造不精，易形成死角。而同步轉子長、短棱是 成對同側均勻布置，適于同步運轉，流道暢通 ，膠料流動性好。,當兩轉子的初始位置確定后，開始旋轉工作的轉子之間的相對位置在轉動過程中就不會發(fā)生改變。我們通常將這一初始位置稱為兩轉子的相位關系，這也是同步轉子與異步轉子的重要區(qū)別之一。如何獲得最佳的相位關系，是同步轉子的關鍵技術，它將直接影響同步轉子密煉機的性能和混煉膠的質量。,14 我國密煉機轉子的發(fā)展,我國從1956年開始制造密煉機，主要應用本伯里類型的橢圓形轉子。從七十年代開始研制四棱轉子，之后又從國外引進了一些GK型轉子、圓筒形轉子。目前在我國的橡膠工業(yè)生產中，本伯里類型的轉子應用是最為廣