优化密炼机上辅机系统提高密炼机炼胶效率

前言1．橡胶机械的发展橡胶机械是橡胶产品生产的关键设备，先进的橡胶机械为发展橡胶工业提供了所需的先进工艺设备，它的开发和设计是发展橡胶工业的主要技术措施。

随着橡胶工业技术革命的进一步深化和市场对橡胶产品的高品质要求，最优化设计和实现自动化已成为橡胶机械设计的发展方向。

2．橡胶机械的分类橡胶机械是用以制造轮胎等各种橡胶制品的机械，包括通用橡胶机械、轮胎机械和其他橡胶制品机械三大类。

通用橡胶机械是制备胶料或半成品的机械，包括原材料加工机械、炼胶机、挤出机、压延机、帘帆布预处理装置和裁断机等。

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，开放式炼胶机在1826年就开始用于生产，它的结构比较简单，现代仍普遍使用；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。

自从1916年发明椭圆形转子密闭式炼胶机以来，密闭式炼胶机在橡胶工业中迅速发展，后来又出现其他形式转子的密闭式炼胶机。

现代密闭式炼胶机的炼胶周期为2.5-3分钟，密炼室的最大容量达650升。

挤出机是用于挤出胎面、内胎、胶管和各种橡胶型条的橡胶机械，它还用于包覆电缆和电线产品等。

常见的是螺旋挤出机，它在工作时，胶料借助挤出螺旋的旋转作用在机筒内搅拌、混合、塑化和压紧，然后向机头方向移动，最后从口型挤出一定形状的产品。

压延机主要用于帘帆布的贴胶或擦胶、胶料的压合、贴合压型和压花。

第一台压延机于1857年制成并用于生产，其后不断得到改进。

尤其是二十世纪50年代以来，塑料工业的发展有力地促进了高精度、高速度压延机的改进。

轮胎机械包括轮胎成型机、轮胎钢丝圈机械、轮胎定型硫化机、胶囊硫化机、垫带硫化机、内胎接头机和内胎硫化机，以及力车胎机械、轮胎翻修机械和再生胶生产机械等。

世界60％以上的橡胶用于制造轮胎，因此轮胎机械在橡胶机械中占有重要地位。

轮胎成型机主要用于将挂胶帘布、钢丝圈、胎面等各种部件贴合加工成轮胎的胎坯。

炼胶设备节能措施炼胶是橡胶加工中消耗电能最多的一道工序，一台F270密炼机的装机功率达1000-1500 kW，因此做好炼胶设备的节能工作极为重要，在设计新机型和提高使用效率方面，出现了许多好经验。

1.1提高密炼机转子转速和压砣压力提高密炼机转子转速和压砣压力可以提高生产效率，节约电能。

当采用过去压砣对物料压力≤0.2 MPa，转子转速20 r/min的250 L低压低速密炼机炼胶时，每千克混炼胶能耗高达0.25-0.35 kW·h；而当采用压砣对物料压力≥0.45 MPa，转子转速40r/min的270L高压快速密炼机炼胶时，每千克混炼胶耗能0.1173 kW·h。

因此，每加工1000kg混炼胶，至少比老式密炼机要少消耗100kW·h电能。

国内过去大量生产的低压低速密炼机如果不进行改造，就应该淘汰，推广采用高效节能密炼机，以减少电能消耗。

1.2利用智能密炼机控制系统节能青岛高校软控和浙江大学共同开发的两栖智能密炼机上辅机系列利用统计学理论、人工智能和专家系统，解决混炼质量的波动。

智能密炼软体由混炼生产过程延模、门尼预报与排胶控制、炼胶工艺优化和混炼专家系统组成。

密炼机安装使用该系统后，在正常工作和混炼规程不变，原材料质量稳定条件下，同种胶料门尼值波动±2(M100H4)实现的概率在95%以上，±3(M100H4)实现的概率在97%以上，±5(M100H4)实现的概率在99%以上，炭黑分散度提高1个等级以上，混炼时间和能耗分别减少约7%和11%左右。

华南理工大学MLJ-300型密炼机微机智能控制系统用于F270密炼机时，可提高炼胶效率20%，并提高胶料合格率。

1.3变速混炼工艺节能将密炼机混炼工艺调整到最佳点，充分利用输入的能量同样可以节能。

山东威海三角轮胎公司有3台GK400、5台GK255密炼机，其中4台为串轴式ZZ2转子直流无级调速密炼机，在智能控制仪自动控制下进行变速混炼，在排胶温度、门尼黏度相当的情况下，可以提高综合效率22%左右，节能8%。

一、填空1.密炼机按转子端面形状不同可分（椭圆型转子密炼机）（圆筒型转子密炼机）(三角型转子密炼机）。

2.密炼机按转子是否有速比可分为（同步转子密炼机）(异步转子密炼机）.3.密炼机的混炼部分主要有（转子）（密炼室）(密封装置）等组成。

4.密炼机转子的强制冷却形式主要有(螺旋夹套式）（转子内表面开螺旋沟槽式）(一般强制冷却式）三种。

5.密炼机的摆动式卸料装置的旋转轴驱动装置有(旋转油缸）(油缸—齿轮—齿条）两种.6。

密炼机上辅机控制系统除了实现对自身的控制外,还包含了对(密炼机主机）以及(下辅机)的网络化和智能化管理及控制。

7。

压延机辊筒挠度的补偿办法主要有（中高度）(轴交叉）(反弯曲）.8.挤出机新型螺杆的主要形式（分离型螺杆)(分流型螺杆）（屏障型螺杆）（组合螺杆)。

9。

挤出机中物料自料斗加入到由机头中挤出，要通过几个职能区(固体输送区)(熔融区)(熔体输送区）。

10.由固体输送理论分析挤出机提高生产效率的途径：（提高转速)（提高初始压力)(增大机筒内表面的摩擦系数）(减少螺杆表面的摩擦系数）。

11。

表示螺杆挤出机性能特征的几个主要技术参数有(螺杆直径)（螺杆转速)(螺杆长径比）（生产能力）（驱动电机功率）等。

（料筒加热段数、料筒加热功率、机器的中心高、机器的外形尺寸等备选)12。

挤出机的工作特性：（恒扭矩),挤出机传动系统的工作特性(恒扭矩）.13.描述挤出过程的主要参变量有:（温度)(压力）(产量）(能量)。

14.注射机合模装置的基本要求(足够的系统刚性)(足够的合模力）(合适的运动速度）. 合模装置的种类较多，若按实现锁模力的方式分,则有（机械式)(液压式)(液压—-机械）组合式三大类。

16.液压单曲肘合模装置的增力倍数一般为(10)；双曲肘机构，其增力倍数一般为(20)。

17。

注射机开模式速度要求（慢快慢），合模时速度要求（快慢）。

18.气力输送是利用(空气)作为输送动力，在管道中搬运粉、粒状固体物料的方法。

昊华南方密炼机上辅机控制系统使用说明书编制：校对：审核：青岛高校软控股份有限公司二零零七年十二月●安全注意事项●感谢您选用青岛高校软控股份有限公司的上辅机系列产品。

本手册包括设备使用说明和注意事项等。

使用本产品前，请仔细阅读本说明书及本说明书提到的相关材料，注意正确操作以确保安全。

关于本设备使用中的安全说明，请仔细阅读安全事项。

本说明书中安全等级分为“危险”、“警告”和“注意。

根据情况不同，“注意”一级也能引发严重后果。

请妥善保管好本说明书，以便需要时能够取阅，并一定要发到操作员手中。

目录一. 上辅机使用环境条件 (4)二. 上辅机控制系统组成结构 (4)1. 上辅机控制系统的组成 (6)2. 上辅机控制系统称量密炼部分 (6)3. 炭黑输送和油料输送部分 (7)三. 上辅机控制系统工作原理 (7)1. 系统工作原理综述 (7)2. 称量部分参数的含义 (7)3. 密炼部分参数的含义 (8)4. 系统启动运行条件 (10)5. 修改密炼次数 (11)6、物料参数的含义 (11)7. 阻止／运行下批料的控制 (12)8. 密炼机旁操作的暂停控制 (12)9. 炭黑／油料称量零点、超差、超时报警处理 (13)10. 炼胶过程中下传配方应注意 (14)11. 物料准备好指示灯的含义及处理 (14)12. 系统复位的含义 (16)四. 上辅机控制系统输送称量密炼安全操作规程 (16)1. 炭黑称量 (17)2. 油料称量 (18)3. 胶料称量 (18)4. 密炼操作 (19)5. 炭黑输送........................................................................................................错误！未定义书签。

6. 油料输送........................................................................................................错误！未定义书签。

系统简介：本软件系统是青岛高校软控股份有限公司开发的新一代上辅机系统。

本系统主要有生产计划管理、系统运行东莞台流程、功率温度能量曲线、胶料称称量等监控画面，以及系统运行中修改重传、配方修改密炼次数、物料参数设置、班时间设置、口令设置等功能。

本系统炭黑称量、油料称量、胶料称量、密炼过程四部分全部实现自动化，严格控制物料称量精度及密炼动作的一致性，从而大大提高炼胶质量的稳定性，降低了工人的劳动强度。

本系统提供丰富的运行记录和报表：每车报表、每批报表、班报表、月报表、分阶段报表以及每批料的工艺运行参数数据分析报表，有利于工艺技术人员对其配方进行优化处理。

可以按日期、配方、班次、班组等各种条件对存放在数据库中的数据进行跨年度的查询统计工作，极大提高企业的工作效率。

一.用户登录及主界面1. 打开电脑，输入用户名及口令后，开始登录，登录过程包括检测与数据库连接是否正常，验证用户名及口令是否合法。

用户包括：超级用户，管理用户，操作用户。

超级用户是系统前期的开发、调试、维护用户。

管理用户是系统运行过程中对系统的管理维护用户（工艺员）。

操作用户是系统的直接使用用户（现场操作员）。

高级别的用户拥有对低级别或等级别的用户的增加、删除，更改用户名称及权限功能。

登录成功后显示欢迎画面点击进入系统。

2 .菜单、工具栏及命令本系统主界面是动态监控画面，界面上部是下拉菜单和工具栏。

菜单栏包括以下菜单：生产计划：当班计划：添加或修改每班的生产计划执行计划：确认运行每班的生产计划暂停计划：暂时终止生产计划退出系统：推出系统生产监控：混炼画面：监视上辅机的各个设备的状态信息和称量密炼数据生产管理：修改次数：修改当前配方的设定车数配方重传：重传修改后的配方终止称量：终止当前配方的称量终止密炼：终止当前配方的密炼生产提示：当班操作员对下班操作员给予生产信息方面的提示报表统计：统计每车报表、每批报表、物料报表和日志查询配发工艺：配方数据：编辑生产配方和查看配方报表原材料管理：添加、修改或删除炭黑、油料、胶料等原材料系统设置：单机网络：选择单机版或网络版智能密炼：选择是否启用智能密炼班时间维护：添加、修改或删除每班的时间称量物料参数：编辑大罐、日罐以及称量物料参数用户管理：查看、编辑或切换登录用户窗口视图：选择窗口视图的具体信息的显示与否用户帮助：调用系统帮助和版本信息二．生产计划生产计划有三个子菜单。

密炼机上辅机的优缺点简析密炼机上辅机是指炼胶所需的炭黑、胶料、小料、油料等的储存、输送、称量、投料等设备。

不同的企业上辅机差别很大，但一般都包含有以下内容:炭黑的输送、储存、称量、投料;油料输送、储存、称量、压注;塑炼胶或母炼胶导开、称量、投料等。

在很多企业，生胶还是靠人工搬运、切割、搬上投料称。

一、密炼机上辅机的优点随着密炼机的发展，每一车混炼的物料越来越多，转速越来越快，人工投料在混炼周期中所占用时间的百分比也越来越大，严重影响密炼机效率的发挥和混炼胶的质量。

此外，随着企业的发展，所需物料很多，都需靠人工搬运、称量、投料，工人的劳动强度很大。

特别是炭黑粒子很细，所经过的工序对人和环境污染严重，与炭黑接触的人和运输车辆走到那里就污染到那里。

抽风排放对车间内的污染有所改善，排到空气中(虽经过滤)对周围很大的一片地区都有影响。

为了发挥密炼机的效率，减轻工人的劳动强度和对环境的污染，迫切需要对密炼机混炼所需物料的运输、储存、称量、投料等环节实施机械化和自动化。

在这样的背景下，上辅机的各种设备先后研制成功并应用，而其中炭黑的输送、储存、称量、投料等设备，多年来虽经过多次改进，但由于炭黑的特性，仍常有问题发生。

总的来说，目前上辅机的大部分环节已经实现自动化，与未使用上辅机时比较，其优点是十分明显的，主要有:1. 环境污染大大改善过去在密炼机周围，散落的炭黑粉尘，有时厚厚一层。

密炼机操作人员从头到脚都是乌黑的，走到那里就散落到那里。

现在，在正常生产条件下，密炼机周围操作人员的污染状况已大大改观。

2. 密炼机混炼效率提高由于上辅机的机械化和自动化，除生胶还要人工搬到胶料称上称量外，炭黑、填料、油料均可自动称量和投料。

在40～60r/min的密炼机上，生胶等的投料可在10～20秒完成，炭黑的投料一般可在15～40秒完成，油料的注入一般需10～20秒不等。

这样在40r/min的270型密炼机上母炼胶混炼的周期大约为180秒，投料时间在40～60秒，约占混炼周期的1/4～1/3。

密炼机上辅机的优缺点分析密炼机上辅机是指炼胶所需的炭黑、胶料、小料、油料等的储存、输送、称量、投料等设备。

不同的企业上辅机差别很大，但一般都包含有以下内容:炭黑的输送、储存、称量、投料；油料输送、储存、称量、压注；塑炼胶或母炼胶导开、称量、投料等。

在很多企业，生胶还是靠人工搬运、切割、搬上投料称。

一、密炼机上辅机的优点随着密炼机的进展，每一车混炼的物料越来越多，转速越来越快，人工投料在混炼周期中所占用时间的百分比也越来越大，严重影响密炼机效率的发挥和混炼胶的质量。

此外，随着企业的进展，所需物料很多，都需靠人工搬运、称量、投料，工人的劳动强度很大。

特别是炭黑粒子很细，所经过的工序对人和环境污染严重，与炭黑接触的人和运输车辆走到那里就污染到那里。

抽风排放对车间内的污染有所改善，排到空气中（虽经过滤）对四周很大的一片地区都有影响。

为了发挥密炼机的效率，减轻工人的劳动强度和对环境的污染，迫切需要对密炼机混炼所需物料的运输、储存、称量、投料等环节实施机械化和自动化。

在这样的背景下，上辅机的各种设备先后研制成功并应用，而其中炭黑的输送、储存、称量、投料等设备，多年来虽经过多次改进，但由于炭黑的特性，仍常有问题发生。

总的来说，目前上辅机的大部分环节已经实现自动化，与未使用上辅机时比较，其优点是非常明显的，重要有:1.环境污染大大改善过去在密炼机四周，散落的炭黑粉尘，有时厚厚一层。

密炼机操作人员从头到脚都是乌黑的，走到那里就散落到那里。

现在，在正常生产条件下，密炼机四周操作人员的污染情形已大大改观。

2.密炼机混炼效率提高由于上辅机的机械化和自动化，除生胶还要人工搬到胶料称上称量外，炭黑、填料、油料均可自动称量和投料。

在40～60r/min的密炼机上，生胶等的投料可在10～20秒完成，炭黑的投料一般可在15～40秒完成，油料的注入一般需10～20秒不等。

这样在40r/min的270型密炼机上母炼胶混炼的周期大约为180秒，投料时间在40～60秒，约占混炼周期的1/4～1/3。

橡胶密炼机混炼工艺瞬时功率控制法摘要：随着社会的快速发展，橡胶行业特别是橡胶轮胎行业也紧跟发展潮流，其中初始原配料工序中关键设备——密炼机需求大量增加，而密炼和上辅机中高分子聚合物的碳黑、胶片、胶块、各种药品以及油料的需求生产量所占比例越来越大，仅仅靠人工去搬送上述各种物料会大大的影响炼胶的效率。

此外，密炼机需要的物料有很多，如果光靠人工搬运、称量、投料，工人的劳动强度会非常大，而且碳黑粉尘及其他有毒有害原料会对环境造成严重的影响。

关键词：橡胶密炼机；混炼工艺；瞬时功率控制法引言密闭式炼胶机（简称密炼机）又称捏炼机，主要用于橡胶或塑料的塑炼和混炼。

密炼机是在开放式炼胶机（简称开炼机）基础上发展起来的一种高强度、间隙性混炼设备。

开炼机发明于1820年，由于劳动强度大、效率低、粉尘大等缺点，严重影响操作人员健康，因此将其罩起来，这种设计逐步发展出密炼机。

自1916年出现真正意义上的本伯里（Banbury）密炼机后，密炼机的优势逐渐被人们所认识。

在橡胶混炼过程中，密炼机比开炼机具有更多优点：混炼容量大、时间短、效率高、粉尘飞扬少、配合剂损失小，同时工作环境好、操作安全、劳动强度低、机械化与自动化程度高、胶料质量好等。

1密炼机转子的模态分析1.1定义材料属性与网格划分1.1.1橡胶密炼机转子材料采用45号钢；分析时将其定性为线弹性材料，然后在AnsysWorkbench平台中设置其工程数据，其杨氏模量为210GPa，泊松比为0.31，密度为7.85g/cm3。

在对转子进行有限元分析时，对模型进行网格划分是极其重要的一步，网格划分的好坏直接影响到解算的精度和速度。

为了优化网格，在AnsysWorkbench平台中首先对模型的转子轴以及棱体进行分割，并使用fromnewpart命令将其合并为一个多体，使其节点共享。

网格划分方法选择Tetrahedrons（四面体网格），其中转子棱体部分网格平均单元边长设为5mm，转子轴部分网格平均单元边长设为10mm。

橡胶炼胶工（高级）理论知识考试题与答案（含A.B卷）A卷：一、单项选择题1、违反安全操作规程的是（D）。

A、严格遵守生产纪律B、遵守安全操作规程C、执行国家劳动保护D、可使用不熟悉的机床和工具2、促进剂加入胶料中流速从快到慢的排列为（B）A、D>M>DM>CZ>NS>NOBS>DZB、NS>NOBS>DZC、D>M>DM>CZ>NS>NOBSD、M>DM>CZ>NS>NOBS>DZ>D3、半制品带三角胶的钢圈停放时间不超过（A）小时。

A、5小时B、12小时C、24小时D、8小时4、目前上辅机的主要作用是投放达到称量标准的（C）。

A、配合剂B、小料C、碳黑D、大料5、生产混炼时，允许排胶温度上限为（B）度。

A、140B、165C、175D、1856、生产设备上的运动部位要加润滑油（脂），加注润滑油脂时要(B)。

A、定时不定量B、定量定时C、定量不定时D、不定时不定量7、一般单控电磁阀，在得电后，会从原来的切断状态转换到接通状态，这时再断开电源，电磁阀将（C）。

A、继续保持接通B、在接通和切断三间往复C、转到切断状态D、中立状态8、压缩空气出口的部位，用温度表测量，发现该部位的温度低于周围的环境温度，这是因为(B)。

A、压缩空气中有水汽，带走了热量B、空气从压缩状态转换到自然状态时要吸收热量C.、压缩空气快速流动，带走了热量D、外界环境温度的影响9、开炼机辊筒冷却结构有(C)两种形式。

A、循环冷却和一进一出B、二进二出和循环冷却C.、中空冷却和钻孔冷却D、一进二出冷却10、生胶为相对分子质量由（C）以上的黏弹性物质。

A、10万—50万B、30万—100万C、10万—100万D、100万—200万11、对于给定规格的挤出机来说，影响挤出产率的主要因素（A）、温度分布、机头压力和胶料配方。

A、螺杆设计B、挤出速度C、温度分布D、螺杆的类型12、轮胎工业的发展与车子和橡胶的发展紧密相关，人类在（B）年前发明了用木材制作的以马力或人力为动力的车子。

密炼机上下辅机1.炼胶车间制造混炼胶工艺流程的设备包括那些？设备:生胶与配合剂的输送、称量与投料（上辅机）,在密炼机中进行混炼（主机）,炼好的胶料卸落到压片机或挤出机上压片，然后冷却叠片（下辅机）2.密炼机上辅机系统有几部分组成？组成：炭黑气力输送系统；炭黑称量、投料系统；油料输送、贮存、称量、注油系统；胶料导开、称量、投料系统；计算机智能控制系统。

3.什么是气力输送？气力输送方式分几种？那种输送方式输送炭黑最好？为什么？定义：气力输送是利用空气（或气体）流作为输送动力，在管道中搬运粉、粒状固体物料的方法。

方式：(1)根据管道中气流速度及输送物料量多少，物料在管道中的流动状态，可分为稀相气力输送系统和密相气力输送系统(2)按照在管道中形成气流的方法，将气力输送分为负压式、正压式、脉冲式三类；(3)按输送压力的高低又可将气力输送系统分为低压式气力输送系统和高压式输送系统；(4)按发送装置又可分机械式气力输送系统和仓压式气力输送系统；（5)按输送管的形式又可分为单管输送系统和双管输送系统，双管输送系统还可分为内管式（空气伴管在输送管内）和外管式（空气伴气管在输送管外）输送系统；(6)按输送过程中气源进气方式分连续供气式输送系统和脉冲供气式输送系统。

气力输送方式最好，原因为：(1) 所有的固体输送设备与气可能是小颗粒固体物料连续输送的最合适的方法，同样也适合间断地将大批量颗粒物料从罐力输送系统相比，气力输送系统车、铁路车辆和货船输送至贮仓。

(2) 气力输送系统对充分利用空间的设计有极好的灵活性。

带式输送机、振动给料机及螺旋输送机和埋刮板输送机在实质上仅为一个方向输送，如果输送物料需要改变方向或提升时，就必须有一个转运点并需要有第二台单独的输送机来接运。

气力输送机可向上、向下或围绕建筑物、大的设备及其他障碍物输送物料，可以使输送管道高出或避开其他操作装置所占用的空间。

(3) 气力输送系统所采用的各种固体输送泵、流量分配器以及接收器非常类似于流体设备的操作，因此大多数气力输送系统很容易实现自动化，由一个中心控制台操作，可以节省操作人员的费用。