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密炼机的研究现状与发展趋势

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密炼机的研究现状与发展趋势

Research status and development trend of internal mixer 机械安全论文 | Machinery Safety Papers

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第 1 页 密炼机的研究现状与发展趋势

摘要：近年来，随着汽车工业及其它各行业的快速发展，尤其是节能与效率方面各种高标准的提出，对密炼机的性能提出了更高的要求。而我国的密炼机生产厂家在对国外密炼机进行引进吸收的基础上，对自己的密炼机产品进行了大量的技术改进和创新，如采用了各种构型的转子(销钉转子、同步转子、可调距转子)、液压上顶栓、液压式转子端面密封、PID温度自动控制系统、计算机全自动监控等。

关键词：密炼机、引进、创新、全自动监控

正文：

目前我国生产的大型密炼机主要是大连冰山橡塑机械公司的XM系列和益阳橡机厂的GK系列，已实现了系列化。各密炼机生产厂家对密炼机所做的主要改进体现在以下一些方面。

1突出技术特点，采纳开发新的技术结构 备注：加强安全教育培训，是确保企业生产安全的重要举措，也是培育安全生产文化之路。安全事故的发生，除了员工安全意识淡薄是其根源外，还有一个重要的原因是员工的自觉安全行为规范缺失、自我防范能力不强。 机械安全论文 | Machinery Safety Papers

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第 2 页 为适应工艺发展的要求，必须突出技术特点，采纳开发新的技术结构。主要改进是：

1.1传动系统多样化

为适应不同的橡胶工艺需求和国产配套条件的制约，密炼机的传动系统采用多种形式。

(1)双速电动机配单速减速机。通过电机的变速使密炼机的转子转速获得双速变化。如XM-270×20×40密炼机即为1000／500kW双速电机，使转子获得以40／20r／min的两种转速。

(2)单速电动机配变速减速机。通过减速机换档变速使转子获得不同的转速。如大连冰山橡塑机械公司的XM-270×20×30×40×60型密炼机就是通过减速机换四档而使转子具有20、30、40、60?r/min的四种可变转速。

(3)变速电机(如：直流电动机、变频电动机等)配单速减速机，使转子具有无级变速功能，可以适应更广泛的炼胶工艺要求。

1.2推进减速机强化、优化设计，采用集中传动结构

针对密炼机负荷性加大、载荷周变频率加快而引起偶发断齿现机械安全论文 | Machinery Safety Papers

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第 3 页 象，对减速机进行优化设计、强化CAD设计。在合理地优选材质，严格热处理工艺和中硬齿面的精密加工工艺上下工夫，使减速机整体结构紧凑、耐用、噪声低、操作环境良好。

1.3加料装置结构更趋合理、实用

(1)适当加大加料装置风缸直径，更适合我国橡胶厂、轮胎厂风压普遍偏低的情况，使胶料获得较大的压力，以提高炼胶效率。

(2)在风缸下加设支座，使维修和更换密封有较大的空间，更方便。

(3)压铊和胶料接触的表面用堆焊硬质合金或镀硬铬，使之更加耐磨耐蚀。

(4)压铊可以通水冷却，增强对炼胶的冷却效果。

(5)在加料装置与密炼室连接处，采用四块耐磨板衔接，不仅耐磨和便于维修，而且使密炼室的组装定位更加简便可靠。

1.4混炼部分的结构不断更新，更趋于先进

(1)转子结构多样化。随着炼胶配方和工艺的发展，对密炼机转子结构也提出了新的不同要求。通过多年的研究，除传统转子外，机械安全论文 | Machinery Safety Papers

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第 4 页 还开发出销钉转子、同步转子、可调距转子等。它们不仅在转子形状结构上有很大改进，并且对螺棱部分增加特制冷却通道，使之更适合不同胶料和炼胶工艺的要求，混炼效果好，效率高。

(2)转子采用新材质，机械性能优异，铸造性能好、可焊性强。并在转子工作部分表面堆焊高硬度的硬质合金，做精密的整形加工，或表面镀硬铬，使转子具有更好的耐磨耐蚀性能，且自洁性更好。

(3)转子端面密封装置普遍采用拨叉外压式密封结构，保证高压润滑油注入密封端面，精密地调整、研合密封面，使整个端面密封可靠耐用。

(4)改进密炼室组装结构，采用定位耐磨板、定位楔块及销，配有硬度适宜的大螺栓组合，使密炼室整体结构刚性足，坚固耐用，装卸方便。

(5)密炼室采用周围钻孔的冷却结构，内壁堆焊硬质合金，表面耐磨，冷却效果极佳。

1.5采用撑料迅速、密封可靠的下落式卸料结构

(1)下落式卸料，其下顶栓表面进行严格的精密加工，可以通水机械安全论文 | Machinery Safety Papers

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第 5 页 冷却，与胶料接触面堆焊硬质合金，亦可以增镀硬铬，使之冷却效果更好，耐磨且密封可靠。

(2)在中小型机种中采用结构简便的液压插板式锁紧结构(两端插销式，侧面插板式)，在大型机种上采用曲拐铰链式锁紧机构，摩擦力小、刚性好、自锁性强，因此锁紧可靠、开闭畅通。

(3)卸料门摆动采用液压齿条、齿轮驱动机构，较之摆动旋转油缸等结构受力均匀、结构简便、安全可靠、无；中击现象。对大型机种则采用双齿条单齿轮驱动机构，更加平稳可靠，提高了卸料的开合速度和使用寿命。

目前，大连冰山橡塑机械公司和益阳橡机厂生产的这两种系列的密炼机均达到了国外同类产品的技术水平，已经全面占领了国内市场，取代了进口。而且益阳橡机厂的GK270密炼机被米其林公司批量采用，更说明我国的密炼机已经具有了相当高的水平。

2分批混炼与连续混炼

目前，工业化国家正在投入大量的人力物力进行胶料连续混炼的研究，因为连续混炼具有：可大幅提高生产效率、由一条生产线机械安全论文 | Machinery Safety Papers

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第 6 页 取代密炼机及上下辅机、简化设备结构、降低能耗、提高混炼胶质量和稳定性、容易实现绿色操作等优点。虽然受到喂料必须采用胶粒或胶粉等条件的限制，而迟迟不能推广，但仍受到高度的重视，被认为是未来炼胶设备的发展方向。

2.1分批混炼

2.1.1分批混炼的优点

(1)可输送不同规格和形状的原材料。

(2)能在少量物料或无准备情况下用手动或自动方式加料。

(3)可以采用手动或简单的PLC操作。

(4)通过速度控制或特殊转子设计，使原材料得到充分混炼，能得到较高剪切或较低粘度的混炼胶。

(5)不管小批量或大批量生产，均能进行经济操作。

(6)设备坚固耐用，使用寿命长。

2.1.2分批混炼的缺点

(1)经常装料、卸料，不能充分利用电能。

(2)当大批量混炼胶直接通过开炼机或其它压片加工时，热量改机械安全论文 | Machinery Safety Papers

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第 7 页 变。

(3)混炼过程中，排出大量含有有害化合物的气体。

(4)劳动强度大，需一名操作人员。

(5)设备笨重，安装费用高。

(6)称重会略有不同，批料与批料之间有重量差异。

(7)混炼胶需要二次设备进行成型或搬运。

选择混炼设备时，必须充分了解连续加工生产线的优缺点。

2.2连续混炼

2.2.1连续混炼的优点

(1)能量消耗稳定，没有大的峰值，节能。

(2)根据某些参数要求(温度、功率等)，使混炼达到稳定状态。

(3)连续运行，需要的操作人员少。

(4)连续小批量排胶所产生的热历程比分批式混炼所产生热历程均匀。

(5)预混合配合剂均匀且生产状态稳定。

(6)安装费低。 机械安全论文 | Machinery Safety Papers

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第 8 页 2.2.2连续混炼的缺点

(1)不能加工流动性差的材料。

(2)需要采用先进的称量及计量设备。

(3)不易手动操作，适于自动控制。

(4)短期生产成本较高。

(5)排胶温度比分批混炼高。

(6)更换混炼胶时，需要配置专用的设备。

分批混炼和连续混炼各有优缺点，须根据具体情况如胶料性能等确定。但随着适用于连续混炼设备的热塑性弹性体(如粒状、流动性好的三元乙丙胶等)在传统橡胶工业中的广泛应用，连续混炼技术机设备越来越受到重视，经多年研究在国外已有很大进展，如三海公司的CCC低温连续混炼技术，能降低能耗50%，降低成本62%，这是很有诱惑力的，但这种技术的详细情况仍然处于保密之中。以下介绍的是几种连续混炼机。

3国外连续混炼机

多年来，塑料工业已有几种通用的连续混炼设备。经某些改进，机械安全论文 | Machinery Safety Papers

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第 9 页 这些密炼机已用于混炼特殊的混炼胶。连续混炼设备的型号可以选择。大多数采用正旋转双螺杆，它能够按各种螺杆部件和机筒部件规格定做。有些连续混炼设备有明显的不同。下面是这些连续混炼设备类型的简介。

3.1FCM连续混炼机

FCM连续混炼机是一种双转子相对旋转装置。它是一种相当短的混炼设备，其长径比大约为15：1。该设备包括两个转子，其转子安装在光滑的混炼室内，与本伯里密炼机的布置相似。密炼机的一端装有加料斗，原材料通过该加料斗喂入密炼机。其对应端上装有一个卸料门，混炼好的胶料通过该卸料门排出。

其转子是仿制本伯里密炼机转子设计的。转子上有一类似于挤出机螺杆的供料段，其主要用途是把原材料推进密炼机内。与其邻接的是正、反向螺旋状物，其主要用途是提供充分和广泛的混炼。除此之外，还有椭圆形翼，该翼用于通过卸料门开口排出物料。

这种密炼机最明显的特征是连续供料。密炼机的生产率基于喂料速率。保持恒定供料，可以提高转子转速，以得到更大的剪切力，机械安全论文 | Machinery Safety Papers

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第 10 页 或者稍微关闭卸料门，提高排胶温度。密炼机在常压下操作，形成独立混炼环境，完全不受成型要求的影响。根据这一特征，FCM装置能够混炼剪切率和温度高的物料，同时也能混炼低剪切率和对温度更为敏感的物料。

目前全世界有1000多台这样的密炼机在使用中。这种密炼机原为胶料的连续混炼而设计，现大多数用于塑料工业。生产能力从100到1000001b／h以上。

3.2法雷尔MVX(混炼，排气，挤出)

MVX包括一台装有两个三角形相对旋转转子的密炼机，该密炼机与一台挤出机紧密配置，使混炼和挤出可同时进行。尽管这种密炼机当初是为塑料工业而设计，但后来发现其更适合橡胶工业。

加料装置是一种简单的气动上顶栓，上顶栓迫使自由流动物料进入混炼室。上顶栓往复运动可保持所需的压力。当物料直接通过混炼室时，将成为六个滚动堆积胶团，滚动堆积胶团由挡胶板挡住，以防未混炼物料短循环。

机组的生产率与挤出速度有关。水和空气由喂料螺杆后端排出。

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湿法炼胶工艺(内容清晰)

湿法炼胶工艺(内容清晰)

甲类研制# 1 白炭黑湿法混炼共沉胶制备的关键技术包括：天然胶乳的预处理；白炭黑的表面处理及水分散体的制备、白炭黑填充量的控制；天然胶乳与白炭黑水分散体的液态混合、分散、絮凝和干燥等工艺过程的全自动化贯通。

湿法混炼橡胶新材料新技术的优势主要有：橡胶工业绿色制造、节能减排的重要措施；满足绿色轮胎大量添加白炭黑的需求；提高白炭黑在橡胶中的分散度，改善胶料的物理机械性能。

湿法混炼概述

记者：目前，在我国的橡胶业加工混炼过程中，大多采用密炼机干法混炼方式，对于湿法混炼少有提及，您可否先给我们简单介绍下湿法混炼技术的概况？

许春华：在橡胶胶料加工过程中,混炼是最关键的工序，通过混炼将天然橡胶、合成橡胶、补强材料、硫化材料、防老化材料等十数种配合剂均匀混合，制成混炼胶料，成为生产各类橡胶产品的原料，因此，混炼胶性能和混炼工艺直接影响橡胶产品的加工性能和产品的各项使用性能。混炼工艺也是橡胶加工中能耗最高的工序，占轮胎生产过程全部能耗的40%。

但目前我国橡胶工业仍沿用能耗高、产业链长、环保差的机械干炼法，在密炼机中对橡胶/填料/配合剂进行多段混炼，制造每吨混炼胶耗电约400 kW·H，年耗电平均达50亿kW·H，约合人民币近40亿元。因此，混炼工艺的创新改造、节能混炼工艺的开发成为橡胶行业中节能措施的重中之重。混炼工艺的创新主要是将目前的间歇法混炼向连续法混炼工艺发展，其中低温一次法混炼和湿法混炼技术是发展前景最好、节能效果最显著的工艺技术。其他还有串联式密炼机、螺杆挤出等混炼技术，这里重点讨论白炭黑湿法混炼技术；

简单的说，湿法混炼技术是指将经过预先加工的炭黑、白炭黑等填料制成水分散体，在液态下与橡胶胶乳充分混合，再经凝聚、脱水、干燥等过程生产橡胶混炼胶的方法。与传统的将干胶与炭黑、白炭黑等配合剂在密炼机中进行多段干法混炼完全不同。

天然胶乳是橡胶胶束粒子在水中的悬浮体，橡胶胶束粒子的最外部是一层由蛋白质和类脂化合物组成的保护层。保护层中的物质都具有表面活性剂的功能。而白炭黑、炭黑等活性补强剂在液态中吸附了这类表面活性剂会失活，妨碍其与橡胶之间的补强机构的形成，补强剂由于其极性、比重不同，往往与胶乳的沉降速度不能匹配，导至补强剂在胶乳体系中的分散不易均匀，往往对橡胶的性能有所损害。

马克思主义哲学在高分子材料成型加工新技术研究中的指导作用

马克思主义哲学在高分子材料成型加工新技术研究中的指导作用

马克思主义哲学在高分子材料成型加工新技术研究中的指导作用

1. 本文概述

研究背景：概述当前高分子材料成型加工技术的发展现状及其面临的挑战。

理论框架：说明马克思主义哲学如何为技术研究提供理论支持和方法论指导。

随着科技的不断进步，高分子材料在现代工业中的应用日益广泛，其成型加工技术成为材料科学领域的关键研究课题。本文旨在探讨马克思主义哲学在指导高分子材料成型加工新技术研究中的重要作用。文章首先回顾了当前高分子材料成型加工技术的发展现状，分析了在材料性能、加工效率和成本控制等方面存在的挑战。在此基础上，本文引入马克思主义哲学的基本原理，探讨其在材料科学研究中的适用性和指导意义，特别是在方法论和实践路径上的应用。

通过对马克思主义哲学的深入分析，本文旨在揭示其对高分子材料成型加工技术发展的理论贡献和实践价值。研究目的在于提出一种结合哲学思考与科学实践的研究方法，以期推动高分子材料成型加工技术的进步，并为相关领域的技术革新提供理论支持。 文章结构安排如下：第一部分介绍研究背景和现状第二部分阐述马克思主义哲学的基本观点及其在材料科学中的应用第三部分探讨马克思主义哲学对高分子材料成型加工技术的具体指导作用最后一部分总结全文，提出未来研究方向和实践建议。

2. 马克思主义哲学概述

在撰写《马克思主义哲学在高分子材料成型加工新技术研究中的指导作用》一文中，“ 马克思主义哲学概述”这一段落可以这样展开：

马克思主义哲学，作为一门全面深刻揭示自然界、人类社会及思维发展普遍规律的科学哲学体系，其核心内容包括辩证唯物主义和历史唯物主义两个主要方面。辩证唯物主义认为物质是世界的本原，强调自然界和人类社会的发展都遵循客观辩证规律，主张通过实践活动把握事物的本质和发展趋势。历史唯物主义则着重探讨人类社会历史发展的特殊规律，尤其是生产力与生产关系、经济基础与上层建筑之间的矛盾运动，以及阶级斗争和社会形态更替的历史进程。

在科学研究和技术进步领域，马克思主义哲学提供了独特的世界观和方法论。它强调理论与实践的统一，指出科学理论应当来源于实践，并在实践中不断接受检验和完善。对于高分子材料成型加工新技术的研究而言，马克思主义哲学倡导实事求是的态度，要求科研工作者深入生产一线，从实际出发，洞察新材料、新工艺产生的客观条件和需求，同时运用辩证思维分析材料性能的变化、加工过程的优化以及技术革新的潜在可能性。

中国橡胶机械工业的发展及现状

中国橡胶机械工业的发展及现状

中国橡胶机械工业的发展及现状

我国橡机工业从无到有，由小到大，从弱变强，取得了巨大的进步。特别是1978年改革开放的30年来，更是发生了日新月异、翻天覆地的变化。进入21世纪，通过引进消化吸收创新，集成创新和自主研发创新，现在已经打造成为世界橡机制造大国并向强国方向迈进。

一、中华民国时期

1、在1949年建国之时，我国基本没有橡胶机械工业。当时全国507家橡胶厂拥有1017台开炼机以及其他相关的压延、挤出、成型和硫化等设备，几乎全部为外国货。其中，美国、英国和德国产的橡机设备占有一少部分，80%以上来自日本。在国内，仅有3-5家不成规模的小型橡机修配厂和修造厂提供一些简单的零配件，维持橡胶企业简单再生产，而后一步一步发展成橡机制造厂。

(1).上海大中华橡胶厂的机器修造厂。1928年并购创建于1917年的沪江机器厂和1941年买进振隆机器厂合并构成。主要以生产橡机的零配件为主，作为大中华6个橡胶厂的机修车间。解放后，开始生产橡胶小型非标设备和模具，职工不足100人。1953年以后从大中华厂分出独立，改称上海橡胶工业公司橡胶机械一厂。现为上海橡胶机械一厂有限公司，主要生产开炼机、轮胎成型机等。

(2).上海轻工机械系统在1930-1940年代创办的机械厂。有上海新民铁工厂，1951年为青岛橡胶二厂新建航空轮胎车间合作生产提供了一批65"轮胎个体硫化机，1955年同其他厂合并组建为上海轮胎机械厂，主要以翻胎设备为主。还有上海茶陵机器厂五十年代后期生产中小型开炼机和压延机，1970年改称上海橡胶机械厂。九十年代后末期两厂合并，之后改制成为上海思南橡胶机械有限公司。此外，还有20世纪50年代中期由几家小机械厂合营组成的上海第一橡胶机械厂，主要生产平板硫化机、开炼机。

(3).四川亚西机器厂，始建于1942年。1952年收归国有，曾为我国的化工、冶金、矿山、、水电、造纸、农机、森林、国防等行业提过了大量的装备。解放之后，开始提供橡机零配件，1966年正式转产橡胶机械，为沈阳、天津和上海三家新建再生胶厂提供设备，主要以破胶机、精炼机、开炼机、密炼机、压延机为主，

全液压式实验密炼机加料、压料及传动部分的设计

全液压式实验密炼机加料、压料及传动部分的设计

前言

炼混炼胶料存在质量差、效率低、劳动强度工作环境恶劣等一系列问题。为了克服这一系列的问题密炼机慢慢出现。随着高分子材料的飞速发展和科学技术的不断进步，密炼机的用途越来越广泛，主要用于橡胶的塑炼及混炼，还可以用于塑料、沥青等其它高分子材料的混合以及橡塑共混等，由于其独特的优越性，已经成为橡塑工业中最关键的混炼设备之一。

自密炼机产生以后，在混炼过程中显示了它一系列的优点：混炼时间短，生产效率高，操作容易，较好的克服粉尘飞扬，减少配合剂的损失，改善劳动条件，减轻劳动强度等。随着科技的进步，人们对橡胶混炼的要求越来越高，迫切要求对原来的旧机台进行更新换代，对旧的密炼机技术进行提高和完善。随着世界橡胶工业的全面复苏及轮胎工业的全面崛起，于是密炼机正向着密炼室容量大型化、主电机大功率，转子转速高速化，多级化或无级化的方向发展。一种作为研制开发作用的小型实验密炼机的出现势在必行，其为各种密炼机的发展演示起着至关重要的作用。X(S)M-1全液压式实验密炼机就是顺应密炼机发展，功能演示的一种高性能的密炼机。其具有橡塑共混，同步高速转子转动，尺寸比较小结构比较紧凑，主要适用于实验室等良好的环境的场合下，尺寸结构简洁、经济、实用的众多优点。

本设计总结了X(S)M-1全液压式实验密炼机的设计过程，设计方法和设计理论依据，设计机台的优缺点。

本说明书主要介绍了X(S)M-1全液压式实验密炼机的加料压料装置、传动装置设计计算，还有有关的技术说明。本设计力求使机台性能达到同类机台的先进水平。希望所设计的机台既能准确完成既定的工艺生产要求，又能使机台强度、刚度、耐磨性、寿命等可靠。并注意汲取先前的经验，注意创新改进，使机台结构简单，外形美观，且能提高生产率和降低能耗，另外，还要考虑加工成本和维修方便等。

1.绪论

1.1 密炼机的发展与我国密炼机现状

1.1.1密炼机的发展概述

1.1.2 我国内密炼机现状

国内在20世纪80年代以前，混炼胶加工机械的发展与工业化国家生产的机型、数量、结构形式、自动化程度、可靠性和联动化的水平等都存在很大的差距。通过改革开放，国内引进了许多世界先进的密炼机以及许多相关的制造技术，在此基础上通过消化吸收和改造创新，使我国的设计，生产制造密炼机的技术得到了极大的提高，我国已经生产出400立升容量的密炼机，开发了具有现代水平的XM系列(即F系列)密炼机,XMF系列密炼机。此外,还引进了GKN系列和GKE系列密炼机技术。我们不但掌握了相切型转子的技术, 同时, 还开发了啮合型转子的技术,以适应不同胶料加工工艺的需要。从转速不同的异步转子发展到二个轮子以固定相位同速运转的同步转子。密炼机转子的转速从单一的低速向高速、多速和无级变速方向发展。随着子午线轮胎生产的发展, 为适应加工子午胎胶料的需要,在驱动装置方面加大了驱动电机的功率。为了解决密炼机压料装置对胶料单位面积压力不稳的问题, 将传统的气压压料装置改为液压压料装置。我国的密炼机生产厂家在对国外密炼机进行引进吸收的基础上，对自己的密炼机产品进行了大量的技术改进和创新，如采用了各种构型的转子（销钉转子、同步转子、可调距转子）、液压上顶栓、液压式转子端面密封、PID 温度自动控制系统、计算机全自动监控等。但是，受国家整体的工业水平的限制，我国的密炼机 在产品的可靠性、适应性以及稳定性方面与工业化国家仍有一定的差距。近年来，随着汽车工业及其它各行业的快速发展，尤其是节能与效率方面各种高标准的提出，对密炼机的性能提出了更高的要求。