第三章密炼机（Internal Mixer）
第一节本章的教学目的、要求、重点、难点及相关要求
§1－1 本章的教学目的和要求
通过本章的学习，使同学们掌握密炼机的主要用途、分类方法及每种类型密炼机的特点、工作原理、每个部分作用、主要结构及设计过程，特别是转子等主要零部件设计思路和方法，熟悉机台操作方法及相关特点，了解关键部件加工方法，培养在橡胶机械生产过程能独立设计密炼机和在橡胶加工过程中能自己正确使用和指导工人正确使用密炼机的工程技术人员。§1－2 本章的重点、难点及要求
重点：密炼机的工作原理、主要参数及其影响、转子等关键部件设计思路和方法、同步转子的特点。
难点：机台各部件结构及原理、转子等关键部件的设计、参数的选用、机台主要部件的加工安装方法。
要求：（1）要求同学们掌握密炼机的用途，分类方法，工作原理，转子等关键零部件加热冷却方式、转子及主要零部件的结构及其区别，上顶拴压力、填充系数、空容量、总容量、工作容量等概念以及它们之间的相互关系。转子及主要部件设计计算方法，受力分析及相关结构，胶料在混炼室中所受到的机械作用。
（2）要求同学们熟悉塑炼、混炼各自的优缺点，密炼机基本结构，操作方法，规格表示及主要技术特征，关键零部件的设计过程，设计过程中的参数选择，传动方式及电机的选择。（3）要求同学们了解啮合型密炼机、翻转密炼机等其他各种密炼机的特点，传动功率、产量的计算方法及其区别，密炼机组装过程。
（4）要求同学们自学课堂上未讲的书本内容。
第二节概述
§2－1 密炼机的发展方向
密炼机全称叫做“密闭式炼胶机”，是在开炼机的基础上发展起来的。1820年发明开炼机以后，使橡胶工业发生了根本的转变，但由于开炼机存在许多缺点，比如劳动强度大，效率低，粉尘大等，严重影响人的身体健康，于是人们开始考虑能否把这一加工设备用一个罩子把它罩起来，就逐步发展成密炼机。因为它在密炼室里面工作，所以称作密闭式。由于开炼机工作是敞开的，故叫做开放式炼胶机。一般介绍均认为密炼机是Banbury在1916年发明的，实际最早是由西德W&P公司的一名商业工程师（英国人）根据该公司的原型机台设计的，由于其发展较快，产量也大应用较广，故人们一直认为Banbury密炼机是最早问世的。
自从出现密炼机后，在混炼过程中显示了比开炼机具有的一系列优点，如混炼时间短，生产效率高，操作容易，较好地克服粉尘飞扬，减少配合剂的损失，改善劳动条件，减轻劳动强度等。由于它在很大程度上是凭经验发展起来的，因而在发展早期曾出现过认为塑炼效率低，不能用它来塑炼的说法，但已经为生产实践所否定。因此，密炼机的出现是炼胶机械的一项重要成果，至今仍然成为塑炼和混炼中的典型设备，并处于不断发展完善中。据国外资料统计，在橡胶工业中有88％的胶料是由密炼机制造的，塑料、树脂行业亦广泛应用密炼机。
现代密炼机发展的标志之一是高速、高压和高效能机台。通常将转子转速为20rpm的称
为低速密炼机，30～40rpm 的称为中速密炼机，60rpm 以上的称为高速密炼机。
近年来，出现了转速达80rpm 甚至更高的密炼机，亦有对工艺和效能有广泛适应性和处
理手段的双速、三速、变速密炼机，也有转子速比可调节的密炼机。其操作时间大大缩短，
从过去慢速机台的8～15min 缩短至1.5～3.5min ，甚至有的达1～1.5min （包括采用密炼法
与补充混炼法配合的工艺过程等）。
密炼机的结构也在不断发展。密炼机工作过程及整个机组的机械化、自动化水平也在不
断提高，采用了程序控制，现在大型引进机台均采用计算机控制。
总之，此种发展是在大大强化混炼过程，提高机台效能，减轻体力劳动和改善工作环境
等。
在这种剧烈的混炼过程中，当然会带来许多新问题，因此，对机械研究设计来说，从机
台的捏炼系统、冷却系统、密封系统、加料及压料系统、卸料系统、传动系统、控制系统、
主要零部件、材料到各种参数的技术决定以及理论，都需要相应的发展，以使机台性能优良，
为生产过程提供可能的适应性和调节性。
我国密炼机发展状况是：解放前是空白，解放后国产密炼机逐步发展起来了。我国第一
个制造密炼机的厂家是大连橡塑机厂，首先仿苏生产了PC －2 140/20L 密炼机，现在改为
250L 、75/40L 密炼机。然后上海等地逐步也生产这些机台，如250/20/40，75/30/60，
75/35/70，以及50L 密炼机。近年来又仿照F 系列密炼机生产F080，F160，F270，均已出
口。另外又给日本生产翻转式50L 、70L 密炼机。益阳橡机厂又从西德引进GK 系列技术生产
GK 系列密炼机。F 系列、GK 系列是当前世界两大先进系列密炼机。国内橡胶大厂均有引进。
我院一直在研究密炼机，销钉转子、销钉混炼室密炼机等。
密炼机发展方向：“二大”、“二高”、“一低”，即大规格（大容量）、大功率，高速、高
压，单位能耗低，主要问题：端面密封。
§2－2 密炼机的用途及分类
一、 用途
主要用于橡胶的塑炼和混炼，同时也用于塑料、沥青料、油毡料、合成树脂料的混炼。它是
橡胶工厂主要炼胶设备之一。七十年代以来，国外在炼胶工艺和设备方面虽然发展较快，例
如用螺杆挤出机代替密炼机和开炼机进行塑炼和混炼，但还是代替不了密炼机。新的现代工
厂中的炼胶设备仍以密炼机为主，混炼方法也仍采用两段混炼法。
二、 分类
密炼机分类方法较多，主要有以下几种方法：
1．按转子端面形状不同（Rotor Section Form ）
本伯里型（Banbury ）过去D 型，现在F 型（二棱、四棱）
椭圆型转子密炼机
过去叫做GK －
UK 型GKN
非啮合切线型 GK 型
GKE 啮合型
圆筒型（二棱、四棱）
圆筒型转子密炼机 肖氏（Francis shaw ）、K 型
相切型，切线型
2．按转子啮合与否（Intermeshing）
啮合型，联锁型
3．按转子转速不同（Rotor Speed）
慢速以XM－250为例≤20rpm
中速以XM－250为例 30～50rpm
高速以XM－250为例≥60rpm
转速与其它机械相比，纯属低速范围，但对炼胶作业来讲却是高速了，因炼胶要消耗大量能量，产生大量热量，这两点都限制转速范围。
单速
4．按转子转速变化与否双速转子具有两个速度
变速
普通型四棱、两棱
5．按转子外表面结构来分销钉型转子
特殊型螺旋型
普通型
6．按混炼室结构来分特殊型销钉密炼室
翻转密炼室
大容量（规格）密炼机370L
7．以密炼机的容量来分中容量80－270L 试验用密炼机在10L以下
小容量10－50L
异步转子
8．按转子速比
同步转子
§2－3 生产厂家
一、国外
目前世界各国生产密炼机的厂家较多，产量较大，但具有竞争能力的仍是以下三家：1．美国 Farrel Birminghan Co. 法勒尔·伯明翰公司 D型和F型为其首创；
2．西德 Werner&Pfleiderer Co.（简称W&P公司）维尔纳·普弗莱德瑞尔公司，GK-UK 和GKN/GKE系列为其首创；
3．英国 Francis Shaw Co. 弗兰西斯·肖公司，K型属于首创
此外还有日本的Kobe Steel 神户制钢所研制的BB型、D型、F型；意大利伯米尼Pomini 公司；西班牙的Guix Co.魁克斯公司的挑担式GK和F结合；苏联布尔什维克厂PC型、椭圆型；意大利依·科未里奥公司Comerio Ercole SPA，MA型密炼机为其独创，1936年生产并取得专利。
二、国内
解放前我国不能自己生产密炼机，当时国内橡胶厂也没有使用密炼机的，橡胶作业完全靠开炼机。解放后，五十年代我国从苏联、捷克等社会主义国家进口了一批中型密炼机（11#）,此后我国橡机制造厂逐步走向自主设计制造阶段。目前，国内不少厂家生产各类型密炼机，并有部分出口。
大连橡塑机械厂：最早生产国产密炼机的厂家，引进苏联图纸。目前国内橡胶厂大部分都是采用的该厂产品，1986年已仿制出F270L密炼机。
益阳橡机厂：是60年代我国新建的大型橡机厂，也生产了不少密炼机。最近从西德引进GK
型密炼机制造技术，1987年已生产出GK270密炼机。
上海橡机厂（原茶陵机器厂）：是生产中型密炼机的工厂，其产品质量好。
上海橡机二厂：生产中小型密炼机
西亚机器厂：中小其特点是用行星减速机
天津机厂：中小
天津电工机械厂：中小
桂林机厂：中小
此外还有不少塑料机械厂、轻工机械厂生产密炼机。
§2－4 规格与技术特征
1 规格：过去采用混炼室的工作容量和主动转子转速表示。
现在采用混炼室的总容量/主动转子的转速表示。
国产密炼机的规格表示法：XM-250/20
XM-75/35╳70
美Banbury密炼机，过去D型：3D,9D,11D,27D
现在F型：F40,F120,F270,F620
西德W＆P密炼机，过去：GK-UK,GK-50UK ,GK-160UK
现在：GK-N, GK-90N,GK-270N
GK-E ,GK-90E,GK-270E
英Franis Shaw密炼机：K0 K1 K2 K5 K6 K7 K2A K4 K8 K10
1.8 5.3 18.8 132 189 351 45.5 84 475 915
苏联布尔什维克 250-20，250-30，250-40
2技术特征见书P15表1-10
1〉混炼室总容量分容量，工作容量的区别
2〉电机功率随转子转速不同而异转速提高一倍电机功率增加1~4倍
3〉转速小规格转速高，大规格转速低，以便胶料能经受同样的剪切速率与剪切应力
4〉冷却消耗量很大
§2－5 基本结构
一整体结构组成：
密炼机的结构，一般是由六个部分五个系统组成的，六个部分指的是：
1〉混炼部分mixing section（包括转子rotor、混炼室mixing chamber、密封装置dust stop、转子轴向调正装置、轴承bear）
2〉加料部分 Feed module section
3〉压料部分Pressure ram section 不加压胶吃不进
4〉卸料部分 Discharge section
5〉传动装置部分Drive section 耗电1.7e-30KW相当100W灯泡300个传动比大电机上千转，转子几十转，转子20rpm I=75
6〉底座部分
五个系统：1〉加热冷却系统 Heating＆cooling system
2〉气压系统 Compressed air sestem
3〉液压系统 Hydraulie system
4〉电控系统 Elestric controller (system)
5〉润滑系统 Lubrication
二每个部分组成及作用
(1)混炼部分
混炼部分主要有转子、混炼室、密封装置等组成，从图上可以看出，主要有上、下机壳6、4，上、下混炼室7、5，转子8，密封装置（图上看不见）等组成，下机壳4用细栓固定在机座1上，上机壳6与下机壳4用细栓紧固在一起。上、下机壳内分别固定有上下混炼室7和5，上、下混炼是带有夹套（新型密炼机采用钻孔冷雀，不必带有夹套）可通入冷却水（当用于炼胶时现在新型的密炼机通入恒温水）或通入蒸汽（当用于炼塑料时）进行冷却或加热，转子两端用双列圆锥滚子轴承安装在上、下机壳中，两转子通过安装在其颈部的速比齿轮的带动，在环形的混炼室内做不同转速的相对回转，上、下密炼室内表面及转子工作部分的突棱及全部椭圆行外表面均堆焊硬质合金，提高硬度，以增加使用寿命。
为了防止炼胶时粉料及胶料向外溢出，转子两端设有反螺纹与端面接触式自动密封装置（或其它各种形式密封）。密封装置的摩擦面用油泵强制注入干油进行润滑（国内这一点较差）。干油泵由前转子带动，调节油泵摇杆的长度和油泵活塞的细钉，可调节油泵的供油量。这一部分是密炼机的核心部分，其主要作用是对胶料进行混合、剪切、捏炼。
（2）加料部分
它主要右加料室和斗形的加料口以及翻板门（加料门）11组成，加料门（翻板门）的开关由风缸带动，安装在混炼是的上机壳6上面，在加料口上方安有吸尘罩，使用单位可在吸尘罩上安置管道和抽风机，以便达到良好的吸尘效果。加料斗的后壁设有方形孔，根据操作需要可将方形孔盖板拿掉，安装辅助加料管道，一般安装炭黑管道，自动加入炭黑，在侧面右一小圆孔，以便安装自动注油管道。
这部分作用主要是用于加料和瞬间存料。
（3）压料部分：
它主要由上顶栓9和推动上顶栓做上、下往复运动的气缸14组成，各种物料从加料口加入后，关闭翻板门（加料门）由气缸14操纵上顶栓将物料压入混炼室中，并在炼胶过程中给物料一定的压力来加速炼胶过程。
它的主要作用：给胶料一定的压力，加速炼胶过程，提高炼胶效果。
如果不加压，胶料就吃不进去，等于开炼机一样，效率较低，加压后，使胶料能较顺利进入转子之间进行混炼。
上顶栓与物料接触的表面，堆焊耐磨合金，增加耐磨性，上顶栓内腔通冷却水冷却，新型现在没有。
（4）卸料装置部分：
主要由安装在混炼室下面的下顶栓3和下顶栓锁紧机构2所组成，下顶栓固定在旋转轴上，而旋转轴由安装在下机壳侧壁上的旋转油缸17带动，使下顶栓以摆动形式开闭。
下顶栓锁紧机构2主要由一旋转轴和锁紧栓所组成。锁紧栓之摆动由往复式油缸16新驱动。在下顶栓上装有热电偶，用于测量胶料在炼胶过程中的温度。
所以它的主要作用，就是在炼胶完毕后排除胶料，也就是卸料。下顶栓内可通冷却水冷却，下顶栓与物料接触的‘ ’形表面可堆焊耐磨合金，增加其耐磨性。
（5）传动装置部分；
主要有电机22，弹性连轴节21，减速机20和齿形连轴节19等组成。安装在传动底座上，其作用传递动力，使转子克服工作阻力而转动，从而完成炼胶作业。
（6）底座
主要有机座而组成。有的分为主机底座和传动底座。
其作用使供密炼机使用，在其上安装主机和传动系统的部件。
（7）加热冷却系统
作用：根据工艺要求，控制炼胶过程中胶料的温度
主要由管道和分配器等组成，以便将冷却水或蒸汽通人混炼室、转子和上、下顶柱等的
空腔内循环流动，以控制胶料的温度。从国外引进的密炼机加热冷却系统配有温控装置，采用恒温水加热冷却。采用恒温水主要优点表现在（1）消灭水露，减轻胶料打滑。因为在炼胶作业中要有放出大量的热，同时要保证一定的温度。当室温一高，混炼室中形成蒸汽，当室用冷却水冷却，就会形成水露，附在混炼室内壁上和转子表面上。这样就会降低胶料与金属表面摩擦系数，形成打滑，降低了炼胶效果。（2）保持恒定的橡胶的摩擦系数提高产品质量。橡胶的摩擦系数是随着金属温度变化的，温度越低，摩擦系数越小。在混炼作业中，突然加入冷却水，使橡胶接触的金属温度太低，就会在冷却的表面打滑。要实现良好的混炼和获得分散度较均匀的质量，必须使剪切应变能施加到混合物上，而只有胶料被夹着，不打滑才能实现，所以片面采用冷却水或冷却水温度较低对密炼室却是不利的。（3）采用恒温水，可以大大降低设备上的热应力，延长机体寿命。
采用恒温水循环冷却后，可以发现
（1）消灭“露水”，可缩短混炼周期50％
（2）峰值功率降低，能耗节省10—20％
（3）减少冷却水消耗可达80％
（4）大大降低设备的热应力，延长机体寿命
（5）改善混炼胶的分散度
（6）增大填充系数
（7）消除许多操作误差
（8）保持每批胶料之间的均匀性
（9）为配方人员提供控制参数的新方法
国外引进密炼机全部采用温水循环冷却，常温控系统。国内正在研究，当前只有我院我们实验室研究，我们实验室已制造出十几，在全国各大橡胶厂使用，效果很好。同学们回厂后，如想要，可与我们取得联系。
（8）液压系统
主要由一个双联叶片油泵15，旋转油缸17，往复油缸16，管道和油箱等组成。它是卸料机构动力供给部分。用于控制下顶栓及下顶栓锁紧机构的开闭。
（9）气压系统（图上未注）
主要有气缸14，活塞13，加料门的气缸，气阀，管道和压缩空气等组成。它是加料，压料机构的动力供给部分。用于控制上顶栓的升降，加压及翻板门的开闭。
（10）电控系统
主要由控制箱，操作机台和各种电气仪表组成，它是整个机台的操作中心。
（11）润滑系统
主要由油泵，分油器和管道组成，目的是为了使各个转动部分（如旋转轴、轴承、密封装置的密封环摩擦面等）减少摩擦。增加使用寿命，向这些摩擦面注入润滑油。
作用：向每个转动部位，注入润滑油，以致减少运动部件之间的摩擦，延长其使用寿命。
第二节工作参数与原理
2－1 工作原理
在混炼室内，生胶的塑炼和混炼胶的混炼过程，比开炼机的塑炼和混炼要复杂的多，物料加入混炼室后，就在由两个具有螺旋棱的，有速比的，相对回转的转子与混炼室壁、上、下顶栓组成的混炼系统内受到不断的变化的反复进行的强烈剪切和挤压作用，使胶料产生剪切变形，进行了强烈的捏炼。由于转子有螺旋棱，在混炼时胶料反复地进行轴向往复运动，起到了搅拌作用，致使混炼更为强烈。胶料在混炼过程中，其经受流动和变形的混炼作用是很复杂的，下面将进行讨论。
密炼机转子的形状不同，其作用情况是不同的，下面我们主要椭圆型转子密炼机的工
作原理。
我们先对混炼过程进行分析：
（一） 工作原理
混炼原理是把生胶看作分散介质（液相），配合剂看作分散相来讨论的。
混炼－就是使配合剂分散在橡胶中。如何把配合剂分散在生胶中，主要看生胶的湿润能力及表面张力也要看配合剂是否易被打湿。
从工业上－可增加 表面活性剂入硬脂酸等，以帮助湿润配合剂。
从机械上－必须以一定的作用力，以便将配合剂混入生胶中，并破坏其聚集体。
[1]混炼过程：包括一下一些基本步骤：
1 细分:break 将较大的配合剂团块或聚集体再进一步粉碎,分细.
2 混入(捏炼)intermix, blend, incorporation
将粉状或液态物料混入橡胶中形成粘结块(需要较长时间),要使配合剂混入，首先必须使块状橡胶变形，以形成与填充剂接触的新界面.此界面形成的方式，从理论上分析有两种。 a 在低速下拉伸橡胶时,它可像液体一样的流动。被充分拉伸后，填充剂就会粘着在新生的界面上。然后，橡胶收缩将粘着的填充剂包围起来，并形成一个整体，就像把橡胶的棱边拉伸、包卷，再拉伸等，最后在挤压下形成一个整体。其模型，如下图
b 在高速下，使橡胶变形时,它呈现固体性质,即发生脆性破坏而成粒状.这些新生成的胶粒表面上就布满了填充剂接着就在压力下,结合成一整体,成为块胶料.其模型如下:
由于天然胶强度大,尤其在采用 式慢速密炼机时,其混入方式显然属于a)型.而丁苯胶,顺丁胶,乙丙胶等所谓干酪状 (与天然胶相比),在密联机转子转速达到某种程度以上时,即不能发挥其弹性,就可能出现b)的形式.(有人做过实验,充油丁苯与顺丁胶并用进行混炼,化
1.3kg 胶,在混炼初期竟被分剖成1800 表面布满碳黑的颗粒.但再进一步混连结合为30块胶料,再进一步混炼,则成为一个整体了.
由此可见,b 的方式简单又有效.故近代的高速密联机是较理想的混入设备.
3分散(微观分散,分散混炼)Dispersive Mixing
在混入阶段,虽然填充剂混入橡胶中,并形成了一个整体,但填充剂的粒子仍为较大的团聚体(二次汇聚体).要使这些由范德华力(附聚力)而结合的二次汇聚体破坏,则需施加一定外力.由于混炼胶的粘度和转子转速的影响,在填充剂粒子中产生了牵引力(即剪切力),一旦这个力超过了填充剂二次汇聚体的汇聚力后,填充剂就逐渐分散开来,生成的各个粒子(碳黑一次汇聚体)就沿着橡胶滚动的方向而移动.
因此在分散阶段,需要一定的剪应力,以便破坏聚集体,若剪应力小于附聚力,则分散难于进行.对于非牛顿流体
最大剪切应力:τ
max =η1γm t η 1 –胶料粘度 最大剪切速率:γmax =γt = h Dn
π m –流变常数
γt -转子棱 处剪切速率
D-
n-转速
h-间隙
则τmax =η 1 (πDn/h)m
由式可见,增大转子直径,转速,减小间隙,均可提高剪切应力,从而提高分散的速度。
4简单结合(单纯混合,宏观分散分布混炼)
将粒子从一点移到另一点,并不改变其物理形状和大小,主要是使物种进一步分散均匀. 均匀化需要使胶料如在开炼机上那样往复捣动(用人工或翻胶装置),在密炼机中则主要考转子螺旋突棱的作用使其在混炼室中往返运动.当剪切应力一旦超过破碎填充剂二次聚集体的吸附力之后,填充剂的分散就与剪切应力无关,而决定于施加给混炼胶数总剪切应变量，
总剪切变形
γ=γmax · t=h Dn
πt t-混炼时间
由式可知,剪切速率与混炼时间对剪切应变量影响很大,若要在相同的混炼时间内达到一定的γ,则需增加D,n 减小h 。
实际上，在密炼过程中，在密炼机的混炼室内，以上几个基本过程是同时进行的。 胶料在混炼室中的混炼过程如下：
生胶和配合剂由加料斗加入，首先落入两个相对回转的转子口部，在上顶栓的压力及摩擦力的作用下，被带入两转子之间的间隙处，受到一定的捏炼作用，然后由下顶栓的尖棱将胶料分开，进入转子与混炼室壁的间隙中，在此处经受强烈的剪切捏炼作用后，被破碎的两股胶料又相会于两个转子口部，然后再进入两转子间隙处，如此循环往复。（见图1-54）
2、胶料在混炼室中所受的机械作用：
（1）转子外表面与混炼室内壁间的捏炼作用
转子表面与混炼室内壁间形成了一个环形间隙，当胶料通过此环形间隙时，则受到捏炼作用。
由于转子表面制有螺旋尖棱，它与混炼室形成的间隙是变化的（如XM-50密炼机间隙为4-80mm,XM-250密炼机间隙为2.5-120mm ），最小间隙在转子棱锋与混炼室内壁之间。当胶料通过此最小间隙时，受到强烈的挤压、剪切、拉伸作用，这种作用与开炼机两辊距的作用相似，但比开炼机的效果要大的多。这是由于转动的转子与固定不动的室壁之间胶料的速度梯度比开炼机大的多，而且，转子尖棱与混炼室壁所形成的透射角尖锐。胶料在转子尖棱尖端与混炼室内壁之间边捏炼，边通过，同时，还受到转子其余表面的类似滚压作用。
（2）两转子之间的混合搅拌、挤压作用
两转子的椭圆形表面各点与转子轴心线的距离不等，因而具有不同的圆周速度。因此两转子间的间隙和速比不是一个恒定值，而是处处不同，时时变化的。速度梯度最大值和最小值相差达几十倍。可使胶料受到强烈的剪切、挤压、搅拌作用。
h Dn
πγ=
又由于两转子转速不同，其相对位置也是时刻变化的，使胶料在两转子间的容量也经常变化，产生强烈的混合、搅拌作用。
（3）上下顶栓分流、剪切和交换作用
此外，由于下顶栓棱部的分流作用，及两转子的转速不同，可使胶料在左右混炼室中进行折卷捣换。其中一侧转子前面的部分胶料（高压区）被挤压到对面混炼室转子后面（低压区），并随之带入料斗中。彼此往复捣换，如两台相邻开炼机连续倒替混炼时相似。
为了有效交换，一个转子必须把胶料直接拨到相对应的转子棱锋后部间隙中。否则，因
压力平衡性阻止交换。这就要求两转子转到适当位置进行交换，这取决于速比。
转子在回转运动中，胶料在螺旋突棱处对转子产生正压力为P′。根据作用力于反作用力，转子在突棱处对产生垂直作用力为P，将P分解成圆周力（径向作用力）Pr和切向力Pt，其中Pr边作用是使胶料绕转子轴线转动，Pt作用是使胶料产生轴向移动。
Pt=P*tgα
胶料在转子突棱产生轴向移动。肯定会有摩擦力阻止胶料作轴向移动。摩擦力T=Pμ=Ptgυ。∵只有Pt＞T，胶料才能作轴向移动。即
α﹥υ
υ=37°-38°
α﹥38° 45°
故胶料在转子短棱处产生轴向的移动。对胶料往复通切割；在长棱处由于α=30°＜υ胶料不会产生轴向移动，仅产生圆周运动，起着运料作用及滚压揉搓作用。
（4）转子轴向往返切割作用。
密炼机每个转子都具有两个方向相反、长度不等的螺旋突棱。
长螺旋突棱的螺旋角α=30°
短螺旋突棱的螺旋角α=45°
胶料在转子回转的作用力下，不仅转子作用周运动，而且由于转子螺旋突棱的螺旋作用，对胶料产生轴向力，使胶料沿转子轴向移动。现将两部分作用情况分析如下：由于转子的移动，转子螺旋突棱对胶料产生一个垂直作用力P 。分为两个力，如图所示。
P-转子对胶料产生垂直作用力
Pr-P力圆周分力，使胶料绕转子轴线转动。
Pr=P/cosα, cosα=P/Pr α=45°
Pt-P切向分力，使胶料沿转子轴线移动。
Pt=Ptgα tgα=Pt/P
由于以P力作用于胶料，胶料同时以P这样的反作用力于。实际上P力可以看作是胶料对转子表面的正压力，所以企图阻止胶料作轴向移动的摩擦力T为
T-阻止胶料轴向移动的摩擦力
T=Pf=Ptgυ
只有当Pt＞T 时，胶料才能轴向移动
即 Ptgα＞Ptgυ
tgα＞tgυ
α＞υ
从试验得知，胶料与金属表面的摩擦角υ=37°-38°。这样即可得出胶料在转子上的运动情况为：
在转子长螺旋段。∵α=30°,∴α＜υ即Pt＜T。因此对胶料不会产生轴向移动，仅产生圆周运动。起着送料作用及滚压揉搓作用。
在转子短螺旋段。∵α=45°，∴α＞υ即Pt＞T。因此胶料使产生轴向移动，对胶料往复切割。
由于一对转子的螺旋长段和短段是相对安装的，从而促使胶料从转子一端移动另一端；而另一端转子又使胶料作相反方向移动。因此，使胶料来回混杂，进行强烈的混炼。
四突棱转子和二突棱转子的工作原理对比简介如下：
四个突棱转子，即有两个长突棱和两个短突棱。增加两个小短突棱能增加搅拌作用图1-56所示，是转子尺寸图。图中A、C表示长突棱，B、D表示短突棱。二个突棱的两
个转子旋转时，胶料沿1、2、3三个方向流动。第一股分流胶料受到突棱A 与混炼 壁间的剪切捏炼，2、3股分流胶料直接流向突棱C.其中一部分被突棱 C 所捏炼。可见二突棱转子每一转对胶料的剪切仅一次。但是增加两个小突棱 B 、D 以后，捏炼的情况就不同了。第一股分流经 突棱A 第一次捏炼后，有相当一部分被突棱B 所折回与2、3股与原混合后又经突棱C 作第二次捏炼。而且胶料左右来回捏炼的作用也加强了。因此在长段突棱的作用下，对胶料的混炼效果更为显著、缩短混炼的时间。
第三节 主要参数的确定
一、转子的转速与速比
（一）转子的转速
转子的转速是密炼机主要性能指标之一，它直接影响密炼机的生产能力、功率小消耗、炼胶质量等。从流变分析中知，转子棱顶与密炼室内壁间隙处的剪切速率γ
可概略地从下是求得：
γ =h Dn h V π= （4-4） 式中 γ -----剪切速率，1/秒;
u-------转子外圆回转线速度，米/秒；
h------转子棱顶与密炼室内壁间隙，米。
V=Dn π 式中 D----转子外圆直径，米；n-----转子转速，转/秒。
对于某一台密炼机来说，h 是个常数，剪切速率的大小，仅有转子的转速而定。即是说，转子转速越高，剪切速率越大，叫料变形越快，捏炼效果越好，且可缩短混炼时间。然而转子转速的提高在一定条件下是有限的，因为，一般来说，随着转子转速的提高，胶料温度也升高，从而胶料粘度下降，使剪切应力减小，结果可能导致降低分散效果。反之，速度过低，因剪切速率小，减少了剪切应力，也会降低捏炼效果。在第一段混炼时，一般排胶温度控制
在150~170o C 以下，否则除了会引起分散不良外，还易事胶料发生化学变质，如出现热裂解、
凝胶，等。最终混炼为防止焦烧，一般排胶温度控制在100~120o C 以下。据此，为了获得最
有效的混炼，也按不同的胶料选择最适宜的转子转速。
m
μγτ=
目前多速和调速密炼机的应用均被重视。也就是说，在一个捏炼过程中，开始时，转子以较高的转速使胶料迅速升温，降低粘度，以便使胶料迅速变形，尔后，则降低温度，来降低胶料温升，提高粘度，给胶了解快的压碎分散，产生高剪切应力。
图4-7所示，为转子转速与混炼时间关系。
(二)转子速比
两个转子的名义速比则由速比齿轮决定，这个名义速比一般为1：1.07-1:1.12。对圆筒形转子速比为1。因此这个名义速比值表面上与开炼机的速比差不多，但是，又与转子具有突棱，转子表面上每一点具有不同的速度，而两个转子因有速比齿轮而有不同的转速，因此，转子之间间隙处的实际速比也是变化的，物料各部分搅拌速度也在变化，导致紊流加剧，提高捏炼效果。
1、转子棱顶与密炼室内壁间隙
从流变分析中已讲到，对胶料起分散作用的主要在转子棱顶与密炼室内壁间隙h 形成的高剪切区内，间隙大小，直接影响胶料的剪切速率及剪切应力。生产实践证明：密炼机使用年久后，由于磨损，致使h 增大，一般要延长混炼时间，或增加装料量，才能得到弥补，以
维持炼胶质量。h 大小的确定，目前一般用类比分析的方法求得，表4-2时国外若干密炼机的h 值。
2、生产能力与填充参数
密炼机生产能力是由密炼机的工作容量决定的，而工作容量又由密炼室有效容量算出。计算密炼机生产能力，可用下式：
t
V G γ160
= (4-5) 式中 G----生产能力，公斤/小时；
V 1----密炼机工作容量，升； γ----胶料的比重，公斤/升；
t----一次炼胶时间，分。
作为车间生产能力计算时公式（4-5）应乘一个?值----机器时间利用系数，因为密炼机属间歇式生产的机械，它主要与生产组织有关，通常?=0.8~0.9。
工作容量V 1由下式计算：
V 1=V β (4-6)
式中，V----密炼室有效容量（密炼室总容量减去转子所占体积），升；
β----胶料的填充系数。
由此可知，填充系数直接影响密炼机的工作容量大小，即影响生产能力的大小。但填充系数过大或过小均会影响炼胶质量，也影响生产能力。
影响填充系数值大小的因素很多，如上顶栓压力、转子转速、机器结构、胶料性质、加料方法等等。例如在一定范围内加大上顶栓的压力，增加转子转速，改变转子的结构等以求增大β值。故β值的大小十分重要。β值大小的合理选定，目前尚未有一个确切的计算方法，一般通过类比分析和实验的方法确定。长期以来在普通典型密炼机中一直认为β值在0.54左右为合理，但是现代发展情况是β值却已在0.5~0.75以上。
3、上顶栓对胶料的单位压力
胶料混炼的关键在于分散，分散好坏的决定因素是剪切应力。增加上顶栓对胶料的压力作用，可以提高胶料中的流体静压力，而不直接影响剪切应力，但是，由于减少了密炼室内胶料的空隙，增加了胶料之间的接触面，并减少了胶料与密炼室内壁及胶料与转子表面的滑动。所以，增加上顶栓压力，能间接的导致较高的剪切应力，加速分散过程，从而缩短混炼时间。如表4-4和图4-8，图4-9所示。
当上顶栓压力低时，胶料经常发生滑动，导致剪切应力和剪切速度的下降，从而减少胶料的分散作用，延长混炼时间。
上顶栓对胶料单位压力的范围，一般在1~5公斤/厘米2。一般加工硬料的上顶栓压力比
加工软料的顶栓压力要高。
提高上顶栓压力的措施一般采用加大上顶栓气缸直径，现在也有采用油压的，但要注意渗漏问题。表4-5时列举不同型号密炼机的上顶栓气缸（油缸）的尺寸以作参考。
4、功率
（1）功率消耗的确定
电动机功率主要消耗在：胶料捏炼工程中的剪切、搅拌混合和机器各转动部的摩擦，前者是主要的。
功率与使用密炼机的认识有关，实际上密炼机功率消耗与很多因素有关，如胶料的性质、
配方、混炼温度、加料方法和顺序、上顶栓压力、转子的转速、转子的结构等等。
假定胶料是在粘度不变、等温下捏炼过程，转子单位长度上的功率消耗表示为：
N=4?η?u2B/h (4-7)
式中 N----转子单位上的功率消耗；
η----胶料的粘度；
u----转子棱顶的回转线速度；
B----转子棱顶宽度；
h----转子棱顶与密炼室内壁间隙。
但是，橡胶属非牛顿型流体，对一台特定的密炼机来说，其功率消耗表示为：
N=Cu k+1（4-8）
式中 k ----胶料特性系数，k＜1;
u----转子棱顶回转线速度；
C----系数。
（2）密炼机功率消耗的因素分析
1）功率与密炼机工作容量的关系
从图4-12知，密炼机工作容量越大，其功率消耗越多。
2）功率与转子棱顶和密炼室内壁间隙的关系
从图4-13和（4-7）式知，功率消耗与转子棱顶和密炼室内壁间隙（h）成正比。
3）功率与转子棱顶宽的关系
从（4-7）式知，转子棱顶越宽，功率消耗越大。
4）功率与转子转速的关系
从（4-8）式和图4-14看，功率与转子转速近似成正比。
5）功率与上顶栓压力的关系
上顶栓压力的增加，会导致功率消耗的增加。
6）功率与转子结构的关系
转子由二个螺旋棱增加至四个螺旋棱时，加剧了胶料在捏炼中的分流和增加了胶料的剪切次数，故增加了功率消耗。
第四节传动系统与机台配置
传动简介
传动系统是密炼机重要组成部分之一。密炼机在工作过程中消耗掉大量的功率，但是转子的转速并不高（20～60转／分），而电机的的转速很高（750～1500转／分），这就要求密炼机的传动系统具有传递大功率和大的传动比等特点。
密炼机的两个转子的转速是不同的，且多数密炼机的转子的速比是固定不变的，因此需要安装速比齿轮来满足要求。对双速密炼机多采用双速电动机，变速密炼机则多采用直流电动机来驱动。
一、传动型式
密炼机传动型式，按密炼机的转子转速分为单速、双速、及变速传动三种；按电机的相对位置分为左传动和右传动。
（一）带大驱动齿轮的传动
如图4－51所示，电动机1通过弹性联轴节带动减速器2，然后通过齿轮联轴节带动小驱动齿轮3和大驱动齿轮4使后转子8转动，再由装在后转子上的速比齿轮6使前转子7转动。这种传动系统结构比较零散，安装复杂，机器总长度较长。较少采用。
(二)没有大驱动齿轮的单独传动
如图4－16所示，这种传动与第一种传动不同之处是没有一对大小驱动齿轮，结构紧凑，零件较少，减速器会增大。
（三）减速箱采用双输出轴的传动
如图4－17所示，将速比齿轮从两个转子上拿下放在减速器中，减速器的两个输出轴与两个转子连接用万向联轴节或齿轮联轴节，从而起到改善润滑，提高机器的安全性能，降低噪音。减速器进一步增大。常用这种结构形式。
二、电机的选择
密炼机的工作环境比较恶劣，工作过程中又有高峰负荷，因此对电动机的要求较高：
（1） 瞬时过载系数要大于2.48，又耐超负荷特性。
（2） 起动转矩大。
（3） 可以正反转。
（4） 用封闭式电动机。
第五节 主要零部件设计
一、转子
转子式密炼机的主要零部件之一。转子结构的好坏，直接影响工作性能、生产效率和炼胶质量。
目前普遍采用的是椭圆形二棱或四棱转子，也有圆筒形转子等，如图所示。经实践证明，四棱转子要明显优于二棱转子。
（一）转子的结构设计
椭圆形转子工作部分的横截面是椭圆形的。转子突棱有转子工作部分的两端呈螺旋形向中心前进，一左旋，一右旋，互不相干；一长一短，互不相连。转子结构特征的主要特征参数主要由转子工作部分回转直径及长度、突棱的长度、突棱的螺旋角、突棱顶的宽度等。转子各部分尺寸是根据转子工作部分回转直径来确定的。表4－6是转子各部分主要尺寸关系。 图4－23是转子工作部分设计图，按下列程序绘制：
1、当转子工作部分回转直径D 确定后，可根据表4－6算出各部分的主要尺寸。
2、在主视图上绘出矩形‘D ’，在矩形上量出线段I 1和I 2，将两线段等分为n 0～n n 。
3、算出在侧视图上长短螺旋棱所对应的中心角β2和β1。
β2和β1为长短螺旋棱在侧视图上投影所对应的中心角。因螺旋线在一个螺距内向侧视图上投影时，其所对中心角为360o
，则在I 1的范围内向侧视图上投影时，其中心角为： β1=1
1360t I o
? (4-9) β2=2
2360t I o
? (4-10) 式中 I 1－短螺旋棱轴向长度；
I 2－长螺旋棱轴向长度；
t 1－短螺旋棱的螺距， 。
t 2－长螺旋棱的螺距， 。
4、将中心角β2和β1分成与主视角相等的n 等分：
βn =n 1
β 或 βn =n 2
β
5、在A －A 剖视图上以线n 0、n 1、n 2……n n 为对称线绘出椭圆形截面‘C ’的外形，冷顶宽度表示为：
00~a a '；11~a a '；22~a a '；……n n a a ~'；
如图中以n 0为对称线，00~a a '为棱顶宽度所绘出的椭圆形，直到以n 0为对称线，以n
n a a ~'为棱顶宽度所绘出的椭圆形，其棱顶部分的连线为长螺旋棱在A-A 视图上的投影。
6、将上述'b a ，a 0，'
1a ,a 1 等点投影到主视图的相应截面上，并注上相同的字注，即 00~a a '；11~a a '；22~a a '；……n n a a ~'； 。
将点 a 0 , a 1, a 2 ,……及 '0a ，'1a ，'2a …… 分别连成光滑的曲线，这两条曲线即为长螺旋棱在主视图上的投影。
7、用同样的方法绘制B －B 剖视图和短螺旋棱曲线。
（二）转子材料
转子是主要工作零件，工作时要求具有足够的强度和刚度，以及表面耐磨等性能。转子材料多采用铸钢（ZG45）。突棱顶堆焊一层5～8毫米厚的耐磨硬质合金，其余工作表面也许堆焊一层2～3毫米厚的耐磨硬质合金。
（三）转子的冷却形式
在炼胶过程中，转子与密炼室壁间产生的热量最多，而难于散发，转子冷却的好坏，是影响排胶温度和炼胶质量的关键之一。对于高压快速密炼机更显得重要。
转子的冷却形式不同，其冷却效果也不一样。过去密炼机转子，由于外形复杂且不规则，一般其冷却形式采用转子内腔喷水冷却，如图2－24a 所示。但因冷顶不能进行冷却，内腔也不能进行加工，内腔表面粗糙，致使传热系数低，所以冷却效果很低。为提高转子的冷却效果，国外有些厂家设计了转子强制冷却结构。这种结构不但转子内表面能进行加工，提高传热系数，且突棱也能进行冷却，如图4－24b 、c 所示，冷却效果好。
（四）转子强度与刚度计算
1、受力分析 由于转子的受力情况复杂，要做一些简化，对于转子的受力分析，目前也有不同的看法，其中有的认为，转子炼胶时在一侧只受到胶料的均布载荷作用，与开炼机类似只受中部横压力的作用。这种方法简便，基本满足设计、生产的要求。如图4－25所示。
2、转子承受的作用力
（1）扭矩
密炼机由于传动型式不同，受力情况也不同。这里介绍，不带大小驱动齿轮的传动型式，分析转子的受力，如图4－25所示，
密炼机前后转子的转速不同，在炼胶时各转子消耗的功率是不等的，但其两个转子的扭矩几乎是相等的。
后转子消耗的功率为：
N 1＝N η?+2
11n n n （4－11）
前转子消耗的功率为：
N 2＝N
η?+212n n n （4－12） 转子的扭矩：
M k1＝M k2＝97500
η?+21n n N （4-13） 式中 N 1－后转子消耗的功率，千瓦；
N 2－前转子消耗的功率，千瓦；
N －电动机功率，千瓦；
n 1－后转子转速，转／分；
n 2－前转子转速，转／分；
η－传动效率；
M k1－后转子扭矩，公斤，厘米；
M k2－前转子扭矩，公斤，厘米；
（2）胶料的作用力
假设胶料对转子的作用力是作用在突棱表面法线方向，且设作用力是沿转子工作部分的长度上均匀分布的。这个力可分解成垂直方向和水平方向两个分力：
P y ＝1
1R M k （4-14） 式中P y －胶料对转子作用力的垂直分力，公斤；
M k1－后转子扭矩，公斤，厘米；
R 1－转子工作部分平均半径，厘米，见图4－26。
R 1=2
R R ''+' (4-15) 则胶料对转子作用力P 和水平分力为： P=θ
sin y P (4-16) P x =P y tg θ (4-17)
式中 P －胶料对转子的作用力，公斤；
P x －P 力的水平分力，公斤；
θ－胶料卷入两转子间隙的压力角。
再开炼机上测得值为θ=2~3o ，设计时推荐 θ=10o 。密炼机未测过，可设θ=15~20o 。 转子所受胶料的均布作用力：I P q y
=' （4-18）
q ＝I
P x （4-19）
式中q －转子受胶料作用力的垂直均布力，公斤／厘米；
q ‘－转子受胶料作用力的水平均布力，公斤／厘米；
I －转子工作部分长度，厘米。
（3）速比齿轮的作用力 圆周力：f
k a R M P 1= （4-20） 径向力：tga P P a r = （4-21）
式中 P a －速比齿轮的圆周力，公斤；
P r －速比齿轮的径向力，公斤；
M k1－后转子扭矩，公斤厘米；
R f －速比齿轮分度圆半径，厘米；
a －齿轮啮合角。
3、强度计算
用后转子为例进行强度计算（参见图4－27）。
根据转子受力情况，先求出支反力，再根据转子各断面尺寸，求出各点的弯矩及合成弯矩。以精确的做图比例画出弯矩图。
22y x M M M +=∑ （4-22）
式中 M ∑－任意点的合成弯矩，公斤厘米；
M x －任意点水平方向的弯矩，公斤厘米；
M y －任意点垂直方向的弯矩，公斤厘米；
对危险截面以疲劳破坏为出发点，进行强度计算，强度条件为：
[]σστσσ=≤+=∑n s
k w 224 （4-23）
式中 z σ－任意点断面所受的合成应力，公斤／厘米2；
w σ－任意点断面的弯应力，公斤／厘米2；
k τ－任意点截面的剪应力，公斤／厘米2；
[]σ－材料的许用应力，公斤／厘米2；
s σ－材料的屈服极限，公斤／厘米2；
n －安全系数，一般取2～3。
任意点的弯应力为：
W
M w ∑=σ （4－24） 任意点的剪应力为：
p k W M ∑
=τ （4－25）
式中 W －任意点断面的抗弯截面模量，厘米3；
W p －任意点的抗剪截面模量，厘米3；
由于转子形态状复杂且不规则，对二棱转子的断面现在仍近似地当作椭圆形截面来计算W 和W p 。对于四棱转子因它的断面比二棱的更复杂。应把该断面复杂的不规则的形状分解成若干个简单的规则的形体；然后应用材料力学求出
W p ＝2W （4-26）
4、刚度计算
转子的形状复杂且不规则，把其作为变断面梁。刚度计算一般有计算法及图解法。下面介绍图解法：
做出弯矩图，用一般材料力学的方法进行计算作图。
计算出转子各有关部分的主中心惯性距值。
将变断面换算为等截面。一任选某一截面主中心惯性距值为基准与其他各断面主中心惯性距的比，修正各有关部分的弯矩值。
n
o n n J J M M =' （4-27） 式中 M n －未修正前的n 断面的弯距，n ＝0，1，2，3，…，公斤厘米；
M n ‘－修正后的n 断面的弯距，公斤厘米；
J 0－基准面的主中心惯性距值，厘米4；
J n －任意n 断面的主中心惯性距值，厘米4；
计算虚载荷
做虚梁的载荷（F 1，F 2，F 3………）的索多边形，如图4－28（f ）。虚载荷的多变性的机距H 为：
m
n K EJ H ??= （4-28） 式中 EJ －等截面梁的刚度；
n －做图的长度比例；
m －力的比例；
K －放大倍数，其值以左图方便准确为宜。
按索多边形找出转子任意点的纵距η，用η／K 即为转子任意点的变形挠度。
二．密炼室
（一）密炼室结构
密炼室是密炼机的另一个主要工作件。在炼胶过程中受着物料的强烈摩擦、挤压等作用，其受力情况复杂，物料对密炼室壁的磨损也是十分严重的。内壁磨损后，转子棱顶与密炼室内壁间隙加大，直接影响混炼效果和延长混炼时间，严重者磨坏密炼室壁，使机器无法使用。因此对密炼室的材料要求有一定的机械强度，又要有耐磨性。一般密炼室材料要求不低于A3钢。为保证其有耐磨性，可在密炼室内壁堆焊耐磨合金，其堆焊厚度及硬度应符合表4—7规定。
密炼室的结构比较复杂，设计时需要考虑结构设计和强度计算问题。下面介绍几种密炼室的结构。
1、对开式
图4—29所示为对开式（也称前后组合式）密炼室。正面壁14、17为铸钢件，两个侧面壁1、6为铸铁件。正面壁既承受载荷又承担散热作用，如壁厚过厚则会引起散热条件差，使密炼室内部热量散发困难，堆降低密炼室内脚镣的温度不利，但为了保证一定强度，在壳体外部有加强筋12，并可使密炼室冷却面积增大。加强筋12底部有孔，可使冷却水沿正面壁14、17的上部流下，以防止水聚集在上部的筋上。
正面壁是用螺栓和定位销与侧面壁及左、右托架相连结并固定的。
2、剖分式
图4—30所示为剖分式密炼室。它由上、下两部分组成，分界面在转子轴线位置上。上、下密炼室3、6为焊接件，带有通冷却水的夹套。为了提高内壁的强度和增长冷却水回流的线路，在夹套中焊有加强筋。上、下密炼室3、6是由上、下两个铸钢机壳2、5固定的。
剖分式密炼室，制造、安装和检修比较方便。
图4—31所示为GK型组合式密炼室示意图。它由左、右上壁，左、右下壁及正面壁组成。
3、旋转打开式
图4—32为旋转打开式密炼室。这种结构的正面壁均可以转动打开的，这是为了更换物料品种尤其是更换颜料时便利清理，因此结构比较复杂，一般是用于实验室用的小型密炼机上。
4、图4—33为倾斜式密炼室结构。
（二）密炼室的冷却方式及其相应的结构
根据加工物料的工艺要求不同，密炼室应加热或冷却。冷却效果的好坏，直接影响炼胶的质量。特别是对高压快速大功率密炼机或需在密炼室内加硫混炼，冷却问题更是重要。要解决这一问题的途径从设备上来说，一般是在设计密炼室时尽量增大冷却面积，提高密炼室壁的导热系数，增加冷却水流速和使冷却水通过，尽量靠近密炼室内表面，即缩小导热距离。
密炼室冷却形式较多，过去是采用水浸式或喷淋式等，近代密炼机密炼室的冷却形式有夹套式、钻孔式等。下面简单介绍两种。
1、夹套式
密炼室壁为一夹套，中间有许多隔板，夹套分两半部，冷却水由一边进入后，在夹套中沿轴线方向循环流动，再由侧壁至另一边循环后流出。如图4—34所示。
这种冷却装置一方面能冷却侧壁，增大了冷却面积，另一方面可增大水流速度，冷却效果较好。因壁较厚，冷却效果还不是最理想的。
2、钻孔式
钻孔式即在密炼室壁沿轴线方向钻有许多小孔，使冷却水沿孔循环流动。此种方式，因钻孔的截面积较夹套的小，故水流速度较快，如钻孔直径为26毫米时，水流速度可达到3～4米/秒；且孔与密炼室内壁距离更接近；导热系数高，传热块，故冷却效果较前一种好。
钻孔式又可分为大孔串连式、小孔并联式及小孔串连式三种。如图4—35，图4－36，图4－37所示。
从实践来看，前两种冷却效果不太理想。大孔串连式由于在浇铸时是把孔铸出来的，孔有毛刺和砂未清理干净；浇铸时铸件会有不均匀现象；孔大冷却水流速不快，所以冷却效果不佳。对于小孔并联式，当水在空中流动时会走捷径，冷却水在孔中有呆滞现象，故冷却效果也不好。采用这种型式在加工上也较为困难。
至于小孔串连方式，是把堆焊后的密炼室壳进行钻孔。如11D 型密炼机，在一台密炼室壳钻孔ф26毫米的孔30个，孔间的距离为40～50毫米，距内壁24毫米。孔在两端面上交叉进行沟通，然后再用弧型板盖盖住，这样构成了一个串连孔道。在混炼时通进流速为3～
4米/秒的冷却水。一般情况下进出水温度差为3～50C 。此种方式冷却效果最佳。
（三）密炼室强度计算
由于密炼室的形状和受力比较复杂，其受力情况简化成如图4—38所示。对密炼室的强度可用近似的方法进行计算。在计算时假定密炼室的法向力集中在矩形板中心（a/2和b/2）处；密炼室是由很多个周边固定的矩形平板组成；上顶栓对胶料的压力，可均匀的传到密炼室壁上；转子棱顶挤压剪切胶料时产生的作用力，近似地认为等于转子径向力，且均布在矩形平板上。
1、受力分析 密炼机工作时，密炼室所受的胶料作用力是不断变化的。在密炼室内壁与转子棱顶间隙处，胶料对密炼室壁的作用力p t ,它可以看作是均布在矩形平板上的均布载荷q t ；此外，还有在上顶栓作用下，胶料对密炼室壁产生的均布载荷q c 。
（1）胶料对密炼室的作用力
θctg p P t ?=
式中 pt －胶料对密炼室壁的作用力，公斤；
p －转子棱顶的圆周力，公斤，由式（4—14算出）；
θ－转子法向力与径向力的夹角。
???
??????--+=2123222212)(arccos R R R R R R θ 式中R1－转子棱顶回转半径，厘米；
R2－转子基圆和棱顶间过渡圆半径，厘米；
R3－转子基圆半径，厘米、
（2）胶料对相邻两板间均布载荷
c t q q q +=
式中 q －胶料对相邻两板间均布载荷，公斤/厘米2
；
q c －上顶栓传来的胶料压力，近似等于上顶栓对胶料的单位压力，公斤/厘米2；
q t －转子棱顶与密炼室内壁间隙处，胶料对密炼室的均布载荷，公斤/厘米2。 b
a P q t t ?=
式中 Pt －由（4-29）式求出；
a 、
b 相邻两筋板尺寸，厘米。 360?π?
=D b
式中 D －密炼室壁内直径，厘米；
?－相邻两筋板间夹角。 2、密炼室壁厚计算 按受脉动载荷的周边固定的矩形平板计算。 []02
0σδqb c =
式中c0－矩形平板计算系数，当5.1≥b
a 时，c o =0.4518； q －由（4-31）式求得；
b －由（4-33）式求得；
[σ0]－脉动载荷许用应力，公斤/厘米2。
[]n
n b s )(27.033.10
0σσσσ+?== 式中σ0－弯曲脉动疲劳极限，公斤/厘米2；
σs －材料屈服极限，公斤/厘米2；
σb －材料强度极限，公斤/厘米2；
n －安全系数，n=3。
(二)卸料机构计算
不同地卸料机构，其受力情况不一样，计算方法也有不同。首先以下落式二头水平平锁地结构为例进行分析计算。如图4-51所示。
1、受力分析与计算
在工作时，卸料装置受到密炼室内胶料地压力，转子棱顶与密炼室内壁间地挤压剪切胶料时传来地作用力以及胶料、下顶栓地重量等。则下顶栓受到地总作用力为：
P ＝P p ＋P q
式中 P ——下顶栓受到地总作用力，公斤；
P p ——胶料对下顶栓的压力，公斤；
P q ——转子棱顶处传来的胶料作用力由式（4-29）算出。
P p ＝p p ·F
式中 P p ——胶料在密炼室的单位压力（可近似当作上顶栓对胶料的单位压力）公斤/厘米2；
F ——下顶栓受力面积，厘米2。
2、下顶栓传动轴的强度计算
二头水平平锁的锁紧方式，在工作状态时，传动轴不受总作用力P 的作用，当打开下顶栓时，传动轴承受旋转油缸传来的转动力矩以及下顶栓自重引起的弯曲力矩。图4-52为下顶栓传动轴受力情况。图中G 为下顶栓自重。
强度条件为：][422στσσ≤+=∑
式中 σ——由下顶栓自重引起的弯曲应力，公斤/厘米2；
τ——旋转油缸传来的扭矩引起的剪应力，公斤/厘米2；
][σ——材料的许用应力，公斤/厘米2
。 3、锁紧装置的计算
图4-53为二头平锁的受力情况。
（1）锁紧栓直径的计算
下顶栓锁紧时，锁紧栓承受密炼室胶料等对下顶栓的总作用力。因锁紧栓与下顶栓的接触面是斜面，锁紧栓受其中径向力的作用而产生弯曲。
则每一个锁紧栓受的力为：P 1=α
ααcos 22sin sin P P =? 式中 P 1——一个锁紧栓所受的力，公斤；
塑料颗粒加工工艺流程 造粒工序是将高聚物树脂与各种添加剂、助剂，经过计量、棍合、塑化、切粒制成颗粒状塑料的生产过程，塑料颗粒是塑料成型加工业的半成品，也是挤出、注塑、中空吹塑、发泡等成型加工生产的原材料。 树脂有粉末状和粒状两种。 用挤出法造粒是最基本和最简单的造粒方法，应用广泛。 对于各种塑料成型加工方法，用颗粒料加工与粉料直接加工相比，用造粒的颗粒料的优点如下: (1)加料方便，不需要在加料斗安装强制加料器。 (2)颗粒料相对密度比粉末料大，塑料制品强度较好。 (3)树脂与各种固体粉末料或液体助剂的混合较均匀，塑料制品的物理性能较均匀。 (4)塑料制品色泽均匀。
(5)颗粒料种含空气剂挥发物较少，使塑料制品不易产生气泡。 (6)颗粒料对挤出机和生产环境无污染。 生产工艺： 1、配料前的准备工作 对回收的母料进行准备处理前首先进行清洗，清洗不同母料所用清洗剂有所不同，一般母料（饮料瓶、普通塑料包装等）可使用清水清洗，带有油污的母料（油桶等）可使用清洗剂清洗，对于染色严重的母料需要使用火碱（NaOH）进行清洗去色。 配料前的准备工作包括树脂过筛、增塑剂过滤、粉末状添加剂磨浆、色母料粉的配制原材料干燥、块状添加剂的加热熔化等工序。 高聚物树脂在生产、包装、运输过程中，可能混入机械杂质或其他杂质，为防止损坏造粒设备和降低产品质量，树脂必须过筛后使用，粉末聚氯乙烯一般采用40目的筛网，颗粒状聚乙烯或聚丙烯过筛，可用比树脂粒径稍大的细丝网过筛。 为防止增塑剂内机械杂质或黑色垃圾混入制品，影响产品性能，生产电缆料时，增塑剂一般用60~120目的过滤网过滤〔粘度大的用60目的，粘度小的用120目。
双转子连续密炼机的工作原理 发布时间：2015-9-17文章来源：点击：185 双转子连续密炼机工作原理及转子几何构形参数加以探讨：首先我们先看一下连续密炼机密炼工作段的密炼腔构形，（图1）是密炼腔的轴截面图。它是由俩个相互平行的圆柱筒相贯而成。（相贯部去掉，是为了可使被混物料做俩腔的相互流动。是否流动要看压差。）再看双转子（一左旋、一右旋）密炼工作段的几何构形。（图2）密炼段是由：（1）螺旋喂料段。（2），（4），（6）密炼塑化段，（各段剪切速率不同、前工作面曲率也不尽相同，物料的切入角（投射角）也就不同，各段俩组旋向向反首尾相连的螺旋凸棱螺旋角不同，并设计尾端（出料端）有切送料入（3），（5）挤出混炼段和（7）出料段的凸棱段叠加而成。） 现在我们再来推研它能够对高聚物混（密）炼的原理。对于一些假设应符合实际。越符合客观实际越接近科学。 对于橡胶这个高聚物（非牛顿流体）的混炼——在介绍密炼机的工作原理的科技资料中已经剖析的比较清楚。只是在解析密炼室混炼中的物料流场（流动方向）不够清析。本人认为在地球这个参考系中，密炼室中的物料地运动还需用牛顿定律来解析才能比较清析。 我们已知橡胶，填充剂，助剂在密炼机中混炼时由转子轴、密炼室、上栓体的联合作用和各参入混炼物料的内力、重力、摩擦（因数）共同作用产生的各个方向力对物料—特别是橡胶产生了剪切、撕拉、搓捏、捲折、挤压等作用。每种作用对于橡胶混炼中的主功能各有所突出。如：剪切、撕拉利于将橡胶块由大变小再变成更细小以获得更多断链和可塑度，挤压、搓捏利于吃粉，捲折、搓捏利于溶质均匀分布，捲折推动物料流动。等。至所以能产生各种作用，是因为各种大小不同，方向不同的（矢量）力（包括物料内力）相加而至。物料（各质点）的流向就应取决于其合力方向与物料的摩擦因数来定。掌握物料的流场（流向）对于连续密炼机的设计更为重要！！！ 它不同于间歇式密炼机可把每个锅次所需要的物料全部投入混炼室，只要留有空间（必须的填充系数），混炼胶的质量与效率就主要看转子几何构形设计地好坏。国内一些密炼机专家都在研发高效转子。综合高效转子的研发要经过多次试验才能选优。本人在设计胶粉专用脱硫密炼机四棱转子（(4WHS转子（专利）)时深有感触。
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。
配料和混炼胶制造工艺 混炼胶的主要工艺流程：配合剂的加工→橡胶和配合剂的称量→混炼→下片冷却存放→胶料快检。 一、配合剂的加工和称量： 对橡胶制品所用的橡胶和配合剂进行准备加工，并按照技术配方规定称量配合的加工工艺过程，称为加工和配料工序。 1、原材料的加工： (1)天然胶要烘胶，配有烘胶房，大块切成小块。 (2)配合剂的加工和准备的目的：确保配合剂的质量,便于混炼的工艺操作，提高混炼分散效果,实现自动化条件,制造好的胶料。 (3)配合剂的加工方式： --粉碎：按一定的质量标准将大的颗粒粉碎或磨细。 目的：增加配合剂与生胶的接触面积，便于混炼均匀，便于配合剂的分散。 --干燥：将配合剂在专门设制的加温室或干燥器内进行加热干燥。 目的：除去和减少配合剂中水分及低挥发性杂质，保证配合剂质量。因为水分过多易结团，则在混炼过程不利于分散，最后导致混炼不均。
--筛选：利用各种筛网设备对配合剂进行筛选。 目的：去掉颗粒大的杂物。 --熔化、过滤和蒸发脱水：对易熔化的固体和粘性液体进行加热熔化，通过筛网除去杂质，对于液体软化进行蒸发脱水。 目的：除去水分。 2、配合剂的称量和配合： （1）按照配方规定的配合剂的品种、规格、数量，按配方要求进行分别称量。 此工序对混炼胶的质量至关重要。如漏配、错配，不符合称量公差。多配、少配等。 （2）对称量和配合的操作要求。 a料种准确。 b称量准确。 c不漏配和错配。 d不多配和少配。 如：硫化剂和促进剂的称量天平的精度要求1-5g。 （3）配料工序要注意的方面： a要注意防潮，配合剂要存放在干燥的区域。
b有些配合剂如氧化镁（MgO）、氧化钙（CaO），遇到水后就会发生化学反应，就改变了配合剂本身的性能。所以在配料和存放过程中必须注意防水，出现结团就不能使用。 c防火，如硫黄要特别注意，电气开关的下面不允许存放，生胶和CB也要注意防火。特别注意电气焊。 d防混料，因为在配合室原材料很多，并且有些外观差不多，易出现混料，所以必须定置存放，有明显标志。没有标志的药品，不能使用，必须经取样试验确定后才能使用。 二、混炼工序： 1、将生胶与各种配合剂通过专用炼胶机均匀地混合成一体的加工工艺过程称为混炼工序。经过混炼加工制成的胶料称为混炼胶。 混炼胶目的：（1）制备物理机械性能均匀一致，达到配方要求。 （2）改善胶料的加工工艺性能，满足后工序的加工要求。 （3）降低成本，满足产品质量要求。 （4）提高橡胶制品的使用性能。 2、混炼胶的质量要求： （1）保证胶料各项快检指标的合格。 （2）有良好的加工工艺性能。 （3）保证成品具有良好的物理机械性能。
第二章开放式炼胶机（炼胶机） ―Mill―Mühle 第一节本章的教学目的、要求、重点、难点及相关要求 §1－1 本章的教学目的与要求 通过本章的学习，使同学们掌握开炼机的主要用途、工作原理、主要结构及设计过程，特别是主要零部件设计思路和方法，熟悉机台操作方法及相关特点，了解关键部件加工方法，培养在橡胶机械生产过程能独立设计开炼机和在橡胶加工过程中能自己正确使用和指导工人正确使用开炼机的工程技术人员。 §1－2 本章的重点、难点及要求 重点：开炼机工作原理、强化炼胶的条件、关键部件设计思路和方法。 难点：机台各部件结构及原理、关键部件的设计、参数的选用、机台加工方法。 要求：（1）要求同学们掌握开炼机的重要用途，分类方法，工作原理，主要结构及其区别，横压力及相关概念，辊筒及主要部件设计方法，受力分析及相关结构，强化炼胶的条件。（2）要求同学们熟悉塑炼、混炼等工艺概念，开炼机基本结构，操作方法，规格表示及主要技术特征，关键部件的设计过程，设计过程中的参数选择，传动方式及电机的选择。 （3）要求同学们了解当代炼胶车间的特点，横压力、传动功率、产量的计算方法及其区别，开炼机组装过程。 （4）要求同学们自学课堂上未讲的书本内容。 §1－3 辅助教学情况 多媒体+板书 §1－4 授课内容 1 开炼机概述（分类、用途、基本结构、工作原理、技术特征等）。 2 开炼机的主要性能参数（辊筒直径和长度、辊距、速比、接触角、横压力、传动功率、生产能力等）。 3开炼机的传动系统（传动型式、电机选择等）。 4开炼机主要零部件的设计（辊筒、辊筒轴承、机架与横梁、调距装置、安全与制动装置、挡胶板及翻胶装置等）。 §1－5 主要外语词汇 开炼机——mill 辊筒——mill roll 包辊（现象）——mill banding 橡胶——rubber 塑炼——milling 薄通——mill run 混炼——mixing，blending 热炼——mill warm-up 横压力——horizontal pressure 辊距——mill clearance
密炼机基本知识 1、密炼机的用途： 主要用于橡胶的塑炼和混炼，同时也用于塑料、沥青料、油毡料、合成树脂料的混合。它是橡胶工厂主要炼胶设备之一。七十年代以来，国外在炼胶工艺和设备方面虽然发展较快，例如用螺杆挤出机代替密炼机和开炼机进行塑炼和混炼，但还是代替不了密炼机。新的现代工厂中的炼胶设备仍以密炼机为主，混炼方法也仍采用两段混炼法。 分类： （1）按转子横截面的形状分为：椭圆形转子密炼机、圆筒形转子密炼机、三角形转子密炼机 （2）按工作原理分为：相切型转子密炼机、啮合型转子密炼机 （3）按转子转速大小及变化分为：低速、中速、高速及单速、双速、变速密炼机 （4）按转子相对转速：异步和同步转子密炼机 （5）按混炼室的结构形式分为：普通型和翻转式密炼机 （6）按转子间的相对间隙分为：定间隙和可调间隙密炼机 2、密炼机的规格与技术特征： 1、规格 过去采用密炼室的工作容量和主动转子转速表示；现在采用密炼室的总容量/主动转子的转速表示。 国产密炼机的规格表示法： XM-250/20 X表示橡胶，M表示密炼机，250表示密炼机的总容量，20表示转子转速 X（S）M-75/35x70 X表示橡胶，S表示塑料，M表示密炼机，75表示密炼机总容量，双速（35和70转/分） 3、密炼机的整体结构及每一部分的作用： （1）混炼部分：混炼部分主要有转子、密炼室、密封装置等组成。 （2）加料部分：它主要右加料室和斗形的加料口以及翻板门（加料门）11组成，这部分作用主要是用于加料和瞬间存料。 （3）压料部分：它主要由上顶栓9和推动上顶栓做上、下往复运动的气缸14 组成，它的主要作用：给胶料一定的压力，加速炼胶过程，提高炼胶效果。（4）卸料装置部分：主要由安装在密炼室下面的下顶栓3和下顶栓锁紧机构2所组成，它的主要作用，就是在炼胶完毕后排出胶料，也就是卸料。下顶栓内可
橡胶生产技术工艺 1 综述 橡胶制品的主要原料是生胶、各种配合剂、以及作为骨架材料的纤维和金属材料，橡胶制品的基本生产工艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化 6 个基本工序。橡胶的加工工艺过程主要是解决塑性和弹性矛盾的过程，通过 各种加工手段，使得弹性的橡胶变成具有塑性的塑炼胶，在加入各种配合剂制 成半成品，然后通过硫化是具有塑性的半成品又变成弹性高、物理机械性能好 的橡胶制品。 2 橡胶加工工艺 2.1 塑炼工艺 生胶塑炼是通过机械应力、热、氧或加入某些化学试剂等方法，使生胶由强韧的弹性状态转变为柔软、便于加工的塑性状态的过程。生胶塑炼的目的是降低它的弹性，增加可塑性，并获得适当的流动性，以满足混炼、亚衍、压出、成型、硫化以及胶浆制造、海绵胶制造等各种加工工艺过程的要求。掌握好适当的塑炼可塑度，对橡胶制品的加工和成品质量是至关重要的。在满足加工工艺要求的前提下应尽可能降低可塑度。随着恒粘度橡胶、低粘度橡胶的出现，有的橡胶已经不需要塑炼而直接进行混炼。在橡胶工业中，最常用的塑炼方法有机械塑炼法和化学塑炼法。机械塑炼法所用的主要设备是开放式炼胶机、密闭式炼胶机和螺杆塑炼机。化学塑炼法是在机械塑炼过程中加入化学药品来提高塑炼效果的方法。开炼机塑炼时温度一般在80℃以下，属于低温机械混炼方法。密炼机和螺杆混炼机的排胶温度在120℃以上，甚至高达160-180℃，属于高温机械混炼。生胶在混炼之前需要预先经过烘胶、切胶、选胶和破胶等处理才能塑炼。几种胶的塑炼特性：天然橡胶用开炼机塑炼时，辊筒温度为30-40℃，时间约为15-20min；采用密炼机塑炼当温度达到120℃以上时，时间约为3- 5min。丁苯橡胶的门尼粘度多在35-60 之间，因此，丁苯橡胶也可不用塑炼，但是经过塑炼后可以提高配合机的分散性顺丁橡胶具有冷流性，缺乏塑炼效果。顺丁胶的门尼粘度较低，可不用塑炼。氯丁橡胶得塑性大，塑炼前可薄通3-5次，薄通温度在30-40℃。乙丙橡胶的分子主链是饱和结构，塑炼难以引起分子的裂解，因此要选择门尼粘度低的品种而不用塑炼。丁腈橡胶可塑度小，韧性大，塑炼时生热大。开炼时要采用低温40℃以下、小辊距、低容量以及分段塑炼，这样可以收到较好的效果。 2.2 混炼工艺
炼胶车间工艺指导要求 发布日期：2011-03-31 浏览次数：253 炼胶车间工艺指导要求一、领料操作要求1、按生产计划领用所需原料；2、领料时，若发现原料产地有变化或颜色、质量有明显差别（包 炼胶车间工艺指导要求 一、领料操作要求 1、按生产计划领用所需原料； 2、领料时，若发现原料产地有变化或颜色、质量有明显差别（包括已化验合格的原料）应及时与车间主任和技术人员联系； 3、领料时，若发现原料有受潮，变质现象应中止领料；首先领用剩余料。 4、剩余原料包装好，并保持其状态标识。 注意事项 a) 领料用车辆要卫生； b) 领料时应按先进先出的原则，且不准东挪西拉； c) 领料时防止损坏产品标识和检验状态标识。 二、配料操作要求 1、看清配方通知单清理容器，校准天平，案称或台称； 2、配料称量允许公差； a)小料（硫磺、促进剂、防老剂、着色剂等）使用称量5Kg案称。 称量小于300克，公差±1克 称量300-3000克，公差±5克 称量3000克以上，公差±10克 b)中料（氧化锌、氧化镁、硬脂酸等），使用5Kg案称，公差±10克； c)大料（碳酸钙、炭黑等）使用最大的称量500Kg台称，公差±100克； d)生胶，塑炼胶等，使用最大称量500Kg台称，公差±200克； 3）配好料后要进行复查，（小料堆放整齐，标记明显，利于辨认）。 4）放置方法：硫黄单独放入食品袋，促进剂按配方要求时单配存放，中料可混放入铁盘，大料可放入丁苯袋中。 5）小料和中料配合完毕要登记在《配料登记表》。 注意事项 a) 配料人员应熟悉原料性能； b) 配料时应戴好劳动保护用具； c) 配料人员要精神集中，不要与人谈扯闲话； d) 配料时，其他人员不得进入配料室。 ▲注意原料产地的变动▲严禁先进先出的原则，不乱拆垛▲个别料必须封严如氧化美，阻然类料的封存
橡胶的工艺流程（精品） 2014-10-22橡胶技术网 橡胶工艺流程开始 1综述 橡胶制品的主要原料是生胶、各种配合剂、以及作为骨架材料的纤维和金属材料，橡胶制品的基本生产工艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化6个基本工序。 橡胶的加工工艺过程主要是解决塑性和弹性矛盾的过程，通过各种加工手段，使得弹性的橡胶变成具有塑性的塑炼胶，在加入各种配合剂制成半成品，然后通过硫化是具有塑性的半成品又变成弹性高、物理机械性能好的橡胶制品。 2橡胶加工工艺 2.1塑炼工艺 生胶塑炼是通过机械应力、热、氧或加入某些化学试剂等方法，使生胶由强韧的弹性状态转变为柔软、便于加工的塑性状态的过程。 生胶塑炼的目的是降低它的弹性，增加可塑性，并获得适当的流动性，以满足混炼、亚衍、压出、成型、硫化以及胶浆制造、海绵胶制造等各种加工工艺过程的要求。
掌握好适当的塑炼可塑度，对橡胶制品的加工和成品质量是至关重要的。在满足加工工艺要求的前提下应尽可能降低可塑度。随着恒粘度橡胶、低粘度橡胶的出现，有的橡胶已经不需要塑炼而直接进行混炼。 在橡胶工业中，最常用的塑炼方法有机械塑炼法和化学塑炼法。机械塑炼法所用的主要设备是开放式炼胶机、密闭式炼胶机和螺杆塑炼机。化学塑炼法是在机械塑炼过程中加入化学药品来提高塑炼效果的方法。 开炼机塑炼时温度一般在80℃以下，属于低温机械混炼方法。密炼机和螺杆混炼机的排胶温度在120℃以上，甚至高达160-180℃， 属于高温机械混炼。 生胶在混炼之前需要预先经过烘胶、切胶、选胶和破胶等处理才能塑炼。 几种胶的塑炼特性： 天然橡胶用开炼机塑炼时，辊筒温度为30-40℃，时间约为15- 20min；采用密炼机塑炼当温度达到120℃以上时，时间约为3- 5min。 丁苯橡胶的门尼粘度多在35-60之间，因此，丁苯橡胶也可不用塑炼，但是经过塑炼后可以提高配合机的分散性顺丁橡胶具有冷流性，缺乏塑炼效果。顺丁胶的门尼粘度较低，可不用塑炼。 氯丁橡胶得塑性大，塑炼前可薄通3-5次，薄通温度在30-40℃。
橡胶密炼机与混炼工艺 1.密炼机 密闭式炼胶机简称密炼机,主要用于橡胶的塑炼和混炼。 密炼机是一种设有一对特定形状并相对回转的转子、在可调温度和压力的密闭状态下间隙性地对聚合物材料进行塑炼和混炼的机械,主要由密炼室、转子、转子密封装置、加料压料装置、卸料装置、传动装置及机座等部分组成。 密炼机是在开炼机的基础上发展起来的一种高强度间隙性的混炼设备。自1916年出现真正意义上的Banbury(本伯里型密炼机后,密炼机的威力逐渐被人们所认识,它在橡胶混炼过程中显示出来比开炼机优异的一系列特征,如:混炼容量大、时间短、生产效率高;较好的克服粉尘飞扬,减少配合剂的损失,改善产品质量与工作环境;操作安全便利,减轻劳动强度;有益于实现机械与自动化操作等。因此,密炼机的出现是橡胶机械的一项重要成果,至今仍然是塑炼和混炼中的典型的重要设备,仍在不断的发展和完善。 密炼机基本知识基本结构 密炼机一般由密炼室、两个相对回转的转子、上顶栓、下顶栓、测温系统、加热和冷却系统、排气系统、安全装置、排料装置和记录装置组成。转子的表面有螺旋状突棱,突棱的数目有二棱、四棱、六棱等,转子的断面几何形状有三角形、圆筒形或椭圆形三种,有切向式和啮合式两类。测温系统是由热电偶组成,主要用来测定混炼过程中密炼室内温度的变化;加热和冷却系统主要是为了控制转子和混炼室内腔壁表面的温度。 工作原理 密炼机工作时,两转子相对回转,将来自加料口的物料夹住带入辊缝受到转子的挤压和剪切,穿过辊缝后碰到下顶拴尖棱被分成两部分,分别沿前后室壁与转子之间缝隙再回到辊隙上方。
在绕转子流动的一周中,物料处处受到剪切和摩擦作用,使胶料的温度急剧上升,粘度降低,增加了橡胶在配合剂表面的湿润性,使橡胶与配合剂表面充分接触。配合剂团块随胶料一起通过转子与转子间隙、转子与上、下顶拴、密炼室内壁的间隙,受到剪切而破碎,被拉伸变形的橡胶包围,稳定在破碎状态。 同时,转子上的凸棱使胶料沿转子的轴向运动,起到搅拌混合作用,使配合剂在胶料中混合均匀。配合剂如此反复剪切破碎,胶料反复产生变形和恢复变形,转子凸棱的不断搅拌,使配合剂在胶料中分散均匀,并达到一定的分散度。 由于密炼机混炼时胶料受到的剪切作用比开炼机大得多,炼胶温度高,使得密炼机炼胶的效率大大高于开炼机。 主要参数 转子的转速与速比;转子棱比与密炼室内壁缝隙;生产能力与填充系数;上顶栓对胶料的单位压力;功率。 2.密炼机混炼工艺 混炼 混炼是用炼胶机将生胶或塑炼生胶与配合剂炼成混炼胶的工艺,是橡胶加工最重要的生产工艺。本质来说是配合剂在生胶中均匀分散的过程,粒状配合剂呈分散相,生胶呈连续相。混炼可采用开炼机、密炼机和螺杆连续混炼机。 橡胶混炼过程就其本质来说是配合剂在生胶中均匀分散的过程,粒状配合剂呈分散相,生胶呈连续相。在混炼过程中,橡胶分子结构、分子量大小及其分布、配合剂聚集状态均发生变化。 通过混炼,橡胶与配合剂起了物理及化学作用,形成了新的结构。混炼胶是一种具有复杂结构特性的分散体系。由于生胶的粘度很高,为使配合剂渗入生胶中并在其中均匀混合和分散,必须借助于炼胶机的强烈机械剪切作用。
第三章密炼机（Internal Mixer） 第一节本章的教学目的、要求、重点、难点及相关要求 §1－1 本章的教学目的和要求 通过本章的学习，使同学们掌握密炼机的主要用途、分类方法及每种类型密炼机的特点、工作原理、每个部分作用、主要结构及设计过程，特别是转子等主要零部件设计思路和方法，熟悉机台操作方法及相关特点，了解关键部件加工方法，培养在橡胶机械生产过程能独立设计密炼机和在橡胶加工过程中能自己正确使用和指导工人正确使用密炼机的工程技术人员。§1－2 本章的重点、难点及要求 重点：密炼机的工作原理、主要参数及其影响、转子等关键部件设计思路和方法、同步转子的特点。 难点：机台各部件结构及原理、转子等关键部件的设计、参数的选用、机台主要部件的加工安装方法。 要求：（1）要求同学们掌握密炼机的用途，分类方法，工作原理，转子等关键零部件加热冷却方式、转子及主要零部件的结构及其区别，上顶拴压力、填充系数、空容量、总容量、工作容量等概念以及它们之间的相互关系。转子及主要部件设计计算方法，受力分析及相关结构，胶料在混炼室中所受到的机械作用。 （2）要求同学们熟悉塑炼、混炼各自的优缺点，密炼机基本结构，操作方法，规格表示及主要技术特征，关键零部件的设计过程，设计过程中的参数选择，传动方式及电机的选择。（3）要求同学们了解啮合型密炼机、翻转密炼机等其他各种密炼机的特点，传动功率、产量的计算方法及其区别，密炼机组装过程。 （4）要求同学们自学课堂上未讲的书本内容。 第二节概述 §2－1 密炼机的发展方向 密炼机全称叫做“密闭式炼胶机”，是在开炼机的基础上发展起来的。1820年发明开炼机以后，使橡胶工业发生了根本的转变，但由于开炼机存在许多缺点，比如劳动强度大，效率低，粉尘大等，严重影响人的身体健康，于是人们开始考虑能否把这一加工设备用一个罩子把它罩起来，就逐步发展成密炼机。因为它在密炼室里面工作，所以称作密闭式。由于开炼机工作是敞开的，故叫做开放式炼胶机。一般介绍均认为密炼机是Banbury在1916年发明的，实际最早是由西德W&P公司的一名商业工程师（英国人）根据该公司的原型机台设计的，由于其发展较快，产量也大应用较广，故人们一直认为Banbury密炼机是最早问世的。 自从出现密炼机后，在混炼过程中显示了比开炼机具有的一系列优点，如混炼时间短，生产效率高，操作容易，较好地克服粉尘飞扬，减少配合剂的损失，改善劳动条件，减轻劳动强度等。由于它在很大程度上是凭经验发展起来的，因而在发展早期曾出现过认为塑炼效率低，不能用它来塑炼的说法，但已经为生产实践所否定。因此，密炼机的出现是炼胶机械的一项重要成果，至今仍然成为塑炼和混炼中的典型设备，并处于不断发展完善中。据国外资料统计，在橡胶工业中有88％的胶料是由密炼机制造的，塑料、树脂行业亦广泛应用密炼机。 现代密炼机发展的标志之一是高速、高压和高效能机台。通常将转子转速为20rpm的称
密炼机生产工艺流程 1、橡胶为什么要塑炼 橡胶塑炼目的在于使橡胶在机械、热、化学等作用下切短大分子链，使橡胶暂时失去其弹性而使可塑性增大，以满足制造过程中的工艺要求。如：使配合剂易于混入，便于压延压出，模压花纹清楚，形状稳定，增加压型、注压胶料的流动性，使胶料易于渗入纤维，并能提高胶料溶介性及粘着性。当然一些低粘度、恒粘度橡胶有时也不一定塑炼，国产标准颗粒胶，标准马来西亚橡胶（SMR）。 2、哪些因素影响橡胶在密炼机中塑炼 密炼机塑炼生胶是属于高温塑炼，温度最低在120℃以上，一般是在155℃—165℃间。生胶在密炼机腔内受高温和强机械作用，产生剧烈氧化，能在较短的时间里获得理想可塑度。因此影响密炼机进行生胶塑炼因素主要有： （1）设备技术性能，如转速等， （2）工艺条件，如时间、温度、风压及容量等。 3、为什么各种橡胶的塑炼特性都不一样 橡胶的塑炼与其化学组成，分子结构，分子量及分子量分布有着密切联系。天然橡胶和合成橡胶由于结构和性能上的不同特点，一般说来天然胶塑炼比较容易，合成胶塑炼比较困难。就合成胶而言异戊胶，氯丁胶近于天然胶，丁苯胶，丁基胶次之，丁腈胶最困难。 4、为什么用生胶可塑性作为塑炼胶的主要质量标准 生胶的可塑性是关系到制品整个制造过程进行的难易，直接影响到硫化胶的物理机械性能及制品使用性能的重要性质。 若生胶可塑性过高，会使硫化胶的物理机械性能降低。而生胶可塑度过低，则会造成下工艺加工的困难，使胶料不易混炼均匀，压延，压出时半成品表面不光滑，收缩率大，不易掌握半成品尺寸，在压延时胶料也难于擦进织物中，造成挂胶帘布掉皮等现象，大大降低布层间附着力。可塑性不均则会造成胶料的工艺性能和物理机械性能不一致，甚至影响制品使用性能不一致。因此正确掌握生胶可塑性是一个不可忽视的问题。 5、混炼的目的是什么 混炼就是按照胶料配方规定的配合剂的比例，将生胶和各种配合剂通过橡胶设备混合在一起，并使各种配合剂均匀地分散在生胶之中。 胶料进行混炼的目的就是要获得物理机械性能指标均匀一致，符合配方规定的胶料性能指标，以利于下工艺操作和保证成品质量要求。 6、配合剂为什么会结团
270密炼机炼胶作业指导书 一、设备 1#GK270密炼机 转子形式：四棱切线型 混炼室总容量：250L；填充系数：0.75； 工作容量：188L；转子转数/电机功率：20/500，40/1000（RPM/KW） 每个转子转矩：180000NM；冷却水耗量：~40立方米/小时； 单位重量耗电量：~190度/吨；挡板宽度：675毫米； 上顶栓对胶料的压力：10~58牛顿/平方厘米； 压缩空气耗量：100牛顿×立方米/小时。 2. 压片机特征： 型号：XKY-660 辊筒直径：660毫米；工作长度：2130毫米； 辊筒速比：1：1.08；辊筒最大调节距离：15毫米； 摆动幅度：1650毫米；往返速度：4次/分。 3. 压片机特征： 型号：XKY-650 辊筒直径：650毫米；工作长度：2100毫米； 辊筒速比：1：1.08；辊筒最大调节距离：15毫
米； 摆动幅度：1650毫米；往返速度：4次/分。二、工艺条件 ⒈使用风压：一段风压≥0.6MPa；二段风压 0.40~0.55MPa。 ⒉冷却水温度≤35℃；压力不低于0.3MPa，进出口温度小于4℃ ⒊塑炼、混炼容量： 塑炼胶185~190升； 硬质胶：胎面胶、胶芯、钢丝胶180～183升； 布层胶、缓冲胶、油皮、气密层183～185升。 ⒋使用转速：塑、混炼胶采用40转/分；终炼胶采用20转/分。 5.塑炼胶/炭黑母胶/分段混炼各段排胶温度不高于175℃；终炼胶排胶温度不高于160℃ 6.压片机加硫温度：普通硫磺不高于95-110℃；不溶性硫磺不高于90-105℃. 7、密封圈和排胶器等不泄漏；上顶栓灵活好使、起落往返时间不超过20S；电流表、电压表、压力表等仪表齐全、准确、灵敏；、冷却系统管路、阀门通畅，无阻塞、无泄漏。 5、混炼胶操作要求 各混炼步骤(动作) 时间
密炼机简介 密闭式炼胶机简称密炼机，主要用于橡胶的塑炼和混炼。 密炼机是一种设有一对特定形状并相对回转的转子、在可调温度和压力的密闭状态下间隙性地对聚合物材料进行塑炼和混炼的机械，主要由密炼室、转子、转子密封装置、加料压料装置、卸料装置、传动装置及机座等部分组成。 密炼机是在开炼机的基础上发展起来的一种高强度间隙性的混炼设备。密炼机一般由密炼室、两个相对回转的转子、上顶栓、下顶栓、测温系统、加热和冷却系统、排气系统、安全装置、排料装置和记录装置组成。转子的表面有螺旋状突棱，突棱的数目有二棱、四棱、六棱等，转子的断面几何形状有三角形、圆筒形或椭圆形三种，有切向式和啮合式两类。测温系统是由热电偶组成，主要用来测定混炼过程中密炼室内温度的变化；加热和冷却系统主要是为了控制转子和混炼室内腔壁表面的温度。 工作原理 密炼机工作时，两转子相对回转，将来自加料口的物料夹住带入辊缝受到转子的挤压和剪切，穿过辊缝后碰到下顶拴尖棱被分成两部分，分别沿前后室壁与转子之间缝隙再回到辊隙上方。在绕转子流动的一周中，物料处处受到剪切和摩擦作用，使胶料的温度急剧上升，粘度降低，增加了橡胶在配合剂表面的湿润性，使橡胶与配合剂表面充分接触。配合剂团块随胶料一起通过转子与转子间隙、转子与上、下顶拴、密炼室内壁的间隙，受到剪切而破碎，被拉伸变形的橡胶包围，稳定在破碎状态。同时，转子上的凸棱使胶料沿转子的轴向运动，起到搅拌混合作用，使配合剂在胶料中混合均匀。配合剂如此反复剪切破碎，胶料反复产生变形和恢复变形，转子凸棱的不断搅拌，使配合剂在胶料中分散均匀，并达到一定的分散度。由于密炼机混炼时胶料受到的剪切作用比开炼机大得多，炼胶温度高，使得密炼机炼胶的效率大大高于开炼机。 主要参数 转子的转速与速比；转子棱比与密炼室内壁缝隙；生产能力与填充系数；上顶栓对胶料的单位压力；功率。 密炼机操作方法 1、按照密炼机密炼室的容量和合适的填充系数（0.6～0.7），计算一次炼胶量和实际配方； 2、根据实际配方，准确称量配方中各种原材料的用量，将生胶、小料（ZnO、SA、促进剂、防老剂、固体软化剂等）、补强剂或填充剂、液体软化剂、硫黄分别放置，在置物架上按顺序排好； 3、打开密炼机电源开关及加热开关，给密炼机预热，同时检查风压、水压、电压是否符合工艺要求，检查测温系统、计时装置、功率系统指示和记录是否正常； 4、密炼机预热好后，稳定一段时间，准备炼胶； 5、提起上顶栓，将已切成小块的生胶从加料口投入密炼机，落下上顶栓，炼胶1min； 6、提起上顶栓，加入小料，落下上顶栓混炼1.5min； 7、提起上顶栓，加入炭黑或填料，落下上顶栓混炼3min； 8、提起上顶栓，加入液体软化剂，落下上顶栓混炼1.5min； 9、排胶，用热电偶温度计测胶料的温度，记录密炼室初始温度、混炼结束时密炼室温度及排胶温度，最大功率、转子的转速；
密炼机生产工艺流程 1．橡胶为什么要塑炼 橡胶塑炼目的在于使橡胶在机械、热、化学等作用下切短大分子链，使橡胶暂时失去其弹性而使可塑性增大，以满足制造过程中的工艺要求。如：使配合剂易于混入，便于压延压出，模压花纹清楚，形状稳定，增加压型、注压胶料的流动性，使胶料易于渗入纤维，并能提高胶料溶介性及粘着性。当然一些低粘度、恒粘度橡胶有时也不一定塑炼，国产标准颗粒胶，标准马来西亚橡胶（SMR）。 2．哪些因素影响橡胶在密炼机中塑炼 密炼机塑炼生胶是属于高温塑炼，温度最低在120℃以上，一般是在155℃—165℃间。生胶在密炼机腔内受高温和强机械作用，产生剧烈氧化，能在较短的时间里获得理想可塑度。因此影响密炼机进行生胶塑炼因素主要有： （1）设备技术性能，如转速等，（2）工艺条件，如时间、温度、风压及容量等。 3．为什么各种橡胶的塑炼特性都不一样 橡胶的塑炼与其化学组成，分子结构，分子量及分子量分布有着密切联系。天然橡胶和合成橡胶由于结构和性能上的不同特点，一般说来天然胶塑炼比较容易，合成胶塑炼比较困难。就合成胶而言异戊胶，氯丁胶近于天然胶，丁苯胶，丁基胶次之，丁腈胶最困难。 4．为什么用生胶可塑性作为塑炼胶的主要质量标准 生胶的可塑性是关系到制品整个制造过程进行的难易，直接影响到硫化胶的物理机械性能及制品使用性能的重要性质。 若生胶可塑性过高，会使硫化胶的物理机械性能降低。而生胶可塑度过低，则会造成下工艺加工的困难，使胶料不易混炼均匀，压延，压出时半成品表面不光滑，收缩率大，不易掌握半成品尺寸，在压延时胶料也难于擦进织 物中，造成挂胶帘布掉皮等现象，大大降低布层间附着力。可塑性不均则会造成胶料的工艺性能和物
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
油封的生产流程大体上由以下六个工段组成：胶料准备工段，模具准备工段，骨架准备工段;弹簧准备工段，产品硫化成型工段，后加工组装工段。因此，其工艺流程基本组成。 1.胶料准备工段 该工段的主要工序如下： 原材料-人厂检验-配料-混炼-过滤-加入硫化剂-胶料检验-预成型按上述工序，原材料经人厂检验合格后，可进行配料混炼。混炼时可根据生产需要选用开炼机或密炼机。一般混炼胶要进行过滤。为了防止胶料焦烧，硫化剂在胶料过滤后加人，这就是所谓的两段法混炼。实际上，有些厂家在生产中采用一段法混炼，所有配合剂在过滤前全部加入，在过滤时控制工艺条件或在配方中考虑防止焦烧。这种方法也有一定的优点，主要是简化了工序，减少了胶料二次污染的可能性。需要强调的是，胶料检验在油封生产工艺中是一道重要的工序，也是控制油封质量的主要手段之一。另外，胶料的预成型也是油封生产工艺的关键工序。传统的工艺方法是在开炼机上将胶料制备成一定厚度的胶片，然后再根据要求裁断成具有一定形状和重量的半成品。目前，专业油封生产厂家均采用精密预成型机直接成型。与传统方法相比.其效率高.半成品形状和重量控制精确（详情参考下图）。 2、模具的准备工段。
油封模具与其他橡胶密封件模具的加工、处理工序一样。通常，坯料要进行锻压，以消除其内应力，然后进行调质、热处理理，根据需要模具有时还要进行型腔表面处理。如表面氮化或镀硬铬。 3.骨架准备工段 骨架准备工段包括骨架冲压和骨架表面处理，骨架冲压一般采用一次冲压，对外骨架和组合骨架需采用多级冲压，有时还需要进行精加工处理。 骨架的表面处理主要是为了使金属骨架与橡胶良好地粘接，常 用的方法不外乎以下几种: ①除油(碱处理)——干法喷砂——清洗——于燥——涂胶猫剂; ②湿法喷砂——清洗——干燥——涂胶粘剂; ③脱脂、除油——酸洗——磷化——涂胶猫剂。 传统工艺是分步间歇操作，除喷砂机为标准设备外，其他设备均为非标准设备。近年来，国内不少厂家设置了骨架处理连续生产线，如湿法喷砂装置，酸洗，磷化生产线等。在骨架表面处理中所用的脱脂剂、磷化剂、酸洗液、胶猫剂等在国内均有销售，使用时可根据需要直接采购 4.弹簧准备工段 油封弹簧是将钢丝置于绕簧机上绕制而成。弹簧钢丝在绕圈状态下，断面处于不同位置，其变形也不一致.外部受拉.内部受压口也就是说，钢丝存在一定的变形应力，致使弹簧尺寸不稳定，弹性差别较大。所以，绕制好的弹簧需进行热处理。热处理的方法就是将绕制好的弹簧放在油(防锈油或气缸油等)中加热浸渍，作应力回火和防锈处理口 5.产品硫化成型工段 骨架油封硫化设备通常有普通平板硫化机、抽真空自动平板硫化机、橡胶注压机等。实际生产中的硫化成型条件因产品规格、胶料等而各异。目前生产厂所追求的是在保证产品质量的前提下，尽 可能采用高温短时间硫化成型工艺。 6.后加工组装工段 硫化成型完的油封需进行胶边修整，尤其是油封的唇口是决定产品性能和使用寿命的关键部位，常常需要进行修整。根据油封模具结构，主唇口常有如图下图所示的几种结构:即全切唇口(全切〕、局部切唇(半切)、模压唇口。模压唇口产品是采用无边模具来实现的，产
密炼机混炼效果以及安全操作办法 密炼机混炼的胶料质量好坏，除了加料顺序外，主要取决于混炼温度、装料容量、转子转速、混炼时间、上顶拴压力和转子的类型等。 1、装料容量 即混炼容量，容量不足会降低对胶料的剪切作用和捏炼作用，甚至出现胶料打滑和转子空转现象，导致混炼效果不良。反之，容量过大，胶料翻转困难，使上顶拴位置不当，使一部分胶料在加料口颈处发生滞留，从而使胶料混合不均匀，混炼时间长，并容易导致设备超负荷，能耗大。因此，混炼容量应适当，通常取密闭室总有效容积的60%～70%为宜。密炼机混炼时装料容量可用下列经验公式计算：Q--装料容量，Kg；K--填充稀疏，通常取0.6～07；V--密闭室的总有效容积，L；ρ--胶料的密度，g/cm3。填充系数K的选取与确定应根据生胶种类和配方特点，设备特征与磨损程度、上顶拴压力来确定。NR及含胶率高的配方，K应适当加大；合成胶及含胶率低的配方，K应适当减小；磨损程度大的旧设备，K应加大；新设备要小些；啮合型转子密炼机的K应小于剪切型转子密炼机；上顶拴压力增大，K也应相应增大。另外逆混法的K必须尽可能大。 2、加料顺序 密炼机混炼中，生胶、炭黑和液体软化剂的投加顺序与混炼时间特别重要，一般都是生胶先加，再加炭黑，混炼至炭黑在胶料中基本分散后再加入液体软化剂，这样有利于混炼，提高混炼效果，缩短混炼时间。液体软化剂过早加入或过晚加入，均对混炼不利，易造成分散不均匀，混炼时间延长，能耗增加。液体软化剂的加入时间可由分
配系数K确定。硫黄和超速促进剂通常在混炼的后期加入，或排料到压片机上加，减少焦烧危险。小药（固体软化剂、活化剂、促进剂、防老剂、防焦剂等）通常在生胶后，炭黑前加入。 3、上顶拴压力 密炼机混炼时，胶料都必须受到上顶栓的一定压力作用。一般认为上顶栓压力在0.3~0.6MPa为宜。当转子转速恒定时，进一步提高压力效果也不大。当混炼容量不足时，上顶栓压力也不能充分发挥作用。提高上顶栓压力可以减少密闭室内的非填充空间，使其填充程度提高约10%。随着容量和转速的提高，上顶栓的压力必须使用增大。上顶栓压力提高会加速混炼过程胶料生热，并增加混炼时的功率消耗。 4、转子结构和类型 转子工作表面的几何形状和尺寸在很大程度上决定了密炼机的生产能力和混炼质量。密炼机转子的基本构型有两种：剪切型转子和啮合型转子。一般说来，剪切型转子密炼机的生产效率较高，可以快速加料、快速混合与快速排胶。啮合型转子密炼机具有分散效率高、生热率低等特性，适用于制造硬胶料和一段混炼。啮合型转子密炼机的分散和均化效果比剪切型转子密炼机要好，混炼时间可缩短30~50%。 5、转速 提高密炼机转子的速度是强化混炼过程的最有效的措施之一。转速增加一倍，混炼周期大约缩短30%~50%。提高转速会加速生热，导致胶料粘度降低，机械剪切效果降低，不利于分散。 6、混炼温度 混炼温度高有利于生胶和胶料的塑性流动和变形，有利于橡胶对固体配合剂粒子表面的湿润和混合吃粉，但又使胶料的粘度下降，不
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。 3. 混炼胶质量稳定提高过去由于人工投料，其一，投入物料时有散落，有时还较多，影响胶料配方的准确;其二，投入物料的时间有时长有时短，影响到混炼工艺规程的准确执行。这些都给混炼胶质量带来波动。在上辅机自动投料后，混炼胶质量稳定性明显提高。