密煉機(jī)的工作原理、操作方法及使用注意事項(xiàng)
密煉機(jī)是一種設(shè)有一對特定形狀并相對回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子、在可調(diào)溫度 和壓力的密閉狀態(tài)下間隙性地對聚合物材料進(jìn)行塑煉和混煉的機(jī)械。
一、密煉機(jī)的工作原理
密煉機(jī)在煉膠工序時(shí)，生膠或其他物料從加料斗加入以后，首先 落入兩個(gè)相對回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上部，在上頂栓的壓力下及摩擦力的作用下 被帶入兩個(gè)轉(zhuǎn)子的間隙中，受到捏煉作用。再由下頂栓的突棱將膠料 分開為兩部分，分別隨著轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)通過轉(zhuǎn)子表面與密煉室正面壁之 間的間隙，在此受到強(qiáng)烈的機(jī)械剪切撕捏作用后，到達(dá)密煉室的上部。在轉(zhuǎn)子不同速度的影響下，兩股膠料以不同速度匯合在兩轉(zhuǎn)子上部， 又進(jìn)入兩轉(zhuǎn)子間隙中莫如次循環(huán)反復(fù)進(jìn)行。在密煉機(jī)的整個(gè)工作中，生膠在密煉機(jī)中塑煉時(shí)，既受到強(qiáng)烈的 機(jī)械應(yīng)力作用，又受到熱氧化裂解作用，所以在很短時(shí)間內(nèi)就可獲得 所需的可塑度。
二、密煉機(jī)的操作方法
1、按照密煉機(jī)密煉室的容量和合適的填充系數(shù)(0。6～0。7)，計(jì)算一次煉膠量和實(shí)際配方;
2、根據(jù)實(shí)際配方，準(zhǔn)確稱量配方中各種原材料的用量，將生膠、小料(ZnO、SA、促進(jìn)劑、防老劑、固體軟化劑等)、補(bǔ)強(qiáng)劑或填充劑、液體軟化劑、硫黃分別放置，在置物架上按順序排好;
3、打開密煉機(jī)電源開關(guān)及加熱開關(guān)，給密煉機(jī)預(yù)熱，同時(shí)檢查風(fēng)壓、水壓、電壓是否符合工藝要求，檢查測溫系統(tǒng)、計(jì)時(shí)裝置、功率系統(tǒng)指示和記錄是否正常;
4、密煉機(jī)預(yù)熱好后，穩(wěn)定一段時(shí)間，準(zhǔn)備煉膠;
5、提起上頂栓，將已切成小塊的生膠從加料口投入密煉機(jī)，落下上頂栓，煉膠1min;
6、提起上頂栓，加入小料，落下上頂栓混煉1。5min;
7、提起上頂栓，加入炭黑或填料，落下上頂栓混煉3min;
8、提起上頂栓，加入液體軟化劑，落下上頂栓混煉1。5min;
9、排膠，用熱電偶溫度計(jì)測膠料的溫度，記錄密煉室初始溫度、混煉結(jié)束時(shí)密煉室溫度及排膠溫度，最大功率、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速;
10、將密煉機(jī)的輥距調(diào)到3。8mm，打開電源開關(guān)，使開煉機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，打開循環(huán)水閥門，再將從密煉機(jī)排出的膠料投到開煉機(jī)上包輥，待膠料溫度降到110℃以下，加入硫黃，左右割刀各二次，待硫黃全被吃進(jìn)去，膠料表面比較光滑，割下膠料。
11、將密煉機(jī)輥距調(diào)到0。5mm，投入膠料薄通，打三角包，薄通5遍，將輥距調(diào)到2。4mm左右，投入膠料包輥，待表面光滑無氣泡，下片，稱量膠料的總質(zhì)量，放在平整、潔凈金屬表面上冷卻至室溫，貼上標(biāo)簽注明膠料配方編號(hào)和混煉日期，停放待用。
密煉機(jī)、開煉機(jī)、造粒機(jī)、這些橡膠機(jī)械只有在平時(shí)使用的過程中，做好日常的保養(yǎng)和維護(hù)，才會(huì)減少機(jī)器出現(xiàn)問題的頻率，延長機(jī)器的使用壽命。
三、密煉機(jī)日常操作注意事項(xiàng)
為大家介紹密煉機(jī)在平時(shí)使用的過程中需要注意的一些事項(xiàng)，和一些簡單的維修操作要領(lǐng)：
1、在投產(chǎn)的第一個(gè)星期內(nèi)，需隨時(shí)擰緊密煉機(jī)各部位的緊固螺栓，以后則每月要擰緊一次。
2、在低溫情況下，為防止管路凍壞，需將冷卻水從機(jī)器各冷卻管路內(nèi)排除，并用壓縮空氣將冷卻水管路噴吹干凈。
3、按負(fù)載試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)煉最后一車料時(shí)的要求停機(jī)。主電機(jī)停機(jī)后，關(guān)閉潤滑電機(jī)和液壓電機(jī)，切斷電源，再關(guān)閉氣源 和冷卻水源。
4、當(dāng)機(jī)器的壓砣處在上部位置，卸料門處在關(guān)閉位置和轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)情況下，方可打開加料門向密煉室投料。
5、當(dāng)密煉機(jī)在混煉過程中因故臨時(shí)停車時(shí)，在故障排除后，必須將密煉室內(nèi)膠料排出后方可啟動(dòng)主電機(jī)。
6、密煉室的加料量不得超過設(shè)計(jì)能力，滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的電流一般不超過額定電流，瞬間過載電流一般為額定電流的1。2～1。5倍，過載時(shí)間不大于lOs。
7、大型密煉機(jī)，加料時(shí)投放膠塊質(zhì)量不得超過20kg，塑煉時(shí)生膠塊的溫度需在30℃以上。
密煉機(jī)知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)
1、密煉機(jī)的用途：
主要用于橡膠的塑煉和混煉，同時(shí)也用于塑料、瀝青料、油氈料、合成樹脂料的混合。它是橡膠工廠主要煉膠設(shè)備之一。七十年代以來，國外在煉膠工藝和設(shè)備方面雖然發(fā)展較快，例如用螺桿擠出機(jī)代替密煉機(jī)和開煉機(jī)進(jìn)行塑煉和混煉，但還是代替不了密煉機(jī)。新的現(xiàn)代工廠中的煉膠設(shè)備仍以密煉機(jī)為主，混煉方法也仍采用兩段混煉法。
分類：
(1)按轉(zhuǎn)子橫截面的形狀分為：橢圓形轉(zhuǎn)子密煉機(jī)、圓筒形轉(zhuǎn)子密煉機(jī)、三角形轉(zhuǎn)子密煉機(jī)
(2)按工作原理分為：相切型轉(zhuǎn)子密煉機(jī)、嚙合型轉(zhuǎn)子密煉機(jī)
(3)按轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大小及變化分為：低速、中速、高速及單速、雙速、變速密煉機(jī)
(4)按轉(zhuǎn)子相對轉(zhuǎn)速：異步和同步轉(zhuǎn)子密煉機(jī)
(5)按混煉室的結(jié)構(gòu)形式分為：普通型和翻轉(zhuǎn)式密煉機(jī)
(6)按轉(zhuǎn)子間的相對間隙分為：定間隙和可調(diào)間隙密煉機(jī)
2、密煉機(jī)的規(guī)格與技術(shù)特征：
1、規(guī)格
過去采用密煉室的工作容量和主動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速表示;現(xiàn)在采用密煉室的總?cè)萘?主動(dòng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速表示。
國產(chǎn)密煉機(jī)的規(guī)格表示法：
XM-250/20
X表示橡膠，M表示密煉機(jī)，250表示密煉機(jī)的總?cè)萘浚?0表示轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速
X(S)M-75/35x70
X表示橡膠， S表示塑料， M表示密煉機(jī)， 75表示密煉機(jī)總?cè)萘?，雙速(35和70轉(zhuǎn)/分)
3、密煉機(jī)的整體結(jié)構(gòu)及每一部分的作用：
(1)混煉部分：混煉部分主要有轉(zhuǎn)子、密煉室、密封裝置等組成。
(2)加料部分：它主要右加料室和斗形的加料口以及翻板門(加料門)11組成，這部分作用主要是用于加料和瞬間存料。
(3)壓料部分：它主要由上頂栓9和推動(dòng)上頂栓做上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的氣缸14組成，它的主要作用：給膠料一定的壓力，加速煉膠過程，提高煉膠效果。
(4)卸料裝置部分：主要由安裝在密煉室下面的下頂栓3和下頂栓鎖緊機(jī)構(gòu)2所組成，它的主要作用，就是在煉膠完畢后排出膠料，也就是卸料。下頂栓內(nèi)可通冷卻水冷卻，下頂栓與物料接觸的‘ ’形表面應(yīng)堆焊耐磨合金，增加其耐磨性。
(5)傳動(dòng)裝置部分：主要有電機(jī)22，彈性聯(lián)軸節(jié)21，減速機(jī)20和齒形聯(lián)軸節(jié)19等組成。安裝在傳動(dòng)底座上，其作用:傳遞動(dòng)力，使轉(zhuǎn)子克服工作阻力而轉(zhuǎn)動(dòng)，從而完成煉膠作業(yè)。
(6)底座：主要由機(jī)座而組成，有的分為主機(jī)底座和傳動(dòng)底座。其作用:供密煉機(jī)使用，在其上安裝主機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)的部件。
(7)加熱冷卻系統(tǒng)：主要由管道和分配器等組成，以便將冷卻水或蒸汽通人密煉室、轉(zhuǎn)子和上、下頂栓等的空腔內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，以控制膠料的溫度。從國外引進(jìn)的密煉機(jī)加熱冷卻系統(tǒng)配有溫控裝置，采用恒溫水加熱冷卻 。作用：根據(jù)工藝要求，控制煉膠過程中膠料的溫度
(8)液壓系統(tǒng)：主要由一個(gè)雙聯(lián)葉片油泵15，旋轉(zhuǎn)油缸17，往復(fù)油缸16，管道和油箱等組成。它是卸料機(jī)構(gòu)動(dòng)力供給部分。用于控制下頂栓及下頂栓鎖緊機(jī)構(gòu)的開閉。
(9)氣壓系統(tǒng)：主要由氣缸14，活塞13，加料門的氣缸，氣閥，管道和壓縮空氣等組成。它是加料，壓料機(jī)構(gòu)的動(dòng)力供給部分。用于控制上頂栓的升降，加壓及翻板門的開閉。
(10)電控系統(tǒng)：主要由控制箱，操作機(jī)臺(tái)和各種電氣儀表組成，它是整個(gè)機(jī)臺(tái)的操作中心。
(11)潤滑系統(tǒng)主要由油泵，分油器和管道組成，目的是為了使各個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部分(如旋轉(zhuǎn)軸、軸承、密封裝置的密封環(huán)摩擦面等)減少摩擦。增加使用壽命，向這些摩擦面注入潤滑油。作用：向每個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部位，注入潤滑油，以致減少運(yùn)動(dòng)部件之間的摩擦，延長其使用壽命。
4、膠料在密煉室中的混煉過程：
生膠和配合劑由加料斗加入，首先落入兩個(gè)相對回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子口部，在上頂栓的壓力及摩擦力的作用下，被帶入兩轉(zhuǎn)子之間的間隙處，受到一定的捏煉作用，然后由下頂栓的尖棱將膠料分開，進(jìn)入轉(zhuǎn)子與密煉室壁的間隙中，在此處經(jīng)受強(qiáng)烈的剪切捏煉作用后，被破碎的兩股膠料又相會(huì)于兩個(gè)轉(zhuǎn)子口部，然后再進(jìn)入兩轉(zhuǎn)子間隙處，如此循環(huán)往復(fù)。
膠料在密煉室中所受的機(jī)械作用：
1、 轉(zhuǎn)子外表面與密煉室內(nèi)壁間的捏煉作用 ( 橢圓型轉(zhuǎn)子密煉機(jī)尤為明顯)
2 、兩轉(zhuǎn)子之間的混合攪拌、擠壓作用(嚙合型密煉機(jī)尤為明顯)
3 、上下頂栓分流、剪切和交換作用
4、 轉(zhuǎn)子的軸向往復(fù)切割捏煉作用
生產(chǎn)能力與填充系數(shù)：
G ----生產(chǎn)能力，公斤/小時(shí);
V1 ----密煉機(jī)工作容量，升;
----膠料的比重，公斤/升;
t ----一次煉膠時(shí)間，分。
工作容量V1由下式計(jì)算：V1=Vβ V----密煉室總?cè)萘?密煉室總?cè)萘繙p去轉(zhuǎn)子所占體積)
β----膠料的填充系數(shù)
提高上頂栓壓力的方法：
(1)提高壓縮空氣的壓力;
(2)加長風(fēng)筒直徑;
(3)采用液壓代替風(fēng)壓。
功率消耗的確定 ：N=4?η?u2B/h
N----轉(zhuǎn)子單位上的功率消耗;
η----膠料的粘度;
u----轉(zhuǎn)子棱頂?shù)幕剞D(zhuǎn)線速度;
B----轉(zhuǎn)子棱頂寬度;
h----轉(zhuǎn)子棱頂與密煉室內(nèi)壁間隙 。
N=Cuk+1
k ----膠料特性系數(shù)，k<1：
u----轉(zhuǎn)子棱頂回轉(zhuǎn)線速度;
C----系數(shù) 。
密煉機(jī)的傳動(dòng)形式：
A按電機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)密煉機(jī)臺(tái)數(shù)：多臺(tái)傳動(dòng)、單臺(tái)傳動(dòng)。B按密煉機(jī)的轉(zhuǎn)子速度：單速、雙速、變速C按電機(jī)和密煉機(jī)的相對位置：左傳動(dòng)、右傳動(dòng)、中間傳動(dòng)D按減速機(jī)構(gòu)形式：帶大驅(qū)動(dòng)齒輪的傳動(dòng)、無大驅(qū)動(dòng)齒輪的單獨(dú)傳動(dòng)、采用雙輸出軸減速機(jī)
對電動(dòng)機(jī)的要求較高。
(1)瞬時(shí)過載系數(shù)要大于2.48，有耐超負(fù)荷特性;
(2) 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大;
(3) 可以正、反轉(zhuǎn);
(4) 用封閉式電動(dòng)機(jī) 。
轉(zhuǎn)子材料 ：
在煉膠過程中，轉(zhuǎn)子承受著膠料的摩擦、擠壓、腐蝕、高溫作用及巨大的扭矩，故要求轉(zhuǎn)子有足夠的強(qiáng)度和剛度，以及表面耐磨耐化學(xué)腐蝕和良好的傳熱性等性能。轉(zhuǎn)子材料多采用鑄鋼(ZG45)。突棱頂堆焊一層5～8毫米厚的耐磨硬質(zhì)合金，其余工作表面也要堆焊一層2～3毫米厚的耐磨硬質(zhì)合金。
轉(zhuǎn)子的冷卻形式：
(1)螺旋夾套式;
(2)轉(zhuǎn)子內(nèi)表面開螺旋溝槽(GK系列);
(3)一般強(qiáng)制冷卻式
密煉室：
作用：是密煉室的主要工作部件，它與轉(zhuǎn)子一起共同完成對膠料的捏煉作用。
材料：
A、正面壁為ZG45，為保證其耐磨性，可在密煉室內(nèi)壁堆焊2-4mm耐磨硬質(zhì)合金。
B、側(cè)面壁為鑄鐵件
密煉室的結(jié)構(gòu)形式：
A、前后組合式，由前后兩正面壁14、17，左右兩側(cè)面壁組成。
B、上下對開式由上、下混煉室及上、下機(jī)殼組成。
C、開閉式(亮翅式)由前后兩可開閉的正面壁及兩側(cè)壁組成。
D、傾斜式E、翻轉(zhuǎn)式
密煉室常用材料：
A、正面壁為ZG45，為保證其耐磨性，可在密煉室內(nèi)壁堆焊2-4mm耐磨硬質(zhì)合金。
B、側(cè)面壁為鑄鐵件
壓料部分(上頂栓)的結(jié)構(gòu)組成：
結(jié)構(gòu)：該裝置安裝在密煉室的上部。
①氣缸-鑄鐵件，為避免活塞在運(yùn)動(dòng)中與筒蓋碰撞，在氣缸頂部和下部設(shè)有緩沖裝置。
②活塞-其密封方式，有用橡膠皮和鑄鐵活塞環(huán)。
③活塞桿-有一定的強(qiáng)度及穩(wěn)定性，在加壓過程中不變形。
④重錘-即上頂栓，為直接與膠料接觸加壓部件。
加壓氣缸的主要作用是提供上頂栓上、下運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力，提供上頂栓加壓物料的壓力。
上頂栓安全裝置：
為防止重錘連接部件斷裂造成重錘落入密煉室引起重大機(jī)械事故，必須采用一定安全措施。
①加大活塞桿上銷孔尺寸。
②混煉室的上部安裝擋銷。
③冷卻水管上焊接擋塊。
加料部分的結(jié)構(gòu)組成：
該裝置安裝在密煉室的上部，主要由加料斗、翻板門、后門、填料箱等組成。
卸料部分形式：
⑴、滑動(dòng)式
⑵、擺動(dòng)下落式
⑶翻轉(zhuǎn)式
密煉機(jī)的密封裝置形式：
1、端面密封
2、迷宮密封
3、反螺紋密封
4、填料密封
(1)外壓端面密封裝置：
A、分類按壓緊方式分螺栓彈簧壓緊式、撥叉彈簧壓緊式、撥叉液壓油缸壓緊式。
B、結(jié)構(gòu)及其密封原理：
a、螺栓彈簧壓緊式：在彈簧壓力機(jī)構(gòu)作用下，轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)和壓緊環(huán)的接觸面產(chǎn)生一定的壓力，阻止物料的泄漏。用于低壓低速的密煉機(jī)，結(jié)構(gòu)簡單、密封可靠，使用壽命長但使用時(shí)要求有良好的維護(hù)。
b、撥叉液壓油缸壓緊式(簡稱FYH)優(yōu)點(diǎn)是：各密封環(huán)工作面受壓均恒，密封面比壓保持相當(dāng)穩(wěn)定，同時(shí)工作時(shí)可以調(diào)整，密封可靠、維修方便。
C、撥叉彈簧壓緊式其結(jié)構(gòu)形式：與撥叉液壓油缸壓緊式相似，即把圖中油缸換成了彈簧。結(jié)構(gòu)簡單，壓力較小適用與中小型密煉機(jī)和翻轉(zhuǎn)式密煉機(jī)。
(2)內(nèi)壓端面接觸式自動(dòng)密封裝置：
主要是依靠密煉室在混煉時(shí)的膠料向外擠出時(shí)的壓力使內(nèi)密封圈始終壓緊在外密封圈上，以達(dá)到良好的密封效果。這種密封裝置可由膠料的壓力變化而自動(dòng)調(diào)整內(nèi)密封圈的壓緊程度，密封效果較好。適用于高壓快速密煉機(jī)上的密封裝置。
(3)反螺紋與端面復(fù)合式自動(dòng)密封裝置：
當(dāng)物料從密煉室向外露出時(shí)，反螺紋可把它盡量返回到密煉室里面去。
(4)反螺紋迷宮式復(fù)合密封裝置：
該裝置結(jié)構(gòu)簡單，制造維護(hù)方便，但轉(zhuǎn)子下沉，使兩個(gè)迷宮圓環(huán)接觸，則迷宮很快磨損。當(dāng)轉(zhuǎn)子軸承成為滑動(dòng)軸承時(shí)，不宜采用此種密封裝置。
(5)外壓迷宮式密封裝置 ：
密封原理是：當(dāng)密煉室內(nèi)的物料外泄時(shí)，需通過相當(dāng)長的很窄的路徑才能到達(dá)內(nèi)外密封圈的接觸面，起到“迷宮”的作用。該密封裝置可以滿足高壓快速混煉的需要，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝卸、調(diào)節(jié)和維護(hù)工作量較大，如GK型密煉機(jī)采用這種密封裝置。
(6)雙重反螺紋填料式復(fù)合密封裝置：
這種密封裝置結(jié)構(gòu)簡單，拆開壓蓋便可更換填料。但填料磨損較厲害，壽命不長，需經(jīng)常更換，只有當(dāng)物料受中壓時(shí)，效果較好。
密煉機(jī)上輔機(jī)系統(tǒng)：
炭黑氣力輸送系統(tǒng);炭黑稱量、投料系統(tǒng);油料輸送、貯存、稱量、注油系統(tǒng);膠料導(dǎo)開、稱量、投料系統(tǒng);計(jì)算機(jī)智能控制系統(tǒng)。
密煉機(jī)下輔機(jī)系統(tǒng)：
主要有A壓片機(jī)：目前常用的壓片機(jī)有開煉機(jī)壓片或雙螺桿擠出壓片兩種形式。
和B膠片冷卻機(jī)組：經(jīng)壓片后的膠料必須進(jìn)行冷卻，冷卻的目的是降低膠片溫度和涂隔離劑，避免膠片存放時(shí)相互粘結(jié)和發(fā)生自硫。塑煉膠或混煉膠經(jīng)壓片機(jī)或擠出壓片機(jī)出片后，噴涂或浸漬皂液隔離劑，進(jìn)行冷卻、切割(或折疊)疊片停放，以供下道工序使用。目前可供選用的膠片冷卻機(jī)組裝置有掛架式膠片冷卻裝置。有兩種形式：落地式或架空式。架空式可充分利用空間，有利于車間膠料存放和車輛的通行。
