摘要:本伯里密炼机的混炼一般需要三个阶段来完成。混炼结束后,打开卸料门,转子把胶料推下,并打扫密炼室实现完全排空。203、圆筒形转子圆筒形转子密炼机的混炼作用完全不同于剪切型转子密炼机。它改变了传统密炼机转子之间存在速比的理论。理论上讲,同步转子的构型可以使每个半密炼室成为1台完整的密炼机。
2、凸棱的发展,GK型四棱转子、班伯里四棱转子等相继出现。 密炼机采用四面转子,对于某些胶料可提高产量1530%。 目前,工业生产中使用的密炼机转子分为两大类:一是以班伯里型双面、四面转子和GK型四面转子为代表的剪切型转子,主要应用于橡胶行业,尤其是轮胎行业的批量生产; 另一类是以圆筒转子为代表的啮合转子,主要用于要求低温、高质量的橡胶材料的混炼。 61、工作原理 物料加入混合室后,在由两个具有螺旋边、速比、相对旋转的转子、混合室壁及上下结构组成的捏合系统中,连续受到捏合。顶部螺栓。 反复强烈的剪切和挤压作用的变化,使胶料发生剪切变形,并受到剧烈的捏合。由于转子具有螺旋边缘,胶料在混炼过程中反复进行轴向往复运动。
3、达到搅拌效果,导致混合更加剧烈。 7、捏炼过程中,胶料发生流动变形的捏炼作用十分复杂,大致可分为以下四个方面:(1). 转子脊顶与混合室内壁间隙的捏合作用(对于椭圆形转子密炼机,此功能很重要); (2)。 转子间的搅拌作用; (3)。 转子之间的折叠效应; (4)。 转子之间有轴向往复切割和搅拌作用。 82、分类(1 1)根据转子端面形状不同)根据转子端面形状不同,椭圆形转子、椭圆形转子、圆柱转子、圆柱形转子、三角形转子、三角形转子、本伯里型、本伯里型(二刃、三刃、四刃、六刃)(二刃、三刃、四刃、六刃)过去称为GKUK型 GKN非啮合切向型非啮合啮合切向型 GK 型 GKE 啮合型 啮合型 晓型、晓型、K型圆柱型(二
4.筋条、四棱) 圆柱型(二棱、四棱) 9 椭圆形 椭圆形 圆柱三角形 10 (2 2)根据转子是否啮合) 根据转子是否啮合 切向式切向啮合型式 啮合型式 (3 3) 根据转子转速的变化或不变化) 根据转子转速的变化 异步转子 异步转子 同步转子 同步转子 11 (5 5) 根据不同转子转速) 根据不同转子转速 中速gk 密炼机,以XM250为例,3050rpm 慢速,以XM250为例,20rpm 高速,高速,以XM250为例 XM250以60rpm为例。 与其他机械相比,密炼机的转子转速处于低速范围。 与其他机械相比,密炼机的转子转速处于低速范围,但对于橡胶混炼作业来说,则属于高速范围。
5、因为橡胶混炼消耗大量的能量,但是橡胶混炼操作是非常高速的,因为橡胶混炼消耗大量的能量并且产生大量的热量。 这两点都限制了速度范围内的能量并产生大量热量。 所有点的速度范围都受到限制。 (6 6)按转子外表面结构分)按转子外表面结构分,钉式转子、销钉式转子、普通型、普通型、四面型、双面型、四面型,双面螺旋型,螺旋型,特殊型,特殊型12131,这种伯里密炼机转子(1)班伯里密炼机的混炼班伯里密炼机的混炼一般需要三个阶段才能完成。 混炼开始时,胶料从加料口投入,落在两个转子的顶部,并被不断地拉到转子之间,进入混炼室。 最初,橡胶材料通常呈块状并且具有高硬度。 在此期间,主要是在转子与卸料门顶部之间较大的空间内。 (见下图部分)依靠两个相反旋转的转子的不同速度
6、产生的速度梯度和不断变化的转子距离产生剪切作用,将胶料压碎、混合。 14 这个较大的空间用于快速进给和初步变形; 沿转子螺旋脊输送并返回; 转子脊之前和脊上的剪切和摩擦。 15 随着混炼过程的进行,一小部分胶料开始流经螺旋肋,但胶料主要沿转子的螺旋轴向输送。 两侧的胶料通过长、短筋不断输送到中段,再加上转子之间的折叠作用。 形成混炼室内胶料的流动。 随着混炼的进一步深入,混合物的粘度显着下降,胶料流过筋条,依靠转子筋条与室壁狭窄间隙产生的剪切作用和螺旋筋条的输送作用实现胶料的混合、分散。 混炼完成后,出料门打开,转子将胶料推下,对混炼室进行清理,实现完全排空。 16(2
7.)Bunbury转子形状:Bunbury转子的标准型是双刃转子。 转子根据操作者的位置可分为前转子和后转子。 每个转子有两个螺旋边,一个是右旋螺旋角为30°的长螺旋边,另一个是左旋螺旋角为45°的短螺旋边。 。 前转子和后转子的长边和短边设置在相反的方向,因为它们旋转方向相反。 长、短肋的长度比一般为7:4。 l 班伯里四棱转子是长短肋相同的两棱转子。 这样,转子每旋转一次,橡胶材料就被剪切两次。 转子折叠并输送橡胶材料。 效果也大大增强。 采用四边形转子可以显着提高混合效果和机器的生产能力。 17l2。 GK型四面转子 lGK型四面转子的横截面基本类似于椭圆形转子。 混合机制与Bunbury基本相同。 GK型四面转子如下图所示。 18l在转子工作部分
8、主、副肋各一对。 主肋由长肋和短肋组成。 长肋为30°左旋,短肋为48°右旋。 长、短肋的长度比约为6:4。 长、短肋之间有一条低矮、平坦的小肋。 这两个小边缘以相反的方向旋转,旋转角度为30°,形成转子的辅助边缘。 一般主副刃直径比为10:9。 l 由于副刃直径小于主刃直径,橡胶对副刃基本不产生周向剪切作用。 主、辅肋与腔壁之间不同的径向间隙使橡胶材料形成两个流动水平。 这两种流量水平不断累积、分离和补充,极大地有助于混合效果的强化。 另外,两个辅助筋增强了橡胶材料的导流和轴向搅拌。 19l 由于辅助肋的存在,转子中部具有较强的输胶作用。 一方面有利于橡胶材料的运动,同时也相对减轻了转子轴端防尘装置的压力。
9、主筋之间,胶料不能以自由状态被拉入两转子内,因此喂料性能较差,混炼程度强烈依赖于顶部螺栓的压力。 l 该型转子的扭矩比班伯里型转子小。 卸料速度比较快,卸出的物料一般呈块状。 203、圆柱形转子 圆柱形转子密炼机的混合效果与剪切转子密炼机的混合效果完全不同。 其炼胶功能主要是由两个啮合的圆柱形转子来完成的。 啮合转子为圆柱形,如右图所示。 圆柱形转子21 每个圆柱形转子都有一个大的长螺旋脊和两个小脊。 一对转子的小脊形状不一致。 圆柱形转子及展开图22 两个转子以相同的速度向相反方向旋转,一个转子的凸面与另一个转子的凹面啮合。由于转子根部和顶部的直径差较大脊线形成不同的圆周速度,导致较大的速度梯度,通过转子影响转子的运动。
10、其间的橡胶产生强烈的摩擦和剪切作用。 长螺旋筋产生的推动作用将胶料从混炼室的一端推向另一端; 当转子旋转时,橡胶材料被另一个转子的螺旋肋沿相反方向推回。 这个循环使橡胶在混合室周围移动,并且橡胶层不断更新。 同时,由于两个转子之间的间隙较小,当转子旋转时gk 密炼机,两个转子之间的区域发生剧烈变形,对胶料进行强力碾压。 23L圆筒形转子工作部分表面积比相应给料量的其他类型转子大50%,因此能实现良好的热交换,能在较低的混合温度下进行长时间的混合。 另外,圆柱形转子的给料特性较差,顶部螺栓的作用主要是提高转子的给料能力。 啮合式密炼机的出料呈片状,并伴有细小杂物,出料时间长。 244.同步转子 近年来,随着子午线轮胎的兴起和
11、快速发展对所用混炼胶提出了越来越严格的质量要求,导致对混炼设备的性能要求越来越高。 在这种情况下,密炼机的改进势在必行。 改进的主要方面是转子速比、转子配置和转子传热。 所谓同步,就是将转子速比变为1:1。 它改变了传统密炼机转子之间的速比理论。 长期以来,前后转子以不同的速度运行,导致转子周期性定位。 最新研究表明,这会导致两个转子的混炼室之间的物料产生温度梯度,影响胶料的均匀性。 25l 恒速转子消除了这种温度梯度。 由于转子工作面的方位保持不变,保证了峰值功率稳定一致,从而提高了每批胶料的均匀度以及批次间胶料的均匀度。 同步转子 26个四爪同步转子
12、上图中转子螺旋的设计与传统的不同。 在这种转子设计中,转子两个长边缘的相互作用将材料引导至两个半混合室的整个空间。 理论上,同步转子的配置可以使每个半混合室成为一个完整的密炼机。 同步转子的结构适用于各种规格的炼胶机,密炼机容量从40L到620L。 27L转子长短边的排列(以270L密炼机4棱转子为例)以往是一侧两条长边相差180,两条短边相差180另一侧长短边相位差为90。长短边交界处流动性差,设计制造不精密,容易形成死角。 同步转子的长、短肋成对均匀分布在同侧,适合同步运转,流道光滑,胶料流动性好。当两转子初始位置确定后,开始旋转的转子之间的相对位置为
13、旋转过程中位置不会改变。 我们通常将这个初始位置称为两个转子的相位关系,这也是同步转子和异步转子的重要区别之一。 如何获得最佳的相位关系是同步转子的关键技术,它将直接影响同步转子密炼机的性能和混炼胶的质量。 28l我国1956年开始制造密炼机,主要采用班伯里型椭圆转子。 四面转子的开发始于20世纪70年代,后来从国外引进了一些GK转子和圆柱转子。 目前,在我国橡胶工业生产中,班伯里型转子应用最为广泛。 但这种情况已经不能满足生产的实际需要。 新型转子的研究将是未来研究的重要课题。 29 对于剪切型转子,提高混炼能力和混炼质量的关键是增强胶料在混炼室内的轴向运动,提高和加强转子峰部与混炼壁之间的剪切能力室。 这是因为胶料的混炼过程主要是混炼和分散过程。 因此(1)有足够的剪切力以实现高剪切应变率; (2)充分的胶料运动,保证混合和分散均匀。 这是本研究的重点。