1、3本節(jié)內(nèi)容本節(jié)內(nèi)容3-6 3-6 開煉機的工作原理開煉機的工作原理重點：重點：2 2、開煉機的工作原理、開煉機的工作原理3、掌握強化煉膠的條件、掌握強化煉膠的條件 4、輥筒橫壓力的概念及原理、輥筒橫壓力的概念及原理 3-5-5 輥溫調(diào)節(jié)裝置輥溫調(diào)節(jié)裝置 開煉機不論塑煉與混煉作業(yè)，都需要在一定的溫開煉機不論塑煉與混煉作業(yè)，都需要在一定的溫度下進行。對于天然橡膠在塑煉時，為了保證良好的度下進行。對于天然橡膠在塑煉時，為了保證良好的機械作用，一般要求溫度在機械作用，一般要求溫度在60oC左右，當超過左右，當超過70oC后，后，塑煉效果將大大下降。在混煉時一般也不超過塑煉效果將大大下降。在混煉時一般也

2、不超過7590oC，以防止膠料的早期硫化。，以防止膠料的早期硫化。 剛開機時輥筒是冷的達不到操作溫度，則開機前剛開機時輥筒是冷的達不到操作溫度，則開機前需對輥筒用蒸汽預熱到所需溫度，而在煉膠過程中由需對輥筒用蒸汽預熱到所需溫度，而在煉膠過程中由于摩擦生熱引起膠料內(nèi)部的溫度上升，又需對輥筒進于摩擦生熱引起膠料內(nèi)部的溫度上升，又需對輥筒進行冷卻。因此從煉膠工藝角度上要求輥筒能進行溫度行冷卻。因此從煉膠工藝角度上要求輥筒能進行溫度調(diào)節(jié)以保證在一定溫度下煉膠。調(diào)節(jié)以保證在一定溫度下煉膠。（一）（一） 調(diào)溫裝置的類型與結構調(diào)溫裝置的類型與結構 輥筒的調(diào)溫裝置有兩種輥筒的調(diào)溫裝置有兩種開式調(diào)溫裝置、閉式的

3、調(diào)溫裝置。開式調(diào)溫裝置、閉式的調(diào)溫裝置。 開式多用于煉膠機上開式多用于煉膠機上優(yōu)點是：構造簡單，冷卻效果好水溫可隨時用手探知，水管優(yōu)點是：構造簡單，冷卻效果好水溫可隨時用手探知，水管 堵塞時也便于發(fā)現(xiàn)，堵塞時也便于發(fā)現(xiàn)，缺點是：耗水量大。缺點是：耗水量大。 閉式多用于塑煉機上閉式多用于塑煉機上 閉式調(diào)溫裝置耗水量小但冷卻效果差。閉式調(diào)溫裝置耗水量小但冷卻效果差。 下圖所示是下圖所示是開式調(diào)溫裝置開式調(diào)溫裝置。冷卻水在壓力作用下通過三通接頭冷卻水在壓力作用下通過三通接頭1，三通管，三通管2經(jīng)調(diào)節(jié)閥經(jīng)調(diào)節(jié)閥3進入噴水管進入噴水管4，噴水，噴水管上鉆有直徑管上鉆有直徑25毫米的孔，孔位錯開排列，其間

4、距為毫米的孔，孔位錯開排列，其間距為100125毫米。噴水毫米。噴水管上鉆孔的角度，須保證噴出的水對著積膠區(qū)，保證膠料發(fā)出的熱量能及時管上鉆孔的角度，須保證噴出的水對著積膠區(qū)，保證膠料發(fā)出的熱量能及時導出。冷卻水從孔口噴出后，積于輥筒體導出。冷卻水從孔口噴出后，積于輥筒體5的腔內(nèi)，積水不斷從喇叭口的腔內(nèi)，積水不斷從喇叭口6內(nèi)流內(nèi)流出進入水槽出進入水槽7中，水槽內(nèi)的水通過集水器中，水槽內(nèi)的水通過集水器8的出口排入下水道。的出口排入下水道。（二）結構（二）結構 圖示是圖示是閉式調(diào)溫結構閉式調(diào)溫結構，它的特點是蒸汽的冷凝水或冷，它的特點是蒸汽的冷凝水或冷卻水排出采用密閉式結構并防止蒸汽溢出。卻水排出

5、采用密閉式結構并防止蒸汽溢出。 影響開煉機冷卻效果的因素是多方面的，為了提高冷卻影響開煉機冷卻效果的因素是多方面的，為了提高冷卻效果，在設計、制造和使用時均應特別的注意。實踐證效果，在設計、制造和使用時均應特別的注意。實踐證明，下述措施是可行的：明，下述措施是可行的： 1要嚴格控制冷卻水的初溫，一般要求在要嚴格控制冷卻水的初溫，一般要求在10oC左右，最左右，最好不要超過好不要超過14oC，若使用，若使用15oC以上的冷卻水，不但會大以上的冷卻水，不但會大大增加用水量，甚至會影響膠料的質(zhì)量，以致破壞煉膠大增加用水量，甚至會影響膠料的質(zhì)量，以致破壞煉膠作用。作用。 2輥筒內(nèi)表面在加工時，要用專門

6、的刮具清理，不允許輥筒內(nèi)表面在加工時，要用專門的刮具清理，不允許有鑄造的殘渣，否則將增加其熱阻，同時，輥筒腔內(nèi)進有鑄造的殘渣，否則將增加其熱阻，同時，輥筒腔內(nèi)進水管要裝噴頭，以便提高冷卻的給熱系數(shù)。水管要裝噴頭，以便提高冷卻的給熱系數(shù)。（三）（三）強化輥筒冷卻效果的措施強化輥筒冷卻效果的措施 3要嚴格控制冷卻水的質(zhì)量，冷卻水內(nèi)不應含有鹽類要嚴格控制冷卻水的質(zhì)量，冷卻水內(nèi)不應含有鹽類物質(zhì)，此類物質(zhì)沉淀后，就會增大熱阻，降低傳熱系數(shù)。物質(zhì)，此類物質(zhì)沉淀后，就會增大熱阻，降低傳熱系數(shù)。 4輥筒在使用時，要經(jīng)常的清洗，輥筒內(nèi)腔可放置鋼輥筒在使用時，要經(jīng)常的清洗，輥筒內(nèi)腔可放置鋼塊，當輥筒轉動時，鋼塊沖

7、擊腔壁，以便清除內(nèi)部的沉塊，當輥筒轉動時，鋼塊沖擊腔壁，以便清除內(nèi)部的沉淀物，提高傳熱性能。淀物，提高傳熱性能。 5在設計時減少輥筒的厚度，這樣可以降低輥筒的熱在設計時減少輥筒的厚度，這樣可以降低輥筒的熱阻，增大輥筒的散熱面積，有利于提高散熱性能，但這阻，增大輥筒的散熱面積，有利于提高散熱性能，但這必須在保證輥筒強度的條件下才許可。必須在保證輥筒強度的條件下才許可。 6采用鉆孔輥筒時，它不但可以提高傳熱面積，同時采用鉆孔輥筒時，它不但可以提高傳熱面積，同時也可以采取高速流動的冷卻水提高給熱系數(shù)，達到提高也可以采取高速流動的冷卻水提高給熱系數(shù)，達到提高傳熱性能的要求。傳熱性能的要求。3-5-6

8、潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)圖示為用稠潤滑油在油泵圖示為用稠潤滑油在油泵4的作的作用下經(jīng)過濾器送入分配器用下經(jīng)過濾器送入分配器6中，中，再由分配器送到輥筒軸承再由分配器送到輥筒軸承1中。中。油泵的給油能力：在手動增壓油泵的給油能力：在手動增壓時每周期送油量為時每周期送油量為8cm3，工作，工作壓力可達壓力可達100kgcm2。主要是輥筒軸承的潤滑主要是輥筒軸承的潤滑常用的潤滑系統(tǒng)分單獨潤滑和集中潤滑兩種，常用的潤滑系統(tǒng)分單獨潤滑和集中潤滑兩種，少數(shù)情況下二者同時采用。少數(shù)情況下二者同時采用。按油質(zhì)分干油和稀油潤滑二種按油質(zhì)分干油和稀油潤滑二種這里簡要介紹集中潤滑系統(tǒng)這里簡要介紹集中潤滑系統(tǒng)3-5-7 擋擋

9、 膠膠 板及翻膠裝置板及翻膠裝置 （一）擋膠板（一）擋膠板 擋膠板按結構形式可分為整體與組合式兩種。圖擋膠板按結構形式可分為整體與組合式兩種。圖示為整體式結構。由布質(zhì)酚醛塑料制成擋膠板示為整體式結構。由布質(zhì)酚醛塑料制成擋膠板1，與螺栓與螺栓2固定在外固定在外 殼殼3上，其所在位置上，其所在位置 可以用螺栓可以用螺栓4控制，控制， 外殼通過軸孔用螺釘外殼通過軸孔用螺釘 5固定在機架壓蓋的連固定在機架壓蓋的連 桿上。桿上。翻膠與切割裝置主要用于機械搗膠和切割。它提高翻膠與切割裝置主要用于機械搗膠和切割。它提高了煉膠作業(yè)的機械化程度和減輕工人的勞動強度。了煉膠作業(yè)的機械化程度和減輕工人的勞動強度。

10、電動翻膠裝置電動翻膠裝置氣動翻膠裝置氣動翻膠裝置2、分類：、分類：1、作用：、作用：（二）翻膠與切割裝置（二）翻膠與切割裝置 （1）電動翻膠裝置：）電動翻膠裝置： 翻膠裝置主要由壓輥翻膠裝置主要由壓輥1、2，雙向絲杠，雙向絲杠3和翻膠擺動輥和翻膠擺動輥4組成。組成。見下圖，翻膠裝置支架見下圖，翻膠裝置支架5和和6分別固定在煉膠機機架的上橫梁上，分別固定在煉膠機機架的上橫梁上，支架上用二對軸承裝有壓輥支架上用二對軸承裝有壓輥1和和2，壓輥，壓輥1的軸承可通過彈簧的軸承可通過彈簧7和壓和壓桿桿8調(diào)節(jié)其壓力。翻膠擺動輥調(diào)節(jié)其壓力。翻膠擺動輥4裝在雙向絲杠裝在雙向絲杠3上，絲杠上，絲杠3和壓輥和壓輥2

11、是是通過傳動鏈通過傳動鏈9、減速器、減速器10、11和電動機和電動機12傳動的。傳動的。 （2）氣動翻膠裝置）氣動翻膠裝置 下圖為用氣缸控制壓輥的翻膠裝置。壓輥下圖為用氣缸控制壓輥的翻膠裝置。壓輥2由電動機、擺線減速由電動機、擺線減速機和一對變速齒輪傳動，壓輥機和一對變速齒輪傳動，壓輥2的轉動方向與壓片機前輥轉向相同，的轉動方向與壓片機前輥轉向相同，速度按工藝要求可調(diào)，一般采用與前輥相同。膠料靠兩壓輥的摩擦速度按工藝要求可調(diào)，一般采用與前輥相同。膠料靠兩壓輥的摩擦力帶動，未送料時用氣缸把壓輥力帶動，未送料時用氣缸把壓輥2頂開。頂開。 近年來，國外在大規(guī)模開煉機上，采用了自動翻膠裝置。此外，近年

12、來，國外在大規(guī)模開煉機上，采用了自動翻膠裝置。此外，還有固定式或移動式切膠刀。還有的切膠刀裝在托盤下面，使用時還有固定式或移動式切膠刀。還有的切膠刀裝在托盤下面，使用時由壓縮空氣驅動，將刀從盤下升起，方便作業(yè)。由壓縮空氣驅動，將刀從盤下升起，方便作業(yè)。 3-6 開煉機的工作原理開煉機的工作原理 1.開煉機為什么能夠把高彈性的生膠開煉機為什么能夠把高彈性的生膠轉變?yōu)榫哂锌伤苄誀顟B(tài)的塑煉膠呢？轉變?yōu)榫哂锌伤苄誀顟B(tài)的塑煉膠呢？ 2.如何把膠料與各種配合劑均勻混合如何把膠料與各種配合劑均勻混合在一起？在一起？ 當物料加到輥筒上時當物料加到輥筒上時,由于摩擦力作用被拉入輥間隙由于摩擦力作用被拉入輥間隙,

13、受到強烈的擠壓、剪切作用，經(jīng)過多次捏煉，以及捏煉受到強烈的擠壓、剪切作用，經(jīng)過多次捏煉，以及捏煉過程中伴隨的化學作用，將橡膠內(nèi)部的大分子鏈打斷，過程中伴隨的化學作用，將橡膠內(nèi)部的大分子鏈打斷，使配方中的各種成分摻和均勻，最后達到煉膠的目的。使配方中的各種成分摻和均勻，最后達到煉膠的目的。如圖所示。如圖所示。間歇煉膠過程圖間歇煉膠過程圖連續(xù)煉膠連續(xù)煉膠1加料加料2捏煉捏煉3切割膠料切割膠料 膠料在開煉機上加工時，應具備哪些膠料在開煉機上加工時，應具備哪些條件才能得到良好的煉膠效果呢？條件才能得到良好的煉膠效果呢？ 一、膠料進入輥距的條件一、膠料進入輥距的條件 在煉膠操作時我們可以看到，當膠料包覆

14、一個輥筒后在煉膠操作時我們可以看到，當膠料包覆一個輥筒后兩輥筒間還有一定數(shù)量的堆積膠，這些堆積膠不斷被轉動的兩輥筒間還有一定數(shù)量的堆積膠，這些堆積膠不斷被轉動的輥筒帶入輥隙中去，而新的堆積膠又不斷形成。這些堆積膠輥筒帶入輥隙中去，而新的堆積膠又不斷形成。這些堆積膠對煉膠效果的影響是很大的。對煉膠效果的影響是很大的。 若堆積過多，過多的堆積膠便不能及時進入輥隙，只能原地若堆積過多，過多的堆積膠便不能及時進入輥隙，只能原地輕輕抖動，此時煉膠效果顯著下降。輕輕抖動，此時煉膠效果顯著下降。 若堆積膠過少，則不能形成穩(wěn)定連續(xù)的操作。若堆積膠過少，則不能形成穩(wěn)定連續(xù)的操作。 可見，確定適量的堆積膠是必要的

15、，堆積膠量是由膠與輥筒可見，確定適量的堆積膠是必要的，堆積膠量是由膠與輥筒表面的接觸點決定的，為此就需要引入一個稱之為接觸角的表面的接觸點決定的，為此就需要引入一個稱之為接觸角的概念。概念。即膠料在輥筒上接觸點即膠料在輥筒上接觸點a與輥筒斷面圓心連線和輥筒與輥筒斷面圓心連線和輥筒斷斷面中心線的水平線的交角，以面中心線的水平線的交角，以表示。如圖所示。表示。如圖所示。膠料能否進膠料能否進入輥隙，取入輥隙，取決于膠料與決于膠料與輥筒的摩擦輥筒的摩擦系數(shù)和接觸系數(shù)和接觸角的大小。角的大小。接觸角：接觸角：Fx的作用的作用：對膠料產(chǎn)生擠：對膠料產(chǎn)生擠壓作用，并使其產(chǎn)生變形；壓作用，并使其產(chǎn)生變形；Ft

16、的作用的作用：是把膠料推出：是把膠料推出輥距。輥距。 另外，膠料與輥筒之另外，膠料與輥筒之間在運動過程中產(chǎn)生摩擦間在運動過程中產(chǎn)生摩擦作用，即有摩擦力存在，作用，即有摩擦力存在，膠料對輥筒的摩擦力用膠料對輥筒的摩擦力用T表示，方向背離輥距。反表示，方向背離輥距。反過來，輥筒對膠料的摩擦過來，輥筒對膠料的摩擦力，用力，用T表示，方向進入表示，方向進入輥距，它的作用是把膠料輥距，它的作用是把膠料拉入輥距。拉入輥距。l以膠料為研究對象，以接觸點以膠料為研究對象，以接觸點a作為邊緣研究點，在煉膠過程中，膠料對作為邊緣研究點，在煉膠過程中，膠料對輥筒產(chǎn)生徑向作用力（合力）輥筒產(chǎn)生徑向作用力（合力）即橫向

17、壓力，用即橫向壓力，用P表示，反過來，輥筒表示，反過來，輥筒對膠料產(chǎn)生一個大小相等、方向相反的作用力對膠料產(chǎn)生一個大小相等、方向相反的作用力橫壓力的反作用力，用橫壓力的反作用力，用F表示。把這個力分解成一個水平作用力表示。把這個力分解成一個水平作用力Fx和切向作用力和切向作用力Ft。PT若想膠料進入輥距進行煉膠，只有若想膠料進入輥距進行煉膠，只有TFtPT若想膠料進入輥距進行煉膠，只有若想膠料進入輥距進行煉膠，只有TFtT為摩擦力，應為為摩擦力，應為TF，F(xiàn)為正壓力，為正壓力，為摩擦系數(shù)；為摩擦系數(shù)；tg，為摩擦角。為摩擦角。TFtg從分析可知，只有當摩擦角從分析可知，只有當摩擦角大于接大于接

18、觸角觸角時，膠料才能進入輥距。時，膠料才能進入輥距。從圖上可以看出，從圖上可以看出，即從即從FtFA得知得知FtFtg 為膠料接觸角為膠料接觸角又又TFt即有即有TFtg FtFtg即即tg tg有有 一般一般=38420，生膠與金屬輥筒摩，生膠與金屬輥筒摩擦擦角角=38041。煉膠過程中一般采用接觸角。煉膠過程中一般采用接觸角=32400，國內(nèi)推薦采，國內(nèi)推薦采=36400。只有只有這個條件滿足時，才能保證正常煉膠。這個條件滿足時，才能保證正常煉膠。橡膠或膠料與金屬輥筒的摩擦角橡膠或膠料與金屬輥筒的摩擦角與膠料成分及其與膠料成分及其配方、可塑度、煉膠溫度及輥筒表面形狀等有關。配方、可塑度、煉

19、膠溫度及輥筒表面形狀等有關。 二、二、 橫壓力橫壓力 1.橫壓力的概念橫壓力的概念 膠料通過輥隙時，膠料對輥筒產(chǎn)生徑向膠料通過輥隙時，膠料對輥筒產(chǎn)生徑向作用力作用力Fx和切向作用力和切向作用力Ft（接觸應力）。如（接觸應力）。如圖所示。圖所示。亦即橫壓力，又稱分離力。亦即橫壓力，又稱分離力。 徑向作用力：徑向作用力：Qf（y），它力圖使兩輥筒分離，），它力圖使兩輥筒分離，其方向其方向垂直于垂直于輥面，其大小從輥面，其大小從y4y4y1y1截面漸增，截面漸增，從從y1y1y1 y1截面又平滑下降，在截面又平滑下降，在y1y1截面截面為最大值，在為最大值，在y4y4和和y1y1截面為零。徑向作用截

20、面為零。徑向作用力的分布如圖中的虛線所示力的分布如圖中的虛線所示。徑向作用力徑向作用力 切向作用力：切向作用力：f1（y），它力圖使膠料拉入輥隙中，），它力圖使膠料拉入輥隙中，其方向取決于膠料的運動速度，其大小從其方向取決于膠料的運動速度，其大小從y4y4y1y1截截面由零經(jīng)最大到零，從面由零經(jīng)最大到零，從y1y1y1y1截面又由零經(jīng)最截面又由零經(jīng)最大到零，由于在大到零，由于在y1y1截面上、下膠料與輥面的相對運動截面上、下膠料與輥面的相對運動方方 向不同，故二向不同，故二 次出現(xiàn)的峰值次出現(xiàn)的峰值 相反。切向作相反。切向作 用力的分布如用力的分布如 圖中的實線所示。圖中的實線所示。 2.2.

21、分布與效應分布與效應 橫壓力是開煉機的主要參數(shù)，在煉膠過程中，橫壓力是開煉機的主要參數(shù)，在煉膠過程中，膠料在整個夾持弧上都產(chǎn)生對輥筒的徑向作用力，膠料在整個夾持弧上都產(chǎn)生對輥筒的徑向作用力，而分布是不均勻的，隨楔形斷面的不斷減小，橫壓而分布是不均勻的，隨楔形斷面的不斷減小，橫壓力也在不斷增大。力也在不斷增大。 由實驗知，橫壓力的最大值在夾持弧的由實驗知，橫壓力的最大值在夾持弧的3 36 6 上，上，徑向作用力的合力作用點要根據(jù)實驗來確定，徑向作用力的合力作用點要根據(jù)實驗來確定，合力作用線與水平線的夾角一般在合力作用線與水平線的夾角一般在5 51010范圍內(nèi)，范圍內(nèi)，推薦采用推薦采用1010。

22、橫壓力有使二輥筒分開的趨勢，使輥筒產(chǎn)生彎橫壓力有使二輥筒分開的趨勢，使輥筒產(chǎn)生彎曲變形。輥筒對膠料的徑向作用力與膠料對輥曲變形。輥筒對膠料的徑向作用力與膠料對輥筒的徑向作用力大小相等，方向相反。筒的徑向作用力大小相等，方向相反。如圖所如圖所示。示。 3.影響橫壓力的因素影響橫壓力的因素 輥筒橫壓力的大小，主要取決于膠料的性質(zhì)、加工輥筒橫壓力的大小，主要取決于膠料的性質(zhì)、加工溫度、輥距和輥筒線速度等。溫度、輥距和輥筒線速度等。用函數(shù)式表示出來，用函數(shù)式表示出來，即即 P=F(T,V,DL,e，t ) 要從理論上定量的討論是很困難的，使用時，只要從理論上定量的討論是很困難的，使用時，只能從現(xiàn)有機臺中確定幾個參數(shù)后，由實驗得來。能從現(xiàn)有機臺中確定幾個參數(shù)后，由實驗得來。（1）橫壓力）橫壓力P與輥溫與輥溫T的關系，當?shù)年P系，當T增大，增大，P減小；減小；當當T減小，減小，P增大。增大。（