密煉機(jī)2修改完成

1、l21 工作原理工作原理l22 主要參數(shù)主要參數(shù)l在密煉室內(nèi)，生膠的混煉和混煉膠的混煉過程，在密煉室內(nèi)，生膠的混煉和混煉膠的混煉過程，比開煉機(jī)的塑煉和混煉要復(fù)雜的多，物料加入比開煉機(jī)的塑煉和混煉要復(fù)雜的多，物料加入密煉室后，就在由兩個具有密煉室后，就在由兩個具有螺旋棱、有速比螺旋棱、有速比、相對回轉(zhuǎn)相對回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子與密煉室壁，上、下頂栓組成的轉(zhuǎn)子與密煉室壁，上、下頂栓組成的混煉系統(tǒng)內(nèi)受到不斷變化反復(fù)進(jìn)行的強(qiáng)烈的混煉系統(tǒng)內(nèi)受到不斷變化反復(fù)進(jìn)行的強(qiáng)烈剪剪切切和和擠壓擠壓作用，使膠料產(chǎn)生剪切變形，進(jìn)行了作用，使膠料產(chǎn)生剪切變形，進(jìn)行了強(qiáng)烈的捏煉。由于轉(zhuǎn)子有螺旋棱，在混煉時膠強(qiáng)烈的捏煉。由于轉(zhuǎn)子有螺旋棱

2、，在混煉時膠料反復(fù)地進(jìn)行料反復(fù)地進(jìn)行軸向往復(fù)運動軸向往復(fù)運動，起到了，起到了攪拌攪拌作用，作用，致使混煉更為強(qiáng)烈。致使混煉更為強(qiáng)烈。密煉機(jī)的煉膠過程是比較復(fù)雜的，我們可以從下密煉機(jī)的煉膠過程是比較復(fù)雜的，我們可以從下面的圖簡單地表示煉膠過程。面的圖簡單地表示煉膠過程。就是使配合劑分散在橡膠中就是使配合劑分散在橡膠中混煉混煉混混煉煉原原理理討論討論分散介質(zhì)分散介質(zhì)( (液相液相) )配合劑配合劑分散相分散相看作看作看作看作生生 膠膠如何把配合劑分散在生膠中，主要看生膠的濕潤如何把配合劑分散在生膠中，主要看生膠的濕潤能力及表面張力，也要看配合劑是否易被打濕。能力及表面張力，也要看配合劑是否易被打濕

3、。工藝上工藝上機(jī)械上機(jī)械上可增加表面活性劑硬脂酸等，以幫可增加表面活性劑硬脂酸等，以幫助濕潤配合劑助濕潤配合劑必須以一定的作用力，以便將配合必須以一定的作用力，以便將配合劑混入生膠中，并破壞其聚集體劑混入生膠中，并破壞其聚集體基基本本步步驟驟1 1、細(xì)分、細(xì)分( (break）2 2、混入、混入(捏煉捏煉) （intermix，blend）3 3、分散、分散（微觀分散微觀分散,分散混煉分散混煉）（Dispersive Mixing）4 4、簡單結(jié)合、簡單結(jié)合(單純混合單純混合,宏觀分散、分布混煉宏觀分散、分布混煉)(Simple Binding)5、塑化階段、塑化階段(Milling Stag

4、e)使橡膠和配合劑粉碎使橡膠和配合劑粉碎 intermix，blendl將粉狀或液態(tài)物料混入橡膠中形成粘結(jié)塊將粉狀或液態(tài)物料混入橡膠中形成粘結(jié)塊( (需要需要較長時間較長時間),),要使配合劑混入，首先必須使塊狀要使配合劑混入，首先必須使塊狀橡膠變形，以形成與填充劑接觸的新界面橡膠變形，以形成與填充劑接觸的新界面. .此界此界面形成的方式，從理論上分析有面形成的方式，從理論上分析有。 lA A、在低速下拉伸橡膠時在低速下拉伸橡膠時, ,它可像液體一樣的它可像液體一樣的流動。被充分拉伸后，填充劑就會粘著在新流動。被充分拉伸后，填充劑就會粘著在新生的界面上。然后，橡膠收縮將粘著的填充生的界面上。然

5、后，橡膠收縮將粘著的填充劑包圍起來，并形成一個整體，就像把橡膠劑包圍起來，并形成一個整體，就像把橡膠的棱邊拉伸、包卷，再拉伸等，最后在擠壓的棱邊拉伸、包卷，再拉伸等，最后在擠壓下形成一個整體。下形成一個整體。生膠生膠炭黑二次聚集體炭黑二次聚集體再拉伸再拉伸包卷包卷拉伸拉伸分分散散成整體成整體B B、在高速下使橡膠變形時在高速下使橡膠變形時, ,它呈現(xiàn)固體性質(zhì)，即它呈現(xiàn)固體性質(zhì)，即發(fā)生脆性破壞而成粒狀。這些新生成的膠粒表面發(fā)生脆性破壞而成粒狀。這些新生成的膠粒表面上就布滿了填充劑接著就在壓力下，結(jié)合成一整上就布滿了填充劑接著就在壓力下，結(jié)合成一整體，成為塊膠料。體，成為塊膠料。l由于由于天然膠天

6、然膠強(qiáng)度大強(qiáng)度大，尤其在采用尤其在采用老老式慢速密煉機(jī)時式慢速密煉機(jī)時，其混入方式顯然屬于其混入方式顯然屬于A A的形式的形式；而而丁苯膠丁苯膠, ,順丁膠順丁膠, ,乙乙丙膠丙膠等所謂干酪狀橡膠等所謂干酪狀橡膠( (與天然膠相比與天然膠相比) )，在密煉機(jī)在密煉機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到某種程度以上時轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到某種程度以上時，即不能發(fā)揮其彈性即不能發(fā)揮其彈性，就可能出現(xiàn)就可能出現(xiàn)B B的形式的形式。生膠生膠分散分散成整體成整體破碎破碎l有人做過實驗有人做過實驗：充油丁苯與順丁膠并用進(jìn)行混充油丁苯與順丁膠并用進(jìn)行混煉煉，1.31.3kgkg膠膠，在混煉初期竟被分割成在混煉初期竟被分割成18001800塊

7、塊，表面布滿炭黑的顆粒表面布滿炭黑的顆粒，但進(jìn)一步混煉結(jié)合為但進(jìn)一步混煉結(jié)合為3030塊膠料塊膠料，再進(jìn)一步混煉再進(jìn)一步混煉，則成為一個整體了則成為一個整體了。l由此可見，由此可見，B B的形式簡單又有效。故近代的高的形式簡單又有效。故近代的高速密煉機(jī)是較理想的混煉設(shè)備。速密煉機(jī)是較理想的混煉設(shè)備。 l在混入階段，雖然填充劑混入橡膠中，并形成在混入階段，雖然填充劑混入橡膠中，并形成了一個整體，但填充劑的粒子仍為較大的團(tuán)聚了一個整體，但填充劑的粒子仍為較大的團(tuán)聚集體集體( (二次聚集體二次聚集體) )。要使這些由范德華力。要使這些由范德華力( (附附聚集力聚集力) )而結(jié)合的二次聚集體破壞，則需

8、施加而結(jié)合的二次聚集體破壞，則需施加一定外力。由于混煉膠的粘度和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的影一定外力。由于混煉膠的粘度和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的影響，在填充劑粒子中產(chǎn)生了牽引力響，在填充劑粒子中產(chǎn)生了牽引力( (即剪切力即剪切力) )，一旦這個力超過了填充劑二次聚集體的聚集力一旦這個力超過了填充劑二次聚集體的聚集力后，填充劑就逐漸分散開來，生成的各個粒子后，填充劑就逐漸分散開來，生成的各個粒子( (炭黑一次聚集體炭黑一次聚集體) )就沿著橡膠滾動的方向而移就沿著橡膠滾動的方向而移動。動。 因此在分散階段因此在分散階段, ,需要一定的剪應(yīng)力需要一定的剪應(yīng)力, ,以便破壞聚以便破壞聚集體集體, ,若剪應(yīng)力小于附聚力若剪應(yīng)力小于

9、附聚力, ,則分散難于進(jìn)行。則分散難于進(jìn)行。 一次聚集體一次聚集體二次聚集體二次聚集體填充劑填充劑分散分散對于對于非牛頓非牛頓流體流體l 最大剪切應(yīng)力最大剪切應(yīng)力: l 最大剪切速率最大剪切速率:l 1膠料粘度膠料粘度l m流變常數(shù)流變常數(shù)l 轉(zhuǎn)子棱處剪切速率轉(zhuǎn)子棱處剪切速率l D轉(zhuǎn)子棱回轉(zhuǎn)直徑轉(zhuǎn)子棱回轉(zhuǎn)直徑l n轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速l h間隙間隙l 則則max=1 (Dn/h)m 由式可見，由式可見，增大轉(zhuǎn)子直徑、轉(zhuǎn)速，減小間隙增大轉(zhuǎn)子直徑、轉(zhuǎn)速，減小間隙，均，均可提高剪切應(yīng)力，從而提高分散的速度?？商岣呒羟袘?yīng)力，從而提高分散的速度。 將粒子從一點移到另一點，并將粒子從一點移到另一點，并不改變不改變其其

10、物理形物理形狀狀和和大小大小，主要是使物種進(jìn)一步，主要是使物種進(jìn)一步分散均勻分散均勻。 均勻化均勻化需要使膠料如在開煉機(jī)上那樣往復(fù)搗動需要使膠料如在開煉機(jī)上那樣往復(fù)搗動(用人工或翻膠裝置用人工或翻膠裝置)，在密煉機(jī)中則主要靠轉(zhuǎn)在密煉機(jī)中則主要靠轉(zhuǎn)子螺旋突棱的作用使其在密煉室中往復(fù)運動子螺旋突棱的作用使其在密煉室中往復(fù)運動。當(dāng)剪切應(yīng)力一旦超過破碎填充劑二次聚集體的當(dāng)剪切應(yīng)力一旦超過破碎填充劑二次聚集體的吸附力之后吸附力之后，填充劑的分散就與剪切應(yīng)力無關(guān)填充劑的分散就與剪切應(yīng)力無關(guān)，而決定于施加給混煉膠總剪切應(yīng)變量。而決定于施加給混煉膠總剪切應(yīng)變量。 由式可知由式可知，剪切速率剪切速率與與混煉時間

11、混煉時間對對剪切應(yīng)變剪切應(yīng)變量量影響很大影響很大，若要在相同的混煉時間內(nèi)達(dá)到若要在相同的混煉時間內(nèi)達(dá)到一定的一定的 ，則需則需增加增加D、n ，減小減小h。 實際上，在密煉過程中，在密煉機(jī)的密煉室實際上，在密煉過程中，在密煉機(jī)的密煉室內(nèi)，以上幾個基本過程是同時進(jìn)行的。內(nèi)，以上幾個基本過程是同時進(jìn)行的。 t混煉時間混煉時間 D轉(zhuǎn)子棱回轉(zhuǎn)直徑轉(zhuǎn)子棱回轉(zhuǎn)直徑n轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 h間隙間隙l由于力化學(xué)作用而使高聚物主鏈斷裂，從而由于力化學(xué)作用而使高聚物主鏈斷裂，從而使之變化更易變形如彈性較小的狀態(tài)，即改變使之變化更易變形如彈性較小的狀態(tài)，即改變物料的流變特性，使之適應(yīng)于后面各加工過程物料的流變特性，使之適應(yīng)于

12、后面各加工過程的需要。的需要。w 生膠和配合劑由加料斗加入，首先落入兩生膠和配合劑由加料斗加入，首先落入兩個相對回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上部，在上頂栓的壓力個相對回轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上部，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于兩煉作用后，被破碎的兩股膠料又相會于兩個轉(zhuǎn)子上部，然后再進(jìn)入兩轉(zhuǎn)子間隙處，個轉(zhuǎn)子上部，然后再進(jìn)入兩轉(zhuǎn)

13、子間隙處，如此循環(huán)往復(fù)。如此循環(huán)往復(fù)。 膠料在密煉室中的混煉過程膠料在密煉室中的混煉過程膠料在密煉室中的混煉過程如下：膠料在密煉室中的混煉過程如下：l1、 轉(zhuǎn)子外表面與密煉室內(nèi)壁間的捏煉作用轉(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)橢圓型轉(zhuǎn)子密煉機(jī)尤為明顯尤為明顯）（A）密煉機(jī)中流線和填充情況示意圖密煉機(jī)中流線和填充情況示意圖（B）局部放大，轉(zhuǎn)子突棱棱峰處物料流動情況局部放大，轉(zhuǎn)子突棱棱峰處物料流動情況 l轉(zhuǎn)子表面與密煉室內(nèi)壁間形成了一個轉(zhuǎn)子表面與密煉室內(nèi)壁間形成了一個環(huán)形間隙環(huán)形間隙，當(dāng)膠料通過此環(huán)形間隙時，則受到捏煉作用。當(dāng)膠料通過此環(huán)形間隙時，則受到捏煉作用。l由于轉(zhuǎn)子表面

14、制有螺旋突棱，它與密煉室形成的由于轉(zhuǎn)子表面制有螺旋突棱，它與密煉室形成的間 隙 是 變 化 的間 隙 是 變 化 的（ 如（ 如 XM-50密 煉 機(jī) 間 隙 為密 煉 機(jī) 間 隙 為 4-80mm,XM-250密煉機(jī)間隙為密煉機(jī)間隙為2.5-120mm），），最小最小間隙間隙在轉(zhuǎn)子棱峰與密煉室內(nèi)壁之間。當(dāng)膠料通過在轉(zhuǎn)子棱峰與密煉室內(nèi)壁之間。當(dāng)膠料通過此最小間隙時，受到此最小間隙時，受到強(qiáng)烈的擠壓、剪切、拉伸作強(qiáng)烈的擠壓、剪切、拉伸作用用，這種作用與開煉機(jī)兩輥距的作用相似，但比，這種作用與開煉機(jī)兩輥距的作用相似，但比開煉機(jī)的效果要大的多。這是由于轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子與開煉機(jī)的效果要大的多。這是由于轉(zhuǎn)動的

15、轉(zhuǎn)子與固定不動的室壁之間膠料的速度梯度比開煉機(jī)大固定不動的室壁之間膠料的速度梯度比開煉機(jī)大的多，而且，轉(zhuǎn)子突棱與密煉室壁所形成的透射的多，而且，轉(zhuǎn)子突棱與密煉室壁所形成的透射角尖銳。膠料在轉(zhuǎn)子突棱尖端與密煉室內(nèi)壁之間角尖銳。膠料在轉(zhuǎn)子突棱尖端與密煉室內(nèi)壁之間邊捏煉，邊通過，同時，還受到轉(zhuǎn)子其余表面的邊捏煉，邊通過，同時，還受到轉(zhuǎn)子其余表面的類似滾壓作用。類似滾壓作用。 l兩轉(zhuǎn)子的橢圓形表面各點與轉(zhuǎn)子軸心線的距離不兩轉(zhuǎn)子的橢圓形表面各點與轉(zhuǎn)子軸心線的距離不等，因而具有不同的圓周速度。因此兩轉(zhuǎn)子間的等，因而具有不同的圓周速度。因此兩轉(zhuǎn)子間的間隙間隙和和速比速比不是一個恒定值，而是不是一個恒定值，而

16、是處處不同，時處處不同，時時變化時變化的。的。l速度梯度最大值和最小值相差達(dá)幾十倍。可使膠速度梯度最大值和最小值相差達(dá)幾十倍。可使膠料受到強(qiáng)烈的剪切、擠壓、攪拌作用。料受到強(qiáng)烈的剪切、擠壓、攪拌作用。 又由于兩轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不同，其相對位置也是時刻變又由于兩轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不同，其相對位置也是時刻變化的，使膠料在兩轉(zhuǎn)子間的容量也經(jīng)常變化，產(chǎn)化的，使膠料在兩轉(zhuǎn)子間的容量也經(jīng)常變化，產(chǎn)生強(qiáng)烈的混合、攪拌作用。生強(qiáng)烈的混合、攪拌作用。 公式公式 由于上、下頂栓頂部的由于上、下頂栓頂部的分流作用分流作用，及兩轉(zhuǎn)子，及兩轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不同，可使膠料在左右密煉室中進(jìn)行折卷的轉(zhuǎn)速不同，可使膠料在左右密煉室中進(jìn)行折卷搗換。其中

17、一側(cè)轉(zhuǎn)子前面的部分膠料（高壓區(qū)）搗換。其中一側(cè)轉(zhuǎn)子前面的部分膠料（高壓區(qū)）被擠壓到對面密煉室轉(zhuǎn)子后面（低壓區(qū)），并隨被擠壓到對面密煉室轉(zhuǎn)子后面（低壓區(qū)），并隨之帶入料斗中。彼此往復(fù)搗換，如兩臺相鄰開煉之帶入料斗中。彼此往復(fù)搗換，如兩臺相鄰開煉機(jī)連續(xù)倒替混煉時相似。機(jī)連續(xù)倒替混煉時相似。l為了有效交換，一個轉(zhuǎn)子必須把膠料直接撥到相為了有效交換，一個轉(zhuǎn)子必須把膠料直接撥到相對應(yīng)的轉(zhuǎn)子棱峰后部間隙中。否則，因壓力平衡對應(yīng)的轉(zhuǎn)子棱峰后部間隙中。否則，因壓力平衡性阻止交換。這就要求兩轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置進(jìn)行性阻止交換。這就要求兩轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置進(jìn)行交換，這取決于速比。交換，這取決于速比。 膠料在轉(zhuǎn)子上不僅會

18、膠料在轉(zhuǎn)子上不僅會隨轉(zhuǎn)子作圓周運動，隨轉(zhuǎn)子作圓周運動，同時轉(zhuǎn)子的螺旋突棱同時轉(zhuǎn)子的螺旋突棱對物料產(chǎn)生對物料產(chǎn)生軸向的推軸向的推移作用移作用，因此膠料還，因此膠料還會沿軸向移動。由右會沿軸向移動。由右面的突棱螺旋的受力面的突棱螺旋的受力分析可以看出，兩突分析可以看出，兩突棱螺旋升角的不同其棱螺旋升角的不同其作用也不同，這樣膠作用也不同，這樣膠料在轉(zhuǎn)子的軸向往復(fù)料在轉(zhuǎn)子的軸向往復(fù)移動就形成了切割捏移動就形成了切割捏煉的作用。煉的作用。l每個轉(zhuǎn)子都有二個方向不同、長短不一的螺旋每個轉(zhuǎn)子都有二個方向不同、長短不一的螺旋棱，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子螺旋棱表面對膠料產(chǎn)棱，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子螺旋棱表面對膠料產(chǎn)生一

19、個垂直作用力生一個垂直作用力P，這個力可分解為軸向力這個力可分解為軸向力Px和圓周力和圓周力Pa。l圓周力圓周力Pa使膠料使膠料繞轉(zhuǎn)子軸線轉(zhuǎn)動繞轉(zhuǎn)子軸線轉(zhuǎn)動PaPcos l軸向力軸向力Px使膠料使膠料沿轉(zhuǎn)子軸線移動沿轉(zhuǎn)子軸線移動PxPsin l因為膠料與轉(zhuǎn)子表面的摩擦力因為膠料與轉(zhuǎn)子表面的摩擦力T阻止膠阻止膠料軸向移動，故要使膠料產(chǎn)生軸向移動料軸向移動，故要使膠料產(chǎn)生軸向移動條件是：條件是：lPxTxlP sin P tan coslP P tantanP P tanltantan tantanll為膠料與轉(zhuǎn)子金屬表面的摩擦角，為膠料與轉(zhuǎn)子金屬表面的摩擦角，隨膠料溫度變化而變。隨膠料溫度變化而

20、變。l從試驗得知，膠料與金屬表面的摩擦角從試驗得知，膠料與金屬表面的摩擦角=3737-38-38。這樣即可得出膠料在轉(zhuǎn)子上這樣即可得出膠料在轉(zhuǎn)子上的運動情況為：的運動情況為：l 在轉(zhuǎn)子長螺旋段。在轉(zhuǎn)子長螺旋段。=30=30,，即即PxPxTxTx。因此對膠料因此對膠料不會產(chǎn)生軸向移動不會產(chǎn)生軸向移動，僅產(chǎn)生圓周運動。起著送料作用及滾壓揉搓僅產(chǎn)生圓周運動。起著送料作用及滾壓揉搓作用。作用。l 在轉(zhuǎn)子短螺旋段。在轉(zhuǎn)子短螺旋段。=45=45， 即即PxPxTxTx。因此膠料使因此膠料使產(chǎn)生軸向移動產(chǎn)生軸向移動，對膠，對膠料往復(fù)切割。料往復(fù)切割。l由于一對轉(zhuǎn)子的螺旋長段和短段是相對安裝由于一對轉(zhuǎn)子的螺

21、旋長段和短段是相對安裝的，從而促使膠料從轉(zhuǎn)子一端移動另一端；的，從而促使膠料從轉(zhuǎn)子一端移動另一端；而另一端轉(zhuǎn)子又使膠料作相反方向移動。因而另一端轉(zhuǎn)子又使膠料作相反方向移動。因此，使膠料來回混雜，進(jìn)行強(qiáng)烈的混煉此，使膠料來回混雜，進(jìn)行強(qiáng)烈的混煉 。l此外，在轉(zhuǎn)子外形的此外，在轉(zhuǎn)子外形的 設(shè)計上有將突棱的工設(shè)計上有將突棱的工 作面的圓弧曲率半徑作面的圓弧曲率半徑 選的小些，這樣就會選的小些，這樣就會 使棱的圓弧面與密煉使棱的圓弧面與密煉 室內(nèi)壁形成的工作區(qū)室內(nèi)壁形成的工作區(qū) 的容積由大逐漸變小，的容積由大逐漸變小， 膠料通過時，擠壓力膠料通過時，擠壓力 增加；棱的另一面設(shè)計成凹形的，工作區(qū)的容增加

22、；棱的另一面設(shè)計成凹形的，工作區(qū)的容積由小變大，更易流動，增加了紊流態(tài)。即積由小變大，更易流動，增加了紊流態(tài)。即“S”轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子。兩棱轉(zhuǎn)子展開圖兩棱轉(zhuǎn)子展開圖 膠料流動示意圖膠料流動示意圖 膠料的軸向移動情況示意圖膠料的軸向移動情況示意圖 三、膠料在轉(zhuǎn)子上的流動情況三、膠料在轉(zhuǎn)子上的流動情況lGK四棱轉(zhuǎn)子展開圖四棱轉(zhuǎn)子展開圖膠料的軸向移動情況示意圖膠料的軸向移動情況示意圖 GK四棱轉(zhuǎn)子四棱轉(zhuǎn)子l一、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與速比一、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與速比 1、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是密煉機(jī)主要性能指標(biāo)之一。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是密煉機(jī)主要性能指標(biāo)之一。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力功率消耗功率消耗煉膠質(zhì)量煉膠質(zhì)量混煉成本

23、混煉成本l煉膠效率的高低，取決于施加在膠料上煉膠效率的高低，取決于施加在膠料上的剪切力的大小，而剪切應(yīng)力受剪切速的剪切力的大小，而剪切應(yīng)力受剪切速率的影響。由下式可看出：率的影響。由下式可看出：wu膠料的粘度膠料的粘度wm流變常數(shù)流變常數(shù)提高提高n生產(chǎn)率生產(chǎn)率提高提高為什么？為什么？A、由上面公式知，對于一個由上面公式知，對于一個機(jī)臺來講，機(jī)臺來講，D，h都是固定都是固定的，只有改變的，只有改變n。提高提高n，可以提高剪切速率，縮短可以提高剪切速率，縮短 t，從而提高產(chǎn)量；從而提高產(chǎn)量；B 、提高提高轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n , ,被攪拌被攪拌的膠料表面交換頻繁，這的膠料表面交換頻繁，這就加速了配合

24、劑在膠料中就加速了配合劑在膠料中的混合作用，使的混合作用，使t 縮短，從縮短，從而提高產(chǎn)量；而提高產(chǎn)量；C、提高提高 n，膠料對密煉室膠料對密煉室P 也增大，膠料受到的機(jī)械也增大，膠料受到的機(jī)械作用增大，作用增大，t 縮短，從而提縮短，從而提高產(chǎn)量。高產(chǎn)量。上圖為上圖為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與混煉時間關(guān)系轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與混煉時間關(guān)系（2）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速對電機(jī)功率的影響）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速對電機(jī)功率的影響從公式和圖從公式和圖4-14看看，功率與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，功率與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速近似成正比。近似成正比。N=4u2B/h N-轉(zhuǎn)子單位上的功率消耗；轉(zhuǎn)子單位上的功率消耗；-膠料的粘度；膠料的粘度； u-轉(zhuǎn)子棱頂?shù)幕剞D(zhuǎn)線速度轉(zhuǎn)子棱頂?shù)幕剞D(zhuǎn)線速度；

25、B-轉(zhuǎn)子棱頂寬度；轉(zhuǎn)子棱頂寬度；h-轉(zhuǎn)子棱頂與密煉室內(nèi)壁間轉(zhuǎn)子棱頂與密煉室內(nèi)壁間隙隙 。（3 3）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速對排膠溫度的影響轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速對排膠溫度的影響l混煉時，必須保持膠溫在一定限度內(nèi)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)混煉時，必須保持膠溫在一定限度內(nèi)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速過快將使物料溫度迅速上升，粘度下降，影速過快將使物料溫度迅速上升，粘度下降，影響剪切效果，同時也降低了膠料的分散度。響剪切效果，同時也降低了膠料的分散度。l在在第一段混煉第一段混煉時，一般排膠溫度應(yīng)控制在時，一般排膠溫度應(yīng)控制在1301500C以下，否則除了會引起分散不良外，以下，否則除了會引起分散不良外，還容易使膠料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如出現(xiàn)熱裂解、還容易使膠料發(fā)生化學(xué)反

26、應(yīng)，如出現(xiàn)熱裂解、凝膠等現(xiàn)象。凝膠等現(xiàn)象。l最終混煉最終混煉為防止焦燒，一般排膠溫度控制在為防止焦燒，一般排膠溫度控制在1001200C以下。據(jù)此，為了獲得最有效的混煉，以下。據(jù)此，為了獲得最有效的混煉，也按不同的膠料選擇最適宜的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。也按不同的膠料選擇最適宜的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。l目前目前多速多速和和調(diào)速密煉機(jī)調(diào)速密煉機(jī)的應(yīng)用均被重視。的應(yīng)用均被重視。l密煉機(jī)轉(zhuǎn)子的速比通常為密煉機(jī)轉(zhuǎn)子的速比通常為1:1.151:1.151 1：1.181.18。近年來，近年來，新新開發(fā)研制開發(fā)研制的的同步轉(zhuǎn)子密煉機(jī)同步轉(zhuǎn)子密煉機(jī)，其轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)子速比為子速比為 1 1：1 1。l在流變學(xué)分析中已講到，對膠料起分散作用

27、的主在流變學(xué)分析中已講到，對膠料起分散作用的主要因素是要因素是, ,在轉(zhuǎn)子棱頂與密煉室內(nèi)壁間隙在轉(zhuǎn)子棱頂與密煉室內(nèi)壁間隙h形成的形成的高剪切區(qū)內(nèi)，間隙大小，直接影響膠料的及剪切高剪切區(qū)內(nèi)，間隙大小，直接影響膠料的及剪切應(yīng)力和剪切速率。應(yīng)力和剪切速率。 生產(chǎn)實踐證明生產(chǎn)實踐證明：密煉機(jī)在使用若干年后，同等條：密煉機(jī)在使用若干年后，同等條件下，混煉膠的質(zhì)量下降。件下，混煉膠的質(zhì)量下降。l原因是：密煉機(jī)使用時間長了，原因是：密煉機(jī)使用時間長了，轉(zhuǎn)子棱與密煉室轉(zhuǎn)子棱與密煉室內(nèi)壁會產(chǎn)生磨損，使轉(zhuǎn)子棱頂與密煉室內(nèi)壁間隙內(nèi)壁會產(chǎn)生磨損，使轉(zhuǎn)子棱頂與密煉室內(nèi)壁間隙h增大增大，致使致使剪切應(yīng)力和剪切速率剪切應(yīng)力

28、和剪切速率減小，降低了減小，降低了煉膠效果，煉膠效果，使混煉膠的質(zhì)量下降使混煉膠的質(zhì)量下降。 應(yīng)對措施是：應(yīng)對措施是：l補(bǔ)焊；增加容量。補(bǔ)焊；增加容量。l計算密煉機(jī)生產(chǎn)能力，可用下式：計算密煉機(jī)生產(chǎn)能力，可用下式： 式中式中G -生產(chǎn)能力，公斤生產(chǎn)能力，公斤/小時；小時； V1 -密煉機(jī)工作容量，升；密煉機(jī)工作容量，升； -膠料的比重，公斤膠料的比重，公斤/升；升； t -一次煉膠時間，分。一次煉膠時間，分。 l工作容量工作容量V1由下式計算由下式計算：l V1=V 式中：式中：V-密煉室總?cè)萘浚軣捠铱側(cè)萘繙p去轉(zhuǎn)子所占體積）密煉室總?cè)萘浚軣捠铱側(cè)萘繙p去轉(zhuǎn)子所占體積）-膠料的填充系數(shù)膠料的填

29、充系數(shù) 由此可知，填充系數(shù)直接影響密煉機(jī)的工作容由此可知，填充系數(shù)直接影響密煉機(jī)的工作容量大小，即影響生產(chǎn)能力的大小。但填充系數(shù)量大小，即影響生產(chǎn)能力的大小。但填充系數(shù)過大或過小均會影響煉膠質(zhì)量，也影響生產(chǎn)能過大或過小均會影響煉膠質(zhì)量，也影響生產(chǎn)能力。力。 l影響填充系數(shù)的因素：影響填充系數(shù)的因素：l（1）轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)子棱數(shù)）轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)子棱數(shù)，；l（2）轉(zhuǎn)速）轉(zhuǎn)速， ；l（3）冷卻水：采用恒溫水，）冷卻水：采用恒溫水， ；l（4）密煉機(jī)型式：剪切型密煉機(jī)，）密煉機(jī)型式：剪切型密煉機(jī)， ；l（5）速比：同步轉(zhuǎn)子，）速比：同步轉(zhuǎn)子， ；l（6）上頂栓壓力：）上頂栓壓力：P ，；l（7）配方：填料

30、）配方：填料， ；l（8）加料方法：多次加料，）加料方法：多次加料， ；l（9）工藝條件。）工藝條件。 增加增加上頂栓對膠料的上頂栓對膠料的壓力壓力，可以，可以提高提高膠料中的膠料中的流流體靜壓力體靜壓力, ,雖然不直接影響剪切應(yīng)力，但是由于雖然不直接影響剪切應(yīng)力，但是由于減少了密煉室內(nèi)膠料的空隙，使得膠料與密煉室減少了密煉室內(nèi)膠料的空隙，使得膠料與密煉室內(nèi)壁，轉(zhuǎn)子，上、下頂栓等之間內(nèi)壁，轉(zhuǎn)子，上、下頂栓等之間，以及膠料內(nèi)部以及膠料內(nèi)部各種物料之間更加迅速地互相接觸和擠壓，加速各種物料之間更加迅速地互相接觸和擠壓，加速各種物料混入膠料中的過程，從而縮短混煉時間，各種物料混入膠料中的過程，從而縮短混煉時間，提高密煉機(jī)的功效。提高密煉機(jī)的功效。膠料混煉膠料混煉分散分散關(guān)鍵關(guān)鍵剪切應(yīng)力剪切應(yīng)力決定因素決定因素l（1）提高壓縮空氣的壓力；）提高壓縮空氣的壓力；l（2）加長風(fēng)筒直徑；）加長風(fēng)筒直徑；l（3）采用液壓代替風(fēng)壓。）采用液壓代替風(fēng)壓。增加上頂栓壓力增加上頂栓壓力，使物料之間更加迅速地互使物料之間更加迅速地互相相接觸和擠壓接觸和擠壓，并使物料之間，并使物料之間接觸面積增大接觸面積增大，從而從而減少了減少了膠料與密煉室內(nèi)壁及膠料與轉(zhuǎn)子膠料與密煉室內(nèi)壁及膠料與轉(zhuǎn)子表面的表面的滑動滑動，能間接的，能間接的