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一、文獻綜述
煉膠設備是橡膠工業(yè)中的通用設備，在所有橡膠制品加工中都必須經(jīng)過煉膠加工工序。因此，煉膠設備是橡膠機械中重要的設備之一。目前的煉膠設備主要有開煉機、密煉機（間歇式生產(chǎn)，目前通用），連續(xù)混煉擠出機（連續(xù)式生產(chǎn)，橡膠方面正在研究之中，塑料方面已工業(yè)化）。
???在橡膠工業(yè)中，混煉車間是整個行業(yè)的核心，是橡膠工廠最重要的部門，也是能源消耗大戶，占全廠40%，也是目前重點節(jié)能的部門或工序之一。它包括烘箱、切膠機、開煉機、密煉機及其輔機。近年來，國外橡膠工業(yè)有了迅速的發(fā)展，不僅在各個加工技術方面有相當?shù)倪M步，而且設備方面有很大的發(fā)展，廣泛地應用電子計算機管理和控制煉膠作業(yè)，大大地提高了煉膠系統(tǒng)地自動化水平，同時也引起了煉膠系統(tǒng)的變化。
???多年來，國外對煉膠系統(tǒng)的技術改革實踐證明：首先改革煉膠機及其裝置，并使之現(xiàn)代化，以取得較高的勞動生產(chǎn)率、較高的效率和煉膠作業(yè)最佳化，才能真正實現(xiàn)煉膠系統(tǒng)技
術創(chuàng)新。經(jīng)過多年的改革，當代煉膠系統(tǒng)尤其是輪胎廠的煉膠系統(tǒng)已發(fā)展成自動化水平較高的工程系統(tǒng)。
一、用途
開煉機主要用于：
1.生膠的塑煉、破碎、洗滌、壓片；
2.膠料的混煉、壓片以及膠料中的雜質清除；
3.混煉膠的熱煉、供膠；
4.再生膠的粉碎、混煉、壓片。
此外，它還廣泛應用于塑料加工和油漆顏料工業(yè)生產(chǎn)中。
從目前來看，開煉機的用途還是很廣泛的，現(xiàn)在在許多方面用密煉機可以代替，但開煉機仍有實際意義。
1.在中、小型廠是必備的設備。因為密煉機的投資大，而且密煉機的用途不如開煉機的廣泛。
2.某些對熱敏性強的混煉膠可避免早期硫化，而便于散熱，必須用開煉機混煉。
3.某些生產(chǎn)廠家混煉各種不同顏色的膠料，只用開煉機便于清洗。
4.特殊用途橡膠，如丁腈加強膠
開煉機基本結構
???開煉機主要由輥筒、軸承、機架、壓蓋、傳動裝置、調距裝置、潤滑系統(tǒng)、輥溫調節(jié)裝置和緊急制動裝置等組成（見下圖）。開煉機雖然大小不同，但其基本結構都是大同小異的。
下面我們要了解幾種不同結構的開煉機
1、 老 式傳 動 開 煉 機???????? ?2、新 型 傳 動
3、雙電機傳動式開煉機???????????????4、帶翻膠裝置開煉機
開煉機的工作原理
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？如何把橡膠與各種配合劑均勻混合在一起？這是因為開煉機在煉膠過程中主要是依靠兩個相對回轉的輥筒對膠料產(chǎn)生擠壓、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，將橡膠內部的大分子鏈打斷，使膠料內部的各種成分摻和均勻，而最后達到煉膠的目的。從輥筒間隙中排除的膠片，由于兩個輥筒表面速度和溫度的差異而包覆在一個輥筒上，重新返回兩輥間，這樣多次往復，完成煉膠作用。在塑煉時促使橡膠的分子鏈由長變短。彈性由大變小；在混煉時促使膠料各組分表面不斷更新，均勻混合。在間歇操作的開煉機上，加料后膠料反復通過輥距數(shù)次，最后切割下片。如圖2－2所示。在用作連續(xù)操作的開煉機上，膠料從輥筒的一端連續(xù)的加入，按煉膠工藝規(guī)定的時間反復通過輥筒數(shù)次，從輥筒的另一端連續(xù)切割所要求膠條。
圖2－2?間歇煉膠過程圖
三、強化煉膠效果，必須具備四個條件
經(jīng)過上面分析討論可知，要想完成煉膠操作及得到較好的煉膠效果，應實現(xiàn)下面四點：
1、使膠料摩擦角大于接觸角（φ>α）以便把膠料帶入輥距；
2、使前后輥速（線速度）不想等，以便對輥隙中的膠料進行強烈的擠壓和剪切；
3、煉膠時，需要切割翻膠，以破壞膠料的封閉回流線，加強物料的分散效果；
4、煉膠過程中不斷調整輥距，以改變速度梯度，提高煉膠效果。
技術特征
一、規(guī)格表示
開煉機的規(guī)格用“輥筒工作部分直徑×輥筒工作部分長度”來表示，如Φ550×1500，單位是毫米。我國部頒標準規(guī)定的表示方法是在輥筒直徑數(shù)字之前冠以漢語拼音符合，以表示機臺的用途。由于國產(chǎn)密煉機以成系列，且絕大部分前后輥筒直徑相同，因此，國家標準規(guī)定了長徑比，一般只用輥筒直徑表示。如
XK－400：X表示橡膠，K表示開煉機，400表示輥筒直徑；SK－400：S表示塑料，K表示開煉機，400表示輥筒直徑；X（S）K－400：X（S）表示橡膠塑料通用，K表示開煉機，400表示輥筒直徑。
對于一些特殊用途的專用開煉機，還要增加一個符合，如
XKP－400：其中P表示破膠機；XKA－400：其中A表示熱煉機。
二、技術特征
機臺的技術特征是我們比較關心的，因為我們在進行廠房設計時，機臺的技術特征就顯得比較重要，技術特征主要表明機器的性能參數(shù)，有些可在產(chǎn)品總目錄及樣本上查到，較詳細的應找說明書。
對開煉機來講，技術特征應包括：輥速、速比、功率、煉膠容量、輥距調整范圍以及外形安裝尺寸和傳動方式等。國產(chǎn)煉膠機的規(guī)格與技術特征見下表。
煉膠機規(guī)格
（mm）
速比
前輥線速度?（m/min）
主電機功率?（kw）
一次加料
（kg）
用途
φ650×2100
φ550×1500
φ550×800
φ450×1200
φ400×1000
φ350×900
φ160×320
φ160×320
1～1.1
1.2～1.3
1.25～1.35
1.2～1.3
1.2～1.3
1.2～1.3
1.25～1.35
速比可調
32
28
26
24
19
17
10
可調
115
95
75
55
40
28
5.5
5.5
150
45～70
2000公斤/時
30～50
20～35
15～25
2
壓片
塑煉、混煉、熱煉
破膠
塑煉、混煉、熱煉
塑煉、混煉、熱煉
塑煉、混煉、熱煉
實驗用
實驗用
主要技術參數(shù)
開煉機的主要技術參數(shù)確定是進行該設備設計的重要工作，有必要對開煉機的幾個重要參數(shù)進行認真地討論。
輥筒工作表面的直徑與長度
輥筒是開煉機的主要工作零件。它的工作表面直徑和長度是表示設備規(guī)格和生產(chǎn)能力的重要參數(shù)之一。
目前，開煉機的輥筒工作表面直徑和長度已由國家進行了標準化。
D???，L???,加工能力???，產(chǎn)量?Q??，
當D一定，L??，輥筒變形???，撓度??，安全性??。
對開煉機來講，主要用于膠料的粗加工，橫壓力變大，因此，在輥筒設計時，必須保證足夠的強度和剛度。
輥筒的輥距
定義:兩輥筒表面的最小距離稱之為輥距。單位用mm,me表示。
一、輥筒回轉速度
1、定義：輥筒回轉速度，常以輥筒表面的線速度V（m/min）來表示，或以輥筒的轉速（1/rad)來表示。
二、速比f
1、定義：開煉機輥筒的速比即是主動輥（后輥）與其被動（前輥）筒的線速度之比。一般用f表示，即
?
?????????????????
?式中：?f-兩輥筒的速比
v1、v2-分別表示后輥筒和前輥筒的線速度，單位m/min。
從實踐中知道，增加速度梯度，膠料所受的剪切作用加強，能夠強化煉膠，提高煉膠效果，對提高質量是有利的，但速度梯度增加過大，由于剪切作用強，摩擦生熱快，膠料溫度T也隨之上升，這樣，膠料粘度下降，對提高煉膠質量不利。所以速度梯度不能取很大，也不能取的過小，據(jù)一般資料介紹，對于膠料的塑煉、混煉一般取=7500/min左右為最佳。
實際操作可根據(jù)工藝要求，在不致產(chǎn)生焦燒的情況下，可短時間內減小輥距。開煉機的速度梯度規(guī)定如下：
用途
計算速度梯度的輥距e
梯度值
塑煉、混煉、熱煉、壓片
3mm
1500~2200/min
?
試驗用小規(guī)格開煉機用
1500/min
?
生產(chǎn)用大規(guī)格開煉機用
2200/min
破碎、粉碎
1.5(破碎)、2（粉碎）
7500/min
傳動功率
傳動電機功率是開煉機傳動設計的一個主要依據(jù)。
1、要求：
（1）啟動力矩要大；
（2）轉速要恒定；
（3）可以正反轉；
（4）有耐超負荷的特性；
（5）封閉性能要好。
2、電機選擇：
根據(jù)上述要求，一般選用Y、YR三相異步電動機。
生產(chǎn)能力
定義：單位時間內開煉機的產(chǎn)量稱為開煉機的生產(chǎn)能力。以公斤/小時表示。
?傳動系統(tǒng)
一、傳動型式
開煉機的傳動系統(tǒng)的設計主要包括電動機、減速器、驅動齒輪和速比齒輪的選擇與布置。傳動系統(tǒng)設計直接影響開煉機的整體布置、結構型式、占地面積、加工制造和使用維護。為此，設計時要給予充分的重視。
開煉機的傳動型式頗多，大體上按下述方法分類：
開煉機工作時負荷變動較大，又考慮到有時需要負載啟動?；鞜捙c壓片時粉狀配合劑飛揚易引起電動機短路，故對開煉機用電動機的要求是：
1．啟動扭矩要大；
2．具有超負荷特性，要求Mmax/M額定為2～2.5倍以上；
3．能夠正反轉動；
4．轉速要恒定；
5．制動性能要好；
6．混煉、壓片機電動機應采用封閉型。
近年來，國外開煉機有采用低速同步電動機直接驅動的。它的優(yōu)點是：功率因數(shù)高，不需配置減速器。它的缺點是：電動機成本高、體積大，操作與維護都不方便，故在國內產(chǎn)品中尚未采用。
參 考 文 獻
[1] 機械工程師手冊 第二版［S］ 機械工業(yè)出版社 288~305
[2] 成大先主編，機械設計手冊 第四版 第四卷［M］ 化學工業(yè)出版社出版2004：53~150，192~206．
[3] 楊順根主編，橡膠機械安裝 維護 保養(yǎng)和檢修［M］ 1999.1，化學工業(yè)出版社
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[5] 張美麟，閻華，張莉彥編，機械基礎課程設計［M］ 2001.12，化學工業(yè)出版社
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