發(fā)布時間：2021-08-01 02:18

　　密煉機主要用于橡膠或其他合成樹脂的塑煉和混煉,橡膠混煉時,控制混煉溫度和壓力,電機帶動一對轉子作圓周旋轉運動,不斷地對物料進行剪切、拉伸和擠壓。根據江蘇榮晟機電科技有限公司的要求,本課題對橡膠密煉機進行設計。通過對市場上現有密煉機的參考和學習,結合行業(yè)設計準則,確定轉子、密煉室、傳動裝置、加料壓料裝置、卸料鎖緊裝置、底座、溫控系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)等設計方案。在轉子的設計中,運用有限元數值模擬方法,對其進行深度優(yōu)化設計,就轉子長短棱棱長比和短棱螺旋角對混煉效果的影響、轉子結構強度和轉子冷卻情況進行研究,以提高轉子的混煉效果和結構性能,主要研究內容如下:（1）運用ANSYS,通過數值模擬手段,對不同構型的轉子進行混煉流場仿真,通過對比分析流場中的壓力場和速度矢量場,得到最佳的轉子構型參數。最終確定轉子長短棱棱長比為2.5:1和轉子短棱螺旋角為45°,這種結構的轉子具有最好的混煉效果;（2）在行業(yè)設計準則和企業(yè)要求的基礎上,制定密煉機的設計技術參數,運用Solidworks完成橡膠密煉機轉子、密煉室、傳動裝置、裝料壓料裝置、卸料鎖緊裝置、底座、液壓站和整機的三維建模,同時對液壓系統(tǒng)和... 

【文章來源】：淮陰工學院江蘇省

【文章頁數】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

橡膠混煉的機理Fig.1.1MechanismofRubberMixing從圖上可以看出，膠料對著溫度的升高從最初的粉粒固體逐漸變?yōu)榱黧w，同時混煉動

以看成是“類固態(tài)”，膠料主要發(fā)生形變，填料能夠很好的分布和分散到膠料中去。在混煉后期，這個階段，膠料到達一定的溫度，此時粘彈性膠料由粉粒體變?yōu)榱鲃芋w，具有流動特性，可以看成是“類液體”，膠料在轉子和密煉室的擠壓拉伸作用下，不斷地被拉伸和壓縮，使得填料和橡膠分子鏈之間能夠進行充分的混煉結合。從分子鏈角度看，橡膠在密煉機強烈的機械作用下，發(fā)生剪切和撕裂，而橡膠分子鏈比較長，在機械作用下，發(fā)生斷裂，斷裂后的分子鏈兩端會極其活躍，處于熱動態(tài)，活躍的分子鏈兩端會結合填料分子，從而變成固定態(tài)，如圖1.2所示[31]，之后與其他橡膠分子鏈的活躍端結合，再次形成大分子鏈。在此階段，強烈的機械作用，填料分子和橡膠分子鏈能夠充分的結合。圖1.2密煉機對分子鏈的作用示意圖Fig.1.2EffectofInternalMixeronMolecularChain混煉開始時，由于加入的炭黑等填料吸附大量的空氣，使其體積偏大，從而其填充容積比較大，這時因為混煉作用，橡膠和填料的形狀都會發(fā)生改變，二者能夠充分混合，隨著混煉進行，橡膠和填料都變成了顆粒，橡膠顆粒與填料顆粒充分結合，互相彼此滲透，最終均勻混合。1.4密煉工藝1.4.1常用膠料的混煉工藝特征（1）常用膠料的混煉工藝特征天然橡膠具有良好的混煉特性，在機械作用下，能夠快速增加其塑性，同時生熱較低，因此配合劑能夠容易分散到膠料中去，吃粉性好，從而混煉時間較短，混煉易于操作。如果混煉時間過長，物料過煉，就會導致硫化不理想，硫化性能也會大大降低。所以對天然膠的混煉應該嚴格地控制混煉時間和溫度等條件[32]。天然橡膠的混煉，其輥溫應該控制在50~60℃，先加入填充劑，再加入液態(tài)軟化劑，混煉時間控制在20~30min。使用密煉機對天然橡膠進行混煉時，一般采用一段混煉

淮陰工學院碩士學位論文8力作用，使物料在轉子和密煉室間被剪切和擠壓，同時物料在重力和轉子的作用下運動到密煉室底部，此時物料受到轉子和下頂栓尖棱作用被撕裂成兩部分，這兩部分物料又在轉子回轉作用下進入轉子間隙，之后回到密煉室頂部，如此反復。1.密煉室2.膠料3.轉子圖1.3物料在密煉機中的加工示意圖Fig.1.3ProcessingDiagramofMaterialsinInternalMixer由于轉子構型是螺旋體，轉子和密煉室之間的間隙會隨著轉子的轉動而發(fā)生改變，當轉子和，密煉室內壁間隙最小時，物料受到的剪切力最大。由于兩轉子的轉速不同，所以兩轉子長短棱之間的相對位置會隨著轉子轉動而發(fā)生改變，這也使得兩轉子之間的物料容量時刻發(fā)生改變，轉子間的物料運動速度也隨之改變，物料速度梯度最大與最小值相差可達幾十倍，從而在此之間的物料會受到強烈的剪切作用和攪拌捏合作用[37]。物料在受到強烈的機械作用，發(fā)生極大的變形，由于膠料不斷地受到剪切、擠壓、撕拉和摩擦等強烈捏煉作用，溫度會升高[38]，膠料會產生氧化斷鏈，使膠料暫時失去高彈性，增加了可塑性，同時也使得配料能夠均勻分布在膠料中，從而達到混煉目的。膠料煉好后，打開卸料裝置的卸料口，膠料從卸料口流出，整個煉制結束。1.6煉膠工藝流程煉膠工藝路線如圖1.4所示，在煉膠工藝流程中，核心設備是密煉機，上輔機和下輔機等輔助設備配合密煉機工作，一起組成了一套完整的煉膠流水線[39]。上輔機主要負責原材料、炭黑和各種配合劑的運輸、存儲、稱重和投放。通常包括:炭黑粉料輸送系統(tǒng)、炭黑稱量投料系統(tǒng)、油料系統(tǒng)和膠料導開、稱量、投料系統(tǒng)[40]。下輔機主要是將密煉機混煉結束后排出的膠料進行壓片、冷卻和切片儲藏。主要包括：擠出壓片機、料斗、涂隔離劑裝置、冷卻機組、?

【參考文獻】：
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本文編號：3314642