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第1章炼胶设备1.1开放式炼胶机1.1.1概述1．１．１．１用途与分类开炼机主要用于橡胶的塑炼、混炼、热炼、压片和烘胶，也可用于再生胶生产中的粉碎、捏炼和精炼。还广泛用于塑料加工和油漆颜料工业生产中。开炼机按其结构形式和传动形式分类，可分为标准型、整体型、双电机转动型。开炼机按橡胶加工工艺用途分类，大致可分为十种。开炼机的类型类型辊筒表面情况主要用途塑（混）炼机压片机热炼机破胶机洗胶机精炼机再生胶混炼机精细破胶机生胶压片机试验用炼胶光滑面光滑面光滑面或前辊光滑面后辊沟纹面光滑面或前辊光滑面后辊沟纹面沟纹面腰鼓形光滑面沟纹面沟纹面或光滑面光滑面生胶塑炼、胶料混炼压片、供胶胶料预热破碎天然胶、废胶除去生胶、废胶或胶布中的杂质清除再生胶中硬杂物质再生胶的捏炼破碎废胶、制造再生胶天然橡胶的烟片和绉片的制作小量胶料实验１．１．１．２规格表示和主要技术特征开炼机的规格用“辊筒工作部分直径×辊筒工作部分长度”来表示，单位为㎜。目前国产的开炼机前后辊筒直径相同，并规定了直径和长度的比例关系（长径比），故只用辊筒直径表示规格，在直径的数字前面冠以汉语拼音符号，以表示机台的型号和用途。国产开炼机的规格系列是：φ650㎜×2100㎜；φ550㎜×1500㎜；550㎜×800㎜；φ450㎜×1200㎜；φ400㎜×1000㎜；φ350mm×900mm;φ160mm×320mm;φ60mm×200mm.开炼机规格和主要技术特征型号辊筒规格/㎜滚筒速度/(m/min)最大辊距/mm速比电动机功率/kW炼胶容量/(kg/次)辊筒表面情况外形尺寸/mm前辊后辊工作部分长度前辊后辊前辊后辊XK-650XK-550XKP-560XK-450XK-400X(S)K-400XK-360XK-160XK-606505505604504004003601606065055051045040040036016060210015008001200100010009003202003227.525.630.419.2418.6516.2519.642．962.682.4234.63333.2437.123.623.6920.3243.621515121510101061:1:1.081:1.21:1.431:1.2271:1.2271:1.271:1.251:1.221:1.221:1.351:1.51109575754040304.21.0135～16550～6030～505020～2518～3520～25１～２0.5光滑面光滑面光滑面光滑面光滑面光滑面光滑面光滑面光滑面光滑面光滑面沟纹面光滑面光滑面光滑面光滑面光滑面光滑面6260×2580×23005160×2320×17005253×2282×18085830×2200×19304660×2400×16804235×1850×18003920×1780×17401050×920×1280615×400×9201.1.2基本结构1．１．２．１整体结构与传动系统（1）整体结构主要是由辊筒、辊筒轴承、机架和横梁、机座、调距与安全装置、调温装置、润滑装置、传动装置、紧急刹车装置及制动器等组成。目前我国制造的开炼机按结构分为以下三种类型：标准型开炼机；整体式开炼机；双电机传动开炼机。（2）传动系统主要包括电动机、减速器、大小驱动齿轮和速比齿轮。传动系统选择的好与坏将直接影响开炼机的整体布置、占地面积大小和机器的适用于维护。开炼机的传动型式按以下方法分类：按一台电动机驱动开炼机的台数可分为单台传动和多台传动（联合传动）。按电动机与开炼机的相对位置可分为左传动和右传动。１．１．２．２．主要零部件（1）辊筒开炼机的辊筒要求具有足够的机械强度和刚度，以保证在正常使用时不损坏；辊筒的工作表面应具有较高的硬度、耐磨性、耐化学腐蚀性和抗剥落性；具有合理的几何形状；具有良好的导热性能。辊筒的材料一般采用冷硬铸铁。它的特点是表面层坚硬，内部韧性好，强度大，耐磨耐腐蚀，导热性能好，制造容易，造价低。由于开炼机的用途不同，辊筒的工作表面形状也不一样。用于塑炼、混炼、热炼、压片的辊筒均为光滑的；用于破胶、洗胶、粉碎的辊筒多为待沟纹的特殊构形，用于精炼的辊筒为光滑待腰鼓形的。开炼机的用途不同，辊筒的工作表面形状也不一样。辊筒结构有两种：中空结构和圆周钻孔结构。⑵辊筒轴承开炼机辊筒轴承所承担的负荷很大，且滑动速度低，温度较高，要求轴承耐磨、承载能力强、使用寿命长、制造及安装方便。辊筒轴承主要采用滑动轴承和滚动轴承两种结构形式。①滑动轴承这是目前开炼机辊筒轴承广泛采用的一种类型。其特点是结构简单、制造方便、成本低。②滚动轴承今年来，在大型开炼机上采用了双列滚子轴承。其特点是使用寿命长，摩擦损失小，节能（可减少摩擦耗电量40﹪～50﹪），安装方便，维护容易，润滑油消耗量与一般轴承相比可减少75﹪.但造价高，配套困难，使用较少。⑶调距装置根据不同炼胶工艺的要求，开炼机在工作时，应经常改变其辊距。因此，在前辊两边的机架上需装有一对调距装置，调距范围一般在0.1～15㎜之间。辊距不能过大，以免速比齿轮因啮合不良而损坏。常用的调距装置按动力来源不同，可以分为手动式、电动式、液压传动式。手动式调距装置的特点是结构简单，工作可靠，但劳动强度大，适用于中、小型规格开炼机；电动式调距装置的特点是操作简便，工作可靠。缺点是结构复杂，一般为大规格开炼机所普遍采用；液压式调距装置的特点是较电动式调距装置简单，操作方便，外形美观。缺点是不易维护，密封要求高，不能自动退回。⑷安全装置开炼机在使用过程中，由于手工操作多、工作负荷大，一旦操作不当很容易发生人身和设备故障，需要设立安全自动装置。开炼机安全自动装置包括安全装置和自动装置两个部分。①安全装置开炼机在操作过程中，由于炼胶的胶料过多，过硬或其他金属杂物而发生超负荷时，为了保护开炼机主要零部件不致损坏，因此，在辊筒轴承前端应装有安全装置。常见的安全装置油两类，即安全垫片也液压安全装置。②自动装置为了保障开炼机在工作时人身和设备的安全，就必须在开炼机上装有自动装置（即紧急刹车装置）。对自动装置的要求是：控制位置要适合操作人员的使用方便，要保证经常处于正常状态；空运自动后，前辊筒继续回转不得超过辊筒圆周的1/4.目前，应用较多的自动装置是由安全拉杆和自动器两部分组成。安全拉杆应安装高度要方便操作，一般约为1850㎜（以地面算起），有的机台下部再装上脚踏行程开关，目前个橡胶厂开炼机还加装按钮刹车，以确保安全。自动器一般装在电动机和减速器的联轴节上，自动方法常采用电磁自动控制法。近年来，在小型开炼机上也有采用电机能耗自动法。⑸辊温调节装置由于炼胶时胶料反复通过辊距进行机械捏炼，这就使橡胶分子相互摩擦，而引起胶料温度升高。为了保证在工艺要求的温度条件下炼胶，就必须对开炼机的滚筒进行冷却，通过滚筒来降低胶料的温度。由于对某些特种合成橡胶或开车前对滚筒的预热，需要用蒸汽对滚筒进行加热，以保证炼胶所需要的温度。因此，从炼胶工艺角度上要求开炼机需安装辊温调节装置。常用的辊温调节装置有两种：开式辊温调节装置和闭式辊温调节装置。1.1.3工作原理与参数１．１．３．１工作原理当胶料加到辊筒上时，由于两个辊筒以不同线速度相对回转，胶料在被辊筒挤压的同时，在摩擦力和黏附力的作用下，被拉入辊隙中。形成楔形断面的胶条。在辊隙中由于速度梯度和辊筒温度的作用致使胶料受到强烈的碾压、撕裂，同时伴随着橡胶分子链的氧化断裂作用。从辊隙中排出的胶片，由于两个辊筒表面速度和温度的差异而包覆在一个辊筒上，又重新返回两辊筒间，这样多次反复，完成炼胶作业。１．１．３．２主要参数（1）辊速、速比与速度梯度辊速辊筒工作的线速度，以v表示。速比两辊筒线速度之比，以f表示。f=V1V2v1—后辊筒线速度，m/min；v2—前辊筒线速度，m/min开炼机速比范围用途速比用途速比塑炼混炼压片热炼1.15～１.31.08～1.21.07～1.081.20～1.50破胶再生胶粉碎再生胶捏炼精炼1.30～1.501.30～2.541.30～1.42１.80～2.54（2）容量与生产能力容量炼胶容量是指开炼机一次炼胶的数量。开炼机的容量是否合理不仅影响生产能力，同时影响炼胶质量。容量过低，不仅生产能力降低，而且在开炼机辊筒上会形成不稳定的操作；若容量过高，胶料只能在两滚筒上原地抖动，而不能进入辊隙中。合理的容量，可根据胶料全部包覆前辊上，并在两辊间积存一定数量的胶料来确定。q=KDLq—一次炼胶容量，dm3；D—辊筒直径，㎝；L—辊筒工作部分长度，㎝；K—经验系数，一般取K=0.0065～0.0085生产能力单位时间内开炼机的产量，以Q表示。Q=60qp/t×aQ—生产能力，kg/h；q—一次容胶量，ｍ３；p—胶料的密度，p=0.9×103～１．２×１０３ｋｇ／ｍ３t—一次炼胶时间，ｍｉｎ；a—设备利用系数，通常取０．８５～０．９０。电机①基本要求由于开炼机工作时负荷变动较大，又经常需要负载启动，且混炼与压片时粉料配合剂飞扬易引起电机短路，故对开炼机上用的电机应做如下要求：启动转矩要大，具有超负荷特性，要求最大的转矩Mmax与额定转矩M额定之比为2.0～２.5；能够正反转动；转速要恒定；制动性能要好；混炼、压片机上的电动机应选用封闭式。②电机类型常用电机为三相异步交流电动机。异步选用鼠笼式转子封闭自扇冷式异步电机，也有选用绕线式异步电机的。近年来，国外也有采用低速同步电动机直接驱动的，其优点是功率引述高，不需配置减速器。缺点是电机成本高、体积大，操作与维护不方便。1.1.4安全操作与维护保养１．１．４．１安全操作注意事项①开车前必须穿戴好劳动保护用品。②检查各机台紧固件有无松动、损坏。③检查刹车装置是否完好、有效、灵敏；正常停车严禁使用刹车装置。④检查发现的问题消除后，方能开车。⑤辊筒的加热和冷却必须在辊筒转动条件下缓慢进行，以防止因局部温度突变使辊筒产生温度应力而产生裂纹甚至断裂。⑥调节辊距左右要一致，以免损伤辊筒和轴承。减小辊距时应注意防止两辊筒因相碰而擦伤辊面。⑦炼胶过程中，炼胶工具、杂物不准乱放在机器上，以避免工具掉入机器中损坏机器。机器运行时，如发现积胶在辊缝处停滞不下时，不得用手按塞，用手推胶时，只能用拳头推，以防手扎入辊筒。⑧刹车或突然停电后，必须将辊缝中的胶料取出后方能开车，严禁带负荷启动。⑨严禁机器长时间超载或安全保护装置失灵情况下使用。⑩检查导胶装置是否良好，电气开关是否灵敏可靠。１．１．４．２维护保养①操作时应保持周围环境清洁，以免将硬的杂物掺入胶料中，损坏辊筒和机器。②各润滑部位必须按规定给足润滑油，应经常检查减速机、注油器的油位是否正常。仪表、联系信号、电器开关等是否灵敏可靠，不符要求的要立即更换。③设备运行中出现异常震动和声音，应立即停车。但若轴瓦发生故障，不准关车，应立即排料，空车加油降温，并联系有关人员进行检查处理。④经常检查各部位温度，滚筒轴瓦温度不超过40。C(尼龙轴瓦不超过60。C)，减速机轴承温升不超过35。Ｃ，电动机轴承温升不超过３５。Ｃ。⑤工作完后，应关闭好水、风、气阀门，切断电源，清理机台卫生。１．１．４．３开炼机基本操作过程①根据生产计划，准备胶料。②检查核实胶料代号和胶料合格卡片。③检查两辊筒间无杂物后，启动开炼机。④紧油杯加润滑油，打开冷却水，根据工艺要求调整辊温和辊距。⑤靠大齿轮一端投入引胶并包辊、加胶，有标识的胶片最后加入。⑥加完一车后左右各划刀两次，操作时要先划刀，后上手拿胶，胶片未划下，不准硬拉硬扯。⑦送胶或下片。⑧生产结束空转10min后停机，关冷却水，打扫接胶盘和周围卫生。⑨换胶种时，余胶应清干净。⑩剩余胶料应拖放至指定位置，作好标识。１．２密闭式炼胶机1.2.1概述１．２．１．１用途与分类⑴用途密闭式炼胶机（简称密炼机）主要用于橡胶的塑炼和混炼，也用于塑料、沥青料、油毡料、搪瓷料及各种合成树脂的混炼。⑵分类常用的密闭式炼胶机有转子相切型和转子啮合型两种类型。国内普遍采用的是转子相切型密炼机，国产的型号主要有XM型和GK-N