密炼机 RUBBER INTERNAL MIXER

1. 密炼机RUBBER INTERNAL MIXER 主讲教师：汪传生

2. §4－3 加料部分 1、作用 用于加入胶料和其它物料，并瞬间存料。 2、结构 该装置安装在密炼室的上部，主要由加料斗、翻板门、后门、填料箱等。

3. ①加料斗－由两侧板、前后门、填料箱构成 • ②翻板门－固定在轴上，由气缸带动 • ③后门－固定在侧板上，检修时打开 • ④填料箱－在加料斗上，起上下隔离作用，使混炼室内的粉尘不致飞扬到风筒内。 • ⑤安全销－用于检修时将上顶栓挡住。 气缸缓冲装置 吸尘口 料门气缸 加 料 门 粉料加料口

4. 加料门主要用于加入胶料和部分小料，它的开启和关闭由料门气缸完成。但是由于气缸的运动往往冲击大，现在有的已改为液压缸。加料门的后面是添加大宗粉料的接口，一般与密炼机上辅机相配。加料门主要用于加入胶料和部分小料，它的开启和关闭由料门气缸完成。但是由于气缸的运动往往冲击大，现在有的已改为液压缸。加料门的后面是添加大宗粉料的接口，一般与密炼机上辅机相配。

5. §4－4 压料装置（上顶栓） 1、作用：将物料压入密炼中，并在炼胶过程给物料施加一定的压力。 2、结构：该装置安装在密炼室的上部 ①气缸－铸铁件，为避免活塞在运动中与筒盖碰撞，在气缸顶部和下部设有缓冲装置。 ②活塞－其密封方式，有用橡胶皮和铸铁活塞环。 ③活塞杆－有一定的强度及稳定性，在加压过程中不变形。 ④重锤－即上顶栓，为直接与胶料接触加压部件。 • 加压气缸的主要作用是提供上顶栓上下运动的动力，提供上顶栓加压物料的压力。

6. 随着高速高压密炼机的出现，这种加压装置已采用了液压油缸，为防止漏油进入密炼室，一般都使用两个油缸，并安装在加料加压装置的外侧。如图所示。随着高速高压密炼机的出现，这种加压装置已采用了液压油缸，为防止漏油进入密炼室，一般都使用两个油缸，并安装在加料加压装置的外侧。如图所示。 上顶栓 油缸

7. 上顶栓一般为铸造件而且为中空，以便通入冷却水，其底部与胶料接触处呈尖形，并且在这个部位堆焊硬质合金。上部设置一或两个斜面，以便堆积的粉料能落入密炼室中。上顶栓一般为铸造件而且为中空，以便通入冷却水，其底部与胶料接触处呈尖形，并且在这个部位堆焊硬质合金。上部设置一或两个斜面，以便堆积的粉料能落入密炼室中。 上顶栓

8. （3）上顶栓安全装置 • 为防止重锤连接部件断裂造成重锤落入密炼室引起重大机械事故，必须采用一定安全措施。 • ①加大活塞杆上销孔尺寸 • ②混炼室的上部安装挡销 • ③冷却水管上焊接挡块

9. （4）压料装置的设计计算 包括： (1)加压气缸直径的计算； (2)活塞杆的力学强度和稳定计算。 1.受力分析。根据力学平衡，加料加压装置的受力应包括：胶料对上顶栓的反作用力；气缸活塞的作用力以及活塞环、填料密封的摩擦力等。对这些作用力都要一一地计算，从而计算气缸直径和强度。 2.活塞杆稳定计算。引入杆的柔度： 大柔度杆的临界力

10. §4－5 卸料部分 1、卸料部分的作用： 开闭密炼室排料口的装置，在混炼过程中起分流混合胶料作用。 滑动式 2、卸料机构的结构形式 摆动下落式 翻转式

11. 活塞 缸体 气缸移动式 ⑴、滑动式 活塞杆移动式 滑动式卸料机构是由气缸和卸料门（或称下顶栓）组成。这种机构的运行是：气缸通入压缩空气之后，气缸活塞固定不动，缸体运动；下顶栓固定于缸体上，缸体运动时，下顶栓 随之运动，从而完成卸料门的开启和闭合。

12. 该装置的结构比较简单，维修方便，用于慢速密炼机；但是它的运动是在滑道上滑动，因此摩擦力较大，运行速度慢；同时排料时容易存有余胶，容易引起卸料口密封不严的问题。

13. ⑵、摆动下落式 随着快速密炼机的出现，缩短了混炼时间，要求加快加料和卸料的速度，摆动式卸料机构卸料速度大大地快于滑动式，开闭时间一次只需2～3秒，密封性能好，因此新型密炼机基本上都采用这种卸料机构。 摆动式卸料机构是由下顶栓、支座、锁紧装置和开闭装置成。 如下页图所示。

14. A、开闭装置 下顶栓浮动地固定在支座上，支座与旋转轴固定连接，旋转轴与驱动装置连接。开启时，支座在重力和旋转轴的驱动下带着下顶栓下落，并绕旋转轴摆动120°～135°。闭合时，旋转轴驱动支座绕轴回转摆动，直至下顶栓与卸料口闭合，锁紧机构进行锁紧。 支座 旋转轴 下顶栓 锁紧机构

15. 摆动式卸料装置的旋转轴驱动装置有：旋转油缸和油缸－齿条－齿轮两种。图中所示为油缸－齿条－齿轮的机构。 摆动式卸料装置的旋转轴驱动装置有：旋转油缸和油缸－齿条－齿轮两种。图中所示为油缸－齿条－齿轮的机构。 齿轮 齿条 油缸

16. 卸料示意图

18. B、锁紧装置 • （1）作用：当下顶栓关闭后，用以锁紧，避免混炼中在胶料压力下打开。 • （2）锁紧形式 旋转式 斜锁 肘节式 中间平锁 平锁 两端平锁 a）旋转式，结构紧凑，但斜面易磨损易发生打不可锁的现象。

19. b）肘节式，锁紧效果好，力量大，比较先进。b）肘节式，锁紧效果好，力量大，比较先进。 c）中间平锁，锁紧稳定，但将整个机座下部空档堵死，不好维修。 d）两端平锁，结构紧凑，传动轴在混炼过程中不受胶料作用力，维修方便，但不易同步，锁柱尺寸小，易变形。

20. ⑶、翻转式 翻转式捏炼机的卸料机构为翻斗式。下图表示这种设备的工作过程。 卸料时，压砣提起，密炼室通过翻转传动装置向外翻转140°或110°，将炼好的胶料从密炼室卸到料斗中，由料斗将胶料运到开炼机上。密炼室的翻转装置可用蜗轮蜗杆或螺杆螺母。采用涡轮蜗杆传动密炼室即可翻转140°；采用螺杆螺母传动密炼室可翻转110°。密炼室的翻转中心是前转子轴线。

21. §5－3 密封装置 密炼机的密炼室是密闭的，工作时，两个转子相对回转，转子轴径与密炼室侧壁之间的环形间隙在混炼时是容易露料的，为了防止物料的泄漏，在转子轴径处装设密封装置。

22. （一）型式 • 密封装置的结构类型很多，目前在橡胶密炼机上采用的不外乎以下四种： 1、端面密封 2、迷宫密封 3、反螺纹密封 4、填料密封 密炼机所采用的密封装置多为端面密封，也有几种组合而成的。

23. 端面密封：将两个精密的平面在介质压力下或外力（如弹簧力、液压力）的作用下相互贴紧并相互回转运动而构成的动密封装置。端面密封：将两个精密的平面在介质压力下或外力（如弹簧力、液压力）的作用下相互贴紧并相互回转运动而构成的动密封装置。 • 迷宫密封：将两个有凹凸形结构的迷宫环相互配合安装，形成通路曲折的迷宫，并作相对回转运动而形成的动密封装置。 • 反螺纹密封：在两相对回转的密封环之一上，切制成与轴的正常旋转方向相反的螺纹，则可使漏出的物料返回原处的动密封装置 • 填料密封：将填料压入填料箱内由于压盖对填料施加轴向压力，使填料在产生轴向压缩的同时产生径向伸张，从而使填料与填料箱内孔及转动轴外圆表面密切结合而产生密封作用的动密封装置。

24. （1）、外压端面密封装置 A、分类 螺栓弹簧压紧式 普通式 按压紧方式分 拨叉弹簧压紧式 拨叉液压油缸压紧式 FYH式

25. B、结构及其密封原理 a、螺栓弹簧压紧式 端面密封装置由安装在转子上的转动环和紧紧压在转动环上的压紧环，以及对压紧环施加压力的弹簧压力机构组成。 转动环 压紧环 弹簧

26. 在弹簧压力机构作用下，转动环和压紧环的接触面产生一定的压力，阻止物料的泄漏。转动环为表面经淬火的钢件；压紧环是由铜环和钢环组合的零件，与转动环接触处为铜环，并且设置注润滑油孔，以减少面接触的磨损。当密炼机工作时，在密封装置处有少量膏状的物料和润滑油混合物溢出。 但是，这种装置在密炼机运行一段时间之后会出现密封效果下降，这是因为密炼机运行时转子的串动，压紧环不能跟进转动环的串动产生间隙，这些间隙被物料填入，引起端面密封不严的结果，随着快速密炼机的应用，这种现象更为明显。

27. 该密封装置是用于低压低速的密炼机，但具有结构简单、密封可靠，使用寿命长（保持良好的润滑时，可用2~3年）的特点，但使用时要求有良好的维护。该密封装置是用于低压低速的密炼机，但具有结构简单、密封可靠，使用寿命长（保持良好的润滑时，可用2~3年）的特点，但使用时要求有良好的维护。 b、拨叉液压油缸压紧式(简称FYH） 它是由油缸、压紧环、转动环、叉板等零件组成。油缸的缸体与叉板固定在一起，压缩弹簧对插板产生一定的预紧力。工作时油缸通入压力油，由于活塞杆不能移动，而缸体移动，从而带动叉板移动，叉板中间的螺栓起着杠杆支点作用，使叉板运动的力转化为对压紧环的压力。

28. 拨叉液压油缸压紧式原理图 压缩弹簧 油缸 叉板 转动环 压紧环

29. 这种装置在每个转子的密封处都安 装了一套，而且它们的四个油缸的进油 管被串联起来，并都通入一定压力的液 压油，这样叉板对压紧环的压力相等。 当转子串动时，压紧环会紧紧跟着串动， 而叉板上的油缸缸体也在不断地串动， 这样缸体内的液压压力会不断变化，缸 体内压力低时，另一个缸体压力高的就 会补充，从而保持压紧环和转动环的接 触面始终压力不变。 这种密封装置的优点是：各密封环工作面受压均恒，密封面比压保持相当稳定， 同时工作时可以调整，密封可靠、维修方便。

30. C、拨叉弹簧压紧式 其结构形式与拨叉液压油缸压紧式相似，即把图中油缸换成了弹簧。结构简单，压力较小适用与中小型密炼机和翻转式密炼机。 螺母 压紧弹簧

31. （2）内压端面接触式自动密封装置 • 右图所示为内压端面接触式自动密封装置它由挡板1、外密封圈2、固定螺钉3、内密封圈4、内套圈5、弹簧6、调节螺钉7、压板8和压板螺钉9及“O”型密封圈10、软化油接管和润滑油管等组成。

32. 内压端面接触式自动密封，主要是依靠密炼室在混炼时的胶料向外挤出时的压力使内密封圈始终压紧在外密封圈上，以达到良好的密封效果。在每个密封圈上装有三个软化油口，两个润滑油入口，软化油的作用是使橡胶变成粘流态。润滑油用来润滑内外密封圈接触面，两种油的注入压力可达600公斤/厘米2 。 • 这种密封装置可由胶料的压力变化而自动调整内密封圈的压紧程度，密封效果较好。适用于高压快速密炼机上的密封装置。

33. （3）反螺纹与端面复合式自动密封装置 • 它由弹簧7拉着旋转密封套3与固定密封套4相接触形成密封面，套3与环4的接触面堆焊耐磨硬质合金。密封面用油泵供给润滑油。在密封面的前面还安装有带螺纹的轴套2，螺纹方向与转子转向相反。当物料从密炼室向外露出时，反螺纹可把它尽量返回到密炼室里面去。

34. （4）反螺纹迷宫式复合密封装置 它由两个迷宫环组成，钢制迷宫环1是对开的，用螺钉固定在密炼室侧壁上。迷宫环1有内螺纹，螺纹方向与转子转向相反，可使露出的物料尽量返回到密炼室里面去，迷宫环4用铸铁制造，也是对开的，用螺钉5固定在转子上。迷宫中需注入润滑油。

35. 该装置结构简单，制造维护方便，但转子下沉，使两个迷宫圆环接触，则迷宫很快磨损。当转子轴承成为滑动轴承时，不宜采用此种密封装置。该装置结构简单，制造维护方便，但转子下沉，使两个迷宫圆环接触，则迷宫很快磨损。当转子轴承成为滑动轴承时，不宜采用此种密封装置。 （5）外压迷宫式密封装置 • 密封原理是：当密炼室内的物料外泄时，需通过相当长的很窄的路径才能到达内外密封圈的接触面，起到“迷宫”的作用。密封圈用六个弹簧压紧密封面，保持密封，压力大小可由弹簧调节。如果物料已从密封面泄出，则在密封面外还有一段迷宫，可是物料更缓慢的轻微流出。为了防止物料在迷宫通道中外流时温升过高，除注入软化油外，并在转子轴径内设有冷却水管，通水冷却。

36. 该密封装置可以满足高压快速混炼的需要，但结构复杂，装卸、调节和维护工作量较大，如GK型密炼机采用这种密封装置。该密封装置可以满足高压快速混炼的需要，但结构复杂，装卸、调节和维护工作量较大，如GK型密炼机采用这种密封装置。

37. （6）双重反螺纹填料式复合密封装置 在耐磨护板处，由两扣反螺纹，成单线锯齿形，深3～6毫米，宽度8～12毫米。靠近密炼室的转子轴套上设有反螺纹。最后一道密封是采用橡胶石棉材料的密封填料，用端盖压紧。

38. 耐磨护板是耐磨材料制成，表面经热处理。 这种密封装置，结构简单，拆开压盖便可更换填料。但填料磨损较厉害，寿命不长，需经常更换，只有当物料受中压时，效果较好。

39. 第六节 密炼机的控制系统 • 1、电气控制系统 密炼机电气控制，分主机单独控制及主机与上下辅机联动控制。 手动 半自动 全自动 控制方式 智能控制 发展趋势 模糊控制

40. 自动控制系统可保证设备平稳、安全的运行，上顶栓和排料门的运行过程中有位置保护功能。控制系统的核心部分为PLC可编程控制器，附带网络接口，用于和计算机的通讯联络。自动控制系统可保证设备平稳、安全的运行，上顶栓和排料门的运行过程中有位置保护功能。控制系统的核心部分为PLC可编程控制器，附带网络接口，用于和计算机的通讯联络。 2、气路控制系统 气路控制系统主要用于控制压料机构、加料门。 3、液压控制系统 随着密炼机技术的发展，密炼机的上顶栓部分也由气压系统改为液压系统，另外还有卸料门油路，锁紧油缸油路和端面密封油路等。 设计液压回路，主要根据设计要求考虑油路压力，泵的选择，流量和液压元件的设计计算等。

41. 第七节 密炼机的冷却系统 • 胶料在密炼室内加工时，受到强烈的机械作用，产生大量。为保证炼胶质量和一定排胶温度，对密炼机的有关部位必须进行冷却。 • 一、冷却系统热平衡 1、发热量的计算 密炼机炼胶时产生的总热量为： Q＝860N· 式中860－热功当量 N －电动机平均消耗功率 －传动效率

42. 2、热量的分配 • 炼胶时产生的热量主要分配在胶料、冷却水及周围介质和设备中。 • Q=Q1+Q2+Q3 Q1 =qC1(t2-t1) Q2 =GC2(t4 - t3) 式中：Q－炼胶时产生的总热量 Q1 －胶料升温吸收的热量 Q2 －冷却水带走热量 Q3 －散失在周围介质及设备中的热量 t1-胶料投入时的温度，t2－排胶温度，q－密炼机的生产能力，t3－冷却水进水温度，t4－冷却水出水温度，C1－胶料比热，C2－水的比热

43. 二、对冷却水的要求及耗水量计算 • 1、对冷却水要求 • 通过密炼机的冷却水，最好是软化水或经过磁化器处理的水，以避免热交换中生成水垢，减少导热系数，降低冷却效果。对冷却水进水温度，有的认为要采用制冷水，还有的认为进水速度可为常温，但要适当提高冷却水压力。实际上，要提高冷却效果，不能单纯地将低冷却水进水温度或提高冷却水的压力，更应重视增大设备的冷却面积和改善设备的传热性能。

44. 2、总耗水量 （由Q的三个公式得出） 3、各冷却部件传热面积及冷却水消耗量的计算 密炼机需要进行冷却的部件有密炼室、转子、上、下顶栓四个部件，如图4-69、图4-70所示。

45. 1、密炼机传热面积F 对于夹套式、水浸式按胶料与密炼室接触面积计算

46. β――角度（见图4-69） • 式中 F1----密炼室传热面积，米2 D――密炼室内直径，米 L――密炼室工作长度，米 对于钻孔式密炼室传热面积F1计算 式中 d’－钻孔直径，米 L－钻孔长度，米 K1－钻孔个数 2、转子传热面积F2 式中 F2－转子传热面积，米2 d－转子工作部分基圆直径，米 L－转子工作长度，米

47. 式中 F3－上顶栓传热面积，因为上顶栓不是始终与物料接触， 故取面积一半； a－上顶栓的宽度，米（如图4-69、图4-70）； L-上顶栓长度，米 • 3、上顶栓传热面积F3 对钻孔式上顶栓传热面积F3 式中 d1――钻孔直径，米 k3---上顶栓钻孔个数 L――上顶栓长度，米

48. 式中F4――下顶栓传热面积，米2 γ――角度（如图4-69、图4-70） 对钻孔式下顶栓传热面积 式中 F4――下顶栓传热面积，米2 K4――下顶栓钻孔数目 • 4、下顶栓传热面积F4 5总传热面积分F F=F1+F2+ F3 +F4

49. 6、单位传热面积上每小时耗水量 式中 G――总耗水量，公斤/小时 F――总传热面积，米2 W－－单位传热面积上耗水量，公斤/米2小时 7、各部件传热面积上的耗水量 密炼室： 转子： 上顶栓： 下顶栓：