密煉機(jī)主要用于橡膠或其他合成樹(shù)脂的塑煉和混煉,橡膠混煉時(shí),控制混煉溫度和壓力,電機(jī)帶動(dòng)一對(duì)轉(zhuǎn)子作圓周旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),不斷地對(duì)物料進(jìn)行剪切、拉伸和擠壓。根據(jù)江蘇榮晟機(jī)電科技有限公司的要求,本課題對(duì)橡膠密煉機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)市場(chǎng)上現(xiàn)有密煉機(jī)的參考和學(xué)習(xí),結(jié)合行業(yè)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,確定轉(zhuǎn)子、密煉室、傳動(dòng)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(shè)計(jì)方案。在轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)中,運(yùn)用有限元數(shù)值模擬方法,對(duì)其進(jìn)行深度優(yōu)化設(shè)計(jì),就轉(zhuǎn)子長(zhǎng)短棱棱長(zhǎng)比和短棱螺旋角對(duì)混煉效果的影響、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和轉(zhuǎn)子冷卻情況進(jìn)行研究,以提高轉(zhuǎn)子的混煉效果和結(jié)構(gòu)性能,主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）運(yùn)用ANSYS,通過(guò)數(shù)值模擬手段,對(duì)不同構(gòu)型的轉(zhuǎn)子進(jìn)行混煉流場(chǎng)仿真,通過(guò)對(duì)比分析流場(chǎng)中的壓力場(chǎng)和速度矢量場(chǎng),得到最佳的轉(zhuǎn)子構(gòu)型參數(shù)。最終確定轉(zhuǎn)子長(zhǎng)短棱棱長(zhǎng)比為2.5:1和轉(zhuǎn)子短棱螺旋角為45°,這種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子具有最好的混煉效果;（2）在行業(yè)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和企業(yè)要求的基礎(chǔ)上,制定密煉機(jī)的設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù),運(yùn)用Solidworks完成橡膠密煉機(jī)轉(zhuǎn)子、密煉室、傳動(dòng)裝置、裝料壓料裝置、卸料鎖緊裝置、底座、液壓站和整機(jī)的三維建模,同時(shí)對(duì)液壓系統(tǒng)和... 

【文章來(lái)源】：淮陰工學(xué)院江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

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

以看成是“類(lèi)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(gè)階段，膠料到達(dá)一定的溫度，此時(shí)粘彈性膠料由粉粒體變?yōu)榱鲃?dòng)體，具有流動(dòng)特性，可以看成是“類(lèi)液體”，膠料在轉(zhuǎn)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(jìn)行充分的混煉結(jié)合。從分子鏈角度看，橡膠在密煉機(jī)強(qiáng)烈的機(jī)械作用下，發(fā)生剪切和撕裂，而橡膠分子鏈比較長(zhǎng)，在機(jī)械作用下，發(fā)生斷裂，斷裂后的分子鏈兩端會(huì)極其活躍，處于熱動(dòng)態(tài)，活躍的分子鏈兩端會(huì)結(jié)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(jié)合，再次形成大分子鏈。在此階段，強(qiáng)烈的機(jī)械作用，填料分子和橡膠分子鏈能夠充分的結(jié)合。圖1.2密煉機(jī)對(duì)分子鏈的作用示意圖Fig.1.2EffectofInternalMixeronMolecularChain混煉開(kāi)始時(shí)，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(shí)因?yàn)榛鞜捵饔�，橡膠和填料的形狀都會(huì)發(fā)生改變，二者能夠充分混合，隨著混煉進(jìn)行，橡膠和填料都變成了顆粒，橡膠顆粒與填料顆粒充分結(jié)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(jī)械作用下，能夠快速增加其塑性，同時(shí)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(shí)間較短，混煉易于操作。如果混煉時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，物料過(guò)煉，就會(huì)導(dǎo)致硫化不理想，硫化性能也會(huì)大大降低。所以對(duì)天然膠的混煉應(yīng)該嚴(yán)格地控制混煉時(shí)間和溫度等條件[32]。天然橡膠的混煉，其輥溫應(yīng)該控制在50~60℃，先加入填充劑，再加入液態(tài)軟化劑，混煉時(shí)間控制在20~30min。使用密煉機(jī)對(duì)天然橡膠進(jìn)行混煉時(shí)，一般采用一段混煉

淮陰工學(xué)院碩士學(xué)位論文8力作用，使物料在轉(zhuǎn)子和密煉室間被剪切和擠壓，同時(shí)物料在重力和轉(zhuǎn)子的作用下運(yùn)動(dòng)到密煉室底部，此時(shí)物料受到轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)作用下進(jìn)入轉(zhuǎn)子間隙，之后回到密煉室頂部，如此反復(fù)。1.密煉室2.膠料3.轉(zhuǎn)子圖1.3物料在密煉機(jī)中的加工示意圖Fig.1.3ProcessingDiagramofMaterialsinInternalMixer由于轉(zhuǎn)子構(gòu)型是螺旋體，轉(zhuǎn)子和密煉室之間的間隙會(huì)隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)生改變，當(dāng)轉(zhuǎn)子和，密煉室內(nèi)壁間隙最小時(shí)，物料受到的剪切力最大。由于兩轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不同，所以兩轉(zhuǎn)子長(zhǎng)短棱之間的相對(duì)位置會(huì)隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)生改變，這也使得兩轉(zhuǎn)子之間的物料容量時(shí)刻發(fā)生改變，轉(zhuǎn)子間的物料運(yùn)動(dòng)速度也隨之改變，物料速度梯度最大與最小值相差可達(dá)幾十倍，從而在此之間的物料會(huì)受到強(qiáng)烈的剪切作用和攪拌捏合作用[37]。物料在受到強(qiáng)烈的機(jī)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(qiáng)烈捏煉作用，溫度會(huì)升高[38]，膠料會(huì)產(chǎn)生氧化斷鏈，使膠料暫時(shí)失去高彈性，增加了可塑性，同時(shí)也使得配料能夠均勻分布在膠料中，從而達(dá)到混煉目的。膠料煉好后，打開(kāi)卸料裝置的卸料口，膠料從卸料口流出，整個(gè)煉制結(jié)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(shè)備是密煉機(jī)，上輔機(jī)和下輔機(jī)等輔助設(shè)備配合密煉機(jī)工作，一起組成了一套完整的煉膠流水線[39]。上輔機(jī)主要負(fù)責(zé)原材料、炭黑和各種配合劑的運(yùn)輸、存儲(chǔ)、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(dǎo)開(kāi)、稱量、投料系統(tǒng)[40]。下輔機(jī)主要是將密煉機(jī)混煉結(jié)束后排出的膠料進(jìn)行壓片、冷卻和切片儲(chǔ)藏。主要包括：擠出壓片機(jī)、料斗、涂隔離劑裝置、冷卻機(jī)組、?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高精度密煉機(jī)混煉溫度智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 劉世超,王安敏,王金龍,趙經(jīng).  計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程. 2019(02)
[2]嚙合轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)有限元分析[J]. 汪傳生,王虎子,胡紀(jì)全,晁宇琦,邊慧光,蔡寧.  橡膠工業(yè). 2018(10)
[3]基于中國(guó)新能源汽車(chē)發(fā)展規(guī)劃的資源環(huán)境效應(yīng)分析[J]. 文博杰.  中國(guó)礦業(yè). 2017(10)
[4]密煉機(jī)加料裝置介紹及其改進(jìn)[J]. 呂明著,郭紅燃,張仁廣,于江.  橡塑技術(shù)與裝備. 2016(15)
[5]混煉技術(shù)進(jìn)展:剪切式和嚙合式密煉機(jī)結(jié)構(gòu)[J]. 梁利強(qiáng).  世界橡膠工業(yè). 2015(05)
[6]輪胎工業(yè)中的藍(lán)色生產(chǎn)技術(shù)——一步法煉膠技術(shù)和膠料檢測(cè)控制技術(shù)[J]. 李漢青,李紅衛(wèi).  輪胎工業(yè). 2015(01)
[7]常用典型橡膠的混煉工藝特點(diǎn)[J]. 洪桂香.  化學(xué)工業(yè). 2014(11)
[8]大橡塑密煉機(jī)卸料裝置的結(jié)構(gòu)改進(jìn)歷程[J]. 劉麗.  橡塑技術(shù)與裝備. 2014(01)
[9]密煉機(jī)端面密封裝置評(píng)述[J]. 劉艷軍,任風(fēng)年,紀(jì)宇博,王志強(qiáng).  橡塑技術(shù)與裝備. 2011(02)
[10]利用AMEsim的密煉機(jī)上頂栓液壓傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析[J]. 羅春雷,李雄,鄧強(qiáng)泉,謝嵩岳.  現(xiàn)代制造工程. 2010(09)

博士論文
[1]黏性橡膠拆垛機(jī)器人軌跡優(yōu)化及控制研究[D]. 梁樂(lè).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]同步轉(zhuǎn)子密煉機(jī)混煉橡膠的理論和實(shí)驗(yàn)研究[D]. 汪傳生.北京化工大學(xué) 2000

碩士論文
[1]BB430密煉機(jī)混煉工藝的研究[D]. 孫茂忠.青島科技大學(xué) 2019
[2]四棱全對(duì)稱同步轉(zhuǎn)子密煉機(jī)混煉機(jī)理及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 溫瀟瀟.青島科技大學(xué) 2019
[3]同速同向轉(zhuǎn)子密煉機(jī)的混煉機(jī)理及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 楊洪于.青島科技大學(xué) 2017
[4]雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)高混沌型轉(zhuǎn)子混合特性的研究[D]. 劉海濤.華東理工大學(xué) 2015
[5]基于EDEM對(duì)炭黑在密煉機(jī)中分散情況的仿真模擬及其實(shí)驗(yàn)研究[D]. 王濤.青島科技大學(xué) 2015
[6]密煉機(jī)膠料流動(dòng)的仿真分析[D]. 宋建欣.北京化工大學(xué) 2014
[7]常用混煉方法的混煉過(guò)程及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉偉濤.青島科技大學(xué) 2014
[8]開(kāi)煉機(jī)輥筒的有限元分析及其優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 曹偉魏.中南林業(yè)科技大學(xué) 2013
[9]小型串聯(lián)式密煉機(jī)的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 李興偉.青島科技大學(xué) 2013
[10]密煉機(jī)溫度控制的研究[D]. 秦彥博.東北大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3314642