開煉機(jī)的工作原理 開煉機(jī)的工作原理、開煉機(jī)的工作原理、開煉機(jī)的工作原理、

開煉機(jī)為什么能夠把高彈性的生膠轉(zhuǎn)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?yàn)殚_煉機(jī)在煉膠過程中主要是依靠兩個相對回轉(zhuǎn)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(xué)作用，將橡膠內(nèi)部的大分子鏈打斷，使膠料內(nèi)部的各種成分摻和均勻，而最后達(dá)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(fù)，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(jī)上，加料后膠料反復(fù)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(jī)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(fù)通過輥筒數(shù)次，從輥筒的另一端連續(xù)切割所要求膠條。如圖2-3所示。那么，膠料在開煉機(jī)上加工時，應(yīng)具備哪些條件才能得到良好的煉膠效果呢?我們將從兩個方面進(jìn)行討論，即分別從力學(xué)角度和流變學(xué)角度加以討論。

　　1-加料 2-捏煉 3-切割膠料

　　1-切膠刀 2-帶狀膠條

　　一、從力學(xué)方向來研究膠料進(jìn)入輥距的條件

　　在煉膠操作時我們可見，當(dāng)膠料包覆一個輥筒后兩輥筒間還有一定數(shù)量的堆積膠，這些積膠不斷被轉(zhuǎn)動的輥筒帶入輥隙中去，而新的積膠又不斷形成。這些堆積膠對煉膠效果的影響是很大的。若堆積過多，過多的堆積膠便不能及時進(jìn)入輥隙，只能原地輕輕抖動，此時煉膠效果顯著下降;若堆積膠過少，則不能形成穩(wěn)定連續(xù)的操作。可見，確定適量的堆積膠是必要的，為此就需要引入一個稱之為接觸角的概念。如圖2-4所示。所謂接觸角，即膠料在輥筒上接觸點(diǎn)a與輥筒斷面圓心連線和輥筒斷面中心線的水平線的交角，以α表示。膠料能否進(jìn)入輥隙，取決于膠料與輥筒的摩擦系數(shù)和接觸角的大小。

　　以膠料為研究對象，以接觸點(diǎn)A點(diǎn)作為邊緣研究點(diǎn)，在煉膠過程中，膠料對輥筒產(chǎn)生徑向作用力(合力)——即橫向壓力，用P表示，反過來，根據(jù)作用力與反作用力的關(guān)系，輥筒對膠料產(chǎn)生一個大小相等、方向相反的作用力——橫壓力的反作用力，用F表示。把這個力分解成一個水平作用力Fx和切向作用力Ft。

　　Fx的作用：是對膠料產(chǎn)生擠壓作用，并使其產(chǎn)生變形;

　　Ft的作用：是把膠料推出輥距;

　　另外，膠料與輥筒之間在運(yùn)動過程中產(chǎn)生摩擦作用，即有摩擦力存在，膠料對輥筒的摩擦力用T'表示，方向背離輥距。反過來，輥筒對膠料的摩擦力，用T表示，方向進(jìn)入輥距，它的作用是把膠料拉入輥距。

　　若想膠料進(jìn)入輥距進(jìn)行煉膠，只有

　　T>Ft

　　T-為摩擦力，應(yīng)為T=F·μ，F(xiàn)為正壓力，μ為摩擦系數(shù);μ=tgφ，φ為摩擦角。

　　∴T=F·tgφ

　　即從△FtFA得知

　　Ft=F·tgα α為膠料接觸角

　　又∵T>Ft

　　即有T=F·tgφ> Ft=F·tgα

　　即tgφ> tgα

　　∴有φ>α

　　從分析可知，只有當(dāng)摩擦角φ大于接觸角α時，膠料才能進(jìn)入輥距。

　　只有這個條件滿足時，才能保證正常煉膠。橡膠或膠料與金屬輥筒的摩擦角φ與膠料成分及其配方、可塑度、煉膠溫度及輥筒表面形狀等有關(guān)。Φ=38~420，生膠與金屬輥筒摩擦角φ=38041’，煉膠過程中一般采用接觸角α=32~400，國內(nèi)推薦采用α=36~400。

　　二、從流變角度上主要研究：

　　1、膠料的擠壓作用是如何產(chǎn)生的?以及與橫壓力的關(guān)系?

　　膠料在輥隙中得到強(qiáng)烈的擠壓和剪切，如下圖所示。擠壓作用是由于膠料通過逐漸縮小的輥筒間距而產(chǎn)生，隨著橫壓力的增大而擠壓力增大。

　　2、膠料剪切作用是怎樣產(chǎn)生的?以及剪切力的大小與誰有關(guān)系?

　　剪切作用是由于前、后輥筒有速比而產(chǎn)生，速比越大剪切力越大。

　　3、輥距大小對膠料的剪切作用以及對煉膠效果有無影響?

　　對同一機(jī)臺來說，速比和輥筒線速度是一定的，可用減少輥距的方法來增加速度梯度，從而達(dá)到增加對膠料的剪切作用。如生膠的薄通塑煉，就是這個道理。速度梯度值大，煉膠的效果就好，特別對破膠及塑煉效果好。但對膠料剪切變形所需的能量增加時，膠料溫度上升的塊，所以要加強(qiáng)冷卻。

　　4、煉膠過程中為什么要進(jìn)行割膠、翻膠?

　　在煉膠過程中，將膠料進(jìn)行切割對煉膠過程是十分重要的。根據(jù)流體力學(xué)的分析，煉膠過程膠料的流線分布

　　在煉膠過程中，將膠料進(jìn)行切割對煉膠過程是十分重要的。根據(jù)流體力學(xué)的分析，煉膠過程膠料的流線分布如圖2-5所示。從圖中可見靠近輥筒處膠料的流線與輥筒轉(zhuǎn)動面平行。而在楔形斷面開始處，有一個回流區(qū)域，形成兩個封閉的回流線(即ψ-0線)，當(dāng)v1=v2時，這兩個封閉回流線對稱分布，當(dāng)v1

　　膠料在輥隙中得到強(qiáng)烈的擠壓和剪切。擠壓作用是由于膠料通過逐漸縮小的輥筒間距而產(chǎn)生，隨著橫壓力的增大而擠壓力增大;剪切作用是由于前、后輥筒有速比而產(chǎn)生，速比越大剪切力越大。

　　對同一機(jī)臺來說，速比和輥筒線速度是一定的，可用減少輥距的方法來增加速度梯度，從而達(dá)到增加對膠料的剪切作用。如生膠的薄通塑煉，就是這個道理。速度梯度值大，煉膠的效果就好，特別對破膠及塑煉效果好。但對膠料剪切變形所需的能量增加時，膠料溫度上升的塊，所以要加強(qiáng)冷卻。

　　三、強(qiáng)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(yīng)實(shí)現(xiàn)下面四點(diǎn)：

　　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(jìn)行強(qiáng)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(qiáng)物料的分散效果;

　　4、煉膠過程中不斷調(diào)整輥距，以改變速度梯度，提高煉膠效果。

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