橡胶全自动开炼机的研制及实验研究

作     者：安帅 

作者单位：青岛科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：曾宪奎

授予年度：2013年

学科分类：080706[工学-化工过程机械] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：橡胶开炼机 全自动 炼胶机理 最佳参数 对比实验 

摘      要：开炼机是最早出现的炼胶设备,由于自动化程度低,工作环境差,工人劳动强度大等原因,导致了开炼机在橡胶工厂中的应用越来越边缘化,有逐步被自动化程度高、环保性好的密炼机所取代的趋势。但开炼机具有炼胶温度低的优点,对橡胶分子链氧化破坏作用少,炼胶质量比密炼机等高温炼胶的方式更好,因此如何使开炼机扬长避短,提高其自动化程度,发挥其低温炼胶的特点,是目前很多橡胶工厂的共识,也是炼胶技术及装备发展的趋势。尤其是近年来发展起来的低温一次法炼胶工艺,充分利用了开炼机的优点,将开炼机的应用提高到了一个很高的程度,从而也对开炼机提出了更高的要求。本文正是针对上述现状,对开炼机自动炼胶的机理进行了系统的研究,设计并研制出了全自动开炼机实验平台,并在该实验平台上进行了实验研究。本文主要内容如下： 1、本文通过查阅大量文献资料,对炼胶设备和工艺的现状及发展趋势进行了分析,并对其优缺点进行了探讨。通过对开炼机炼胶过程机理的分析,研究了开炼机工艺参数与炼胶过程的关系,建立了数学及物理模型。 2、并在此基础上,对全自动开炼机进行了系统设计,研制出了全自动开炼机实验机台,具有辊距自动调整、辊温自动控制、辊速和速比自动调整、自动翻胶及捣胶、自动测量辊筒温度、辊距和横压力等功能。同时具有参数设定、显示、记录、存储、输出、打印等功能。 3、针对本实验平台及全钢子午胎胎面胶配方,进行了最佳工艺参数的实验研究,通过实验数据分析,得到了全自动开炼机实验平台的最佳工艺参数：辊距为0.7mm,辊速为32r/min,速比为1：1.2,混炼温度为50℃,混炼时间为14min。在此工艺条件下,开炼机炼胶可以得到较好的炼胶质量。 4、在上述最佳工艺参数的条件下,对本实验平台和传统开炼机实验平台的炼胶效果进行了对比实验研究,结果表明,在能耗方面,全自动开炼机相比传统开炼机能够节能11%;在胶料性能方面,全自动开炼机硫化胶性能相比传统开炼机都有了较大的提高,尤其是炭黑分散度和撕裂强度有了10%以上的提高。 5、对全自动开炼机和传统开炼机的炼胶过程和混炼胶质量稳定性进行了对比分析,对比结果显示,全自动开炼机炼胶过程的能耗曲线和混炼胶的物理机械性能曲线相比传统开炼机比较平稳、数值波动较小,说明其炼胶过程和混炼胶质量在稳定性和均一性方面表现得更为突出。