密煉機

自1916年出現真正意義上的Banbury（本伯里）型密煉機后，密煉機的威力逐漸被人們所認識，它在橡膠混煉過程中顯示出來比開煉機優異的一系列特徵，如：混煉容量大、時間短、生產效率高；較好的克服粉塵飛揚，減少配合劑的損失，改善產品質量與工作環境；操作安全便利，減輕勞動強度；有益於實現機械與自動化操作等。因此，密煉機的出現是橡膠機械的一項重要成果，至今仍然是塑煉和混煉中的典型的重要設備，仍在不斷的發展和完善。

密煉機基本知識　基本結構

密煉機一般由密煉室、兩個相對迴轉的轉子、上頂栓、下頂栓、測溫系統、加熱和冷卻系統、排氣系統、安全裝置、排料裝置和記錄裝置組成。轉子的表面有螺旋狀突棱，突棱的數目有二棱、四棱、六棱等，轉子的斷面幾何形狀有三角形、圓筒形或橢圓形三種，有切向式和嚙合式兩類。測溫系統是由熱電偶組成，主要用來測定混煉過程中密煉室內溫度的變化；加熱和冷卻系統主要是為了控制轉子和混煉室內腔壁表面的溫度。

密煉機工作時，兩轉子相對迴轉，將來自加料口的物料夾住帶入輥縫受到轉子的擠壓和剪切，穿過輥縫后碰到下頂拴尖棱被分成兩部分，分別沿前後室壁與轉子之間縫隙再回到輥隙上方。在繞轉子流動的一周中，物料處處受到剪切和摩擦作用，使膠料的溫度急劇上升，粘度降低，增加了橡膠在配合劑表面的濕潤性，使橡膠與配合劑表面充分接觸。配合劑團塊隨膠料一起通過轉子與轉子間隙、轉子與上、下頂拴、密煉室內壁的間隙，受到剪切而破碎，被拉伸變形的橡膠包圍，穩定在破碎狀態。同時，轉子上的凸棱使膠料沿轉子的軸向運動，起到攪拌混合作用，使配合劑在膠料中混合均勻。配合劑如此反覆剪切破碎，膠料反覆產生變形和恢復變形，轉子凸棱的不斷攪拌，使配合劑在膠料中分散均勻，並達到一定的分散度。由於密煉機混煉時膠料受到的剪切作用比開煉機大得多，煉膠溫度高，使得密煉機煉膠的效率大大高於開煉機。

轉子的轉速與速比；轉子棱比與密煉室內壁縫隙；生產能力與填充係數；上頂栓對膠料的單位壓力；功率。

1、按照密煉機密煉室的容量和合適的填充係數（0.6～0.7），計算一次煉膠量和實際配方；

2、根據實際配方，準確稱量配方中各種原材料的用量，將生膠、小料（ZnO、SA、促進劑、防老劑、固體軟化劑等）、補強劑或填充劑、液體軟化劑、硫黃分別放置，在置物架上按順序排好；

3、打開密煉機電源開關及加熱開關，給密煉機預熱，同時檢查風壓、水壓、電壓是否符合工藝要求，檢查測溫系統、計時裝置、功率系統指示和記錄是否正常；

4、密煉機預熱好后，穩定一段時間，準備煉膠；

5、提起上頂栓，將已切成小塊的生膠從加料口投入密煉機，落下上頂栓，煉膠1min；

6、提起上頂栓，加入小料，落下上頂栓混煉1.5min；

7、提起上頂栓，加入炭黑或填料，落下上頂栓混煉3min；

8、提起上頂栓，加入液體軟化劑，落下上頂栓混煉1.5min；

9、排膠，用熱電偶溫度計測膠料的溫度，記錄密煉室初始溫度、混煉結束時密煉室溫度及排膠溫度，最大功率、轉子的轉速；

10、將開煉機的輥距調到3.8mm，打開電源開關，使開煉機運轉，打開循環水閥門，再將從密煉機排出的膠料投到開煉機上包輥，待膠料溫度降到110℃以下，加入硫黃，左右割刀各二次，待硫黃全被吃進去，膠料表面比較光滑，割下膠料。

11、將開煉機輥距調到0.5mm，投入膠料薄通，打三角包，薄通5遍，將輥距調到2.4mm左右，投入膠料包輥，待表面光滑無氣泡，下片，稱量膠料的總質量，放在平整、潔凈金屬表面上冷卻至室溫，貼上標籤註明膠料配方編號和混煉日期，停放待用。

密煉機每批混煉工藝試驗報表，應記錄：開始混煉時溫度、混煉時間、轉子轉速、上頂栓壓力、排膠溫度、功率消耗、混煉膠質量與原材料總質量的差值及密煉機類型。

注意：開始混煉實驗時，可先混煉一個與試驗膠料配方相同的膠料調整密煉機的工作狀態，再正式混煉；對同一批混煉膠料，密煉機的控制條件和混煉時間應保持相同。

密煉機混煉的膠料質量好壞，除了加料順序外，主要取決於混煉溫度、裝料容量、轉子轉速、混煉時間、上頂拴壓力和轉子的類型等。

即混煉容量，容量不足會降低對膠料的剪切作用和捏煉作用，甚至出現膠料打滑和轉子空轉現象，導致混煉效果不良。反之，容量過大，膠料翻轉困難，使上頂拴位置不當，使一部分膠料在加料口頸處發生滯留，從而使膠料混合不均勻，混煉時間長，並容易導致設備超負荷，能耗大。因此，混煉容量應適當，通常取密閉室總有效容積的60%～70%為宜。密煉機混煉時裝料容量可用下列經驗公式計算：

Q——裝料容量，Kg；

K——填充係數，通常取0.6～07；

V——密閉室的總有效容積，L；

ρ——膠料的密度，g/cm3。

填充係數K的選取與確定應根據生膠種類和配方特點，設備特徵與磨損程度、上頂拴壓力來確定。NR及含膠率高的配方，K應適當加大；合成膠及含膠率低的配方，K應適當減小；磨損程度大的舊設備，K應加大；新設備要小些；嚙合型轉子密煉機的K應小於剪切型轉子密煉機；上頂拴壓力增大，K也應相應增大。另外逆混法的K必須儘可能大。

密煉機混煉中，生膠、炭黑和液體軟化劑的投加順序與混煉時間特別重要，一般都是生膠先加，再加炭黑，混煉至炭黑在膠料中基本分散后再加入液體軟化劑，這樣有利於混煉，提高混煉效果，縮短混煉時間。液體軟化劑過早加入或過晚加入，均對混煉不利，易造成分散不均勻，混煉時間延長，能耗增加。液體軟化劑的加入時間可由分配係數K確定。硫黃和超速促進劑通常在混煉的後期加入，或排料到壓片機上加，減少焦燒危險。小葯（固體軟化劑、活化劑、促進劑、防老劑、防焦劑等）通常在生膠后，炭黑前加入。

密煉機混煉時，膠料都必須受到上頂栓的一定壓力作用。一般認為上頂栓壓力在0.6-0.8MPa為宜。當轉子轉速恆定時，進一步提高壓力效果也不大。當混煉容量不足時，上頂栓壓力也不能充分發揮作用。提高上頂栓壓力可以減少密閉室內的非填充空間，使其填充程度提高約10%。隨著容量和轉速的提高，上頂栓的壓力必須使用增大。

上頂栓壓力提高會加速混煉過程膠料生熱，並增加混煉時的功率消耗。

轉子工作表面的幾何形狀和尺寸在很大程度上決定了密煉機的生產能力和混煉質量。密煉機轉子的基本構型有兩種：剪切型轉子和嚙合型轉子。一般說來，剪切型轉子密煉機的生產效率較高，可以快速加料、快速混合與快速排膠。嚙合型轉子密煉機具有分散效率高、生熱率低等特性，適用於製造硬膠料和一段混煉。嚙合型轉子密煉機的分散和均化效果比剪切型轉子密煉機要好，混煉時間可縮短30~50%。

提高密煉機轉子的速度是強化混煉過程的最有效的措施之一。轉速增加一倍，混煉周期大約縮短30%~50%。提高轉速會加速生熱，導致膠料粘度降低，機械剪切效果降低，不利於分散。

混煉溫度高有利於生膠和膠料的塑性流動和變形，有利於橡膠對固體配合劑粒子表面的濕潤和混合吃粉，但又使膠料的粘度下降，不利於配合劑粒子的破碎與分散混合。混煉溫度過高還會加速橡膠的熱氧老化，使硫化膠的物理機械性能下降，即出現過煉現象；還會使膠料發生焦燒現象，所以密煉機混煉過程中必須採取有效的冷卻措施；但溫度不能太低，否則會出現膠料壓散現象。

在同樣條件下採用密煉機混煉膠料所需的混煉時間比開煉機短得多。混煉質量要求一定時，所需混煉時間隨密煉機轉速和上頂栓壓力提高而縮短。加料順序不當，混煉操作不合理都會延長混煉時間。

延長混煉時間能提高配合劑在膠料中的分散度，但也會降低生產效率。混煉時間過長又容易造成膠料過煉而使硫化膠的物理機械性能受到損害，還會造成膠料的“熱歷史”增長而容易出現焦燒現象，因此應儘可能縮短膠料的混煉時間。

密煉機結合面滲漏治理

密煉機在長期運行過程中，因受振動、磨損、壓力、溫度以及反覆拆裝等影響，各結合面的靜密封部位容易出現滲漏，既造成油品的大量浪費，又影響企業的現場管理。治理密煉機滲漏傳統方法要拆卸並打開密煉機后，更換密封墊片或塗抹密封膠，但較為費時費力，且難以確保密封效果，在運行中會再次出現泄漏。現代最新維修方法多應用高分子複合材料，

密煉機主電機水冷機組冷卻器管程滲漏

密煉機冷卻器的管板受介質及焊接應力影響，易出現滲漏串液及腐蝕現象，

一：密煉機空運轉試驗前的準備工作

1：密煉機空運轉試驗必須在基礎完全乾固後方可進行。

2：檢查密煉機各部位有無異物，各聯接件和緊固件有無鬆懈。

3：檢查密煉機各潤滑管路，液壓管路連接是否正確，所用潤滑和液壓用油量是否合適，油位是否恰當，潤滑部位潤滑是否到位。

4：密煉機附屬設備在空運轉前需進行單獨的檢查試驗，以驗證其性能是否達到規定要求。

5：檢查密煉機各電氣設備與液壓系統和氣控系統等的配合是否準確無誤。

6：在密煉機連接聯軸器之前，先將主電機空轉20min，無異常后，再將聯軸器裝好，並安裝防護罩。

7：在密煉機主減速器高速軸端或在聯軸器處，用人工盤動傳動系統，使轉子轉動兩周，確認無異常現象。

1：首先啟動密煉機各潤滑油泵和液壓站，檢查各部位供油是否正常。油泵及液壓站正常工作15min后啟動主電機，從密煉室出水端觀看轉子轉向是否正確。通常密煉機在出廠前，經過空運轉2h以上，在用戶處空運轉4h以上。

2：開通密煉機冷卻水系統，檢查有無泄漏。

3：在手動和自動操作狀態下，使壓砣、加料門和卸料門開啟多次，動作應靈活可靠。

4：在密煉機空運轉試驗過程中檢查下列項目：

a:減速器傳動齒輪及軸承等各潤滑點的潤滑充分，各密封部位密封良好。

b:運轉中不得有較大的振動和周期性雜訊。

c:空運轉時，主電機為單速，其功率消耗應小於額定功率的15%

d:密煉機各部位軸承溫度不應有驟升現象，轉子軸承和減速器軸承溫升≤20℃。

1：密煉機空載試運轉合格后，方可進行負載試運轉。負載試運轉時，每台設備需經不少於20車料的連續負載運轉。

2：密煉機負載試運轉時，轉速應從低速到高速分別進行，並先試軟料后試硬料。

3：密煉機負載試運轉時，投膠量由工作容積的50%，75%逐漸增至滿負荷。

4：密煉機應具有先啟動潤滑油泵後方可啟動主電機的連鎖裝置，同時空運轉10-15min後方可投料進行負載試運轉。

5：最後一車煉膠結束后，空運轉15-20min后再停機。空運轉時，端面密封潤滑系統繼續向密封面注油達到對密封端面清洗，潤滑的作用。

6：密煉機負載試運轉時應檢查下列項目：

A：基本技術參數是否符合密煉機規定要求。

B：轉子軸承溫升應≤40℃。

C：減速器軸承溫升應≤40℃。

D：轉子，減速器軸承最高溫度≤80℃。

E：液壓系統油箱中油溫≤60℃。

F：轉子端面密封裝置定圈最高溫度≤85℃。

G：排膠溫度（實測）與感測顯示（熱電偶）溫度值要一致，其差值為3-5℃。

7：密煉機轉子端面密封處不漏膠，不漏粉，允許有膠，油和粉料混合體糊狀物漏出。

8：卸料門應密封良好，不漏料。

9：密煉機電氣、液壓等控制系統應動作靈活、安全、可靠。

10：密煉機溫控系統溫控效果能滿足煉膠工藝要求，排膠溫度應在工藝條件允許範圍內。

密煉機經過負載試運轉確認無異常現象后，經有關方面同意，即可移交生產。

密煉機簡稱"混煉機"，全稱叫做“密閉式煉膠機”，是在開煉機的基礎上發展起來的。1820年發明開煉機以後，使橡膠工業發生了根本的轉變，但由於開煉機存在許多缺點，比如勞動強度大，效率低，粉塵大等，嚴重影響人的身體健康，於是人們開始考慮能否把這一加工設備用一個罩子把它罩起來，就逐步發展成密煉機。因為它在密煉室裡面工作，所以稱作密閉式。由於開煉機工作是敞開的，故叫做開放式煉膠機。一般介紹均認為密煉機是Banbury在1916年發明的，實際最早是由西德的一名商業工程師（英國人）根據該公司的原型機台設計的，由於其發展較快，產量也大應用較廣，故人們一直認為Banbury密煉機是最早問世的。

自從出現密煉機后，在混煉過程中顯示了比開煉機具有的一系列優點，如混煉時間短，生產效率高，操作容易，較好地克服粉塵飛揚，減少配合劑的損失，改善勞動條件，減輕勞動強度等。由於它在很大程度上是憑經驗發展起來的，因而在發展早期曾出現過認為塑煉效率低，不能用它來塑煉的說法，但已經為生產實踐所否定。因此，密煉機的出現是煉膠機械的一項重要成果，至今仍然成為塑煉和混煉中的典型設備，並處於不斷發展完善中。據國外資料統計，在橡膠工業中有88%的膠料是由密煉機製造的，塑料、樹脂行業亦廣泛應用密煉機。現-在由於金屬粉行業的不斷改進，一部分也可用密煉機來混煉。

現代密煉機發展的標誌之一是高速、高壓和高效能機台。通常將轉子轉速為20rpm的稱為低速密煉機，30～40rpm的稱為中速密煉機，60rpm以上的稱為高速密煉機。

出現了轉速達80rpm甚至更高的密煉機，亦有對工藝和效能有廣泛適應性和處理手段的雙速、三速、變速密煉機，也有轉子速比可調節的密煉機。其操作時間大大縮短，從過去慢速機台的8～15min縮短至1.5～3.5min，甚至有的達1～1.5min（包括採用密煉法與補充混煉法配合的工藝過程等）。

密煉機的結構也在不斷發展。密煉機工作過程及整個機組的機械化、自動化水平也在不斷提高，採用了程序控制，現-在大型引進機台均採用計算機控制。

總之，此種發展是在大大強化混煉過程，提高機台效能，減輕體力勞動和改善工作環境等。

在這種劇烈的混煉過程中，當然會帶來許多新問題，因此，對機械研究設計來說，從機台的捏煉系統、冷卻系統、密封系統、加料及壓料系統、卸料系統、傳動系統、控制系統、主要零部件、材料到各種參數的技術決定以及理論，都需要相應的發展，以使機台性能優良，為生產過程提供可能的適應性和調節性。

我國密煉機發展狀況是：解放前是空白，解放后國產密煉機逐步發展起來了。我國第一個製造密煉機的廠家是大連橡塑機廠，首先仿蘇生產了PC－2 140/20L密煉機，現-在改為250L、75/40L密煉機。然後上海等地逐步也生產這些機台，如250/20/40，75/30/60，75/35/70，以及50L密煉機。近-來又仿照F系列密煉機生產F080，F160，F270，均已出口。另外又給日本生產翻轉式50L、70L密煉機。益陽橡機廠又從西德引進GK系列技術生產GK系列密煉機。F系列、GK系列是當前世界兩大先進系列密煉機。國內橡膠大廠均有引進。我院一直在研究密煉機，銷釘轉子、銷釘混煉室密煉機等。

密煉機發展方向：“二大”、“二高”、“一低”，即大規格（大容量）、大功率，高速、高壓，單位能耗低，主要問題：端面密封。

一、目的

規範化的設備操作及設備的維護保養，其目的就是確保設備的正常運作與延長壽命，降低維修成本與提高生產效率。

二、適用範圍

適用於橡塑密煉機設備的作業指導

三、專項職責

由使用單位指定的設備專項操作員和維護保養員不得違規並熟練操作設備，監督無關人員不得靠近和亂動設備的職責。

四、作業細則

1、依次打開電源，如需加溫的請設定溫度並觀測加溫是否正常，如水冷卻的，請打開進出水閥門進行正常通水。

2、清理密煉室，切勿用如鐵絲等硬物余留，檢查各齒輪油，機油、黃油的油位及潤滑狀態，特別注意是三聯體油杯的油位不得少於一半，並定期觀測三聯體油位變化情況，沒耗油或耗油過快都是非正常現象（要調節三聯體的旋鈕），新機的齒輪油最遲半年更換，活動部位每周至少添加一次潤滑油，在加油時不得超過油鏡的一半，否則會產生漏油。

3、準備物料並打開電源和氣壓，把加壓蓋升至上限位置，然後啟動主馬達電機，在主電機啟動半分鐘后再投入準備好的物料，再把加壓蓋壓下，進行物料的密煉。

4、如需要換色，請倒入清洗料或者原料清洗劑，然後用掃把或者鐵絲清理密煉室裡面轉子軸縫隙里的舊料。

5、密煉時可根據物料的物性要求，可調自動或者手動來密煉，過硬物料不能過多過大，否則會死機或燒壞主電機。

6、物料密煉完畢后，先升起氣壓蓋，再翻轉密煉槽，等到位之後倒出物料然後再使密煉槽回位，再加料進行密煉下一手料。

7、停止生產時，先依次關閉各功能電源，然後關閉主機電源，最後快速清理密煉室，並打掃清理乾淨灰塵。

五、注意事項

1、定期檢測各線路的絕緣效果，時刻注意機器警示牌上的警告內容。

2、活動部位及密煉室堵塞時，切勿用手或鐵棍伸入裡面，而是用塑料棍去小心處理。

3、接觸高溫部位時，請小心不要被燙傷。

4、出現漏粉或密封環發出尖叫聲時，首先把四個螺絲帽平均地鬆掉然後再擰進一些，然後在密煉室里的轉子縫隙加些物料油或機油，再空轉3—5分鐘的同時用鎚子在彈簧邊的密封環壓蓋的周邊輕輕地敲擊幾下即可，如還漏粉再調個別彈簧的鬆緊度，如果密封環壓蓋和密煉室側板水槽很貼近時說明裡面的密封環已經磨損，需要重新更換，更換密封環方法見說明書。

5、特別注意：每天開機前檢查各齒輪油，機油、黃油的油位及潤滑狀態，每天加強注意是三聯體油杯的油位不得少於一半。

6、機器出現故障時第一時間內停止機器的動作，無關人員不得擅自做任何動作，通知並等待貴司的機修人員檢查維修。

開煉機是雙輥機，利用不同轉速相對運動的兩個輥產生剪切力來塑煉。操作過程中要不斷的對膠料進行打三角包或捲曲等操作。

密煉機是利用內部的設計好的槳葉相對運動時產生空間的規律性 收縮來產生剪切力，無需人工操作，節省勞動力。

開煉機結構簡單成本低，但是勞動強度大，污染大，對工人身體傷害大。

密煉機較貴，但是可以加熱，還有加壓密煉機可以用來處理難塑化的材料。勞動強度低適應性強。

密煉機是在開煉機的基礎上發展起來的一種高強度間隙性的混煉設備。因此，密煉機的出現是橡膠機械的一項重要成果，至今仍然是塑煉和混煉種的典型的重要設備，仍在不斷的發展和完善。

捏合機是由一對互相配合和旋轉的葉片（通常呈Z形）所產生強烈剪切作用而使半干狀態的或橡膠狀粘稠塑料材料能使物料迅速反應從而獲得均勻混合攪拌的設備。是各種高粘度的彈塑性物料的混煉、捏合、破碎、分散、重新聚合各種化工產品的理想設備，具有攪拌均勻、無死角、捏合效率高的優點，廣泛應用於高粘度密封膠、硅橡膠、中性酸性玻璃膠、口香糖、泡泡糖、紙漿、纖維素、亦用於電池、油墨、顏料、染料、醫藥、樹脂、塑料、橡膠、化妝品等行業。

1. 機台操作人員必須經過安全教育，技術培訓，熟悉本設備的操作規程後方可上崗。

2. 上機前，操作人員應穿戴好規定的勞保用品。

3. 開機前必須檢查、清理機器周圍妨礙設備運轉的雜物。

4. 保持機台周圍工作場地整潔，道路暢通，打開通風設備（抽風機），保持車間空氣流通。

5. 打開供水、供氣、供油閥門，檢查水壓表、水氣表、油壓表是否正常。

6. 開機試運轉，發覺有異常聲音或其他故障時應立即停機。

7. 檢查物料門，上頂栓，料斗是否能夠正常開啟。

8. 無論何時，將上頂栓升起，必須上頂栓控制旋鈕撥到升位置。

9.捏煉過程中，發現有卡料現象，用頂料桿或其他工具操作，禁止直接用手掏料。

10.料斗翻轉卸料時，料斗及提升機周圍，禁止行人靠近，注意。

11. 關機前必須升起上頂栓，料斗翻回複位。關上物料門，才能停止斷電。

12.工作結束后，關閉所有電源，水源，氣源，油源。