2024年5月19日发(作者:少醉易)
第37卷第4期
2010年4月
世界橡胶工业
World Rubber Industry
Vo1.37 No.4:32—35
Apr.2010
同步转子密炼机转子转速的确定
陈国栋 , 汪传生 , 刘生兰
(1.哈金森工业橡胶制品(苏州)有限公司,江苏苏t,11 215122;
2.青岛科技大学机电工程学院,山东青岛266042)
摘要: 试验研究了在同步转子密炼机填充系数、上顶栓压力和冷却水温度一定的条件下,改变转
子转速(r)后密炼机的混炼性能以及混炼胶的力学性能,表明转子转速(r)对密炼机的混炼特性有非常
显著的影响;在胶料配方和其他工艺条件一定的前提下,对密炼机而言,转子转速(r)存在最佳值。
关键词: 密炼机;转子转速;同步转子;混炼性能
中图分类号:TQ 330.4 3 文献标识码:B 文章编号:1671—8232(2010)04 ̄032-04
子转速0~250 r/rain,冷却水温度范围0~
0 前 言
转子转速(r)是密炼机设计和操作的重要
参数之一,也是唯一能够迅速改变混炼状态的
参数。r取值大小将不仅直接影响到密炼机的
消耗的最大功率、生产能力、单位能耗、混炼时
间和排胶温度,还将影响到混炼胶的性能(力
学性能和分散度等),其次还会影响到机台的
正常使用…。因此,研究转子转速(r)对混炼
过程的影响是十分必要的。
130℃,上顶栓压力0.1~0.6 MPa。
1.2 配方主要原材料及生产厂家
天然胶NR 100,N330 38.5,白炭黑15,
ZnO 3.5,SA 2.0,TESPT 3.0,增塑剂A 2.0,
RD 1.5,6PPD 2.0,PP一3 1.0,NOBS 1.5,S
1.0。其中,ZnO来自青岛氧化锌有限公司;
MgO来自上海思锐化工有限公司;高耐磨炭黑
N330来自青岛德固赛化工有限公司;白炭黑
来自上海孚化实业有限公司;TESPT来自日照
岚星化工有限公司;RD来自南京曙光化工厂;
其他原材料为常见市售产品。
1.3主要仪器和设备
目前生产的密炼机大都采用调速电机,这
样可以根据配方、工艺条件以及混炼阶段的不
同随时调整转子转速,以达到优化混炼的目的。
本工作就是在同步密炼机上顶栓压力、冷
却水温度和填充系数不变的条件下,通过密炼
x(K)一l60开炼机(上海橡胶机械厂);
QLB平板硫化机(上海第一橡胶机械厂);
xD一1电子显微镜(江苏光学仪器厂);AI一
机转子转速的改变,考察密炼机的混炼特性以
及混炼胶的力学性能,以期为密炼机的生产应
用及相关研究提供参考依据。实验配方采用具
有代表性的全钢子午胎胎面胶配方。
8000S电子拉力机(台湾高铁科技股份有限公
司);QP一16型橡胶、塑料冲片机(上海化工机
械四厂);Ks—DR—s型可塑度实验机(上海化
工机械四厂);Lx—A型硬度计(上海轻工业局
试验厂);MM4130C无转子硫化仪(北京瑞达
1 实 验
1.1 同步转子密炼机实验机台主要技术参数
主机型号x(s)M一1.7,转子速比1:1,转
作者简介:陈国栋(1979.),男,山东诸城人,哈金森工业橡胶
宇辰仪器有限公司);DG1000NT炭黑分散仪
(瑞典OPTIGRADE公司)。
1.4试样制备
1.4.1生胶塑炼条件
(1)用X(K)一l60开炼机塑炼,辊温
40℃~50℃:
制品(苏州)有限公司工业化工程师,主要从事橡胶材料的研
发和工艺管理工作。
(2)工艺条件为烘胶(3 d)一破胶(2 mm,
3次)一薄通(0.2 mm,17次)一放厚(5 mm,
第37卷第4期 陈国栋,等.同步转子密炼机转子转速的确定 ・33・
3次)一下片。 (5)硫化条件:采用QLB平板硫化机进行
1.4.2混炼工艺条件 试样硫化,条件为143℃×30 min×1 470 N(油
(1)加料顺序:生胶及塑解剂一小料及白
压)。
炭黑和一半炭黑一另一半炭黑一促进剂一清扫
1.5性能测试
一排胶。
硫化胶的定伸应力、拉伸强度和拉断伸长
(2)密炼机上顶栓压力为0.5 MPa,填充
率按照GB/T528—1998进行测定,拉伸速率为
系数为0.65,冷却水温度为40%。 500 mm/min;撕裂强度按GB/T529—1999测定,
(3)排料控制方法:采用时间一功率曲线 拉伸速率为500 ram/rain。
联合控制法,即分段加料采用时间控制法,最后
排料采用功率曲线控制法。所谓功率曲线控制
2结果与讨论
法,就是在加油后功率上升到最大值,然后下降
并平稳一定时间后进行排料。
2.1试验结果
(4)加硫磺压片条件:压片降温(3 mm, 通过试验,得出的转子转速对同步转子密
3次)一加硫磺一打三角包(1 mm,5个)一下片 炼机混炼性能及混炼胶力学性能的影响如表1
(5 mm)
所示。
表1转子转速对密炼机混炼性能及胶料力学性能的影响
2.2数据分析
(1)转子转速与最大功率的关系
从表1和图1可以看出,消耗的最大功率
随着转子转速的增大而增大。这是因为随着转
子转速的增大,转子对混炼室内物料的剪切速
率增加,转子所受到扭矩增大,因而所消耗的最
大功率增大。
(2)转子转速与单位能耗的关系
图1转子转速与最大功率的关系
从表1和图2可以看出,随着转子转速的
增大,单位能耗呈上升趋势。单位能耗的计算
转子转速的增加,消耗的最大功率增加,虽然混
为消耗的总能量比上排胶量,在排胶量不变的
炼时间有所减少,但混炼消耗功率增加的速率
情况,单位能耗与功率和混炼时间成正比,随着
大于因转子转速增加引起混炼时间减少的速
・
34・ 世界橡
率,因此单位能耗呈上升趋势。
图2 转子转速与单位能耗的关系
(3)转子转速与生产能力的关系
从表1和图3可以看出,随着转子转速的
增大,生产能力也增加,生产能力是排胶量与混
炼时间的比值。
以上3条曲线都随转子转速的增加而增
加,这说明同步转子密炼机对胶料的剪切作用
强烈,并有非常强的吃胶能力 。
(4)转子转速与排胶温度的关系
从表I和图4可以看出,排胶温度都随转
子转速的增大而增大,这主要是因为剪切速率
和剪切应力与转子转速成正比的缘故。当转子
转速增加时,剪切速率和剪切应力也迅速增加,
导致混炼温度上升,从而使排胶温度大幅度增
加。
图3转子转速与生产能力的关系
\
趟
赠
赵
撼
图4转子转速与排胶温度的关系
从上面的分析可以看出,转子转速增加,导
胶工业 2010
致混炼温度增加,又会引起黏度下降,从而导致
混炼的分散效果下降,因此对硬质胶料可根据
不同的混炼阶段设定不同的转速,以实现优化
混炼。
(5)转子转速与混炼胶力学性能的关系
从表1和图5~8可以看出,大部分物理性
能参数都随转子转速的增加出现极值,即存在
“最佳转子转速”。这是因为当r偏小时,转子
对室内物料的剪切速率和剪切应力较小,甚至
出现胶料打滑现象,影响胶料的宏观均匀化,造
图5转子转速与混炼胶拉伸强度的关系
图6转子转速与混炼胶拉断伸长率的关系
言
鼎
菰
图7转子转速与混炼胶撕裂强度的关系
图8转子转速与混炼胶分散度的关系
第37卷第4期 陈国栋,等.同步转子密炼机转子转速的确定 ・35・
成混炼胶质量下降和混炼时间延长;当r偏大
时,剪切速率和剪切应力引起的生热增加,由于
冷却水带走的热量有限,从而引起混炼胶表观
佳值的问题,此最佳值就是混炼周期最短且各
批料间的标准偏差最小的转子转速(r)。因
此,生产时可根据自己的实际情况和硫化胶的
黏度的下降,结果造成剪切应力的下降和分散
效果的降低,从而引起胶料质量下降 。从以
上分析可以看出,转子转速(r)存在“最佳值”。
特性要求,确定密炼机的转子转速(r)。
参考文献:
[1] 汪传生.同步转子密炼机混炼橡胶原理的理论
和实验研究[c].北京:北京化工大学,2000.
[2] 张海,等.橡胶及塑料加工工艺[M].北京:化
学工业出版社,1996.189—190.
3 结 论
(1)总体而言,同步转子密炼机对胶料剪
切作用强烈,并有很强的吃胶能力。
[3]杨清芝.现代橡胶工艺学[M].北京:中国石化出
版社,1997.485.
(2)对于实际生产中所使用的同步转子密
炼机,转子转速(r)取值范围受配方、工艺条
件、加工方式和方法、机型和转子构型等诸多因
素的影响 ,只要各个条件确定,就有一个最
’’'’’'l'1
[责任编辑:朱胤]
收稿日期:20094)5.12
・
2信息传真:
^t‘tl。Il‘I
2010年泛长三角地区橡胶技贸交流暨信息发布会
征文启事
2010年是上海的世博之年,世界各国的最新科技成果将在上海这个国际舞台集中展现;2010年亦正逢《世界
橡胶工业》杂志创刊50周年,在上海这个杂志诞生地举办创刊纪念活动将具有十分独特的意义。因此。我刊编辑
部决定筹划2010年在沪举办《世界橡胶工业》杂志创刊5O周年系列活动,发挥刊物的传播、沟通作用,在宣传刊物
媒体自身的同时,亦让广大橡胶界同仁了解刊物主办方上海橡胶制品研究所建所50年的辉煌成就。
“2010年泛长三角地区橡胶技贸交流暨信息发布会”即是此系列活动的重要一环。《世界橡胶工业》杂志将会
同上海橡胶同业公会、浙江省橡胶工业协会、江苏省橡胶工业协会、安徽省橡胶工业协会、中国橡胶工业协会橡胶
制品分会一起共同举办此次发布会。会议暂定于2010年9月在上海举行,与您共商如何把握泛长三角地区橡胶
工业发展的新机遇和新挑战,欢迎业内同仁和橡胶配套行业踊跃参加,并发布相关信息。为加强企业问的交流与
合作,特开展征文活动。会议将邀请专家和与会代表共同推选和评定优秀论文,并颁奖。会议论文将择优在《世界
橡胶工业》杂志发表。
一
、
征文内容
●各类橡胶制品的技术现状、新品开发、工艺流程及装备技术
●各类橡胶原材料、加工助剂、仪器设备的应用推广
●各类橡胶制品的分析测试技术
●市场需求及预测,企业管理及营销策划
●后危机时代的机遇、挑战与对策
●区域合作与综合利用
二、征文要求
来稿必须内容详实,数据可靠,结构严谨,实用性强;
引用数据或资料必须注明出处,采用法定计量单位;
征文截止期为2010年7月31日,可以打印稿形式寄送或E—mail发送。
三、联系方式
上海市番禺路381号(200052) 《世界橡胶工业》编辑部(请注明“泛长三角会议”论文)
电话/传真:021 ̄2806035 E・mail:sjxjgY@yahoo.eom.cn联系人:朱胤
(本刊编辑部)
2024年5月19日发(作者:少醉易)
第37卷第4期
2010年4月
世界橡胶工业
World Rubber Industry
Vo1.37 No.4:32—35
Apr.2010
同步转子密炼机转子转速的确定
陈国栋 , 汪传生 , 刘生兰
(1.哈金森工业橡胶制品(苏州)有限公司,江苏苏t,11 215122;
2.青岛科技大学机电工程学院,山东青岛266042)
摘要: 试验研究了在同步转子密炼机填充系数、上顶栓压力和冷却水温度一定的条件下,改变转
子转速(r)后密炼机的混炼性能以及混炼胶的力学性能,表明转子转速(r)对密炼机的混炼特性有非常
显著的影响;在胶料配方和其他工艺条件一定的前提下,对密炼机而言,转子转速(r)存在最佳值。
关键词: 密炼机;转子转速;同步转子;混炼性能
中图分类号:TQ 330.4 3 文献标识码:B 文章编号:1671—8232(2010)04 ̄032-04
子转速0~250 r/rain,冷却水温度范围0~
0 前 言
转子转速(r)是密炼机设计和操作的重要
参数之一,也是唯一能够迅速改变混炼状态的
参数。r取值大小将不仅直接影响到密炼机的
消耗的最大功率、生产能力、单位能耗、混炼时
间和排胶温度,还将影响到混炼胶的性能(力
学性能和分散度等),其次还会影响到机台的
正常使用…。因此,研究转子转速(r)对混炼
过程的影响是十分必要的。
130℃,上顶栓压力0.1~0.6 MPa。
1.2 配方主要原材料及生产厂家
天然胶NR 100,N330 38.5,白炭黑15,
ZnO 3.5,SA 2.0,TESPT 3.0,增塑剂A 2.0,
RD 1.5,6PPD 2.0,PP一3 1.0,NOBS 1.5,S
1.0。其中,ZnO来自青岛氧化锌有限公司;
MgO来自上海思锐化工有限公司;高耐磨炭黑
N330来自青岛德固赛化工有限公司;白炭黑
来自上海孚化实业有限公司;TESPT来自日照
岚星化工有限公司;RD来自南京曙光化工厂;
其他原材料为常见市售产品。
1.3主要仪器和设备
目前生产的密炼机大都采用调速电机,这
样可以根据配方、工艺条件以及混炼阶段的不
同随时调整转子转速,以达到优化混炼的目的。
本工作就是在同步密炼机上顶栓压力、冷
却水温度和填充系数不变的条件下,通过密炼
x(K)一l60开炼机(上海橡胶机械厂);
QLB平板硫化机(上海第一橡胶机械厂);
xD一1电子显微镜(江苏光学仪器厂);AI一
机转子转速的改变,考察密炼机的混炼特性以
及混炼胶的力学性能,以期为密炼机的生产应
用及相关研究提供参考依据。实验配方采用具
有代表性的全钢子午胎胎面胶配方。
8000S电子拉力机(台湾高铁科技股份有限公
司);QP一16型橡胶、塑料冲片机(上海化工机
械四厂);Ks—DR—s型可塑度实验机(上海化
工机械四厂);Lx—A型硬度计(上海轻工业局
试验厂);MM4130C无转子硫化仪(北京瑞达
1 实 验
1.1 同步转子密炼机实验机台主要技术参数
主机型号x(s)M一1.7,转子速比1:1,转
作者简介:陈国栋(1979.),男,山东诸城人,哈金森工业橡胶
宇辰仪器有限公司);DG1000NT炭黑分散仪
(瑞典OPTIGRADE公司)。
1.4试样制备
1.4.1生胶塑炼条件
(1)用X(K)一l60开炼机塑炼,辊温
40℃~50℃:
制品(苏州)有限公司工业化工程师,主要从事橡胶材料的研
发和工艺管理工作。
(2)工艺条件为烘胶(3 d)一破胶(2 mm,
3次)一薄通(0.2 mm,17次)一放厚(5 mm,
第37卷第4期 陈国栋,等.同步转子密炼机转子转速的确定 ・33・
3次)一下片。 (5)硫化条件:采用QLB平板硫化机进行
1.4.2混炼工艺条件 试样硫化,条件为143℃×30 min×1 470 N(油
(1)加料顺序:生胶及塑解剂一小料及白
压)。
炭黑和一半炭黑一另一半炭黑一促进剂一清扫
1.5性能测试
一排胶。
硫化胶的定伸应力、拉伸强度和拉断伸长
(2)密炼机上顶栓压力为0.5 MPa,填充
率按照GB/T528—1998进行测定,拉伸速率为
系数为0.65,冷却水温度为40%。 500 mm/min;撕裂强度按GB/T529—1999测定,
(3)排料控制方法:采用时间一功率曲线 拉伸速率为500 ram/rain。
联合控制法,即分段加料采用时间控制法,最后
排料采用功率曲线控制法。所谓功率曲线控制
2结果与讨论
法,就是在加油后功率上升到最大值,然后下降
并平稳一定时间后进行排料。
2.1试验结果
(4)加硫磺压片条件:压片降温(3 mm, 通过试验,得出的转子转速对同步转子密
3次)一加硫磺一打三角包(1 mm,5个)一下片 炼机混炼性能及混炼胶力学性能的影响如表1
(5 mm)
所示。
表1转子转速对密炼机混炼性能及胶料力学性能的影响
2.2数据分析
(1)转子转速与最大功率的关系
从表1和图1可以看出,消耗的最大功率
随着转子转速的增大而增大。这是因为随着转
子转速的增大,转子对混炼室内物料的剪切速
率增加,转子所受到扭矩增大,因而所消耗的最
大功率增大。
(2)转子转速与单位能耗的关系
图1转子转速与最大功率的关系
从表1和图2可以看出,随着转子转速的
增大,单位能耗呈上升趋势。单位能耗的计算
转子转速的增加,消耗的最大功率增加,虽然混
为消耗的总能量比上排胶量,在排胶量不变的
炼时间有所减少,但混炼消耗功率增加的速率
情况,单位能耗与功率和混炼时间成正比,随着
大于因转子转速增加引起混炼时间减少的速
・
34・ 世界橡
率,因此单位能耗呈上升趋势。
图2 转子转速与单位能耗的关系
(3)转子转速与生产能力的关系
从表1和图3可以看出,随着转子转速的
增大,生产能力也增加,生产能力是排胶量与混
炼时间的比值。
以上3条曲线都随转子转速的增加而增
加,这说明同步转子密炼机对胶料的剪切作用
强烈,并有非常强的吃胶能力 。
(4)转子转速与排胶温度的关系
从表I和图4可以看出,排胶温度都随转
子转速的增大而增大,这主要是因为剪切速率
和剪切应力与转子转速成正比的缘故。当转子
转速增加时,剪切速率和剪切应力也迅速增加,
导致混炼温度上升,从而使排胶温度大幅度增
加。
图3转子转速与生产能力的关系
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趟
赠
赵
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图4转子转速与排胶温度的关系
从上面的分析可以看出,转子转速增加,导
胶工业 2010
致混炼温度增加,又会引起黏度下降,从而导致
混炼的分散效果下降,因此对硬质胶料可根据
不同的混炼阶段设定不同的转速,以实现优化
混炼。
(5)转子转速与混炼胶力学性能的关系
从表1和图5~8可以看出,大部分物理性
能参数都随转子转速的增加出现极值,即存在
“最佳转子转速”。这是因为当r偏小时,转子
对室内物料的剪切速率和剪切应力较小,甚至
出现胶料打滑现象,影响胶料的宏观均匀化,造
图5转子转速与混炼胶拉伸强度的关系
图6转子转速与混炼胶拉断伸长率的关系
言
鼎
菰
图7转子转速与混炼胶撕裂强度的关系
图8转子转速与混炼胶分散度的关系
第37卷第4期 陈国栋,等.同步转子密炼机转子转速的确定 ・35・
成混炼胶质量下降和混炼时间延长;当r偏大
时,剪切速率和剪切应力引起的生热增加,由于
冷却水带走的热量有限,从而引起混炼胶表观
佳值的问题,此最佳值就是混炼周期最短且各
批料间的标准偏差最小的转子转速(r)。因
此,生产时可根据自己的实际情况和硫化胶的
黏度的下降,结果造成剪切应力的下降和分散
效果的降低,从而引起胶料质量下降 。从以
上分析可以看出,转子转速(r)存在“最佳值”。
特性要求,确定密炼机的转子转速(r)。
参考文献:
[1] 汪传生.同步转子密炼机混炼橡胶原理的理论
和实验研究[c].北京:北京化工大学,2000.
[2] 张海,等.橡胶及塑料加工工艺[M].北京:化
学工业出版社,1996.189—190.
3 结 论
(1)总体而言,同步转子密炼机对胶料剪
切作用强烈,并有很强的吃胶能力。
[3]杨清芝.现代橡胶工艺学[M].北京:中国石化出
版社,1997.485.
(2)对于实际生产中所使用的同步转子密
炼机,转子转速(r)取值范围受配方、工艺条
件、加工方式和方法、机型和转子构型等诸多因
素的影响 ,只要各个条件确定,就有一个最
’’'’’'l'1
[责任编辑:朱胤]
收稿日期:20094)5.12
・
2信息传真:
^t‘tl。Il‘I
2010年泛长三角地区橡胶技贸交流暨信息发布会
征文启事
2010年是上海的世博之年,世界各国的最新科技成果将在上海这个国际舞台集中展现;2010年亦正逢《世界
橡胶工业》杂志创刊50周年,在上海这个杂志诞生地举办创刊纪念活动将具有十分独特的意义。因此。我刊编辑
部决定筹划2010年在沪举办《世界橡胶工业》杂志创刊5O周年系列活动,发挥刊物的传播、沟通作用,在宣传刊物
媒体自身的同时,亦让广大橡胶界同仁了解刊物主办方上海橡胶制品研究所建所50年的辉煌成就。
“2010年泛长三角地区橡胶技贸交流暨信息发布会”即是此系列活动的重要一环。《世界橡胶工业》杂志将会
同上海橡胶同业公会、浙江省橡胶工业协会、江苏省橡胶工业协会、安徽省橡胶工业协会、中国橡胶工业协会橡胶
制品分会一起共同举办此次发布会。会议暂定于2010年9月在上海举行,与您共商如何把握泛长三角地区橡胶
工业发展的新机遇和新挑战,欢迎业内同仁和橡胶配套行业踊跃参加,并发布相关信息。为加强企业问的交流与
合作,特开展征文活动。会议将邀请专家和与会代表共同推选和评定优秀论文,并颁奖。会议论文将择优在《世界
橡胶工业》杂志发表。
一
、
征文内容
●各类橡胶制品的技术现状、新品开发、工艺流程及装备技术
●各类橡胶原材料、加工助剂、仪器设备的应用推广
●各类橡胶制品的分析测试技术
●市场需求及预测,企业管理及营销策划
●后危机时代的机遇、挑战与对策
●区域合作与综合利用
二、征文要求
来稿必须内容详实,数据可靠,结构严谨,实用性强;
引用数据或资料必须注明出处,采用法定计量单位;
征文截止期为2010年7月31日,可以打印稿形式寄送或E—mail发送。
三、联系方式
上海市番禺路381号(200052) 《世界橡胶工业》编辑部(请注明“泛长三角会议”论文)
电话/传真:021 ̄2806035 E・mail:sjxjgY@yahoo.eom.cn联系人:朱胤
(本刊编辑部)