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第二节 工作原理和主要参数 §2－1 工作原理 §2－2 主要参数 §2－1 工作原理 在密炼室内，生胶的混炼和混炼胶的混炼过程，比开炼机的塑炼和混炼要复杂的多，物料加入密炼室后，就在由两个具有螺旋棱、有速比、相对回转的转子与密炼室壁，上、下顶栓组成的混炼系统内受到不断变化反复进行的强烈剪切和挤压作用，使胶料产生剪切变形，进行了强烈的捏炼。由于转子有螺旋棱，在混炼时胶料反复地进行轴向往复运动，起到了搅拌作用，致使混炼更为强烈。 密炼机的炼胶过程是比较复杂的，我们可以从下面的图简单地表示炼胶过程。 二、胶料在密炼室中所受的机械作用 1、 转子外表面与密炼室内壁间的捏炼作用 （ 椭圆型转子密炼机尤为明显） 转子表面与密炼室内壁间形成了一个环形间隙，当胶料通过此环形间隙时，则受到捏炼作用。 由于转子表面制有螺旋突棱，它与密炼室形成的间隙是变化的（如XM-50密炼机间隙为4-80mm,XM-250密炼机间隙为2.5-120mm），最小间隙在转子棱峰与密炼室内壁之间。当胶料通过此最小间隙时，受到强烈的挤压、剪切、拉伸作用，这种作用与开炼机两辊距的作用相似，但比开炼机的效果要大的多。这是由于转动的转子与固定不动的室壁之间胶料的速度梯度比开炼机大的多，而且，转子突棱与密炼室壁所形成的透射角尖锐。胶料在转子突棱尖端与密炼室内壁之间边捏炼，边通过，同时，还受到转子其余表面的类似滚压作用。 2 、两转子之间的混合搅拌、挤压作用（啮合型密炼机尤为明显） 两转子的椭圆形表面各点与转子轴心线的距离不等，因而具有不同的圆周速度。因此两转子间的间隙和速比不是一个恒定值，而是处处不同，时时变化的。 速度梯度最大值和最小值相差达几十倍。可使胶料受到强烈的剪切、挤压、搅拌作用。 3 、上下顶栓分流、剪切和交换作用 由于上、下顶栓顶部的分流作用，及两转子的转速不同，可使胶料在左右密炼室中进行折卷捣换。其中一侧转子前面的部分胶料（高压区）被挤压到对面密炼室转子后面（低压区），并随之带入料斗中。彼此往复捣换，如两台相邻开炼机连续倒替混炼时相似。 为了有效交换，一个转子必须把胶料直接拨到相对应的转子棱峰后部间隙中。否则，因压力平衡性阻止交换。这就要求两转子转到适当位置进行交换，这取决于速比。 4、 转子的轴向往复切割捏炼作用 胶料在转子上不仅会随转子作圆周运动，同时转子的螺旋突棱对物料产生轴向的推移作用，因此胶料还会沿轴向移动。由右面的突棱螺旋的受力分析可以看出，两突棱螺旋升角的不同其作用也不同，这样胶料在转子的轴向往复移动就形成了切割捏炼的作用。 GK四棱转子展开图 §2－2 主要参数 一、密炼机的容积 密炼机总容积为： 密炼机空容积－两转子容积 它是生产能力大小的主要参数，一般要按系列采用；GB9708-88规定，密炼机总容积的标准系列：1、1.5(1.7)、5、30、50、80(75)、160、190、270(250)、370L 工作容积为： 密炼机总容积×填充系数β 填充系数应根据胶料品种、工艺配方、工艺方法和上顶栓压力的大小选取。一般为0.5～0.75。 二、转子的转速与速比 1、转速 转子的转速是密炼机主要性能指标之一。 （1）转子转速对生产能力的影响 炼胶效率的高低，取决于施加在胶料上的剪切力的大小，而剪切应力受剪切速率的影响。由下式可看出： 提高 （2）转子转速对电机功率的影响 从公式和图4-14看 ，功率与转子转速 近似成正比。 N=4?η?u2B/h （3）转子转速对排胶温度的影响 混炼时，必须保持胶温在一定限度内，转子转速过快将使物料温度迅速上升，粘度下降，影响剪切效果，同时也降低了胶料的分散度。 在第一段混炼时，一般排胶温度应控制在130~1500C以下，否则除了会引起分散不良外，还容易使胶料发生化学反应，如出现热裂解、凝胶等现象。 最终混炼为防止焦烧，一般排胶温度控制在100~1200C以下。据此，为了获得最有效的混炼，也按不同的胶料选择最适宜的转子转速。 目前多速和调速密炼机的应用均被重视。 2、转子速比 密炼机转子的速比通常为1:1.15～1：1.18。近年来，新开发研制的同步转子密炼机，其转子速比为 1：1。 三、转子棱顶与密炼室内壁间隙 在流变学分析中已讲到，对胶料起分散作用的主要因素是,在转子棱顶与密炼室内壁间隙h形成的高剪切区内，间隙大小，直接影响胶料的及剪切应力和剪切速率。 生产实践证明：密炼机在使用若干年后，同等条件下，混炼胶的质量下降。 原因是：密炼机使用时间长了，转子棱与密炼室内壁会产生磨损，使转子棱顶与密炼室内壁间隙h增大，致使剪切应力和剪切速率减小，降