文献综述 - XK-160A开炼机设计

沈阳化工大学科亚学院毕业论文文献综述XK-160A 开炼机文献综述姓名： 摘要或引言开放式炼胶机发展与趋势正文开放式炼胶机简称开炼机，是橡胶机械的鼻祖，也是橡胶加工的基本设备之一。早在 1820 年就出现了人力带动的单辊槽式炼胶机。双滚筒开炼机于1826 年应用在橡胶加工生产中，至今已有 150 年的历史。近二十年来开炼机的设计制造水平早有了很大的提高，国产新型结构开炼机不断涌现。其外观和内部结构也得到很大的变化。有利于促进了开炼机的发展。随着橡胶工业的不断发展，开炼机在逐步的完善和更新。其发展动向是提高机械化自动水平，改善劳动条件，提高生产效率，缩小机台占地面积，完善附属和延长使用寿命等方面。1.开炼机在我国的发展在我国，1955 年开始设计制造开炼机，近几年来，国内一些生产厂家对开炼机的结构做了很多的改进，如将减速系统设置在左右支架内，安装在接料盘下面，在机架上设置了翻料装置，采用了液压调辊距及安全装置，尽量减少设备的自重和占地面积，努力提高设备的使用寿命等。目前国内的开炼机也形成完整系列，品种规格齐全，完全可以满足用户方面的要求。开炼机的辊筒及轴承采用双列调心滚子轴承，所以传动齿轮均集中在封箱体内，结构紧凑、传动效率高、润滑条件好。辊筒调距即可单调也可同时进行双调，操作方便自如。为减轻机器振动，机体与减速机分别安装，采用尼龙棒销万向联轴器。这种机器已达到国际先进水平，获得国内外用户青睐。1.1 开炼机传动结构开炼机可以通过电动机驱动，也可以由马达带动辊筒旋转，但由于制造年代和使用工艺条件的不同，传动结构各式各样，其中主要包括开式传动结构、闭式传动结构和双联传动结构。（1）开式传动结构早期开炼机普遍采用开式传动结构。开式传动结构简单，造价低廉，传动部分分散，安装调整繁琐。辊筒轴承通常采用铜或尼龙材质的滑动轴承，调距方式多为手动。前后辊筒速比通过安装在辊筒一端的速比齿轮来实现。由于前后辊筒的动力直接靠速比齿轮传递，而却生产过程中辊距需要调整，造成了速比齿轮的啮合不能处于理想状态，因此开式传动开炼机的传动齿轮寿命较短，传动效率较低。（2）闭式传动结构20 世纪七八十年代出现了闭式的开炼机，并迅速得到了用户的认可和推广，成为当时开炼机产品的标准形式。闭式传动结构开炼机将传动部分完全统一起来，把传动齿轮及速比齿轮全部集中到箱体内，减速机采用双轴输出，输出轴与辊轴之间靠万向轴器连接。闭式传动结构较开放式结构有了很大的进步。首先，将传动部分集中统一起来，便于安装和维修，而且齿轮的啮合精度和整体的机械效率大大提高。及延长了设备的使用寿命，有降低了无用功的消耗：其次，设备承载能力大大提高。滚筒轴承多采用圆柱滚筒轴承，运转更加平稳，使用寿命更长，不必经常更换轴承，减少了设备维修的工作量。(3)双联传动结构双联传动开炼机是我国近几年来开发出来的一种特殊结构形式开炼机，它由一台主电机和减速机同时驱动，减速机的双侧输出轴各驱动两个辊筒，减速机与辊筒之间通过齿轮联轴器连接。双联传动开炼机可以根据用户要求使两端的辊筒产生不同的速比，从而实现不同的炼胶工艺要求，而且两侧机体相距较近，缩短了胶料运输过程，提高胶料混炼效率。双链传动开炼机已经得到越来越多用户的认可。除上述 3 种结构形式外，为满足一些特殊使用环境及工艺要求，又陆续产生了整体式、角式传动和双电机驱动等多种机构形式开炼机，大大丰富了开炼机的产品结构类型，提高了开炼机的应用范围，极大地满足了不同用户的各种使用要求。1. 2 开炼机的分类和组成开炼机主要用于胶料的塑料、混炼、热炼、压片、破碎；再生胶的粉碎、混炼、 与精炼；还可以用于塑料树脂的混合及油漆压片等。按用途分为混炼机、热炼机、压 片机、破胶机、粉碎机、精炼机、再生胶捏练机及实验用的开炼机等。一般开炼机由两个平行放置并相对回转的辊筒组成，由轴承支承安装在两侧机架 上，横梁有螺栓与机架固定，组成一个力的封闭系统。两侧的机架下部用螺栓与机架 固定，组成一个机器整体。安装在机架上的调距机构，通过调距螺杆调整辊筒之间的 距离。为保持混炼时辊筒温度，油加热系统通过辊筒内腔提供一定的热量。如机器出 现紧急事故，可拉动安全杆，通过制动机构，使机器紧急刹车。2 开炼机安全装置及其工作原理开炼机的结构虽然不算复杂，但在使耐不安全酿较多生产中发生的人身和 机器事故屡见不鲜。安全与制动装置的设计在于防止人身和机器事故的产生或减少事 故的严重程度。为防止在炼胶过程中胶料的横压力超载或由于操作不当金属物落入辊 距中可能产生巨大的作用力，危及机器和人身的安全，在开炼机上装有安全装置。2.1 安全拉杆紧急刹车一拉动拉杆一行程开关。动作：切割主动电流接近制动器 1/4 转，制动器一般采用电磁抱闸式，简单可靠。2.2 安全垫片安全垫片的结构简单，能及时的卸荷，但垫片制造和更换麻烦。当开炼机超负荷时，一旦负荷超过垫片材料的剪切强度，垫片便被切断，此时辊距便增大，横压力急剧下降，这就保护了辊筒、机架等部件。安全垫片的材料多为铸铁，也有用碳素钢制 造的，用铸铁制造的垫片，其破坏强力过大时，会影响机器的安全。因而技术条件规 定：垫片用 HT15-33 铸铁制造后要经机械加工，要求厚度均匀，加工光滑，厚度误差不大于 0. 05 毫米，还要求每批垫片都要做实际试验后最终确定其厚度。2. 3 工作原理开炼机工作时，两个辊筒以不同的线速度相向回转。集中投放于辊筒上方的堆积物料。由于辊筒表面的摩擦和黏附作用被带入辊隙之内，逐渐形成楔形断面的料条， 在辊隙内物料受到强烈的挤压、剪切。因极大的机械撕裂作用，同时伴随高分子材料 分子链的氧化裂解，物料得以塑化；剪切使物料产生变形，増加了个组分之间的物料，由于其分布混合；足够大的的剪切应力也使物料分散开来。经辊隙而后排出的物料，由于两个辊筒的线速度和表面温度的差异而报覆于前辊筒上并重新返回两辊筒间隙 之间，周而复始。一定时间后，经多次的机械作用并因巨大的剪切形变所释放出的热量，物料逐渐趋于塑化并均勻混合，最终达到预期的捏炼效果，切割物料、下片，批料加工结束。3 发展趋势目前我国开炼机的技术水平和安全性能正在接近国际先进水平，但随着与之相配套设备及相关技术的不断发展，开炼机设备在产品结构方面仍然存在着很大的发展空间。3. 1 开炼机规格的大型化对于开炼机，大规格的开发己是大势所趋，况且国外已经具有应用大规格开炼机的成功经验，以我国机械行业现有的生产条件，完全可大规模生产直径为 760 和 810 等大规格开炼机，未来几年大规格开炼机必将成为开炼机市场的一个新卖点。3. 2 液压电机的改进液压技术在开炼机上应用是开炼机系列产品结构和性能上的一个重大突破，也是推动开炼机技术继续发展的重要力量。随着液压调距装置在开炼机上的成功应用，人们越来越认识到了液压技术所具有的动作平稳、控制灵活和安全可靠等这些机械式结构所无法比拟的优势。在国外，液压电机已经普遍作为开炼机的驱动装置。液压传动 开炼机具有以下特点：(1)结构简单，占地面积小。液压电机作为开炼机的动力装置，直接将扭矩传递给两 个辊筒，避免了反复的动力传递过程，节省了大量空间，对用户厂房的排布十分有利。(2)安装调整方便、快捷。液压传动开炼机结构小巧，安装时只需调整机体和辊筒部 分的精度就可以实现开炼机的正常运转。(3)维护保养容易。由于结构简单，液压传动开炼机的维护保养容易，并且液压电机的安装和拆卸都比较方便，可以节省大量的维护保养时间，为用户节省大量的资金和精力。(4)安全性能极好。液压电机作为开炼机的动力源，可以实现辊筒的快速制动，使辊 筒在极小的转动角度内实现完全制动，而且不会对设备造成大的冲击，最大限度地保 护设备和人员安全。总结我国橡胶机械制造业的发展虽然存在着科技发展相对滞后、市场化程度不高、机械加工手段不够先进、接触国际市场较晚以及国产液压元件和系统的稳定性差等诸多制约因素，但是，我们应该有信心克服这些制约因素，依靠我国自主研发力量推动国产开炼机的快速发展，逐步完善产品性能，达到国际先进水平，增强国产开炼机的国 际市场竞争力。参考文献：1.橡胶加工机械巫静安李木松化学工业出版社