轮胎制造工艺-密炼.ppt

1、密炼工艺基础知识 生产技术 2009-04-02,主 要 内 容,概述 密炼机工作原理 密炼设备 密炼作业流程 密炼的工艺因素 子午胎胶料的混炼特点 胶料的质量检测 密炼对轮胎生产的影响 密炼技术发展,概述,目的 为什么要对胶料进行密炼？ -轮胎各部件的性能要求； -生胶强度； -各部件胶料的加工性能要求； -成本 定义 通过密炼机转子在密炼室旋转时的剪切混合作用，对配方中的生胶分子链进行破碎，并与加入的补强剂、硫化剂、防老剂等加工助剂进行混合，形成材料分布均匀、流变性能适宜的混炼胶。,概述,混炼方式 -密炼 使用密闭式密炼机 直接法 一次完成； 两段法 母炼+终炼； 多段法 碳黑母炼，母炼（

2、一次或多次），再炼，终炼。 -开炼 使用开炼机 使用开炼机，物料依次加入。,密炼机的工作原理,密炼机的基本构造 工作系统 -密炼室 -上顶栓 -转子 -卸料门 -加热冷却系统 辅助系统 -润滑系统 -密封系统 -电机传动装置,密炼机的工作原理,混炼实际上是一种力化学过程。 机械力 胶料从加料口进入被带入两转子间受到机械剪切力的作用，并随转子回转。如此反复循环和受力，使胶料得到混合。 由于转子端面构造的不同，因此转子之间的速比变化较大，范围在0.91-1.41之间。 转子表面的突棱使胶料绕转子运动的同时，还发生轴向移动，进一步增加胶料之间的混合和摩擦作用。 化学反应 由于摩擦会产生静电，使氧气活

3、化，在高温作用下，这些活化氧使橡胶大分子发生氧化断裂。,密炼设备,核心设备 -密炼机（internal mixer） 1）GK型密炼机 德国WP公司开发制造 湖南益阳橡胶机械厂80年代引进其技术 应用最广：切线型转子 N系列； 啮合型转子 E系列 GK系列主要有：GK270，GK370，GK650， SEYEN410,密炼设备,2） BANBURY型密炼机 美国FARREL公司开发制造，故又称为F系列。 大连橡胶机械厂加以消化吸收，逐步开发出中国 的F系列密炼机。 F系列目前主要有F270，F370，F620等。 3）英国FRANCIS.SHOW公司开始生产啮合型密炼机， 称为K型密炼机。 目

4、前我国轮胎行业主要使用的是GK系列。,密炼设备,辅助装备 1）碳黑输送、喂料系统： 功能：输送、储存、称量、加料等。 主要装备：压送罐、日储斗、碳黑称、检量称等。 2）油料输送、喂料系统： 功能：油料的输送、储存、称量、加料等。 主要装备：脱水罐、保温罐、电子称、注油泵等。,密炼设备,3）上辅机系统（PC机）： 功能：信息的采集、输入、处理、显示等。 4） 细料称量系统： 功能：细料的称量、配合等。 有自动方式，也有手动方式。 主要装备：全自动细料称量系统、电子台 称、磅秤等。,密炼设备,5） 切胶机： 功能：生胶的分割等。 主要装备：单刀切胶机、多刀切胶机。 6） 出片装置： 功能：将主机排

5、出的物料压成连续的薄片。 主要装备：挤出机或开炼机。 7） 胶片冷却系统： 功能：胶片悬挂、冷却、收取。 主要装备：胶片冷却系统。,密炼作业流程,检测,密炼作业流程,密炼作业流程,烘胶、切胶 -RSS块头太大（600*600*600mm），无法加料； -冬季NR胶温低，手感很硬。 细料称量 -自动称量：防老剂、活性剂、粘合剂等； -手动称量：促进剂、硫化剂、填充剂等。 碳黑输送与称量 -集中输送，螺旋加料，电子称自动称量,密炼作业流程,油料输送与称量 -高温脱水，高温输送，电子称自动称量 配方输入与选择 -新配方、修改配方 上位机输入； -老配方 下位机选择、确认 混炼 母炼、再炼、终炼,密炼

6、作业流程,出片 挤出机出片： 单螺杆/双螺杆 开炼机出片： 单台/双台 胶片冷却 胶片冷却联动线， 收胶与标识 检验与放行 母炼：门尼； 终炼：硬度、比重、门尼、硫变仪等。,密炼的工艺因素,转子转速 母炼：4070rpm; 终炼：1540rpm； 再炼：3050rpm 转子形状 剪切型：4WH，4WS，6WI，ZZ2； 啮合型：E，SN4：,密炼的工艺因素,加料顺序和时间 影响分散效果、生产效率。 -油料的加入时间； -碳黑的加入时间 常规顺序：生胶；活性剂、防老剂、其他助剂；碳 黑；软化剂（油）； 硫化促进剂。 逆式：碳黑先加，可以大幅度提高生产效率。但对密炼机的功率要求较高，此外，上顶栓压

7、力也必须可以随机进行调整。,密炼的工艺因素,冷却水温度与压力 冷却水转子或密炼室温度混炼过程升温速度混炼时间胶料混炼质量。但冷却水温度太低，容易导致密炼室内壁和转子表面结露，造成胶料打滑，降低炼胶效率。 通常，冷却水要求：压力 0.2Mpa； 温度 3010,密炼的工艺因素,过程控制方式 -时间控制； -温度控制； -能量控制； -温度时间控制； -时间能量控制； -时间温度能量控制； -瞬时功率控制,密炼的工艺因素,上顶栓压力 动力形式： 风压式 压力受气源压力变化容易发生波动，能耗大，使用成本教高，噪音也大。但上顶栓可以随密炼室内部压力变化而上下浮动； 液压式 压力稳定，但上顶栓浮动困难，

8、影响设备寿命。 胶料表面压力：无论哪种动力形式，上顶栓对胶料表面的压力都基本保持一致。通常： 母炼 0.5-0.6MPa； 终炼 0.3-0.5MPa；,密炼的工艺因素,填充系数 一般取0.75左右 填充系数大，生热大，散热困难，升温快； 填充系数小，生热慢，单车产量低，影响生 产效率。 门尼高、硬度高的胶料应适当降低填充系数。有SILICA的胶料通常填充系数也取得小一点。,子午胎胶料的混炼特点,胶料性能要求高 胎侧很薄，承担的屈挠变形比斜交胎大； PCR胎面，要求低滚动阻力，符合绿色环保要求。 配方品种多 轮胎部件多，产品市场细分要求高 PCR胎面：PCR、LT、雪地、UHP等,子午胎胶料的

9、混炼特点,胶料硬度高 碳黑结构高，填充量大；软化油用量少或不用。 TBR胎面、带束层等基本不用软化剂。 胶料生产分段多，生产效率低 平均三段，少数五段、六段。 白碳黑和不溶性硫磺广泛使用 胶料的加工性能要求严格,胶料的质量检测,一个配方胶料混炼完成后，必须对其进行检查，确认其物料混炼是否均匀，性能是否符合预定要求。 检测主要分为两大部分： 1）快速测定 均匀性：密度、硬度、可塑度； 流变性能：门尼、硫变仪等。,密炼胶料的质量检测,2） 配方研究 通过一系列物理性能、硫化性能测试比较，对胶料的配方性能极其生产工艺进行研究分析 。项目主要有： -强伸性能 -碳黑分散 -焦烧性能 -动态分析 -磨耗性能等。,密炼对轮胎生产的影响,密炼生产的胶料，是后道工序轮胎各部件制造的基本材料。因此，胶料性能的好坏，对后续生产及轮胎产品性能，有着至关重要的作用。 对部件加工的影响 压出： 尺寸稳定性，生热，内部气孔； 压延： 帘布经密，贴胶效果； 成型： 喷霜，胶料不粘； 硫化： 缺胶。,密炼对轮胎生产的影响,对轮胎产品的影响 -轮胎均匀性 RFV，RRO，LRO，BPS； -耐久性能 胎侧龟裂， 胎面崩花，异物，生热异常， 部件脱层等等； -外观缺陷 打磨，缺胶补疤。,密炼技术发展,双转子连续混炼 FCM（Farrel Continuous Mixer） 转子