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20101105第3课开炼机主要零部件


2.3 开炼机主要零部件
开炼机的主要零部件包括:辊筒、滚筒轴承、 开炼机的主要零部件包括:辊筒、滚筒轴承、 调距装置、机架、横梁及安全装置等 调距装置、机架、横梁及安全装置等。根据开炼机 的使用特点和主要零部件在机台中所发挥作用的重 要程度的差异,这些零部件设置有不同的承载能力。 要程度的差异,这些零部件设置有不同的承载能力。 安全系数的选用原则是按机架 机架5.0&

gt; 横梁 横梁4.0-5.0> 辊 安全系数的选用原则是按机架 调距螺杆2.3> 调距螺母 调距螺母2.0> 安全垫片 筒2.5-3.1>调距螺杆 调距螺杆 1.5。 。

2.3.1 辊筒
(1) 性能要求 辊筒是开炼机直接承担与完成炼胶作业的主要零部件。 辊筒是开炼机直接承担与完成炼胶作业的主要零部件。考虑 到辊筒在工作时要承受很大的负荷力、 到辊筒在工作时要承受很大的负荷力、物料的强烈摩擦及较 大的温度变化,因此辊筒在技术性能上应具备以下特点: 大的温度变化,因此辊筒在技术性能上应具备以下特点 ①具有足够的力学强度和刚度。 具有足够的力学强度和刚度。 ②工作表面应具有较高的耐磨性、耐化学腐蚀性和抗剥落性 工作表面应具有较高的耐磨性、 ③良好的导热性能。 良好的导热性能。 ④合理的几何形状。 合理的几何形状。 ⑤制造简单,价格便宜。 制造简单,价格便宜。

(2)辊筒材料 )
辊筒的材料一般多采用冷硬铸铁。 辊筒的材料一般多采用冷硬铸铁。这种材料表面组织坚 冷硬铸铁 耐磨损、耐腐蚀;内部韧性较好,强度大;易导热、 硬、 耐磨损、耐腐蚀;内部韧性较好,强度大;易导热、 易加工、造价低。 易加工、造价低。 冷硬铸铁辊筒分为普通冷硬铸铁 冷硬铸铁辊筒分为普通冷硬铸铁(LTG-P)和合金冷硬铸铁 普通冷硬铸铁 和 (LTG-H) 两种。合金冷硬铸铁的表面硬度及工作强度等性 两种。 能更为优异,因此使用寿命延长。 铬钼或低镍铬合金冷硬 能更为优异,因此使用寿命延长。以铬钼或低镍铬合金冷硬 铸铁制造的辊筒在其力学强度与表面白口层硬度方面皆有提 另外,一种复合型的低镍铬球墨无限冷硬铸铁 复合型的低镍铬球墨无限冷硬铸铁更有益于 高。另外,一种复合型的低镍铬球墨无限冷硬铸铁更有益于 辊筒综合力学性能的提高。试验用的小规格辊筒, 辊筒综合力学性能的提高。试验用的小规格辊筒,为制造方 便也有采用中碳钢焊接制成;大规格的辊筒可用铸钢 中碳钢焊接制成 铸钢分段铸 便也有采用中碳钢焊接制成;大规格的辊筒可用铸钢分段铸 造后再焊接制成,这可免去复杂的冷硬铸造。 造后再焊接制成,这可免去复杂的冷硬铸造。钢制辊筒可采 用表面淬火、渗碳等热处理方法,获得足够的表面硬度。 用表面淬火、渗碳等热处理方法,获得足够的表面硬度。

(3)辊筒的结构形状与各部分尺寸 )
辊筒的结构 开炼机的辊筒一般分为三部分。 开炼机的辊筒一般分为三部分。 这三部分是辊筒体(直径为 的工作部分 的工作部分), 这三部分是辊筒体(直径为D的工作部分), 辊筒体 轴颈部分(直径为d1的支撑部分,装轴承), 轴颈部分(直径为 的支撑部分,装轴承), 的支撑部分 传动部分(直径为d2, ,装传动齿轮)。 传动部分(直径为 ,d3,装传动齿轮)。

后辊

前辊

轴颈

传动部分

图1 辊筒形状
Fig. 2 The form of mill

辊筒的尺寸
辊筒各部分的尺寸是以工作部分的直径D 辊筒各部分的尺寸是以工作部分的直径 为基础,根据经验资料确定的。P7表1-7。 为基础,根据经验资料确定的。P7表1-7。 只要知道了直径D,其他个部分的尺寸都可以 只要知道了直径 其他个部分的尺寸都可以 计算出来. 计算出来

辊筒的结构

辊筒各部分尺寸

辊筒的表面形状
开炼机的用途,辊筒的表面形状也不同。 开炼机的用途,辊筒的表面形状也不同。 表面光滑的辊筒多用于塑炼、混炼、压片、 表面光滑的辊筒多用于塑炼、混炼、压片、 热炼、精炼, 热炼、精炼,表面带有沟纹的辊筒多用于破 洗胶、破碎、热炼。 胶、洗胶、破碎、热炼。

(4) 辊筒的受力情况
开炼机的辊筒工作时受到横压力(径向力)、 开炼机的辊筒工作时受到横压力(径向力)、 摩擦力(切向力)、温度应力、 )、温度应力 摩擦力(切向力)、温度应力、大小驱动齿 轮和速比齿轮的作用力。此外,还有自重。 轮和速比齿轮的作用力。此外,还有自重。 以后辊筒为例, 以后辊筒为例,受到 大小驱动齿轮的作用 力,大小速比齿轮的 作用力。 作用力。齿轮排列如 图。

辊筒受到横压力作用, 辊筒受到横压力作用,承受弯曲应 力,同时受到胶料的摩擦力和轴承的摩 擦力作用,因而辊筒又要承受扭转应力, 擦力作用,因而辊筒又要承受扭转应力, 所以辊筒实际上受弯扭复合应力。 所以辊筒实际上受弯扭复合应力。 一般只对后辊筒进行强度校核。 一般只对后辊筒进行强度校核。

2.3.2 辊筒轴承
开炼机的工作负荷大、 开炼机的工作负荷大、辊筒运转速度较 工作温度较高。 低、工作温度较高。因此要求轴承承载能力 耐磨、使用寿命长、制造及安装方便。 强、耐磨、使用寿命长、制造及安装方便。 所以开炼机的辊筒多采用滑动轴承予以支撑, 所以开炼机的辊筒多采用滑动轴承予以支撑, 对一些性能较优的大型、 对一些性能较优的大型、快速开炼机有使用 滚动轴承支撑辊筒的。 滚动轴承支撑辊筒的。

(1)滑动轴承 )滑动轴承sliding bearing
滑动轴承由轴承体和轴衬两部分组成。 滑动轴承由轴承体和轴衬两部分组成。轴承体用铸铁或 轴承体 两部分组成 铸钢制造.而轴衬用铸锡青铜或尼龙来制造。 铸钢制造.而轴衬用铸锡青铜或尼龙来制造。轴被轴承支承 的部分称为轴颈,与轴颈相配的零件称为轴瓦。 的部分称为轴颈,与轴颈相配的零件称为轴瓦。为了改善轴 瓦表面的摩擦性质而在其内表面上浇铸的减摩材料层称为轴 衬。 滑动轴承结构简单、制造方便、成本低。 滑动轴承结构简单、制造方便、成本低。 与青铜轴衬相比.填充 尼龙轴衬具有多种优点. 与青铜轴衬相比.填充MC尼龙轴衬具有多种优点.是一种 尼龙轴衬具有多种优点 新型轴衬材料。 新型轴衬材料。

滑动轴承的优缺点
①耐磨性能好.使用寿命比青铜轴衬高一倍以上。 耐磨性能好.使用寿命比青铜轴衬高一倍以上。 密度小.其密度仅为铸锡青铜的1/ 左右 左右. ②密度小.其密度仅为铸锡青铜的 /8左右.减轻了 构件的质量。 构件的质量。 具有良好的储油能力和自润滑性能. ③具有良好的储油能力和自润滑性能.一般情况下不 必使用润滑油。 必使用润滑油。 抗冲击、吸振、消声.无应力集中。 ④抗冲击、吸振、消声.无应力集中。 ⑤机械加工容易、安装方便、维护简单。 机械加工容易、安装方便、维护简单。 摩擦因数小、生热少、节能效果明显。 ⑥摩擦因数小、生热少、节能效果明显。 成本较低,约为青铜材料的50~60%。 ⑦成本较低,约为青铜材料的 。 尼龙轴衬的缺点是导热性差、热膨胀较大。 尼龙轴衬的缺点是导热性差、热膨胀较大。

滑动轴承的润滑
滑动轴承在非液体摩擦状态下工作。 滑动轴承在非液体摩擦状态下工作。因承受的 负荷很大,必须很好地进行润滑。 负荷很大,必须很好地进行润滑。润滑方式有滴油 润滑法、间歇加油润滑法和连续强制润滑法。 润滑法、间歇加油润滑法和连续强制润滑法。润滑 剂为干黄油和稀机油。 剂为干黄油和稀机油。 开炼机的润滑主要是轴承的润滑, 开炼机的润滑主要是轴承的润滑,有单独润滑 和集中润滑。 和集中润滑。单独润滑是每个轴承分别稀油或干油 润滑,集中润滑是一个油泵供油, 润滑,集中润滑是一个油泵供油,经分配器供给每 个需要油的轴承。 个需要油的轴承。

滑动轴承的结构
如书图1-7( )所示。 如书图 (P8)所示。

(2)滚动轴承 )滚动轴承rolling bearing
近年来, 近年来,在大型开炼机上使用了双列滚 动轴承,如图所示。滚动轴承摩擦损失小、 动轴承,如图所示。滚动轴承摩擦损失小、 节能、润滑油的消耗量较少、使用寿命长、 节能、润滑油的消耗量较少、使用寿命长、 维护方便,但是配套困难、价格高,国内尚 维护方便,但是配套困难、价格高, 未广泛使用。 未广泛使用。

向心球面滚子轴承

滚动轴承

滑动轴承与滚动轴承的区别
滚动轴承和滑动轴承的区别首先表象在 结构上, 结构上,滚动轴承是靠滚动体的转动来支撑 转动轴的,因而接触部位是一个点, 转动轴的,因而接触部位是一个点,滚动体 越多,接触点就越多; 越多,接触点就越多;滑动轴承是靠平滑的 面来支撑转动轴的,因而接触部位是一个面。 面来支撑转动轴的,因而接触部位是一个面。 其次是运动方式不同, 其次是运动方式不同,滚动轴承的运动方式 是滚动;滑动轴承的运动方式是滑动, 是滚动;滑动轴承的运动方式是滑动,因而 摩擦形式上也就完全不相同。 摩擦形式上也就完全不相同。

2.3.3 辊距调整装置
开炼机在工作时因加工物料及工艺过程 的不同,对辊距大小的要求也不一样。 的不同,对辊距大小的要求也不一样。辊距 调整量的大小视机台的规格而定, 调整量的大小视机台的规格而定,调距范围 一般在0.1-15mm之间。 之间。 一般在 之间 调距装置按结构形式的不同分为手动、 调距装置按结构形式的不同分为手动、 手动 电动、液压传动三种 三种。 电动、液压传动三种。目前以前两种形式为 主。

(1)手动调距装置 )
图1-25是常用的一种。蜗轮蜗杆传动。 是常用的一种。蜗轮蜗杆传动。 是常用的一种

另外,在中小型开炼机上,为便于操作, 另外,在中小型开炼机上,为便于操作,常 采用图1-9的形式。用螺旋齿轮代替了蜗轮蜗 采用图 的形式。 的形式 杆传动。手动调距装置结构简单、工作可靠, 杆传动。手动调距装置结构简单、工作可靠, 但劳动强度大,适用于中小型开炼机。 但劳动强度大,适用于中小型开炼机。

(2)电动调距装置 )
如图1-27所示。与手动调距装置不同的是以 所示。 如图 所示 电动机代替手轮。操作简单、动作可靠, 电动机代替手轮。操作简单、动作可靠,但 结构复杂,一般用于大型开炼机。 结构复杂,一般用于大型开炼机。

(3)手电结合式调距装置 ) 手电结合式调距 装置结合前两者的特 点,调距既简单又精 但结构复杂。 确,但结构复杂。

(4)液压调距装置 )
液压调距装置以液压力作为调距动力, 液压调距装置以液压力作为调距动力, 在机架内与轴承体相对应的位置处设有两增 压油缸,推动辊筒位移。结构简单, 压油缸,推动辊筒位移。结构简单,操作方 缺点是不易维护,不能自动退回。 便。缺点是不易维护,不能自动退回。

2.3.4 安全制动装置
开炼机属于开式、手工操作的机台, 开炼机属于开式、手工操作的机台,工 作负荷大, 作负荷大,工作过程中很容易发生人身及机 械事故,安全制动装置显得尤为重要。 械事故,安全制动装置显得尤为重要。

(1)安全装置 )
安全装置有安全垫片和安全拉杆。 安全装置有安全垫片和安全拉杆。 图中2为安全垫片 为安全垫片。 图中 为安全垫片。

安全垫片
作用:保护滚筒机架等重要零部件。 作用:保护滚筒机架等重要零部件。 材料:铸铁或碳素钢。用铸铁制造垫片, 材料:铸铁或碳素钢。用铸铁制造垫片,破 坏时灵敏性高,但制造质量不易保证; 坏时灵敏性高,但制造质量不易保证;用碳 素钢制造垫片,制造质量好, 素钢制造垫片,制造质量好,但破坏时灵敏 性差,有延续作用。 性差,有延续作用。 使用特点:制造容易,更换方便,成本低。 使用特点:制造容易,更换方便,成本低。 但在冲击载荷下,承载能力降低,更换频繁, 但在冲击载荷下,承载能力降低,更换频繁, 而且需要停机更换,影响生产。 而且需要停机更换,影响生产。因此在新型 开炼机上开始采用液压安全装置。 开炼机上开始采用液压安全装置。 液压安全装置

安全拉杆
安全拉杆位于开炼机的横梁上。 安全拉杆位于开炼机的横梁上。紧急刹 车时,拉动拉杆使行程开关动作。 车时,拉动拉杆使行程开关动作。完成两个 动作,一切断主电机电源, 动作,一切断主电机电源,二接通制动器电 源。制动装置的作用就是要克服电动机的惯 性转动,使开炼机迅速制动。 性转动,使开炼机迅速制动。

安全拉杆

图中11为安全拉杆 图中 为安全拉杆

图1 常用开炼机的基本结构 Fig.1 The basic structure of common mill for rubber

液压安全装置

液压安全装置安装在前滚筒调距螺杆与 轴承之间,通过泄油压使得辊距放大, 轴承之间,通过泄油压使得辊距放大,横压 力下降, 下降到低于给定压力后, 力下降,当P下降到低于给定压力后,油压 下降到低于给定压力后 可自动推动前滚筒回复到原来的辊距。 可自动推动前滚筒回复到原来的辊距。 特点是不用更换零件,便于控制。 特点是不用更换零件,便于控制。

(2)制动装置 )
制动装置的位置: 制动装置的位置:装在电机与连轴器之间的 联轴节上, 联轴节上,操纵装置装在工人操作位置的附 拉杆上或脚踏板上,或二者都装。 近,拉杆上或脚踏板上,或二者都装。 对制动装置的要求: 对制动装置的要求:①控制位置要适合操作 人员使用方便。 装置要经常属于正常状态。 人员使用方便。②装置要经常属于正常状态。 空转制动后, ③空转制动后,前滚筒继续回转不得超过滚 筒圆周的1/4。 筒圆周的 。 常用制动方法是电磁控制制动法 近年来, 电磁控制制动法。 常用制动方法是电磁控制制动法。近年来, 在小型开炼机的设计中有采用电机能耗制动 法。

电磁控制制动装置
电磁控制制动装置有块式和带式两种。 电磁控制制动装置有块式和带式两种。 块式制动器又称 电磁抱闸制动器。 电磁抱闸制动器。 电磁抱闸制动法 简单可靠, 简单可靠,为大 部分开炼机采用。 部分开炼机采用。

能耗制动原理
在停机时,先切断主电机电源, 在停机时,先切断主电机电源,同时在电机 定子两相绕组中通入直流电源, 定子两相绕组中通入直流电源,便产生与电 动机转向相反的转距,从而达到制动。 动机转向相反的转距,从而达到制动。这种 方法在各种开炼机上广泛应用。 方法在各种开炼机上广泛应用。

2.3.5 辊温调节装置
为确保物料的有效捏炼, 为确保物料的有效捏炼,开炼机的辊筒 表面需要保持一定温度, 表面需要保持一定温度,而且温度因物料与 工艺的不同而不同,( ,(如橡胶塑炼温度在 工艺的不同而不同,(如橡胶塑炼温度在 30~50℃左右,天然胶在 ℃左右,混炼时 ℃左右,天然胶在60℃左右, 一般不超过75~90℃,以防止早期硫化。) 一般不超过 ℃ 以防止早期硫化。) 这就需要辊温调节装置。 这就需要辊温调节装置。

开炼机的工作温度
工作温度对开炼机的加工性能有很大的 影响。对橡胶塑炼而言, 影响。对橡胶塑炼而言,较低的辊筒温度可 获得较好的塑炼效果。天然胶容易包热辊, 获得较好的塑炼效果。天然胶容易包热辊, 因此混炼时通常前辊温度控制在55 60℃, 55~ 因此混炼时通常前辊温度控制在55~60℃, 后辊50 55℃。 50~ 后辊50~55℃。多数合成胶在混炼时生热量 较大,故两辊温度均应比天然胶低5 较大,故两辊温度均应比天然胶低5~10℃, 而多数合成胶容易包冷辊, 而多数合成胶容易包冷辊,所以前辊温度要 低于后辊温度。 低于后辊温度。

(1)类型与结构 )
常见的调温装置有两种, 常见的调温装置有两种,一种是开式调温装 主要用在需要冷却的炼胶机上。 置,主要用在需要冷却的炼胶机上。一种是 闭式调温装置, 闭式调温装置,主要用在需要加热的炼塑机 上

开式调温装置

闭式调温装置

(2)强化辊筒冷却效果的措施 ) ①严格控制冷却水的初温,10℃左右。 严格控制冷却水的初温, ℃左右。 ②滚筒内表面加工时要清理干净 ③严格控制冷却水的质量 ④滚筒在使用过程中要经常清洗 在保证强度的条件下,减小滚筒的厚度。 ⑤在保证强度的条件下,减小滚筒的厚度。

2.3.6 翻胶装置
翻胶装置位于压片机的上方, 翻胶装置位于压片机的上方,可机械翻动胶 以代替人工割胶、翻胶及打胶包等, 料,以代替人工割胶、翻胶及打胶包等,使 胶料进一步混炼均匀。可降低劳动强度, 胶料进一步混炼均匀。可降低劳动强度,增 大机器的加料容量、减少废料, 大机器的加料容量、减少废料,提高胶料工 艺质量、减少能耗。 艺质量、减少能耗。 结构如下图所示。 结构如下图所示。

翻胶装置的结构
从辊距经前辊拉出的胶片通过挡胶器4到压辊 和翻 从辊距经前辊拉出的胶片通过挡胶器 到压辊1和翻 到压辊 胶辊2之间 再从两辊间进入辊距。 可随双向丝杠 之间, 胶辊 之间,再从两辊间进入辊距。4可随双向丝杠 3左右移动。胶料可轴向、周向运动。 左右移动。胶料可轴向、周向运动。 左右移动

带翻胶装置开炼机
翻胶装置

复习题
1. 了解当代炼胶车间的特点。 了解当代炼胶车间的特点。 2. 掌握开炼机主要用途及分类方法。 掌握开炼机主要用途及分类方法。 3. 掌握塑炼、混炼、压片、供胶及热炼等工艺的概念及 掌握塑炼、混炼、压片、 他们之间的区别。 他们之间的区别。 4. 了解开炼机基本结构,掌握几种典型的开炼机的主要 了解开炼机基本结构, 区别。 区别。 5. 掌握开炼机的工作原理。 掌握开炼机的工作原理。 6. 掌握开炼机强化炼胶效果应具备的条件。 掌握开炼机强化炼胶效果应具备的条件。 7. 了解开炼机规格表示方法和主要技术特征。 了解开炼机规格表示方法和主要技术特征。 8. 掌握横压力的概念及其影响因素。 掌握横压力的概念及其影响因素。 9. 了解横压力计算的几种方法及其区别。 了解横压力计算的几种方法及其区别。

10. 掌握开炼机功率消耗的特点。 掌握开炼机功率消耗的特点。 11. 了解开炼机传动功率几种计算方法及其区别。 了解开炼机传动功率几种计算方法及其区别。 12. 了解开炼机产量计算方法及其影响因素。 了解开炼机产量计算方法及其影响因素。 13. 掌握开炼机辊筒的作用、要求、所用的材料 掌握开炼机辊筒的作用、要求、所用的材料. 14. 掌握开炼机辊筒轴承的作用、位置、类型及 掌握开炼机辊筒轴承的作用、位置、 润滑方法。 润滑方法。 15. 掌握开炼机辊筒调距装置的作用、位置、调 掌握开炼机辊筒调距装置的作用、位置、 整范围、分类及其具体结构。 整范围、分类及其具体结构。 16. 了解开炼机的传动型式以及电机选择要求。 了解开炼机的传动型式以及电机选择要求。


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