密炼机转子
传动系统和主要零部件--转子,密炼室设计
A、转子的主要外形尺寸如图所示：
B、转子工作部分设计图的画法
Ⅰ、确定转子回转直径D，并确定转子工作部分的长度L； 绘矩形。 Ⅱ、在矩形上分出 l1 和 l2 ,并将l1和l2分成n0～nn等分；
Ⅲ、计算长棱与断棱螺旋所对应的中心角β1和β2；
I 1 360 o 1= t1
I 2 360 o 2= t2
（2）转子内表面开 螺旋沟槽（GK系 列）； （3）一般强制冷却 式
如图所示为 转子 的强制冷却。
强制循环式
6、转子强度与刚度计算 （1）受力分析 由于转子的受力情况复杂，转子承受的作用力 有扭矩、胶料的作用力、转子和齿轮的自重等，
要做一些简化，对于转子的受力分析，目前也
有不同的看法，有的认为，转子炼胶时在一侧 只受到胶料的均布载荷作用，与开炼机类似只 受中部横压力的作用。
严重裂纹的转子堆焊
轻微裂纹的转子堆焊
3、转子类型与结构
椭圆型 圆筒型 三角型 二棱
按转子端面形状可分为
椭圆型转子按螺旋棱数目不同
三棱
四棱
六棱
二 棱 转 子 图
F
四 棱 转 子 图
三棱同步转子图
四棱转子图
六棱VCMT转子图
4、 转子的结构设计
椭圆形转子工作部分的横截面是椭圆形的。转 子突棱有转子工作部分的两端呈螺旋形向中心 前进，一左旋，一右旋，互不相干；一长一短， 互不相连。转子结构特征的主要特征参数主要 由转子工作部分最大回转直径及长度、突棱的 长度、突棱的螺旋角、突棱顶的宽度等。转子 各部分尺寸是根据转子工作部分回转直径来确 定的。下表是转子各部分主要尺寸关系 ：
I1－短螺旋棱轴向长度 I2－长螺旋棱轴向长度 t1－短螺旋棱的螺距 t2－长螺旋棱的螺距 Ⅳ、将β1和β2分成相应的a0～an n等分；
密炼机同步转子技术
（2）独特的转子构型
同步转子除了两转子间的速比为1:1外，更
重要的是两转子的构型发生了变化。它按棱数的
不同，可以分为两棱、三棱、四棱和六棱同步转
子等，目前广泛采用的是两棱和四棱同步转子。
同步转子与异步转子的构型区别，主要表现在：
长短棱的长度、分布及排列型式，突棱螺旋角的
大小，以及突棱之间螺旋角的差值等等。一般来
控制作用，故在传热
方面有了重大改进，
这一结构还提高了转
子的强度和刚度。
§3 同步转子的优点
（1）吃料能力，剪切、撕裂及拉伸等作用均得 以增强；
（2）分散和分布混炼效果好； （3） 炭黑分散度高； （4）同一车胶料之间和各批次胶料之间的均匀
性好、温差小；
（5）虽然消耗的功率峰值较大，但混炼时间短， 生产效率高，单位能耗低；
混炼室打开的情况
局部放大图
性造成了不良影响。
由于两转子转速不同，两转子对物料
的“拉力”作用时刻在变化，使胶料在密
炼室中的流动也是不均匀的。虽然通过上、
下顶栓时，进行了分流、混合，这种误差
可相对减小，但总是消除不掉的。另外，
随着强剪切转子的使用，混炼时间更加缩Βιβλιοθήκη 短，在转子转速比较低的情况下，这种误
差在异步转子密炼机中将难以消除且会越
（1）前后转子的速比为1:1
异步转子前后转子速度不同，其速比一 般在 1：1.15左右。过去的混炼理论认为， 两转子速比不同可增大胶料在两转子间的剪 切、摩擦作用，提高混炼胶填充剂的分散速 度，增强混炼效果。
但在实际混炼过程中，转子之间速比的 作用远远赶不上开炼机辊筒之间的速比 作用。这是因为密炼机的转子结构不同 于开炼机的辊筒式结构，辊筒是一个等 径圆柱体，而密炼机转子是不规则的， 其回转直径是变化的，再加上转子的突 棱是螺旋形的，因此，无论是异步转子 还是同步转子，在两个转子作相对回转 的过程中，其速比都在不断地发生变化。
密炼机转子密封系统的问题及原理解析
密炼机的密封系统是衡量一台密炼机性能好坏的一个重要指标。
各个转子密封系统本质上的区别在于所应用的表面压力不同，分为自动转子密封(SSA)、弹簧-加载转子密封(GA)以及水压转子密封(WYH)。
下面我们就来分析下转子密封系统存在的问题以及各转子密封的介绍。
转子密封系统存在的问题抛开滑动密封圈的磨损不讲，物料粘结和滑动密封圈润滑所需要的油也会导致一些实质性的问题。
实现上述功用需要使用大量的油料，造成油料采购成本很高。
而且，这些包含着混炼胶中的各种成分，如聚合物、填料等的油料，通过转子密封系统从混炼室中出来，也需要进行处理，这也相当昂贵。
众所周知，所使用的油料有超过80%的部分流入混炼室，这部分油可能导致重大的质量问题。
前已述及，如果物料粘结部分润滑油的量过少，部分混炼胶会积聚在环状间隙中开始自硫，可能会导致下一车料被污染。
其次，滑动密封圈部分润滑油用量过少会导致密封圈迅速磨损。
更多的密封圈磨损的决定性参数还包括填料的品种及硬度、转子的几何形状、安装位置和表面压力的调整等。
将磨损和冲洗处理作为表面压力的函数，可观察到两种对立的趋势。
如果独立地考虑压力影响因素，可确定运用较低的接触压力以降低磨损率。
反而言之，增大接触压力能够导致密封圈较快地磨损。
冲洗处理和磨损之间的交互作用也必须进行考虑。
冲洗处理量的增加也会导致经过滑动区有磨损作用填料的数量增加。
因此，困难在于针对合适的操作参数来确定密封系统的正确调整。
环形间隙过程原理分析下面的研究考察了物料从混炼室传输到密封圈的影响，特别考察了粘结油料的影响。
混炼试验是在一台7升容量的切线型转子的试验室密炼机中进行的。
为达到试验目的，两个密封位置的密封圈被拆除。
天然胶((RSS 1，100phr)作为试验用原材料，分别在无润滑和在混炼室外部区域加入粘结油料(BP Enerpar 16)的情况下进行试验。
这组研究试验的目标是考察橡胶在密炼机没有密封时的重量差额。
差额定义为初始橡胶重量mo与泄漏橡胶重量Mexit的比率。
GK400密炼机转子大修
GK400密炼机转子大修简介GK400密炼机是一种用于橡胶工业中的重要设备，用于将橡胶和其他化学原料进行混合和炼制。
密炼机的转子是密炼机的核心部件之一，它负责将原料进行高速混合和切割。
由于密炼机在长时间运行中承受着较大的载荷和磨损，转子的正常运行至关重要。
当密炼机的转子出现严重磨损或故障时，需要进行转子大修。
转子大修的原因转子在长期运行中会出现磨损和损坏的情况，导致密炼机的性能下降和工作效率降低。
主要原因包括：1.磨损：密炼机转子的工作原理决定了它需要承受高速旋转、高温和高压力等多种因素的影响，这些因素会导致转子表面的磨损和疲劳断裂。
2.腐蚀：密炼机中使用的化学原料可能具有腐蚀性，长期接触会使转子表面受到腐蚀。
3.故障：操作不当、设备间隔维护等原因可能导致密炼机转子的故障，如扭曲、裂纹等。
转子大修的步骤转子大修通常包括以下几个步骤：1.拆卸：首先需要将密炼机转子从密炼机中拆卸下来。
在拆卸过程中需要注意保护转子和其他设备的表面，避免二次损坏。
2.检查：对转子进行全面检查，包括外观检查和材料分析。
外观检查包括检查转子表面是否存在磨损、裂纹等问题，材料分析则可以帮助确定转子的材质和强度。
3.维修：根据检查结果，对转子进行修复。
修复的具体方法包括焊接、打磨、补焊等。
对于严重损坏的转子，可能需要更换部分转子。
4.校准：在维修完成后，需要对转子进行校准，确保转子的几何形状和运行平衡性符合要求。
5.组装：将修复过的转子重新安装到密炼机中，并进行必要的检测和调试。
6.测试：在转子大修完成后，进行密炼机的全面测试，确保转子的修复达到预期效果。
转子大修的注意事项进行转子大修需要注意以下几点：1.安全操作：转子大修涉及到机械设备和高温、高压等因素，工作人员需要严格按照相关操作规程进行操作，确保人身安全和设备安全。
2.质量控制：维修过程中需要严格控制质量，确保修复后的转子符合设计要求，并具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。
3.进度管理：转子大修通常需要较长的时间，需要合理安排修复工作的进度，以便尽快恢复密炼机的生产。
密炼机转子的结构特点
密炼机转子的结构特点密炼机转子是密炼机的核心部件，起到将橡胶料与辅助材料进行混炼的作用。
密炼机转子的结构特点主要体现在以下几个方面：1. 转子形状设计独特：密炼机转子通常采用圆柱形状，两端装有翼片或螺旋状的混炼叶片。
这种设计可以有效地提高橡胶料与辅助材料的混炼效果，增加混炼的剪切和挤压力，促进橡胶分子的断裂与再组合，实现橡胶料的塑化和均匀混合。
2. 材料选择与加工精度高：密炼机转子通常采用高强度合金钢材料制造，具有优异的耐磨性和耐腐蚀性。
转子的制造过程需要经过高精密度的加工，以确保转子表面的光滑度和尺寸精度，避免因转子表面不平整而产生杂质或对橡胶料造成损伤。
3. 转子结构设计合理：密炼机转子的结构设计通常包括转子芯和混炼叶片两个部分。
转子芯是转子的主体部分，通过轴承连接驱动系统，并能够承受高速转动时的离心力和冲击力。
混炼叶片则是固定在转子芯上的关键部件，可以根据不同的混炼工艺和要求进行设计和更换。
混炼叶片的数量、形状和角度的选择将直接影响到混炼效果和能耗。
4. 防堵塞设计：密炼机转子的叶片与转子芯之间的间隙相对较小，这是为了防止橡胶料堵塞转子，同时也能够加大材料的剪切作用。
如果间隙过大，将导致橡胶料通过间隙流失，降低混炼效果。
因此，在密炼机转子的设计中需要综合考虑叶片与转子芯之间的间隙大小，以及橡胶料的流动性和黏度。
5. 适应不同工艺需求：密炼机转子的结构特点还包括适应不同混炼工艺需求的设计。
例如，在一些高温混炼工艺中，转子芯可能需要采用空心结构，并通过通入蒸汽或冷却水来控制转子的温度。
此外，一些密炼机转子还配备有自动调节转子间隙的装置，以满足不同橡胶料的混炼要求。
密炼机转子的结构特点主要包括转子形状设计独特、材料选择与加工精度高、转子结构设计合理、防堵塞设计和适应不同工艺需求等。
这些结构特点的合理设计和应用，能够有效提高密炼机的混炼效果，提高生产效率，降低能耗，进而推动橡胶工业的发展。
密炼机转子的结构特点
密炼机转子的结构特点密炼机转子是密炼机的关键组成部分，它的结构特点主要体现在以下几个方面：1. 螺旋状结构：密炼机转子通常采用螺旋状结构，由一根或多根螺旋状叶片组成。
这样的设计可以使料浆在转子旋转时被迫进行剪切、挤压和摩擦，从而实现混合、破碎和分散的效果。
螺旋状结构的转子能够提供较大的剪切力和挤压力，有利于料浆的均匀混合。
2. 高强度材质：由于密炼机转子在工作过程中需要承受较大的力量和摩擦，所以通常采用高强度、耐磨的材质制造。
常见的材料包括合金钢、铸铁和不锈钢等。
这些材料具有较高的硬度和耐磨性，能够有效延长密炼机转子的使用寿命。
3. 多种形状和尺寸：密炼机转子的形状和尺寸可以根据工艺要求进行设计和定制。
一般来说，转子的直径和长度会影响到料浆的混合效果和处理能力。
较大直径的转子能够提供更大的搅拌能力，适用于处理较大批量的料浆；而较长的转子能够提供更长的混合时间，有利于混合效果的提升。
此外，密炼机转子的叶片形状也会对料浆的流动和混合产生影响，常见的形状有直线型、螺旋型、弯曲型等。
4. 可调节性：为了满足不同工艺要求，一些密炼机转子还具有可调节的特点。
例如，转子的转速可以通过调节电机的转速来实现，以达到不同的混合效果；转子的叶片角度也可以通过调整来改变料浆的剪切和挤压力。
这样的可调节性使得密炼机转子具有更广泛的应用范围和更高的工艺适应性。
密炼机转子作为密炼机的核心部件，其结构特点主要包括螺旋状结构、高强度材质、多种形状和尺寸以及可调节性。
这些特点使得密炼机转子能够有效地实现料浆的混合、破碎和分散，广泛应用于橡胶、塑料、化工等行业中。
随着科技的不断进步，密炼机转子的结构特点也在不断创新和改进，以满足人们对于混合工艺的不断提高和创新需求。
关于转子的材质及机械性能的比较
关于稳定270L密炼机转子使用情况的建议在大型轮胎厂上使用最多的机台为270L和370L密炼机。
转子是密炼机的核心零件，工作时它直接与物料接触，要求有足够的强度、刚度，耐磨和良好的传热性。
270L密炼机转子近年来通过增加转子壁厚的方式降低了疲劳断裂的机率,仍有个别出现意外疲劳断裂的现象。
壁厚增强后引起电机电流加大现象；冷却效果没有受到影响。
值得一提的是370L密炼机从制造以来，疲劳至断裂破坏现象很少发生。
这里也是有原因可寻。
分析如下：对于转子的加载情况不同，得出的强度数值是不同的，这里暂不讨论计算方法正确与否，仅仅引入现有的3370及3366计算书中以相同的加载方式计算出转子危险截面处所受到最大的应力作以比较。
密炼机，转子使用同种材料制造的情况下，安全性能是270L密炼机的840/278≈3倍。
以至于任何的铸造缺陷或内应力集中的多少都不能导致370L密炼机的转子破坏至恶性断裂。
日本BB270和法拉尔F270与我厂的设计结构接近，在他们的机台上也存在着个别转子异常断裂的现象。
转子正常的使用寿命至少可以经过一个大修期，大修时堆焊磨损掉的耐磨合金后仍可继续使用。
通过有限元分析等方法对转子进行了大量的理论研究工作，就目前用户使用反馈结果也各不相同。
在原有设计结构不变的基础上，如何有效地提高270L转子使用安全系数将作为重点被再次提出。
一、转子裂纹产生的位置转子断裂的原因很复杂。
根据裂纹的起源和发展的不同，疲劳磨损可分为三种情况：[摘自：金属磨损和金属耐磨材料手册P70]○裂纹起源于表面，由于应力集中，形成裂纹源，导致裂纹的出现与扩展。
○裂纹起源于亚表面。
材料的缺陷处，经一定的循环周期后，产生疲劳裂纹。
○裂纹起源于硬化层和心部的交界处。
材质、硬度、表面粗糙度、残余应力、铸造缺陷，工况条件等各种因素也导致转子断裂。
密炼机炼胶时，物料在密炼室中的运动是非常复杂的，因而转子受力也是复杂，计算方式大多采用电机的总功率平均加载，转子截面受到最大应力在转子端板出水端轴端。
密炼机ZZ2型转子及6WI型转子的工作原理和特点
·１ ０９·
２００５年青岛软控杯全国橡塑技术与市场研讨会论文集
六棱转子的结构特点（见图６） （１）每一转子有三条长棱，长棱投影长度Ｌ１。三条长棱布于转子一侧，圆周上等分分布。
用有所削弱，但因为增加了一条长棱，这方面的效果与四棱转子相
当。因此六棱转子能有效地进行塑炼。
６ＷＩ型六棱转子由于长棱上存在中间隙缺口与大间隙缺口，一
副转子相对旋转时；圆周方向上间隙不断变化，使胶料在圆周方向
和轴线方向的流动也不断变化，形成十分复杂的运动，具有高效的
混和掺合作用，因此六棱转子能有效地进行混炼。 也由于长棱上中间隙缺口与大间隙缺口的存在，改变了一般四
Ｆ一１流 Ｆ一２流 Ｆ－３混合
Ｌｓ）｛Ｌ △ 好
好
Ｌ５＜扯 好
好
好
缩短了混炼时间。因为ＺＺ２型转子 密炼机温升低，所以可提高转子的
转速。一般来说，ＺＺ２型转子使胶
图５短棱长度效果表
料生热减少，冷却效果增强的特性，
，更适合于子午胎终炼胶的生产，特别是硫磺含量高的子午胎胶料。
４ ６ＷＩ型转子的工作原理 近些年来使用的密炼机，转子型式以四棱转子最为普及，可分为４ＷＨ、４ＷＩ等类型。这种转
（８）棱项与混炼室壁间隙为６。 ６ＷＩ型转子的密炼机，当橡胶与各种配料进入混炼室后，在压砣、压砣和混炼室壁封闭的空 间内，随着一对转子的相对转动，胶料沿长棱侧面运动，这种胶料的流动在另一转子上同样发生。 ６ＷＩ型转子采用可变间隙密炼技术（Ｖａｒｉｏｕｓ Ｃｌｅａｒａｎｃｅ Ｍｉｘｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ），缩写ＶＣＭＴ。这是一 种能调整、改变转子棱与混炼室壁之间空隙的设计，使密炼机内转子的圆周方向和经线方向有小 间隙，中间隙和大间隙，从而使胶料在密炼机内的运动复杂化，强烈的混和与翻迭在不断地进行， 边界层面不断由新的取代。转子棱对胶料作用力的垂直分力Ｐｌ驱使胶料越过棱峰与混炼室壁间 的空隙，在这里受到强烈的撕裂，各种配料掺入胶料新的被撅开的新层面，产生良好的混和作用。 但这种剪切力的强度，除了受转子棱作用力大小、胶料粘度大小、胶料与转子面的附着力大小等 因素外，棱峰面与混炼室壁的间隙６也是个关键因素。棱峰面与混炼室壁的小间隙，剪切作用强 烈，这是密炼机内传统的剪切区，使胶料在小间隙内有效地降低门尼粘度，提高胶料内的炭黑分 散度。棱峰面与混炼室壁的大间隙，剪切作用很微弱，主要作用是形成像ＺＺ２型转子长棱端部的 通道，使长棱侧面上的胶料产生分流，通过此间隙时，产生粘拖涡流，使通过的大量配合剂与胶 料混合，并形成均匀分布。棱峰面与混炼室壁的中间隙，剪切作用较强，但中间隙主要在转子旋 转时，产生轴线方向和圆周方向间隙的变化。使长棱侧上的胶料流产生分流、涡流、回流等不规 则流动，提高混合作用。由于长棱上存在着大间隙与中间隙，尽管削减了像四棱转子那样的强剪 切作用（因为是六棱转子，比四棱转子多二棱，这方面上又得到补偿），但增强了掺合混和作用，
27096407_密炼机转子表面堆焊耐磨合金的组织性能分析
作者简介：王昕(1985-)，女，本科，工程师，主要从事焊接工艺及材料表面强化技术研究。
收稿日期：2022-03-09密闭式炼胶机简称密炼机，主要用于橡胶的塑炼和混炼。
密炼机是一种设有一对特定形状并相对回转的转子、在可调温度和压力的密闭状态下间隙性地对聚合物材料进行塑炼和混炼的机械，主要由密炼室、转子、加料压料装置、卸料装置、传动装置及机座等部分组成。
密炼机工作时，两转子相对回转，将来自加料口的物料夹住带入辊缝受到转子的挤压和剪切，穿过辊缝后碰到下顶拴尖棱被分成两部分，分别沿前后室壁与转子之间缝隙再回到辊隙上方。
在绕转子流动的一周中，物料处处受到剪切和摩擦作用，使胶料的温度急剧上升，黏度降低，增加了橡胶在配合剂表面的湿润性，使橡胶与配合剂表面充分接触。
近年来，随着绿色轮胎的推广使用，轮胎工业对产品质量要求越来越高，炼胶中的高组份白碳黑占比逐步增加，用以提升轮胎的润滑性能，降低滚动阻力[1]。
白炭黑加入炼胶过程中发生硅烷化反应，对关键零件及设备具有一定的腐蚀和磨损，这就需要混炼原件具有高耐磨性和耐腐蚀性能。
转子是密炼机中用来混炼塑化胶料的搅拌器，是密炼机中的重要零件，对胶料性能和质量产生重要影响[2]。
转子表面有螺旋状突棱，突棱的数目有二棱、四棱、六棱等，转子的断面几何形状有三角形、圆筒形或椭圆形等，有剪切式和啮合式两类。
转子一般用ZG35或ZG45钢铸造成空腔形，空密炼机转子表面堆焊耐磨合金的组织性能分析王昕(大连橡胶塑料机械有限公司，辽宁 大连 116039)摘要：采用明弧堆焊方法在ZG35钢基体上堆焊两种高铬铸铁焊丝。
采用金相显微镜对熔覆金属的微观组织进行分析，采用磨损试验来测定熔覆金属的摩擦学性能。
研究结果表明，熔覆金属中加入Nb 后，形成NbC 硬质相，起到阻碍晶粒长大的作用，使得初生M7C3数量和尺寸都明显小于原始组织，能有效细化高铬铸铁内部组织；硬度对比分析得知，加入Nb 后的熔覆金属的硬度比原来组织提高了约5HRC ；在同等磨损条件下，加入Nb 的高铬铸铁是原来的0.6倍，说明加入Nb 后形成的碳化物提高了熔覆金属的耐磨性。
密炼机转子的结构特点
密炼机转子的结构特点密炼机转子是密炼机的核心组件之一，主要用于混炼橡胶材料。
密炼机转子的结构特点可以从以下几个方面来描述。
密炼机转子通常采用双螺旋结构。
转子由两个相互咬合的螺旋叶片组成，它们分别被称为主螺旋和副螺旋。
主螺旋通常位于上部，而副螺旋位于下部。
这种双螺旋结构可以增加橡胶材料的剪切和挤压效果，从而提高混炼的效率。
密炼机转子的叶片形状是非常重要的设计参数。
叶片的形状决定了橡胶材料在混炼过程中的流动状态和剪切效果。
常见的转子叶片形状有直线型、弯曲型和斜切型等。
直线型叶片适用于一般的混炼工艺，弯曲型叶片可以增加橡胶材料的剪切效果，而斜切型叶片则可以增加橡胶材料的挤压效果。
根据不同的混炼要求，选择合适的叶片形状可以优化混炼效果。
第三，密炼机转子具有可调节的间隙。
转子的间隙是指主螺旋和副螺旋之间的距离，也称为螺距。
通过调节转子的间隙，可以控制橡胶材料在混炼过程中的剪切和挤压程度。
通常情况下，较小的间隙可以增加剪切效果，而较大的间隙则可以增加挤压效果。
根据不同的橡胶材料和混炼要求，选择合适的转子间隙可以实现最佳的混炼效果。
密炼机转子还具有一定的倾斜角度。
转子的倾斜角度是指转子轴线与机筒轴线之间的夹角。
通过调节转子的倾斜角度，可以改变橡胶材料在混炼过程中的流动方向和剪切效果。
一般来说，较小的倾斜角度可以增加橡胶材料的剪切效果，而较大的倾斜角度则可以增加橡胶材料的挤压效果。
根据不同的混炼要求，选择合适的转子倾斜角度可以实现最佳的混炼效果。
密炼机转子还具有一定的冷却功能。
在密炼过程中，橡胶材料会产生大量的摩擦热，如果不能及时散热，可能会导致橡胶材料过热，影响混炼效果。
因此，转子通常会设置冷却通道，并通过循环冷却水或其他冷却介质来冷却转子。
冷却通道可以有效地降低转子的温度，保证混炼过程中的温度控制。
密炼机转子的结构特点主要包括双螺旋结构、可调节的间隙、叶片形状的选择、倾斜角度的调节以及冷却功能的设计。
这些结构特点可以根据不同的混炼要求和橡胶材料的性质进行调整和优化，以实现最佳的混炼效果。
密炼机转子体高效铣削工艺
以密炼机GN剪切型转子体为例，分析曲面形状结构和加工特点，设计合理的工艺、程序，选用合适的刀具和参数，进行仿真验证，研究如何利用龙门四轴加工中心或车铣复合多轴加工类设备，实现该类产品的高效铣削。
重点论述了转子体加工的装夹方法，数控工艺的整体设计思路和各个关键要点的注意事项，以及对于数控铣削后的外形如何检验，为密炼机多种形式的转子体加工提供了经验借鉴。
01序言密炼机转子体形状复杂且体积较大，GE啮合型有严格的容积要求。
目前大部分密炼机生产企业转子体加工依靠人工打磨，打磨时间久，难以保证精度。
笔者公司GE啮合型转子体采用数控加工，GE190转子体加工需120h，GE420转子体加工需200h。
加工费用按350元/h计算，生产一根GE420需要7万元，加工成本很高，效率很低。
一台机床满负荷年产50根，质量不佳，要人工修形，用样板和对辊工装检验。
因产能不足，一些型号需人工打磨。
GN剪切型转子体全部由人工打磨，效率很低，3～5天完成一根，加工时间主要取决于铸造余量。
因为GN型转子体体积较大，长度1.2m，直径700mm，外形复杂，所以打磨后很难保证达到设计容积要求。
各个密炼机厂转子体型号越来越大，急需通过数控加工来提高生产效率和质量。
为了解决现有转子体加工质量差、生产效率低的问题，设计了一套加工工艺，实现了从打磨到数控加工的转变，满足了转子体外形尺寸要求，提高了生产效率，降低了制造成本。
能实现以铣代车外圆，减少了划线次数，保证数控铣毛坯和数控铣合金的基准统一，提高了数控铣合金精度，提高了焊接机器人对丝速度和精度。
02零件结构密炼机转子体分为GN剪切型和GE啮合型（见图1、图2），剪切型又分为4棱、6棱和ZZ2型等。
基本结构是中间为型面部分，型面由棱顶、棱底、迎胶面、背胶面、侧面、端面和销孔构成，两端为工艺止口，工艺止口上有工艺平面和工艺孔。
GN剪切型转子体的型面特征比GE啮合型更加复杂，曲率变化较大，有很多变径圆角，由一些狭小的窄区域组成。
同步转子介绍
同步(TB)转子简介一、同步密炼机有如下三个特点：两转等速转子形状改进转子热传导1、等速按传统方式，密炼机的转子与有速差的齿轮减速箱相联接，很象用于混炼的两辊开炼机。
当转子按1：1的速比工作时，混炼胶的均匀性有了极大改善，其均匀性可从下列三个方面体现出来。
.排料温度分布均匀.物理机械性能提高.流变性能（门尼粘度，振荡盘流变仪）改善其它的优点还有混炼周期略有缩短，对某些材料能更快吃进密炼机内，因而，可以减少压砣下时间或者缩短整个混炼周期。
2、转子形状这种新型转子产生的最突出效果是在提高均匀性方面占压倒一切的优势，等速的优点可以得到延伸，进一步提高了生产率和均匀性。
3、改进转子热传导这种新型同步转子的设计促成了转子制造的新方法，这种新方法可直接冷却到转子突棱各顶点。
这种新型形式与以前任何设计不同，它可提供平衡的转子形状，这种形状的组成部分不仅在密炼室内保证更大的流线掠扫作用，而且减小了混炼过程中转子的挠度，该设计的分流分布表明，在混炼过程中，胶料的流动更加流畅了，因而转子突棱顶部产生热点的可能性行以减少，转子的强度增加了50%，见图1和图2。
二、同步（TB）转子的优点这种TB转子形状的效益已远远超越了均匀性改善的意义，虽然改善均匀性是其设计所专门追求的目标。
这些效益还表现在：.提高了生产率.提高了物理性能.降低了混炼胶的粘度.降低了排胶温度.降低了能量需求.缩短了投料时间.提高了分散性能1、提高了生产率依据胶料的种类和配方不同，生产率水平提高在10%～30%。
在某些情况下，生产率的提高是得益于材料更快速地吃进密炼机内和整车料的更快速排下。
转子突棱顶部冷却和混炼质量的提高能够使胶料更密实更快速地排下，很少看到小碎块，而是成均匀的整体排下。
2、提高了物理性能其抗拉强度、伸长率和定伸强度等一般物理性能因之标准偏差更窄而显得比较突出，这是这一设计能够达到更均匀混炼能力的又一明证。
3、降低粘度由于能降低粘度，因此更有资格用于要求指标粘度比较严格的场合。
密炼机剪切型转子的剪切力
密炼机剪切型转子的剪切力
剪切型转子的剪切力是指转子在运转过程中对物料的剪切力，其大小取决于转子的几何形状、转子速度、物料粘度等因素。
密炼机剪切型转子通常由两个或多个剪切带构成，每个剪切带都有一定的几何形状和剪切角度。
当转子运转时，物料被夹在两个剪切带之间，随着转子的旋转，物料被剪切、挤压和伸展。
这个过程产生的剪切力可以用以下公式表示：
剪切力 = 剪切应力 ×剪切面积
其中，剪切应力是指物料在剪切带上的应力，剪切面积是指物料在剪切带上的有效剪切面积。
剪切应力和剪切面积的具体计算需要考虑物料的粘度、转子的几何形状等因素。
通常，剪切应力可以通过流变学测试等实验手段来确定，而剪切面积可以通过几何模型和数值计算来估算。
需要注意的是，密炼机剪切型转子的剪切力不仅取决于剪切型转子本身的构造和参数，还取决于物料的特性和操作条件。
因此，具体的剪切力大小需要通过实验或详细的计算来确定。
密炼机转子
（5）按转子转速不同
慢速 以XM－250为例 中速 以XM－250为例
≤rpm
密炼机转子转速与其它机械相比，属低速范围， 但对炼胶作业来讲却是高速了，因为炼胶要消耗大 量能量，产生大量热量，这两点都限制转速范围。
（6）按转子外表面结构来分
随着混炼的进一步加深，混合物粘度显著下 降，胶料流过突棱，依靠转子突棱和室壁之间 的狭小缝隙产生的剪切作用以及螺旋棱的输送 胶料作用，来实现胶料的混合和分散。
混炼结束后，打开卸料门，转子把胶料推下 ，并打扫密炼室实现完全排空。
（2）本伯里转子形状
本伯里转子标准型为二棱转子。转子可以按操 作者的位置分为前转子和后转子，每个转子上 有两个螺旋突棱，一为长螺旋棱，螺旋角为右 旋30°，一为短螺旋棱，螺旋角为左旋45°。 前后转子的长、短棱因转动方向相反而相反配 置。长、短棱的长度比一般为7:4。
普通型 四棱、两棱
螺旋型 特殊型
销钉型转子
啮合型转子
剪切型转子
§1－3 常用密炼机转子的介绍
1、本伯里密炼机转子
（1）本伯里密炼机的混炼
本伯里密炼机的混炼一般需要三个阶段来完 成。在混炼开始时，胶料从加料口投入后落在 两个转子上方，并不断地被拉入转子之间，进 入混炼室。最初胶料一般都为块状，硬度高， 这期间主要在转子之间和卸料门顶部的较大空 间内。（见下图的①部位）依靠两个相向转动 的转子的不同速度所产生的速度梯度，以及时 刻变化的转子距离产生剪切作用来对胶料进行 破碎和混合。
密炼机转子
RUBBER INTERNAL MIXER Rotor
密炼机转子
§1－1 密炼机转子的发展概述 §1－2 密炼机转子的工作原理及分类 §1－3 常用密炼机转子的介绍 §1－4 我国密炼机转子的发展
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① 这个较大空间供快速进料和初步变形；②沿着转子螺 旋突棱输送并返回①；③在转子突棱之前和之上的剪切、 摩擦作用
随着混炼过程的进行，开始有一小部分胶料流 过螺旋突棱，但胶料主要沿着转子的螺旋进行 轴向输送。两侧的胶料不断通过长棱、短棱输 送到中间的①区间，加上转子间的折卷作用。 形成胶料在密炼室内的流动。 随着混炼的进一步加深，混合物粘度显著下降 ，胶料流过突棱，依靠转子突棱和室壁之间的 狭小缝隙产生的剪切作用以及螺旋棱的输送胶 料作用，来实现胶料的混合和分散。 混炼结束后，打开卸料门，转子把胶料推下， 并打扫密炼室实现完全排空。
3、圆筒形转子 圆筒形转子密炼机 的混炼作用完全不 同于剪切型转子密 炼机。它的炼胶作 用主要靠两个啮合 的圆筒形转子来完 成，啮合的转子呈 圆筒状，如右图所示。
圆筒形转子
圆筒形转子上各有一个大的长条状的螺旋突 棱和两个小的突棱，一对转子的小突棱形状并 不一致。
圆筒形转子及展开图
两个转子相向转动、转速相同，一个转子凸面 啮入另一个转子的凹面中。由于转子突棱根部 和顶部直径相差大，因而形成了不同的圆周速 度，产生较大的速度梯度，对通过转子间的胶 料产生强烈的摩擦剪切作用。长条状螺旋突棱 产生的推动作用把胶料从密炼室的一端推向另 一 端；随着转子的旋转，胶料又被另一个转子 的螺旋突棱反向推回。这样循环往复使胶料围 绕密炼室运动不止，胶料层次不断更新。同时 由于两个转子间隙小，转子转动时两个转子间 区域形变剧烈，对胶料进行着强烈的辗炼。
本伯里型 （二棱、三棱、四棱和六棱）
椭圆型转子
过去叫做GK－UK型
GK－N 非啮合切线型 GK－E 啮合型 GK型 圆筒型（二棱、四棱）
圆筒型转子 三角型转子
肖氏、K型
椭圆形
三角形
圆筒形
（2）按转子啮合与否
相切型
啮合型 单速
（3）按转子转速变化与否
双速 变速
转子具有两个速度
（4）按转子速比
异步转子
胶料在捏炼过程中，其经受流动和变形的 捏炼作用是很复杂的，大致分为以下四个 方面： (1).转子突棱顶与密炼室内壁间隙的捏炼作 用（对于椭圆形转子密炼机，这一作用是 重要的）； (2).转子间的搅拌作用； (3).转子间的折卷作用； (4).转子间的轴向往返切割、搅拌作用。
2、分类
（1）按转子端面形状不同
因为副棱的存在，使得转子中间具有强烈的输 送胶料的作用。一方面有助于胶料的运动，同 时也相对减少了对转子轴端防尘装置的压力。 副棱横亘在主棱之间，胶料不能自由状态下被 拉入两个转子之间，因此吃料性能差，混炼程 度强烈依靠上顶拴的压力。 这种转子的扭矩要小于本伯里型转子。卸料比 较快捷，卸出的料一般为块状。
§1－4 我国密炼机转子的发展
我国从1956年开始制造密炼机，主要应 用本伯里类型的椭圆形转子。从七十年 代开始研制四棱转子，之后又从国外引 进了一些GK型转子、圆筒形转子。目前 在我国的橡胶工业生产中，本伯里类型 的转子应用是最为广泛的。但是这种情 况已经不能满足生产实际的需求。新型 转子的研究会是以后研究的重要课题。
同步转子
（5）按转子转速不同
慢速 以XM－250为例 ≤20rpm 中速 以XM－250为例 30～50rpm
高速 以XM－250为例 ≥60rpm
密炼机转子转速与其它机械相比，属低速范围， 但对炼胶作业来讲却是高速了，因为炼胶要消耗大 量能量，产生大量热量，这两点都限制转速范围
。
普通型 四棱、两棱
圆筒形转子工作部分的表面积要比相应加料 量的其他类型转子面积大50%，因此可以实现 很好的热交换，可以以低的混炼温度进行长 期混炼。另外圆筒形转子的加料特性较差， 上顶拴的作用主要是提高转子的吃料能力。 啮合型密炼机的卸料为薄片状，并伴有小的 碎屑，排料时间长。
4、同步转子 近年 来 ，随着子午线轮胎的崛起和迅速发展， 对其使用的混炼胶提出了越来越严格的质量要 求 ，造成对混炼设备的性能要求也越来越高 。 在这 种形势下对密炼机的改进就势在必行 。改 进的主要方是转子速比 、转子的构型和转子的 热传递3个方面 。 所谓 同步即将转子速比改为1:1。它改变了传统 密炼机转子之间存在速比的理论。长期以来前 后转子以不同转速运转，使转子循环定位。最 新的研究表明，这会引起两转子的混炼室之间 的物料存在温度梯度，影响胶料的均匀度 。
六十年代开始，国外密炼机的转子突棱由二 条螺旋突棱向四条螺旋突棱发展，相继出现 了GK型四棱转子、本伯里四棱转子等。密炼 机采用四棱转子，对某些胶料可使产量提高 15~30%。 目前，工业化生产中使用的密炼机转子分为 两大类：一类是以本伯里二棱和四棱转子、 GK型四棱转子为代表的剪切型转子，主要用 在橡胶工业、特别是轮胎工业的大批量生产； 另一类是以圆筒形转子为代表的啮合型转子， 主要用于要求低温高质量的胶料混炼。
（2）本伯里转子形状 本伯里转子标准型为二棱转子。转子可以按操 作者的位置分为前转子和后转子，每个转子上 有两个螺旋突棱，一为长螺旋棱，螺旋角为右 旋30°，一为短螺旋棱，螺旋角为左旋45°。 前后转子的长、短棱因转动方向相反而相反配 置。长、短棱的长度比一般为7:4。 本伯里四棱转子是在二棱转子上再加上相同的 长、短棱各一个，这样转子每转动一周，胶料 均受到两次剪切作用，转子的折卷作用和输送 胶料的作用也大大增强。采用四棱转子，可以 显著提高混炼效果和机器的生产能力。
2、GK型四棱转子 GK型四棱转子的剖面基本上类似于椭圆形转 子。混炼机理和本伯里的混炼基本上一致。
GK型四棱转子如下图所示。
在转子的工作部分，有主、副棱各一对。主棱 由一长棱、一短棱组成。长棱为左旋30°，短 棱为右旋48°，长短棱的长度比约为6:4.在长 、短棱之间分别配备一个低平的小棱。这两个 小棱旋向相反，旋转角度为30°，构成转子的 副棱。一般主、副棱的直径比为10:9。 由于副棱直径小于主棱直径，从而在副棱上基 本上没有胶料的环向剪切作用。主、副棱与室 壁的不同径向间隙使胶料形成两个流动层次， 这两个流动层次不断地积聚、分开、补充，大 大有助于混炼作用的强化。另外，两个副棱加 强了对胶料的分流作用和轴向搅流作用。
密炼机转子
RUBBER INTERNAL MIXER Rotor
密炼机转子
§ 1－ 1 § 1－ 2 § 1－ 3 § 1－ 4
密炼机转子的发展概述 密炼机转子的工作原理及分类 常用密炼机转子的介绍 我国密炼机转子的发展
§1－1 密炼机转子的发展概述
1916年，诞生了世界上第一台密炼机。 这种密炼机的混炼室内，设有一对相向 转动、具有一定速比的椭圆形转子。三 十年代，出现了圆筒形转子，这种转子 上有一长条大突棱和两个小突棱。炼胶 主要靠两个转子的突棱相互啮合来完成， 使用该转子具有温度低、混炼质量优良 的优点，因此近年来得到了广泛重视。 这期间还出现了三角形转子和S形转子。
对剪切型转子来讲，提高混炼能力和混炼 质量，关键在于增强胶料在密炼室内的轴 向运动,提高和强化转子棱峰和密炼室壁 间的剪切能力。这是因为胶料的混炼过程 主要是混合与分散的过程。 因此（1）具有足够的剪切力，以实现较 高的剪切应变速率；（2）充分的胶料运 动，以保证混入和分散的均匀。这是研究 的重点。
等速运转的转子则消除了这种温度 梯度 。由 于转子工作表面的定向不变 ，保证了峰值功率 的稳 定 一致 ，从而使每批胶料的均匀度及批 与批之间胶料的均匀度得到提高。
同步转子
ห้องสมุดไป่ตู้
四突棱同步转子 上图转子螺棱的设计与传统的不一样 。在这种转 子的设计中，转子的2个长 棱的相互作用将物料直 接导至2个半密炼室的整个空 间。从 理论上讲，同 步转子的构型可以使每个半密炼室成为1台完整的 密炼机。同步转子的结构适用于各种规格炼胶机 ， 密炼机容量从 40 ~ 620L不等。
§1－2 转子的工作原理及分类
1、工作原理 物料在加入密炼室后，就在由两个具有螺 旋棱的、有速比的、相对回转的转子与密 炼室 壁、上、下顶拴组成的捏炼系统内 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。
（6）按转子外表面结构来分
特殊型
螺旋型
销钉型转子
啮合型转子
剪切型转子
§1 －3
常用密炼机转子的介绍
1、本伯里密炼机转子 （1）本伯里密炼机的混炼 本伯里密炼机的混炼一般需要三个阶段来完 成。在混炼开始时，胶料从加料口投入后落在 两个转子上方，并不断地被拉入转子之间，进 入混炼室。最初胶料一般都为块状，硬度高， 这期间主要在转子之间和卸料门顶部的较大空 间内。（见下图的①部位）依靠两个相向转动 的转子的不同速度所产生的速度梯度，以及时 刻变化的转子距离产生剪切作用来对胶料进行 破碎和混合。
转子长短棱、的排列方式(以270L密炼机4棱转 子为例)，过去是2长棱相差180°在一侧，2短 棱相差180°在另一侧，长短棱相位差为90 ° 胶料在长 、短棱交界处流动性较差，设计制造 不精，易形成死角。而同步转子长、短棱是 成 对同侧均匀布置，适于同步运转，流道畅通 ， 胶料流动性好。 当两转子的初始位置确定后，开始旋转工作的转 子之间的相对位置在转动过程中就不会发生改变。 我们通常将这一初始位置称为两转子的相位关系， 这也是同步转子与异步转子的重要区别之一。如 何获得最佳的相位关系，是同步转子的关键技术， 它将直接影响同步转子密炼机的性能和混炼胶的 质量。