密炼机

第三章密炼机（Internal Mixer）

第一节本章的教学目的、要求、重点、难点及相关要求

§1－1 本章的教学目的和要求

通过本章的学习，使同学们掌握密炼机的主要用途、分类方法及每种类型密炼机的特点、工作原理、每个部分作用、主要结构及设计过程，特别是转子等主要零部件设计思路和方法，熟悉机台操作方法及相关特点，了解关键部件加工方法，培养在橡胶机械生产过程能独立设计密炼机和在橡胶加工过程中能自己正确使用和指导工人正确使用密炼机的工程技术人员。§1－2 本章的重点、难点及要求

重点：密炼机的工作原理、主要参数及其影响、转子等关键部件设计思路和方法、同步转子的特点。

难点：机台各部件结构及原理、转子等关键部件的设计、参数的选用、机台主要部件的加工安装方法。

要求：（1）要求同学们掌握密炼机的用途，分类方法，工作原理，转子等关键零部件加热冷却方式、转子及主要零部件的结构及其区别，上顶拴压力、填充系数、空容量、总容量、工作容量等概念以及它们之间的相互关系。转子及主要部件设计计算方法，受力分析及相关结构，胶料在混炼室中所受到的机械作用。

（2）要求同学们熟悉塑炼、混炼各自的优缺点，密炼机基本结构，操作方法，规格表示及主要技术特征，关键零部件的设计过程，设计过程中的参数选择，传动方式及电机的选择。（3）要求同学们了解啮合型密炼机、翻转密炼机等其他各种密炼机的特点，传动功率、产量的计算方法及其区别，密炼机组装过程。

（4）要求同学们自学课堂上未讲的书本内容。

第二节概述

§2－1 密炼机的发展方向

密炼机全称叫做“密闭式炼胶机”，是在开炼机的基础上发展起来的。1820年发明开炼机以后，使橡胶工业发生了根本的转变，但由于开炼机存在许多缺点，比如劳动强度大，效率低，粉尘大等，严重影响人的身体健康，于是人们开始考虑能否把这一加工设备用一个罩子把它罩起来，就逐步发展成密炼机。因为它在密炼室里面工作，所以称作密闭式。由于开炼机工作是敞开的，故叫做开放式炼胶机。一般介绍均认为密炼机是Banbury在1916年发明的，实际最早是由西德W&P公司的一名商业工程师（英国人）根据该公司的原型机台设计的，由于其发展较快，产量也大应用较广，故人们一直认为Banbury密炼机是最早问世的。

自从出现密炼机后，在混炼过程中显示了比开炼机具有的一系列优点，如混炼时间短，生产效率高，操作容易，较好地克服粉尘飞扬，减少配合剂的损失，改善劳动条件，减轻劳动强度等。由于它在很大程度上是凭经验发展起来的，因而在发展早期曾出现过认为塑炼效率低，不能用它来塑炼的说法，但已经为生产实践所否定。因此，密炼机的出现是炼胶机械的一项重要成果，至今仍然成为塑炼和混炼中的典型设备，并处于不断发展完善中。据国外资料统计，在橡胶工业中有88％的胶料是由密炼机制造的，塑料、树脂行业亦广泛应用密炼机。

现代密炼机发展的标志之一是高速、高压和高效能机台。通常将转子转速为20rpm的称

为低速密炼机，30～40rpm 的称为中速密炼机，60rpm 以上的称为高速密炼机。

近年来，出现了转速达80rpm 甚至更高的密炼机，亦有对工艺和效能有广泛适应性和处

理手段的双速、三速、变速密炼机，也有转子速比可调节的密炼机。其操作时间大大缩短，

从过去慢速机台的8～15min 缩短至1.5～3.5min ，甚至有的达1～1.5min （包括采用密炼法

与补充混炼法配合的工艺过程等）。

密炼机的结构也在不断发展。密炼机工作过程及整个机组的机械化、自动化水平也在不

断提高，采用了程序控制，现在大型引进机台均采用计算机控制。

总之，此种发展是在大大强化混炼过程，提高机台效能，减轻体力劳动和改善工作环境

等。

在这种剧烈的混炼过程中，当然会带来许多新问题，因此，对机械研究设计来说，从机

台的捏炼系统、冷却系统、密封系统、加料及压料系统、卸料系统、传动系统、控制系统、

主要零部件、材料到各种参数的技术决定以及理论，都需要相应的发展，以使机台性能优良，

为生产过程提供可能的适应性和调节性。

我国密炼机发展状况是：解放前是空白，解放后国产密炼机逐步发展起来了。我国第一

个制造密炼机的厂家是大连橡塑机厂，首先仿苏生产了PC －2 140/20L 密炼机，现在改为

250L 、75/40L 密炼机。然后上海等地逐步也生产这些机台，如250/20/40，75/30/60，

75/35/70，以及50L 密炼机。近年来又仿照F 系列密炼机生产F080，F160，F270，均已出

口。另外又给日本生产翻转式50L 、70L 密炼机。益阳橡机厂又从西德引进GK 系列技术生产

GK 系列密炼机。F 系列、GK 系列是当前世界两大先进系列密炼机。国内橡胶大厂均有引进。

我院一直在研究密炼机，销钉转子、销钉混炼室密炼机等。

密炼机发展方向：“二大”、“二高”、“一低”，即大规格（大容量）、大功率，高速、高

压，单位能耗低，主要问题：端面密封。

§2－2 密炼机的用途及分类

一、 用途

主要用于橡胶的塑炼和混炼，同时也用于塑料、沥青料、油毡料、合成树脂料的混炼。它是

橡胶工厂主要炼胶设备之一。七十年代以来，国外在炼胶工艺和设备方面虽然发展较快，例

如用螺杆挤出机代替密炼机和开炼机进行塑炼和混炼，但还是代替不了密炼机。新的现代工

厂中的炼胶设备仍以密炼机为主，混炼方法也仍采用两段混炼法。

二、 分类

密炼机分类方法较多，主要有以下几种方法：

1．按转子端面形状不同（Rotor Section Form ）

本伯里型（Banbury ）过去D 型，现在F 型（二棱、四棱）

椭圆型转子密炼机

过去叫做GK －

UK 型GKN

非啮合切线型 GK 型

GKE 啮合型

圆筒型（二棱、四棱）

圆筒型转子密炼机 肖氏（Francis shaw ）、K 型