第二章 开炼机

滑动轴承结构简单、制造方便、成本低，因而 广泛使用。 滑动轴承由轴承体和轴衬两部分组成。轴承体 用铸铁或铸钢制造．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。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。 与青铜轴衬相比．填充MC（甲基纤维素）尼龙 轴衬具有多种优点．是一种新型轴衬材料。
辊筒的结构

辊筒结构有两种：中空辊筒和钻孔辊筒。
辊筒的尺寸
辊筒各部分的尺寸是以工作部分的直径D 为基础，根据经验资料结合生产具体情况确 定的。P20表2-3。 只要知道了直径D,其他个部分的尺寸都可 以计算出来.
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。表面光滑的辊筒多用于塑炼、混炼、 压片、热炼、精炼，表面带有沟纹的辊 筒多用于破胶、洗胶、破碎、热炼。

（四） 安全制动装置
开炼机属于开式、手工操作的机台， 工作负荷大，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。
1.安全装置
安全装置有安全垫片和液压安全装置两类。 图中2为安全垫片。

当开炼机辊筒受到横压力过大时，安装在前辊筒轴 承座上与调距螺杆之间的安全垫片被剪切破坏，从 而使辊筒的辊距放大，使辊筒受到的横压力下降， 保护了辊筒以免辊筒断。其结构见图所示：
滑动轴承的结构
图2-8 滑动轴承
2. 滚动轴承rolling bearing
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、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
实验用炼胶机
类 型
精炼机
refiner
破胶机
精细破胶机
再生胶混炼机
regenerated rubber
洗胶机
2.1 概述Introduction
表1 开炼机的分类
Table1 Types of mill for rubber
橡胶加工设备
类 型
塑（混）炼机 压片机 热炼机 破胶机 洗胶机 再生胶混炼机
滚动轴承和滑动轴承的区别首先表象在 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，滚动体 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。 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，因而 摩擦形式上也就完全不相同。
2.1 概述Introduction
表2 开炼机的规格与技术特征
橡胶加工设备
Table2 Specifications and technical characteristics
>>>The Molding Equipment for Rubber<<<
第二节 基本结构
一、整体结构
橡胶加工设备
开炼机由辊筒(roll)、轴承(bearing)、机架 (frame)和横梁(crossbeam)等主要零部件及传动 装置(driver)、调距装置(the device for regulating the roll gap )、安全制动装置(safety device and brake )、辊温调节装置(the device for regulating the temperature) 、润滑装置(lubricator) 等组成。 图1为目前广泛生产的结构形式(structure form)。 图5、图6 、图7为实物图。
补充： 辊筒的受力情况
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、大小驱动齿 轮和速比齿轮的作用力。此外，还有自重。 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。齿轮排列如 图。
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，
滑动轴承的润滑
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。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 剂为干黄油和稀机油。 开炼机的润滑主要是轴承的润滑，有单独润滑 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，经分配器供给每 个需要油的轴承。

另外，在中小型开炼机上，为便于操作，常 采用下图的形式。用螺旋齿轮代替了蜗轮蜗 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。
（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 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。
（3）手电结合式调距装置
图1 常用开炼机的基本结构 Fig.1 The basic structure of common mill for rubber
第二节 基本结构
橡胶加工设备
图5 开炼机
Fig.5 Picture of the mill for rubber
第二节 基本结构
橡胶加工设备
图6 精炼机
Fig.6 Picture of the refiner >>>The Molding Equipment for Rubber<<<
粉碎机
再生胶捏炼机
沟纹／沟纹
光滑 腰鼓形
废旧橡胶块的破碎
再生胶粉的捏炼 清除再生胶中的硬杂物
精炼机
2.1 概述Introduction
2.1.1 用途与类型
塑（混）炼机
plasticator(mixer)
橡胶加工设备
热炼机
hot milling M
压片机
preforming M
供胶机
supplying M
安全垫片

作用：保护滚筒机架、辊筒等重要零部件。 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；用碳 素钢制造垫片，制造质量好，但破坏时灵敏 性差，有延续作用。 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， 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。
压盖
调距装置
传动装置
辊筒
轴承座 旋转接头 机架

老式传动开炼机
大驱动齿轮

新型传动式开炼机
双输出


Hale Waihona Puke Baidu
双电机传动式开炼机
电机
减速箱

带翻胶装置开炼机
翻胶装置
二、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、 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。 安全系数的选用原则是按机架5.0> 横梁4.0-5.0> 辊 筒2.5-3.1>调距螺杆2.3> 调距螺母2.0> 安全垫片1.5。
[本节基本要求]
了解开炼机的用途、类型和结构
掌握开炼机的工作原理 熟悉开炼机的主要参数和主要零部件
一、用途与分类
开炼机主要用于橡胶的热炼、压片、塑 炼、 混炼和破胶。也可用于再生胶的粉碎、捏炼 和精 炼。
2.1 概述Introduction 2.1.1 用途与类型
塑炼
plasticating
橡胶加工设备
混炼
milling/mixing
热炼
hot milling
实验用
for lab
用 途
压片
preforming
破胶
breaking R
精炼
refining
供胶
Suppling R
开炼机的分类
开炼机名称 辊面形状
开炼机 压片机 热炼机 破胶机 光滑 光滑 光滑／沟纹 光滑／沟纹
用
途
胶料热炼供胶，生胶塑炼和胶料混炼 用于密炼机卸料压片 胶料预热或粗炼 生胶塑炼前的破胶
辊筒表面形状
光滑面 光滑面 光滑面或前辊光滑后辊沟纹 沟纹面或前辊光滑后辊沟纹 沟纹面 光滑面 压片 预热供料
主要用途
橡胶塑炼、混炼
破碎天然胶、废胶块 除去生胶、废胶、胶布中的杂质 制造再生胶
精炼机
精细破胶机 实验用炼胶机
腰鼓形
沟纹面 光滑面
除去再生胶中硬杂物质
破碎废胶、制造再生胶 各种小量胶料实验
（三） 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。 辊距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。 1. 类型与结构 调距装置按结构形式的不同分为手动、 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

结构形式很多，下图是常用的一种。蜗轮蜗 杆传动。
（2）辊筒材料
辊筒的材料一般多采用冷硬铸铁。这种材料表面组织坚 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。 冷硬铸铁辊筒分为普通冷硬铸铁(LTG-P)和合金冷硬铸铁 (LTG-H) 两种。合金冷硬铸铁的表面硬度及工作强度等性 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 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，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分段铸 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。
滑动轴承的优缺点：（MC尼龙轴 衬与青铜轴衬相比）P21
①耐磨性能好．使用寿命比青铜轴衬高一倍以上。 ②密度小．其密度仅为铸锡青铜的1／8左右．减 轻了构件的质量。 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。 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。 ⑥摩擦因数小、生热少、节能效果明显。 ⑦成本较低，约为青铜材料的50~60%。 尼龙轴衬的缺点是导热性差、热膨胀较大。
第二章 开炼机
Open-Type Rubber Mixing Mills
第一节 概述
开放式炼胶机(mill for rubber)简称 开炼机或炼胶机,又称双辊捏炼机。它
通过两个水平放置并以不同线速度相
对回转的辊筒，将橡胶原材料进行剪
切、挤压使其塑化、混合，制成符合
生产加工要求的坯料。
开炼机是橡胶工业生产中应用最广泛的 一种设备，至今已有近二百多年历史。随着 科技和橡胶工业的不断发展，开炼机的结构 和性能有了很大改进，在技术上已达到一个 新的水平。
（3）辊筒的结构形状与各部分尺寸

辊筒的结构:中空结构和圆周钻孔结构。
开炼机的辊筒一般分为三部分。
这三部分是辊筒体（直径为D的工作部分）， 轴颈部分（直径为d1的支撑部分，装轴承）， 传动部分（直径为d4，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
（一） 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。考虑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:
①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 ③良好的导热性能。 ④合理的几何形状。 ⑤制造简单，价格便宜。
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。
（二） 辊筒轴承
开炼机的工作负荷大、辊筒运转速度 较低、工作温度较高。因此要求轴承承 载能力强、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，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。
1. 滑动轴承sliding bearing
2.1 概述Introduction 二、 规格与技术特征
橡胶加工设备
开炼机规格常用“辊筒直径*工作部分的长度”来 表示，单位毫米或英寸。如φ400*1000, 16″* 46″。 中国常用规格表示： X（S）K-400，XKR-400， XKJ-400 ， XKP-400 X—橡胶； S—塑料； R —热炼；J—精炼； K—开炼机 P—破碎。 400—辊筒直径为400mm；
手电结合式调距 装置结合前两者的特 点，调距既简单又精 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， 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，操作方 便。缺点是不易维护，不能自动退回。
2. 调距螺杆、螺母的材料
调距装置工作时主要受恒压力的水平分 力的作用。 螺杆材料常用45钢，螺母材料常用青铜 或铸铁。