密煉機結構ppt課件

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4－3 加料部分,1、作用 用于加入膠料和其它物料，并瞬間存料。 2、結構 該裝置安裝在密煉室的上部，主要由加料斗、翻板門、后門、填料箱等組成。,1,加 料 門,,料門氣缸,,,吸塵口,,氣缸緩沖裝置,,粉料加料口,①加料斗－由兩側板、前后門、填料箱構成。 ②翻板門－固定在軸上，由氣缸帶動。 ③后門－固定在側板上，檢修時打開。 ④填料箱－在加料斗上，起上下隔離作用，使混煉室內的粉塵不致飛揚到風筒內。 ⑤安全銷－用于檢修時將上頂栓擋住。,2,加料門主要用于加入膠料和部分小料，它的開啟和關閉由料門氣缸完成。但是由于氣缸的運動往往沖擊大，現(xiàn)在有的已改為液壓缸。加料門的后面是添加大宗粉料的接口，一般與密煉機上輔機相配。,3,①氣缸－鑄鐵件，為避免活塞在運動中與筒蓋碰撞，在氣缸頂部和下部設有緩沖裝置。 ②活塞－其密封方式，有用橡膠皮和鑄鐵活塞環(huán)。 ③活塞桿－有一定的強度及穩(wěn)定性，在加壓過程中不變形。 ④重錘－即上頂栓，為直接與膠料接觸加壓部件。 加壓氣缸的主要作用是提供上頂栓上、下運動的動力，提供上頂栓加壓物料的壓力。,4－4 壓料裝置（上頂栓）,1、作用：將物料壓入密煉室中，并在煉膠過程給物料施加一定的壓力。,2、結構：該裝置安裝在密煉室的上部。,4,隨著高速高壓 密煉機的出現(xiàn)， 這種加壓裝置 已采用了液壓 油缸，為防止 漏油進入密煉 室，一般都使 用兩個油缸， 并安裝在加料 加壓裝置的外 側。如圖所示。,,油缸,,上頂栓,5,上頂栓一般為鑄造件而且為中空，以便通入冷卻水，其底部與膠料接觸處呈尖形，并且在這個部位堆焊硬質合金。上部設置一或兩個斜面，以便堆積的粉料能落入密煉室中。,,上頂栓,6,為防止重錘連接部件斷裂造成重錘落入密煉室引起重大機械事故，必須采用一定安全措施。 ①加大活塞桿上銷孔尺寸。 ②混煉室的上部安裝擋銷。 ③冷卻水管上焊接擋塊。,（3）上頂栓安全裝置,7,包括： (1)加壓氣缸直徑的計算； (2)活塞桿的力學強度和穩(wěn)定計算。 1.受力分析 根據力學平衡，加料加壓裝置的受力應包括：膠料對上頂栓的反作用力；氣缸活塞的作用力以及活塞環(huán)、填料密封的摩擦力等。對這些作用力都要一一地計算，從而計算氣缸直徑和強度。 2.活塞桿穩(wěn)定計算 引入桿的柔度：,大柔度桿的臨界力,（4）壓料裝置的設計計算,8,4－5 卸料部分,1、卸料部分的作用： 開閉密煉室排料口的裝置，在混煉過程中起分流混合膠料作用。,滑動式,擺動下落式,翻轉式,2、卸料機構的結構形式,,9,⑴、滑動式,滑動式卸料機構是由氣缸和卸料門（或稱下頂栓）組成。這種機構的運行是：氣缸通入壓縮空氣之后，氣缸活塞固定不動，缸體運動；下頂栓固定于缸體上，缸體運動時，下頂栓,隨之運動，從而完成卸料門的開啟和閉合。,氣缸移動式,活塞桿移動式,,10,該裝置的結構比較簡單，維修方便，用于慢速密煉機；但是它的運動是在滑道上滑動，因此摩擦力較大，運行速度慢；同時排料時容易存有余膠，容易引起卸料口密封不嚴的問題。,11,隨著快速密煉機的出現(xiàn)，縮短了混煉時間，要求加快加料和卸料的速度，擺動式卸料機構卸料速度大大地快于滑動式，開閉時間一次只需2～3秒，密封性能好，因此新型密煉機基本上都采用這種卸料機構。 擺動式卸料機構是由下頂栓、支座、鎖緊裝置和開閉裝置組成。 如下頁圖所示。,⑵、擺動下落式,12,A、開閉裝置 下頂栓浮動地固定在支座上，支座與旋轉軸固定連接，旋轉軸與驅動裝置連接。開啟時，支座在重力和旋轉軸的驅動下帶著下頂栓下落，并繞旋轉軸擺動120～135。閉合時，旋轉軸驅動支座繞軸回轉擺動，直至下頂栓與卸料口閉合，鎖緊機構進行鎖緊。,,旋轉軸,下頂栓,,鎖緊機構,,支座,,13,擺動式卸料裝置的旋轉軸驅動裝置有：旋轉油缸和油缸－齒條－齒輪兩種。圖中所示為油缸－齒條－齒輪的機構。,,,,齒條,齒輪,油缸,14,,卸料示意圖,15,B、鎖緊裝置,（1）作用：當下頂栓關閉后，用以鎖緊，避免混煉中在膠料壓力下打開。 （2）鎖緊形式,斜鎖,平鎖,旋轉式,肘節(jié)式,中間平鎖,兩端平鎖,,,,,16,a）旋轉式，結構緊湊，但斜面易磨損易發(fā)生打不可鎖的現(xiàn)象。 b）肘節(jié)式，鎖緊效果好，力量大，比較先進。,,17,c）中間平鎖，鎖緊穩(wěn)定，但將整個機座下部空檔堵死，不好維修。 d）兩端平鎖，結構緊湊，傳動軸在混煉過程中不受膠料作用力，維修方便，但不易同步，鎖柱尺寸小，易變形。,18,⑶翻轉式 翻轉式捏煉機的卸料機構為翻斗式。下圖表示這種設備的工作過程。,卸料時，壓砣提起，密煉室通過翻轉傳動裝置向外翻轉140或110，將煉好的膠料從密煉室卸到料斗中，由料斗將膠料運到開煉機上。密煉室的翻轉裝置可用蝸輪蝸桿或螺桿螺母。采用蝸輪蝸桿傳動密煉室即可翻轉140；采用螺桿螺母傳動密煉室可翻轉110。密煉室的翻轉中心是前轉子軸線。,19,4－6 密封裝置,密煉機的密煉室是密閉的，工作時，兩個轉子相對回轉，轉子軸徑與密煉室側壁之間的環(huán)形間隙在混煉時是容易漏料的，為了防止物料的泄漏，在轉子軸徑處裝設密封裝置。,20,（一）型式,密封裝置的結構類型很多，目前在橡膠密煉機上采用的主要有以下四種： 1、端面密封 2、迷宮密封 3、反螺紋密封 4、填料密封,密煉機所采用的密封裝置多為端面密封，也有幾種組合而成的。,21,端面密封：將兩個精密的平面在介質壓力下或外力（如彈簧力、液壓力）的作用下相互貼緊并相互回轉運動而構成的動密封裝置。 迷宮密封：將兩個有凹凸形結構的迷宮環(huán)相互配合安裝，形成通路曲折的迷宮，并作相對回轉運動而形成的動密封裝置。 反螺紋密封：在兩相對回轉的密封環(huán)之一上，切制成與軸的正常旋轉方向相反的螺紋，則可使漏出的物料返回原處的動密封裝置 填料密封：將填料壓入填料箱內由于壓蓋對填料施加軸向壓力，使填料在產生軸向壓縮的同時產生徑向伸張，從而使填料與填料箱內孔及轉動軸外圓表面密切結合而產生密封作用的動密封裝置。,22,（1）、外壓端面密封裝置,A、分類,螺栓彈簧壓緊式,撥叉彈簧壓緊式,撥叉液壓油缸壓緊式,,按壓緊方式分,,,FYH式,,普通式,23,,轉動環(huán),,壓緊環(huán),,彈簧,端面密封裝置由安裝在轉子上的轉動環(huán)和緊緊壓在轉動環(huán)上的壓緊環(huán)，以及對壓緊環(huán)施加壓力的彈簧壓力機構組成。,B、結構及其密封原理,a、螺栓彈簧壓緊式,24,在彈簧壓力機構作用下，轉動環(huán)和壓緊環(huán)的接觸面產生一定的壓力，阻止物料的泄漏。轉動環(huán)為表面經淬火的鋼件；壓緊環(huán)是由銅環(huán)和鋼環(huán)組合的零件，與轉動環(huán)接觸處為銅環(huán)，并且設置注潤滑油孔，以減少面接觸的磨損。當密煉機工作時，在密封裝置處有少量膏狀的物料和潤滑油混合物溢出。 但是，這種裝置在密煉機運行一段時間之后會出現(xiàn)密封效果下降，這是因為密煉機運行時轉子的竄動，壓緊環(huán)不能跟進轉動環(huán)的竄動產生間隙，這些間隙被物料填入，引起端面密封不嚴的結果，隨著快速密煉機的應用，這種現(xiàn)象更為明顯。,25,該密封裝置是用于低壓低速的密煉機，但具有結構簡單、密封可靠，使用壽命長（保持良好的潤滑時，可用2~3年）的特點，但使用時要求有良好的維護。 b、撥叉液壓油缸壓緊式(簡稱FYH） 它是由油缸、壓緊環(huán)、轉動環(huán)、叉板等零件組成。油缸的缸體與叉板固定在一起，壓縮彈簧對插板產生一定的預緊力。工作時油缸通入壓力油，由于活塞桿不能移動，而缸體移動，從而帶動叉板移動，叉板中間的螺栓起著杠桿支點作用，使叉板運動的力轉化為對壓緊環(huán)的壓力。,26,撥叉液壓油缸壓緊式原理圖,,,油缸,叉板,壓緊環(huán),轉動環(huán),,壓縮彈簧,,,27,這種裝置在每個轉子的密封處都安裝了一套，而且它們的四個油缸的進油管被串聯(lián)起來，并都通入一定壓力的液壓油，這樣叉板對壓緊環(huán)的壓力相等。當轉子竄動時，壓緊環(huán)會緊緊跟著竄動，而叉板上的油缸缸體也在不斷地竄動，這樣缸體內的液壓壓力會不斷變化，缸體內壓力低時，另一個缸體壓力高的就會補充，從而保持壓緊環(huán)和轉動環(huán)的接觸面始終壓力不變。 這種密封裝置的優(yōu)點是：各密封環(huán)工作面受壓均恒，密封面比壓保持相當穩(wěn)定，同時工作時可以調整，密封可靠、維修方便。,28,C、撥叉彈簧壓緊式,其結構形式與撥叉液壓油缸壓緊式相似，即把圖中油缸換成了彈簧。結構簡單，壓力較小適用與中小型密煉機和翻轉式密煉機。,螺母,,,壓緊彈簧,,29,（2）內壓端面接觸式自動密封裝置,右圖所示為內壓端面接觸式自動密封裝置它由擋板1、外密封圈2、固定螺釘3、內密封圈4、內套圈5、彈簧6、調節(jié)螺釘7、壓板8和壓板螺釘9及“O”型密封圈10、軟化油接管和潤滑油管等組成。,30,內壓端面接觸式自動密封，主要是依靠密煉室在混煉時的膠料向外擠出時的壓力使內密封圈始終壓緊在外密封圈上，以達到良好的密封效果。在每個密封圈上裝有三個軟化油口，兩個潤滑油入口，軟化油的作用是使橡膠變成粘流態(tài)。潤滑油用來潤滑內外密封圈接觸面，兩種油的注入壓力可達600kg/cm2 。 這種密封裝置可由膠料的壓力變化而自動調整內密封圈的壓緊程度，密封效果較好。適用于高壓快速密煉機上的密封裝置。,31,（3）反螺紋與端面復合式自動密封裝置,它由彈簧7拉著旋轉密封套3與固定密封套4相接觸形成密封面，套3與環(huán)4的接觸面堆焊耐磨硬質合金。密封面用油泵供給潤滑油。在密封面的前面還安裝有帶螺紋的軸套2，螺紋方向與轉子轉向相反。當物料從密煉室向外露出時，反螺紋可把它盡量返回到密煉室里面去。,32,（4）反螺紋迷宮式復合密封裝置,它由兩個迷宮環(huán)組成，鋼制迷宮環(huán)1是對開的，用螺釘固定在密煉室側壁上。迷宮環(huán)1有內螺紋，螺紋方向與轉子轉向相反，可使露出的物料盡量返回到密煉室里面去，迷宮環(huán)4用鑄鐵制造，也是對開的，用螺釘5固定在轉子上。迷宮中需注入潤滑油。,33,（5）外壓迷宮式密封裝置,密封原理是：當密煉室內的物料外泄時，需通過相當長的很窄的路徑才能到達內外密封圈的接觸面，起到“迷宮”的作用。密封圈用六個彈簧壓緊密封面，保持密封，壓力大小可由彈簧調節(jié)。如果物料已從密封面泄出，則在密封面外還有一段迷宮，可是物料更緩慢的輕微流出。為了防止物料在迷宮通道中外流時溫升過高，除注入軟化油外，并在轉子軸徑內設有冷卻水管，通水冷卻。,該裝置結構簡單，制造維護方便，但轉子下沉，使兩個迷宮圓環(huán)接觸，則迷宮很快磨損。當轉子軸承成為滑動軸承時，不宜采用此種密封裝置。,34,該密封裝置可以滿足高壓快速混煉的需要，但結構復雜，裝卸、調節(jié)和維護工作量較大，如GK型密煉機采用這種密封裝置。,35,（6）雙重反螺紋填料式復合密封裝置,在耐磨護板處，由兩扣反螺紋，成單線鋸齒形，深3～6毫米，寬度8～12毫米?？拷軣捠业霓D子軸套上設有反螺紋。最后一道密封是采用橡膠石棉材料的密封填料，用端蓋壓緊。,36,耐磨護板是耐磨材料制成，表面經熱處理。 這種密封裝置，結構簡單，拆開壓蓋便可更換填料。但填料磨損較厲害，壽命不長，需經常更換，只有當物料受中壓時，效果較好。,37,第五節(jié) 密煉機的控制系統(tǒng),1、電氣控制系統(tǒng) 密煉機電氣控制，分主機單獨控制及主機與上下輔機聯(lián)動控制。,控制方式,手動,半自動,全自動,,發(fā)展趨勢,,智能控制,模糊控制,,38,自動控制系統(tǒng)可保證設備平穩(wěn)、安全的運行，上頂栓和排料門的運行過程中有位置保護功能?？刂葡到y(tǒng)的核心部分為PLC可編程控制器，附帶網絡接口，用于和計算機的通訊聯(lián)絡。,3、液壓控制系統(tǒng) 隨著密煉機技術的發(fā)展，密煉機的上頂栓部分也由氣壓系統(tǒng)改為液壓系統(tǒng)，另外還有卸料門油路，鎖緊油缸油路和端面密封油路等。 設計液壓回路，主要根據設計要求考慮油路壓力，泵的選擇，流量和液壓元件的設計計算等。,2、氣路控制系統(tǒng) 氣路控制系統(tǒng)主要用于控制壓料機構、加料門。,39,第七節(jié) 密煉機的冷卻系統(tǒng),膠料在密煉室內加工時，受到強烈的機械作用，產生大量熱。為保證煉膠質量和一定排膠溫度，對密煉機的有關部位必須進行冷卻。 一、冷卻系統(tǒng)熱平衡 1、發(fā)熱量的計算 密煉機煉膠時產生的總熱量為： Q＝860N 式中860－熱功當量 N －電動機平均消耗功率 －傳動效率,,40,2、熱量的分配,煉膠時產生的熱量主要分配在膠料、冷卻水及周圍介質和設備中。 Q=Q1+Q2+Q3 Q1 =qC1(t2-t1) Q2 =GC2(t4 - t3) 式中：Q－煉膠時產生的總熱量 Q1 －膠料升溫吸收的熱量 Q2 －冷卻水帶走熱量 Q3 －散失在周圍介質及設備中的熱量 t1-膠料投入時的溫度，t2－排膠溫度，q－密煉機的生產能力，t3－冷卻水進水溫度，t4－冷卻水出水溫度，C1－膠料比熱，C2－水的比熱,41,二、對冷卻水的要求及耗水量計算,1、對冷卻水要求 通過密煉機的冷卻水，最好是軟化水或經過磁化器處理的水，以避免熱交換中生成水垢，減少導熱系數(shù)，降低冷卻效果。對冷卻水進水溫度，有的認為要采用制冷水，還有的認為進水速度可為常溫，但要適當提高冷卻水壓力。實際上，要提高冷卻效果，不能單純地降低冷卻水進水溫度或提高冷卻水的壓力，更應重視增大設備的冷卻面積和改善設備的傳熱性能。,42,2、總耗水量 （由Q的三個公式得出）,,3、各冷卻部件傳熱面積及冷卻水消耗量的計算,密煉機需要進行冷卻的部件有密煉室、轉子、上、下頂栓四個部件，如圖所示。,43,1、密煉機傳熱面積F 對于夾套式、水浸式按膠料與密煉室接觸面積計算 式中 F1――密煉室傳熱面積，m2; D――密煉室內直徑，m; L――密煉室工作長度，m; β――角度（見圖4-69）. 對于鉆孔式密煉室傳熱面積F1計算 式中 d’－鉆孔直徑，m; L－鉆孔長度，m; K1－鉆孔個數(shù) .,,44,,,,,2、轉子傳熱面積F2,,式中 F2－轉子傳熱面積，m2; d－轉子工作部分基圓直徑，m; L－轉子工作長度，m .,45,3、上頂栓傳熱面積F3,,式中 F3－上頂栓傳熱面積，因為上頂栓不是始終與物料接觸， 故取面積一半； a －上頂栓的寬度，m（如圖4-69、圖4-70）； L －上頂栓長度，m.,對鉆孔式上頂栓傳熱面積F3,,式中 d′―鉆孔直徑，m; k3 ―上頂栓鉆孔個數(shù); L―上頂栓長度，m.,46,4、下頂栓傳熱面積F4,,式中F4――下頂栓傳熱面積，m2; γ――角度（如圖4-69、圖4-70）. 對鉆孔式下頂栓傳熱面積 式中 F4――下頂栓傳熱面積，m2; K4――下頂栓鉆孔數(shù)目 .,,47,5、總傳熱面積分F F=F1+F2+ F3 +F4 6、單位傳熱面積上每小時耗水量 式中 G――總耗水量，kg/h; F――總傳熱面積，m2; W－－單位傳熱面積上耗水量，kg/m2h.,48,,,7、各部件傳熱面積上的耗水量 ：,,密煉室：,轉子：,上頂栓：,下頂栓：,49,