四棱全对称同步转子密炼机混炼机理及实验研究

发布时间：2020-04-16 19:22

【摘要】：近些年来,随着国民经济的快速发展,国内对橡胶原料及橡胶制品的需求也在不断增加,橡胶行业的产业结构也在不断地进行优化调整,传统橡胶机械更新换代的速度加快,新型混炼设备也层出不穷。但密炼机仍是最重要的橡胶混炼设备,从出现至今已经衍生出了多种型号和规格。对于密炼机而言最重要的元件是转子,对于密炼机的研究归根结底是对转子的研究。本文通过查阅大量相关的资料,在对密炼机及转子的混炼机理、混炼过程有了深入了解的基础上,做了如下工作:1、结合本实验室的0.3L密炼机,自行开发设计了四棱全对称同步转子。该转子突棱长度和螺旋角突破了传统的设计规则,采用取消短棱全部改用长棱和变螺旋角设计,增强了转子对胶料的剪切作用和轴向、环向的流动性,改善了混炼效果,提高混炼胶质量。2、对同步转子密炼机的混炼机理和混炼过程进行了分析,并详细介绍了橡胶与炭黑等配合剂的混合过程,着重对四棱全对称同步转子的混炼机理和混炼过程进行了理论分析。并选用Creo三维绘图软件对四棱全对称同步转子进行三维建模。3、采用EDEM离散元软件模拟四棱全对称同步转子0°和90°相位关系对橡胶和炭黑分布的影响,结果显示四棱全对称同步转子90°相位关系时炭黑分布性能优于0°相位关系。采用POLYFLOW对四棱全对称同步转子0°和90°相位关系混炼过程的混合指数场、剪切速率场、压力场和粘度场进行了分析,结果显示四棱全对称同步转子90°相位关系时混合指数高于0°相位关系,胶料所受到的压力也低于0°相位关系,但剪切速率差别不明显。两种相位关系的最低粘度值出现的位置相同都在棱顶,但最高粘度出现的位置不同,0°相位关系最高粘度主要出现在转子凹槽的中间区域,90°相位关系最高粘度主要出现在两转子中间部位。4、在实验室0.3L密炼机上对四棱全对称同步转子0°和90°相位关系、宽棱同步转子和四棱同步转子在不同混炼工艺条件下进行橡胶混炼实验,并对胶料的各项性能进行测试。结果表明,相同混炼工艺条件下四棱全对称同步转子与宽棱同步转子和四棱同步转子相比,炭黑分散度、流动性、硫化性能、机械性能等方面都有不同程度的提高,说明四棱全对称同步转子能增强转子对胶料的剪切、拉伸作用和轴向、环向的流动性,使配合剂与橡胶分散和分布的更加均匀,提高混炼胶质量。
【图文】：

四棱全对称同步转子密炼机混炼机理及实验研究轮胎是最主要的橡胶消耗品。据调查，平均一辆轿车大约消耗 67 千克橡胶，其中包括轮胎、密封条等 300 多件橡胶制品。如图 1-1 和图 1-2 所示，由于我国经济的快速发展，推动汽车保有量以每年 12%-14%的速度增长，每年增加的数量达到 1700-1800 万辆。以目前汽车保有量的增长速度，假设每辆车配 5 条轮胎，那么轮胎需求量将每年增加 8500-9000 万条。而目前面临的主要问题是国内的橡胶产量还远远不够，还需要大量依赖进口，橡胶的质量与发达国家还有一定的差距。提高橡胶产量和质量，推动轮胎产业优化升级急需要解决。

四棱全对称同步转子密炼机混炼机理及实验研究轮胎是最主要的橡胶消耗品。据调查，平均一辆轿车大约消耗 67 千克橡胶，，其中包括轮胎、密封条等 300 多件橡胶制品。如图 1-1 和图 1-2 所示，由于我国经济的快速发展，推动汽车保有量以每年 12%-14%的速度增长，每年增加的数量达到 1700-1800 万辆。以目前汽车保有量的增长速度，假设每辆车配 5 条轮胎，那么轮胎需求量将每年增加 8500-9000 万条。而目前面临的主要问题是国内的橡胶产量还远远不够，还需要大量依赖进口，橡胶的质量与发达国家还有一定的差距。提高橡胶产量和质量，推动轮胎产业优化升级急需要解决。
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ330.11

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本文编号：2629942