橡塑机械设计复习题

橡胶机械设计复习思考题第一章前言1.掌握典型橡胶（轮胎）制品生产过程，指出其工艺名称及所用到的橡胶机械的名称以及各种机械在每种工艺的主要作用。炼胶：开炼机，密炼机，挤出机半成品：压延机，挤出机，裁断机，钢丝圈缠绕机成型：轮胎成型机械，其他成型机硫化：轮胎硫化机，硫化罐，制品平板硫化机，胶带平板硫化机，注射机，其他平板硫化机2.了解橡胶机械的概念及其主要分类方法。以橡胶为基本原料，加入各种配合剂，将其制作成各种橡胶制品的过程中所用的机器和设备，统称为橡胶机械。3.了解橡胶机械的特点。1．品种繁多，规格多样。2．机台重量、结构、尺寸大小相差悬殊。3．机台操作参数多变，如调速、调距、换速比等。4．机台动力形式、操作介质多样化，如：能源：电能、热能、液压能、过热水动力能：空气、水、蒸汽、油、水5．机台的机械化、自动化水平仍需进一步提高。仍存在部分手工操作，如：斜交轮胎成型第二章开炼机1.了解当代炼胶车间的特点。中心化；使用大容量的炼胶设备；采用双螺杆挤出机代替开炼机压片；实行计算机和网络远程管理；胶料生产线机械化、联动化、自动控制水平越来越高2.掌握开炼机主要用途及分类方法。1.生胶的塑炼、破碎、洗涤、压片；2.胶料的混炼、压片以及胶料中的杂质清除；3.混炼胶的热炼、供胶；4.再生胶的粉碎、混炼、压片。此外，它还广泛应用于塑料加工和油漆颜料工业生产中。3.掌握塑炼、混炼、压片、供胶及热炼等工艺的概念及他们之间的区别，分别采用什么方法可以达到目的。塑炼：把弹性生胶转变成可塑状态的工艺加工过程混炼：将各种配合剂混入生胶中制成质量均匀的混炼胶的工艺过程压片：根据工艺要求，在开炼机上把胶料压成一定的宽度和厚度的工艺过程供胶：根据工艺要求，在开炼机上把压成一定的宽度和厚度的胶料，送到下一步工艺（挤出、压延）的工艺过程热炼：根据工艺要求，在开炼机上把胶料加工成一定的温度和可塑度，并送到下一步工艺（热喂料、压延）的工艺过程4.了解开炼机基本结构，掌握几种典型的开炼机的主要区别。辊筒、轴承、机架、压盖、传动装置、调距装置、润滑系统、辊温调节装置和紧急制动装置等组成5.掌握开炼机的工作原理。高弹变可塑：用开炼机进行塑炼，主要就是通过两个相对回转的辊筒对胶料产生的剪切、挤压作用，使胶料原有的大分子链被打断,从而使得胶料原有的弹性降低，可塑度提高，有利于后面加工工序地进行混炼：开炼机在炼胶过程中主要是依靠两个相对回转的辊筒对胶料产生挤压、剪切作用，经过多次捏炼，以及捏炼过程中伴随的化学作用，将橡胶内部的大分子链打断，使配方中的各种成分掺和均匀，而最后达到炼胶的目的6.掌握开炼机强化炼胶效果应具备的条件。1、使胶料摩擦角大于接触角（φα）以便把胶料带入辊距；2、使前后辊速（线速度）不相等，以便对辊隙中的胶料进行强烈的挤压和剪切；3、炼胶时，需要切割翻胶，以破坏胶料的封闭回流线，加强物料的分散效果；4、炼胶过程中不断调整辊距，以改变速度梯度，提高炼胶效果。7.了解开炼机规格表示方法和主要技术特征。XK－400：X表示橡胶，K表示开炼机，400表示辊筒直径；SK－400：S表示塑料，K表示开炼机，400表示辊筒直径；X（S）K－400：X（S）表示橡胶塑料通用，K表示开炼机，400表示辊筒直径。对于一些特殊用途的专用开炼机，还要增加一个符号，如XKP－400：其中P表示破胶机；XKA－400：其中A表示热炼机。8.掌握横压力的概念及其影响因素。胶料对辊筒产生径向作用力（合力）——即横向压力（1）横压力P与辊温T的关系，当T增大，P减小；当T减小，P增大。（2）横压力P与辊筒规格D×L，当D×L增大，P增大；当D×L减小，P减小。（3）横压力P与炼胶时间t的关系,t越长，P越小。（4）堆积胶的多少与横压力的关系，（实际用接触角也可）α越大，P越大；当α越小，P越小（5）胶料性质与横压力的关系，当胶硬度越大，P越大；当胶硬度越小，P越小。（6）胶料温度与横压力的关系：温度越低，横压力越大（7）横压力P与辊距e的关系,对于混炼胶来讲，当e增大，P减小；当e减小，P增大。（8）辊筒工作线速度与速比对横压力的影响比较复杂10.掌握开炼机功率消耗的特点。1、在炼胶过程中，传动电动机的功率消耗是不均匀的。2、消耗的功率大。13.掌握开炼机辊筒的作用、要求、所用的材料、结构和分类方法作用：辊筒是开炼机的主要零部件。在工作过程中，它直接与胶料接触，对胶料产生挤压和剪切作用要求：1.要具有一定的机械强度、刚度，能承受胶料的作用力；2.辊筒的工作表面要有较高的耐磨性和耐腐蚀性，且表面硬度不低于肖氏65°；3.从结构上来讲，具有合理的几何形状，防止应力过度集中；4.具有较好的导热性能，便于胶料的加热和冷却；5.制造工艺简单、造价低；6直径误差为1～0.5mm，表面粗糙度为3.2～1.6，出厂检验一定要保证辊径有正的偏差。材料：一般选用冷硬铸铁，表面层的组织硬、耐磨损、白口层的硬度不低于肖氏65°结构：辊筒主要由直径为D的工作部分（称为辊筒体）；直径为d1的支撑部分，称为辊径和直径为d3的传动部分组成。分类：①其分类方法主要根据辊筒的表面形状。一般分为：a.光滑圆柱辊筒（圆柱面）b.腰鼓辊筒用于再生胶精炼，c.带沟纹的辊筒破胶、洗胶②按加热冷却形式来分：中空式、钻孔式③按加热介质来分：电加热、蒸汽加热、油加热、恒温水④按前后辊筒直径是否相同来分：同径、异径14.掌握开炼机辊筒轴承的作用、位置、类型及润滑方法。作用：用以支承辊筒，使之能在其内自由回转。减少摩擦损失，提高传动效率位置：轴承套在辊筒两端的轴径上，下面由机架支承，后辊筒轴承是固定的，前辊筒轴承又与调距装置相联，并在调距装置的推动下，可在机架上作水平的前后移动。类型：1滚动轴承（大型炼胶机）2滑动轴承15.掌握开炼机辊筒调距装置的作用、位置、调整范围、分类及其具体结构。各种规格的开炼机调距范围一般在0.1～15mm之间手动式、电动式、手－电动式、液压式16.了解开炼机的传动型式以及电机选择要求。1、按一台电动机驱动开炼机的台数可分为：单台传动——系一台电动机驱动一台开炼机，成组传动——系一台电动机驱动2～4台开炼机近年来，成组技术已很少采用，国内外生产的开炼机多为单台传动。2、按电动机与开炼机的相对位置可分为：左传动——电动机在操作人员左侧；右传动——电动机在操作人员的右侧。左、右传动开炼机性能不变第三章密炼机1.掌握密炼机的用途和分类。主要用于橡胶的塑炼(milling)和混炼(mixing)，同时也用于塑料、沥青料、油毡料、合成树脂料的混合2.了解国内外著名生产密炼机厂家生产密炼机的型号及其特色。3.了解国内外密炼机规格表示方法及主要技术特征。XM-250/20X表示橡胶，M表示密炼机，250表示密炼机的总容量，20表示转子转速X（S）M-75/35x70X表示橡胶，S表示塑料，M表示密炼机，75表示密炼机总容量，双速（35和70转/分2）电机功率。随转子转速不同而异，转速提高一倍电机功率增加1~4倍；3）转速。小规格转速高，大规格转速低，以便胶料能经受同样的剪切速率与剪切应力。4）冷却消耗量很大。4.掌握密炼机整体结构组成及每一部分的作用。1）混炼部分混炼部分主要有转子、密炼室、密封装置等组成对胶料进行混合，剪切，捏炼2）加料部分右加料室和斗形的加料口以及翻板门组成。用于加料和瞬间存料3）压料部分由上顶栓和推动上顶栓做上、下往复运动的气缸组成加速炼胶，提高胶料质量4）卸料装置部分下顶栓和下顶栓锁紧机构所组成卸料5）传动装置部分电机，弹性联轴节，减速机和齿形联轴节等组成传递动力，使转子克服工作阻力而转动，从而完成炼胶作业6）底座供密炼机使用，在其上安装主机和传动系统的部件加热冷却系统：控制炼胶过程中胶料的温度液压系统：用于控制下顶栓及下顶栓锁紧机构的开闭。气压系统：用于控制上顶栓的升降，加压及翻板门的开闭电控系统：它是整个机台的操作中心润滑系统：向每个转动部位，注入润滑油，以致减少运动部件之间的摩擦，延长其使用寿命5.掌握密炼机的混炼过程及胶料再混炼室经受的机械作用。过程：生胶和配合剂由加料斗加入，首先落入两个相对回转的转子上部，在上顶栓的压力及摩擦力的作用下，被带入两转子之间的间隙处，受到一定的捏炼作用，然后由下顶栓的尖棱将胶料分开，进入转子与密炼室壁的间隙中，在此处经受强烈的剪切捏炼作用后，被破碎的两股胶料又相会于两个转子上部，然后再进入两转子间隙处，如此循环往复作用：1、转子外表面与密炼室内壁间的捏炼作用2、两转子之间的混合搅拌、挤压作用3、上下顶栓分流、剪切和交换作用4、转子的轴向往复切割捏炼作用6.可用那些主要参数来描述一台密炼机整体情况。1,、转子的转速和速比，2、转子棱顶与密炼室内壁间隙，3、生产能力和填充系数，4、上顶栓对胶料的单位压力，5、功率8.了解密炼机几种主要的传动型式。按密炼机的转子转速：单速，双速，变速按电机和密炼机相对位置：左传动，右传动，中间传动按减速机构形式：带大驱动齿轮的传动，没有大驱动齿轮的单独传动双出轴传动方式，双电机传动方式9.掌握转子型式、材料选择、冷却形式转子材料多采用铸钢（ZG270-510）。突棱顶堆焊一层5～8毫米厚的耐磨硬质合金，其余工作表面也需堆焊一层2～3毫米厚的耐磨硬质合金。按转子端面形状可分为：椭圆型，圆筒型，三角型椭圆型转子按螺旋棱数目不同：二棱，三棱，四棱，六棱转子的冷却形式：喷淋式：开放式，封闭式强制冷却式：螺旋夹套式，开螺旋沟槽，一般强制冷却10.掌握密炼室的结构型式、材料选择以及冷却A、正面壁为ZG270-510，为保证其耐磨性，可在密炼室内壁堆焊2－4mm耐磨硬质合金。B、侧面壁为铸铁件结构：前后组合式，上下对开式，开闭式（亮翅式），倾斜式，翻转式冷却方式：A、喷淋式：结构简单，冷却效果一般，用于旧式密炼机；B、水浸式：结构简单，水流速慢，冷却效果一般。AB两种侧面壁都不能冷却C、夹套式D、钻孔式11.掌握压料部分的结构组成及设计特点以及上顶栓与活塞杆的连结型式及安全措施。①气缸－铸铁件，为避免活塞在运动中与筒盖碰撞，在气缸顶部和下部设有缓冲装置。②活塞－其密封方式，有用橡胶皮和铸铁活塞环。③活塞杆－有一定的强度及稳定性，在加压过程中不变形。④重锤－即上顶栓，为直接与胶料接触加压部件加压气缸的主要作用是提供上顶栓上、下运动的动力，提供上顶栓加压物料的压力上顶栓安全装置：①加大活塞杆上销孔尺寸②混炼室的上部安装挡销。③冷却水管上焊接挡块12.掌握加料部分的结构组成及设计特点。①加料斗－由两侧板、前后门、填料箱构成。②翻板门－固定在轴上，由气缸带动。③后门－固定在侧板上，检修时打开。④填料箱－在加料斗上，起上下隔离作用，使混炼室内的粉尘不致飞扬到风筒内。⑤安全销－用于检修时将上顶栓挡住。13.掌握卸料部分组成及结构型式以及分类。驱动形式⑴、滑动式：气缸移动式，活塞杆移动式⑵、摆动下落式⑶翻转式15.掌握密炼机密封型式、分类方法及其密封机理以及每种型式的优缺点及其用途。1、端面密封：将两个精密的平面在介质压力下或外力（如弹簧力、液压力）的作用下相互贴紧并相互回转运动而构成的动密封装置。2、迷宫密封：将两个有凹凸形结构的迷宫环相互配合安装，形成通路曲折的迷宫，并作相对回转运动而形成的动密封装置3、反螺纹密封：在两相对回转的密封环之一上，切制成与轴的正常旋转方向相反的螺纹，则可使漏出的物料返回原处的动密封装置4、填料密封：将填料压入填料箱内由于压盖对填料施加轴向压力，使填料在产生轴向压缩的同时产生径向伸张，从而使填料与填料箱内孔及转动轴外圆表面密切结合而产生密封作用的动密封装置密炼机所采用的密封装置多为端面密封，也有几种组合而成的密炼机上、下辅机系统复习思考题1、炼胶车间制造混炼胶工艺流程的设备包括那些？1、生胶与配合剂的输送、称量与投料（上辅机）2、在密炼机中进行混炼（主机）3、炼好的胶料卸落到压片机或挤出机上压片，然后冷却叠片（下辅机）2、密炼机上辅机系统有几部分组成？炭黑气力输送系统；炭黑称量、投料系统；油料输送、贮存、称量、注油系统；胶