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LM在开炼机中的应用

2022-01-08

  开炼机即双辊筒炼塑机,亦称开放式炼塑机,是橡胶塑料机械中基本的一种设备。开炼机主要用于塑料的混炼,为压延机喂料和配合压片使用。

  世界各主要工业国家开炼机的生产早已形成系列,其规格、尺寸、外形大致相似。20世纪90年代以来,中国对开炼机的改进主要是提高机械化程度、增加操作措施、劳动条件和减小占地面积。

  目前国内的开炼机也已形成完整系列,品种规格齐全,完全可以满足用户各方面的要求。开炼机的辊筒及轴承均采用双列调心滚子轴承,所有传动齿轮均集中在封闭箱体内,结构紧凑、传动效率高、润滑条件好。辊筒调距既可单调也可同时进行双调,操作方便自如。

  结构原理

  开炼是利用高温、剪切等作用使生胶获得的可塑性,使之适合于混炼、压延、挤出和成型等工艺操作的工艺过程,是橡胶加工的一道主要工序。

开炼机一般包括传动装置、辊距调节装置、温度控制装置、注料系统等。

  传动装置主要实现两个的不同速比运动。实现胶料的挤压和剪切动作。这是开炼机重要的机械动作,也是控制的主要动作;

  滚距调节装置主要实现两辊轴之间的距离。不同的材料和工艺要求,对辊距的要求也不一样,要求开炼机能灵活地调节辊距;

  开炼机辊轴内是中空的,内可充蒸汽或水,来实现温度的调节;

  在开炼过程中,需要不断往胶料中放入配合剂、软化剂等,注料系统就是完成这个功能的。

  开炼机的工作原理为利用两个平行排列的中空辊筒,以不同的线速度相对回转,加胶包辊后,在辊距上方留有量的堆积胶,堆积胶拥挤,产生许多缝隙,配合剂颗粒进入到缝隙中,被橡胶包住,形成配合剂团块,随胶料一起通过开炼机辊距时,由于开炼机辊筒线速度不同产生速度梯度,形成剪切力,橡胶分子链在剪切力的作用下被拉伸,产生弹性变形,同时配合剂团块也会受到剪切力作用而破碎成小团块,胶料通过辊距后,由于流道变宽,被拉伸的橡胶分子链恢复卷曲状态,将破碎的配合剂团块包住,使配合剂团块稳定在破碎的状态,配合剂团块变小,从而制得配合剂分散均匀并达分散度的混炼胶。

  控制功能

  开炼机控制,采用HOLLiAS LM PLC的CPU模块LM3109来进行各种信号的采集和控制,LM3310实现温度和压力的采集,LM3320实现变频器的频率控制,触摸屏为上位机对开炼机进行参数设定和数据显示,各种传感器、检测装置对开炼机的各个监测点进行检测。

  开炼机控制主要包括以下几部分: 


  1.传动和速比控制 这是开炼机重要的机械动作,速比和辊速增大,对炼效果的影响与减小辊距的规律一致,会加快配合剂的分散,但对橡胶分子链剪切也加剧,易过炼,使胶料物性降低,胶料升温加快,能耗增加;速比过小,配合剂不易分散,生产效率低。PLC对速比和传动的控制,主要通过变频器实现;

  2.辊距自动调节  减小辊距,剪切变形速率增大,因此有利于配合剂的分散,但橡胶分子链受剪切断裂的机会也增大,使胶料的物理机械性能降低;辊距过大,剪切作用太小,配合剂不易分散,给混炼操作带来困难。因此开炼机混炼时,辊距要合适。PLC通过装在辊轴上的压力传感器,计算出所需要的辊距,然后通过调节装置自动调节;

  3.温度控制  不同胶料所需的开炼温度也不一样。根据实际胶料的不同,设定不同的温度要求,控制蒸汽阀来控制温度

  4.注料系统控制  在开炼过程中需要加料,包括配合剂、软化剂、防老剂等,加料的时间,顺序和数量都根据胶料的不同而不同。PLC控制注料系统的打开时间来控制顺序放入不同的胶料及数量。

  开炼机采用HOLLiAS LM PLC作为控制装置进行控制后,产品的合格率和整个设备的运行可靠性得到了很大提高。


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