高分子材料成型设备培训课程

1、2本节内容本节内容一、辊筒一、辊筒二、机架二、机架重点重点:辊筒、机架、调距装置、安全辊筒、机架、调距装置、安全制动装置的作用和结构与类型制动装置的作用和结构与类型3-5主要零部件翻胶装置翻胶装置调温装置调温装置润滑装置润滑装置安全刹车装置安全刹车装置辊筒辊筒辊筒轴承辊筒轴承调距装置调距装置机架机架挡胶板挡胶板开炼机的主要零部件包括开炼机的主要零部件包括(一)作用：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。因此，它的结构及质量将直接影响炼胶的效果和开炼机的使用寿命。辊筒辊筒 （mill roll ） (二)要求：要求： 1.要具有一定的机械强度、

2、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650； 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10.5mm，表面粗糙度为3.21.6，出厂检验一定要保证辊径有正的偏差。 （三）材料：材料： 一般选用冷硬铸铁制作。它的特点是内部韧性好，强度大，表面层的组织硬、耐磨损、白口层的硬度不低于肖氏650。白口层的深度可根据其规格而定，一般160mm，取深为312mm，550650mm，取深为625mm，硬度过高或白口层太深都会增加辊筒的脆性，影响其

3、机械强度。近年来，也开始采用铬钼合金或低镍铬合金，以提近年来，也开始采用铬钼合金或低镍铬合金，以提高辊筒的机械强度。国外两种均采用金属离心浇铸高辊筒的机械强度。国外两种均采用金属离心浇铸的方式铸造。的方式铸造。（四）（四）结构与分类：结构与分类：1.结构：见下图结构：见下图辊筒主要由直径为辊筒主要由直径为D的工作部分（称为辊筒体）；直径为的工作部分（称为辊筒体）；直径为d1的支撑部分，称为辊径和直径为的支撑部分，称为辊径和直径为d3的传动部分组成。的传动部分组成。轴径部分与辊筒轴承相连，且在轴承中回转；联接部分轴径部分与辊筒轴承相连，且在轴承中回转；联接部分与速比齿轮和大驱动齿轮相连接；内部有

4、调整温度的空腔。与速比齿轮和大驱动齿轮相连接；内部有调整温度的空腔。根据经验资料确定，一般以工作部分的直径根据经验资料确定，一般以工作部分的直径D为基础而得到：为基础而得到：辊筒工作部分长度辊筒工作部分长度L=(1.33.2)D辊筒内径辊筒内径d=(0.550.70)D辊颈直径辊颈直径d1=(0.650.70)D辊颈长度辊颈长度l1=(1.01.2)d1辊筒传动部分直径辊筒传动部分直径d3=(0.850.95)d1辊筒传动部分长度辊筒传动部分长度l3=(1.061.10)d3l2、各部尺寸：、各部尺寸： 3.分类：分类： 根据辊筒表面形状分为：根据辊筒表面形状分为： a.光滑圆柱辊筒光滑圆柱辊

5、筒：用于塑炼、混炼、压片、热炼（用于热炼和压片的辊用于塑炼、混炼、压片、热炼（用于热炼和压片的辊筒，为了提高炼胶效果，前辊为光滑的，后辊为带沟纹的，筒，为了提高炼胶效果，前辊为光滑的，后辊为带沟纹的，沟纹螺旋角为沟纹螺旋角为40，深度为，深度为4mm，宽为，宽为20mm。 b.光腰鼓辊筒（凹凸）光腰鼓辊筒（凹凸）：用于再生胶精炼用于再生胶精炼 c.带沟纹的辊筒带沟纹的辊筒：用于破胶、洗胶：用于破胶、洗胶按加热冷却形式来分：中空式、钻孔式按加热冷却形式来分：中空式、钻孔式按加热介质分：按加热介质分：电加热、蒸汽加热、电加热、蒸汽加热、油加热、恒温水油加热、恒温水按前后辊筒直径分：按前后辊筒直径分

6、：同径、异径同径、异径辊筒圆周钻孔冷却加热辊筒圆周钻孔冷却加热流道过去主要用于压延流道过去主要用于压延机辊筒。近年来，开炼机机辊筒。近年来，开炼机上采用钻孔流道的辊筒越来越多，上采用钻孔流道的辊筒越来越多，大多数情况下，后辊筒为中空的，大多数情况下，后辊筒为中空的，而前辊筒为钻孔的，这有利于控而前辊筒为钻孔的，这有利于控制混合物的温度及调节操作条件。制混合物的温度及调节操作条件。 辊筒的强度计算包括：支反力、弯矩、扭矩和危辊筒的强度计算包括：支反力、弯矩、扭矩和危险断面强度的计算。险断面强度的计算。 在计算时，虽然前后辊筒工作条件相似。为在计算时，虽然前后辊筒工作条件相似。为安全起见，看做后辊

7、筒沿全长传递全部扭矩。此安全起见，看做后辊筒沿全长传递全部扭矩。此外，它的一端要承受驱动齿轮的作用力，另一端外，它的一端要承受驱动齿轮的作用力，另一端又承受速比齿轮的作用力，其工作条件较前辊恶又承受速比齿轮的作用力，其工作条件较前辊恶劣。所以，一般只对后辊计算就可以了。劣。所以，一般只对后辊计算就可以了。l(五）辊筒的强度计算五）辊筒的强度计算（略）（略）（六）（六）辊筒轴承辊筒轴承 辊筒轴承所承担的负荷是很大的。例辊筒轴承所承担的负荷是很大的。例如如650X2100mm开炼机最大负荷达开炼机最大负荷达200吨。因此，轴承设计合理与否对机台的性吨。因此，轴承设计合理与否对机台的性能影响很大。能

8、影响很大。 (一一)轴承的轴承的作用作用：用以支承辊筒，使之能在其内自由回转。减少摩用以支承辊筒，使之能在其内自由回转。减少摩擦损失，提高传动效率。擦损失，提高传动效率。 (二二)轴承的轴承的位置位置：轴承套在辊筒两端的轴径上，下面由机架支承，后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，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并在调距装置的推动下，可在机架上作水平的前后移动。动。 (三三)轴承的轴承的要求：要求：承受的负荷大，滑动的速度低，温度高，要求轴承受的负荷大，滑动的速度低，温度高，要求轴

9、衬材料耐磨损，承载能力强，使用寿命长。衬材料耐磨损，承载能力强，使用寿命长。 滚动轴承滚动轴承滑动轴承滑动轴承尼龙衬套尼龙衬套锡青铜衬套锡青铜衬套橡胶橡胶塑料塑料一般在大型炼胶机上采用一般在大型炼胶机上采用(四四)轴承类型：轴承类型：辊筒轴承广泛采用滑动轴承。在辊筒轴承广泛采用滑动轴承。在大型炼胶机中已开始应用滚动轴承，大型炼胶机中已开始应用滚动轴承，其特点是：使用寿命长，传动效率高，其特点是：使用寿命长，传动效率高，安装维修方便。其缺点是：成本高、安装维修方便。其缺点是：成本高、配套困难、结构庞大。其典型结构如配套困难、结构庞大。其典型结构如右图。右图。滚动轴承是国家的标准体，已成系列，不用

10、单独制造。滚动轴承是国家的标准体，已成系列，不用单独制造。机架机架 机架的类型与结构机架的类型与结构 开式机架被广泛的开式机架被广泛的 采用，它由立臂、下采用，它由立臂、下 横梁和上横梁组成。横梁和上横梁组成。 立臂和下横梁为一整立臂和下横梁为一整 体，上横梁是活动的，体，上横梁是活动的， 以便于迁装和维修。以便于迁装和维修。闭式闭式拆卸式拆卸式开式开式上横梁上横梁下横梁下横梁立臂立臂按机架的结构可分为按机架的结构可分为 机架的材料常用铸铁，很少用铸钢。机架的材料常用铸铁，很少用铸钢。国外还有用球墨铸铁制造机架的。国外还有用球墨铸铁制造机架的。 用地脚螺栓把（也常用铸铁制造）机用地脚螺栓把（也

11、常用铸铁制造）机座与机架固定在基础上。有的开炼机把机座与机架固定在基础上。有的开炼机把机器装于整块防震垫上，不用地脚螺栓，不器装于整块防震垫上，不用地脚螺栓，不须沉重的基础，这便于安装与搬运。须沉重的基础，这便于安装与搬运。3-5-3辊距调整装置辊距调整装置 根据炼胶作业的工艺要求，辊距需要根据炼胶作业的工艺要求，辊距需要进行调整。其调整量的大小视开炼机的规进行调整。其调整量的大小视开炼机的规格和用途而异。各种规格的开炼机调距范格和用途而异。各种规格的开炼机调距范围一般在围一般在0.115mm之间。之间。 （一）（一）调距装置的类型与结构调距装置的类型与结构 常用的调距装置按动力形式不同，可分

12、为：常用的调距装置按动力形式不同，可分为： 各种形式的调距装置结构原理都大同小异。各种形式的调距装置结构原理都大同小异。 手动或电动的调距装置操作方便，结构紧凑，手动或电动的调距装置操作方便，结构紧凑，工作可靠。工作可靠。手动式的劳动强度大，且不能在负荷下调节手动式的劳动强度大，且不能在负荷下调节电动式的准确程度较差；可实现负荷下调节电动式的准确程度较差；可实现负荷下调节手动电动式的克服了各自的缺点，保留了手动电动式的克服了各自的缺点，保留了原有的优点；原有的优点；液压式的结构简单，但操作可靠性差。也可液压式的结构简单，但操作可靠性差。也可实现负荷下调节实现负荷下调节1手动调距装置手动调距装置

13、手动调距装置的结构形式很多，如图所示。手动调距装置的结构形式很多，如图所示。(P78图图3-6) 当调节辊距时，摇动手轮当调节辊距时，摇动手轮18，通过蜗杆，通过蜗杆17使涡轮使涡轮13转动带动螺杆转动带动螺杆3产生水平方向的移动，达到辊距调节的目的。产生水平方向的移动，达到辊距调节的目的。右图上为右图上为手动式调距装手动式调距装置的另一种结构置的另一种结构它在调整螺杆的头端以它在调整螺杆的头端以花键形式与涡轮连接。花键形式与涡轮连接。当手轮当手轮10转动时，调距转动时，调距螺杆螺杆2便转动，靠螺母便转动，靠螺母1使螺杆使螺杆2移动，从而带动移动，从而带动辊筒轴承移动，完成辊辊筒轴承移动，完成

14、辊距的调节。距的调节。 在中小型开炼机上，在中小型开炼机上，为便于操作，常采用如为便于操作，常采用如右图下所示的结构。右图下所示的结构。由于手轮位置的变化，由于手轮位置的变化，用螺旋齿轮传动取代蜗用螺旋齿轮传动取代蜗杆蜗轮传动。杆蜗轮传动。 2电动调距装置电动调距装置(P78图图3-7) 电动调距装置的结构，如右上电动调距装置的结构，如右上 图所示。图所示。 不同点就是用电动机代替手轮。不同点就是用电动机代替手轮。 电动机的出轴通过摆线针轮减电动机的出轴通过摆线针轮减 速器直接连接螺杆，电动机可速器直接连接螺杆，电动机可 做双向转动。完成辊距的变化，做双向转动。完成辊距的变化， 此种结构多用于

15、大中型炼胶此种结构多用于大中型炼胶 机上。机上。 电动调距也可采用一电动调距也可采用一 个电动机个电动机同时驱动两个调距同时驱动两个调距 螺杆。螺杆。其方法是采用一个通其方法是采用一个通 轴。用链轮传动螺杆。如右轴。用链轮传动螺杆。如右 下图所示。下图所示。 它可以同时调节两个轴承，它可以同时调节两个轴承， 保证辊筒两边辊距相同。保证辊筒两边辊距相同。 3.手动电动式调距装置手动电动式调距装置如右图如右图 为防止电动机的损坏为防止电动机的损坏 及能在较小范围的精确调及能在较小范围的精确调 整辊距，手动电动调距整辊距，手动电动调距 装置，装置， 调距装置是由两级蜗轮蜗调距装置是由两级蜗轮蜗 杆减

16、速器杆减速器4、电动机、电动机2、螺、螺 杆杆6、弹性联轴节、弹性联轴节1、辊距、辊距 指示器指示器3和安装在前辊轴和安装在前辊轴 承上的安全垫片承上的安全垫片5所构成，所构成， 辊距调整范围为辊距调整范围为0.112mm。调距过程如下：调距过程如下：若缩小辊距时，先关闭阀若缩小辊距时，先关闭阀门门3切断轴承润滑回路，然后切断轴承润滑回路，然后开启两个调距阀门开启两个调距阀门4，压力油，压力油进入增压缸，使轴承体移进入增压缸，使轴承体移动，增压缸的油压用压力表动，增压缸的油压用压力表5测定，当辊距达到要求时立测定，当辊距达到要求时立即关闭调距阀门即关闭调距阀门4，并迅速打，并迅速打开启阀门开启

17、阀门3，以便保证轴承的，以便保证轴承的润滑；若增大辊距时，则开润滑；若增大辊距时，则开启两个调距阀门启两个调距阀门4，使系统减，使系统减压，在胶料作用下辊距增压，在胶料作用下辊距增大，达到要求后，立即关闭大，达到要求后，立即关闭调距阀门调距阀门4。4液压传动调距装置液压传动调距装置右上图为液压调距装置右上图为液压调距装置,下下图为液压传动调距的原理。图为液压传动调距的原理。3-5-4安全与制动装置安全与制动装置 开炼机的结构虽然不算复杂，但在开炼机的结构虽然不算复杂，但在使用时不安全因素较多，生产中发生的人使用时不安全因素较多，生产中发生的人身和机器事故屡见不鲜。安全与制动装置身和机器事故屡见

18、不鲜。安全与制动装置的设计在于防止人身和机器事故的产生或的设计在于防止人身和机器事故的产生或减少事故的严重程度。减少事故的严重程度。 （一）作用：（一）作用：为防止在炼胶过程中胶料的横压为防止在炼胶过程中胶料的横压力超载或由于操作不当或由金属物落入辊距中力超载或由于操作不当或由金属物落入辊距中可能产生巨大的作用力，危及机器和人身的安可能产生巨大的作用力，危及机器和人身的安全，在开炼机上装有安全装置。全，在开炼机上装有安全装置。 （二）分类：（二）分类：按其作用不同分为：按其作用不同分为： 保护人身安全保护人身安全保护设备安全保护设备安全安全垫片安全垫片全方位（钢丝）全方位（钢丝）块式制动块式制

19、动能耗制动能耗制动液压式刹车液压式刹车液压式刹车液压式刹车能耗制动能耗制动块式制动块式制动安全拉杆安全拉杆液压安全装置液压安全装置兼作兼作 （三）结构：（三）结构： A、保护设备安全：、保护设备安全： 1、安全垫片安全垫片：安全垫片的结构简单，能及时安全垫片的结构简单，能及时的卸荷，但垫片制造和更换麻烦。的卸荷，但垫片制造和更换麻烦。 安全垫片的作用是：当开炼机超负荷时，一旦负荷安全垫片的作用是：当开炼机超负荷时，一旦负荷超过垫片材料的剪切强度，垫片便被切断，此时辊超过垫片材料的剪切强度，垫片便被切断，此时辊距便增大，横压力急剧下降，这就保护了辊筒、机距便增大，横压力急剧下降，这就保护了辊筒、

20、机架等部件。架等部件。安全垫片安全垫片 2、液压安全装置：液压安全装置： 由于垫片破裂后要停机更换，既麻烦又影响生产，因此由于垫片破裂后要停机更换，既麻烦又影响生产，因此在新型开炼机上采用液压安全装置，它装设在前辊筒调在新型开炼机上采用液压安全装置，它装设在前辊筒调距螺杆与辊筒轴承之间，如图所示。距螺杆与辊筒轴承之间，如图所示。 腔内充满压力油，安全油压是根据炼胶需要给定的，在腔内充满压力油，安全油压是根据炼胶需要给定的，在输油管路上有一个卸油阀，当横压力超过给定压力时，输油管路上有一个卸油阀，当横压力超过给定压力时，卸油阀将油卸出，腔内压力下降，辊距放大；当炼胶横卸油阀将油卸出，腔内压力下降

21、，辊距放大；当炼胶横压力下降低于给定油压后，油压可自动的推动前辊筒，压力下降低于给定油压后，油压可自动的推动前辊筒，恢复到原来的辊距。恢复到原来的辊距。安装在前辊筒轴承座与调距螺安装在前辊筒轴承座与调距螺杆间。当横压力过大时，液压杆间。当横压力过大时，液压缸中的油压上升，电触点压力缸中的油压上升，电触点压力表指针与调定最大横压力值的表指针与调定最大横压力值的触点相接触时，机器立刻停止，触点相接触时，机器立刻停止，并放大辊距，使辊筒受到的横并放大辊距，使辊筒受到的横压力下降。该装置不用更换零压力下降。该装置不用更换零件，而且操作者可随时观察到件，而且操作者可随时观察到横压力的变化，便于控制。缺横

22、压力的变化，便于控制。缺点是不易维护，当漏油时即失点是不易维护，当漏油时即失灵。如图所示。灵。如图所示。液压缸液压缸液压缸安全装置液压缸安全装置 B、保护人身安全系统：、保护人身安全系统： 1、刹车系统：、刹车系统： （1）安全拉杆：）安全拉杆： 作用：作用：a、切断主电机的电源；、切断主电机的电源； b、接通制动器电源、接通制动器电源块式制动，接通电源块式制动，接通电源能耗制动，通反向电流能耗制动，通反向电流液压制动，切断电源液压制动，切断电源类型类型 2、制动装置、制动装置 对制动装置的要求是：对制动装置的要求是： 控制位置要适合操作人员的使用方便，要保证经控制位置要适合操作人员的使用方便

23、，要保证经常处于正常状态。空运转制动后，前辊筒继续回常处于正常状态。空运转制动后，前辊筒继续回转不得超过辊筒圆周的转不得超过辊筒圆周的14。 制动装置一般装在电动机和减速器的联轴制动装置一般装在电动机和减速器的联轴节上，而其操纵装置则装在工人操作位置的附近。节上，而其操纵装置则装在工人操作位置的附近。操纵装置的形式有常桩在机器上部的拉杆、亦有操纵装置的形式有常桩在机器上部的拉杆、亦有装在机器下面的脚踏板、也有两者兼用的。装在机器下面的脚踏板、也有两者兼用的。制动方法：当发生事故时，触动拉杆，使行程开关动作，切制动方法：当发生事故时，触动拉杆，使行程开关动作，切断主电动机电源同时接通电磁线圈电源

24、，电磁铁被吸住（即断主电动机电源同时接通电磁线圈电源，电磁铁被吸住（即图中实线位置）推杆与杠杆图中实线位置）推杆与杠杆4和拉杆和拉杆3同时运动，使两闸瓦抱同时运动，使两闸瓦抱紧制动轮，使停止转动而停车。紧制动轮，使停止转动而停车。常用的制动装置常用的制动装置电磁抱阀块式和带式制动装置两种电磁抱阀块式和带式制动装置两种图示为短行程的块式制动器的构造图示为短行程的块式制动器的构造组成结构：两块闸瓦组成结构：两块闸瓦1分别以活节方式与支柱分别以活节方式与支柱2相连接。两个相连接。两个支柱支柱2与连杆与连杆3、杠杆、杠杆4和推杆和推杆5相连接，推杆相连接，推杆5的尾部压紧电的尾部压紧电磁铁磁铁6的顶块

25、的顶块7，在正常状态下（电磁线不通电源）电磁铁靠，在正常状态下（电磁线不通电源）电磁铁靠弹簧弹簧8的推力，保持在虚的推力，保持在虚线位置。此时两块闸瓦线位置。此时两块闸瓦与制动轮脱离与制动轮脱离由于电磁抱闸式制动由于电磁抱闸式制动简单可靠，故国内外简单可靠，故国内外大部分炼胶机均采用大部分炼胶机均采用它。它。 ：要停止辊轮，制动式的摩擦功应等于开炼机转动部分要停止辊轮，制动式的摩擦功应等于开炼机转动部分的惯性动能。如图的惯性动能。如图261所示。若把加在瓦块中心的压力看所示。若把加在瓦块中心的压力看成是集中力成是集中力N，制动应满足如下条件：，制动应满足如下条件：式中式中N瓦块的正压力，瓦块的正压力，kg；瓦