第三章密炼机（Internal Mixer）第一节本章的教学目的、要求、重点、难点及相关要求§1－1 本章的教学目的和要求通过本章的学习，使同学们掌握密炼机的主要用途、分类方法及每种类型密炼机的特点、工作原理、每个部分作用、主要结构及设计过程，特别是转子等主要零部件设计思路和方法，熟悉机台操作方法及相关特点，了解关键部件加工方法，培养在橡胶机械生产过程能独立设计密炼机和在橡胶加工过程中能自己正确使用和指导工人正确使用密炼机的工程技术人员。

§1－2 本章的重点、难点及要求重点：密炼机的工作原理、主要参数及其影响、转子等关键部件设计思路和方法、同步转子的特点。

难点：机台各部件结构及原理、转子等关键部件的设计、参数的选用、机台主要部件的加工安装方法。

要求：（1）要求同学们掌握密炼机的用途，分类方法，工作原理，转子等关键零部件加热冷却方式、转子及主要零部件的结构及其区别，上顶拴压力、填充系数、空容量、总容量、工作容量等概念以及它们之间的相互关系。

转子及主要部件设计计算方法，受力分析及相关结构，胶料在混炼室中所受到的机械作用。

（2）要求同学们熟悉塑炼、混炼各自的优缺点，密炼机基本结构，操作方法，规格表示及主要技术特征，关键零部件的设计过程，设计过程中的参数选择，传动方式及电机的选择。

（3）要求同学们了解啮合型密炼机、翻转密炼机等其他各种密炼机的特点，传动功率、产量的计算方法及其区别，密炼机组装过程。

（4）要求同学们自学课堂上未讲的书本内容。

第二节概述§2－1 密炼机的发展方向密炼机全称叫做“密闭式炼胶机”，是在开炼机的基础上发展起来的。

1820年发明开炼机以后，使橡胶工业发生了根本的转变，但由于开炼机存在许多缺点，比如劳动强度大，效率低，粉尘大等，严重影响人的身体健康，于是人们开始考虑能否把这一加工设备用一个罩子把它罩起来，就逐步发展成密炼机。

因为它在密炼室里面工作，所以称作密闭式。

由于开炼机工作是敞开的，故叫做开放式炼胶机。

一般介绍均认为密炼机是Banbury在1916年发明的，实际最早是由西德W&P公司的一名商业工程师（英国人）根据该公司的原型机台设计的，由于其发展较快，产量也大应用较广，故人们一直认为Banbury密炼机是最早问世的。

自从出现密炼机后，在混炼过程中显示了比开炼机具有的一系列优点，如混炼时间短，生产效率高，操作容易，较好地克服粉尘飞扬，减少配合剂的损失，改善劳动条件，减轻劳动强度等。

由于它在很大程度上是凭经验发展起来的，因而在发展早期曾出现过认为塑炼效率低，不能用它来塑炼的说法，但已经为生产实践所否定。

因此，密炼机的出现是炼胶机械的一项重要成果，至今仍然成为塑炼和混炼中的典型设备，并处于不断发展完善中。

据国外资料统计，在橡胶工业中有88％的胶料是由密炼机制造的，塑料、树脂行业亦广泛应用密炼机。

现代密炼机发展的标志之一是高速、高压和高效能机台。

通常将转子转速为20rpm的称为低速密炼机，30～40rpm 的称为中速密炼机，60rpm 以上的称为高速密炼机。

近年来，出现了转速达80rpm 甚至更高的密炼机，亦有对工艺和效能有广泛适应性和处理手段的双速、三速、变速密炼机，也有转子速比可调节的密炼机。

其操作时间大大缩短，从过去慢速机台的8～15min 缩短至1.5～3.5min ，甚至有的达1～1.5min （包括采用密炼法与补充混炼法配合的工艺过程等）。

密炼机的结构也在不断发展。

密炼机工作过程及整个机组的机械化、自动化水平也在不断提高，采用了程序控制，现在大型引进机台均采用计算机控制。

总之，此种发展是在大大强化混炼过程，提高机台效能，减轻体力劳动和改善工作环境等。

在这种剧烈的混炼过程中，当然会带来许多新问题，因此，对机械研究设计来说，从机台的捏炼系统、冷却系统、密封系统、加料及压料系统、卸料系统、传动系统、控制系统、主要零部件、材料到各种参数的技术决定以及理论，都需要相应的发展，以使机台性能优良，为生产过程提供可能的适应性和调节性。

我国密炼机发展状况是：解放前是空白，解放后国产密炼机逐步发展起来了。

我国第一个制造密炼机的厂家是大连橡塑机厂，首先仿苏生产了PC －2 140/20L 密炼机，现在改为250L 、75/40L 密炼机。

然后上海等地逐步也生产这些机台，如250/20/40，75/30/60，75/35/70，以及50L 密炼机。

近年来又仿照F 系列密炼机生产F080，F160，F270，均已出口。

另外又给日本生产翻转式50L 、70L 密炼机。

益阳橡机厂又从西德引进GK 系列技术生产GK 系列密炼机。

F 系列、GK 系列是当前世界两大先进系列密炼机。

国内橡胶大厂均有引进。

我院一直在研究密炼机，销钉转子、销钉混炼室密炼机等。

密炼机发展方向：“二大”、“二高”、“一低”，即大规格（大容量）、大功率，高速、高压，单位能耗低，主要问题：端面密封。

§2－2 密炼机的用途及分类一、 用途主要用于橡胶的塑炼和混炼，同时也用于塑料、沥青料、油毡料、合成树脂料的混炼。

它是橡胶工厂主要炼胶设备之一。

七十年代以来，国外在炼胶工艺和设备方面虽然发展较快，例如用螺杆挤出机代替密炼机和开炼机进行塑炼和混炼，但还是代替不了密炼机。

新的现代工厂中的炼胶设备仍以密炼机为主，混炼方法也仍采用两段混炼法。

二、 分类密炼机分类方法较多，主要有以下几种方法：1．按转子端面形状不同（Rotor Section Form ）本伯里型（Banbury ）过去D 型，现在F 型（二棱、四棱）椭圆型转子密炼机过去叫做GK －UK 型GKN非啮合切线型 GK 型GKE 啮合型圆筒型（二棱、四棱）圆筒型转子密炼机 肖氏（Francis shaw ）、K 型相切型，切线型2．按转子啮合与否（Intermeshing）啮合型，联锁型3．按转子转速不同（Rotor Speed）慢速以XM－250为例≤20rpm中速以XM－250为例 30～50rpm高速以XM－250为例≥60rpm转速与其它机械相比，纯属低速范围，但对炼胶作业来讲却是高速了，因炼胶要消耗大量能量，产生大量热量，这两点都限制转速范围。

单速4．按转子转速变化与否双速转子具有两个速度变速普通型四棱、两棱5．按转子外表面结构来分销钉型转子特殊型螺旋型普通型6．按混炼室结构来分特殊型销钉密炼室翻转密炼室大容量（规格）密炼机370L7．以密炼机的容量来分中容量80－270L 试验用密炼机在10L以下小容量10－50L异步转子8．按转子速比同步转子§2－3 生产厂家一、国外目前世界各国生产密炼机的厂家较多，产量较大，但具有竞争能力的仍是以下三家：1．美国 Farrel Birminghan Co. 法勒尔·伯明翰公司 D型和F型为其首创；2．西德 Werner&Pfleiderer Co.（简称W&P公司）维尔纳·普弗莱德瑞尔公司，GK-UK 和GKN/GKE系列为其首创；3．英国 Francis Shaw Co. 弗兰西斯·肖公司，K型属于首创此外还有日本的Kobe Steel 神户制钢所研制的BB型、D型、F型；意大利伯米尼Pomini 公司；西班牙的Guix Co.魁克斯公司的挑担式GK和F结合；苏联布尔什维克厂PC型、椭圆型；意大利依·科未里奥公司Comerio Ercole SPA，MA型密炼机为其独创，1936年生产并取得专利。

二、国内解放前我国不能自己生产密炼机，当时国内橡胶厂也没有使用密炼机的，橡胶作业完全靠开炼机。

解放后，五十年代我国从苏联、捷克等社会主义国家进口了一批中型密炼机（11#）,此后我国橡机制造厂逐步走向自主设计制造阶段。

目前，国内不少厂家生产各类型密炼机，并有部分出口。

大连橡塑机械厂：最早生产国产密炼机的厂家，引进苏联图纸。

目前国内橡胶厂大部分都是采用的该厂产品，1986年已仿制出F270L密炼机。

益阳橡机厂：是60年代我国新建的大型橡机厂，也生产了不少密炼机。

最近从西德引进GK型密炼机制造技术，1987年已生产出GK270密炼机。

上海橡机厂（原茶陵机器厂）：是生产中型密炼机的工厂，其产品质量好。

上海橡机二厂：生产中小型密炼机西亚机器厂：中小其特点是用行星减速机天津机厂：中小天津电工机械厂：中小桂林机厂：中小此外还有不少塑料机械厂、轻工机械厂生产密炼机。

§2－4 规格与技术特征1 规格：过去采用混炼室的工作容量和主动转子转速表示。

现在采用混炼室的总容量/主动转子的转速表示。

国产密炼机的规格表示法：XM-250/20XM-75/35╳70美Banbury密炼机，过去D型：3D,9D,11D,27D现在F型：F40,F120,F270,F620西德W＆P密炼机，过去：GK-UK,GK-50UK ,GK-160UK现在：GK-N, GK-90N,GK-270NGK-E ,GK-90E,GK-270E英Franis Shaw密炼机：K0 K1 K2 K5 K6 K7 K2A K4 K8 K101.8 5.3 18.8 132 189 351 45.5 84 475 915苏联布尔什维克 250-20，250-30，250-402技术特征见书P15表1-101〉混炼室总容量分容量，工作容量的区别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§2－5 基本结构一整体结构组成：密炼机的结构，一般是由六个部分五个系统组成的，六个部分指的是：1〉混炼部分mixing section（包括转子rotor、混炼室mixing chamber、密封装置dust stop、转子轴向调正装置、轴承bear）2〉加料部分 Feed module section3〉压料部分Pressure ram section 不加压胶吃不进4〉卸料部分 Discharge section5〉传动装置部分Drive section 耗电1.7e-30KW相当100W灯泡300个传动比大电机上千转，转子几十转，转子20rpm I=756〉底座部分五个系统：1〉加热冷却系统 Heating＆cooling system2〉气压系统 Compressed air sestem3〉液压系统 Hydraulie system4〉电控系统 Elestric controller (system)5〉润滑系统 Lubrication二每个部分组成及作用(1)混炼部分混炼部分主要有转子、混炼室、密封装置等组成，从图上可以看出，主要有上、下机壳6、4，上、下混炼室7、5，转子8，密封装置（图上看不见）等组成，下机壳4用细栓固定在机座1上，上机壳6与下机壳4用细栓紧固在一起。