開(kāi)煉機(jī)在煉膠過(guò)程中主要是依靠?jī)蓚€(gè)相對(duì)回轉(zhuǎn)的輥筒對(duì)膠料產(chǎn)生擠壓、剪切作用，經(jīng)過(guò)多次捏煉，以及捏煉過(guò)程中伴隨的化學(xué)作用，將橡膠內(nèi)部的大分子鏈打斷，使膠料內(nèi)部的各種成分摻和均勻，而后達(dá)到煉膠的目的。一、從力學(xué)方向來(lái)研究膠料進(jìn)入輥距的條件
　　在煉膠操作時(shí)我們可見(jiàn)，當(dāng)膠料包覆一個(gè)輥筒后兩輥筒間還有一定數(shù)量的堆積膠，這些積膠不斷被轉(zhuǎn)動(dòng)的輥筒帶入輥隙中去，而新的積膠又不斷形成。這些堆積膠對(duì)煉膠效果的影響是很大的。若堆積過(guò)多，過(guò)多的堆積膠便不能及時(shí)進(jìn)入輥隙，只能原地輕輕抖動(dòng)，此時(shí)煉膠*下降;若堆積膠過(guò)少，則不能形成穩(wěn)定連續(xù)的操作。可見(jiàn)，確定適量的堆積膠是必要的，為此就需要引入一個(gè)稱(chēng)之為接觸角的概念。如圖2-4所示。所謂接觸角，即膠料在輥筒上接觸點(diǎn)a與輥筒斷面圓心連線和輥筒斷面中心線的水平線的交角，以α表示。膠料能否進(jìn)入輥隙，取決于膠料與輥筒的摩擦系數(shù)和接觸角的大小。
　　以膠料為研究對(duì)象，以接觸點(diǎn)A點(diǎn)作為邊緣研究點(diǎn)，在煉膠過(guò)程中，膠料對(duì)輥筒產(chǎn)生徑向作用力（合力）——即橫向壓力，用P表示，反過(guò)來(lái)，根據(jù)作用力與反作用力的關(guān)系，輥筒對(duì)膠料產(chǎn)生一個(gè)大小相等、方向相反的作用力——橫壓力的反作用力，用F表示。把這個(gè)力分解成一個(gè)水平作用力Fx和切向作用力Ft。
　　Fx的作用：是對(duì)膠料產(chǎn)生擠壓作用，并使其產(chǎn)生變形;
　　Ft的作用：是把膠料推出輥距;
　　另外，膠料與輥筒之間在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生摩擦作用，即有摩擦力存在，膠料對(duì)輥筒的摩擦力用T'表示，方向背離輥距。反過(guò)來(lái)，輥筒對(duì)膠料的摩擦力，用T表示，方向進(jìn)入輥距，它的作用是把膠料拉入輥距。
　　若想膠料進(jìn)入輥距進(jìn)行煉膠，只有
　　T>Ft
　　T-為摩擦力，應(yīng)為T(mén)=F·μ，F(xiàn)為正壓力，μ為摩擦系數(shù);μ=tgφ，φ為摩擦角。
　　∴T=F·tgφ
　　即從△FtFA得知
　　Ft=F·tgαα為膠料接觸角
　　又∵T>Ft
　　即有T=F·tgφ>Ft=F·tgα
　　即tgφ>tgα
　　∴有φ>α
　　從分析可知，只有當(dāng)摩擦角φ大于接觸角α時(shí)，膠料才能進(jìn)入輥距。
　　只有這個(gè)條件滿足時(shí)，才能保證正常煉膠。橡膠或膠料與金屬輥筒的摩擦角φ與膠料成分及其配方、可塑度、煉膠溫度及輥筒表面形狀等有關(guān)。Φ=38~420，生膠與金屬輥筒摩擦角φ=38041’，煉膠過(guò)程中一般采用接觸角α=32~400，國(guó)內(nèi)推薦采用α=36~400。
　　二、從流變角度上主要研究：
　　1、膠料的擠壓作用是如何產(chǎn)生的?以及與橫壓力的關(guān)系?
　　膠料在輥隙中得到強(qiáng)烈的擠壓和剪切，如下圖所示。擠壓作用是由于膠料通過(guò)逐漸縮小的輥筒間距而產(chǎn)生，隨著橫壓力的增大而擠壓力增大。
　　2、膠料剪切作用是怎樣產(chǎn)生的?以及剪切力的大小與誰(shuí)有關(guān)系?
　　剪切作用是由于前、后輥筒有速比而產(chǎn)生，速比越大剪切力越大。
　　3、輥距大小對(duì)膠料的剪切作用以及對(duì)煉膠效果有無(wú)影響?
　　對(duì)同一機(jī)臺(tái)來(lái)說(shuō)，速比和輥筒線速度是一定的，可用減少輥距的方法來(lái)增加速度梯度，從而達(dá)到增加對(duì)膠料的剪切作用。如生膠的薄通塑煉，就是這個(gè)道理。速度梯度值大，煉膠的效果就好，特別對(duì)破膠及塑煉效果好。但對(duì)膠料剪切變形所需的能量增加時(shí)，膠料溫度上升的塊，所以要加強(qiáng)冷卻。
　　4、煉膠過(guò)程中為什么要進(jìn)行割膠、翻膠?
　　在煉膠過(guò)程中，將膠料進(jìn)行切割對(duì)煉膠過(guò)程是十分重要的。根據(jù)流體力學(xué)的分析，煉膠過(guò)程膠料的流線分布
　　在煉膠過(guò)程中，將膠料進(jìn)行切割對(duì)煉膠過(guò)程是十分重要的。根據(jù)流體力學(xué)的分析，煉膠過(guò)程膠料的流線分布如圖2-5所示。從圖中可見(jiàn)靠近輥筒處膠料的流線與輥筒轉(zhuǎn)動(dòng)面平行。而在楔形斷面開(kāi)始處，有一個(gè)回流區(qū)域，形成兩個(gè)封閉的回流線（即ψ-0線），當(dāng)v1=v2時(shí)，這兩個(gè)封閉回流線對(duì)稱(chēng)分布，當(dāng)v1
　　膠料在輥隙中得到強(qiáng)烈的擠壓和剪切。擠壓作用是由于膠料通過(guò)逐漸縮小的輥筒間距而產(chǎn)生，隨著橫壓力的增大而擠壓力增大;剪切作用是由于前、后輥筒有速比而產(chǎn)生，速比越大剪切力越大。
　　對(duì)同一機(jī)臺(tái)來(lái)說(shuō)，速比和輥筒線速度是一定的，可用減少輥距的方法來(lái)增加速度梯度，從而達(dá)到增加對(duì)膠料的剪切作用。如生膠的薄通塑煉，就是這個(gè)道理。速度梯度值大，煉膠的效果就好，特別對(duì)破膠及塑煉效果好。但對(duì)膠料剪切變形所需的能量增加時(shí)，膠料溫度上升的塊，所以要加強(qiáng)冷卻。
　　三、強(qiáng)化煉膠效果，必須具備四個(gè)條件
　　經(jīng)過(guò)上面分析討論可知，要想完成煉膠操作及得到較好的煉膠效果，應(yīng)實(shí)現(xiàn)下面四點(diǎn)：
　　1、使膠料摩擦角大于接觸角（φ>α）以便把膠料帶入輥距;
　　2、使前后輥速（線速度）不想等，以便對(duì)輥隙中的膠料進(jìn)行強(qiáng)烈的擠壓和剪切;
　　3、煉膠時(shí)，需要切割翻膠，以破壞膠料的封閉回流線，加強(qiáng)物料的分散效果;
　　4、煉膠過(guò)程中不斷調(diào)整輥距，以改變速度梯度，提高煉膠效果。
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