2007-9-14111510---新型混炼挤出一体机转子的探讨

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1、新型混炼挤出一体机转子的探讨*刘虹，韩宇，汪传生（青岛科技大学机电工程学院，山东青岛266061）摘要：本文针对青岛科技大学混炼工程室研发的新型混炼挤出一体机设计出了三对转子，并对这三对转子的构型和流动情况进行了一定探讨。关键词：新型二棱同步转子，销钉式二棱同步转子，功能二棱同步转子，混炼，排胶THESTUDYOFROTORSINTHENEW-STYLEMIXING-EXTRUDINGEQUIPMENTLiuhong，hanyu，Wangchuansheng(QingdaoUniversityofSciencean

2、dTechnology,Shandongqingdao266061)Abstract:Wedesignedthreerotors:new-styletwo-wingsynchronousrotors,pinnedtwo-wingsynchronousrotorsandfunctionaltwo-wingsynchronousrotors.Thethreerotorsusedinthenew-stylesmixing-extrudingequipmentoftheMixerResearchTeamofQingdaoU

3、niversityofScience&Technology.Studiedthemechanismandconfigurationofthethreerotors.Keywords:new-styletwo-wingsynchronousrotorspinnedtwo-wingsynchronousrotorsfunctionaltwo-wingsynchronousrotorsmixingdischarge1.概述聚合物共混物是高分子材料工业中应用越来越广泛的材料，而且对它的性能要求越来越高，特别是有些产品要求从

4、原材料到产品能实现一次性连续生产，但现有的加工设备大都无法实现，为了解决这一难题，人们近年来都在积极研制适合聚合物共混物等新型成型加工设备。本文设计的新型转子主要应用于青岛科技大学混炼工程室新开发的混炼挤出一体机中，该混炼挤出一体机所要完成的任务是从间歇式投料、间歇式混炼到最终的连续挤出。这种新型混炼挤出一体机是在原有混炼设备的基础上研究开发的，其主要思路是把密炼机和挤出机做成一体机，密炼部分在上方，挤出部分在下方。原料投入上方的密炼部分进行混炼，混炼好的胶料被暂时排放在存胶室中，存胶室在密炼部分和挤出部分的连接处

5、，它的用途主要是使从密炼部分排出的胶料在进入挤出部分前暂时存放一段时间以便顺利地实现连续挤出。最后胶料进入下方的挤出部分进行挤出成型。通过调节密炼部分的转子转速和挤出部分的螺杆转速实现最终的连续挤出成型。2.转子构型及混炼情况分析对于整个机台来说，密炼部分的转子设计是十分重要的。由于密炼部分的转子具有不同于原有密炼机转子的独特功能，即转子在不同的工作状态下，转子的工作情况不同。当处于混炼工作状态时，转子像原有密炼机的转子一样相对转动，完成对胶料的混炼作用；当胶料混炼结束后，胶料要从密炼部分的一侧排出，这时两转子同向

6、旋转，将胶料输送到密炼部分的一侧，从而使胶料顺利地从密炼部分的侧面排到存胶室中，然后进入挤出部分实现连续挤出成型。由于上述对转子功能的特殊要求，因此，对转子构型的设计需要根据混炼挤出一体机的特殊要求进行。初步设计了三种转子构型，分别是新型二棱同步转子、销钉式二棱同步转子和功能二棱同步转子。其转子结构示意图和转子展开图，如图1～3所示。图1新型二棱同步转子结构示意图及转子展开图图2销钉式二棱同步转子结构示意图及转子展开图图3功能二棱同步转子结构示意图及转子展开图图4原有的二棱同步转子结构示意图及转子展开图如图4所示，

7、原有的二棱同步转子两个突棱的螺旋方向不同，螺旋角也不同，胶料在一根转子上即可完成一个循环过程，是小循环；而新型二棱同步转子（如图1所示）的两转子突棱的螺旋方向是相同的，而且两螺旋突棱的长度一样，螺旋角也相同，所以新型二棱同步转子完成一次胶料的循环，需要两根转子共同作用，是一个大循环。所以这种转子构型不可避免的会影响到对胶料的混炼作用及混炼效果，使得胶料的轴向混炼作用被削弱。为了改进混炼作用和混炼效果，设计了销钉二棱同步转子。它是在新型二棱同步转子的基础上，在转子两根突棱之间的某些位置上，添加了一些小尺寸的销钉结构，

8、这些小销钉的排布的方向与转子突棱的螺旋方向相反，如图2所示。这些小销钉的存在，打破了胶料的固有流动状态，使得胶料流速场不断变化，增强胶料在轴向的流动性。而且由于这些小销钉的尺寸较小，对胶料都向某个方向运动的阻碍相对较小，不会对胶料的排出产生太多的影响。同时，胶料在向侧面排出的过程中，会产生旋流，类似于销钉螺杆的作用，有利于胶料进一步混合。图5所示的是胶料在新