摘要：對(duì)GN300重型密煉機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能進(jìn)行分析，并與GK270N輕型密煉機(jī)進(jìn)行了簡單對(duì)比。GN300重型密煉機(jī)的性能決定了該機(jī)型適用于各種膠料的塑煉、混煉和終煉，特別適用于子午線輪胎膠料的混煉和終煉。
1 前言
GN300重型密煉機(jī)是益陽橡膠塑料機(jī)械集團(tuán)有限公司（以下簡稱益陽橡塑機(jī)公司）在GK270N輕型密煉機(jī)和GN255N重型密煉機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的一種用途較廣的密煉機(jī)，該機(jī)型不但適用于各種膠料的塑煉、混煉和終煉，而且特別適用于全鋼及半鋼子午線輪胎膠料的混煉和終煉。
GK270N輕型密煉機(jī)是一種比較適合斜交輪胎膠料生產(chǎn)的輕型密煉機(jī)，該機(jī)型是益陽橡塑機(jī)公司最早消化吸收國外技術(shù)研發(fā)生產(chǎn)的，雖然目前國內(nèi)現(xiàn)存數(shù)量較多，但是不太適用于生產(chǎn)硬度和粘度都較高的子午線輪胎膠料。針對(duì)這種情況，益陽橡塑機(jī)公司研發(fā)生產(chǎn)了GN255N重型密煉機(jī)，通過加大轉(zhuǎn)子基圓尺寸，并采用穿軸式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，提高了轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度和剛度。但是經(jīng)使用驗(yàn)證，GN255N重型密煉機(jī)更適合全鋼及半鋼子午線輪胎膠料的終煉，而不太適用于混煉。為此，益陽橡塑公司結(jié)合GK270N和GN255兩種型號(hào)密煉機(jī)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)了GN300型重型密煉機(jī)。下面對(duì)GN300型重型密煉機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能進(jìn)行分析，以供同行參考。
2 技術(shù)參數(shù)及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
2.1主要技術(shù)參數(shù)
拖動(dòng)形式、傳動(dòng)方式和電機(jī)功率。GN300重型密煉機(jī)的拖動(dòng)形式有直流電動(dòng)機(jī)和交流變頻電動(dòng)機(jī)兩種形式，其傳動(dòng)方式有左傳動(dòng)和右傳動(dòng)兩種方式，用戶可以根據(jù)本企業(yè)工藝要求、資金狀況和廠房布局等情況進(jìn)行選擇。采用直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，一般采用2臺(tái)功率為900KW的直流電動(dòng)機(jī)，其價(jià)格雖然稍低，但是電機(jī)的故障率和能耗較高，設(shè)備的性價(jià)比偏低。采用交流變頻電動(dòng)機(jī)時(shí)，一般采用1臺(tái)功率為1800KW的交流電動(dòng)機(jī)，配置高壓變頻器進(jìn)行控制，其價(jià)格雖然較高，但是電機(jī)的運(yùn)行故障率較低，而且節(jié)能效果較好，設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用低，性價(jià)比較高。
轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、結(jié)構(gòu)形式和中心距。GN300重型密煉機(jī)在用于塑煉、混煉時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為10-60 r/min；在用于終煉時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為10-40 r/min，主要是在終煉時(shí)，必須控制膠料的溫度不能超過工藝要求的最高溫度。轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)目前有標(biāo)準(zhǔn)四棱型、ZZ-2、4W VCTM型同步轉(zhuǎn)子（穿軸式）三種型式。前后轉(zhuǎn)子中心距為615mm。
混煉室總?cè)萘俊⑻畛湎禂?shù)、工作容積、壓砣對(duì)膠料壓力。GN300重型密煉機(jī)混煉室的總?cè)萘繛?80L，其填充系數(shù)為0.75，工作容積210L，壓砣對(duì)膠料壓力0.1-0.56 MPa。
冷卻水耗量、單位膠料耗電量及最大生產(chǎn)能力。GN300重型密煉機(jī)需要冷卻的部位包括主機(jī)、減速機(jī)、主電機(jī)三部分，冷卻水總耗量為105 m3/h，其中主機(jī)冷卻水耗量約為50 m3/h、減速 15 m3/h、主電機(jī)為40 m3/h 。該機(jī)單位膠量耗電量190 kw.h/t ，最大生產(chǎn)能力約為5.3t/h ( 膠料相對(duì)密度為1.2)。
外形尺寸及主機(jī)重量。GN300重型密煉機(jī)包含電機(jī)和減速機(jī)在內(nèi)的總體尺寸為長7800 mm，寬4400 mm，高5693 mm；主機(jī)重量為32t。
2.2結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
2.2.1機(jī)體部分
GN300重型密煉機(jī)機(jī)體部分的結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由底板、前后密煉室、軸承支架、軸承蓋、圓耐磨板及混煉室壓板等組成，而GK270N輕型密煉機(jī)則由底座、前后密煉室、軸承座、軸承蓋、上側(cè)板、圓耐磨板等組成。
GN300重型密煉機(jī)用于安裝耐磨板、轉(zhuǎn)子及軸承的軸承支架安裝在一塊整體底板上，軸承支架為焊鋼式結(jié)構(gòu)，水平剖分式。而GK270N輕型密煉機(jī)則前、后密煉室以及軸承座安裝在鋼板焊接而成的底座上，軸承座為鑄鋼結(jié)構(gòu)，水平剖分式。
圖1 GN300重型密煉機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)
為便于安裝和維護(hù)轉(zhuǎn)子防塵密封，GN300重型密煉機(jī)在機(jī)架的中部沒有設(shè)計(jì)筋板和連接螺栓，因此該結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，焊后消除應(yīng)力退火以及噴丸處理，防止機(jī)架變形。該結(jié)構(gòu)簡單，便于加工，安裝拆卸方便。而GK270N輕型密煉機(jī)兩半混煉室則利用平鍵支承在底座上，用于混煉室的上下定位。
GN300重型密煉機(jī)兩半混煉室利用組合楔鍵支承在軸承支架上，用于混煉室的上下定位；混煉室的冷卻水接管直接焊接或用螺紋擰在內(nèi)套上，焊接區(qū)域小，水管連接方便，不易漏水。而GK270N輕型密煉機(jī)混煉室的冷卻水進(jìn)出口都開在中間筋板上，而中間筋板與內(nèi)套須全方位焊接，容易漏水。
與GK270N輕型密煉機(jī)相同，GN300重型密煉機(jī)不需要將整個(gè)混煉室結(jié)構(gòu)和其它重要零部件分開，就可將前后密煉室拉出；每個(gè)軸承支架上都有兩塊垂直方向剖分的耐磨板，該板可冷卻。
2.2.2轉(zhuǎn)子及支承部分
GN300重型密煉機(jī)轉(zhuǎn)子及支承部分的結(jié)構(gòu)如圖2所示。GN300重型密煉機(jī)轉(zhuǎn)子主要有ZZ-2、標(biāo)準(zhǔn)四棱型、4W VCTM（四棱變間隙型）3種；GK270N輕型密煉機(jī)轉(zhuǎn)子主要有ZZ-2、標(biāo)準(zhǔn)四棱型2種。
圖2 GN300重型密煉機(jī)轉(zhuǎn)子及支承部分的結(jié)構(gòu)
GN300重型密煉機(jī)轉(zhuǎn)子由合金鑄鋼鑄成的轉(zhuǎn)子體和合金鋼長軸裝配而成，轉(zhuǎn)子體內(nèi)部鑄有單向大螺旋溝槽，鑄后便于清砂，壁厚均勻，熱交換效果好。同時(shí)，由于采用穿軸式轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子具有較高的抗彎曲強(qiáng)度和剛度，再加上良好的熱傳遞效應(yīng)，使得該密煉機(jī)的煉膠質(zhì)量明顯優(yōu)于GK270N輕型密煉機(jī)。GK270N輕型密煉機(jī)轉(zhuǎn)子由合金整體鑄造而成，轉(zhuǎn)子鑄造時(shí)必須留有兩個(gè)清砂孔，堆焊合金前必須焊堵。因此，兩處清砂孔在轉(zhuǎn)子煉膠過程中，由于應(yīng)力集中，經(jīng)常產(chǎn)生裂紋和漏水現(xiàn)象。轉(zhuǎn)子為中空式冷卻形式，內(nèi)表面由于鐵包砂層無法清理干凈，熱交換效果不理想，溫升較快。另外，由于轉(zhuǎn)子的抗彎和抗剪模量相對(duì)較小，無法適應(yīng)高硬度和高粘度的全鋼及半鋼子午線輪胎膠料的混煉及終煉。
GN300重型密煉機(jī)ZZ-2、標(biāo)準(zhǔn)四棱型密煉機(jī)前后轉(zhuǎn)子速比為1:1.103；4W VCTM（四棱變間隙型）前后轉(zhuǎn)子速比為1:1；GK270N輕型密煉機(jī)ZZ-2、標(biāo)準(zhǔn)四棱型密煉機(jī)前后轉(zhuǎn)子速比為1:1.103。
與GK270N輕型密煉機(jī)相同，GN300重型密煉機(jī)轉(zhuǎn)子支承在自動(dòng)潤滑的雙列球面滾子軸承上；轉(zhuǎn)子由推力軸承承受軸向力并確定軸向位置，這種裝置軸承受力情況良好，溫升低；與膠料直接接觸的部分堆焊了一層硬質(zhì)耐磨合金，抗磨損能力提高。
2.2.3轉(zhuǎn)子防塵密封裝置
GN300重型密煉機(jī)轉(zhuǎn)子防塵密封裝置如圖3所示。GN300重型密煉機(jī)采用YCH液壓密封結(jié)構(gòu)主要由動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、彈簧、彈簧壓塊、密封油缸及密封油缸座板、指示桿等組成；GK270N輕型密煉機(jī)采用的液壓密封結(jié)構(gòu)則主要由動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、撥叉、油缸及球型調(diào)整墊等組成。
圖3 GN300重型密煉機(jī)轉(zhuǎn)子防塵密封裝置的結(jié)構(gòu)
GN300重型密煉機(jī)的4組密封分別通過直接加壓在壓環(huán)和靜環(huán)的4個(gè)油缸作用而成，4個(gè)油缸固定在沿圓周均勻分布的油缸支板上。由于彈簧安裝在油缸內(nèi)，4個(gè)油缸的垂直作用力使動(dòng)、靜環(huán)密封表面總能緊緊地貼合在一起，磨損速度較慢。安裝在壓環(huán)和油缸壓板上的指示桿可以直觀地觀察密封裝置的磨損程度，以便確定何時(shí)需要更換靜環(huán)。GK270N輕型密煉機(jī)的密封油缸在油壓的作用活塞下向前進(jìn)，此時(shí)彈簧壓縮，當(dāng)活塞到達(dá)頂端時(shí)，油缸體帶著撥叉向后運(yùn)動(dòng)，撥叉對(duì)壓環(huán)和靜環(huán)產(chǎn)生壓力，使得動(dòng)靜環(huán)貼合在一起。彈簧的作用是在沒有油壓時(shí)首先有一個(gè)預(yù)緊力，使動(dòng)、靜環(huán)靠在一起。而在加壓的過程，撥叉與壓環(huán)并不垂直，動(dòng)靜環(huán)摩擦面易磨損。
GN300重型密煉機(jī)動(dòng)靜環(huán)總的磨損量為10 mm；GK270N輕型密煉機(jī)動(dòng)靜環(huán)總的磨損量為7-14 mm。
GN300重型密煉機(jī)采用焊接式機(jī)架結(jié)構(gòu)，安裝和維護(hù)空間較大，操作方便；而且此種密封形式可以節(jié)省潤滑油，降低成本消耗。GK270N輕型密煉機(jī)整個(gè)密封結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝拆卸以及調(diào)整十分麻煩。
與GK270N輕型密煉機(jī)相同，GN300重型密煉機(jī)靜環(huán)外表面的接觸壓力可以通過調(diào)整減壓閥來控制油缸的壓力，靜環(huán)和壓環(huán)為剖分式結(jié)構(gòu)，便于拆卸。動(dòng)環(huán)一般固定在轉(zhuǎn)子端面，為整體式結(jié)構(gòu)，如果動(dòng)環(huán)損壞，需要拆下轉(zhuǎn)子進(jìn)行修理或更換。液壓系統(tǒng)中，通過調(diào)整減壓閥來控制工作系統(tǒng)的壓力。在不漏粉料的前提下，壓力不宜調(diào)得太大，一般油壓力控制在1-5MPa的范圍內(nèi)即可。靜環(huán)一般采用銅合金，而動(dòng)環(huán)密封面則堆焊硬質(zhì)耐磨合金。為延長密封裝置的使用壽命更長，將動(dòng)環(huán)的圓周面以及圓耐磨板與轉(zhuǎn)子軸頸配合部位堆焊硬質(zhì)耐磨合金，要求耐磨合金層均勻、無裂紋，厚度在3mm左右。轉(zhuǎn)子液壓密封裝置適用于加工各種膠料時(shí)的密封。密封潤滑油在兩個(gè)不同的位置以高壓注入環(huán)形通道，即環(huán)形間隙的粘流化和密封環(huán)的潤滑。轉(zhuǎn)子環(huán)形間隙采用軟化油潤滑，因?yàn)檫@種潤滑能使粉塵和橡膠形成膏狀物然后與膠料混合；密封環(huán)的潤滑必須采用礦物油，油液通過一個(gè)注油管到達(dá)滑動(dòng)環(huán)表面。密煉室內(nèi)的粉料在高壓油的作用下，被密封在混煉室內(nèi)。密封環(huán)的使用壽命在很大程度上依賴于接觸面的壓力調(diào)整以及潤滑油的品質(zhì)和粘度。潤滑油由靜環(huán)的注入口進(jìn)入到工作端面接觸處，形成一層極薄的油膜起潤滑、冷卻、密封作用。兩種型號(hào)密煉機(jī)均可選擇外壓式機(jī)械密封形式。
2.2.4加料裝置及液壓壓料裝置
GN300重型密煉機(jī)加料裝置及液壓壓料裝置的結(jié)構(gòu)如圖4所示。GN300重型密煉機(jī)采用液壓上頂栓，加料斗兩側(cè)的油缸支座采用雙耳焊接式，加強(qiáng)了與油缸的連接強(qiáng)度；GK270N輕型密煉機(jī)加料斗兩側(cè)的油缸支座則采用單耳焊接式。
GN300重型密煉機(jī)采用改進(jìn)型的活塞桿密封形式，在法蘭及法蘭壓蓋處設(shè)有兩組密封圈，防止冷卻水從連接法蘭處泄漏。當(dāng)桿與砣之間地密封圈被損壞時(shí)，只需更換在法蘭及法蘭壓蓋處的密封圈，而不必將上頂栓裝置拆下。GK270N輕型密煉機(jī)活塞桿與壓砣采用卡套、 法蘭連接，桿與砣之間設(shè)有三組密封圈被，防止冷卻水從連接法蘭處泄漏。
圖4 GN300重型密煉機(jī)加料裝置及液壓壓料裝置的結(jié)構(gòu)
為了防止壓砣的轉(zhuǎn)動(dòng)，GN300重型密煉機(jī)在桿和壓砣之間增加了安全銷，銷子采用法蘭連接，上有密封圈以防漏水，并且便于拆卸；當(dāng)桿和壓砣之間連接失效時(shí)，可以防止重砣掉進(jìn)混煉室。GK270N輕型密煉機(jī)在桿和壓砣之間也采用了安全銷，在上頂栓重砣和桿裝配后，配鉸銷孔，打入銷子，頂部堆焊滿，以防漏水，但該結(jié)構(gòu)使得更換上頂栓砣體較困難。
為了防止壓砣桿與橫梁的松動(dòng)，在GN300重型密煉機(jī)橫梁的上部，采用2個(gè)自鎖性能好的梯形螺紋螺母，可有效防止螺母松動(dòng)；GK270N輕型密煉機(jī)采用2個(gè)細(xì)牙螺紋的圓螺母固定，在煉膠過程中，由于膠料對(duì)壓砣機(jī)構(gòu)的作用，壓砣桿容易轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致螺母松動(dòng)。
在喂料斗喉部位置，GN300重型密煉機(jī)混煉室和側(cè)墻板上均鑲有堆焊了硬質(zhì)合金的可更換的耐磨板，維修方便快捷，并能減少或避免粉料泄漏；GK270N輕型密煉機(jī)的混煉室和側(cè)墻板采用自然配合，磨損較快，易漏粉料。
GN300重型密煉機(jī)設(shè)有較大的加料口，加料速度快；而GK270N輕型密煉機(jī)的加料口尺寸較小，加料速度慢。
與GK270N輕型密煉機(jī)相同，GN300重型密煉機(jī)液壓上頂栓連接在水平橫梁上，并通過兩根表面鍍鉻的鋼柱導(dǎo)向，其壓力控制是通過安裝在加料斗兩側(cè)的油缸驅(qū)動(dòng)上頂栓對(duì)膠料施加壓力。上頂栓重砣可以通水冷卻，冷卻水由活塞桿中間通過。上頂栓的四角用螺釘固定了4塊耐磨鑲條，和膠料接觸的部位堆焊了一層硬質(zhì)耐磨合金。喂料門后側(cè)開口用于炭黑進(jìn)料，左壁或右壁開口用于小料進(jìn)料。加料門的位置開關(guān)裝在墻板外側(cè)，并設(shè)有安全銷，用于檢修時(shí)的安全保險(xiǎn)。加料門與兩側(cè)墻板之間的密封采用銅條彈簧結(jié)構(gòu)；加料門軸的密封采用銅條加彈簧結(jié)構(gòu)。側(cè)墻板上有耐磨扇形板，便于更換。上頂栓提升、下降、緩沖和清掃四個(gè)位置通過無觸點(diǎn)限位開關(guān)控制。上頂栓對(duì)膠料的壓力可以根據(jù)煉膠工藝要求在0-0.55MPa范圍內(nèi)任意設(shè)定。上頂栓可以停留在任意位置。上頂栓的位置可以通過線性位移傳感器，數(shù)字顯示上頂栓的操作位置，控制煉膠質(zhì)量。
2.2.5卸料裝置
GN300重型密煉機(jī)卸料裝置的結(jié)構(gòu)如圖5所示。GN300重型密煉機(jī)鎖緊裝置為油壓肘桿上撐式，亦稱曲拐式。鎖緊油缸通過支架支承在主機(jī)底板上，它的活塞桿通過曲拐推動(dòng)翻板門，當(dāng)卸料門關(guān)閉后，鎖緊塊通過油壓的作用，向前頂住下頂栓座上的鎖緊墊塊；而GK270N輕型密煉機(jī)鎖緊裝置為插板式結(jié)構(gòu)。卸料門在關(guān)閉位置由鎖緊油缸通過鎖緊塊鎖緊。在煉膠過程中膠料對(duì)卸料門產(chǎn)生的壓力主要由鎖緊滑塊支承。
圖5 GN300重型密煉機(jī)卸料裝置的結(jié)構(gòu)
GN300重型密煉機(jī)鎖緊裝置的鎖緊角可以作一些微調(diào)，控制鎖緊角度在自鎖角度內(nèi)為最佳；而GK270N輕型密煉機(jī)鎖緊裝置的鎖緊角一般保持在8°-10°的范圍為最佳。
GN300重型密煉機(jī)在下頂栓座和混煉室底邊上各固定有止動(dòng)板，以防卸料門在關(guān)閉時(shí)對(duì)混煉室刃口沖擊以及鎖塊鎖過頭。GK270N輕型密煉機(jī)鎖緊滑塊安裝底座內(nèi)，上下均裝有銅導(dǎo)板，并通過干油泵間隙式地注入潤滑油脂。在裝配時(shí)，鎖緊滑塊和上下銅導(dǎo)板必須保證有75％以上的接觸面積。
GN300重型密煉機(jī)鎖緊接觸部位進(jìn)行了表面硬化處理，可以長期使用。鎖緊墊和鎖緊栓的對(duì)稱結(jié)構(gòu)允許其在一邊使用后，可以換邊重新使用，從而延長了鎖緊裝置的使用壽命；GK270N輕型密煉機(jī)在開鎖過程中，由于鎖緊滑塊兩側(cè)的間隙過大，鎖緊滑塊擺動(dòng)，開鎖速度慢，將導(dǎo)致鎖緊墊與滑塊的磨損過快。
GN300重型密煉機(jī)在維護(hù)時(shí)，旋轉(zhuǎn)油缸可將卸料門打開約180°；GK270N輕型密煉機(jī)維護(hù)時(shí)，旋轉(zhuǎn)油缸可將卸料門打開約165°。
GN300重型密煉機(jī)由于采用曲拐鎖緊結(jié)構(gòu)，卸料門的打開和關(guān)閉的時(shí)間為1-3 s；GK270N輕型密煉機(jī)卸料門的打開和關(guān)閉的時(shí)間約需3-5 s。
與GK270N輕型密煉機(jī)相同，GN300重型密煉機(jī)的卸料門都是翻轉(zhuǎn)式，開關(guān)門由往復(fù)式齒輪齒條旋轉(zhuǎn)油缸驅(qū)動(dòng)。卸料門頂部和膠料接觸部位堆焊了一層硬質(zhì)耐磨合金，邊緣鉆有冷卻孔，可以由通過卸料門軸內(nèi)孔引入的介質(zhì)組成循環(huán)回路，進(jìn)行冷卻和加熱。卸料門的開關(guān)門由液壓站實(shí)現(xiàn)快慢速控制，這樣即可保證運(yùn)動(dòng)的快速性，減少輔助時(shí)間，提高煉膠效率，又能實(shí)現(xiàn)無沖擊運(yùn)動(dòng)，有效地保護(hù)了設(shè)備。為避免卸料門在排料開門時(shí)產(chǎn)生瞬時(shí)高壓，在旋轉(zhuǎn)油缸的進(jìn)出油口增加一個(gè)直動(dòng)式溢流閥，防止壓力沖擊引起油缸和膠管的損壞。
2.2.6傳動(dòng)部分
GN300重型密煉機(jī)的減速機(jī)為全硬齒面減速機(jī)，由專業(yè)生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)和制造。減速機(jī)齒輪通過滲碳、磨削加工以保證精度,具有精度高、噪音低、壽命長等特點(diǎn)。減速機(jī)帶有自冷卻潤滑循環(huán)過濾系統(tǒng)，設(shè)有流量、壓力、溫度檢測(cè)報(bào)警裝置；減速機(jī)高速軸軸承設(shè)有溫度檢測(cè)報(bào)警裝置，冷卻潤滑循系統(tǒng)中潤滑油的流量、壓力、油液低溫及軸承溫度也是主電機(jī)驅(qū)動(dòng)運(yùn)行必要連鎖條件。減速機(jī)輸出軸有單輸出和雙輸出兩種方式，由鼓形齒聯(lián)軸器與密煉機(jī)轉(zhuǎn)子相連接。
GN300重型密煉機(jī)主驅(qū)動(dòng)電機(jī)為全封閉風(fēng)—水冷卻式直流電機(jī)(水風(fēng)冷卻與電機(jī)一體)，防護(hù)等級(jí)為IP54 ，絕緣等級(jí)為F級(jí)；與之相配套的直流調(diào)速柜，采用PLC控制，帶DH+網(wǎng)絡(luò)接口，用于和上輔機(jī)的通訊聯(lián)絡(luò)。
2.2.7電氣控制部分
GN300重型密煉機(jī)的電氣控制控制系統(tǒng)主要分為3部分，即主機(jī)控制系統(tǒng)、直流控制系統(tǒng)和水溫控制系統(tǒng)。
主機(jī)控制系統(tǒng)采用PLC控制，包括對(duì)密煉機(jī)主機(jī)的控制、信號(hào)采集和處理，并有同下輔機(jī)、直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)的信號(hào)通訊接口。對(duì)液壓系統(tǒng)的控制采用完全閉環(huán)控制，其控制結(jié)果是保證壓砣對(duì)物料的壓力與操作設(shè)定一致。按照手動(dòng)工作方式時(shí)，可實(shí)現(xiàn)密煉機(jī)按照時(shí)間、溫度控制進(jìn)行煉膠；按照自動(dòng)工作方式，主機(jī)控制系統(tǒng)提供與上輔機(jī)的聯(lián)絡(luò)接口，由上輔機(jī)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)煉膠控制，并可實(shí)現(xiàn)時(shí)間、溫度、能量排膠。
直流控制系統(tǒng)也是采用PLC控制，具有數(shù)字量和模擬量控制，且控制電路與電源完全隔離。直流調(diào)速裝置均采用國內(nèi)技術(shù)水平較高、性能比較穩(wěn)定的產(chǎn)品，控制精度完全滿足設(shè)計(jì)要求。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是全數(shù)字恒轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)方式；采用先進(jìn)的自優(yōu)化PID，具有自適應(yīng)、自整定功能的電流環(huán)，可以達(dá)到最佳動(dòng)態(tài)性能；可調(diào)整的PID速度環(huán)，具有積分分離功能；模擬測(cè)速發(fā)電機(jī)或旋轉(zhuǎn)編碼器可用于電機(jī)速度控制，并具有保護(hù)、診斷功能；設(shè)有與主控系統(tǒng)的通訊接口，并互相聯(lián)絡(luò)保護(hù)。
水溫控制系統(tǒng)主要控制密煉機(jī)混煉室、耐磨板、轉(zhuǎn)子、上頂栓、下頂栓等可通入熱媒水的部位，其溫度由水溫控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)，采用電加熱或蒸汽加熱方式。該控制系統(tǒng)有三個(gè)獨(dú)立的開式或閉式回路，一個(gè)回路供給轉(zhuǎn)子，一個(gè)回路供給混煉室及耐磨板，另一個(gè)回路供卸料門、上頂栓等。該系統(tǒng)分別調(diào)節(jié)各回路介質(zhì)的流量和速度，平衡介質(zhì)循環(huán)溫度。每個(gè)回路都有必要的冷卻和加熱系統(tǒng)作為一個(gè)單獨(dú)的集成單元獨(dú)立操作，并帶有過載、缺相等保護(hù)系統(tǒng)，以及流量、壓力、溫度報(bào)警單元。
3 性能分析
GK270N輕型密煉機(jī)的轉(zhuǎn)子強(qiáng)度較低，轉(zhuǎn)子之間的中心距小。在用于生產(chǎn)斜交輪胎膠料時(shí)，該機(jī)型的性能比較穩(wěn)定，一直是國內(nèi)長期使用的主要煉膠設(shè)備；但是在用于生產(chǎn)硬度和粘度都較高的子午線輪胎膠料時(shí)，其轉(zhuǎn)子在較短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)裂紋、漏水現(xiàn)象，最終導(dǎo)致轉(zhuǎn)子斷裂。因此GK270N輕型密煉機(jī)從性能上講，不太適用和滿足硬度和粘度都較高的子午線輪胎膠料的工藝要求。
而GN300重型密煉機(jī)則是基于GK270N和GN255N兩種型號(hào)的密煉機(jī)不能滿足子午胎膠料工藝要求的現(xiàn)實(shí)，而進(jìn)行有針對(duì)性的結(jié)構(gòu)改進(jìn)和性能提高。首先，GN300重型密煉機(jī)的整機(jī)強(qiáng)度普遍加強(qiáng)，這點(diǎn)可從上述幾方面的比較可以看出。其次，GN300重型密煉機(jī)在設(shè)計(jì)和制造過程中應(yīng)用了多項(xiàng)密煉機(jī)專利技術(shù)，僅轉(zhuǎn)子就有ZZ2、標(biāo)準(zhǔn)四棱以及四棱變間隙（4W VCTM）等多種形式可供選擇，可以適應(yīng)子午胎膠料的各段工藝。特別是4W VCTM四棱變間隙同步轉(zhuǎn)子的開發(fā)和應(yīng)用，進(jìn)一步提高了GN300重型密煉機(jī)的煉膠質(zhì)量。
4W VCTM四棱變間隙同步轉(zhuǎn)子意味著能調(diào)整和改變轉(zhuǎn)子尖端部位間隙，在圓周和頸線方向設(shè)有大、中、小三類間隙，可以起到不同的作用。其中，大量混煉膠料通過轉(zhuǎn)子的大間隙，可以在混煉室內(nèi)實(shí)現(xiàn)均勻和分布式混煉；中間隙則是通過轉(zhuǎn)子軸向改變的間隙，能夠加速膠料在轉(zhuǎn)子軸向和圓周方向的流動(dòng)，可以全面提高混煉室內(nèi)膠料的混煉效果；以轉(zhuǎn)子的小間隙所產(chǎn)生的高剪切應(yīng)力可以有效降低膠料的門尼粘度，并能提高膠料的分散度；同時(shí)，轉(zhuǎn)子的小間隙能夠刮掉混煉室內(nèi)壁的粘著物，可以有效提高混煉室的冷卻效果。
轉(zhuǎn)子是密煉機(jī)的關(guān)鍵部件，轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)及使用性能直接影響密煉機(jī)的工作性能、生產(chǎn)效率及膠料的質(zhì)量。通過生產(chǎn)實(shí)踐證明，同步轉(zhuǎn)子密煉機(jī)具有吃膠快、剪切拉伸作用強(qiáng)、分散分布效果好、炭黑分散度高以及各批次膠料之間均勻性好、溫差小等優(yōu)點(diǎn)。而GN300型四棱變間隙同步轉(zhuǎn)子密煉機(jī)除了有以上特點(diǎn)外，還具有膠料在軸向流動(dòng)性好、混煉溫度低、膠料粘性較好等優(yōu)點(diǎn)。
4 結(jié)語
從上述分析可以看出， GN300型重型密煉機(jī)將GK270N和GN255兩種型號(hào)密煉機(jī)的優(yōu)點(diǎn)糅合在一起，具有吃料快、生產(chǎn)效率高、分散均勻、安裝維護(hù)簡單等特點(diǎn)，完全可以替代GK270N和GN255型密煉機(jī)，目前已廣泛應(yīng)用于子午線輪胎膠料的混煉和終煉，是橡膠生產(chǎn)企業(yè)較好的選擇。
（王其營）
（山東慧通輪胎有限公司）