橡胶与塑料加工的强力助手
一、密炼机的概述
密炼机是橡胶和塑料加工等领域的关键设备，在现代工业中占据着重要地位。
密闭式练胶机，简称密炼机，又称捏炼机，主要用于橡胶的塑炼和混炼。它由密炼室、转子、转子密封装置、加料压料装置、卸料装置、传动装置及机座等部分组成。自 1916 年真正意义上的 Banbury（本伯里）型密炼机出现后，其威力逐渐被人们认识。密炼机在橡胶混炼过程中展现出诸多优于开炼机的特征，如混炼容量大、时间短、生产效率高；能较好地克服粉尘飞扬问题，减少配合剂损失，改善产品质量与工作环境；操作安全便利，减轻劳动强度；有助于实现机械与自动化操作等。因此，密炼机的出现是橡胶机械的一项重要成果，至今仍是塑炼和混炼中的典型重要设备，并且在不断发展和完善。
转矩密炼机也是密炼机的一种，主要用于橡胶的塑炼和混炼。它设有一对特定形状并相对回转的转子，在可调温度和压力的密闭状态下间隙性地对聚合物材料进行塑炼和混炼。主要由密炼室、转子、转子密封装置、加料压料装置、卸料装置、传动装置及机座等部分组成。密炼机是高分子材料实验设备的好搭档，可用于橡塑高分子材料的研究试验，是一种多功能流变学测试系统，能进行配方精选、质量控制、流变学试验和加工性能试验。其试验原理是测试材料在高温剪切下转矩、温度、压力的变化，通过作用在转子或螺杆上的反作用力转矩测得样品混合时所受阻力，而这种阻力与样品熔体粘度成正比。
密炼机广泛应用于橡胶和塑料加工行业，主要用于将各种原材料，如橡胶、塑料、化学添加剂等进行混合和加工，以形成均匀的混合物，从而研究其物理性能和化学稳定性。它在轮胎制造、橡胶制品、塑料制品等领域发挥着至关重要的作用。
密炼机由机座、混炼腔、转子、驱动装置和控制系统等部分组成。机座为设备提供支撑和稳定性；混炼腔是原材料混合加工的主要场所，通常由上下两部分组成，通过密封装置将原材料完全封闭在其中；转子安装在混炼腔内部，通过旋转产生剪切力和摩擦力，将原材料充分混合，转子的形状和结构对混炼效果有重要影响；驱动装置提供转子的旋转动力，通常采用电动机驱动，通过传动系统将动力传递给转子；控制系统用于监测和控制密炼机的运行参数，如温度、压力、转速等，以确保混炼过程的稳定性和高效性。
密炼机的工作原理主要是通过转子的旋转运动，将原材料进行机械剪切、挤压和摩擦，使其充分混合。在混炼过程中，原材料在混炼腔内受到不断变化的应力和高温，使其材料充分熔融混合，从而形成均匀的混合物。具体步骤为：首先将预先称量好的原材料通过进料口加入到混炼腔内进行初步混合，转子开始旋转对原材料进行分布均匀的混合；然后通过加热系统提高混炼腔内的温度，使原材料逐渐软化和塑化，便于进一步混合；接着转子的旋转产生强大的剪切力和摩擦力，对原材料进行深入混合，使其形成均匀的混合物；最后混合完成后，通过卸料口将混合物取出，进行后续研究处理。
根据不同的应用需求，密炼机可分为开放式密炼机、闭合式密炼机、立式密炼机和卧式密炼机。开放式密炼机适用于小批量、多品种的材料混炼，操作简便，适合实验室和小型生产线使用；闭合式密炼机适用于大批量生产，混炼过程全封闭，避免了材料的污染和挥发，适合轮胎制造、塑料加工等大规模生产线；立式密炼机结构紧凑，占地面积小，适用于空间有限的生产环境；卧式密炼机操作方便，适合各种规模的生产线，广泛应用于橡胶和塑料行业。
二、密炼机的工作原理
1.物料在密炼机中的运动过程
密炼机工作时，其独特的结构和运转方式使得物料在其中经历了复杂而有序的运动过程。两转子相对回转，将来自加料口的物料夹住带入辊缝，物料在这个过程中首先受到转子的挤压和剪切作用。穿过辊缝后，物料碰到下顶拴尖棱被分成两部分，接着分别沿前后室壁与转子之间缝隙再回到辊隙上方。在绕转子流动的一周中，物料处处受到剪切和摩擦作用，如同在一个充满挑战的“训练场”中不断接受锤炼。
从实际应用中我们可以看到，这种运动过程是密炼机高效工作的关键。例如在一些橡胶加工企业中，物料在密炼机内的运动使得橡胶能够在很短的时间内实现充分混合和塑炼。正如网优二手网提到的，物料在密炼机中不断受到剪切和摩擦，使胶料的温度急剧上升，粘度降低，增加了橡胶在配合剂表面的湿润性，让橡胶与配合剂表面充分接触。
2.配合剂的破碎与混合
在密炼机的工作过程中，配合剂的破碎与混合起着至关重要的作用。配合剂团块随胶料一起通过转子与转子间隙、转子与上、下顶拴、密炼室内壁的间隙时，会受到强烈的剪切而破碎。此时，被拉伸变形的橡胶会包围住这些破碎的配合剂团块，使其稳定在破碎状态。
同时，转子上的凸棱使胶料沿转子的轴向运动，起到搅拌混合作用，从而使配合剂在胶料中混合均匀。这种反复的剪切破碎和搅拌混合，让胶料反复产生变形和恢复变形。正如金锄头文库中所述，转子凸棱的不断搅拌，使配合剂在胶料中分散均匀，并达到一定的分散度。由于密炼机混炼时胶料受到的剪切作用比开炼机大得多，炼胶温度也更高，所以密炼机炼胶的效率大大高于开炼机。
三、密炼机的种类
1.按转子的端面形状分
密炼机按转子的端面形状可分为椭圆形、圆筒形、三菱形。椭圆形转子是目前最理想的转子形状，其剪切力较大，能使物料充分混炼，分散效果也较好。相比之下，圆形转子的剪切力较小，不能使物料进行充分混炼，分散效果也不如椭圆形转子。而三菱型转子制作工艺要求极高，目前只有德国能够生产，价格昂贵得离谱。
2.按转子齿和与否分
密炼机按转子齿和与否可分为相切型和齿和型。相切型转子的密炼机主要是椭圆型转子，在炼胶时和密练室壁有剪切作用。齿和型转子主要针对三菱型转子，是转子与转子之间的剪切。
3.按转子的转速不同分
密炼机按转子的转速不同可分为慢速、中速、高速。慢速转子转速一般在小于等于 20r/min 以下；中速转子转速一般在 30r/min 到 50r/min 之间；高速转子转速一般在 60r/min 以上。
4.按转子的速度变化与否分
密炼机按转子的速度变化与否可分为单速密炼机、双速密炼机、变速密炼机。单速密炼机转子速度在出场时已调好不能改变，两个转子之间的速比是固定的。双速密炼机装有两个电机，造价成本和能耗相对于一个电机的密炼机要高很多。变速密炼机也装有两个电机，且转子速度可调，但造价工艺更高，买一台这样的密炼机至少能买 4 - 5 个单速密炼机，反而不划算。
5.按密炼机的炼胶容量分
密炼机按炼胶容量可分为大容量、中容量、小容量、试验专用密炼机。大容量密炼机规格一般在 370L 以上；中容量为 80L - 270L；小容量为 10L - 50L；试验型密炼机一般在 10L 以下，是制样专用的。
6.按转子速比分
密炼机按转子速比分可分为同步转子和异步转子。同步转子两个转子速度一样，异步转子两个转子速度不同。
四、密炼机的操作方法
1.计算炼胶量和实际配方
密炼机的操作首先要根据密炼机密炼室的容量和合适的填充系数（通常为 0.6～0.7）来计算一次炼胶量和实际配方。这样可以确保在密炼过程中既能充分利用密炼室的空间，又能保证胶料得到充分的混炼。例如，通过计算可以确定不同规格密炼机适合的炼胶量，避免因炼胶量过多或过少影响混炼效果。
2.准备原材料
根据计算出的实际配方，准确称量配方中各种原材料的用量。将生胶、小料（如 ZnO、SA、促进剂、防老剂、固体软化剂等）、补强剂或填充剂、液体软化剂、硫黄分别放置，在置物架上按顺序排好。这样做可以在加料过程中更加有序，提高操作效率，同时也能减少错误加料的风险。例如在橡胶加工企业中，严格按照配方准备原材料并有序摆放，有助于确保每一批次胶料的质量稳定。
3.预热密炼机
打开密炼机电源开关及加热开关，给密炼机预热。同时检查风压、水压、电压是否符合工艺要求，检查测温系统、计时装置、功率系统指示和记录是否正常。这一步骤非常重要，预热可以使密炼机达到合适的工作温度，确保胶料在混炼过程中能够顺利软化和塑化。例如，根据“橡胶密炼机工艺流程 - 道客巴巴”中的描述，预热时要检查各项参数，确保设备状态良好，为后续的混炼过程做好准备。
4.加料混炼
依次加入生胶、小料、炭黑或填料、液体软化剂进行混炼，并记录混炼时间和相关参数。首先提起上顶栓，将已切成小块的生胶从加料口投入密炼机，落下上顶栓，炼胶 1 分钟；然后提起上顶栓，加入小料，落下上顶栓混炼 1.5 分钟；接着提起上顶栓，加入炭黑或填料，落下上顶栓混炼 3 分钟；最后提起上顶栓，加入液体软化剂，落下上顶栓混炼 1.5 分钟。加料顺序的合理性对混炼胶的质量有很大影响，如“密炼机混炼加料顺序及对混炼胶的影响-手机网易网”中提到，配合剂一般按用量小、作用大、难分散的先加，用量多、易分散的后加的原则加入，这样可以确保配合剂在胶料中充分分散，提高混炼效果。
5.排胶与后续处理
排胶后用热电偶温度计测胶料温度，将胶料投到开炼机上进行后续处理。具体操作如下：将密炼机的辊距调到 3.8 毫米，打开电源开关，使开炼机运转，打开循环水阀门，再将从密炼机排出的胶料投到开炼机上包辊，待胶料温度降到 110℃以下，加入硫黄，左右割刀各二次，待硫黄全被吃进去，胶料表面比较光滑，割下胶料。然后将密炼机辊距调到 0.5 毫米，投入胶料薄通，打三角包，薄通 5 遍，将辊距调到 2.4 毫米左右，投入胶料包辊，待表面光滑无气泡，下片冷却后贴上标签注明胶料配方编号和混炼日期，停放待用。这样可以使胶料进一步混合均匀，提高胶料的质量和性能。例如，按照“关于密炼机的操作方法，你了解多少呢?-广东昶丰科技有限公司”中的操作流程进行后续处理，可以确保胶料符合生产要求。
五、密炼机的应用领域
1.橡胶加工
密炼机在橡胶加工领域中扮演着至关重要的角色，是橡胶制品生产过程的核心设备之一。广泛应用于轮胎、橡胶管、橡胶板等各类橡胶制品的制造。通过密炼机对橡胶和各种化学原料的混合加工，能够显著提升橡胶的物理性能和化学性能。例如，在轮胎生产中，密炼机能够将橡胶与炭黑、填料、硫化剂等配合剂充分混合，使轮胎具有更好的耐磨性、抗老化性和强度。密炼机的混合作用可以将多种不同的原料均匀地融合在一起，形成性能稳定的复合材料。同时，密炼机还能对材料进行分散，将填料和助剂等材料分散均匀，确保橡胶制品的稳定性和工艺性。此外，密炼机内部的加热和升压功能，可以使橡胶材料加热到适当的温度，使其具有良好的可加工性和流动性，为后续的成型工艺奠定基础。在橡胶制品的生产过程中，密炼机的改性作用也不可忽视。它可以加入各种加工助剂，如防老剂、保护剂、增塑剂、交联剂等，改变橡胶的物理化学性质，提高其性能和品质。
2.塑料加工
在塑料加工领域，密炼机同样发挥着重要作用。它能够将塑料和其他原料充分混合，提高产品的质量和稳定性。密炼机的高效混合能力可以使不同种类的塑料原料以及各种添加剂均匀地融合在一起，确保塑料制品具有一致的性能。例如，在塑料管道的生产中，密炼机可以将塑料颗粒与稳定剂、润滑剂等添加剂混合均匀，使管道具有更好的耐腐蚀性、耐压性和耐磨性。密炼机的高精度混合加工特点保证了产品的稳定性和可靠性，能够满足不同塑料制品对性能的严格要求。同时，密炼机的操作简单易学，无需过多的专业知识和经验，只需要按照操作规程进行操作即可，这为塑料加工企业提供了便利。
3.化工行业
密炼机在化工领域中的橡胶、塑料等材料的加工过程中具有重要地位。它能够将不同成分的化学原料进行混合，实现生产过程中的多样化、高效化。在化工行业中，密炼机的应用范围广泛，不仅可以用于橡胶和塑料的加工，还可以用于其他高分子材料的混合和改性。例如，在合成橡胶的生产过程中，密炼机可以将各种化学单体和催化剂混合均匀，促进反应的进行，提高合成橡胶的产量和质量。此外，密炼机的稳定性好，能够长期稳定运行，为化工企业的连续生产提供了保障。在一些化工生产过程中，安全性和效率是关键要素。如防爆型密炼机氧分析仪的应用，为化工行业带来了便利与安全。该分析仪采用防爆设计，符合国际标准，可以在具有爆炸危险的环境中安全使用。它能够准确地监测密炼机内部氧气含量并及时报警，为生产过程提供了可靠的安全保障。同时，该分析仪结构紧凑，便于安装在密炼机内部，不占用额外空间，具有高精度和实时性能，极大地提升了生产过程的安全性，降低了事故风险，保护了工作人员和设备的安全。
六、密炼机的发展历程
1.早期发展
密炼机是在开炼机的基础上发展起来的。1916 年出现真正意义上的 Banbury 型密炼机后，其威力逐渐被人们所认识。密炼机在混炼过程中显示出比开炼机优异的一系列特征，如混炼容量大、时间短、生产效率高；能较好地克服粉尘飞扬，减少配合剂损失，改善产品质量与工作环境；操作安全便利，减轻劳动强度；有益于实现机械与自动化操作等。因此，密炼机的出现是橡胶机械的一项重要成果，至今仍是塑炼和混炼中的典型重要设备。
2.现代发展标志
高速、高压和高效能机台是现代密炼机发展的标志之一。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。密炼机的结构也在不断发展，工作过程及整个机组的机械化、自动化水平不断提高，采用了程序控制，现在大型引进机台均采用计算机控制。
例如，从一些资料中可知，陶瓷密炼机制造商提供的现代密炼机，其操作时间短，性能优良。密炼机的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方面不断努力。在这种剧烈的混炼过程中，会带来许多新问题，这就要求对机械研究设计从机台的各个系统、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。
3.我国密炼机发展状况
解放前我国密炼机领域是空白，解放后国产密炼机逐步发展起来。从最初的仿制到如今的自主研发，我国已经生产出了多种型号的密炼机，并成功出口到海外市场。这些产品不仅在国内市场上占据了重要地位，也在国际市场上赢得了良好的声誉。
我国的密炼机生产厂家众多，如大连橡塑机械厂是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。从德国引进 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、四川亚西机器厂、天津橡机厂、天津电工机械厂、桂林橡机厂等也都生产中小型密炼机。
我国密炼机现已形成自己的系列，大小规格齐全，完全可以满足大、中、小型橡胶厂（或塑料厂）的需要。
七、密炼机的注意事项
1.日常操作注意事项
密炼机在日常操作中有诸多需要注意的地方，以确保设备的正常运行和操作人员的安全，同时保证混炼胶的质量。
投产初期需频繁检查：在投产的第一个星期内，需随时拧紧密炼机各部位的紧固螺栓，以防止设备在运行初期因震动等原因导致螺栓松动。此后，每月要拧紧一次紧固螺栓，确保设备的稳定性。
低温时的防护措施：在低温情况下，为防止管路冻坏，需将冷却水从机器各冷却管路内排除，并用压缩空气将冷却水管路喷吹干净。这样可以避免因冷却水结冰而损坏管路，影响设备的正常运行。
正确的停机顺序：密炼机按负载试运转时炼一车料时的要求停机。主电机停机后，应先关闭润滑电机和液压电机，然后切断电源，最后关闭气源和冷却水源。遵循正确的停机顺序可以保护设备的各个部件，延长设备的使用寿命。
安全的投料条件：当机器的压砣处在上部位置，卸料门处在关闭位置和转子在转动情况下，方可打开加料门向密炼室投料。这样可以避免在不安全的状态下投料导致的意外事故。
故障排除后的操作：当密炼机在混炼过程中因故临时停车时，在故障排除后，必须将密炼室内胶料排出后方可启动主电机。这是为了防止设备在故障状态下启动对设备和混炼胶造成损坏。
控制加料量和电流：密炼室的加料量不得超过设计能力，满负荷运转的电流一般不超过额定电流，瞬间过载电流一般为额定电流的1.2—1.5倍。严格控制加料量和电流可以确保设备在安全的范围内运行，避免因过载而损坏设备。
大型密炼机的特殊要求：对于大型密炼机，加料时投放胶块质量不得超过规定值，塑炼时生胶块的温度需在30℃以上。这是因为大型密炼机对胶块质量和生胶温度有更高的要求，以保证混炼效果和设备的安全运行。
2.混炼影响因素
密炼机混炼的胶料质量受到多个因素的影响，了解这些因素并加以控制，可以提高混炼胶的质量。
混炼温度：密炼机混炼过程中，混炼温度对胶料质量起着关键作用。混炼温度高有利于生胶和胶料的塑性流动和变形，有利于橡胶对固体配合剂粒子表面的湿润和混合充分，但又使胶料的粘度下降，不利于配合剂粒子的破碎与分散混合。混炼温度过高还会加速橡胶的热氧老化，使硫化胶的物理机械性能下降，即出现过炼现象；还会使胶料发生焦烧现象，所以密炼机混炼过程中必须采取有效的冷却措施；但温度不能太低，否则会出现胶料压散现象。
装料容量：装胶容量对混炼效果也有重要影响。装胶容量过大或过小都不能使胶料得到充分的剪切和捏炼，容易导致混炼不均匀，引起硫化胶物理机械性能的波动。通常取密炼室总有效容积的60%-70%为宜。合理的容量或装填系数应根据胶料种类、配方特点、设备特征与磨损程度以及上顶栓压力来确定。
转子转速：提高密炼机转子的速度是强化混炼过程的有效措
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