連續混捏機的結構原理與維修

許炎鋒

【摘要】本文主要圍繞著連續混捏機的結構、原理展開分析，探討了連續混捏機的結構、原理和維修的相關問題，以期可以為使用連續混捏機提供必要的參考和借鑒。

【關鍵詞】連續混捏機；結構；原理；維修

中圖分類號：TF576文獻標識碼： A

一、前言

連續混捏機在眾多行業都有使用，因此，分析連續混捏機的結構原理，并探討其使用過程中問題的維修方法非常有必要，這是提高連續混捏機使用效果的必要工作。

二、連續混捏機的結構

1、連續混捏機的結構組成

連續混捏機的主體結構如圖1所示，可分為驅動部分、工作部分、輔助部分。驅動部分包括電機、齒輪箱、扭矩限制耦合器、聯軸器等部件，其作用是向工作部分提供混捏糊料時所需的動力和運動；工作部分包括混捏腔、混捏軸、排料檔板等部件，其作用是實現糊料的連續混捏并自動排料；輔助部分包括:各潤滑單元(給各運動部件進行自動潤滑)、混捏腔開啟裝置(檢修時用來開啟混捏腔)、液壓驅動單元(驅動排料檔板和混捏腔開啟裝置)、旋轉接頭(使混捏軸接入熱媒油進行保溫)，以及機座等部件。

①旋轉接頭(接導熱油管)；②排料檔板；③機殼(腔體)；④進料口；⑤聯軸器；⑥限矩耦合器；⑦驅動電機；⑧齒輪箱；⑨混捏軸；⑩排料口(溜槽)；瑏瑡滑動軸承支座；瑏瑢機座

圖1混捏機主體結構示意圖

2、連續混捏機的結構特點

連續混捏機的結構主要有以下特點:

（一）驅動電機與齒輪箱的連接采用限矩耦合器，當出現異常情況、扭矩超出正常設定值時，耦合器兩端聯接電機與齒輪箱的兩部分相對分離，防止電機、齒輪箱過載、受損。

（二）齒輪箱除了采用常見的齒輪減速機構以降低轉速、增加扭矩之外，還采用偏心輪搖桿機構，產生直線往復運動，使得混捏軸每旋轉一周的同時沿軸線往復運動一次，滿足對糊料產生擠壓揉搓作用的需要。

（三）齒輪箱的潤滑采用壓力油強制循環潤滑，由外部獨立的油液潤滑單元自動完成。

（四）混捏軸為細長軸，這是由糊料混捏質量要求及連續作業的要求決定的。

（五）混捏軸內部中空，從旋轉接頭引入的熱媒油自混捏軸尾端導流套管周邊小孔進入環形腔，流過整個環形腔后進入導流套管再回到混捏軸尾端，自導流套管中央孔通過旋轉接頭回油。

（六）混捏軸上裝有送料螺旋和葉片狀動齒。二者的區別在于:螺旋葉片是多頭的完整螺旋線，其作用是將剛進入進料口的物料迅速的向前推送；而后者為單頭斷開型葉片狀，每段動齒上的3個葉片狀攪刀呈軸向不連續螺旋狀，周向相互間隔120°均勻分布，其作用主要是攪拌物料。

（七）機殼為對開剖分式夾層結構，夾層中通入熱媒油，對腔體內糊料加熱、保溫，以保證混捏質量。機殼的開合借助于液壓驅動的啟閉裝置。

三、新型連續混捏機的工作機理

連續混捏機的工作原理為:螺桿在連續旋轉的同時還按一定規律做軸向往復運動,以便使物料在螺桿和機筒之間的運動多樣化；機筒上的固定齒,具有清掃螺棱、物料輸送及分布、分散混合作用(見圖2)。物料混合作用可在軸向發生。這就使物料在螺桿和機筒中的運動大為復雜,物料除在楔形區中正常流動外,還有一小部分發生倒流,形成拖曳流。

常規螺桿混合機中,物料很少發生再取向,故分布混合不佳。該混捏機改變了常規混捏機的薄層剪切規律,其機筒內設置有齒,能連續切割,產生新的物料表面,使物料經由取向、切割、折疊、再取向等過程,得到很好的混合效果。

該機型的分散混合也不同于常規混合機。常規混合機的混合作用都是徑向發生的,而該往復機的混合卻是在軸向實現的,發生在移動螺紋和固定齒之間,能使螺紋內的全部物料受到均勻的剪應力。齒在螺槽內,如同系列攪拌器,經由橫掃過螺棱的混合運動,對物料實現多次再分布；齒掃過中斷螺紋,使物料不能停留。齒能引起一定軸向固流,消除軸向溫度和組分的不均勻。齒提供了某種附加的摩擦剪切表面,部分的彌補了因螺紋間斷造成的摩擦剪切表面減少的情況。

圖2連續混捏機工作機理簡圖

四、連續混捏機的日常維修

1、密封。連續混捏機的密封問題主要在于兩方面:

（一）腔體的密封。投入使用不久的連續混捏機腔體基本保持原狀，因此一般只需在接縫處填入石棉繩一類的密封材料即可，隨著使用時間的延長，腔體變形逐漸增大，光靠石棉繩就不能很好的起到密封作用。根據實際經驗，這時可在腔體接縫處抹上耐火土，密封效果較為理想。

（二）旋轉接頭熱媒油的密封。由于混捏軸始終在做復合運動，而熱媒油管路固定，故旋轉接頭熱媒油的密封容易出問題。如果是旋轉接頭與軟管接口漏油，一般是由于混捏軸的往復運動使得軟管接頭處密封墊松動、破壞，應更換新的密封墊并調整軟管位置，使其所受往復運動影響最??；如果是旋轉接頭與混捏軸接口漏油，則是由于旋轉接頭與混捏軸長期摩擦引起襯套、導流管過度磨損，應修補、更換相應零件，恢復密封性能。

（三）易損件。

①動齒。動齒可分為更換式和修補式兩種。更換式動齒為鑄造工具鋼制成，表面經硬化處理，其磨損不可修復，磨損至一定程度后須報廢更新。修補式動齒本體為鑄鋼件，外覆硬質合金(碳化鎢)保護層，一般不需更換，保護層磨損至一定程度后進行補焊即可繼續使用。

②定齒。定齒按結構可分兩種:一種定齒與固定螺栓分體，定齒心部中空，為內螺紋結構，固定螺栓由混捏腔外伸入，穿進定齒內固定；另一種定齒為實心，與螺栓為一體式結構，螺桿由混捏內機內向外穿出，用螺母固定。由于側面是定齒的主要工作表面，分體定齒側壁相對較薄，因此磨損較快，短時間內其側壁就會磨穿，露出螺紋線。此時如繼續磨損，會造成固定螺紋完全失效，進而使定齒移位、甚至完全脫落，以致損害設備。因此采用一體式定齒可延長使用壽命，降低維修工作量。

③襯板。襯板的維修可視其磨損程度采取不同方式。如果某區段襯板整體磨損嚴重，則應對此區段的襯板整塊更換；如果只是局部磨損較為嚴重，例如某個定齒附近，其余部分磨損程度輕且為均勻，則可以選用耐磨損性、耐腐蝕性較好，機械強度較高，且與金屬結合強度高的金屬耐磨修補劑，對過度磨損部位用局部修補的方式進行維修。這樣既節省了成本，也降低了維修工作量。

五、生產實踐中暴露出的問題及原因分析

從機理分析可看出,物料被混的同時還有捏的作用。捏就會對物料產生一定的破碎作用,從而破壞物料的粒級分布。當然,這種破碎作用大小很難從理論計算得出,只能通過進出料的篩分實驗得出。這項工作筆者雖然沒有做,但有一點可以肯定,對配料的純度和精度肯定有影響,只是影響比較小。

推料螺旋是多頭的、連續的,同時螺旋角大,因而物料向前推進速度快。動攪刀是單頭、斷續的,且螺旋角小,使得物料向前推進速度慢。這樣設計,無疑會增強混捏效果,但也容易造成堵料現象發生,尤其是在動、靜攪刀磨損較嚴重和下料量波動大的情況下更是頻繁發生。

現有的設備安全保護裝置存在嚴重缺陷現有的保護裝置主要有兩道:

現使用的混捏機已定型,不可能進行大的改動,但可以從操作、維護上下工夫來彌補這些不足:

啟動生產時,必須先開混捏機,后下料；停產時,必須先停料,筒體內糊料排空后再停機。生產過程中,控制好料量大小并盡可能保持平穩,避免大的波動。一旦發生堵料,必須打開機殼清理后再生產,決不能復位后重新啟動電機強行排料,以免燒壞電機,損傷減速系統。

及時更換或補焊動、攪刀,使之保持正確的外形幾何尺寸,這對減少物料破碎、保持良好混捏效果和減少堵料現象發生至關重要。

物料輸送各工序盡可能封閉或增設除鐵設施,杜絕異物進入,尤其是不可破碎物。

考慮增設安全銷或在電機與減速機之間安裝自動保護式限矩聯軸器等,極大減輕或避免沖擊、過載,以保護減速機、混捏軸等重要部件。

六、結束語

綜上所述，只有充分明確了連續混捏機的運行原理和結構，才能夠更好的運用它，也才能夠更好的完善日常維護工作，確保連續混捏機能夠穩定高效率的運行。

【參考文獻】

[1]王萍.國產混捏機的技術現狀和發展[J].中州煤炭.2011(04)

[2]袁仁春.連續混捏機的混捏機理研究及其對生產維修的指導[J].輕金屬.2012(01)

[3]張慶武,吳剛,薛美盛,沈之宇,孫德敏.氨合成塔溫度先進控制[J].信息與控制.2011(01)