1、 1 北 方 民 族 大 学 课程设计报告 院（部、中心） 材料科学与工程学院 姓 名 学 号 专 业 高分子科学与工程 班 级 09级 同组人员 课程名称 实用 橡胶工艺学 设计题目名称 年产 130万套全钢载重子午线轮胎混炼胶制 备工序路线确定 起止时间 2012 年 6月 4 日 2011 年 6 月 14日 成 绩 指导教师签名 2 目录 一、 设计方案简介 4 二、全钢载重子午线轮胎简介 4 2.1.子午线轮胎定义 4 （ 1）、什么是子午线 4 （ 2）、什么是子午线轮 胎 4 三 、工艺流程草图及说明 5 3.1 工艺流程图 5 3.2 混炼胶制备工序流程说明 7 3.3 密炼机
2、上辅机系统 8 3.3.1 上辅机系统组成 8 3.3.1.1 炭黑气力输送系统 8 3.3.1.2 炭黑称量、 投料系 统 9 （ 1）炭黑称量 9 （ 2）投料系统 9 3.3.1.3 油料输送、贮存、称量、注油系统 11 3.3.1.4 胶料导开、称量、投料系统、胶料系统 12 3.3.1.5 计算机智能控制系统 13 （ 1）控制原理和控制功能 13 （ 2）控制和管理软件 14 3.4 密炼机下辅机系统 15 四、工艺计算及主体设备设计计算及选型 15 4.1 终炼胶密炼机的计算 17 4.2 母联交密炼机的计算 17 4.3 上辅机系统中储罐的确定 18 4.3.1 炭黑储罐数的确
3、定 18 4.3.2 油料储罐的确定 18 五、辅助设备的计算及选型 18 5.1 检测方案确定 18 3 5.2 检测设备的选取 19 5.2.1 门尼粘度仪 19 5.2.2 电子比重仪 /密度仪 21 5.2.3 硬度计 21 六、设计结果概要或设计一览表 23 七、总结 23 八、附图 24 九、附录 26 十、参考资料 26 敬告 后届学弟学妹： 由于本届整个高分子专业同学在百度上找到了 07 级学长的一个错误版本，导致此次整个专业 实用橡胶工艺学 课程设计几乎全军覆没，致使全部打回重做，以此为戒，本人上传此正确版本，虽然本课程设计会有很多不尽完善之处 ，但是版本模式正确，值得后届参
4、考，使用时请参照此版本格式， 自行设计内容。忘勿抄袭！请自重！ 4 年产 130万套 全钢载重子午线轮胎 混炼胶制备工序的工艺路线确定 一、 设计方案简介 设计根据年生产要求，计算出总须炼胶量、日生产量、班产量。再根据理论单胎用混炼胶重量，配方种类，不同配方的混炼特点，查阅资料后，找到合适的密炼机类型，依据需要混炼胶的数量确定密炼机台数。然后根据对混炼胶的质量控制要求，从质量管理的角度确定各段混炼胶的检测项目和频次，查阅资料确定合适的检测设备类型，并依据确定的频次核算所需设备台数。 二 、 全钢载重子午线轮胎简介 2.1.子午线轮胎定义 （ 1） 、什么是子午线 为了确定人们各自在地球上位置，
5、科学家们像切西瓜一样，以地球的南极和北极为中心，把地球分为 360 等份，地球表面从北极到南极通过英国伦敦格林威治天文台的那条经线叫做 0度经线。格林威治以东的等分线叫东经线，以西的等分线叫西经线。同时，以赤道为基准，把地球分成南北各 90条与赤道圈相平行的等分线圈叫纬线。通过格林威治天文台的这条 0度经线叫本初子午线 ，其他经线通称子午线。 （ 2） 、什么是子午线轮胎 轮胎是由胎冠、胎侧 、带束层（一般斜交胎称缓冲层，而子午线轮胎则称带束层，以下统称带束层），胎体、胎圈、内衬层（或叫气密层）六个主要部件组成。 斜交胎的胎体帘线和缓冲层帘线是由多层附胶帘布组成，各种轮胎胎体帘线层数和缓冲层的
6、层数各不相同。但这些帘线是相互斜向交叉排列的，也就是说单数层一个方向，偶数层是相反的另一个方向。 子午线轮胎的胎体帘线排列方向，象地球子午线一样，以轮轴为中心，从一个胎圈到另一个胎圈，经向排列。带束层帘线虽然也是斜向交叉排列，但与胎冠中心线呈很小的角度（一般在 15 25 之间）。 那么什么是子 午线轮胎呢？定义是：胎体帘线按子午线方向排列（与胎冠中心线呈 90 或接近 90 排列），并有帘线排列几乎接近圆周方向的带束层束紧胎体的这类轮胎，叫做子午线轮胎。这也是子午线轮胎与斜交轮胎的根本区别。 5 三 、工艺流程草图及说明 3.1 工艺流程图 图 3-1-1 全钢载重子午线轮胎混炼胶制备工序的
7、工艺流程简图 全钢生产过程流程图生胶、配合剂0 带束层生产线型胶生产线胶片压出生产线复合押出生产线压延生产线钢丝圈押出生产线0 带束层押出型胶压出胶片压出胎侧押出三角胶押出胎冠押出胎肩押出钢丝帘线压延帘子布压延钢圈缠绕型胶复合多刀纵裁胎侧复合件胎肩垫胶三角胶胎冠复合件覆胶钢丝帘布覆胶帘布多刀纵裁钢圈缠绕布半硫化钢圈缠绕（无内胎）钢丝圈0 带束层内衬层各种规格胶片三角胶贴合斜裁成型胎体钢丝帘布带束层胎圈包布胎圈硫化 成品轮胎割小辫子外观检查X 光检查偏心度检查成品入库 包装烘胶配料胶料混炼半成品部件制造混炼胶钢丝帘线尼龙帘线胎圈钢丝钢丝帘线直裁1233.13.2 3.33.4 3.63.1.13
8、.2.1 3.3.13.2.23.3.23.4.13.4.2 3.4.3 3.4.43.53.5.1 3.5.23.6.13.6.23.6.33.73.83.6.4456.167 8 9103.5.3表示中间材料和材料检验表示制造过程和工艺检查有内胎6 图 3-1-2生产车间流程图 7 3.2 混炼胶制备工序流程说明： 现代化炼胶系统是以密炼机为中心，并与上、下辅机系统联结成一条完整的炼胶生产线， 由计算机进行集中控制与管理。 密炼机简介： 密闭式 炼胶机 简称密炼机，主要用于橡胶的塑炼和 混炼 。 密炼机是一种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
9、进行塑炼和混炼的机械，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。 如图 3-2-1 所示： 图 3-2-1 密炼机示意图 密炼机是在 开炼机 的基础上发展起来的一种高强度间隙性的混炼设备。自 1916年出现真正意义上的 Banbury（本伯里）型密炼机后，密炼机的威力逐渐被人们所认识，它在橡胶混炼过程中显示出来比开炼机优异的一系列特征，如：混炼容量大、8 时间短、生产效率高；较好的克 服粉尘飞扬，减少配合剂的损失，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。 3.3 密炼机上辅机系统 密炼机上辅机系统用于实现密
10、炼机炼胶所需的炭黑、胶料、油料等的自动输送、贮存、配料称量、投料等工艺过程，是密炼机炼胶不可缺少的的配套设备。其控制系统包含了对密炼机主机以及上辅机的网络化和智能化管理及控制。 3.3.1 上辅机 系统组成 密 炼机上辅机系统的工艺流程如图 3-3-1 所示。密炼机上辅机系统主要由以下几部分组成： 炭黑气力输送系统； 炭黑称量、投料系统； 油料 输送、贮存、称量、注油系统； 胶料导开、称量、投料系统、胶料系统； 计算机智能控制系统。 图 3-3-1 密炼机上辅机系统的工艺流程图 3.3.1.1 炭黑气力输送系统 气力输送是利用空气（或气体）流作为输送动力，在管道中搬运粉、粒状固体物料的方法。空
11、气或气体的流动直接给输送管内物料粒子提供移动所需要的能量，管内空气的流动则是由管子两端压力差来推动。 气力输送的主要目的是将固体物料由一个位置移到另一个位置。气力输送系统应配置压缩空气或气体源、把物料投入到输送管道内的设备、输送管道以及从输送9 物料和空气的混 合中将输送物料和气体分离的分离设备。这些设备的合理选择和布置可使工厂的布局及操作更为灵活。 目前用于输送炭黑及相关粉料的气力输送方式有： （ 1）负压式气力输送系统 （ 2）正压式气力输送系统 （ 3）脉冲式气力输送系统 3.3.1.2 炭黑称量、投料系统 （ 1）炭黑称量 利用炭黑称对炭黑进行称量，起结构示意图如图 3-3-5所示 ：
12、 1-传感器（ 3个）； 2-铰链； 3-气缸； 4-气动蝶阀； 5-下呼吸口； 6-顺料筒； 7-除尘器； 8-内衬； 9-秤斗； 10-炭黑入口 图 3-3-5炭黑秤示意图 （ 2）投料系统 利用气力流槽和螺旋输送机进行投料 气力流槽是利用物料的位能，炭黑经压缩空气“流态化”并在炭黑本身重量的作用下进行输送（图 3-3-6 ）。压缩空气进入空气室 5 通过过滤板 3 均匀地进入物料室 2，完成炭黑流态化输送。气力流槽只能将炭黑从高处输送到低处，流槽倾角10 一般为 5-20。气力流槽结构简单，输送效率高，适用范围广，对炭黑的破碎率是所有输送方式中最小的。其输送能力取决于流槽截面积、倾角、压
13、缩空气流量、空气压力、过滤板材质和厚度以及气隙。过滤板有各种纤维 制成的过滤板和塑料微孔板。输送炭黑所用的过滤板一般采用三防针刺毡（防油、防水、防静电）压制而成。 在密炼机上辅机系统中气力流槽适用于大贮仓向发送罐、炭黑贮仓向炭黑秤喂料和进密炼机后加料等场合。但由于气力流槽内的气体需分离出来，故须考虑在流槽的出口配置炭黑和气体分离设备。 1-进料口 2-物料室 3-过滤板 4-压缩空气管 5-空气室 6-检查手阀 7-观察孔 图 3-3-6 气力流槽结构示意图 螺旋输送机 螺旋输送机是化工、建材、粮食等部门中广泛应用 的一种输送设置，主要用于输送粉状、粒状和小块状物料。不适宜输送易变质的粘性和易结块的物料。在密炼机上辅机系统中常用来输送不同种类的炭黑和粉料，其输送可靠，输送能力可以采用变频调速控制电机转速来控制。并可通过电机点动来实现微下料，螺旋输送机在密炼机上辅机系统中多用于向炭黑秤供料，有些情况下可以代替气力流槽输送。 螺旋输送机与其它输送设备相比较，具有结构简单，横截面积小，密封性能好、可以中间多点装料和卸料、操作安全方便、以及制造成本低等优点。但它由于运动部件多，机件磨损较严重，同时输送距离受限。对于粘性大的物 料，易粘附螺杆，消耗功率大以及物料在运输过程中易被破碎。螺旋输送机除了对炭黑产生破损外，在更换品种时也不容易清除螺槽中残余的物料。 其示意图如下所示：
