كيف يمكن حل مشكلة التصاق أسطوانة الخلط؟

في خلط المطاط والبلاستيك باستخدام طاحونة مفتوحة، لا تؤدي مشكلة التصاق الأسطوانة إلى إبطاء كفاءة الإنتاج بشدة فحسب، بل تجعل التنظيف يستغرق وقتًا طويلاً ويتطلب عمالة كثيفة. وعلاوة على ذلك، يمكن أن يتسبب التصاق الأسطوانة المتكرر في ارتفاع درجة حرارة مركب المطاط، مما يؤثر على جودة الخلط. إذن، لماذا يحدث التصاق الأسطوانة؟ في معظم الحالات، يرجع ذلك إلى عدم التطابق بين ثلاثة معلمات أساسية: درجة الحرارة، وسرعة الدوران، وفجوة الأسطوانة. سيتم تحليلها بالتفصيل أدناه.

I. درجة الحرارة: العامل الأكثر تأثيراً مباشراً

إن التحكم غير السليم في درجة حرارة الأسطوانة هو العامل الأساسي الذي يتسبب في التصاق مركب المطاط بالبكرات.

عندما تكون درجة حرارة الأسطوانة مرتفعة للغاية، ترتفع درجة حرارة المركب المطاطي عند سطح التلامس مع الأسطوانة بسرعة. تنخفض لزوجة المركب المطاطي بالقرب من الأسطوانة، وتزداد سيولته، مما يسهل اختراقه في الحفر المجهرية للأسطوانة وتشكيل الالتصاق. وينطبق هذا الأمر بشكل خاص على المطاط ذي اللزوجة العالية بطبيعته، مثل المطاط الطبيعي ومطاط الستايرين-بوتادين، الذي يكون أكثر عرضة للالتصاق بالبكرات في درجات الحرارة العالية.

عندما تكون درجة حرارة الأسطوانة منخفضة للغاية، تزداد صلابة مركب المطاط، وتقل سيولته، مما يتسبب في تراكمه وركوده عند فجوات الأسطوانة. أثناء التدوير المتكرر، يكون أيضًا عرضة للالتصاق بسطح الأسطوانة.

توصيات التعديل:

يجب أن تكون درجة حرارة الأسطوانة الأمامية عمومًا أقل من درجة حرارة الأسطوانة الخلفية بمقدار 5-10 درجات مئوية لتسهيل طلاء المركب المطاطي للأسطوانة الأمامية.

وتتميز أنواع المطاط المختلفة بنوافذ درجة حرارة مناسبة خاصة بها: يتم التحكم في المطاط الطبيعي بشكل عام عند 50-60 درجة مئوية؛ ويجب أن تكون درجة حرارة مطاط النتريل أقل من ذلك، عند 40-50 درجة مئوية؛ ويجب ألا يتجاوز مطاط الكلوروبرين 50 درجة مئوية.

في حالة حدوث التصاق الأسطوانة بالفعل، يمكنك محاولة وضع كمية صغيرة من حمض دهني أو عامل تحرير على سطح الأسطوانة، ولكن هذا مجرد إجراء مؤقت. لحل المشكلة بشكل أساسي، تحتاج إلى ضبط درجة الحرارة.

II. سرعة الدوران ونسبة السرعة: سيف ذو حدين لقوة القصّ

وتحدد سرعة دوران البكرات ونسبة السرعة بين البكرات الأمامية والخلفية حجم قوة القص التي يتعرض لها مركب المطاط.

إذا كانت نسبة السرعة مرتفعة للغاية، تكون قوة القص مفرطة، مما يؤدي إلى توليد حرارة سريعة. وهذا يسبب احتكاكًا شديدًا بين مركب المطاط والبكرات، مما يؤدي إلى ارتفاع كبير في درجة الحرارة الموضعية ويزيد من خطر التصاق البكرات أثناء الخلط.

إذا كانت نسبة السرعة منخفضة للغاية، فإن قوة القص غير كافية، مما يؤدي إلى ضعف تشتت عوامل التركيب وعدم كفاية تدوير مركب المطاط على البكرات، مما يؤدي بسهولة إلى الالتصاق الموضعي.

توصيات التعديل:

تتراوح نسب السرعة الشائعة الاستخدام للمطاحن المفتوحة بين 1:1.1 و1:1.3. وتُعد نسبة سرعة أعلى قليلاً مقبولة للتلدين، في حين أن النسبة الأقل قليلاً هي الأفضل للخلط.

عند حدوث التصاق الأسطوانة، يمكن تقليل سرعة الدوران بشكل مناسب لتقليل الحرارة الناتجة عن القص.

إذا كان المركب المطاطي ملفوفًا بالفعل حول البكرات ولكن يحدث انزلاق في الأسفل، يمكن ضبط نسبة السرعة لتحسين التغذية.

ثالثًا. فجوة الأسطوانة (الخلوص): “المنظم” لمخزون مركب المطاط

يؤثر حجم فجوة الأسطوانة بشكل مباشر على كمية المركب المطاطي المتراكم وحالة الضغط عند فجوة الأسطوانة.

إذا كانت فجوة الأسطوانة صغيرة جدًا، فإن إنتاجية المركب المطاطي تنخفض، ولا ينقلب المطاط المتراكم بشكل كافٍ، ويكون وقت المكوث في فجوة الأسطوانة قصيرًا، مما يسهل تراكم الحرارة، وبالتالي يتسبب في التصاق المركب المطاطي بالأسطوانة.

إذا كانت فجوة الأسطوانة كبيرة جدًا، يتراكم الكثير من المطاط، وينثني المركب المطاطي مرارًا وتكرارًا عند فجوة الأسطوانة ولكن لا يمكن أن يمر بسلاسة، مما يؤدي إلى ضغط موضعي مفرط، والذي يمكن أن يتسبب أيضًا في التصاق المركب المطاطي بالأسطوانة.

توصيات التعديل:

في المرحلة الأولية للخلط، يمكن أن تكون فجوة الأسطوانة أكبر قليلاً، مع الحفاظ عليها عند 3-5 مم، لتسهيل دخول مركب المطاط وإضافة عوامل التركيب.

بعد إضافة الحشوات، قم بتقليل فجوة الأسطوانة تدريجيًا إلى 1-2 مم لتحسين تشتت القص.

في حالة حدوث التصاق الأسطوانة، حاول زيادة فجوة الأسطوانة بشكل مناسب لتقليل الضغط على المركب المطاطي المتراكم.

رابعاً. التعديل المنسق لثلاثة عوامل رئيسية منسقة

درجة الحرارة، وسرعة الدوران، وفجوة الدوران ليست متغيرات معزولة؛ فهي تؤثر على بعضها البعض. على سبيل المثال:

• عندما تكون درجة حرارة البكرة مرتفعة للغاية، يمكن تقليل سرعة الدوران بشكل مناسب لتقليل الحرارة الناتجة عن القص.
• إذا كانت نسبة السرعة كبيرة، فيجب تقليل درجة حرارة البكرة بشكل مناسب لتعويض تأثير التسخين الاحتكاكي.
• عندما يتم تقليل فجوة البكرة، تقل كمية المواد المطاطية التي تمر عبرها. في هذه الحالة، يمكن ضبط سرعة الدوران بدقة للحفاظ على سلاسة تغذية المواد.
• عند مواجهة مشاكل في الخلط والالتصاق باللفائف، يوصى بالتحقق من كل عامل بالترتيب التالي: أولاً ضبط درجة الحرارة، ثم فجوة اللفائف، وأخيرًا السرعة.

V. العوامل المؤثرة الأخرى

إلى جانب العوامل الثلاثة المذكورة أعلاه، قد تؤدي العوامل التالية أيضًا إلى التصاق الأسطوانة:

• تركيبة مركب المطاط: سيزيد محتوى زيت الحشو الزائد والنسب غير الصحيحة لبعض الإضافات القطبية من احتمال التصاق الأسطوانة.
• حالة سطح الأسطوانة: سيؤدي تآكل سطح الأسطوانة أو الخدوش أو تقشير الكروم إلى زيادة خطر التصاق الأسطوانة بشكل كبير.
• تسلسل الإضافة: ستؤدي إضافة المُنعم في وقت مبكر جدًا إلى تليين المركب المطاطي، مما يسهل التصاق الأسطوانة؛ وستؤدي إضافته في وقت متأخر جدًا إلى ضعف التشتت.