Как решить проблему залипания смесительного вала?

При смешивании резины и пластмасс в открытых мельницах проблема прилипания валков не только сильно снижает эффективность производства, но и делает очистку трудоемкой и длительной. Кроме того, многократное прилипание валков может привести к локальному перегреву резиновой смеси, что негативно сказывается на качестве смешивания. Так почему же происходит залипание валков? В большинстве случаев это происходит из-за несоответствия трех основных параметров: температуры, скорости вращения и зазора между валками. Ниже они будут подробно проанализированы.

I. Температура: Самый непосредственный фактор влияния

Неправильный контроль температуры вальцов является основным фактором, вызывающим налипание резиновой смеси на вальцы.

Если температура валика слишком высока, температура резиновой смеси на поверхности контакта с валиком быстро повышается. Вязкость резиновой смеси вблизи валика уменьшается, а ее текучесть увеличивается, что позволяет ей легко проникать в микроскопические ямки валика и образовывать адгезию. Это особенно актуально для резин с изначально высокой вязкостью, таких как натуральный каучук и стирол-бутадиеновый каучук, которые подвержены повышенному риску прилипания к роликам при высоких температурах.

При слишком низкой температуре ролика твердость резиновой смеси увеличивается, а ее текучесть снижается, в результате чего она скапливается и застаивается в зазорах ролика. При многократном галтовании она также может прилипать к поверхности валика.

Рекомендации по корректировке:

Температура переднего валика обычно должна быть на 5-10°C ниже, чем температура заднего валика, чтобы резиновая смесь покрывала передний валик.

Для разных типов каучука существуют свои температурные режимы: натуральный каучук обычно контролируется при 50-60°C; нитрильный каучук должен быть еще ниже, при 40-50°C; а хлоропреновый каучук не должен превышать 50°C.

Если прилипание валика уже произошло, можно попробовать нанести на его поверхность небольшое количество стеариновой кислоты или разделительного средства, но это лишь временная мера. Чтобы кардинально решить проблему, необходимо отрегулировать температуру.

II. Скорость вращения и соотношение скоростей: Обоюдоострый меч сдвигающей силы

Скорость вращения вальцов и соотношение скоростей между передним и задним вальцами определяют величину сдвигающего усилия, которое испытывает резиновая смесь.

Если соотношение скоростей слишком велико, сила сдвига становится чрезмерной, что приводит к быстрому выделению тепла. Это вызывает интенсивное трение между резиновой смесью и вальцами, что приводит к значительному локальному повышению температуры и увеличивает риск прилипания вальцов во время смешивания.

Если соотношение скоростей слишком низкое, сила сдвига недостаточна, что приводит к плохой дисперсии компаундирующих веществ и недостаточному перемешиванию резиновой смеси на валках, что также легко приводит к локальной адгезии.

Рекомендации по корректировке:

Обычно соотношение скоростей для открытых мельниц составляет от 1:1,1 до 1:1,3. Немного большее соотношение скоростей приемлемо для пластификации, в то время как немного меньшее соотношение предпочтительно для смешивания.

Если происходит прилипание валика, скорость вращения может быть соответствующим образом снижена, чтобы уменьшить тепло, выделяемое при сдвиге.

Если резиновая смесь уже намотана на валики, но в нижней части происходит проскальзывание, можно точно отрегулировать соотношение скоростей, чтобы улучшить подачу.

III. Зазор между роликами (клиренс): “Регулятор” запаса резиновой смеси

Размер зазора между валками напрямую влияет на количество накапливаемой резиновой смеси и состояние давления в зазоре между валками.

Если зазор между валками слишком мал, пропускная способность резиновой смеси снижается, накопленная резина недостаточно перемещается, а время пребывания в зазоре между валками мало, что облегчает накопление тепла и приводит к прилипанию резиновой смеси к валкам.

Если зазор между валиками слишком велик, накапливается слишком много резины, резиновая смесь многократно складывается в зазоре между валиками, но не может пройти гладко, что приводит к чрезмерному локальному давлению, которое также может вызвать прилипание резиновой смеси к валику.

Рекомендации по корректировке:

На начальном этапе смешивания зазор между валками может быть немного больше и составлять 3-5 мм, чтобы облегчить поступление резиновой смеси и добавление компаундирующих веществ.

После добавления наполнителей постепенно уменьшайте зазор между валиками до 1-2 мм, чтобы улучшить дисперсию при сдвиге.

Если происходит залипание ролика, попробуйте увеличить зазор между роликами, чтобы уменьшить давление на накопившуюся резиновую смесь.

IV. Скоординированная корректировка трех ключевых факторов

Температура, скорость вращения и зазор между валками не являются изолированными переменными; они влияют друг на друга. Например:

• Если температура валков слишком высока, скорость вращения может быть соответствующим образом снижена, чтобы уменьшить тепло, выделяемое при сдвиге.
• Если отношение скоростей велико, температуру валков следует соответствующим образом снизить, чтобы компенсировать эффект фрикционного нагрева.
• При уменьшении зазора между валками количество проходящего резинового материала уменьшается. В этом случае скорость вращения можно точно отрегулировать для поддержания плавной подачи материала.
• При возникновении проблем со смешиванием и прилипанием к валам рекомендуется проверить каждый фактор в следующем порядке: сначала отрегулировать температуру, затем зазор между валами и, наконец, скорость.

V. Другие влияющие факторы

Помимо трех вышеперечисленных факторов, к прилипанию роликов могут привести следующие факторы:

• Формула резиновой смеси: Чрезмерное содержание масла в наполнителе и неправильное соотношение некоторых полярных присадок повышают вероятность прилипания роликов.
• Состояние поверхности ролика: Износ поверхности ролика, царапины или отслоение хрома значительно повышают риск прилипания ролика.
• Последовательность добавления: Слишком раннее добавление смягчителя приведет к размягчению резиновой смеси, что облегчит прилипание валика; слишком позднее добавление приведет к плохой дисперсии.