開煉機升級改造方案

岳亞旗，張翼飛，張敦誼，高國利

（1.平頂山市礦益膠管制品有限公司，河南 平頂山 467021；2.平煤神馬機械裝備集團，河南 平頂山 467021）

開放式煉膠機簡稱開煉機，是橡膠制品生產中應用最廣的一種設備，開煉機的工作原理是膠料在兩個相對回轉的輥筒上，依靠不同的線速度，在摩擦力作用下被拉入輥筒，通過輥距斷面的縮小，使膠料受到強烈的剪切與擠壓，在一定溫度條件下發生氧化斷鏈，增加可塑度，從而達到煉膠的目的[1]。

隨著新橡膠制品的研發，橡膠配方的變化，導致部分膠料物理性能變硬，使輥筒的擠壓力增大，造成電機等負載增加，因此，頻繁出現開煉機噎死、電機過熱等問題，不能滿足生產需要。

針對以上問題，如果更換大規格煉膠機，一次性投入太大，可以考慮提高設備的輸出功率，以最小的投入解決這一問題。

1 電機及底座改造方案設計

1.1 電機參數的選擇

目前的方案為保證電機轉速不變，功率提升一檔；改變現行18寸煉膠機標配的55 kW電機，更換為75 kW電機；原電機型號為：Y280M-6，功率55 kW，現電機型號選Y315S-6，功率75 kW。

1.2 電機底座和聯軸器設計

1.2.1 電機底座設計方法

（1）當電機型號變化后，底座上面的安裝孔改變，底座中心高同時改變；

（2）不同橡膠配方的硬度不同，底座設計考慮可以安裝兩種型號的電機，設計兩套安裝孔，同時，設計以兩種電機型號高度差為厚度的墊板，大電機不使用墊板；

（3）為了盡量減小改造土建工程量，新底座的地腳孔需與舊底座一致。

1.2.2 聯軸器設計方法

在聯軸器的設計上，我們僅更換了電機端半聯軸器，改變內孔和鍵槽相應尺寸，其余不變。兩種電機的參數如表1所示。

表1 查閱兩種電機參數下

在表1中，E+C尺寸變動，是電機底座設計的主要依據。XK450升級的底座圖如圖1所示。

圖1 XK450底座升級圖

2 方案可行性論證分析

2.1 減速箱輸入軸強度計算

按照扭轉強度計算，適用于只承受轉矩的傳動軸的精確計算，也可用于既受彎矩又承受扭矩的軸的近似計算[2]。減速箱輸入軸既傳遞轉矩又承受彎矩，也可以近似計算。表2為常用材料的[τ]值和C值。

表2 常用材料的[τ]值和C值

注：當作用在軸上的彎矩比傳遞的扭矩小或只傳遞轉矩時，C取較小值；否則取較大值。

軸的材料為45#鋼，選取C為中間值，C值取110，傳遞的功率P為75 kW。將所選取的值帶入以下設計公式：

式中，

P為電機功率，kW;

n為電機轉速，rpm。

所改造開放煉膠機型號為XK-450所用的減速機，輸入軸軸徑d2=60mm，大于計算值，改造后完全滿足需要，并具有一定的安全系數，所以方案可行。

2.2 軸瓦強度計算

軸瓦表面擠壓應力為σ壓，其計算方法為：

式中，

P為軸承軸瓦上的最大壓力，N；

E1為鑄鐵軸頸的彈性模量，E1=1.2×105N/mm2；

E2為軸瓦材料的彈性模量，青銅的E2=1.0×105N/mm2；

d為軸頸直徑，mm；

l為軸頸支承部分長度，mm；

δ為（0.001 5~0.002）d，mm；

[σ壓]為許用表面擠壓應力，青銅的[σ壓]=75N/mm2。

推薦的開煉機單位橫壓力Px=9 000N/cm[1]。

開煉機輥筒主要尺寸如下[1]:

結合以上計算，軸瓦表面擠壓應力遠小于許用擠壓應力，完全滿足升級改造的需要。

3 結束語

綜上分析，標明我們對開煉機的改造方案切實可行：

（1）通過計算，開煉機升級改造方案可行。

（2）開練機改造完成后，經半年的使用，設備運轉正常，進一步驗證了升級改造的可行性。

（3）該方案可以應用于其他型號開練機的升級改造。

[1]楊順根，白仲元.橡膠工業手冊.第九分冊（上冊）橡膠機械[M].北京：化學工業出版社，1992.

[2]楊可楨，程光蘊.機械設計基礎[M].北京：高等教育出版社，1999.