在2025年，隨著橡膠工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，密煉機(jī)作為橡膠加工的關(guān)鍵設(shè)備，市場(chǎng)需求不斷增加。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球密煉機(jī)市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到50億元，年增長率保持在6%左右。在這一背景下，益陽橡膠塑料機(jī)械集團(tuán)有限公司成功研發(fā)了國內(nèi)煉膠容量最大的剪切型密煉機(jī)——GN700密煉機(jī)。該設(shè)備以其高效、節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn)，滿足了橡膠企業(yè)對(duì)大型密煉機(jī)的需求，推動(dòng)了行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。

  一、密煉機(jī)研發(fā)背景與市場(chǎng)需求

  《2025-2030年中國密煉機(jī)行業(yè)市場(chǎng)調(diào)查研究及投資前景分析報(bào)告》近年來，隨著國家環(huán)保要求的不斷提高，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和成為橡膠行業(yè)的重要目標(biāo)。在混煉膠的加工過程中，密煉機(jī)作為消耗能量最大的重型設(shè)備，其能耗約占整個(gè)煉膠過程總能耗的40%以上。為了達(dá)到節(jié)能、提效、降本的要求，益陽橡膠塑料機(jī)械集團(tuán)有限公司研制出了GN700密煉機(jī)。該設(shè)備具有煉膠容量大、吃膠快、混煉膠剪切力大、排膠快、無殘留等特點(diǎn)，特別適合大型輪胎廠橡膠的母煉及返煉，具有高效率、低成本的優(yōu)勢(shì)。

  二、密煉機(jī)主要技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)

  GN700密煉機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下：

  混煉室總?cè)莘e：685L

  最大填充系數(shù)：0.75

  工作容積：514L

  中心距：850mm

  喂料狹道截面尺寸：1240×640mm

  排料口尺寸：1240×700mm

  轉(zhuǎn)子棱頂圓直徑：830mm

  轉(zhuǎn)子基圓直徑：570mm

  轉(zhuǎn)子棱峰間隙：20mm

  喂料門與側(cè)壁間開口寬度：1205mm

  生產(chǎn)能力(3min/車)：12.5t/h(膠料比重大于1.2)

  這些參數(shù)的設(shè)計(jì)確保了GN700密煉機(jī)在煉膠過程中的高效性和節(jié)能性。

  三、密煉機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析

  (一)加料裝置

  密煉機(jī)行業(yè)情況分析提到GN700密煉機(jī)的加料裝置主要由加料筒、加料門、安全銷、清掃裝置等部件組成。加料筒采用低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，底部加強(qiáng)筋板焊接，提高了整體強(qiáng)度。加料門與加料筒兩側(cè)的密封采用銅條加高彈性彈簧的組合，保證了密封性。加料裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確保了加料過程的穩(wěn)定性和可靠性。

  (二)壓料裝置

  壓料裝置由壓砣、活塞桿、過渡板、導(dǎo)向桿及上橫梁等部件組成。壓砣采用整體鑄造成型，內(nèi)部通入循環(huán)冷卻水進(jìn)行溫度控制?；钊麠U與壓砣之間采用法蘭結(jié)構(gòu)連接，保證了冷卻水的不泄露。壓料裝置的設(shè)計(jì)確保了煉膠過程中膠料的壓力控制和溫度穩(wěn)定。

  (三)混煉裝置

  混煉裝置由混煉室、軸承支架、底板、長耐磨板及短耐磨板組成?；鞜捠覂?nèi)套采用低合金高強(qiáng)度合金鋼材料鍛造而成，內(nèi)表面堆焊高碳高鉻的無裂紋硬質(zhì)耐磨合金。混煉室整體強(qiáng)度和剛度加強(qiáng)，保證了煉膠時(shí)的溫度控制效果?；鞜捬b置的設(shè)計(jì)確保了煉膠過程中的高效混煉和溫度均勻性。

  (四)轉(zhuǎn)子支承及密封裝置

  轉(zhuǎn)子支承及密封裝置由轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子密封裝置、調(diào)心軸承、推力軸承、軸承壓蓋等部分組成。轉(zhuǎn)子采用優(yōu)質(zhì)合金鋼鑄造，內(nèi)部有通冷卻水的強(qiáng)制循環(huán)水道，提高了熱交換效率。轉(zhuǎn)子端部密封結(jié)構(gòu)采用液壓密封，保證了密封性能。轉(zhuǎn)子支承及密封裝置的設(shè)計(jì)確保了轉(zhuǎn)子的高效運(yùn)行和長期穩(wěn)定性。

  (五)卸料裝置

  卸料裝置由旋轉(zhuǎn)裝置、鎖緊裝置、旋轉(zhuǎn)油缸、鎖緊油缸及行程控制裝置組成。鎖緊裝置采用曲拐式結(jié)構(gòu)，保證了混煉室和卸料門之間的間隙小于0.1mm。旋轉(zhuǎn)裝置采用雙卸料門軸、雙旋轉(zhuǎn)油缸結(jié)構(gòu)，減少了卸料門軸的軸向傳動(dòng)和徑向跳動(dòng)量。卸料裝置的設(shè)計(jì)確保了卸料過程的快速和穩(wěn)定。

  四、密煉機(jī)主要配套件特點(diǎn)分析

  (一)傳動(dòng)裝置

  傳動(dòng)裝置采用減速機(jī)加永磁電機(jī)傳動(dòng)，減速機(jī)為高硬齒面并經(jīng)過滲碳、淬火、磨齒等工藝。電機(jī)采用國內(nèi)知名品牌永磁電機(jī)，功率為3000kW，電壓為10kV的6極電機(jī)。傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)確保了密煉機(jī)的高效傳動(dòng)和節(jié)能效果。

  (二)伺服液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

  液壓站采用伺服驅(qū)動(dòng)，主泵采用內(nèi)嚙合齒輪泵。壓砣回路采用伺服驅(qū)動(dòng)器直接調(diào)節(jié)壓力和速度，分為壓力環(huán)和速度環(huán)控制。伺服液壓站的整體節(jié)能效果相比普通的變頻電機(jī)加伺服比例閥液壓站達(dá)到了50%以上。伺服液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)確保了密煉機(jī)的快速響應(yīng)和節(jié)能運(yùn)行。

  (三)溫控系統(tǒng)

  溫控系統(tǒng)采用五回路控制系統(tǒng)，主機(jī)總耗水量為110t/h。五回路分別是轉(zhuǎn)子冷卻兩回路、混煉室冷卻兩回路、壓砣和卸料門一回路。溫控系統(tǒng)采用閉式控制系統(tǒng)，水溫調(diào)節(jié)精度為±2°C，進(jìn)出水溫差在3°C之內(nèi)。溫控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)確保了密煉機(jī)各部件的溫度均勻一致性和煉膠過程的穩(wěn)定性。

  五、密煉機(jī)煉膠工藝對(duì)比分析

  (一)密煉機(jī)參數(shù)對(duì)比

  表格

  復(fù)制

  項(xiàng)目GN400GN700

  密煉機(jī)功率/kW23003000

  總?cè)莘e/L416685

  填充系數(shù)0.750.75

  工作容積/L312514

  轉(zhuǎn)子類型4WH4WH

  最高轉(zhuǎn)速/(r/min)6060

  壓砣壓力/MPa0~0.60~0.6

  主電機(jī)驅(qū)動(dòng)形式高壓永磁高壓永磁

  (二)煉膠產(chǎn)能及能耗對(duì)比

  表格

  復(fù)制

  項(xiàng)目1段膠差值差異(%)2段膠差值差異(%)

  單車重量/kg3235532307135758122463

  生產(chǎn)車數(shù)404000424200

  凈密煉時(shí)間/s6071111850611122

  轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)/(r/min)6055-5-85550-5-9

  總耗時(shí)101122212183961316

  門尼757722.6818322.4

  單車能耗/kWh3956174333471442

  總產(chǎn)量/kg12920221209200711499424402940863

  總能耗/kWh15602240680431386197458842

  噸膠能耗/(kWh/t)120.7101.3-19-1692.4480.9-11-12.4

  通過對(duì)比分析，GN700密煉機(jī)在煉膠產(chǎn)能和節(jié)能方面均表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。與GN400密煉機(jī)相比，GN700密煉機(jī)的母煉膠平均產(chǎn)能提高了約65%以上，能耗節(jié)省約14%，混煉膠門尼數(shù)據(jù)基本在同一水平。不同煉膠配方下，產(chǎn)能提升和節(jié)能效果可能會(huì)有所不同。

  六、總結(jié)

  GN700密煉機(jī)的研發(fā)成功，完全滿足了橡膠行業(yè)對(duì)大型剪切型密煉機(jī)的需求。該設(shè)備在煉膠過程中的高效性、節(jié)能性、環(huán)保性得到了實(shí)際驗(yàn)證，具有顯著的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。隨著環(huán)保要求的不斷提高和技術(shù)的不斷進(jìn)步，GN700密煉機(jī)必將在橡膠行業(yè)中得到更廣泛的應(yīng)用，推動(dòng)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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