El principio de funcionamiento de un molino mezclador de caucho es el siguiente:
El molino mezclador de caucho es un equipo clave que se utiliza para la masticación y mezcla de caucho en el procesamiento del caucho. Su función principal es cortar, extruir y mezclar caucho mediante fuerza mecánica, de modo que el caucho pueda alcanzar la plasticidad requerida o un estado de mezcla uniforme. La siguiente es una explicación detallada de los aspectos de la estructura básica y el principio de funcionamiento:
I. Estructura básica
El molino mezclador de caucho (tomando como ejemplo el molino mezclador de caucho abierto, que es el más común y típico en principio) se compone principalmente de los siguientes componentes principales:
- Rodillos: Un par de rodillos metálicos cilíndricos paralelos (generalmente hechos de acero, con superficie lisa o patrones especiales), que son las partes principales de la mezcla de caucho. Los dos rodillos pueden girar en la misma dirección (rara vez se ve) o en direcciones opuestas (diseño convencional) y sus velocidades de rotación son diferentes (existe una relación de velocidad, generalmente 1:1,2 ~ 1:1,5).
- Bastidor: Bastidor que soporta los rodillos, el dispositivo de transmisión y otros componentes para asegurar la estabilidad del equipo.
- Sistema de transmisión: Compuesto por motor, reductor, engranaje, etc., proporciona potencia de rotación a los rodillos y controla la velocidad de rotación y la relación de velocidad.
- Dispositivo de ajuste: Se utiliza para ajustar la distancia entre los dos rodillos (espaciado entre rodillos) para controlar la presión y la fuerza de corte sobre el caucho.
- Sistema de calentamiento/enfriamiento: el interior de los rodillos de algunos molinos mezcladores de caucho está equipado con canales a través de los cuales se puede introducir vapor, agua caliente o agua fría para ajustar la temperatura de los rodillos (por ejemplo, es necesario calentar para ablandar el caucho durante la masticación y puede ser necesario enfriar durante el mezclado para evitar el sobrecalentamiento).
II. Principio de funcionamiento
El núcleo del molino mezclador de caucho es utilizar el movimiento relativo de los rodillos para generar fuerza mecánica sobre el caucho. El proceso específico es el siguiente:
- Alimentación y sujeción
Coloque materias primas de caucho (como bloques de caucho natural, partículas de caucho sintético) entre los dos rodillos. Debido a la rotación opuesta de los rodillos y a la existencia de una diferencia de velocidad, la goma será llevada al espacio entre los rodillos por fricción (es decir, "mordiendo"). Cuanto menor sea la separación entre rodillos, mayor será la fuerza de sujeción sobre la goma. - Cortar y estirar
Debido a que las velocidades de rotación de los dos rodillos son diferentes (por ejemplo, el rodillo delantero es rápido y el rodillo trasero es lento), cuando el caucho pasa a través del espacio entre rodillos, la parte en contacto con el rodillo rápido acelera, mientras que la parte en contacto con el rodillo lento se mueve lentamente, lo que resulta en una fuerte deformación por cizallamiento dentro del caucho; al mismo tiempo, los rodillos aprietan y estiran la goma, lo que provoca una deformación por tracción.
Este efecto de corte y estiramiento romperá el entrelazamiento entre las cadenas moleculares del caucho, provocando que las cadenas moleculares se rompan o se dispersen, reduciendo así la elasticidad del caucho (mejorando la plasticidad, es decir, el propósito de "masticación"), o haciendo que los agentes compuestos (tales como negro de carbón, azufre, aceleradores, etc.) se dispersen uniformemente en el caucho (es decir, el propósito de "mezclado"). - Refinación y mezcla
En funcionamiento real, el caucho formará un "paquete de caucho" (una capa de caucho alrededor de la superficie del rodillo) en el rodillo. El operador debe arrancar el paquete de caucho del rodillo manualmente o mediante dispositivos mecánicos, doblarlo, darle la vuelta y luego introducirlo nuevamente en el espacio del rodillo (es decir, "refinar").
Este proceso permite que diferentes partes del caucho pasen repetidamente a través del espacio entre rodillos, asegurando que todas las áreas estén sujetas a un corte y extrusión uniformes y, finalmente, haciendo que el rendimiento general del caucho sea consistente (plasticidad uniforme durante la masticación, dispersión uniforme de los agentes compuestos durante el mezclado). - Función auxiliar del control de temperatura.
La fuerza mecánica provocará calor por fricción dentro del caucho y el aumento de temperatura puede provocar el envejecimiento del caucho (como el caucho natural, que se degrada fácilmente cuando se sobrecalienta). Por tanto, la temperatura está controlada por el sistema de calentamiento/enfriamiento de los rodillos:- Durante la masticación, un calentamiento adecuado puede ablandar el caucho, reducir la fuerza entre las cadenas moleculares y favorecer el efecto de corte;
- Durante la mezcla, el enfriamiento puede evitar que el caucho se vulcanice de antemano debido al sobrecalentamiento (por ejemplo, es necesario enfriar después de agregar azufre) y al mismo tiempo evitar que los agentes compuestos se descompongan debido a las altas temperaturas.
III. Notas complementarias
Además del molino mezclador de caucho abierto, también hay un molino mezclador de caucho cerrado (como un mezclador interno), cuyo principio es similar pero la estructura es más compleja: el caucho es extruido y cortado por el rotor (una parte giratoria similar a un rodillo) y la pared de la cámara en la cámara de mezcla cerrada, que tiene mayor eficiencia y menos contaminación de polvo, pero el núcleo aún depende del efecto de corte y mezcla de la fuerza mecánica.
En resumen, el molino mezclador de caucho genera fuerzas de corte, extrusión y estiramiento a través del movimiento relativo de los rodillos (o rotores), combinado con control de temperatura y tecnología operativa, para realizar la masticación o mezcla del caucho, sentando las bases para la formación de productos de caucho posteriores (como neumáticos, anillos de sellado).
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