混合机结构与参数分析

按塑料制品用料配方要求计量后掺混在一起的塑料树脂及辅助料，要借助于机械搅拌作用，使其能均匀分散混合。这种能把原料混合均匀的设备被称为混合机，也叫捏合机。

混合机常见结构有图4-4所示的Z形混合机和图4-5所示的高速混合机。这两种混合机结构不同之处是搅拌桨形状，见图4-6。Z形混合机搅拌桨的工作转速为20～40r/min和10～20r/min，而高速混合机的搅拌桨工作转速最高可达1100r/min。

图4-4 Z形混合机结构

1—电动机 2，4—联轴器 3—齿轮减速箱 5—传动齿轮 6—混合室 7—上盖 8—搅拌桨 9—轴承 10—机座

图4-5 高速混合机结构

1—排料装置 2—混合室 3—搅拌桨 4—盖 5—折流板 6—电动机 7—机座 8—V带轮

图4-6 搅拌桨形状

a）高速混合机用搅拌桨 b）Z形混合机用搅拌桨

高速混合机的工作原理如下：先向混合室外壁空腔内通入蒸汽（也有用电阻加热），加热升温后把原料加入混合室内；当混合室内搅拌桨高速旋转时，搅拌桨附近的原料由于受桨叶面摩擦力和叶片端面推力作用而随搅拌桨旋转；在高速旋转离心力作用下，这些料又被抛向混合室内壁，成为连续碰壁的原料，在后来料的推力下，沿内壁上升到一定高度时，原料本身的重力又使它落回原混合室的中心部位，然后再被旋转的桨叶抛出，重复原来的运动；由于混合室中还设有一个折流板，它能破坏原料旋流比较规则的运动方式，搅乱了物料的运动方向；这几个料流的混合运动使原料间产生摩擦、碰撞和推挤，这些交叉动作变化使原料间产生一定的摩擦热；另外，还有混合室外部的供热，使混合料温度升高，这个条件的综合作用使混合室内的各种原料得到均匀混合。

为了适应聚氯乙烯树脂成型制品生产工艺的需要，有的混合机在工作时需要外部加热，而使混合搅拌料迅速升温，例如适应多种原料混合和扩散、分布均匀的工艺需要用的加热型高速混合机；另外，还有一种冷却降温型混合机，它的作用是把混合均匀的高温料冷却降温，以防止高温料打团结块，迅速降低料温至40℃以下，以适应下道生产工序即挤出混炼生产工艺的需要。

标准JB/T 7669—2004规定的混合机基本参数见表4-5和表4-6。国内部分混合机生产厂产品基本参数见表4-7和表4-8。

表4-5 部分混合机基本参数（JB/T 7669—2004）

表4-6 部分冷混合机基本参数（JB/T 7669—2004）

表4-7 高速混合机基本参数

（续）

①为大连冰山橡塑股份有限公司产。

②为青岛东豪塑料机械有限公司产。

③为张家港市轻工机械有限公司产。

④为北京英特塑料机械总厂产。

⑤为苏州轻工电机塑料机械厂产。

⑥为张家港二轻机械有限公司产。

表4-8 阜新红旗塑料机械厂产混合机基本参数

（1）高速混合机主要组成零部件 从图4-5中可以看到，高速混合机主要由排料装置、混合室、搅拌桨和传动装置组成。

1）混合室。混合室是高速混合机中用于原料混合的容器，形状像一个圆筒（见图4-7）。混合室分内、外层和夹套，内层用1Cr18Ni9Ti合金钢板制造，外层和夹套用普通碳素钢板焊接而成。夹套内可通蒸汽或冷却水，也可用电阻加热，以实现原料混合时的加热或冷却。外层为防止热量扩散，内装玻璃丝或石棉保温层。高速混合机多用水蒸气加热升温，水蒸气的压力为0.2～0.5MPa。

混合室上盖由铝合金板制造，盖上有加料口，由盖板密封，上盖可沿混合室侧支点平移。折流板吊挂在上盖一侧，由钢板焊接而成，表面镀硬铬，空腔内装有热电偶，测量混合料温度。

图4-7 混合室结构

1—上盖 2—混合室 3—内壁 4—外套 5—保温层 6—夹套层 7—通水蒸气或水的空腔 8—排料口

2）搅拌桨。搅拌桨在混合室内，也叫叶轮。它由电动机通过V带驱动旋转。搅拌桨的结构形状有多种，图4-6所示是比较常见的形状。搅拌桨多用不锈钢板制造，图中b形是Z形混合机用搅拌桨。这种搅拌桨一般用铸钢铸造成型，表面应有利于翻转原料，表面粗糙度值Ra应不大于0.4μm。

3）传动装置。搅拌桨上的转动轴由混合室底部的V带轮通过普通异步电动机驱动旋转，转速为500r/min左右。混合室和传动装置都固定在机座上。

图4-8所示为搅拌桨的传动装置。搅拌桨固定在主轴上，由深沟球轴承和推力球轴承来承受叶轮轴的工作径向力和轴向力。压盖内有密封圈，可防止原料泄漏。

4）排料装置。排料装置设在混合室底部侧面，主要功能是把混合室内混合均匀原料排出机外，供下道工序使用。排料装置结构见图4-9。工作时由气缸活塞轴推动排料门的开启或关闭，通气管通入压缩空气是为了清除残料。

图4-8 搅拌桨的传动装置

1—V带轮 2—推力球轴承 3，6—深沟球轴承 4—轴承座 5—搅拌轴 7—搅拌桨

图4-9 排料装置结构(www.xing528.com)

1—混合室 2—排料门 3—密封圈 4—活塞杆 5—通气管 6—气缸

（2）混合机操作

1）开车前的准备工作。

①清扫设备环境，四周不允许存放与生产无关的物品。

②检查、校准各种原料的计量装置，以保证各种原料按工艺配方计量的准确性。

③清洗设备，应无油污、无异物，特别是混合室、排料装置处应清扫干净，不允许有任何硬物、脏物。

④检查各轴承转动部位，补足润滑油（脂）。

⑤检查各紧固螺钉、螺母有无松动，安全罩是否牢固。

⑥检查V带安装的松紧程度。过松时工作易打滑；过紧时轴承容易发热，加快磨损。

⑦检查搅拌桨叶轮紧固是否可靠，桨叶外缘距混合室壁间隙应均匀（间隙量见表4-9），叶轮应水平旋转、无偏重摆动现象，与混合室各部位不应有摩擦现象。

表4-9 混合机搅拌桨与混合室内壁间隙

⑧接通压缩空气，检查送气管路有无泄漏、压力表指示压力是否准确；试验气缸工作是否灵活正确，开启或关闭排料门工作是否正确、灵活，关闭时是否严密可靠。

⑨接通送水蒸气阀门，混合室加热升温，检查送气管路有无泄漏，蒸汽压力是否达到工作要求。

⑩按混合机的规格容量计算混合机一次加料量，正确的一次加料量应为混合室容积的50%～70%。

2）投料生产。

①检查、清除混合机的混合室、加料口内外的一切异物，注意加料口附近不许存放使用工具。

②点车试运转，无异常声音和现象时正式开车。

③查看电流表指针摆动情况，主电动机功率应不超过额定值的15%；如果电流过大应停车查找原因，故障排除后再正式生产。

④空运转一段时间，如无异常声音、轴承部位温度不高时，向混合室的外壁空腔输入0.2MPa左右的蒸汽，把混合室预热，恒定温度后开始加料。原料混合时，先把PVC树脂加入，然后加入液体增塑剂混合。开动混合机，两种料混合1～2min；然后加入稳定剂、色浆等其他辅助料；混合时间一般不超过10min，混合料温度不超过120℃。注意：各种原料混合时，不允许一次性地全部倒入混合室内，以避免影响增塑剂的使用效果。

⑤正常生产中注意事项。

a.观察电动机运转应平稳、无异常声音、机体温度正常，如发现电动机电流超过额定值，应停车检查，排除故障后再继续生产。

b.注意经常调整输入混合室的蒸汽压力，保持混合料温符合工艺条件。

c.更换原料或颜料时，必须把混合室、排料装置处残料清理干净；只有把各部位存料清理干净后才能关闭排料阀，避免残料卡在阀门处，造成漏料。

d.向混合室内投料要在开车状态下进行，倒增塑剂时应缓慢加入。

（3）高速混合机的维护保养 高速混合机中的搅拌桨工作转速不太高、载荷比较平稳，所以，一般正常工作中较少有故障出现。对其维护保养提出下列几点要求。

①一定要认真执行设备操作规程，这是平时对设备的最好维护保养。

②生产中注意：一定要在设备起动正常运转后再进行投料混合工作；加料要按工艺规定顺序，缓慢均匀地投入。

③正常工作中注意：电动机工作电流变化，不许长时间超负荷工作，出现异常声响和轴承、电动机温升异常时，应立即停机，查找故障原因，故障排除后再继续生产。

④定期维护保养（一般为3～6个月）工作项目如下：

a.检查各部件紧固连接件是否有松动现象，紧固各螺母。

b.调整V带的松紧程度应适当。

c.检查调整排料装置中的气缸活塞，应运行平稳、灵活；阀门开关灵活能准确到位；输送气、汽管路和阀门能准确工作，无泄漏。

d.清扫电控箱：电动机上的灰尘和油污，检查校正各仪表。

e.设备机身内外彻底做一次清扫，保持生产设备各处清洁。

⑤设备工作较长时间（一般在1～1.5年间）的维护保养工作项目如下：

a.拆卸带轮轴承部位各零件、清洗检查轴承，如磨损严重或损坏，应更换新轴承，重新加注润滑油（脂），更换密封垫。

b.拆卸电动机、检查轴承及各零件，酌情更换磨损件、轴承处加润滑脂、更换密封垫。

c.拆卸排料装置中各零件，清洗后检查磨损情况，更换气缸中密封圈（垫）；修磨阀门件中的磨损处。

d.检查调整混合室盖是否能灵活转动，必要时对转轴和球面垫块等零件进行修理。

e.清扫控制箱、更换电气元件，检查各电路连接的牢固性。

f.紧固折流板。

g.调整V带轮中心距、保持V带张紧度适当，必要时（如V带磨损严重）更换V带。