หลักการทำงานของโรงผสมยางมีดังนี้:
โรงผสมยางเป็นอุปกรณ์สำคัญที่ใช้ในการบดและผสมยางในการแปรรูปยาง หน้าที่หลักคือการตัด อัดรีด และผสมยางด้วยแรงเชิงกล เพื่อให้ยางสามารถบรรลุความเป็นพลาสติกที่ต้องการหรือสถานะการผสมที่สม่ำเสมอ ต่อไปนี้เป็นคำอธิบายโดยละเอียดจากแง่มุมของโครงสร้างพื้นฐานและหลักการทำงาน:
I. โครงสร้างพื้นฐาน
โรงผสมยาง (ยกตัวอย่างโรงผสมยางแบบเปิดซึ่งเป็นหลักการที่ใช้กันทั่วไปและโดยทั่วไป) ส่วนใหญ่ประกอบด้วยส่วนประกอบหลักดังต่อไปนี้:
- ลูกกลิ้ง: ลูกกลิ้งโลหะทรงกระบอกคู่ขนาน (มักทำจากเหล็ก มีพื้นผิวเรียบหรือมีลวดลายพิเศษ) ซึ่งเป็นชิ้นงานหลักในการผสมยาง ลูกกลิ้ง 2 ตัวสามารถหมุนไปในทิศทางเดียวกัน (ไม่ค่อยพบเห็น) หรือ ในทิศทางตรงกันข้าม (การออกแบบทั่วไป) และความเร็วในการหมุนจะแตกต่างกัน (มีอัตราส่วนความเร็ว โดยปกติคือ 1:1.2 ~ 1:1.5)
- เฟรม: เฟรมที่รองรับลูกกลิ้ง อุปกรณ์ส่งกำลัง และส่วนประกอบอื่นๆ เพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรของอุปกรณ์
- ระบบส่งกำลัง: ประกอบด้วยมอเตอร์ ตัวลดเกียร์ เกียร์ ฯลฯ ให้กำลังหมุนสำหรับลูกกลิ้ง และควบคุมความเร็วในการหมุนและอัตราส่วนความเร็ว
- อุปกรณ์ปรับตั้ง : ใช้เพื่อปรับระยะห่างระหว่างลูกกลิ้งทั้งสอง (ระยะห่างระหว่างลูกกลิ้ง) เพื่อควบคุมแรงกดและแรงเฉือนบนยาง
- ระบบทำความร้อน/ทำความเย็น: ด้านในของลูกกลิ้งของโรงงานผสมยางบางแห่งมีช่องต่างๆ ซึ่งสามารถปล่อยไอน้ำ น้ำร้อน หรือน้ำเย็นเพื่อปรับอุณหภูมิของลูกกลิ้งได้ (เช่น จำเป็นต้องใช้ความร้อนเพื่อทำให้ยางนิ่มในระหว่างการบด และอาจจำเป็นต้องระบายความร้อนในระหว่างการผสมเพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไป)
ครั้งที่สอง หลักการทำงาน
แกนหลักของโรงผสมยางคือการใช้การเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของลูกกลิ้งเพื่อสร้างแรงทางกลบนยาง กระบวนการเฉพาะมีดังนี้:
- การให้อาหารและการหนีบ
ใส่วัตถุดิบยาง (เช่น บล็อกยางธรรมชาติ อนุภาคยางสังเคราะห์) ระหว่างลูกกลิ้งทั้งสอง เนื่องจากการหมุนของลูกกลิ้งตรงกันข้ามและความเร็วที่แตกต่างกัน ยางจะเข้าสู่ช่องว่างระหว่างลูกกลิ้งโดยการเสียดสี (เช่น "การกัด") ยิ่งระยะห่างระหว่างม้วนเล็กลง แรงจับยึดบนยางก็จะมากขึ้นตามไปด้วย - การตัดและการยืด
เนื่องจากความเร็วในการหมุนของลูกกลิ้งทั้งสองแตกต่างกัน (เช่น ลูกกลิ้งด้านหน้าเร็วและลูกกลิ้งด้านหลังช้า) เมื่อยางผ่านช่องว่างม้วน ส่วนที่สัมผัสกับลูกกลิ้งเร็วจะถูกขับเคลื่อนให้เร่งความเร็ว ในขณะที่ส่วนที่สัมผัสกับลูกกลิ้งช้าเคลื่อนที่ช้าๆ ส่งผลให้เกิดการเสียรูปแรงเฉือนอย่างรุนแรงภายในยาง ในเวลาเดียวกัน ยางจะถูกบีบและยืดออกโดยลูกกลิ้ง ส่งผลให้เกิดการเสียรูปของแรงดึง
ผลกระทบจากการตัดและการยืดนี้จะทำลายการพันกันระหว่างโซ่โมเลกุลของยาง ส่งผลให้โซ่โมเลกุลแตกหรือกระจายออกไป ซึ่งจะช่วยลดความยืดหยุ่นของยาง (ปรับปรุงความเป็นพลาสติก กล่าวคือ วัตถุประสงค์ของ "การบดเคี้ยว") หรือทำให้สารผสม (เช่น คาร์บอนแบล็ก ซัลเฟอร์ เครื่องเร่งปฏิกิริยา ฯลฯ) กระจายตัวเข้าไปในยางอย่างสม่ำเสมอ (เช่น วัตถุประสงค์ของ "การผสม") - การกลั่นและการผสม
ในการทำงานจริง ยางจะก่อตัวเป็น "แพ็คเกจยาง" (ชั้นยางรอบพื้นผิวของลูกกลิ้ง) บนลูกกลิ้ง ผู้ปฏิบัติงานจำเป็นต้องฉีกบรรจุภัณฑ์ยางออกจากลูกกลิ้งด้วยตนเองหรือด้วยอุปกรณ์กลไก พับ พลิกกลับ จากนั้นป้อนเข้าไปในช่องว่างม้วนอีกครั้ง (เช่น "การกลั่น")
กระบวนการนี้ช่วยให้ส่วนต่างๆ ของยางผ่านช่องว่างของลูกกลิ้งซ้ำๆ เพื่อให้แน่ใจว่าทุกพื้นที่อยู่ภายใต้การตัดและการอัดขึ้นรูปที่สม่ำเสมอ และสุดท้ายทำให้ประสิทธิภาพโดยรวมของยางมีความสม่ำเสมอ (ความเป็นพลาสติกที่สม่ำเสมอในระหว่างการบดเคี้ยว การกระจายตัวของสารผสมที่สม่ำเสมอในระหว่างการผสม) - บทบาทเสริมของการควบคุมอุณหภูมิ
แรงทางกลจะทำให้เกิดความร้อนจากการเสียดสีภายในยาง และอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอาจทำให้ยางมีอายุ (เช่น ยางธรรมชาติจะสลายตัวได้ง่ายเมื่อได้รับความร้อนสูงเกินไป) ดังนั้นอุณหภูมิจึงถูกควบคุมโดยระบบทำความร้อน/ความเย็นของลูกกลิ้ง:- ในระหว่างการบดเคี้ยว การให้ความร้อนที่เหมาะสมจะทำให้ยางนิ่มลง ลดแรงระหว่างโซ่โมเลกุล และช่วยในการตัดเฉือน
- ในระหว่างการผสม การระบายความร้อนสามารถป้องกันไม่ให้ยางวัลคาไนซ์ล่วงหน้าเนื่องจากความร้อนสูงเกินไป (เช่น จำเป็นต้องระบายความร้อนหลังจากเติมกำมะถัน) และในขณะเดียวกันก็ป้องกันไม่ให้สารผสมสลายตัวเนื่องจากอุณหภูมิสูง
III. หมายเหตุเพิ่มเติม
นอกจากโรงผสมยางแบบเปิดแล้ว ยังมีโรงผสมยางแบบปิด (เช่น เครื่องผสมภายใน) ซึ่งมีหลักการคล้ายกันแต่โครงสร้างซับซ้อนกว่า คือ ยางจะถูกอัดและตัดด้วยโรเตอร์ (ส่วนที่หมุนคล้ายลูกกลิ้ง) และผนังห้องในห้องผสมแบบปิดซึ่งมีประสิทธิภาพสูงกว่าและมลภาวะฝุ่นน้อยกว่า แต่แกนกลางยังคงอาศัยผลการตัดและการผสมของแรงทางกล
กล่าวโดยสรุป โรงผสมยางจะสร้างแรงเฉือน การอัดขึ้นรูป และการยืดออกผ่านการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของลูกกลิ้ง (หรือโรเตอร์) รวมกับการควบคุมอุณหภูมิและเทคโนโลยีการทำงาน เพื่อให้เกิดการบดเคี้ยวหรือการผสมยาง โดยวางรากฐานสำหรับการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์ยางที่ตามมา (เช่น ยางรถ แหวนซีล)
Previous