1、前言
高速混合机是PVC制品加工行业应用最广泛的辅助设备之一，主要用于原料混合及改性等领域，在混合过程中将塑料原料与热稳定剂、润滑剂、增塑剂、着色剂等各种助剂放在混合锅里经高速混合搅拌至一定温度，使各添加组分与树脂之间充分混合、渗透与吸收。实际上，混合过程不仅是物理过程同时也是复杂的化学过程，在高速混合机工作时，高速旋转的叶轮借助表面与物料的摩擦力和侧面对物料的推力，使物料沿叶轮切向运动。同时，由于离心力的作用又被抛向混合锅内壁，并且沿壁面上升，当升到一定高度时由于重力作用又落回到叶轮中心，接着又被抛起。这种上升运动与切向运动的结合，使物料处于连续的螺旋状上下运动状态。由于叶轮转速很高，物料运动速度也很快，物料在高速翻腾过程中，快速运动着的物料粒子间相互碰撞摩擦，并进行交叉混合，物料与锅壁及物料与叶轮之间的高速摩擦也使物料温度上升，从而使PVC树脂与助剂间充分混合、渗透与吸收，富通新能源生产销售
小型饲料搅拌机、
双轴调质机等搅拌混合机械设备。
由于高速混合机主要应用于原料处理与准备阶段，所以往往不被人们所重视，实际上混合质量的好坏直接影响到最终制品的质量。目前国内混合机制造企业，已超过100多家，但大多生产规模很小，且还停留在测绘、仿制的水平上，产品质量参差不齐，与世界先进水平相比差距较大。由于国产混合机价格较低，因此在国内仍有非常大的销售空间。
随着经济全球化进程加快，我国已加入WTO，塑料制品及塑机行业都将面临更加激烈的市场竞争，面临企业重组，优存劣汰的局面。不断提高混合机品质，全面壮大企业实力是混合机制造企业的必然选择。
与国外先进企业相比，国产混合机无论在理论设计、制造技术、材料技术、能耗指标、配套器材等方面都存在较大的差距，国内混合机制造企业要不断壮大，必须研究混合机的技术现状和技术差距，采取有效措施，不断缩小差距，追赶世界先进水平。
下面重点讨论国产混合机的技术现状，并对如何提高技术水平提出一些浅见。
2、国产塑料混合机的技术现状及差距
下面从塑料混合机的技术标准、设计、制造技术水平、关键材料及配套器件、控制水平等方面浅析国产混合机的技术现状，并以300L、500L、1 0001等部分混合机为例与Plas-mec公司的产品标准进行比较分析。
2.1 我国混合机行标JB/T7669-1995的部分产品基本参数与Plas-mec部分产品的比较
(1)JB/T7669-1995部分产品参数
该标准中规定的热混机和冷混机的主要参数见表l和表2。
(2)Plas-mec公司部分产品的基本参数
该公司热混机和立式冷混机的主要参数见表3和表4。
2.2行标JB/T7669-1995与Plas-mec混合机单位电功率产量比较
(1)热混机单位电功率产量两类热混机单位电功率的产量见表5。(2)冷混机单位电功率产量两类冷混机的单位电功率产量见表6。
2.3混合机基本参数比较分析
从以上各种基本参数可以看出，行标JB/T7669-1995的参数与plas-mec的参数存在差异的部分差异还很大，我们大致可以作出如下判断。
(l)plas-mec热混机的主电机功率大于国家行业标准规定的电机功率。Plas-mec的电机功率配置可以满足混合机在满负载条件下高速启动的要求。实际上这也是混合机设计的基本原则之一，其目的是保证电机有足够的安全运行裕度。而国产混合机的电机功率较小，在满负荷高速启动时电机易过载，安全运行裕度小，这也是设计指导思想上存在的差异。事实上小功率配置并未减少电耗，对降低整机的综合费用也不利。这些结果还可以从下面的分析中看出。
(2)从表5、表6中可以看出，相同容量的热混合机，plas-mec的单位电功率产量比JB/T7669-1995的指标高20%，相同容量的冷混机，plas-mec单位电功率产量是行标的2～3倍。应该指出的是plas-mec的排料温度比行标还要低15℃。这说明plas-mec冷混机冷却效果好，电能消耗低。
(3)相同容量的热混机，plas-mec机每小时的产量是国产机的1.3倍，生产率较高。所以热混机配置较大功率电机，不仅增加了电机运行的安全度，而且有利于提高设备的产量。
(4)冷混机排料温度，plas-mec机定为45℃，行标JB/T7669-1995定为60℃。生产实践证明较低的排料温度有利于混合物料中可挥发性化学气体和水气排出，从而对提高制品质量有利，又有利于减少物料在冷混锅中的结块倾向。
国产冷混机的换热效率低，若降低排料温度，势必又要引起生产率下降，单位电功率产量下降，这又是我们不愿意看到的结果。
国产冷混机换热效率低，是国产混合机技术指标落后的最为重要的表征。国产机换热效率低的原因是什么？分析如下。
冷混机换热效果因果图如附图所示。
附图所示影响冷混机换热效果的因素有6个，其中B、C，D、E大致相同。国产机与国外机的主要差异出现在A、F因素上。
影响缸壁传热效果的因素A有3个，其中缸壁材料厚度和材料导热率又相同。而缸壁残料粘附差别就太大了。国产机壁面粘附较为严重。粘附层形成一隔热层，严重影响热交换效果。造成壁面粘附的主要原因是国产机缸壁表面粗糙度大，一般为0.8而国外机壁面经喷玻璃珠精化处理，可达到镜面效果，故不易粘料。
附图中的因素F，锅底残留料厚度是由浆叶与锅壁的间隙决定的。制造精度、装配精度、锅体及浆叶变形等因素决定了锅底间隙。当浆叶运转时，理想的情况应该是底部无残留，从而实现良好的热交换，如存在一残留层就是形成了一隔热层，它愈厚，传热效果越差。国产冷混机对此控制不严也是造成换热效率低的重要原因。
(5)从混合机容量来看，国外标准机型，热混机容量达2 0001，卧式冷混机达60001，立式冷混机达3 600L，国产机容量就相对小得多了。
国内塑料制品生产企业规模普遍较小，是小而全的生产模式，因而对大型混合机的需求极少。而在西欧等发达地区，混合料已实现集约化生产供料，因而大型混合机市场较好，而且混合物料的品质由于实现了专业化生产，从而容易得到控制和提高。
2.4制造技术
在制造技术上，国内在以下几个方面存在较大差距。
(1)缸壁的镜面化制造技术
国产热混机、冷混机的缸壁粗糙度通常要求为0.8rpa，而国外混合机的缸壁相当光滑，特别是冷混机缸壁经喷玻璃球冷作硬化后经精抛处理，表面达镜面，因而对克服缸壁粘料极为有利。国内混合机企业应尽快开发缸壁镜面化技术，提高混合机品质。
(2)精密机加工
精密机加工技术主要用于主轴传动系统部分零件制造。进口混合机浆叶基孔精度通常高于6级，国产浆叶基孔精度为7级。轴承孔及轴颈制造精度，国产机型也较低。降低制造精度的原因不在于制造技术，主要受制造成本的制约。
(3)构件应力消除技术
为了保持铸造铝合金缸盖及锅体尺寸的稳定性，应对铸造、焊接应力大的构件进行消除应力的处理，其主要方法是通过热处理时效消除内应力，也可采用振动时效技术来达到消除内应力的目的。而国内很多混合机制造厂家没有采取这些有效措施，致使一些大容量的混合机缸盖、缸体变形过大，并在使用过程中继续变形，造成密封性能差，粉尘外泄。锅体变形也将增大排料残留量，从而也降低了混合机的换热效果。
2.5混合机的设计
由于混合机的设计技术难度不大，国内企业多为仿制，所以从总体上说，实用设计技术与国外相差不大，但由于国内混合机市场处于一种低价促销的非正常市场竞争环境中，企业只得采用降低设计技术要求来达到降低制造成本的目的。只有在市场竞争规范，又有较高要求的行业技术标准的条件下，混合机的设计质量才能得到全面提高。
从目前的现实情况来看，混合机的设计技术上存在的差距，主要表现为：
(1)国产混合机表面涂装要求低；
(2)国外机型辅助配套装置较多，功能较全，如HESCHI公司的热混机配有多种清洁系统，如除尘装置，侧壁及顶盖刮板装置等；
(3)传动系统的设计精度要求较低，缸壁表面质量要求低；
(4)国外先进的混合机组及单机多采用模拟屏电控技术，国内应用甚少。
2.6材料及配套器材
随着塑料改性技术的快速发展，玻璃纤维、玻璃微珠、碳酸钙等硬质填充剂的填充量越来越大。特别是无机刚性粒子增韧技术渐趋成熟，硬质填充料的应用将出现大的飞跃。这就对高速混合机的浆叶和缸筒提出了更高的耐磨要求。在许多场合，采用lCr18Ni9Ti来制造浆叶和缸壁已不能满足用户的需要。
国外厂家为了提高浆叶的耐用度，开发了高耐磨合金和硬质合金喷涂技术，在国内混合机制造厂家中，张家港市轻工机械有限公司开发的高铬不锈钢耐磨浆叶，其耐磨性能是普通ICr18Ni9Ti铸件的4倍，大大提高了其使用寿命，可广泛应用于CaC03、玻璃微珠、铁氧体及陶瓷等改性领域，该浆叶已用于生产，可向市场供货，喷涂硬质合金浆叶技术正在开发中。目前我们正在尝试锅体内壁氮化处理和低温碳氮共渗等表面处理工艺，以提高锅壁的耐磨性和使用寿命，并已取得了明显的效果，估计不久即能供应市场满足一些客户的特殊要求。总之在耐磨材料和耐磨技术上国内和国外先进技术相比仍有相当差距。缸壁抗磨蚀技术是国内塑料混合机企业急待解决的问题�；旌匣�、缸筒磨蚀不仅降低了设备的使用寿命，而且其磨耗微粒将造成塑料污染，如黑色金属污染将加速PVC塑料降解老化。
混合机配套器材主要包括：温度传感器、湿度传感器、料位器、电磁阀、气动元件、电机、减速器、电控元件、轴承等。总的来说，这些配套件，国产件与进口件相比，无论是技术水平或可靠性、电耗等方面都存在很大差距，它是制约国产高质量混合机的瓶颈。为了保证混合机的质量，目前国内混合机制造厂家使用的关键配套器材都采用进口件。但主电机由于价格昂贵，基本都采用国产电机，要全面提高混合机质量，又要使制造成本保持在一个不高的水平上，国内配套厂家要努力提高自身配套产品的品质。
2.7电机控制方面
目前在国内高速混合机用的电机主要采用双速电机，以实现浆叶高低速转换，对小规格设备的电机控制主要采用直接启动的方式，对于200L以上的大容量混合机，电机控制一般采用自耦降压启动以减少电流冲击，但即使这样效果也不很理想，在电机启动瞬间和高低速转换时电流峰值可达到100A以上，对用户电网冲击较大甚至影响其它设备的正常运行。现在我们已开发成功电机软启动器控制、变频调速控制和直流调速等多个控制系统，经上海高桥石化，大庆威泰，深圳石化等单位使用反映良好，一方面解决了电机启动时电流冲击的难题，另一方面可大幅降低能耗约30%，为企业带来明显的经济效益。
上面讨论了国产塑料混合机的技术现状及如何缩小和赶超国外混合机的先进技术，这是摆在国内混合机制造企业面前既现实又迫切的问题。
3、提高国产塑料混合机技术水平的几点建议
根据目前国产混合机的技术和行业现状，提出如下建议：
(1)由行业组织和行业主管部门牵头，对原有的行业标准进行增补、修订，参照国外先进企业标准，结合我国塑料行业实际情况，制订出更加先进、科学的行业标准。
标准是产品设计、制造、验收的依据，只有标准先进、科学，具有很强的实用性和可操作性，才能生产出高质量的产品，用户的利益才能得到保证。
从上面的分析可以看出行标JB/T7669-1995与国外混合机技术标准存在较大的差异，应组织有关人员认真研讨分析，除这些问题外，有些问题也需进一步完善。比如冷混机是否应按立式冷混和卧式冷混分别制订标准？对于热混机、冷混机及它们的不同规格其噪声指标都规定为85dB(A)是否合理？混合机产量计算的前题条件不充分，标准中4.1.9条温升的含义不明确等。总之事隔5年之后，国内混合机行业得到很大发展，技术上也取得了很大进步，积累了很多经验。适时地对老标准进行修订是非常必要的。
(2)由行业组织混合机主要配套件制造厂家共同研讨如何提高配套器材的品质，以满足混合机制造厂家的需求。
(3)混合机制造企业要改变营销理念
传统的营销理念是用户需要什么企业生产什么，新的营销理念应为：使用户在市场竞争中始终保持优胜地位。制造企业的经营者和科技人员应围绕这种理念来规化自身的工作和企业行为，作好广义的、深层次的、全方位的服务工作。只有在这种理念指导下，企业的产品品质才能真正得到提高。
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