[發明專利]一種橡膠開煉機混煉膠門尼粘度在線預測方法

有效

• 申請號: 201410450922.2
• 申請日: 2014-09-05
• 公開（公告）號: CN104260218A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 曾憲奎;孫延奎;褚福海
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: B29B7/28
• 分類號: B29B7/28
• 代理公司: 山東濟南齊魯科技專利事務所有限公司 37108
• 代理人: 王靜毅

技術領域

?本發明涉及橡膠塑性狀態混合中，特別是在開煉機加工工藝過程的測量、預測領域，具體地說是一種橡膠開煉機混煉膠門尼粘度在線預測方法。

背景技術

橡膠開煉機是一種開放式煉膠機，它是橡膠工業中使用最早結構比較簡單的最基本的橡膠機械，雖然在自動化流水混煉作業線中，由于擠出壓片機、密煉機和連續混煉機等設備的應用和發展，開煉機的使用范圍已顯著縮小，但是密煉機的投資大，而且用途不如開煉機廣泛，因此在中小企業，特別是再生膠和小批量特殊膠種以及膠料的生產中，應用仍較為普遍。本領域已經明確，門尼粘度值是橡膠質量檢測最關鍵的指標之一，判斷一個混煉過程的好壞主要是看參與混煉的膠料此時是否處于“最佳粘度”狀態。如在最佳粘度狀態，則混合容易，分散也不困難，用較少的時間和能量消耗就能獲得較好的炭黑分散；如粘度過大，則混合困難，開煉機輥筒打滑嚴重，膠料成團狀，炭黑粒子包在周圍，功率無法升起來；如粘度過小，混合容易，但分散困難，主要因為粘度小，膠料變形傳遞給炭黑附聚體的力比其附聚力小，炭黑附聚體不能破碎，因而炭黑粒子無法分散。目前國內外絕大多數企業都還是在混煉結束后，將混煉膠送到化驗室或快檢站檢測其質量指標，而制得的混煉膠一般需要等待12?～24?h?才能進入下一工序繼續加工，耗費人力、物力，膠料的存放還要占用大量的場地。但是現有技術中開煉機的在線檢測手段不足，煉膠過程中門尼粘度不能及時預測，無法實現質量的在線控制。隨著橡膠工業的發展，特別是輪胎業的發展，能及時得知混煉膠質量，以便適時調整工藝參數，進而達到控制質量的目的，是各生產廠家十分關注的問題。中國專利申請201110251111.6公開了“一種橡膠門尼粘度的在線自動測量方法”，是根據混煉過程的流變參數，通過詳盡的數學推導預測出門尼粘度值，無需購買門尼粘度儀，從而達到減少成本的作用。中國專利申請201010215675.X公開了“一種橡膠混煉過程中門尼粘度的預報方法”，是根據積累的工藝參數和門尼粘度建立初始的離線模型，通過新樣本與模型的誤差對比，確定有效與否，提供在線定時預報，并可對模型進行在線更新。由于上述兩個專利的參數皆取自于密煉機的流變參數，因此僅適用于密煉機。中國專利申請201010215675.X公開了“一種橡膠混煉過程中門尼粘度的預報方法”，是根據積累的工藝參數和門尼粘度建立初始的離線模型，將模型運用到實際工藝線上，通過判斷模型對新樣本的預測誤差是否超過預測誤差閾值決定是否將樣本加入模型中，實現了混煉過程中的門尼粘度在線實時預報和模型在線更新。但由于上述兩個專利的參數皆取自于密煉機的流變參數，因此僅適用于密煉機。?中國專利200310105637.9公開了“自適應排膠控制方法”，是在密煉膠生產工藝中，通過控制混煉膠門尼粘度指標判斷混煉進行程度，建立了混煉過程參數與混煉膠門尼粘度的多功能數學模型，但是也僅適用于密煉工藝。由于開煉機煉膠和密煉機練膠的機理不同，所以不適用于開煉機。中國專利申請201010612805.3公開了“橡膠混煉門尼粘度在線軟測量方法”，是在膠料經過密煉，擠出，壓延，開煉的加工過程中以首樣本取樣代替常規風冷后停放取樣，利用支持向量機函數的算法建立門尼粘度預測模型，該發明適用于工藝較復雜的煉膠過程，而單純開煉機的煉膠過程并不適用。隨著國內幾家輪胎企業低溫一次法煉膠的發展，開煉機再次引起人們的重視，而目前開煉機尚未有質量在線預測方法，特別是沒有開煉機混煉膠門尼粘度的在線檢測方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現階段開煉機混煉膠門尼粘度沒有在線檢測的缺陷，提供一種具有較高準確度的預測結果，節省人力和物力的橡膠開煉機混煉膠門尼粘度在線預測方法。

本發明目的是由以下技術方案實現的：一種橡膠開煉機混煉膠門尼粘度在線預測方法，利用開煉機煉膠過程中檢測的各項過程參數與已經建立好的門尼粘度與過程參數的數學模型，來預測混煉過程中混煉膠的門尼粘度；所述的開煉機煉膠過程中檢測的各項過程參數包括輥筒橫壓力F，排膠溫度T，排膠功率P，單位能耗N，已經建立好的門尼粘度與過程參數的數學模型是采用逐步回歸法建立的在線預測數學模型，分兩步完成，具體步驟如下：?

一、數學模型的建立過程：

準備需驗證的配方膠料至少25組，每組采用不同的工藝參數進行混煉，其中煉膠工藝參數包括：輥距，輥速與速比，輥筒溫度和煉膠時間，分別檢測并記錄開煉過程中各自的輥筒橫壓力F，排膠溫度T，排膠功率P，單位能耗N過程參數，逐一測定并記錄每車終煉膠各自的門尼粘度；?