[發明專利]一種橡膠開煉機混煉膠分散度在線預測方法

有效

• 申請號: 201410450926.0
• 申請日: 2014-09-05
• 公開（公告）號: CN104325571B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 曾憲奎;韓廣文;郝建國
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: B29B7/72
• 分類號: B29B7/72
• 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分散度在線預測方法。

背景技術

炭黑分散度的在線預測方法是指在煉膠過程中預測膠料炭黑分散度的方法。對于膠料的炭黑分散度，由于在線檢測手段的不足，煉膠過程中其炭黑分散度難以直接檢測。目前國內外絕大多數企業都是在混煉結束后，將混煉膠送到化驗室或快檢站檢測其炭黑分散度，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。中國專利申請201110251048.6公開了《一種基于橡膠混煉過程的質量實時監控方法》，和201110251112.0公開了《一種基于橡膠混煉過程的質量實時監控軟測量方法》，雖然是通過監控密煉過程中的炭黑分散度達到在線控制混煉膠質量的目的，但是必須將混煉膠送到化驗室或快檢站檢測其炭黑分散度，這樣做除需要耗費一定的人力、物力外，膠料的存放還要占用大量的場地和花費大量資金。因此，能及時得知混煉膠炭黑分散度是輪胎廠十分關心的問題。國外幾家大公司都在研究這方面的課題，但一直沒有很好地解決辦法。中國專利申請201210074374.9公開了《一種橡膠硬度的在線質量監控和預測模型更新的方法》，該方法只能在線檢測橡膠硬度，無法測量炭黑分散度。中國專利96101581.0公開了《密煉機混煉膠質量自動在線檢測系統及其在線檢測方法》，使密煉機實現了混煉膠質量的在線檢測。由于開煉機是一種輥筒外露的開放式煉膠機械，其煉膠原理不同于密閉式的密煉機，因此上述方法檢測系統和方法不適用于橡膠開煉機。橡膠開煉機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，因擠出壓片機、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。由于不能實現橡膠開煉機的炭黑分散度在線預測，不能實時了解膠料的混煉質量，從而不能及時調整開煉機煉膠的工藝參數，以保證開煉機混煉膠的質量符合要求。

發明內容：

本發明目的在于克服現有技術中的缺陷，提供一種能夠實現炭黑分散度橡膠開煉機的在線預測，可以及時調整開煉機煉膠的工藝參數，能夠保證混煉膠的質量符合要求，同時節省人力、物力、場地和資金，具有較高準確度預測結果的橡膠開煉機炭黑分散度的在線預測方法。

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炭黑分散度在線預測方法，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炭黑分散度與過程參數的數學模型，來預測混煉過程中混煉膠的炭黑分散度；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，采用逐步回歸法建立以上四個或三個或兩個或一個參數作為變量與炭黑分散度之間關系的數學模型，通過對這些變量做顯著性檢驗確定最終數學模型的表達形式。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分散度；

采集該配方膠料煉膠過程中過程參數的數據樣本和對應每組終煉膠的分散度樣本建立數據庫，包括自變量F={F1，F2，F3……Fm}, T={T1,T2,T3……Tm}, P={P1,P2,P3….Pm}, N={N1,N2,N3…..Nm}，分散度值Y={Y₁，Y₂，Y₃….Y_m}；分別以輥筒橫壓力F，排膠溫度T，排膠功率P，單位能耗N為橫坐標，以分散度為縱坐標做散點圖，并調用SPSS統計分析軟件，分析F,T,P N四個參數各自與分散度的線性相關性。

以F,T,P,N為自變量，Y為因變量使用SPSS統計分析軟件，采用逐步回歸法建立在線預測數學模型，式中、、、、均為待估參數，通過回歸分析確定待估參數的數值，建立回歸方程，并進行顯著性(F)檢驗，相關系數(R)檢驗，殘差檢驗，若高度顯著，相關程度高，殘差成正態分布，則所建回歸方程是適用的，若R²偏低，則回歸不理想，應重新修改數學模型，增加或減少一些參數，以保證顯著性（F）檢驗和相關系數（R）檢驗的結果都較為理想，使回歸方程成立，得到該配方膠料的數學模型；

二、分散度在線預測過程：