1、前言
高速混合機是PVC制品加工行業應用最廣泛的輔助設備之一，主要用于原料混合及改性等領域，在混合過程中將塑料原料與熱穩定劑、潤滑劑、增塑劑、著色劑等各種助劑放在混合鍋里經高速混合攪拌至一定溫度，使各添加組分與樹脂之間充分混合、滲透與吸收。實際上，混合過程不僅是物理過程同時也是復雜的化學過程，在高速混合機工作時，高速旋轉的葉輪借助表面與物料的摩擦力和側面對物料的推力，使物料沿葉輪切向運動。同時，由于離心力的作用又被拋向混合鍋內壁，并且沿壁面上升，當升到一定高度時由于重力作用又落回到葉輪中心，接著又被拋起。這種上升運動與切向運動的結合，使物料處于連續的螺旋狀上下運動狀態。由于葉輪轉速很高，物料運動速度也很快，物料在高速翻騰過程中，快速運動著的物料粒子間相互碰撞摩擦，并進行交叉混合，物料與鍋壁及物料與葉輪之間的高速摩擦也使物料溫度上升，從而使PVC樹脂與助劑間充分混合、滲透與吸收，富通新能源生產銷售
小型飼料攪拌機、
雙軸調質機等攪拌混合機械設備。
由于高速混合機主要應用于原料處理與準備階段，所以往往不被人們所重視，實際上混合質量的好壞直接影響到最終制品的質量。目前國內混合機制造企業，已超過100多家，但大多生產規模很小，且還停留在測繪、仿制的水平上，產品質量參差不齊，與世界先進水平相比差距較大。由于國產混合機價格較低，因此在國內仍有非常大的銷售空間。
隨著經濟全球化進程加快，我國已加入WTO，塑料制品及塑機行業都將面臨更加激烈的市場競爭，面臨企業重組，優存劣汰的局面。不斷提高混合機品質，全面壯大企業實力是混合機制造企業的必然選擇。
與國外先進企業相比，國產混合機無論在理論設計、制造技術、材料技術、能耗指標、配套器材等方面都存在較大的差距，國內混合機制造企業要不斷壯大，必須研究混合機的技術現狀和技術差距，采取有效措施，不斷縮小差距，追趕世界先進水平。
下面重點討論國產混合機的技術現狀，并對如何提高技術水平提出一些淺見。
2、國產塑料混合機的技術現狀及差距
下面從塑料混合機的技術標準、設計、制造技術水平、關鍵材料及配套器件、控制水平等方面淺析國產混合機的技術現狀，并以300L、500L、1 0001等部分混合機為例與Plas-mec公司的產品標準進行比較分析。
2.1 我國混合機行標JB/T7669-1995的部分產品基本參數與Plas-mec部分產品的比較
(1)JB/T7669-1995部分產品參數
該標準中規定的熱混機和冷混機的主要參數見表l和表2。
(2)Plas-mec公司部分產品的基本參數
該公司熱混機和立式冷混機的主要參數見表3和表4。
2.2行標JB/T7669-1995與Plas-mec混合機單位電功率產量比較
(1)熱混機單位電功率產量兩類熱混機單位電功率的產量見表5。(2)冷混機單位電功率產量兩類冷混機的單位電功率產量見表6。
2.3混合機基本參數比較分析
從以上各種基本參數可以看出，行標JB/T7669-1995的參數與plas-mec的參數存在差異的部分差異還很大，我們大致可以作出如下判斷。
(l)plas-mec熱混機的主電機功率大于國家行業標準規定的電機功率。Plas-mec的電機功率配置可以滿足混合機在滿負載條件下高速啟動的要求。實際上這也是混合機設計的基本原則之一，其目的是保證電機有足夠的安全運行裕度。而國產混合機的電機功率較小，在滿負荷高速啟動時電機易過載，安全運行裕度小，這也是設計指導思想上存在的差異。事實上小功率配置并未減少電耗，對降低整機的綜合費用也不利。這些結果還可以從下面的分析中看出。
(2)從表5、表6中可以看出，相同容量的熱混合機，plas-mec的單位電功率產量比JB/T7669-1995的指標高20%，相同容量的冷混機，plas-mec單位電功率產量是行標的2～3倍。應該指出的是plas-mec的排料溫度比行標還要低15℃。這說明plas-mec冷混機冷卻效果好，電能消耗低。
(3)相同容量的熱混機，plas-mec機每小時的產量是國產機的1.3倍，生產率較高。所以熱混機配置較大功率電機，不僅增加了電機運行的安全度，而且有利于提高設備的產量。
(4)冷混機排料溫度，plas-mec機定為45℃，行標JB/T7669-1995定為60℃。生產實踐證明較低的排料溫度有利于混合物料中可揮發性化學氣體和水氣排出，從而對提高制品質量有利，又有利于減少物料在冷混鍋中的結塊傾向。
國產冷混機的換熱效率低，若降低排料溫度，勢必又要引起生產率下降，單位電功率產量下降，這又是我們不愿意看到的結果。
國產冷混機換熱效率低，是國產混合機技術指標落后的最為重要的表征。國產機換熱效率低的原因是什么？分析如下。
冷混機換熱效果因果圖如附圖所示。
附圖所示影響冷混機換熱效果的因素有6個，其中B、C，D、E大致相同。國產機與國外機的主要差異出現在A、F因素上。
影響缸壁傳熱效果的因素A有3個，其中缸壁材料厚度和材料導熱率又相同。而缸壁殘料粘附差別就太大了。國產機壁面粘附較為嚴重。粘附層形成一隔熱層，嚴重影響熱交換效果。造成壁面粘附的主要原因是國產機缸壁表面粗糙度大，一般為0.8而國外機壁面經噴玻璃珠精化處理，可達到鏡面效果，故不易粘料。
附圖中的因素F，鍋底殘留料厚度是由漿葉與鍋壁的間隙決定的。制造精度、裝配精度、鍋體及漿葉變形等因素決定了鍋底間隙。當漿葉運轉時，理想的情況應該是底部無殘留，從而實現良好的熱交換，如存在一殘留層就是形成了一隔熱層，它愈厚，傳熱效果越差。國產冷混機對此控制不嚴也是造成換熱效率低的重要原因。
(5)從混合機容量來看，國外標準機型，熱混機容量達2 0001，臥式冷混機達60001，立式冷混機達3 600L，國產機容量就相對小得多了。
國內塑料制品生產企業規模普遍較小，是小而全的生產模式，因而對大型混合機的需求極少。而在西歐等發達地區，混合料已實現集約化生產供料，因而大型混合機市場較好，而且混合物料的品質由于實現了專業化生產，從而容易得到控制和提高。
2.4制造技術
在制造技術上，國內在以下幾個方面存在較大差距。
(1)缸壁的鏡面化制造技術
國產熱混機、冷混機的缸壁粗糙度通常要求為0.8rpa，而國外混合機的缸壁相當光滑，特別是冷混機缸壁經噴玻璃球冷作硬化后經精拋處理，表面達鏡面，因而對克服缸壁粘料極為有利。國內混合機企業應盡快開發缸壁鏡面化技術，提高混合機品質。
(2)精密機加工
精密機加工技術主要用于主軸傳動系統部分零件制造。進口混合機漿葉基孔精度通常高于6級，國產漿葉基孔精度為7級。軸承孔及軸頸制造精度，國產機型也較低。降低制造精度的原因不在于制造技術，主要受制造成本的制約。
(3)構件應力消除技術
為了保持鑄造鋁合金缸蓋及鍋體尺寸的穩定性，應對鑄造、焊接應力大的構件進行消除應力的處理，其主要方法是通過熱處理時效消除內應力，也可采用振動時效技術來達到消除內應力的目的。而國內很多混合機制造廠家沒有采取這些有效措施，致使一些大容量的混合機缸蓋、缸體變形過大，并在使用過程中繼續變形，造成密封性能差，粉塵外泄。鍋體變形也將增大排料殘留量，從而也降低了混合機的換熱效果。
2.5混合機的設計
由于混合機的設計技術難度不大，國內企業多為仿制，所以從總體上說，實用設計技術與國外相差不大，但由于國內混合機市場處于一種低價促銷的非正常市場競爭環境中，企業只得采用降低設計技術要求來達到降低制造成本的目的。只有在市場競爭規范，又有較高要求的行業技術標準的條件下，混合機的設計質量才能得到全面提高。
從目前的現實情況來看，混合機的設計技術上存在的差距，主要表現為：
(1)國產混合機表面涂裝要求低；
(2)國外機型輔助配套裝置較多，功能較全，如HESCHI公司的熱混機配有多種清潔系統，如除塵裝置，側壁及頂蓋刮板裝置等；
(3)傳動系統的設計精度要求較低，缸壁表面質量要求低；
(4)國外先進的混合機組及單機多采用模擬屏電控技術，國內應用甚少。
2.6材料及配套器材
隨著塑料改性技術的快速發展，玻璃纖維、玻璃微珠、碳酸鈣等硬質填充劑的填充量越來越大。特別是無機剛性粒子增韌技術漸趨成熟，硬質填充料的應用將出現大的飛躍。這就對高速混合機的漿葉和缸筒提出了更高的耐磨要求。在許多場合，采用lCr18Ni9Ti來制造漿葉和缸壁已不能滿足用戶的需要。
國外廠家為了提高漿葉的耐用度，開發了高耐磨合金和硬質合金噴涂技術，在國內混合機制造廠家中，張家港市輕工機械有限公司開發的高鉻不銹鋼耐磨漿葉，其耐磨性能是普通ICr18Ni9Ti鑄件的4倍，大大提高了其使用壽命，可廣泛應用于CaC03、玻璃微珠、鐵氧體及陶瓷等改性領域，該漿葉已用于生產，可向市場供貨，噴涂硬質合金漿葉技術正在開發中。目前我們正在嘗試鍋體內壁氮化處理和低溫碳氮共滲等表面處理工藝，以提高鍋壁的耐磨性和使用壽命，并已取得了明顯的效果，估計不久即能供應市場滿足一些客戶的特殊要求。總之在耐磨材料和耐磨技術上國內和國外先進技術相比仍有相當差距。缸壁抗磨蝕技術是國內塑料混合機企業急待解決的問題。混合機漿葉、缸筒磨蝕不僅降低了設備的使用壽命，而且其磨耗微粒將造成塑料污染，如黑色金屬污染將加速PVC塑料降解老化。
混合機配套器材主要包括：溫度傳感器、濕度傳感器、料位器、電磁閥、氣動元件、電機、減速器、電控元件、軸承等。總的來說，這些配套件，國產件與進口件相比，無論是技術水平或可靠性、電耗等方面都存在很大差距，它是制約國產高質量混合機的瓶頸。為了保證混合機的質量，目前國內混合機制造廠家使用的關鍵配套器材都采用進口件。但主電機由于價格昂貴，基本都采用國產電機，要全面提高混合機質量，又要使制造成本保持在一個不高的水平上，國內配套廠家要努力提高自身配套產品的品質。
2.7電機控制方面
目前在國內高速混合機用的電機主要采用雙速電機，以實現漿葉高低速轉換，對小規格設備的電機控制主要采用直接啟動的方式，對于200L以上的大容量混合機，電機控制一般采用自耦降壓啟動以減少電流沖擊，但即使這樣效果也不很理想，在電機啟動瞬間和高低速轉換時電流峰值可達到100A以上，對用戶電網沖擊較大甚至影響其它設備的正常運行。現在我們已開發成功電機軟啟動器控制、變頻調速控制和直流調速等多個控制系統，經上海高橋石化，大慶威泰，深圳石化等單位使用反映良好，一方面解決了電機啟動時電流沖擊的難題，另一方面可大幅降低能耗約30%，為企業帶來明顯的經濟效益。
上面討論了國產塑料混合機的技術現狀及如何縮小和趕超國外混合機的先進技術，這是擺在國內混合機制造企業面前既現實又迫切的問題。
3、提高國產塑料混合機技術水平的幾點建議
根據目前國產混合機的技術和行業現狀，提出如下建議：
(1)由行業組織和行業主管部門牽頭，對原有的行業標準進行增補、修訂，參照國外先進企業標準，結合我國塑料行業實際情況，制訂出更加先進、科學的行業標準。
標準是產品設計、制造、驗收的依據，只有標準先進、科學，具有很強的實用性和可操作性，才能生產出高質量的產品，用戶的利益才能得到保證。
從上面的分析可以看出行標JB/T7669-1995與國外混合機技術標準存在較大的差異，應組織有關人員認真研討分析，除這些問題外，有些問題也需進一步完善。比如冷混機是否應按立式冷混和臥式冷混分別制訂標準？對于熱混機、冷混機及它們的不同規格其噪聲指標都規定為85dB(A)是否合理？混合機產量計算的前題條件不充分，標準中4.1.9條溫升的含義不明確等。總之事隔5年之后，國內混合機行業得到很大發展，技術上也取得了很大進步，積累了很多經驗。適時地對老標準進行修訂是非常必要的。
(2)由行業組織混合機主要配套件制造廠家共同研討如何提高配套器材的品質，以滿足混合機制造廠家的需求。
(3)混合機制造企業要改變營銷理念
傳統的營銷理念是用戶需要什么企業生產什么，新的營銷理念應為：使用戶在市場競爭中始終保持優勝地位。制造企業的經營者和科技人員應圍繞這種理念來規化自身的工作和企業行為，作好廣義的、深層次的、全方位的服務工作。只有在這種理念指導下，企業的產品品質才能真正得到提高。
相關飼料攪拌機產品：
1、
小型飼料攪拌機
2、
雙軸調質機
3
、雙軸高效槳葉飼料攪拌機
