[发明专利]一种橡胶开炼机混炼胶门尼粘度在线预测方法

说明书

技术领域

 本发明涉及橡胶塑性状态混合中，特别是在开炼机加工工艺过程的测量、预测领域，具体地说是一种橡胶开炼机混炼胶门尼粘度在线预测方法。

背景技术

橡胶开炼机是一种开放式炼胶机，它是橡胶工业中使用最早结构比较简单的最基本的橡胶机械，虽然在自动化流水混炼作业线中，由于挤出压片机、密炼机和连续混炼机等设备的应用和发展，开炼机的使用范围已显著缩小，但是密炼机的投资大，而且用途不如开炼机广泛，因此在中小企业，特别是再生胶和小批量特殊胶种以及胶料的生产中，应用仍较为普遍。本领域已经明确，门尼粘度值是橡胶质量检测最关键的指标之一，判断一个混炼过程的好坏主要是看参与混炼的胶料此时是否处于“最佳粘度”状态。如在最佳粘度状态，则混合容易，分散也不困难，用较少的时间和能量消耗就能获得较好的炭黑分散；如粘度过大，则混合困难，开炼机辊筒打滑严重，胶料成团状，炭黑粒子包在周围，功率无法升起来；如粘度过小，混合容易，但分散困难，主要因为粘度小，胶料变形传递给炭黑附聚体的力比其附聚力小，炭黑附聚体不能破碎，因而炭黑粒子无法分散。目前国内外绝大多数企业都还是在混炼结束后，将混炼胶送到化验室或快检站检测其质量指标，而制得的混炼胶一般需要等待12 ～24 h 才能进入下一工序继续加工，耗费人力、物力，胶料的存放还要占用大量的场地。但是现有技术中开炼机的在线检测手段不足，炼胶过程中门尼粘度不能及时预测，无法实现质量的在线控制。随着橡胶工业的发展，特别是轮胎业的发展，能及时得知混炼胶质量，以便适时调整工艺参数，进而达到控制质量的目的，是各生产厂家十分关注的问题。中国专利申请201110251111.6公开了“一种橡胶门尼粘度的在线自动测量方法”，是根据混炼过程的流变参数，通过详尽的数学推导预测出门尼粘度值，无需购买门尼粘度仪，从而达到减少成本的作用。中国专利申请201010215675.X公开了“一种橡胶混炼过程中门尼粘度的预报方法”，是根据积累的工艺参数和门尼粘度建立初始的离线模型，通过新样本与模型的误差对比，确定有效与否，提供在线定时预报，并可对模型进行在线更新。由于上述两个专利的参数皆取自于密炼机的流变参数，因此仅适用于密炼机。中国专利申请201010215675.X公开了“一种橡胶混炼过程中门尼粘度的预报方法”，是根据积累的工艺参数和门尼粘度建立初始的离线模型，将模型运用到实际工艺线上，通过判断模型对新样本的预测误差是否超过预测误差阈值决定是否将样本加入模型中，实现了混炼过程中的门尼粘度在线实时预报和模型在线更新。但由于上述两个专利的参数皆取自于密炼机的流变参数，因此仅适用于密炼机。 中国专利200310105637.9公开了“自适应排胶控制方法”，是在密炼胶生产工艺中，通过控制混炼胶门尼粘度指标判断混炼进行程度，建立了混炼过程参数与混炼胶门尼粘度的多功能数学模型，但是也仅适用于密炼工艺。由于开炼机炼胶和密炼机练胶的机理不同，所以不适用于开炼机。中国专利申请201010612805.3公开了“橡胶混炼门尼粘度在线软测量方法”，是在胶料经过密炼，挤出，压延，开炼的加工过程中以首样本取样代替常规风冷后停放取样，利用支持向量机函数的算法建立门尼粘度预测模型，该发明适用于工艺较复杂的炼胶过程，而单纯开炼机的炼胶过程并不适用。随着国内几家轮胎企业低温一次法炼胶的发展，开炼机再次引起人们的重视，而目前开炼机尚未有质量在线预测方法，特别是没有开炼机混炼胶门尼粘度的在线检测方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现阶段开炼机混炼胶门尼粘度没有在线检测的缺陷，提供一种具有较高准确度的预测结果，节省人力和物力的橡胶开炼机混炼胶门尼粘度在线预测方法。

本发明目的是由以下技术方案实现的：一种橡胶开炼机混炼胶门尼粘度在线预测方法，利用开炼机炼胶过程中检测的各项过程参数与已经建立好的门尼粘度与过程参数的数学模型，来预测混炼过程中混炼胶的门尼粘度；所述的开炼机炼胶过程中检测的各项过程参数包括辊筒横压力F，排胶温度T，排胶功率P，单位能耗N，已经建立好的门尼粘度与过程参数的数学模型是采用逐步回归法建立的在线预测数学模型，分两步完成，具体步骤如下： 

一、数学模型的建立过程：

准备需验证的配方胶料至少25组，每组采用不同的工艺参数进行混炼，其中炼胶工艺参数包括：辊距，辊速与速比，辊筒温度和炼胶时间，分别检测并记录开炼过程中各自的辊筒横压力F，排胶温度T，排胶功率P，单位能耗N过程参数，逐一测定并记录每车终炼胶各自的门尼粘度；