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橡胶工业的发展，推动和促进了橡胶加工机械的发展，而各种新材料和新工艺的不断出现，则对橡胶加工机械提出了更高的要求。密炼机作为橡胶混炼的重要加工设备，也在不断的进行研究、开发和改进之中，利用密炼机对纳米填料与橡胶基体进行混炼，也是密炼机目前的重要任务。同步转子密炼机是目前剪切型密炼机中最先进的机型之一，其中，转子是密炼机的核心部件，因此，对同步转子密炼机的研究最重要的就是开发新型同步转子。本文在查阅大量密炼机混炼机理和混炼理论的基础上，对密炼机转子的设计理论进行了分析，并系统分析了密炼机转子截面几何形状和几何结构对纳米填料混炼效果的影响，提出了新型密炼机转子的设计思路，研制出了新型六棱同步转子及六棱VCMT同步转子。在综合分析了密炼机转子的常用造型方法后，运用扫描成型法建立了转子的三维实体模型，对模型的质量特性进行了分析计算，并对其进行了有限元结构分析和强度校核。本文重点分析了新型六棱同步转子及六棱VCMT同步转子的纳米填料混炼机理和混炼过程，并在不同的工艺条件下，对四棱同步转子、六棱同步转子、新型六棱同步转子及六棱VCMT同步转子进行了纳米碳酸钙和白炭黑两种代表性配方的对比实验，对新设计的转子性能进行了分析和实验验证。本实验研究所取得的主要成果有：1、针对纳米填料较难分散的特点，本次设计的新型六棱同步转子及六棱VCMT同步转子对纳米填料获得了较好的分散效果，可适用于纳米填料的混炼，其中，新型六棱VCMT转子效果更好。2、在相同的混炼工艺条件下，新型六棱同步转子与普通六棱同步转子和四棱同步转子相比，单位能耗降低，混炼胶分散度较高，门尼粘度低。六棱VCMT同步转子在新型六棱同步转子的基础上，可适当提高填充系数，并降低了对上顶栓压力的要求，从而降低了混炼成本。3、六棱VCMT同步转子可提高纳米填料的分散度以及胶料的各种物理机械性能，与四棱和普通六棱同步转子相比，能有效缩短混炼时间，提高密炼机的生产效率，因此，六棱VCMT同步转子可替代普通同步转子进行纳米填料混炼。实验研究表明，该新型六棱同步转子及六棱VCMT同步转子具有良好的分散混合和分布混合能力，能够使胶料在密炼室内的流动更加复杂，使纳米填料在橡胶基体内充分混合分散，大大改善了混炼效果，提高了生产效率。