Главная страница
Навигация по странице:

  • ФГБОУ ВО «Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова»

  • ЗАДАНИЕ № 5 НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

  • курсовой технология. Пояснительная записка по дисциплине Технология производства неорганических веществ и д полимерных материалов д


    Скачать 125.37 Kb.
    НазваниеПояснительная записка по дисциплине Технология производства неорганических веществ и д полимерных материалов д
    Дата21.04.2022
    Размер125.37 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлакурсовой технология.docx
    ТипПояснительная записка
    #488830

    Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

    ФГБОУ ВО «Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова»

    Институт биотехнологии, пищевой и химической инженерии

    Кафедра «Химическая технология»

    Направление химическая технология

    Курсовой проект

    защищен с оценкой _____________

    А. А. Беушев

    (подпись руководителя проекта) (и. о. фамилия)

    «_____» _____________ 2021 г.

    КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

    ПРОЕКТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАНИСТР

    тема курсового проекта

    ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

    по дисциплине «Технология производства неорганических веществ и д

    полимерных материалов» д

    КП 18.03.01.05.000 ПЗ д

    обозначение документа

    Студент группы ХТ-71 Борискова М. Г. д

    (фамилия, имя, отчество) (подпись) (дата)

    Преподаватель доцент, к.х.н. А. А Беушев

    (должность, учёная степень) (подпись) (и.о. фамилия)

    БАРНАУЛ 2021

    Содержание


    Введение 3

    1Литературный обзор 4

    2Описание ассортимента изделий 8

    3Сырье и материалы 9

    4Описание технологического процесса 13

    5Виды брака и способы его устранения 18

    6Описание технологического оборудования 20

    7Расчет суточной и годовой программы цеха 22

    Вывод 27

    Список используемых источников 28

    Приложение А 29


    Введение


    Полимерная промышленность является одной из самых востребованных во всем мире. Её продукция применяется практически во всех отраслях, начиная с пищевой и заканчивая медициной. Переработка полимерных материалов может осуществляться разными способами: литье под давлением, выдувное и экструзионное формование, термоформование и др. Совершенствуя данные методы с каждом годом, на рынок выходит все более универсальная продукция, отвечающая всем поставленным требованиям и удивляющая своим разнообразием.

    Тара и упаковка, без применения которой очень сложно представить любое производство, является продуктом полимерной промышленности. Повсеместное использование данного изделия объясняется его разнообразными качествами и многофункциональным назначением.

    Целью данного курсового проекта является проектирование экструзионно-выдувного участка производства канистры объемом 10 л.
    1. Литературный обзор


    Выдувное формование – это один из способов производства полых изделий на основе полимеров. Он состоит из двух стадии: первым делом получают трубную заготовку, температура которой ниже температуры плавления, далее заготовку раздувают сжатым воздухом. Отличительная деталь технологии переработки состоит в том, что формование, как правило, происходит при переводе полимера в состояние высокоэластической, а не пластической деформации.

    В настоящее время очень широкое распространение получил выдувной способ формования. Это может быть объяснено тем, что раздувное формование позволяет экономично производить изделия в различных, необходимых количествах, которые к тому же практически не требуют дополнительной обработки. Однако этот метод можно считать достаточно молодым, потому что его широкое использование началось только с середины ХХ века. По мере использования данного способа формования происходило его развитие и совершенствование, что в дальнейшем привело к разделению на более узкоспециализированные методы [1].

    Таким образом метод выдувного формования имеет две основные разновидности:

    I Инжекционно-выдувное формование (ИРФ);

    Впервые метод инжекционно-выдувного формавания полых изделий был использован фирмой «Granbull Tool Go. Ltd» в 1953 году.

    Инжекционно-выдувные машины как правило конструируют на основе традиционных литьевых машин. Технологический процесс, следующий: сначала в литьевой форме изготавливают полую заготовку, далее дорн с горячей заготовкой направляют в выдувную форму, где происходит раздувание сжатым воздухом и изделие приобретает свою окончательную форму.

    Съем готового изделия с дорна осуществляется устройствами двух типов. Первый тип: сначала из закрытой формы удаляется дорн, далее изделие выпадает из раскрывающейся формы в приемное устройство. Второй тип: сначала раскрывается форма, затем с помощью специального съемника изделие снимается с дорна.

    Раздув с предварительной вытяжкой – является разновидностью инжекционно-выдувного формования. В данном способе отлитая заготовка сначала переносится в форму, далее выдвигается сердечник тем самым растягивая заготовку в продольном направлении, подвергая её предварительной продольной вытяжке. По окончании вытяжки сжатый воздух, который подается через сердечник, осуществляет раздув заготовки и окончательное формование изделия.

    Метод инжекционно-выдувного формования обладает следующими преимуществами [1]:

    1. данным методом возможно получить изделие с высокой точностью (например, горловина изделия будет одинакова как снаружи, так и внутри);

    2. получение изделий с более точным весом;

    3. минимальное количество отходов.

    Недостатки, которые также присущи методу инжекционно-выдувного формования [1]:

    1. небольшая производительность и ограниченное количество (в отличие от ЭВФ) видов перерабатываемых термопластов;

    2. для производства изделий обычно необходимо две-три формы (для литья под давлением заготовки и выдувания изделия);

    3. как правило применяется для производства мелких изделий простой конфигурации.

    II Экструзионно-выдувное формование (ЭРФ).

    Экструзионно-выдувное формование – способ, при котором трубчатая заготовка экструдируется из головки экструдера в полость открытой формы. Как только заготовка становится заданной длинны, полуформы смыкаются и обжимают верхний конец заготовки по контуру формующего горловину ниппеля. При этом нижний конец заготовки сплющивается и запаивается. Впоследствии вовнутрь заготовки подается сжатый воздух, что раздувает её до соприкосновения со стенами остужаемой формы. Воздух может подаваться сверху – через отверстие в дорне экструзионной головки или же снизу – через отверстие в формующем ниппеле. По достижению температуры теплостойкости форма открывается и готовое изделие извлекается [1].

    В некоторых вариантах воздух в заготовку вводят благодаря специальной игле, что прокалывает стенку или донышко заготовки. По завершению раздува игла вынимается и отверстие в заготовке заваривается. В некоторых случаях раздув осуществляется газом, выделяющимся при нагреве первоначально положенных в заготовку таблеток.

    Главные преимущества экструзионно-выдувного формования:

    1. стоимость оборудования и формующего инструмента гораздо ниже;

    2. ЭВФ дает возможность изготавливать изделия с ручками;

    3. производительность экструзионно-выдувного формования гораздо выше;

    4. возможно формование полых изделий большого размера и сложной конфигурации;

    5. методом ЭВФ получают полые изделия объемом от 0,03 до 3*103 л, имеющие как круглое, так и прямоугольное поперечное сечение (бутылки, бочки, бидоны, канистры).

    Несмотря на ряд преимуществ у ЭВФ имеются и недостатки, а именно:

    1. разнотолщинность изделий (неравномерная толщина стенок);

    2. большое количество отходов (в некоторых случаях они достигают до 50% от массы изделия).

    Изделия, полученные методом экструзионно-выдувного формования, пользуются большим спросом, потому что их применение распространено повсеместно. Данный метод незаменим для производства полых изделий с ручками (канистры, бутылки, лейки), для производства технических изделий со сложными фасонными поверхностями в автомобильной промышленности (воздуховоды, бамперы, топливные баки, патрубки), в строительстве и мебельной промышленности (масляные банки, сиденья, изделия систем канализации), в электротехнической промышленности (емкости для жидкостей в фотокопировальной технике, дренажные трубы для посудомоечных машин, изделия холодильников, распределители для моечных машин), в сфере досуга (солнцезащитные стенды, буйки, сумки холодильники, колеса для игрушек и другие изделия) [2].

    Доля изделий на рынке, получение которых осуществляется методом экструзионно-выдувного формования, составляет (по массе): для пищевых продуктов – 22%, напитков – 20%, бытовой химии – 15%, косметики – 12%, медицинских препаратов – 8%, промышленных химикатов – 7%, автомобилестроения – 5%, прочее – 11%.

    Поскольку в курсовом проекте рассматривается канистра объемом 10 литров, то метод инжекционно-выдувного формования для её производства не подходит, так как данный способ не предусматривает необходимые для изделия параметры, он более энергоемкий и требует больших денежных затрат. Таким образом производство канистры будет осуществляться на экструзионно-выдувном аппарате.
    1. Описание ассортимента изделий


    Канистра – это универсальная тара, которая может использоваться для удобной транспортировки, а также для хранения различных жидкостей как пищевого назначения (вода, молочные продукты, соки, растительное масло и т.д.), так и непищевых технический жидкостей любого назначения [2].

    Широкое использование пластиковых канистр объясняется рядом преимуществ:

    1) Высокая прочность и герметичность – играют важную роль при транспортировке жидкостей, так как данные качества позволяют избежать различных протечек.

    2) Такая тара не подвержена процессу коррозии и гниению – большим плюсом является то, что нет необходимости соблюдения особых правил ухода. Поэтому нет необходимости постоянно красить пластик, как например, металл.

    3) Относительно небольшая масса – благодаря этому качеству тару очень легко транспортировать, мыть, дезинфицировать и хранить. Вес канистры, которая рассчитана на объем 10 литров составляет всего 0,400 кг.

    4) Недорогая себестоимость.
    1. Сырье и материалы


    Сырьем для производства канистры служит полиэтилен низкого давления марки 273-83. Данный вид сырья выбран не случайно поскольку полиэтилен представленной марки можно использовать для производства изделий, контактирующих как с пищевой, так и не с пищевой промышленностью.

    Полиэтилен – это самое распространенное сырье для производства (около 60% всех пластиков, применяемых в производстве упаковки), это объясняется его относительно низкой стоимостью и хорошими свойствами [3].

    Известно, что полиэтилен с разной степенью полимеризации (n) будет иметь различные свойства. Так полиэтилен с короткими цепями (n = 20) – это жидкость, которая обладает смазочными свойствами. Полиэтилен, длина цепи которого достигает 1500-2000 звеньев – это твердый, но гибкий пластический материал, из которого можно изготавливать пленки, различного рода посуду, бутылки, эластичные трубы и т.д. Полиэтилен с длиной цепи 5-6 тысяч звеньев будет являться твердым веществом, который применяется в производстве литых изделий, прочных нитей, жестких труб [1].

    Полиэтилен при комнатной температуре – это достаточно мягкий и гибкий материал. К тому же он обладает способностью сохранять эту гибкость в условиях холода, поэтому его можно использовать для производства упаковки замороженных пищевых продуктов. Но при повышенных температурах (100 °С и более) он становится слишком мягким для ряда применений.

    Полиэтилен высокой плотности (ПНД – низкого давления) обладает самой простой структурой среди пластиков. Он состоит из повторяющихся звеньев этилена (– (СН2СН2)n –).

    Исходя из своего простого химического строения полиэтилен обладает возможностью легко складываться в кристаллическую решетку, а значит склонен к высокой степени кристалличности. Ещё одна особенность – это высокая химическая стойкость при воздействии агрессивных сред (кислая, щелочная). ПНД имеет высокую твердость и прочность, что сказывается на его прозрачности.

    В обычном виде ПНД имеет молочно-белый цвет и полупрозрачный вид, по этим причинам он не подходит для некоторых областей применения, где требуется исключительная прозрачность изделий. Тем не менее около 30% всех пластиков, применяемых для упаковок, составляет ПНД. Из-за своей низкой стоимости, простоты формования и хороших эксплуатационных качеств ПНД широко используется для производства бутылок [1].

    Сырьем для производства канистры служит полиэтилен низкого давления марки 273-83 (ТУ 2243-104-00203335-2005). Данная марка сырья выбран благодаря своим качествам:

    1. Полимер такой марки наиболее востребован для производства методом экструзионно-выдувного формования;

    2. Канистра из такого материала может использоваться для хранения пищевых и непищевых технических продуктов;

    3. Хорошие свойства (высокая прочность, стойкость к растрескиванию, низкая газопроницаемость и т.д.).

    ПНД 273-83 производится в виде гранул, которые упаковываются в мешки по 25 кг.

    Сырье хранят в закрытом помещении, исключая при этом попадание прямых солнечных лучей, на расстоянии не менее одного метра от нагревательных приборов при температуре не выше 25 °С и относительной влажности 40-80 %. Допускается хранить полиэтилен под навесом в контейнерах не более 10 суток.

    Гарантийный срок хранения – 5 лет со дня изготовления при соблюдении условий хранения.

    Технологические требования, предъявляемые материалу представлены в таблице 1.

    Таблица 1 – Технические требования к ПНД 273-83

    Наименование показателя

    Ед. изм

    Значение параметра

    Плотность

    г/см3

    0,950-0,955

    Показатель текучести расплава при нагрузке 5 кгс

    г/10 мин

    0,40-0,65

    Разброс показателя текучести расплава в пределах партии, не более

    %

    10

    Количество включений, не более

    шт.

    5

    Массовая доля золы, не более

    %

    0,04

    Массовая доля летучих веществ, не более

    %

    0,09

    Предел текучести при растяжении, не менее

    МПа (кгс/см2)

    22,6

    (230)

    Прочность при разрыве, не менее

    МПа (кгс/см2)

    29,4

    (295)

    Относительное удлинение при разрыве, не менее

    %

    700

    Чтобы придать канистре цвет применяются красители. Изделие выпускается в двух цветовых вариантах: белый и фиолетовый. Для получения таких оттенков используются красители марки: снежно-белый ПО 0362 и фиолетовый ПО 5507.

    Характеристики данных красителей представлены в таблице 2 и 3.

    Таблица 2 – Характеристики красителя снежно-белый ПО 0362

    Цвет

    Снежно-белый

    Форма выпуска

    Гранулы

    Пищевой контакт

    Да

    Метод переработки

    Литье под давлением, экструзия, выдувное формование

    Окрашиваемый полимер

    Полиэтилен, полипропилен

    Светостойкость

    8

    Таблица 3 – Характеристика красителя фиолетовый ПО 5507

    Цвет

    Фиолетовый

    Форма выпуска

    Гранулы

    Пищевой контакт

    Да

    Метод переработки

    Литье под давлением, экструзия, выдувное формование

    Окрашиваемый полимер

    Полиэтилен, полипропилен

    Светостойкость

    8


    1. Описание технологического процесса


    Для изготовления изделий методом экструзионно-выдувного формования используются экструзионно-выдувные аппараты (ЭВА). Прежде чем приступить к работе аппарат необходимо наладить, установить нужную пресс-форму и доставить сырье к месту использования.

    В процессе экструзии сырье переходит из твердого состояния (гранулы, порошок) в расплав, а потом снова в твердое состояние после выхода из фильеры (мундштука) и охлаждения. В материальном цилиндре экструдера имеются три зоны: загрузки, сжатия и дозирования [4].

    Твердые гранулы, предварительно прошедшие сушку, подаются в зону загрузки и там с помощью шнека сжимаются в монолитную корку. Спиральный канал, образованный поверхностями цилиндра и винтовой нарезкой шнека, прижимает материал. Трение полимера о стенки цилиндра должно быть больше, чем о шнек. Трение регулируется за счет обеспечения высокой чистоты поверхности шнека по сравнению со стенкой цилиндра, а также температурой (цилиндр нагревается, а шнек охлаждается). Теплота, которая поступает от нагревателей, а также теплота от внутреннего трения вызывают плавление полимера.

    Уже полностью гранулы расплавляются в зоне сжатия. Расплав сжимается и становится свободным от воздушных включений из-за уменьшения глубины нарезки шнека.

    Глубина нарезки шнека в зоне дозирования уже не меняется. В этой зоне происходит нагнетание в формующую головку расплава при постоянном давлении и постоянной температуре.

    Производство изделий методом экструзионно-выдувного формования осуществляется в две стадии: первым делом идет получение трубной заготовки, температура которой в немного ниже температуры плавления, далее эту

    заготовку раздувают сжатым воздухом. В основе данного метода лежит использование не только пластической, но и высокоэластической деформации, которая относится только к полимерам и является результатом перехода собранных в пачки макромолекул в вытянутую форму под действием механических сил [1].

    На второй стадии заготовка приобретает конфигурацию готового изделия, которое охлаждается в форме, а потом вынимается из неё после размыкания. Благодаря экструдеру формируется заготовка в виде трубки (рукава), которая поступает в форму. Уже в форме за счет создания повышенного давления воздуха происходит формование изделия [1].

    Для изготовления полых изделий чаще всего используют экструдеры небольших размеров с диаметром шнека 50 – 90 миллиметров. Так как сопротивление головки небольшое, а полученный состав должен обладать высокой однородностью, длина шнека в таком случае не превышает 15 – 18 диаметров.

    Расплавленный и гомогенизированный в экструдере материал выдавливается из головки в виде трубчатой заготовки, которая попадает в открытую пресс-форму. Полуформы смыкаются, как только заготовка станет необходимой длинны, зажимают своими бортами верхний и нижний края заготовки. При этом происходит сварка нижнего конца заготовки и оформление отверстия на её верхнем конце (или наоборот). После смыкания формы в неё подается сжатый воздух. Под действием сжатого воздуха размягчённая трубчатая заготовка принимает очертания внутренней полости формы.

    Подача сжатого воздуха в полость формы, в зависимости от конструкции изделия и формующего инструмента, может производиться через дорн (сверху), через специальный ниппель (снизу) или через полую иглу. Способ через полую иглу как правило применяется при производстве замкнутых изделий, то есть без отверстия, это связано с тем, что формующее отверстие будет достаточно мало и затянется после удаления иглы разогретым материалом [5].

    В случае производства канистры уместнее будет использовать подачу сжатого воздуха сверху через дорн.

    Стадия раздува заготовки начинается, как только произойдет смыкание полуформ и защемление части контура будущего изделия пресс-кантами формы; одновременно от формующей головки отделяется трубчатая заготовка. Раздув заготовки первоначально носит «свободный» характер – изменение толщины идёт равномерно, и раздуваемый рукав имеет форму «пузыря». Равномерность нарушается сразу же после контакта расширяющейся головки с формой – при быстром охлаждении прекращается деформация контактирующих с формой участков заготовки, а формование остальных частей изделия идет за счет ориентации при продольной вытяжке в неохлажденных частях заготовки. В таком варианте толщина стенки уменьшается. Температура заготовки и давление воздуха – это решающие параметры в данной стадии, именно они оказывают влияние на качество готовых изделий. При увеличении давления качество поверхности улучшается, уменьшается процент коробления, а также время охлаждения становится меньше. Стоит помнить, что формование при избыточном давлении предполагает необходимость значительного повышения усилия смыкания формы [1].

    Процесс охлаждения начинается, как только заготовка вступит в контакт с поверхностью охлаждаемой формы. Заканчивается процесс после охлаждения самых толстых участков изделия, которые примыкают к горловине или днищу. Если изделие будет извлечено раньше положенного времени, то произойдет размягчение соседних с горловиной участков и их необратимой деформацией [4].

    Для сохранения изделием приобретенной формы необходимо, чтобы температура изделия была ниже температуры расплава. Самым значимым фактором на этой стадии является температура. От её значений напрямую зависит качество готовых изделий, также она определяет производительность процесса, поскольку стадия охлаждения занимает от 50% до 70% всего времени цикла формования. Для того, чтобы сократить данный процесс часто применяют интенсивное охлаждение форм различными хладогентами, подачей охлажденного воздуха, водяного тумана, жидкого азота или углекислоты в полость изделия. Но охлаждение формы более чем на 5% будет неуместно, так как произойдет отпотевание поверхности формы и это скажется на качестве поверхности готового изделия. Время охлаждение также можно сократить, если понизить температуру расплава (однако это может сопровождаться ухудшением качества поверхности готовых изделий) и повысить давление воздуха, это будет способствовать улучшению теплоотдачи от изделия к стенке формы [1].

    При процессе охлаждения объем готовых изделий уменьшается, это объясняется их естественной усадкой. В диаметральном направлении наблюдается наибольшая усадка, так как там происходит максимальная деформация при формовании изделия. Чтобы у готовых изделий усадка была одинакова в продольном и поперечном направлениях необходимо, чтобы степень вытяжки была равна коэффициенту раздува.

    Далее форма раскрывается с помощью узла смыкания – размыкания. Непосредственно перед раскрытием формы с горловины изделия вынимается ниппель, а при автоматическом режиме одновременно отрываются приплывы. Из раскрытой формы изделия могут выпадать под действием собственного веса или же их достают при помощи сжатого воздуха или выталкивателя.

    После получение готового изделия происходит его окончательная обработка. Обработка заключается в зачищении готового изделия от излишка материала. После этого на готовую канистру накручивается крышка, клеится этикетка и производится упаковка.

    Производство полых изделий происходит на специальных аппаратах, которые имеют механизмы перемещения, разъема и смыкания формы с гидравлическим или пневматическим приводом. Поскольку процесс формования состоит из двух не равных по продолжительности стадий: короткая – выдавливание заготовки и длинная – формование и охлаждение изделия, то в таком случае, чтобы повысить производительность большинство агрегатов выполняется многопозиционными, с несколькими формами [1].

    Количество отходов при производстве изделий методом экструзионно-выдувного формования составляет до 30%. К тому же большая часть из них пригодна для дальнейшей переработки, но для этого необходимо трансформировать часть отходов в гранулы. Однако количество отходов, которые добавляются к свежему сырью не должны превышать 30 – 40%.
    1. Виды брака и способы его устранения


    Виды браков, причина их появления и способ их устранения представлен в таблице 4.

    Таблица 4 – дефекты изделий и методы их устранения

    Дефект

    Причина

    Вероятное решение

    1

    2

    3

    Пузыри

    Влага в расплаве (из-за конденсации в результате попадания холодного полимера в теплую атмосферу)

    Правильно проводить сушку материалов. Перед подачей в экструдер дать возможность полимеру прогреться и подождать пока испарится лишняя влага

    Грязные изделия или полосы на изделиях

    Загрязнение

    Проверить чистоту мест хранения и нагрева полимера, а также прочистить фильеру и бункер

    Избыток облоя

    Неполное смыкание форм или повышенное давление воздуха при раздувании заготовки

    Увеличить силу смыкания и проверить совпадение полуформ. Понизить давление литья и снизить объемную скорость впрыска

    Излишняя усадка

    Изделие извлекается слишком горячим. Недостаточное охлаждение форм

    Уменьшить температуру формы и расплава. Увеличить время раздува. Произвести очистку каналов системы охлаждения формы

    Продолжение Таблицы 4.

    1

    2

    3

    Недоформованное изделие

    Недостаточное время удержания давления раздува

    Увеличить время раздува

    Не выдуваются ручки

    Искривление рукава на выходе из головки; рукав слишком вытягивается; недостаточное расширение рукава

    Выровнять регулировочное кольцо эктрузионной головки; уменьшить температуру расплава; увеличить давление подачи порции расплава

    Неодинаковая толщина стенок

    Неподходящая головка для раздува; неодинакова температура в головке; ослаб регулировочный винт в головке

    Проверить конструкцию головки для раздува; нагреватель неплотно прилегает к головке, следует уменьшить температуру; затянуть винт

    Слишком горячие изделие

    Слишком высокая температура формы; слишком короткий цикл; засорены каналы системы охлаждения в форме

    Понизить температуру формы; увеличить время раздува, чтобы удлинить цикл; прочистить каналы

    Матовые пятна на поверхности изделия

    Перегрев расплава

    Уменьшить температуру расплава

    Затруднения при съеме изделия

    Неправильная конструкция формы

    Полирование поверхности формы

    Сварные швы

    Чрезмерное охлаждение расплава при заполнении формы

    Повышение температуры формы


    1. Описание технологического оборудования


    Основным технологическим оборудованием является экструзионно-выдувной аппарат, снабженный пресс-формой.

    Экструзионно-выдувной аппарат (ЭВА) состоит из трех основных частей: экструдера с головкой, который используется для формования заготовки; выдувной машины с формой; аппаратуры управления.

    В ЭВА применяют универсальные червячные машины, как генераторы расплава. При экструзии с раздувом головка приходится сборочной единицей агрегата, так как она используется на протяжении всего срока.

    Приемно-раздувное устройство состоит из нескольких механизмов: нож для обрезки заготовки, механизм транспортировки заготовки от головки к форме; механизм смыкания-размыкания полуформы и их запирания; механизм раздува заготовки; механизм обрыва облоя; механизм съема изделия. Каждое из конкретных приемно-раздувных устройств может и не иметь всех перечисленных механизмов.

    Общая схема состава типичного ЭВА представлена на рисунке 1:



    1 – экструдер; 2 -головка; 3 – выдувное устройство; 4 – устройство для удаления облоя; 5 – устройство для подсушки гранул; 6 – пневмопогрузчик; 7 – системы пневмо- и гидропривода; 8 – шкаф тепловой автоматики; 9 – пульт управления.

    Рисунок 1 – схема экструзионно-выдувного агрегата.

    В экструдере 1 гомогенизированный и расплавленный полимер подается из головки 2 горизонтально вниз. Выходящий полимер имеет форму трубы, достигая определенной длины он попадает в открытую форму. Как только будет достигнута определенная длина заготовки, пресс-формы смыкаются и зажимают её верхние и нижние края. Здесь совершается сварка одного конца заготовки и формирование отверстия на противоположном конце. Далее в заготовку одним из способов подается сжатый воздух, благодаря которому заготовка принимает внутренние очертания пресс-формы. После происходит охлаждение изделия и его извлечение.

    Все операции регулируются при помощи пульта управления.
    1. Расчет суточной и годовой программы цеха


    1. Расчет эффективного времени оборудования

    Эффективный фонд времени оборудования составляет:






    (1)

    где Тном – номинальный фонд времени работы оборудования, ч;

    Тнал – затраты времени на наладку, технологические простои, ч;

    Трем – среднегодовое время простоя оборудования на ремонт всех видов, ч.

    Поскольку производство идет в непрерывном режиме, то номинальный фонд времени работы составит (Тном):



    Среднее время простоя на ремонт всех видов оборудования:






    (2)

    где Тт.р – время затраченное на текущий ремонт, ч;

    Тк.р – время затраченное на капитальный ремонт, ч.

    Капитальный ремонт проводят один раз в год, и он занимает двое суток, тогда:



    В текущий ремонт входит замена масла. На замену масла уходит 700 ч/год, одна замена масла занимает 5 часов. Из этого время на текущий ремонт составляет:





    Наладка занимает 45 минут в 4 смены, таким образом потраченное на наладку время составляет:





    1. Материальный расчет и материальный баланс производства

    Исходные данные материального расчета:

    1. наименование изделия: канистра «Просперо» объемом 10 л;

    2. материал: полиэтилен низкого давления 273-83;

    3. масса изделия m = 0,400 г;

    4. эффективный фонд времени работы оборудования Тэф = 8513 ч.

    5. цикл производства единицы изделия 90 с;

    6. за один цикл получаем 2 изделия.

    Норма расхода Н – это величина расхода сырья на изготовление одного изделия с учетом возвратных отходов и безвозвратных потерь:






    (3)

    где gп – суммарная масса безвозвратных потерь материала по стадиям производства изделий (к безвозвратным относятся потери материала при распаривании мешков, транспортировке его со склада к машинам, при загрузке в бункер основной машины и на подготовительных операциях, на угар и выделение летучих при переработке, на пыль при механической обработке изделий), г;

    gвз – суммарная масса возвратных отходов материала (материал пошедший на наладку машины после различных остановок, при переходе на другое изделие, после различного вида ремонтов и облой), г;

    К – коэффициент использования возвратных отходов в данном технологическом процессе.

    m = 400 г;

    gп = 4 г (1% от массы изделия);

    gвз = 0 г, следовательно Кgвз = 0.



    Коэффициент использования исходного материала в данном производстве будет равен:






    (4)



    Для удобства расчеты ведут на 1000 шт. изделий готовой продукции. Результаты анализа производства и материального баланса заносятся в соответствующие таблицы (таблицы 5 и 6):

    Таблица 5 – Анализ безвозвратных потерь

    Безвозвратные потери по стадиям производства

    Потери на проектируемом производстве, на 1000 шт

    gп, кг

    aп, %

    При хранении и транспортировке

    1,72

    0,43

    В подготовительных операциях

    0,84

    0,21

    В самом технологическом процессе

    0,28

    0,07

    При механической обработке

    0,00

    0,00

    При переналадке производства

    1,16

    0,29

    При дроблении возвратных отходов

    0,00

    0,00

    Итого

    4

    1

    Таблица 6 – Материальный баланс на 1000 шт. изделий

    Наименование

    исходного материала

    Количество, кг

    Наименование

    полученных изделий

    Количество, кг

    ПНД 273-83

    404

    Канистра

    400

    Вторичный

    ПНД 273-83

    0,0

    Возвратные

    отходы

    0,0

    Возвратные

    отходы

    0,0

    Безвозвратные потери

    4

    Итого

    404

    Итого

    404

    Цикл производства единицы изделия составляет 90 с (S), за один цикл получаем две канистры (N). Производительность (П) участка в разные временные интервалы составляет:






    (5)







    Таблица 7 – Анализ безвозвратных потерь в год

    Безвозвратные потери по стадиям производства

    Потери на проектируемом производстве, на 681040 шт

    gп, кг

    aп, %

    При хранении и транспортировке

    1171,39

    0,43

    В подготовительных операциях

    572,08

    0,21

    В самом технологическом процессе

    190,69

    0,07

    Продолжение таблицы 7

    При механической обработке

    0,00

    0,00

    При переналадке производства

    790,00

    0,29

    При дроблении возвратных отходов

    0,00

    0,00

    Итого

    2724,16

    1

    Таблица 8 – Материальный баланс на годовой выпуск продукции

    Наименование

    исходного материала

    Количество, кг

    Наименование

    полученных изделий

    Количество, кг

    ПНД 273-83

    275140,16

    Канистра

    272416

    Вторичный

    ПНД 273-83

    0,0

    Возвратные

    отходы

    0,0

    Возвратные

    отходы

    0,0

    Безвозвратные потери

    2724,16

    Итого

    275140,16

    Итого

    275140,16


    Вывод


    В соответствии с заданием на курсовой проект была разработана технологическая схема процесса изготовления канистры объемом 10 литров. Её производство осуществляется методом экструзионно-выдувного формования.

    В курсовом проекте описан технологический процесс, обоснован выбор сырья, представлены виды брака и способы их устранения, выполнен расчет суточной и годовой программы цеха.

    Список используемых источников


    1. Солтыс, Е. С. Выдувное формование (Библиотечка переработчика пластмасс.) / Е. С. Солтыс. – Санкт-Петербург : ЦОП «Профессия», 2011. – 336 с. – ISBN 978-5-91884-027-б.

    2. https://www.rustara.ru/articles/Dostoinstva-plastikovoj-tary-i-ejo-primenenie/ (10.02.2021).

    3. Переработка полимерных материалов: технологии последнего поколения : учебное пособие / Н. В. Утилин, В. Г. Бортников [и др.]; Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2018. – 124 с. – ISBN 978-5-7882-2351-3.

    4. Сутягин, В. М. Основы проектирования и оборудования производств полимеров : учебное пособие / В. М. Сутягин, А. А. Ляпков. – Томск: ТПУ, 2005. – 392 с.

    5. Ким В. С. Теория и практика экструзии полимеров / В. С. Ким – Москва: Химия, КолосС, 2005. – 568 с. – ISBN 5-98109-019-7 (Издательство «Химия»), ISBN 5-9532-0231-8 («КолосС»).

    6. Пантелеева Н.Л. Методические указания к расчетной части проектов для студентов направления 18.03.01 «Химическая технология» и 18.04.01 «Химическая технология» / Н.Л. Пантелеева, О.С. Беушева, А.А. Беушев; Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. – Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2019. – 44 с.


    Приложение А


    Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

    ФГБОУ ВО «Алтайский государственный технический

    университет им. И. И. Ползунова»

    Кафедра: Химическая технология

    УТВЕРЖДАЮ

    Заведующий кафедрой ХТ В. В. Коньшин

    подпись и.о. фамилия

    «_____» ____________________ 2021 г.

    ЗАДАНИЕ № 5

    НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

    по дисциплине «Технология производства неорганических веществ и д

    полимерных материалов» д

    Студент группы ХТ-71 Борисковой Марии Геннадьевне

    Тема: Проект технологического процесса изготовления канистр

    Руководитель проекта: доцент, к.х.н. А.А. Беушев

    Срок исполнения работы: ______________________

    БАРНАУЛ 2021

    1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

    Форма выпуска: полимерная канистра объемом 10 литров

    2 СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ПРОЕКТА

    Наименование и содержание

    разделов проекта

    Трудоемкость, % от всего объема проекта

    Срок

    выполнения

    Консультант

    (Ф.И.О.,подпись)

    1 Расчетно-

    пояснительная

    записка

    80




    Беушев А.А.

    Литературный

    обзор

    10




    Беушев А.А.

    Описание

    ассортимента

    изделий

    10




    Беушев А.А.

    Описание

    технологического процесса

    25




    Беушев А.А.

    Виды брака и способы его устранения

    10




    Беушев А.А.

    Описание технологического оборудования

    10




    Беушев А.А.

    Расчетная часть

    15




    Беушев А.А.

    2 Графическая часть

    20




    Беушев А.А.

    Канистра 10л

    10




    Беушев А.А.

    Схема охлаждения циркулирующим воздухом

    10




    Беушев А.А.

    Руководитель работы А. А. Беушев ж

    и.о. фамилия подпись


    Проект технологического процесса изготовления канистр




    написать администратору сайта