Рефераты

Курсовая работа: Совершенствование технологии изготовления вкладыш-пустотообразователя на основе полипропилена

Курсовая работа: Совершенствование технологии изготовления вкладыш-пустотообразователя на основе полипропилена

Министерство образования и науки РФ

государственный технический университет

технологический институт

Кафедра химической технологии

Курсовой проект

по дисциплине: "Основы проектирования и оборудование предприятий по переработке полимеров"

на тему: "Совершенствование технологии изготовления вкладыш-пустотообразователя на основе полипропилена"

Выполнила:

Проверил:

2007


Содержание

Введение

1. Технологическая часть

1.1 Информационный обзор

1.2 Выбор и краткая характеристика основного применяемого оборудования для переработки полимерных материалов по данной технологии

1.3 Характеристика исходного сырья и материалов

1.4 Характеристика готовой продукции

1.5 Обеспечение БЖД на участке по переработке полимерных материалов

2. Расчетная часть

2.1 Материальные расчеты

2.2 Расчет производительности основного и вспомогательного оборудования

2.2.1 Расчет производительности термопластавтомата:

2.2.2 Объем отливки при оптимальной гнездности:

2.2.3 Расчет числа ТПА

2.3 Расчет и выбор основного оборудования, необходимого для выполнения данной производительности

2.3.1 Расчет оптимальной гнездности:

2.3.2 Расчет требуемого усилия смыкания:

2.3.3 Расчет гнездности, обусловленной объемом впрыска термопластавтомата:

2.3.4 Расчет гнездности, обусловленной усилием смыкания плит ТПА

2.3.5 Расчет литниковой системы:

2.4 Расчет энергетических затрат на технологические нужды

2.4 1 Тепловой расчет бункера с сушкой материала в токе горячего воздуха.

2.4.2 Тепловой расчет ТПА.

2.4.3 Тепловой расчет экструдера.

2.4.4 Тепловой расчет гранулятора

2.4.5 Тепловой расчет барабанной сушилки

2.4.6 Расчет расхода воды

2.4.7 Транспортные расчеты

2.5 Определение необходимых площадей, для размещения оборудования, складов сырья, готовой продукции

Заключение

Список используемой литературы


Введение

Промышленность полимерных материалов является одной из ведущих отраслей народного хозяйства, среди которого большое значение имеет производство пластических масс.

Производство пластических масс базируется на полимерах, получаемых из массовых источников сырья (нефти, угля, природного газа), что обеспечивает практически неограниченную возможность роста производства полимеров.

В настоящее время на протяжении ряда лет отечественный рынок ощущает дефицит как пластических масс, так и изделий из них.

Появилась тенденция организации производства синтетических полимерных материалов не на самостоятельно функционирующих предприятиях, производящих пластмассы, а как продолжение технологической цепочки предприятий нефтепереработки и нефтехимии. Такие предприятия производят мономеры, перестают поставлять их как товарную продукцию, а ориентирую т производство полимеров, как заключительный этап технологической цепочки или даже произведя готовые изделия промышленного назначения.

Несмотря на наличие больших запасов углеводородного сырья на территории России по уровню развития отрасль производства синтетических полимерных материалов серьезно уступает по производству многим странам: Англии, Италии, Китаю, Франции, Германии, Японии, США. В целом прирост объемов производства по группе продуктов синтетических смол и пластических масс за 2005 год составил 11,4%, что свидетельствует о наметившейся тенденции к стабилизации внутреннего рынка и относительно устойчивом спросе на полимерные материалы. Однако, производство базовых термопластов, которое достаточно длительный период сохранялось на хорошем уровне, постепенно снижается. Прирост объема полипропилена в 2005 году составил 25,3%, что обеспечено вводом новых мощностей в АО "Уфарсинту", АО "Московский нефтеперерабатывающий завод".

Несмотря на постоянное снижение уровня производства за прошедшие годы, производство термопластов пока остается рентабельным. Хотя уровень рентабельности постепенно снижается, даже при сохранении существующего парка оборудования (хотя и значительно устаревшего) и объемов и поставщиков сырья, производство термопластов останется рентабельным еще около 10 лет. Важным фактором сохранения производства термопластов является замена устаревшего оборудования и устаревших технологических процессов на современные; обеспечение сырьевой базы и снижение себестоимости продукции (тарифы на ресурсы, услуги, высокая стоимость сырья, транспорт, устаревшая технология с низким уровнем рентабельности). [1]

Отрасль переработки пластмасс находится в стадии структурной перестройки, преодолевая последствия общего падения производства в России и конкуренцию со стороны импортной продукции. Перестройка крупных предприятий привела к образованию более мелких самостоятельных единиц, частных фирм, совместных предприятий, которое используют новейшее импортное оборудование и технологии или выжимают все возможное из старого оборудования старых предприятий. [2]

Развитие отрасли переработки пластмасс сдерживала узость отечественного ассортимента сырья, в то же время стимулировала импорт сырья. В настоящее время, в связи с повышением цен на импортные сырье и материалы открылась возможность для отечественных производителей увеличить выпуск продукции. Спрос на продукцию переработки пластмасс продолжает развиваться.

Предприятия по переработки пластмасс на 2000 год остро нуждались в техническом перевооружении, так как около 65% оборудования морально и физически устарело, более 60% производств имело срок эксплуатации, превышающей 15 лет. В настоящее время конкуренция на рынке полимерного оборудования и возможность закупать комплектующие за рубежом позволили улучшить качество отечественного оборудования, например, выпускаемые на оборонном предприятии ПО "Савма" (г. Кимры), ВЗПО "Техника" (г. Владимир), на Тульском машиностроительном заводе по документации фирмы "Куаси" (Германия). По желанию заказчика, эти термопластавтоматы могут быть оснащены системами управления фирм "Бош", "Сименс", гидроаппаратурой "Виккерс", "Рексрот". [2]

Таким образом, для успешной конкуренции импортным изделиям, для поддержания производства на высоком уровне, соответствующем современным требованиям для снижения себестоимости и повышения рентабельности производства, необходимо совершенствование существующих технологии и оборудования производства литьевых изделий, рассмотренное в настоящем проекте на примере производства вкладыш-пустотообразователя.

Вкладыш-пустотообразователь ТУ 2291-008-01124325-01 электроизолирующий для железобетонных шпал. Предназначен для электроизоляции рельсового скрепления типа ЖБР-65 от железобетонных шпал типа Ш3 по ОСТ 32.152-2000 или брусьев по ОСТ 32.134-99 и для закрепления в них закладных седловидных шайб и болтов и изготовлены из полипропилена по ГОСТ 26996 - 86 методом литья под давлением на термопластавтомате KuASY 800/250. [3]

Поэтому целью курсового проекта является усовершенствование технологии изготовления литьевых изделий технического назначения на ОАО "Балаковский завод запасных деталей", рассматриваемой для повышения конкурентоспособности продукции.


1. Технологическая часть

1.1 Информационный обзор

Вкладыш-пустотообразователь должен быть прочным и выдерживать при контрольной проверке свободное падение на бетонный пол с высоты 1 м без образования трещин, изломов, отколов и других механических повреждений, а также выдерживать без потери формы температуру +120ºС в сушильном шкафу в течении 30 минут. Поэтому, они должны удовлетворять следующим требованиям:

прочность, жесткость, твердость, теплостойкость, устойчивость к агрессивным средам, легкость обработки. Всем этим требованиям в полной мере отвечает полипропилен, однако, вследствие действия прямого солнечного света полипропилен, поэтому при переработке полипропилена обязательно добавление стабилизаторов. [4]

Для модификации свойств полипропилена и улучшения потребительских качеств изделий из полипропилена применяются различные добавки и красители. Например, модификация полипропилена полиизобутиленом (5-10%) улучшает перерабатываемость материала, повышает его гибкость, стойкость к растрескиванию, хрупкость при низких температурах снижает. Для модификации свойств применяют также бутилкаучук, силоксановый каучук и другие. Для улучшения переработки термопластов экструзией предлагается ввести концентрат экструзионной добавки "Баско".

Концентрат антистатической добавки марки Т0021/01 может быть использован для предотвращения образования зарядов статистического электричества в изделиях из полиолефинов.

Пластические материалы, как правило, обладают высоким удельным поверхностным сопротивлением и низкой диэлектрической постоянной. Эти свойства при выпуске полимерных изделий приводят к высокому электростатическому заряду на поверхности готовых изделий и, как следствие, налипание на них микрочастиц пыли и грязи.

Уменьшение удельного поверхностного сопротивления полимеров наиболее технологично может быть достигнуто применением добавок, которые вводятся в полимерный материал при переработке, обеспечивая долговременный эффект за счет миграции добавки из внутренних слоев изделия к его поверхности.

Антистатический эффект достигается за счет взаимодействия добавки с атмосферной влагой, в результате чего образуется электропроводимый поверхностный слой. Поскольку миграция на поверхность является предпосылкой действия антистатиков, то их эффективность достигается либо сразу, либо в течении определенного времени после завершения технологического процесса. Для достижения определенного антистатического эффекта необходимая определенная влажность (не менее 30%) воздуха для образования влажной пленки на поверхности полимера.

Рекомендуемый процент ввода 05-3,0% от массы исходного полимера в зависимости от требований к поверхностной электропроводности изделий. Излишняя концентрация антистатика может приводить к "замасливанию" поверхности изделий или негативно влиять на фиксацию печати. Для вкладыша рекомендуется вводить 2% добавки от массы исходного изделия для обеспечения необходимого антистатического эффекта.

Смешение гранул антистатика с гранулами полимера может быть осуществлено путем автоматического дозирования в загрузочную воронку либо в тихоходном смесителе любого типа (барабанном, "пьяной бочке", двухконусном и т.п.). готовая смесь дозируется в загрузочную воронку термопластавтомата и перерабатывается в изделие при стандартных режимах получения данных изделий. [5]

Предлагаются также следующие добавки "Баско"в таблице 1


Таблица 1

Наименование, марка Назначение и оказываемое воздействие
1. Концентрат "Баско" П0010/Ревтас пластифицирующей добавки. Вводится для облегчения переработки вторичных полиолефинов, в том числе и полипропилена. Вводится в количестве 2-3% при переработке вторичных пластмасс и благодаря комплексу специальных добавок предотвращает термоокислительное старение вторичных полимеров, облегчает их переработку вследствие улучшения реологических характеристик расплава, увеличивает
прочностные характеристики готовых изделий (их пластичность, стойкость к растрескиванию). При переработке сложного сырья (передробленных изделий с длительным сроком эксплуатации) рекомендуется увеличить количество добавки до 5%. [5]
2. Концентрат "Баско" П0023 просветлителя (нуклатора) Используется для повышения прозрачности изделий из полипропилена, а также способствует повышению жесткости литьевых изделий и сохранении продолжительности процесса литья. Рекомендуемый процент ввода 1,5-20,0%. [5]

Описание технологического процесса.

Технологическая схема производства вкладыша состоит из следующих операций:

прием сырья в контейнерах или мешках;

транспортирование на склад;

хранение сырья;

входной контроль;

подготовка сырья;

формование изделий;

контроль продукции;

механическая обработка;

упаковка;

складирование;

переработка отходов. [18]

Сырье в мешках транспортируется из грузовой машины погрузчиком на склад, где хранится стеллажным способом на поддонах в мешках 17. Затем сырье в мешках с помощью электропогрузчиком 16 подается на растарочную установку 11, из которой пневмотранспортером гранулы сырья поступают в приемный бункер 1, гранулы красителя в бункер 7, гранулы антистатической добавки в бункер 6.

В пневмотранспортных системах воздух нагнетается компрессором через фильтр в транспортерную трубу, куда из бункеров 1,6,7 через питатель подается полипропилен, краситель и добавка. При разгрузки системы циклон можно не применять, так как гранулированные материалы можно выгружать непосредственно в приемный бункер ленточного дозатора 8.

В ленточном дозаторе материал перемещается бесконечным транспортером, закрепленным на раме, и приводимым в движение барабанным электродвигателем. Дозируемый материал из приемного бункера, расположенного над транспортером, поступает на ленту через загрузочное окно с регулирующей заслонкой. Транспортирующая лента дополнительно поддерживается роликовыми опорами. Дозируемый материал сходит с транспортера под собственной силой тяжести; для очистки ленты предназначено очистное устройство. Ленточный дозатор заключен в корпус. [19]

Ленточный дозатор 8 подает материал в загрузочный бункер 9 ТПА, в котором сырье подогревается в токе горячего воздуха. Воздух нагнетается в бункер вентилятором 14, предварительно нагревается нагревательным элементом 15, проходит через нижний фильтр и материал, выходит через отвод воздуха. Материал поступает сначала во внутренний бункер с магнитным распределителем, а затем поступает во внешний бункер с фильтром, где происходит осушение и нагревание его. [20]

Из бункера 9 материал поступает в ТПА марки KuASY 800/250 10.

Технологический цикл в ТПА обеспечивается за счет слаженной работы трех узлов: узла смыкания и запирания форм, узла пластикации и выпуска механизма подвода и отвода, узла пластикации и впрыска. ТПА состоит из устройства для дозирования материала, механизмов для замыкания формы и инжекции, привода, пультов для управления машиной, а также контроля и регулирования температуры. Важнейший узел автомата - инжекционный механизм, состоящий из устройств для объемного или весового дозирования, пластикации и инжекции материала; привода для возвратно-поступательного движения поршней, а также вращательного и поступательного движения червяков; устройства для передвижения инжекционного механизма. [21]

Цикл литья под давлением вкладыша состоит из следующих операций и выполняется в следующей последовательности:

Перемещение подвижной плиты (сначала ускоренный, затем замедленный);

Запирание формы;

Перемещение механизма впрыска к форме и впрыска расплав в форму;

Выдержка материала в форме под давлением;

Охлаждение изделия в форме;

Раскрытие формы;

Подача материала в материальный цилиндр, пластикация и гомогенизация его за счет энергии вращения червяка и тепла, подводимого извне (доза накопленного пластифицированного материала в цилиндре округляется положением конечного выключателя отхода шнека машины);

Раскрытие формы и удаление изделия из формы;

Смазка формы. [18]

Затем готовое изделие подается на стол 12 для механической обработки, где удаляется литник; места обреза литника и облоя, кромки внутренних отверстий зачищаются. Затем изделие упаковывается в контейнер 13, погрузчиком перевозится на склад готовой продукции, где хранятся в контейнерах, обеспечивающих сохранность их при транспортировании и хранении. [3]

Заполненный литником технологический контейнер 13 погрузчиком доставляется к дробилке 14, в которой происходит измельчение литников и других отходов. Установка имеет ротор состоящий из наборов больших и малых ножей (с зубьями подобными циркулярной пиле) и неподвижный нож, выполненный ступенчато с выступами и впадинами, соответствующими зубьям дисковых ножей. Решетка, разделяющая измельчитель, служит первичным классификатором дисперсности полимера. При работе установки отходы подаются в приемный бункер, где захватываются рифами волков. Волки уплотняют и формируют волокно из отходов, переводя их в удобную для измельчения форму.

Увеличение степени уплотнения полотна также можно добиться, изменяя зазор между волками при помощи штоков и пружин. Полотно из отходов направляется в зону резания, где зубьями дисковых ножей затягивается на неподвижный нож, измельчается на кусочки и далее, проваливаются через решетку, отсасываются воздуходувкой. [12]

Измемельченный отход подается в гранулятор водокольцевой 20. Устройство состоит из корпуса грануляторной головки, кольцевой фильтр, кожуха гранулятора, рубящих ножей и привода.

Шесть рубящих ножей закреплены на горизонтальном валу, это облегчает их обслуживание. Расплав полимера из экструдера 19 поступает в гранулированную головку к фильере. Выходящие из фильеры прутки рубятся вращающимися ножами непосредственно у фильеры. Вода поступает по касательной в кожух гранулятора, подхватывает гранулы и транспортирует их в кожух по спиральному кольцу к выходному штуцеру.

Поток воды с гранулами поступает в воотделитель 21, в котором отделяется вода, а гранулы на сушку в барабанную сушилку 22. Кожух гранулятора вместе с валом рубящих ножей и приводом вала установлен на передвижной тележке. [11]

Полученные гранулы из приемного бункера 23 транспортируются пневмотранспортером в ТПА.

Сначала гранулы переработанных отходов поступают в ленточный дозатор 8, затем подаются в загрузочный бункер 9 ТПА 10 в количестве, не превышающем 20% от массы исходного сырья.

Основные параметры технологического процесса.

1. Транспортирование гранул полипропилена и концентратов "Баско" пневмотранспортной системой:

емкость системы не лимитируется;

производительность, кг/ч 50…50000. [18]

2. Дозирование полипропилена и концентратов "Баско" ленточным дозатором:

температура и давление - нормальные;

точность дозирования, % до 1. [18]

3. Подсушивание сырья в токе горячего воздуха:

допустимая влажность сырья после сушки, % 0,1;

продолжительность сушки, ч 0,5…1.

4. Литье под давлением:

продолжительность впрыска, с 15…20;

продолжительность охлаждения, с 45…50;

температура по зонам нагрева литьевой машины, °С I - 220±10;

II - 240±10;

III - 250±10;

IV - 260±10.

нагрев - электрический;

давление, МПа 80…140;

температура формы, °С 70…80; [23]

продолжительность цикла, с 60…70.

5. Установка для измельчения отходов:

температура и давление - нормальные. [14]

6. Гранулирование измельченных отходов:

температура экструзии, °С 220…240;

давление на выходе экструдера, МПа 20…25;

температура воды гранулятора, °С 20-50. [11]

7. Сушка гранул из переработанных отходов:

степень заполнения барабанной сушилки, % 20…30;

температура воздуха, °С 90…110;

продолжительность сушки, ч 1;

давление сушки - нормальное. [18,24]

Характеристика применяемого основного оборудования представлена в таблице 2.

Таблица 2

Наименование аппаратов, машин Технические характеристики
Ленточный дозатор

Производительность, м3/ч до 300.

Ширина ленты транспортера, мм 400.

Скорость движения ленты, м/с до 0,5.

ТПА марки KuASY

Диаметр шнека, мм 70.

Наибольший ход шнека, мм 165.

Скорость шнека вперед, мм/с 10-75.

Число оборотов шнека, мин-1 28; 35,5; 45; 56; 71; 90; 112.

Удельное давление впрыска, кг/см2 1270.

Объемная скорость впрыска, см3/с 295.

Пластикационная производительность, кг/ч 135.

Род обогрева - электрический.

Общая мощность обогрева, кВт 10,3.

Усилие запирания литьевой формы, кН 2200-2750.

Номинальное усилие запирания формы, кН 2500.

Усилие раскрытия литьевой формы, кН 155.

Скорость ускоренного смыкания, мм/с 60-465.

Скорость замедленного смыкания, мм/с 60.

Скорость раскрытия формы, мм/с 60.

Скорость ускоренного раскрытия формы, мм/с 60-475.

Ход подвижной плиты механизма запирания, мм 500.

Наибольший просвет между плитами механизма запирания, мм 1000.

Наименьший просвет между плитами механизма запирания, мм 100.

Расстояние между колоннами на свету

 (горизонтально/вертикально), мм 500/500.

Максимальная мощность выталкивания, кН 155.

Ход выталкивателя, мм 100.

Скорость выталкивателя, мм/с 37.

Мощность обратного отвода шнека, кН 105.

Усилие прижатия сопла, кН 40-144.

Ход сопла, мм 320.

Потребность в охлаждающей воде при температуре воды 20°С, л/ч 250.

Вес машины (без масла), кг 7700.

Экструдер двухчервячный

ZSK 57

Частота вращения червяков, об/мин 30-300.

Мощность электродвигателя, кВт 32.

Установка для грануляции

WRG-230

Число отверстий в фильере 15-52.

Частота вращения вала с ножами, об/мин 1500-3000.

Мощность привода, кВт 7,5.

Расход циркуляционной воды, м3/ч 40.

Максимальная производительность, кг/ч 600.

Барабанная сушилка

Степень заполнения сушилки, % 20-30.

Оптимальная частота вращения, об/мин 4-6.

Скорость движения теплоносителя (воздуха), м/с 2-6.

1.2 Выбор и краткая характеристика основного применяемого оборудования для переработки полимерных материалов по данной технологии

Основным направлением развития переработки пластмасс литьем под давлением является переход от отдельных литьевых машин, работающих в автоматическом режиме, к участкам и цехам с полной автоматизацией технологической цепочки.

Литьевые машины с числовым программным управлением в комплексе с устройствами для автоматической подачи сырья из тары в бункер машины, для перестановки литьевых форм, для термостатирования литьевых форм, с автоматическими манипуляторами для съема и выноса из зоны формования готовых изделий, транспортерами для перемещения изделий от машины позволяют комплектовать автоматические поточные линии по выпуску литьевых изделий. [6]

В настоящее время наиболее целесообразно применять следующие технологические схемы: в полуавтоматическом и автоматическом режимах работы оборудования с распределением программ изделий по расчетным рабочим местам.

При автоматизированных производствах рекомендуется применять автоматизированные склады хранения сырья, представляющие собой систему емкостей, оборудованных указателями уровня сырья. Сырье подается к месту потребления при помощи пневмотранспорта, включающегося автоматически по вызову от литьевой машины при понижении уровня сырья в бункере или через определенные промежутки времени. [7]

При изготовлении изделий конструкционного назначения все шире находят применение литьевые термопласты, которые характеризуются комплексом ценных механических, теплофизических и диэлектрических характеристик. Широкомасштабное внедрение прогрессивных термопластов требует дальнейшего совершенствования технологии их переработки от подготовительной операции - сушки, до финишной - термообработки.

С целью совершенствования и интенсификации процесса сушки термопластов была разработана технология сушки в фонманирующем слое с одновременным облучением инфракрасными лучами. При конвекционно-лучевом теплообмене обеспечивается объемное и быстрое удаление влаги из обрабатываемых термопластов до требуемых по НТД (ГОСТ, ОСТ, ТУ) значений остаточной влажности, что позволяет исключить основные виды брака в деталях, образцах (пузыри, расслоение, трещины, "серебро, включения - продукты термоочистителной деструкции"), увеличивая их эксплуатационный ресурс в 2-4 раза. При этом производительность сушки возрастает в 10-20 раз.

Для реализации процесса сушки в качестве базового оборудования была разработана установка модели ТИС. Установка состоит из пульта управления, съемной крышкой с ИК лампами, бункера с отверстиями внизу, внутри которого расположены напорная труба и эжектор, калорифера с шестью ТЭНами, системы очистки воздуха, пневмо- и электроаппаратуры. Установка модели ТИС работает в полуавтоматическом и автоматическом режимах.

Техническая характеристика ТИС.

Производительность установки при исходной остаточной влажности до 0,5% - 15-30 кг/ч.

Время сушки - 1-4 ч.

Расход воздуха - 15 м3/ч.

Температура воздуха - 60-130°С.

Рабочее давление воздуха - 0,2-0,5 МПа.

Емкость бункера - 25 дм2.

Габаритные размеры - 900х600х1250 мм.

Масса - 200 кг.

Для исключения адсорбции горячим материалом влаги из окружающей среды высушенные термопласты из ТИС целесообразно выпускать в специальную герметичную тару или обогреваемый бункер устройства АЛЗ, входящего в состав термопластавтомата. [8]

Загрузочные бункеры применяются также с вакуумированием с целью удаления летучих веществ из перерабатываемого материала; бункеры с подогревом в токе горячего воздуха; бункеры с многоэтажными дозирующими шайбами. [26]

Автоматизация технологического процесса литья под давлением термопластов и повышение качества обеспечивается комплексом модели АЛ. В комплекс входит устройство для загрузки и сушки термопластов АЛЗ, вибрационного формования ВУ, съема деталей АЛС и пульт управления, обеспечивающий синхронную работу устройств с термопластавтоматом (например, модели ДЕ - 3127). Литье осуществляется следующим образом. Термопласты с помощью эжектора подаются из установки ТИС в обогреваемый бункер, где нагревается до заданной температуры в целях удаления остаточной влажности. Затем на расплав термопласта в узле впрыска (устройство ВУ) или форме (с размещенным УЗ преобразователем) воздействует колебательная энергия ультразвуковой частоты (18-22 кГц), обеспечивающая за счет мгновенного повышения давления, увеличения скорости течения материалов, а значит скорости сдвига. При больших скоростях сдвига быстро ориентируются сегменты макромолекул, и уменьшается вязкость термопластов. В результате УЗ воздействия происходит гомогенизация расплава, возрастает текучесть и прочностные характеристики термопластов, стабилизируется усадка отливок. Съем отливок осуществляется с помощью комбинированной системы воздухосъемников и толкателя с пружинной в форме.

Техническая характеристика осуществляется

для загрузки и сушки термопластов АЛЗ.

Производительность эжектора - 31-40 кг/г.

Производительность сушки в бункере - 5-10 кг/г.

Высота подачи термопластов в обогреваемый бункер - до 3000 мм.

Температура сушки - 60-120°С.

Потребляемая мощность - 1,6 кВт.

Габаритные размеры бункера или высота - 700 мм.

Диаметр верхней части - 450 мм.

Масса - 48 кг.

Техническая характеристика вибрационного устройства ВУ.

Амплитуда колебания УЗ волноводов - 3 мкм.

Количество волноводов - 4 шт.

Рабочая частота - 18-22 кГц.

Потребляемая мощность - 1 кВт.

Габаритные размеры: - вибрационной приставки - 200х290х290 мм;

генератора - 770х550х425 мм.

Время подготовки этого автоматизированного комплекса к работе составляет 30 минут. Использование автоматизированного комплекса обеспечивает повышение прочностных характеристик изделий и снижение технологических отходов. [8]

С целью дальнейшего совершенствования технологии лить под давлением термопластов был разработан гибкий производственный модуль модели МТ, который состоит из термопластавтомата (например, ДЕ 127-63Ц1), автоматизированного устройства программного управления "Микро", устройств АЛЗ и АЛС, унифицированного блока с набором форм-вкладышей. Модель функционирует автономно, осуществляет многократные циклы и может быть встроена в систему более высокого уровня ("Электроника-60", СШ-1420 и т.д.). пульт управления модулем включает восемь терморегуляторов Ш-4528 или Ш-4538 (для регулирования температуры бункер, сопла, форм), а также устройства "Микро", которое обеспечивает заданные режимы смыкания и размыкания формы, подвода и отвода сопла, набор дозы и скорости впрыска.

Использование блока с индукционным обогревом и унифицированным посадочным местом с подпружиненным фиксатором позволяет в 20-30 раз интенсифицировать процесс переналадки форм-вкладышей и обеспечить их быстрый и равномерный нагрев до заданных температур.

Режим работы элементов модуля зависит от цикличности работы и задается автономно системой управления.

Техническая характеристика модуля модели МТ.

Максимальный объем впрыска - 63 см3.

Номинальное давление литья - 180 МПа.

Наибольшая температура пластикации - 350°С.

Установленная мощность - 18 кВт.

Габаритные размеры - 3560х850х1900 мм.

Масса - 2500кг.

Использование модели МТ обеспечивает повышение качества деталей из термопластов и снижение трудоемкости их изготовления. Возможность встраивания в систему более высокого уровня позволяет создать на его основе гибкие автоматические участки и производства. [8]

Важным этапом развития производства по переработке пластмасс явилось создание и серийное изготовление на ВПО "Техника" (г. Владимир) и СПО "Прогресс" (г. Кипр) термопластоавтоматов моделей ТПА 400/100 и ЛПД 500/160 соответственно. Термопластавтоматы оснащены микропроцессорами и более совершенными гидроузлами.

Техническая характеристика ТПА 400/100.

Максимальный объем впрыска - 247 см3.

Номинальное давление литья - 164 МПа.

Наибольшая температура пластикации - 350°С.

Габаритные размеры - 5300х1340х2800 мм.

Масса - 4200 кг.

Техническая характеристика ЛПД 500/100.

Максимальный объем впрыска - 407 см3.

Номинальное давление литья - 161 МПа.

Наибольшая температура пластикации - 350°С.

Установленная мощность - до 61 кВт.

Габаритные размеры - 6880х1195х2440 мм.

Масса - 6700 кг.

Использование горизонтальных термопластавтоматов обеспечивает эффективную переработку термопластов. В настоящее время ведутся работы по усовершенствованию узла пластикации, бункера и системы управления термопластавтоматов, что позволяет расширить ассортимент перерабатываемых термопластов и повысить качество изделий на их основе.

Одним из эффективных средств автоматизированных технологических процессов литья термопластов (полиолефинов, полистиролов) является организация комплексо-механизированных производств на основе реторно- конвейерных линий (АРКЛ).

Линия модели ЛЛТ - 10-1 предназначена для литья одновременно до четырех типов термопластов с последующим получением четырех типоразмеров деталей диаметром до 40 мм, высотой до 50 мм.

Литье деталей осуществляется при непрерывном движении литьевых форм, размещенных в цепном конвейере относительно ротора инжекции и ротора выгрузки, расположенных в технологической последовательности. При движении конвейера литьевые формы последовательно перемещаются через ротор инжекции, где происходит загрузка, пластикация перерабатываемых материалов, дозировка расплавов в цилиндре с последующим заполнением форм под давлением. В роторе выброски происходит размывание формы, отделение литника, выталкивание отливок и передача их в механизм разделения изделий (деталей) по номенклатуре, очистка и смыкание форм. По мимо указанных узлов в линию входит централизованный пульт управления и гидросистема. Линия

ЛЛТ - 10-1 работает в полуавтоматическом или автоматическом режимах. [8]

Техническая характеристика ЛЛТ - 10-1.

Производительность - 100 опм/мин.

Максимальный объем впрыска - 10 см3.

Номинальное давление литья - 150 МПа.

Наибольшая температура пластикации - 250°С.

Установленная мощность - 62 кВт.

Габаритные размеры - 4690х1300х3060 мм.

Масса - 11000 кг.

Внедрение линии ЛЛТ-10-1 обеспечивает повышении производительности труда в 8-10 раз и автоматизацию процесса переработки термопластов. Линию целесообразно использовать в крупносерийном производстве (при коэффициенте загрузки оборудования ≥0,9).

Для рационального использования технологических отходов при изготовлении изделий бытовой техники применяют роторный измельчитель термопластов моделей УИ. Измельчитель состоит из корпуса с встроенными в него неподвижными ножами, в нутрии которого расположены вращающийся ротор фрезерного типа с набором секциями и ножами, номер загрузки и помола, сито, емкости для измельченного материала, пылеуловитель (циклон), а также пульт управления. Отходы термопластов (литники, бракованные детали) подают в загрузочную камеру вручную или с помощью транспортера. Непрерывное измельчение материала происходит между ножами ротора и корпуса. При необходимости возможно регулирование зазора между режущими кромками ножей ротора и корпуса в зависимости от насыпной плотности перерабатываемого материала. Степень измельчения определяется величиной отверстия сита, ограждающего снизу камеру помола. Измельчитель работает в полуавтоматическом режиме.

О преимуществах измельчителя УИ по сравнению с промышленными аналогами: измельчение всех видов термопластов, удаление пыли и летучих веществ из зоны работы; обеспечение уровня шума не более 75 дБ, подвижное перемещение оборудования.

Использование УИ обеспечивает ресурсосбережение материала до 90%.

Техническая характеристика УИ.

Производительность - до 50 кг/ч.

Получаемая измельченная фракция - не более 6 мм.

Максимальные размеры перерабатываемых пустотелых отходов 1400мм.

Потребляемая мощность - 3 кВт.

Габаритные размеры - 1050х750х1300 мм.

Масса - 230 кг.

Для эффективной переработки термопластов, их измельченную фракцию необходимо гранулировать. Установка для грануляции отходов термопластов УГОТ состоит из загрузочного бункера, червячного экструдера, охлаждающего устройства, механизма резких стренг до гранулята, пневмо- и электроаппаратуры, пульта управления. Модульность установки позволяет ей работать как автономно, так и совместно с измельчителем термопластов. Предварительно измельченные отходы термопластов подаются пневмотранспортом в бункер экструдера. В материальном цилиндре экструдера происходит непрерывная пластикация. Материал выдавливается через фильеру в виде стренг, которые охлаждаются в водяной ванне и поступают на механизм резки. Бесступенчатая регулировка скорости вращения червяка позволяет перерабатывать широкий диапазон материалов (полиолефинов, полистиролов, полиамидов и др.). Регулировка зазора между ножами и скорости вращения способствует получению гранул необходимых геометрических размеров (например, диаметр 2-4 мм, длине 3-6 мм). [8]

Техническая характеристика УГОТ.

Производительность не менее 16 кг/г.

Диаметр шнека - 80 мм.

Отношение диаметра шнека к его длине (15-20) /1.

Скорость вращения шнека - 20-100 об. /мин.

Количество зон обогрева - 3.

Потребляемая мощность не более 14 кВт.

Габаритные размеры - 2960х740х2000 мм.

Масса - 500 кг.

Использование грануметора позволяет более эффективно перерабатывать отходы термопластов, а также улучшать условия труда на производствах по переработки пластмасс. [10]

Для грануляции термопластов применяется также по мимо холодной грануляции, горячую; наибольшее распространение, особенно при больших производительностях, получил метод горячей грануляции, при которой гранулы образуются при резке горячих стренгов и последующим охлаждении их. Охлаждение бывает воздушное, в водяном кольце с подводной резкой.

Выбор способа грануляции определяется свойствами гранулированного материала, производительностью и типом экструдера, требуемой формы гранул, а качество получаемого гранулята- в основном однородностью и насыпной плотностью.

Для грануляции полипропилена с заданной производительностью не целесообразно применение водокольцевой грануляции, обеспечивающей помимо требуемой производительности высокое качество получаемых гранул, простоту конструкции фильеры, отсутствие забивания фильеры даже при низкой производительности, незначительный износ рубящих ножей благодаря образованию тонкой пленки расплава на фильере, низкими капитальными и эксплуатационными затратами. На этой установке можно получать тарообразные, линзообразные и цилиндрические гранулы диаметром 0,3-0,6 см. длина гранул может регулироваться частотой вращения вала с рубящими ножами.

Безопасная работа обеспечивается системой отключения машины при повышения давления: реле контроля частоты вращения и датчик расхода воды и вала отключает установку при разрыве приводного ремня, концевой выключатель между фильерой и кожухом предотвращает аварии при открытом кожухе гранулятора.

Подводная грануляция применяется главным образом для термопластов, которые налипают на фильеру и ножи, - прозрачный пластифицированный полистирол, полипропилен и его сополимеры и др. Однако эти установки применяют для высокопроизводительных производств (14-17 тонн/год). Прутки, выходящие из фильеры, рубятся вращающимися ножами непосредственно у фильеры, затем гранулы снизу подхватываются водой и транспортируются к холодильнику, затем к сушилке.

Техническая характеристика установок для водокольцевой грануляции типа WRG-230, для подводной грануляции типа UG-200 (11).

WRG-230 UG-200 (11)

Мощность привода 7,5 кВт 24 кВт.

Максимальная производительность

по ПВХ, кг/г:

по полиэтилену высокого давления 800 5000

по полиэтилену низкого давления 800 4000

по пропилену 600 3500

по пропилену 700 4000

Проблема утилизации полимерных отходов является одной из важнейших, однако хранение их переработки целесообразен лишь тогда, когда существует действительная технология и высокопроизводительное оборудование. Между тем в настоящее время нет четких путей эффективной переработки полимерных отходов, особенно "мягких", а также определение производительности и мощности установок, учитывающих конструктивные параметры режущих узлов и свойств перерабатываемых материалов, в том числе высокоэластичных. К "мягким" относятся: полиэтилен высокого, среднего, низкого давлений, полипропилен пластифицированные и полужесткие материалы на основе поливинилхлорида, резины.

Предлагаются универсальные технологии, позволяющие перерабатывать широкий спектр полимерных отходов, в том числе "мягких", отличающиеся достаточно высокой производительностью при относительной простоте конструктивного оформления энергосбережения.

Техническая и экономическая эффективность использования универсальной установки для измельчения "мягких" полимерных отходов состоит в заметном расширении сырьевой базы за счет возврата в производства "мягких" отходов и соответственно улучшить экологическую обстановку благодаря исключению вывоза этого вида полимерных отходов на свалку. [12]

Вообще проблема утилизации отходов в России за рубежом весьма актуальны и поскольку в современном мире существует свыше четырехсот видов пластмассовых отходов. Учитывая специфические свойства полимерных материалов - они не подвергаются гниению, коррозии, проблема их утилизации носит прежде всего экологический характер. Универсального решения экологической проблемы даже в экологически-развитых странах не найдено.

Комплексных линий по производству оборудования для переработки отходов в России нет. Только завод "Кузполимермаш" изготавливает отдельные узлы технологической линии переработки отходов: агломираторы, дробилки, сушки, линии грануляции термопластов.

Ориентировочная стоимость оборудования для линии грануляции отходов мощностью до 600 тонн/год без стадии отмывки составляет от 25тыс. долларов США.

Анализ европейского и мирового опыта показал, что экологические производства, т.е. производства касающиеся восстановления и улучшения окружающей среды, которые включают в себе процессы повторного использования материала дают выручку в размере более 300млрд. Евро/год в одном европейском союзе.

Однако решение проблемы утилизации отходов полипропилена связана не только с организацией дробления, мойки и перегрануляции, но и с обеспечением вторичному сырью физико-механических свойств, максимально приближенных к свойствам полимера, так как полипропилен претерпевает изменения, негативно влияющие на их структуру. [13]

Основным способом борьбы с термоокислительной деструкцией полипропилена является введение в них антиоксидантов или стабилизаторов. В настоящее время некоторые зарубежные фирмы, в частности, Швейцарская фирма "Сиба", выпускает рецептуры стабилизаторов, содержащих еще и ряд ингредиентов, позволяющих не только предотвратить дальнейшую деструкцию полимеров, но и в некоторой степени, восстановить их свойства. Эти комплексные рецептуры получили название рециклизаторов. Их вводят в количестве от 0,2-0,4% от массы полимера. Наиболее рациональным способом введения рециклизаторов в полимеры, является использование их концентратов, особенно многофункциональных концентратов, содержащих несколько аддитивов, каждый из которых выполняет в полимере свою конкретную функцию.

Уже в течении многих лет очень хорошо зарекомендовали себя установки по переработки отходов термопластов, представляющие собой комбинацию из узла разрывания, экструдера с гранулирующей головкой.

Технические преимущества этих установок:

прямая комбинация узла разрывания и одношнекового экструдера означает экономию промежуточного транспортирования и складирования материала;

загрузка экструдера подогретым уплотненным материалом приводит к тому, что можно использовать более короткий экструдер, обеспечить меньший износ шнека и цилиндра и снять термическую нагрузку и окисление материала;

возможность переработки материалов с влажностью до 4%, а на установках с вакуумом и двойной дегазацией до 8%.

Экономические преимущества:

очень хорошее соотношение цены и производительности;

экономия до 40% энергии по сравнению с многоступенчатой переработкой;

компактное незанимающее много места исполнение;

пластифицированный, великолепно отфильтрованный в расплавленном состоянии гомогенный гранулят, мало уступающий по своим качествам первичному.

Производительность установок такого типа от 100 кг/г до 2000 кг/г.

Основная задача при проектировании и изготовлении оборудования для переработки отходов является исключение по мере материала при изготовлении изделия и обеспечение максимального возврата материалов в процесс.

В настоящее время на заводе ЗАО "Атлант" (Беларусь) изготавливаются серии дробилок:

1. дробилка передвижная БЗС 0090М.

2. дробилка БЗС 0131.

3. дробилка БЗС 0139.

Эти дробилки относятся к типу малооборотистых.

Особенность этих дробилок - низкий уровень шума (менее 70 дБ), незначительное содержание пыли, что обеспечивается низкой скоростью вращения инструмента (28 об. /мин), самозатачивающиеся инструменты, который гарантирует продолжительную эксплуатацию дробилки без переточки инструмента. [14]

За рубежом проблема утилизации отходов является одной из наиболее острых проблем современной цивилизации. С целью ее решения в последнее время предпочтительное развитие получает производство биоразлагаемых полимеров: Biopol, Bioceta, Eco Plato, Bioplast, Bionolle, Ecoflex и другие. Также важным направлением в США и Европе является рециклирование отходов пластмасс и получения материалов, продуктов или изделий пригодных к дальнейшему использованию. [15]

Страницы: 1, 2


© 2010 Собрание рефератов