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
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.
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.