При изготовлении изделий конструкционного назначения все шире находят применения 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 дальнейшей термообработки.
С целью усовершенствования и интенсификации процесса сушки термопластов была разработана технология сушки в фонтанирующем слое с одновременным облучением ИК лучами. При конвекционно-лучевом теплообмене обеспечивалось объемное и быстрое удаление влаги до требуемых по ГОСТу значений остаточной влажности, что позволяет исключить основные виды брака в изделии. При (коньекционно-лучевой) этом производительность увеличилась в 10-20 раз.
В качестве базового оборудования была разработана идея реализации процесса сушки установка модели ТИС, которая работает в автоматическом и полуавтоматическом режиме.
Техническая характеристика ТИС:
производительность установки при влажности до 0,5% т/ч. 15-30
время сушки, ч. 1-4
расход воздуха, м3/ч 15
t° воздуха °С 60-130
рабочее давление воздуха, МПа 0,2-0,5
емкость бункера, дм3 25
габаритные размеры, мм 900.600.1250
масса, кг 200
Для исключения адсорбции горячем материалом влаги из окружающей среды высушенные термопласты из ТИС наиболее целесообразно выгружать в специальную герметическую тару или обогреваемый бункер устройства АЛЗ входящий в состав термопластавтомата.
Автоматизация технологического процесса литья под давлением термопластов и повышения качества обеспечивается комплексом модели АЛ. В комплекс входят устройства для загрузки и сушки термопластов АЛЗ, вибрационного формования ВУ, съема деталей АЛС и пультом управления, обеспечивающий синхронную работу устройств с термопластавтоматом ( например модели ДЕ-3127). Литье осуществляется следующим образом: термопласты с помощью транспортера подаются из установки ТИС в обогреваемый бункер, где нагревается до заданной t в целях удаления остаточной влажности. Затем на расплав термопласта в узле впрыска (устройство ВУ) или форме воздействует колебательная энергия ультразвуковой частоты (18-22 кГц), обеспечивающая за счет мгновенного повышения давления , увеличением скорости течения материала, а значит скорость сдвига. В результате УЗ воздействия происходит гомогенизация расплава, возрастает текучесть и прочностные характеристики термопластов, стабилизируется усадка отливок. Съем отливок осуществляется с помощью комбинированной системы воздухосъемников.
Техническая характеристика устройства для загрузки и сушки термопластов АЛЗ
производительность электора, кг/ч 31-40
производительность сушки в бункере, кг/ч 5-10
высота подачи термопластов в обогрев. бункер, мм до 3000
t сушки °С 60-120
потребляемая мощность, кВт 1,6
габаритные размеры бункера, мм высота 700, диаметр 450
масса, кг 4,8
Техническая характеристика вибрационного устройства ВУ
амплитуда колебания УЗ, мнм 3
количество волноводов 4
рабочая частота, кГц 18-22
потребляемая мощность, кВт 1
габаритные размеры, мм:
вибрационной приставки 200.290.290
генератора 770.550. 425
Время подготовки комплекса и работы 30 мин. Использование автоматизированного комплекса обеспечивает повышенную прочность и снижение технологических отходов.
С целью дальнейшего совершенствования технологии литья был разработан гибкий производственный модуль модели МТ.
Техническая характеристика модуля МТ
максимальный объем впрыска, см3 63
номинальное давление литья, МПа 300
наибольшая температура пластификации, °С 320
установленная мощность, кВт 18
габаритные размеры, мм 3560.850.1900
масса, кг 2500
Использование модуля МТ обеспечивает повышение качества деталей из термопластов и снижения трудоемкости.
Важнейшим этапом в развитии производства по переработке пластмасс явилось создание и серийное изготовление термопластавтоматов моделей ТПА 400/100 и ЛПД 500/160 соответственно ТПА оснащены микропроцессорами и более совершенными гидроузлами.
Техническая характеристика ТПА 400/100
максимальный объем впрыска, см3 247
номинальное давление литья, МПа 164
наибольшая температура пластификации, °С 300
габаритные размеры, мм 5300.1340.2800
масса, кг 4200
Техническая характеристика ЛПД 500/160
максимальный объем впрыска, см3 407
номинальное давление литья, МПа 161
наибольшая температура пластификации, °С 320
установленная мощность, кВт до 61
габаритные размеры, мм 6880.1195.2440
масса, кг 6700
Одним из эффективных средств автоматизации технологических процессов литья термопластов является организация комплексно-механизированных производств на основе роторно-конвеерных линий (АРКЛ).
Линия модели ЛЛТ – 10-1 предназначена для литья одновременно до 4 типов термопластов или одного типа материала и четырех цветов. Линия работает в автоматическом и полуавтоматическом режиме.
Техническая характеристика ЛЛТ -10-1
производительность, отл/мин 100
максимальный объем впрыска, см3 10
номинальное давление литья, МПа 200
наибольшая температура пластификации, °С 250
установленная мощность, кВт 62
габаритные размеры, мм 4690.1300.3060
масса, кг 11000
Внедрение линии ЛЛТ – 10-1 обеспечивает повышение производительности труда в 8 – 10 раз и автоматизацию процесса переработки термопластов.
Для обработки пластмассовых деталей применяется универсальный зачистной станок модели СУЗ - 5
Техническая характеристика СУЗ – 5
скорость вращения, об/мин:
шпинделя сверлильной головки 30-3500
шлифовально-заточного круга 2800
наибольшие размеры обрабатываемых деталей, мм 150.150.100
габаритные размеры, мм 700.1000.1450
масса, кг 150
Станок прост в эксплуатации и обеспечивает увеличение производительности труда в 2,5 – 3 раза.
Для рационального использования технологических отходов при изготовлении изделий применяют роторный измельчитель модели УИ. Его преимущества по сравнению с промышленными аналогами измельчение всех видов термопластов, удаление пыли из рабочей зоны, обеспечение уровня шума не более 75, подвижное перемещение оборудования. Использование УИ обеспечивает ресурсосбережение материала до 90%.
Техническая характеристика УИ
производительность, кг/ч до 50
получаемая измельченная фракция не более 6 мм
максимальный размер отходов, мм 1450
потребляемая мощность, кВт 3
габаритные размеры 1050.750.1300
масса, кг 230
Для эффективной переработки термопластов их измельченную фракцию необходимо гранулировать в УГОТ.
Техническая характеристика УГОТ
производительность, кг/ч не менее 16
диаметр шнека, мм 80
отношение диаметра шнека к длине 15 – 20
скорость вращения шнека, об/мин 20 – 100
количество зон обогрева 3
потребляемая мощность, кВт не более 14
габаритные размеры, мм 2960.740.2000
масса, кг 500
Использование гранулятора позволяет более эффективно перерабатывать отходы термопластов, а также улучшает условия труда на производствах по переработке пластмасс.
В таблице приведены основные технические характеристики установок для водопальцевой грануляции фирмы «Вернер» типа WRq-230, воздушной грануляции типа КР-100, для подводной грануляции типа UG-200.
Таблица 3.
WRq-230 UG-200 KP-100
мощность привода, кВт 7,5 24 1,1
максимальная производительность, кг/ч
ПВХ 200
ПЭВД 800 5000
ПЭНД 800 4000
ПП 600 3500
ПС 700 4000
Однако решение проблемы утилизации отходов полиэтилена связаны не только с организацией дробления, мойки и перегрануляции, но и с обеспечением вторичному сырью физико-механических свойств, максимально приближенных к свойствам исходного материала, а также исключение потери материала при изготовлении изделий и обеспечения максимального возврата материала в процессе.
Исходя из вышесказанного, для приготовления патронов с резервной намоткой, для придания антистатических свойств вводится концентрат антистатической добавки марки Т0021/01,ТУ 2243-001-231-24265-2000, а также краситель черного цвета «Боско» марки Т1910, ТУ 2243-001-231-24265-2000, для окрашивания патронов.
Для уменьшения продолжительности цикла литья под давлением патронов на ТПА КУАЗУ 800/250, а соответственно уменьшение энергоемкости процесса, увеличение производительности ТПА, уменьшения себестоимости изделий рекомендуется применение бункера с устройством загрузки материала в токе горячего воздуха, которые состоят из нагревательного элемента и вентилятора, подающий горячий воздух противотоком в загрузочный бункер ТПА.
Для организации линии по переработке отходов используется: установка универсальная для измельчения полимерных отходов, экструдер Z9K-57, водопальцевой гранулятор WRq-230, барабанная сушилка. Линия обеспечивает необходимую производительность, энергоемкость, качество получаемого гранулята, который подается в технологический процесс.
Для обеспечения автоматизации процесса при транспортировки материала применяется пневмотранспортная установка; при механической обработки изделий применяется автоматический станок, который прост в эксплуатации и обеспечивает заданную производительность.
Совершенствование технологии переработки прогрессивных термопластов необходимо вследствие широкомасштабного их внедрения и расширяющегося применения, поскольку они обладают комплексом ценных механических, теплофизических и диэлектрических характеристик.
На основе анализа использованных литературных источников в курсовом проекте предлагается введение на стадии переработки ПЭВД антистатической добавки – фирмы «Боско» концентрат антистатической добавки марки Т0021/01, ТУ 2243-001-231-24265-2000. В количестве 2% от массы полимера, что позволит снизить электризуемость полимерных изделий технического назначения, в частности – катушек конических с резервной намоткой.