Описание технологического процесса

1.4 Описание технологического процесса

Технологический процесс изготовления изделий состоит из следующих стадий [34]:

-          Подготовка сырья (сушка).

-          Формование трубы экструзией.

-          Охлаждение труб.

-          Механическая обработка изделий.

Исходный материал из бункера для хранения направляется в сушилку гранул для удаления поверхностной влаги из полимера. Загрузка сырья проводится через загрузочный бункер экструдера 1.

Принцип работы экструдера состоит в том, что в нагреваемом материальном цилиндре вращается шнек, который уплотняет, расплавляет и гомогенизирует полимерную массу, затем выдавливает ее сквозь выходное отверстие формующей головки. Все эти технологические процессы происходят внутри материального цилиндра. Поэтому шнек разделен на несколько зон (зона питания, зона сжатия или плавления, зона дозирования или гомогенизации). Разделение шнека на зоны следует из поставленных перед экструдером задач.

В одношнековом экструдере движение материала в зоне питания происходит за счет сил трения между полимерной массы между, стенкой цилиндра и шнеком.

Принципиальных улучшений удалось добиться с внедрением в процесс захватывающей втулки, снабженной пазами. У полимерной массы появляется возможность зацепиться за пазы, что предотвращает ее одновременное вращение со шнеком. Пустоты между частицами сыпучего продукта заняты воздухом. Перед полным расплавлением полимера этот воздух необходимо выдавить или отсосать. Этого можно добиться постоянным уменьшением глубины нарезки при ее неизменном шаге (шнек с уменьшающейся длиной канала), или же за счет уменьшения шага витка (шнек с дегрессивным шагом).

Процесс расплавления полимерной массы начинается со сжатия. За счет соприкосновения с горячей стенкой цилиндра и вследствие трения о шнек и материальный цилиндр полимер нагревается до тех пор, пока не начинают плавиться отдельные его частицы. Передняя стенка канала шнека постоянно соскабливает расплав полимера со стенки цилиндра. Перед толкающей стенкой канала образуется скопление расплавленной фракции, которая захватывает и увлекает за собой нерасплавленные частицы. При этом происходит постоянный теплообмен, который совершается до тех пор, пока в одном витке шнека не будет расплавлен весь материал.

После расплавления необходимо гомогенизировать расплав. Это необходимо как для равномерного распределения добавок, так и для тождественности температур. После завершения процесса расплавления температура граничных слоев расплава у цилиндра и шнека гораздо выше, чем температура массы в середине канала.

Перемешивание достигается за счет сложных движений потока, происходящих в канале шнека в зоне гомогенизации.

Расплавленная полимерная масса на участке диспергирующего элемента продавливается в узкий зазор между ним и стенкой цилиндра. За счет напряжения сдвига полимерная масса нагревается и становится более текучей. В следующей зоне смешения происходит значительное усиление гомогенизации. Сам процесс смешения происходит за счет разделения и последующего объединения потока с помощью многочисленных кулачков, размещенных на шнеке.

Для изготовления труб используются головки во внутренних гнездах, которых устанавливаются дорны. Дорн жестко фиксируется в головке в специальных держателях с радиально расположенными спицами. Экструзионная головка 2 – это формоообразующий элемент. Она устанавливается на конце материального цилиндра и сконструирована таким образом чтобы расплав полимера принимал желаемую форму сечения.

После того как за счет формующего инструмента расплаву полимера будет придана определенная форма, она должна сохраняться вплоть до кристаллизации (затвердевания) расплава. Затем экструдант переходит на приемное устройство – калибрирующую насадку 3 со скоростью, соответствующей производительности экструдера. Цель калибровки – сохранение заданного профиля сечения экструданта вплоть до затвердевания расплава полимера.

После калибровки экструдант охлаждается. В качестве охлаждающих участков 4,5 при изготовлении труб выступают водяные бани.

Маркировка трубы – 6 выполняется после охлаждения изделия. Она осуществляется тиснением с помощью измерительно – маркирующего устройства 7 и предполагает нанесение фирменного знака, обозначение размера, номинального давления или знака качества.

Затем гусеничное тянущее устройство 8 захватывает трубу и передает на качающийся желоб.

За приемным устройством следует устройство разделительной резки 9.

Готовые изделия подаются на приемный стол – 10, где проходят визуальную проверку соответствия с утвержденным стандартом. Изделия, прошедшие ОТК упаковываются и отправляются на склад.

1.5 Основные параметры технологического процесса

В качестве основных технологических параметров приняты следующие: распределение температур по зонам нагрева шнека, давление пластикации (противодавление), температура расплава, скорость наружной калибровки, время охлаждения [34].

Переработка окрашенных суперконцентратами полиэтилена высокой плотности требует корректировки режимов пластикации: увеличение температуры пластикации на 10°С и увеличение линейной скорости вращения шнека до 0,2 м/мин.

Распределение температур по зонам нагрева шнека следующее:

1 зона: 140 – 150°С.

2 зона: 150 – 160°С.

3 зона: 160 – 170°С.

1.5 Техническая характеристика основного технологического оборудования [34–36]

1. Сушилка гранул СГ-100 предназначена для автоматической загрузки, подогрева и подсушки гранул термопластов при непрерывных процессах их дальнейшей переработки. Технические характеристики:

Производительность, кг/час, не более 100

Температура нагрева воздуха, °С 50 – 60

Емкость бункера устройства нагрева, м³, не менее 0,1

Емкость бункера загрузчика, м³, не менее 0,15

Высота подачи материала, м, не более 6

Мощность нагревателей, кВт 6,0

Габаритные размеры бункера загрузчика, мм, не более 950´600´905

Масса, кг, не более 250

2. Загрузочное устройство ЗГВ–500 предназначено для автоматической загрузки гранул термопласта в бункер экструдера. Технические характеристики:

Производительность, кг/час, не более 500

Емкость бункера, м³, не менее 0,15

Высота подачи материала, м, не более 6

Мощность агрегата воздуховсасывающего, кВт 0,66

Габаритные размеры бункера, мм, не более 950´600´905

Масса, кг, не более 84

3. Экструдер. Технические характеристики:

Производительность пресса по ПЭ кг/час, не более 500

Число обогреваемых зон корпуса 4

Частота вращения червяка, об/мин 12–117

Общая мощность электронагревателей, кВт 35

Габаритные размеры, мм 4660´3700´1800

Масса, кг 4400.

4. Охлаждающая ванна: температура воды 20–50°С, расход циркуляционной воды 40 м³/час.

Похожие работы

Разработка стратегии развития предприятия (на примере ОАО "Симферопольский завод пластмасс")

Скачать

180800

30

2

... позитивная тенденция связана скорее всего с техническим переоснащением производства и оптимизацией производственного процесса. За анализируемый период предприятие получало прибыль. Раздел 3 Разработка стратегии развития предприятия   3.1 Стратегическое планирование деятельности предприятия Стратегическое планирование - это одна из функций управления, которая представляет собой процесс ...