124516 (Технология и оборудование производства изделий из пластмасс и композиционных материалов), страница 2

При прохождении технологической практики изучаются технологические и экономические вопросы производства и собирается материал для выполнения курсового проекта по технологии и оборудованию производства изделий из пластмасс и композиционных материалов.

4.6.1. Технико-экономическое обоснование нового производства по переработке пластмасс. На основе общих принципов размещения предприятий промышленности следует рассмотреть и обосновать следующие вопросы:

• оценка потребности в данном виде продукции в экономическом районе;

• определение номенклатуры и производственной программы (мощности) проектируемого цеха (производства), отдельных агрегатов, выбор способа переработки и технологического процесса;

• характеристика района и места организации нового производства;

• обеспечение основными видами сырья, полуфабрикатами, трудовыми и энергоресурсами.

По выбранному пункту должны быть выполнены соответствующие укрупненные расчеты на годовую производственную мощность.

4.6.2. Технико-экономическое обоснование реконструкции, расширения, технического перевооружения, модернизации, совершенствования технологии действующего цеха (производства). Наращивание производственной мощности (объема производства продукции или объема переработки сырья) путем реконструкции, расширения, технического перевооружения, модернизации или совершенствования технологии действующего цеха (производства), направленное на решение технико-экономических задач по повышению качества продукции или экономии сырьевых и энергетических ресурсов, или экологической безопасности, отличается от нового строительства меньшими удельными капитальными затратами, более короткими сроками строительства, меньшим сроком окупаемости дополнительных капитальных вложений. Исходя из этих особенностей, следует выполнить следующее обоснование:

• оценка потребности в данном виде продукции в экономическом регионе;

• определение наращиваемой производственной мощности реконструируемого цеха, производительной мощности отдельных агрегатов, оценка технологического процесса;

• характеристика действующего предприятия, возможности расширения цеха, наличие свободной производственной площади и др.;

• обеспеченность основными видами сырья, трудовыми и энергоресурсами.

По всем перечисленным пунктам должны быть выполнены расчеты по укрупненным показателям и сделан вывод о целесообразности и возможности реконструкции, расширения, технического перевооружения и т.п. конкретного цеха (производства).

4.7. Технологическая часть

4.7.1. Характеристика готовой продукции. Согласно ГОСТ 15467-80 качество продукции – это совокупность свойств продукции, которая обусловливает ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением. Важно, чтобы изделие было надежным и долговечным в эксплуатации и отвечало эстетическим требованиям.

Для конструкционных изделий из полимерных материалов при организации выпуска новой продукции в случае необходимости в подразделе 6.4 ПЗ осуществить дизайнерскую и конструктивную проработку изделия [7, 8].

Дается подробная характеристика выпускаемой продукции, химического и физического состава, показателей качества и методов контроля по ГОСТ или ТУ, гарантийных сроков хранения продукции, упаковки и транспортировки ее. Если вводятся новые методы контроля качества, то дается обоснование их применения. Указываются пункты назначения и отправления готовой продукции, ее планируемая стоимость.

4.7.2. Исходное сырье и материалы. При выборе полимерного материала следует исходить из назначения изделия, условий его эксплуатации и метода изготовления. Необходимо стремиться к наиболее полному использованию возможностей материла при его минимальной стоимости и дефицитности. Выбор материала начинают с анализа условий эксплуатации и физико-механических свойств. Сопоставить требуемые эксплуатационные свойства с показателями имеющихся материалов – это значит правильно выбрать марку, гарантирующую работоспособность изделия, а следовательно, и всей конструкции в целом в течение всего периода работы [9-13].

Приводятся подробная характеристика основного сырья, вспомогательных материалов и полуфабрикатов, требования к их качеству согласно показателей ГОСТ или ТУ по химическому и физическому составу и свойствам; показатели, обязательные для входного контроля качества и методы их определения. Если вводятся новые методы входного контроля, то дается обоснование их применения. Обосновывается обеспеченность производства сырьем и приводятся его поставщики, условия транспортировки и хранения, действующие или планируемые цены на сырье и материалы.

4.7.3. Описание технологического процесса. В проекте реконструкции действующего производства используется существующая технологическая схема производства, куда вносятся необходимые изменения и дополнения с учетом мероприятий, разработанных в технико-экономическом обеспечении проекта. В тех случаях, когда технология меняется полностью (проект нового производства), должна быть выбрана наиболее современная схема, разработанная на основе новейших достижений науки и техники.

В ПЗ проекта обязательно приводится технологическая схема производства, аналогичная технологической схеме, выполненной на чертеже. Затем дается краткое и четкое описание технологической схемы в соответствии с графическим изображением и указанием позиций оборудования. При этом приводятся технологические режимы производства, в том числе и режимы вспомогательных операций (подготовка сырья, механическая обработка и т.п.). Кратко описываются и физико-химические процессы, протекающие при переработке полимерного сырья и получении готовой продукции.

4.7.4. Технологический контроль производства. Материал в этом подразделе приводится в виде табл. 4.1.

Таблица 4.1. Технологический контроль производства

В этой таблице приводятся сведения контроля всех технологических параметров по всей технологической схеме. В разделе приводится лабораторный контроль технологического процесса с описанием методик анализа, приборов со ссылкой на ГОСТ или ТУ.

4.7.5. Виды брака продукции, его причины и методы устранения. Обычно подраздел выполняется в виде табл. 4.2, в которой характеризуются возможные причины брака.

Таблица 4.2. Виды брака продукции, его причины и методы устранения

Следует учесть, что мероприятия по устранению брака в проекте должны быть направлены на улучшение качества готовой продукции и технологии ее производства. Следовательно, многие виды брака, существующие в базовом варианте производства, в проекте могут быть устранены. При этом описываются технические решения по устранению существующих причин брака.

4.7.6. Безопасное ведение процесса. Дается анализ возможных неполадок в работе оборудования, которые могут привести к аварийным ситуациям, и меры по их устранению. Данный подраздел также может быть представлен в виде таблицы с соответствующими колонками: возможные неполадки и меры их предотвращения и устранения.

4.7.7. Переработка отходов производства и экологическая оценка технологических решений. В данном подразделе указываются места образования возвратных и безвозвратных отходов в технологическом процессе производства готовой продукции. Предлагаются технические решения по их переработке или утилизации (технология и схема переработки, оборудование и т.д.). Данные технические решения должны быть обоснованы и увязаны с материальными и экономическими расчетами соответствующих разделов проекта.

Следует обратить внимание, что в цехах по переработке пластмасс и полимерных композиционных материалов вопросы охраны окружающей среды имеют большое значение. В разделе должны быть конкретно, применительно к разрабатываемому в проекте производству, освещены следующие вопросы:

• характеристика производства с точки зрения влияния на окружающую среду (потенциальные источники загрязнения атмосферного воздуха и окружающей среды): газовые и пылевые выбросы, ПДК и ПДВ в воздушной среде, отходы производства, места их образования и хранения, состав и характеристика, количество, вредность, сточные воды;

• состояние охраны окружающей среды на действующем предприятии;

• конкретные мероприятия по очистке сточных вод, газовых и пылевых выбросов, утилизация отходов и т.п., разработанные в проекте (дать техническое решение с соответствующими расчетами и подбором оборудования и, если необходимо, с графической частью);

• оценить возможные капитальные затраты на охрану окружающей среды в экономической части дипломного проекта.

Основой для разработки технических решений по охране окружающей среды и вторичному использованию отходов могут служить рекомендации, изложенные в [14,15].

4.8. Материальный расчет производства

Для того, чтобы иметь правильное представление о потоках материалов на разных стадиях производства, о расходах сырья и материалов и их потерях, проводят материальный расчет. Для выполнения материальных расчетов рекомендуется методические указания [16-18]. На основании этого расчета определяются нормы расхода сырья и материалов (удельные, суточные, годовые). Материальный расчет производится в соответствии со схемой технологического процесса. Составляется схема материального потока проектируемого производства на основе норм расхода сырья и материалов, а также по проектируемой мощности производства готовой продукции. При проектировании нового производства в основу материальных расчетов должны быть заложены предельно допустимые нормативные коэффициенты технологических потерь и отходов [16-18].

В проектах по реконструкции, модернизации или совершенствованию производства при наличии конкретной выпускаемой продукции материальный расчет составляется на основании технических условий на продукцию, технологических регламентов базового варианта. Рекомендуется сравнивать расходные коэффициенты, принятые в базовом варианте, с расчетными (нормативными), которые являются показателем эффективности использования сырья. Материальный расчет заканчивается составлением схемы материального потока для каждого вида сырья и оформляется в виде сводной таблицы.

В процессе проектирования необходимо стремиться повышать уровень использования сырья при переработке за счет внедрения прогрессивных организационно-технических мероприятий, а следовательно, снижать коэффициенты расхода сырья по сравнению с базовыми.

Исходные данные для выполнения расчетов являются индивидуальными для каждого производства и готовой продукции.

Рекомендуется материальный расчет выполнить с применением ПЭВМ (“Microsoft Excel”).

4.9. Технологические расчеты, выбор основного и вспомогательного оборудования

4.9.1. Выбор и расчет технологических параметров процесса. Все технологические параметры процесса переработки полимерных материалов (температура, давление, время и др.) тесно взаимосвязаны между собой и, кроме того, зависят от технологических свойств перерабатываемого материала. Технологические параметры выбирают по материалам производственных практик (технических регламентов, технологических карт), справочным данным или рассчитывают с учетом свойств материалов, геометрии изделий, конструкции формующего инструмента [9, 16-28].

Выбор и расчет основных параметров процесса литья под давлением термопластов сводится к определению температуры инжекционного цилиндра литьевой машины по зонам, температуры расплава материала, впрыскиваемого в форму, температуры формы, удельного объема и плотности изделий, давления впрыска, давления в форме, основного времени цикла литья, вспомогательного неперекрываемого времени и нормы штучного времени.

Выбор и расчет основных параметров процесса экструзии термопластов сводится к определению температуры инжекционного цилиндра экструдера по зонам, температуры расплава в формующей головке, давления расплава на входе в формующую головку, производительности экструдера.

Выбор и расчет основных параметров процесса прессования реактопластов (компрессионного или литьевого) сводится к определению навески пресс-материала для формования изделия, температуры и времени предварительного подогрева, температуры прессования, времени выдержки, основного (технологического) времени прессования, вспомогательного неперекрываемого времени и нормы штучного времени, давления прессования и усилия пресса.

4.9.2. Выбор и расчет количества основного и вспомогательного оборудования. При выборе оборудования для проекта нужно исходить из того, что оборудование должно быть современным и высокопроизводительным, а также по возможности отечественного производства. Учитывая, что курсовой и дипломные проекты в основном будут связаны с такими методами переработки пластмасс и полимерных композиционных материалов, как литье под давлением, экструзия и прессование, то основными видами оборудования при получении изделий являются термопластавтоматы (литьевые машины), экструдеры (червячные прессы), гидравлические прессы [8, 9, 14, 29].

Основное оборудование выбирают по следующим параметрам:

• Литьевые машины по:

• расчетному объему впрыска (объему отливки);

• пластикационной производительности литьевой машины;

• давлению впрыска (давление на расплав полимера);

• усилию запирания формы;

• ходу подвижной плиты узла запирания формы;

• наибольшему расстоянию между плитами;

• расстоянию между колоннами.

• Экструзионные установки - по расчетной скорости отвода продукции в зависимости от ее типоразмера и пластикационной производительности экструдера.

• Гидравлические прессы - по расчетному усилию прессования.

Расчет количества основного и вспомогательного оборудования при переработке пластмасс литьем под давлением и прессованием выполняется с учетом трудоемкости изготовления изделий, определяемой продолжительностью цикла (литья или прессования), который складывается из основного (технологического) и вспомогательного неперекрываемого времени.

При наличии конкретной номенклатуры изготовления деталей расчет количества литьевых машин или прессов на выполнение годовой программы определяется исходя из нормы штучного времени и действительного годового фонда времени [16, 18].

Расчет количества литьевых машин или прессов при отсутствии номенклатуры прессуемых изделий выполняют, исходя из средней производительности, определенной при литье под давлением по полистиролу, при прессовании по фенопласту О3-010-02 [16, 18].

Расчет количества технологических линий по производству экструзионных материалов (рукавной и плоской пленок, листов, труб, шлангов, профилей) показан в [17].

Расчет количества вспомогательного оборудования приведен в [16-18].

После выполнения выше проведенных расчетов по каталогам или справочникам [8, 9, 14, 28, 29], рекламным проспектам заводов-изготовителей подбирается соответствующее оборудование. В разделе приводится спецификация основного и вспомогательного оборудования (таблица 4.3).