Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» (ДГТУ)

Институт энергетики и машиностроения

Кафедра: «Конструирование и производство изделий

из полимерных композиционных материалов»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по дисциплине:

«Проектирование технологических процессов и производства из волокнистых композитов»

Весенний семестр 2012/2013 учебного года

Составил студент группы КК 5-1

Руководитель - доцент, к.т.н. _______________ Имангулов Р.Х.

г. Ростов- на -Дону

2012

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» (ДГТУ)

Институт энергетики и машиностроения

Кафедра: «Конструирование и производство изделий

из полимерных композиционных материалов»

«УТВЕРЖДАЮ»

Зав. кафедрой____________________

«_______»_________________200__г.

задание

к курсовому проекту по дисциплине «Проектирование технологических процессов производства изделий из волокнистых композитов»

Студент ___________________________________ Группа КК5-1

Тема: разработать технологическую часть проекта участка производства литьевых изделий мощностью ________ т/год и прессовых изделий мощностью ________ т/год.

Исходные данные:

-- поступление сырья: _______________________________________ ;

-- ассортимент изделия и продукции приведен в приложении;

-- метод сушки: _____________________________________________ ;

-- дополнительные данные:____________________________________ .

Состав курсового проекта:

-- расчетно-пояснительная записка;

-- чертежи принципиальных технологических схем и компоновок помещений с расположением оборудования

Контрольные сроки выполнения:

-- до «___» ______ -- эскиз технологической схемы, расчеты расхода энергетических средств, штатов, складских площадей;

-- до «___»______ -- варианты компоновок;

-- до «___»______ -- курсовой проект полностью.

Дата выдачи задания: «_____» ___________ 200__г.

г. Ростов-на-Дону, 200___ г.



Оглавление

Введение

1. Общие сведения о проектировании технологических процессов и производств литьевых и прессованных изделий из полимерных композиционных материалов

2. Исходные данные для расчетов

3. Характеристика готовой продукции

4. Материальные расчёты

4.1 Материальные расчёты для производства литьевых изделий

4.2 Материальные расчёты для производства прессованных Изделий

5. Расчет расхода вспомогательных материалов

6. Выбор и расчет количества основного (формующего) литьевого оборудования

6.1 Выбор типов литьевых машин

6.2 Расчет количества литьевых машин для заданной программы

7. Выбор и расчет количества основного (формующего) прессового оборудования

7.1 Выбор типов прессов

7.2 Расчет количества прессов для заданной программы

8. Расчет мощности цеха

9. Выбор и расчет вспомогательного оборудования для производства литьевых изделий

9.1 Оборудование участка растаривания

9.2 Оборудование отделения подготовки сырья

9.3 Оборудование переработки отходов

9.4 Оборудование механической обработки изделий

10. Выбор и расчет вспомогательного оборудования для производства прессованных изделий

10.1 Производство изделий из пресспорошков

10.1.1 Хранение пресспорошков

10.1.2 Подготовка пресспорошков

10.1.3 Оборудование для переработки отходов

11. Режим работы отделений и участков производства

12. Описание технологической схемы производства

13. Автоматизация и механизация технологических процессов

14. Описание подъемно-транспортного оборудования

15. Расчеты расхода энергетических средств на технологические нужды

15.1 Годовой расход электроэнергии

15.2 Расход охлаждающей воды

15.3 Расход сжатого воздуха

15.4 Расход пара

15.5 Сводная таблица расхода энергетических средств

16. Расчет штатов

16.1 Определение численности производственных рабочих основных производств.

16.2 Определение численности производственных рабочих вспомогательных участков

16.3 Определение численности вспомогательных рабочих

16.4 Определение численности ИТР и служащих

16.5 Сводная ведомость работающих

17. Организация рабочих мест

18. Расчет площадей складов сырья и готовой продукции

18.1 Заводской склад сырья

18.2 Цеховый склад сырья

18.3 Заводской склад готовой продукции

18.4 Цеховый склад готовой продукции

19. Решения по охране окружающей природной среды

19.1 Очистка воздуха от пыли ПКМ

19.2 Очистка воздуха от паров растворителей

19.3 Охрана водоемов

19.4 Охрана почвы

20. Объемно-планировочные решения

20.1 Описание графической части проекта

21 Сводка основных технологических показателей

Вывод

Список использованной литературы

Приложения: графическая часть



Введение

Литье под давлением является наиболее распространенным методом переработки термопластичных материалов в штучные изделия.

В данном курсовом проекте разработан технологический процесс производства изделий методом литья под давлением на две детали и одна деталь изготавливается методом прессования из фенопласта Сп1342-02 основано на горячем формовании изделий, заключающемся в пластической деформации материала при одновременном действии на него тепла и давления с последующей фиксацией формы изделия , согласно заданному ассортименту изделий (см. табл. 2.1 «Исходные данные»).

Процесс изготовления изделий разбит на отдельные стадии, которые выполняются в определенной последовательности.

Рассчитана мощность производства и материальный баланс для всего ассортимента выпускаемой продукции, выбрано и определено количество основного и вспомогательного оборудования, определены энергоресурсы, необходимое количество производственных и вспомогательных рабочих, а также ИТР и служащих, выполнены расчеты необходимых площадей отделений и участков цеха

Проект разработан в соответствии с заданием на выполнение курсового проекта по дисциплине «Проектирование технологических процессов и производства из волокнистых композитов»



1. Общие сведения о проектировании технологических процессов и производств литьевых и прессованных изделий из полимерных композиционных материалов

1.1 Технологический цикл изготовления изделий методом прессования

Технологический цикл изготовления изделий в литьевой машине обеспечивается за счет взаимоувязанной работы трех узлов: узла смыкания и запирания форм, узла пластикации и впрыска и механизма подвода и отвода узла пластикации и впрыска. При изготовлении изделий сложной конструкции возможно включение в состав литьевой машины дополнительных узлов, например узла ввода и вывода знаков.

Цикл литья изделий из термопластов состоит в основном из следующих операций, выполняющихся в определенной последовательности: перемещение подвижной плиты запирание формы; перемещение механизма пластикации к форме и впрыск расплава в форму; выдержка материала в форме под давлением; охлаждение изделия в форме; раскрытие формы и удаление (механическое или сжатым воздухом) изделия из 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 определяется ограничением движения червяка назад); смазка форм (при необходимости). При формовании литьем под давлением материал размягчается до вязкотекучего состояния и затем перемещается в обогреваемую литьевую форму, где затвердевает, приобретая конфигурацию внутренней полости формы. Метод является наиболее производительным и прогрессивным.

Технологический цикл изготовления изделий методом прессования

Реактопласты -- композиционные пресс-материалы, состоящие из смолы поликонденсационного типа, наполнителя, красителя (для новолаков) и т.д. Наиболее распространенными пресс-материалами являются фенопласты, аминопласты, а также композиции на основе полиэфирных я эпоксидных смол.

Технологические параметры переработки реактопластов зависят от свойств исходного сырья (удельный объем, сыпучесть, таблетируемость, содержание влаги и летучих, текучесть, скорость отверждения, усадка) и его подготовки.

Операция формования состоит из нескольких переходов:

а) загрузка пресс-формы материалом (в случае применения установок ТВЧ материал загружается в подогретом состоянии);

б) смыкание пресс-формы;

в) отверждение материала;

г ) размыкание пресс-формы;

д) съем отпрессованного изделия и очистка формы.



2. «Исходные данные»

Основные характеристики изделий входящих в заданную ассортиментную программу выпуска приведены в табл. 1.1 «Исходные данные».

Исходные данные

Таблица 1.1.

Наименование изделия	Муфта	Шайба	Приставка миксера
Обозначение изделия	ФПМ-32	10.08.03.014	01.02.03.11
Группа сложности	3	2	3
Чистая масса, г.	24,3	9,2	50
Материал	АБС+1,2%TiO2 Введение СКП	УПС+10% тальк	Фенопласт Сп1342-02
Годовая программа, тыс. шт.	9250	12100	810
Площадь проекции изделия на плоскость смыкания, см2	2,0	9,5	25,6
Размеры изделия, мм.	Длина (L)	6,3	19,3	210
	Ширина (В)	32	55	58
	Высота (Н)	71	6	58
	Толщина (b)	5,2	6	5
Гнездность формы	4	8	4
Время цикла, с.	58	71	86
Режим работы	2-х сменный



3 . Характеристика готовой продукции

В задании на курсовой проект предлагается разработать проект цеха по переработке термопластичных материалов методом литья под давлением и реактопластов методом прессования, в соответствии заданной ассортиментной программы. В программу входят изделия: вкладыш, крышка и оболочка. Все детали применяются в сборочных узлах зерноуборочных комбайнов модели «Дон». Все изделия применяются в комбайнах для:

- снижения материалоемкости конструкции,

-сокращения потребления специальных сталей и цветных металлов,

Основные характеристики изделий входящих в заданную ассортиментную программу выпуска приведены в таблице 2.1 «Исходные данные».



4. Материальные расчеты

При проектировании производства определенной программы выпуска изделии важно определить необходимое количество сырья. Обычно расход сырья больше чем выход готовой продукции. Это происходит за счет того, что при переработке полимерных материалов в изделия или полуфабрикаты происходят его потери (технологические потери), а также образуются возвратные и безвозвратные отходы. Система расчетов количества сырья для производства определенной программы выпуска с учетом технологических потерь и отходов (как возвратных, так и безвозвратных) называется материальным балансом.

При определении расхода сырья обычно исходят из двух положений: норма расхода сырья и годовой расход сырья.

Годовой расход сырья - количество сырья с учетом потерь и отходов.

Норма расхода сырья - возможное расчетное количество сырья для производства единицы изделия.

Норма расхода сырья определяется по формуле:

Gиз = qиз·Кр, где

qиз - масса изделия, г;

Кр - нормативный расходный коэффициент.

Годовой расход сырья определяется по формуле:

Q = А·Кр, т, где

А - годовая программа изделия, т.

Кр = 1+Ктп+Ктои+Ктон;



Величины, входящие в Кр определяют как отношение потерь материала к массе чистого изделия или годовой программе.

Ктп - коэффициент технологических потерь;

Ктон - коэффициент отходов (безвозвратных потерь);

Ктои - коэффициент определяющий количество возвратных отходов, которые не могут быть использованы в производстве данного изделия.

Ктп = Ктпс+Ктпл+Ктпо, где

Ктпс - коэффициент технологических потерь на сушку сырья;

Ктпл - коэффициент технологических потерь на угар, летучие примеси и механическую обработку;

Ктпо - коэффициент технологических потерь на переработку отходов.

Коэффициенты Ктпс, Ктпл, Ктпо, Ктон - принимаются из таблицы Нормативные расходные коэффициенты для литьевых изделий

Ктои - коэффициент, учитывающий количество возвратных отходов не использующихся в производстве данного изделия

Ктои = Ктов - Ктов1, где

Ктов - коэффициент возвратных отходов, которые образуются при производстве изделия

Ктов1 - коэффициент возможно используемых возвратных отходов.

Количество образующихся отходов может быть больше или меньше количества используемых возвратных отходов.

В первом случае расходный коэффициент определяется по формуле:

Кр = 1+Ктп+Ктои+Ктон,

Во втором случае принимается Ктои = 0 и расходный коэффициент определяется по формуле:

Кр = 1+Ктп+Ктон.

Далее определяется годовой расход сырья, количество возвратных и безвозвратных отходов и количество безвозвратных технологических потерь для каждого изделия. Результаты расчетов сводятся в таблицу 4.1 «Материальный баланс». На основании таблицы 4.1 составляется таблица 4.2 «Сводный материальный баланс», в которой приводятся данные по типам материалов.

4.1 Материальный баланс для литьевых изделий

4.1.1 Определяются коэффициенты Ктпл, Ктпо, Ктпс и Ктон из таблиц нормативных коэффициентов для шести групп сложности

Для изделия Муфта АБС+1.2%TiO2 (введение СКП)

Ктпо = 0,0035; Ктпл = 0,0029; Ктпс = 0,0047; Ктон =0,032;

Для изделия Шайба УПС+10%тальк

Ктпо = 0,0043; Ктпл = 0,0025; Ктпс = 0,0025; Ктон = 0,029;

4.1.2 Определяем коэффициент технологических потерь (Ктп)

Для изделия Муфта АБС+1.2%TiO2 введение СКП (Ктп)

Изделие изготавливается из полимерного композиционного материала АБС+1.2%TiO, так как степень наполнения данного изделия мала, принимается введение наполнителя с помощью суперконцентрата полимера (СКП).

Определяем массу наполнителя в изделии:

Массу детали умножаем на % наполнения и делим на 100.

mн =24,3·1,2/100 = 0,2916 г.

Определяется необходимое количество СКП с наполнением 50% для производства одного изделия (без учета потерь и отходов материала):

mскп = 0,2916 /0,5 = 0,5832 г.

тогда масса не наполненного полимера равна:

mпэ = 24,3- 0,5832 = 23,716 г.

Исходя из этого, рассчитываются Ктп для: не наполненного полимера, СКП и наполненного полимера.

Для не наполненного полимера:

Ктп = (0,0047+ 0,0029+ 0,0035) = 0,0111;

Для СКП:

Ктп = Ктп = (0,0047+ 0,0029+ 0,0035) ·0,5 = 0,0055;

Для наполненного полимера:

Ктп = 0,0111 · 0,988 = 0,01096,где

0,988- содержание матрицы в наполненном полимере.

Для изделия Шайба УПС+10%тальк

Ктпо = 0,043; Ктпл = 0,0025; Ктпс = 0,0025; Ктон = 0,029;

Для изделия УПС+10%тальк, изделие производится из полимерного композиционного материала, технологические потери происходят только в матрице, следует учитывать ее содержание в данном материале (См = 1- 0,10 = 0,9)

Ктп = (0,0025+0,0025+0,0043) ·0,9 = 0,00837

4.1.3 Определяем коэффициенты образующихся и возможно используемых возвратных отходов в зависимости от массы изделия (Ктов).

Таблица 1

Значения коэффициента Kтов в зависимости от массы изделия

Масса изделия, г	До 0,5	0,5-- 1,0	1,0--5,0	5,0-- 10,0	10,0-- 30,0	30,0-- 50,0	50,0-- 100,0	100,0--1000,0	Свыше 1000,0
Kтов	1,95	0,85	0,38	0,21	0,14	0,10	0,07	0,04	0,015



Значения коэффициента Ктов1 в зависимости от вида перерабатываемого ПМ и типа изделий

Наименования перерабатываемых полимеров	Коэффициент Ктов1
	при изготовлении изделий машиностроительного назначения	при изготовлении товаров народного потребления (ТНП)
ПЭНП	до 0,10
ПЭВП, ПВХ	до 0,05
ПС непрозрачный	до 0,10	до 0,14
АБС, СНП, САН	до 0,15
ПП	до 0,05
ПА	0,07--0,10
Термопласты прозрачные, оптического назначения	использовать отходы не допускается

Для изделия муфта: Ктов=0,14; Ктов1=0,15;

Для изделия шайба: Ктов=0,21; Ктов1=0,10;

4.1.4 Определяем коэффициент учитывающий количество возвратных отходов, которые не могут быть использованы в производстве данного изделия (Ктои)

Для изделия муфта:

Ктои = 0,14- 0,15= -0,01 принимаем Ктои=0

Для изделия шайба

Ктои = 0, 21 - 0,1 = 0,11 принимаем Ктои =0,11

4.1.5 Определяем расходный коэффициент

Для изделия муфта :

Кр = 1+Ктп+Ктои+Ктон,

для не наполненного полимера:

Кр = 1+0,0111+0+0,032=1,0431;

для СКП:

Кр = 1+0,0055+0+0,032=1,0375;

Для наполненного полимера:

Кр = 1+0,010+0+0,032=1,042;

Для изделия шайба: Кр = 1+Ктп+Ктои+Ктон,

Кр = 1+0,008+0,029+0,11=1,037

4.1.6 Определяем годовую программу выпуска изделий по массе в т.

Ат = Ашт·mизд, т/год;

где Ашт - годовая программа производства изделий, шт;

mизд - масса изделия, т;

Для изделия муфта:

для не наполненного полимера:

Ат = 9250000·0,0000237168=219,38т/год;

для СКП:

Ат =9250000·0,0000005832= 5,39 т/год;

Для наполненного полимера:

Ат =9250000·0,0000243=224,775т/год

Для изделия шайба ;

Ат = 12100000·0,0000092= 111,3т/год;

4.1.7 Определяем количество технологических потерь за год

Qтп = Ат·Ктп, т;

-Для изделия муфта: 224,7·0,0109=2.44т

-Для СКП: 5,39·0,0055=0,0296т

-Для не наполненного пол.: 219.38·0.0111=2.43т

-Для изделия шайба: 111,3·0,008=0.8904т

4.1.8 Определяем количество безвозвратных отходов в год.

Qбо = Ат·Ктон, т;

-Для изделия муфта: 224,7·0,032=7,19т

-Для СКП: 5,39·0,032=0,172т

-Для не наполненного пол.: 219.38·0.032=7,02т

-Для изделия шайба: 111,3·0,029=3,22т

4.1.9 Определяем количество образующихся возвратных отходов.

Qво = Ат·Ктов, т.

-Для изделия муфта: 224,7·0,14=31,458т

-Для изделия шайба: 111,3·0,21=23,373т

-Для СКП: 5,39·0,14=0,754т

-Для не наполненного полимера: 219,38·0,14=30,7132т

4.1.10 Определяем количество возможно используемых возвратных отходов

Qиво = Ат·Ктов1, т.

-Для изделия муфта: 224,7·0,15=33,7

-Для изделия шайба: 111,3·0,1=11,13

-Для СКП: 5,39·0,15=0,808

-Для не наполненного пол: 219,38·0,15=32,9



4.1.11 Определяем количество неиспользуемых возвратных отходов

Qнво = Ат·Ктои, т;

-Для изделия муфта: 224,7·0=0т

-Для не наполненного полимера: 219,38·0=0т

-Для СКП: 5,39·0=0т

-Для изделия шайба: 111,3·0,11=12,24т

4.1.12 Определяется годовой расход сырья.

Qгод = Ат·Кр, т;

-Для изделия 1: Gизд=224,7·1,042=234,13

-Для не наполненного пол: Gизд=219,38·1,043=228,81

-Для СКП: Gизд=5,39·1,0375=5,59

-Для изделия 2: Gизд=111,3·1,147=127,66

Все полученные данные сводятся в таблицу 4.1 «Материальный баланс».

4.1.13 Проверка правильности составления материального баланса

По каждой строке должно соблюдаться равенство:

графа (гр.)18 = гр.17·гр.6 = гр.6+гр.11+гр.13+гр.15

расчеты округляем до 4-го знака

Q=графа 6+графа 11+графа 13+графа 15:

-для изделия муфта:

Q=224,7+0+7,19+2,44=234,13

-для изделия шайба:

Q=111,3+12,24+3,22+0,8904=127,66

Из данных расчетов следует, что материальный баланс составлен верно

Все полученные данные сводятся в таблицу 4.1 «Материальный баланс».

Наименование изделия	1	1	2	3	4
Материал изделия	2	АБС+12%TiO2	УПС+10%тальк	СКП	АБС
Масса изделия, г.	3	45,0	606,0	0,5832	23,7168
Группа конструкторской сложности	4	3	1
Годовая программа выпуска	Тыс. шт.	5	9250	12100	9250	9250
	Тонн.	6	224,7	111,3	5,39	219,38
Возвратные отходы	Образующиеся	Т?год	7	31,458	23,373	0,754	30,7132
		Ктов	8	0,14	0,21	0,14	0,14
	Возможно используемые	Т?год	9	33,7	11,13	0,808	32,9
		Ктов1	10	0,15	0,1	0,15	0,15
	Не используемые	Т?год	11	0	12,24	0	0
		Ктои	12	0	0,11	0	0
Безвозвратные отходы	Т?год	13	7,19	3,22	0,172	7,02
	Ктон	14	0,032	0,029	0,032	0,032
Безвозвратные технологические потери	Т?год	15	2,44	0,8904	0,0296	2,43
	Ктп	16	0,0109	0,008	0,0055	0,0111
Нормативный расходный коэффициент, Кр	17	1,042	1,037	1,0375	1,0431
Годовой расход сырья, Т?год	18	234,13	127,66	5,59	228,81

4.2 Материальный баланс для прессованных изделий

Для изделия Приставка миксера (Фенопласт Сп 1342-02) , определяются коэффициенты Ктпп, Ктпл, Ктпм и Ктон из таблиц нормативных коэффициентов для третьей группы сложности, принимаются из ОНТП 2-87 [11]

Ктпп = 0,027; Ктпл = 0,017; Ктпм = 0,013; Ктон = 0,028;

4.2.2 Определяем коэффициент технологических потерь (Ктп)

Для изделия Приставка миксера (Фенопласт Сп 1342-02), рассчитываем коэффициент технологических потерь Ктп

Ктп=Ктпп+ Ктпл+ Ктпм

КТП=0,027+0,017+0,013=0,06

4.2.3 Определяем коэффициенты образующихся и возможно используемых возвратных отходов из табл. лекции (Ктов)

Для изделия Приставка миксера : коэффициенты образующихся и возможно используемых возвратных отходов не определяем, так как отходы реактопластов не используются в производстве. Ктов = 0; Ктов1 = 0.

4.2.4 Определяем расходный коэффициент для изделия приставка миксера

Определяем расходный коэффициент. Кр = 1+Ктп+Ктон;

Кр=1+0,03+0,06=1,09

4.2.5 Определяем годовую программу выпуска изделий по массе в т.

Ат = Ашт·mизд, т/год;

где Ашт - годовая программа производства изделий, шт;

mизд - масса изделия, т;

Для изделия Приставка миксера:

Ат = 810000·0,00005 = 40,5т/год;

4.2.6 Определяем количество технологических потерь за год

Qтп = Ат·Ктп, т;

Qтп =40,5· 0,06 = 2,43т

4.2.7 Определяем количество безвозвратных отходов в год

Qбо = Ат·Ктон, т;

Qбо = 40,5· 0,028= 1,134 т.

4.2.8 Определяется годовой расход сырья

Qгод = Ат·Кр, т;

Qгод о = 40,5· 1,09 = 44,145

Все полученные данные сводятся в таблицу 4.2 «Материальный баланс».

Материальный баланс прессованных изделий Таблица 4.2

Наименова-ние изделия	Материал изделия	Масса изде-лия, г.	Группа кон-сложно-сти	Годовая программа	Безвозвратные отходы	Безвозврат-ные техноло-гические потери	Нор- матив -ный расход- ный коэф- фи- циент, Кр	Годо- вой расход сырья, т/год
				тыс. шт	т.	т/год	Ктон	т/год	Ктп
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Приставка миксера	Фенопласт Сп 1342-02	50	3	810	40,5	1,134	0,028	2,43	0,06	1, 09	44,145

4.3 Сводный материальный баланс

Сводный материальный баланс составляется в виде таблицы 4.3 «Сводный материальный баланс» на основе таблицы 4.1и 4.2 «Материальный баланс». В таблице сводного материального баланса приведены данные годового расхода сырья и годового количества безвозвратных потерь по каждому типу сырья.

Сводный материальный баланс Таблица 4.3

Наимено-вание ПКМ, тип, марка	Годовая программа, т	Годовой расход сырья	Возвратные отходы (образующиеся)	Безвозвратные отходы	Безвозвратные технологические потери
		т/год	Кр	т/год	Ктов	т/год	Ктон	т/год	Ктп
АБС	219,38	228,81	1,0431	30,7132	0,14	7,02	0,032	2,43	0,0111
СКП	5,39	5,59	1,0375	0,754	0,14	0,172	0,032	0,0296	0,0055
АБС+12%TiO2	224,7	234,13	1,042	31,458	0,14	7,19	0,032	2,44	0,0109
УПС+10%тальк	111,3	127,66	1,037	23,373	0,21	3,22	0,029	0,8904	0,008
Итого по термо-пластам	336	361,79	-	54,831	-	10,41	-	3,3304	-
Фенопласт Сп 1342-02	40,5	44,145	1, 09	0	0	1,134	0,028	2,43	0,06
всего	376,5	405,93	-	-	-	11,544	-	5,7604	-



5. Расчеты расхода вспомогательных материалов

В качестве вспомогательного материала используется машинное масло. Годовая потребность масла рассчитывается с учетом индивидуальных норм расхода на каждую марку литьевой машины.

Расчет годовой потребности масла представлен в таблице 5.1 «Годовой расход машинного масла»

Годовой расход машинного масла Таблица 5.1

Наименование оборудования	Количество оборудования, шт.	Расход масла, м3/год
		на единицу оборудования	общий
КиАSU 260100	11	1	11
КиАSU 17055	9	0,8	7,2
Гидравлический пресс ДБ2426А	2	1,3	2,6
Таблет-машина гидравлическая МТ-63-1	2	0,7	1,4
Итого:	24		22,2



6. Расчет и выбор оборудования по стадиям технологического процесса

6.1 Выбор и расчет количества основного технологического оборудования для литья под давлением

Выбор типа литьевой машины ведется по трем параметрам:

- объем впрыска Q, см2;

- усилие запирания N, кН;

- площадь плит для монтажа литьевой формы S, см3.

Определяется необходимый объем впрыска

, см3, где

W - объем изделия, см3;

n - гнездность формы, шт;

k1 - коэффициент учитывающий объем литниковой системы в общем объеме отливки (определяется в зависимости от объема изделия,[4 стр 3] )

в2 - коэффициент использования механизма впрыска, зависит от типа ПМ (аморфные-0,75; кристаллические-0,625 [4 стр 6])

Объем изделия определяется по формуле:

W = m/с, см3, где

m - масса изделия, г;

с - плотность полимерного материала в изделии (истинная плотность) г/см3.

Для ПКМ плотность изделия определяется по формуле;

Спкм = 1/(fм /см + f н/сн,)г/см3, где

fм - доля массы матрицы в ПКМ;

fн - доля массы наполнителя в ПКМ;

см, сн - плотность матрицы, наполнителя.

Выбор ТПА

Выбираем ТПА из условия Qmax>Qнеобх, Nmax>Nнеобх и Fр>Fнеобх

Выбор ТПА для производства изделия типа «муфта» из полимерного композиционного материала АБС+1,2%TiO2

Определение объема изделия

Для определения объема изделия находим истинную плотность ПКМ, исходя из доли массового наполнения АБС+12%TiO2

m - масса изделия, 24,3 г; k1=1,05; в2=0,625; n = 4; Sп= 2,0 см2, плотность АБС -1,04 г/см3[3. т 2.3], плотность TiO2 - 4,23 г/см3;

см = 1,04 г/см3; сн = 4,23 г/см3; fм = 0,988; fн = 0,012;

спкм = 1/(0,988/1,04+ 0,012/ 4,23) =1/(0,95+0,0028) = 1/0,9525=1,049 г/см3;

Определение объема изделия W1 = m / спкм

W= 24,3 /1,049 = 23,164 см3

Определение необходимого объема впрыска.

Qи1 =4·1,05·23,164 0, 625 = 155,66 см3 , по объему впрыска выбираем ТПА

KUASY 260/100

Qmax> Qнеобх, 178> 155,66,

Определяем необходимое усилие запирания формы.

Nн=0,1·Sпр·n·k2·k3·Pупл , кН, где

Sп - площадь проекции изделия на плоскость смыкания формы, см2 - 2,0;

k2 - коэффициент, учитывающий проекцию литниковой системы на плоскость смыкания формы (k1=k2);

k3 - коэффициент использования механизма запирания (k3=1,15 [4]);

Pпл - давление уплотнения в форме, МПа.

Nн=0,1·2,0 ·4·1,05·1,15·95 = 91,77 кН, по усилию запирания формы выбираем

KUASY 260/100

Nmax>Nнеобх , 1000> 91,77

Определение необходимой площади рабочей поверхности плиты

Fнеобх=2·n·F

F=0,63·3,2 =2,016см2;

Fнеобх= 2 · 4· 2,016 = 16,128 см2

Fр>Fнеобх, 1332,25>16,128,

из условия Qmax>Qнеобх, Nmax>Nнеобх и Fр>Fнеобх, для детали вкладыш, принимаем ТПА KUASY 260/100

Выбор ТПА для производства изделия типа «шайба» из композиционного материала УПС+10%тальк:

Для определения объема изделия находим истинную плотность ПКМ, исходя из доли объемного наполнения УПС+10%тальк, m - масса изделия, 9,2 г; спм упс = 1,06 г/см3 [3. т 2.3], плотность талька сн = 2,7 г/см3; k1=1,2; в2=0,625; n =8; Sп= 9,5см2. fм = 0,9; fн = 0,10

спкм = 1/(0,9/1,06+ 0,10/ 2,7) = 1/0,8860=1,12 г/см3;

Определение объема изделия W1 = m / спкм

W= 9,2 /1,12 = 8,21 см3

Определение необходимого объема впрыска.

Qи1=8·1,2·8,21 0, 625 = 78,81 см3 , по объему впрыска выбираем ТПА

KUASY170/55.

Qmax>Qнеобх, 95 > 78,81,

Проверка ТПА по критерию необходимого усилия запирания формы.

Nн=0,1·Sпр·n·k2·k3·Pупл , кН, где

Nн=0,1·9,5·8·1,2·1,18·40 = 430,46 кН, по усилию запирания формы выбираем KuASY 170/55

Nmax>Nнеобх 550 >430,46,

Определение необходимой площади рабочей поверхности плиты

Fнеобх=2·n·F, F = 1,93· 5,5 = 10,615;

Fнеобх= 2 · 8 ·10,615 = 169,84см2

Fр>Fнеобх, 1024 >169,84

Выбор ТПА

Для изделия типа «крышка» из условия Qmax>Qнеобх, Nmax>Nнеобх и Fр>Fнеобх , выбираем KUASY170/55.

Технические характеристики выбранных ТПА Таблица 6.1

Технические характеристики	KUASY 260/100	KuASY 170/55
Диаметр шнека, мм	45	36
Максимальный объем впрыска, см3	178	95
Максимальное давление впрыска, МПа	149	177
Максимальная пластикационная производительность, кг/ч	85	80
Максимальная объемная скорость впрыска, см3/с	150	130
Максимальное усилие запирания, кН	1000	550
Горизонтальное расстояние между колоннами, мм	365	320
Вертикальное расстояние между колоннами, мм	365	320
Размеры габаритные, мм	длина	4460	3980
	ширина	12300	1100
	высота	1840	2050

6.2 Расчет количества литьевых машин

Расчет количества литьевых машин производим по формуле:

N = М / Фд , где

М - машино-часы;

Фд - действительный годовой фонд времени работы оборудования, ч;

М = А · ц / n ·3,6 , где

А - программа выпуска изделий, тыс. шт ;

ц - время цикла литья, с.;

n - гнездность формы, шт.;

Для изделия муфта

Фд=3490 ч; А= 9250 тыс. шт.; ц=58 с; n=4

М = 9250 ·58 / 4 ·3,6 = 37256 час

N =37256 / 3490 = 10,67 принимаем 11 машин марки KUASY 260/100

Коэффициент использования оборудования:

К и.о =10,67 / 11= 0,97

Для изделия шайба

Фд =4140 ч; А =12100 тыс. шт ; ц = 71c; n = 8

М = 12100 ·71 / 8· 3,6 = 29829 час

N = 29829/ 3490 = 8,5принимаем 9 машин марки KuASY 170/55

Ки.о = 8,5 / 9 = 0,94.



7. Выбор и расчет количества основного прессового оборудования для производства изделия типа «приставка миксера» из композиционного материала фенопласт Сп1342-02

7.1 Выбор типа пресса определяем по необходимому усилию прессования

, кН

где Рn- давление прессования, МПа;

Snp - площадь проекции изделия на плоскость разъема формы, см2, = 25,6;

n- гнездность формы, n= 4

Необходимое количество прессов определяем по формуле:

, шт;

где А- годовая программа выпуска изделий, тыс. шт; = 810 т. шт;

фц - время цикла, с; =86 с.

Фд - действительный годовой фонд времени работы оборудования, ч-3630

Фд принят из табл.4.1 ОНТП-2-87.

Коэффициент использования определяется по формуле:

где - принятое количество оборудования, шт.



7.2 Выбор типа пресса и расчет необходимого количества гидравлических прессов для изделия 3 «приставка миксера»

Рассчитываем необходимое усилие прессования.

Nп=0,1·35· 25,6·4 = 358,4 кН.

Принимаем пресс ДБ 2426А с номинальным усилием прессования 392 кН (40).

Проверка по площади поверхности стола и ползуна пресса, предназначенной для крепления пресс-форм

Определение необходимой площади рабочей поверхности плиты

Fнеобх=2·n·F,

F=21·5,8=121,8 см2;

Fнеобх= 2 · 4 · 121,8 =974,4 см2.

Размеры стола пресса ДБ 2426А = 560 х500 или 2800 см3.

Расчет количества гидравлических прессов для изделия «приставка миксера»

Nшт =810·86/ 4·3,6·3630 = 1,33 шт. принимаем 2 пресса.

Рассчитываем коэффициент использования оборудования

Кио = 1,33 /2 = 0,66

Техническая характеристика основного оборудования для прессования Таблица 5.2.

Параметр	Значение параметра параметра
	ДБ2426А
Номинальное усилие пресса, кн	392
Ход ползуна, мм	450
Наибольшее расстояние между столом и ползуном, мм	710
Размеры стола, мм	560x 500
Номинальное усилие нижнего выталкивателя, кн	78
Ход нижнего выталкивателя, мм	160
Скорость холостого хода ползуна, мм/с:	200
Скорость( регулируемая) рабочего хода ползуна , мм/с, при усилии:	7…60
Скорость холостого хода нижнего выталкивателя, мм/с	75
Мощность привода, кВТ	2,2
Габаритные размеры, мм:
длина	1100
Ширина	1460
Высота	3050
Масса, кг	2580
Количество	2



8. Мощность производства

Мощность производства - это максимально возможный объём выпуска продукции при полной загрузке принятого в проекте оборудования (при данном ассортименте) или хотя бы на 90%.

Определяем мощность производства по каждому литьевому изделию.

, т/год, где

Р= Nприн ·А /Nрас,т/год ,где

Nрас - Расчетное количество литьевых машин, шт.;

А - годовая программа выпуска изделия, т/год.

Для изделия Муфта:

Р =11·224,7/10,67 = 231,64 тгод;

Для изделия Шайба:

Р = 9·111,3/8,5 = 117,84 тгод;

Определяем мощность производства по прессованному изделию Приставка миксера:

Р = 2 ·40,5/1,33 = 60,90 тгод;

Мощность производства по выпуску заданного ассортимента изделий при полной загрузке оборудования составляет:

231,64 +117,84 +60,90 = 410,38тгод.

Все расчеты сводятся в таблицу 8.1.



Мощность производства Таблица 8.1

Наимено-вание изделия	Масса г.	Время цикла, сек.	Гнезд ность форм	Тип оборудова-ния.	Кол-во оборудования	Действии-тельный годовой фонд време-ни работы оборудова-ния, ч.	Годовая программ-ма, т.	Мощность произ-водства т/год.
					Расчет -ное	Приня-тое
Муфта	24,3	58	4	КиАSU 260100	10,67	11	3490	224,7	234,64
Шайба	9,2	71	8	КиАSU 17055	8,5	9	3490	111,3	117,84
Итого по ЛПД								336	352,48
Приставка миксера	50	86	4	Пресс гидравли- ческий ДБ 2426А	1,33	2	3630	40,5	60,90
Итого									410,38



9. Выбор и расчеты вспомогательного оборудования для литьевых изделий

9.1 Выбор и расчет количества растарочных установок

В производстве используются следующие типы сырья: АБС, СКП (50АБС 50+1,2% TiO2), УПС+10%тальк и фенопласт Сп1342-02. Сырье прибывает на завод в контейнерах и мешках. Сырье , АБС, СКП (50АБС 50+1,2% TiO2), фенопласт Сп1342-02 - 44,145 т/год- прибывает на завод в мешках объемом 0,05 м3 УПС+10%тальк-127,66 т/год прибывает в контейнерах объемом 1 м3 , всего сырья прибывает 40,5 т/год. В производстве применяем ручные растарочные установки для контейнеров и мешков с производительностью 2 т/час каждая.

Определяется потребность в сырье на сутки.

с =Q 253,т. где

Q - Количество сырья прибывшего в мешках. 253 - количество рабочих дней.

Всего сырья в мешках прибывает:

АБС, -228,81; СКП (50АБС 50+1,2% TiO2) -5,59 т/год, фенопласт Сп1342-02 - 44,145 т/год.

Q = 228,81+ 5,59 = 234,4 + 44,145= 278,54т/год.

с = 278,54 /253 =1,1 т/сутки.

Определяется время работы растарочной установки для растаривания сырья, прибывшего в мешках.

Т =1,12= 0,55 ч.

Определяется коэффициент использования растарочной установки для растаривания сырья, прибывшего в мешках.



Кио = Т/Тпр ,где

Т - время работы оборудования в течение одной, двух или трех смен, ч.

Тпр - режимное время работы, ч. Кис=0,558=0,068

Для сырья, поступившего в мешках, принята полуавтоматическая растарочная установка для мешков производительностью 2 т/ч. Габариты установки L= 4500 мм, B=2300 мм,

Н=3000 мм.

Для сырья УПС+10%тальк-127,66 т/год, поступившего в контейнерах, принята полуавтоматическая растарочная установка производительностью 2 т/ч. Габариты установки L= 1500 мм, B=1500 мм, Н=3000 мм.

Q - Количество УПС+10%тальк-127,66 т/год прибывшего в контейнерах.

Q = 127,66 т/год ; 253 - количество рабочих дней.

с = 127,66 253 = 0,50 т/ сутки.

Определяется время работы растарочной установки для растаривания сырья, прибывшего в контейнерах.

Т=0,50 2 = 0,25 час

Определяется коэффициент использования растарочной установки для растаривания сырья, прибывшего в контейнерах.

Кио = Т/Тпр, где

Т - время работы оборудования в течение одной, двух или трех смен, ч.

Тпр - режимное время работы, ч. Кис= 0,25 8=0,031

Определяется площадь растарочного отделения.

Габариты растарочной установки для сырья, прибывшего в мешках L= 4500 мм, B=2300 мм. Габариты установки L= 1500 мм, B=1500 мм, Н=3000 мм.

Для обслуживания растарочных установок необходимо предусмотреть площадку размерами: L = 3000 мм, В = 3000 мм.

Таким образом, площадь отделения для растаривания термопластов:

S = (4,5·2,3)+(1,5 ·1,5)+(3·3) = 21,6 м2.

Принимается площадь отделения для растаривания сырья

S = (6·6) 36 м2.

9.2 Выбор и расчет систем пневмотранспорта

В полимера не предусматривается транспортирование сырья с помощью пневмотранспорта, так как сырьё АБС+1,2%TiO2 , т.к. являются гигроскопичными материалами и легко набирают недопустимый процент влажности.

9.3 Расчет и выбор сушилок

В производстве, для сушки термопластичного материала в виде гранул АБС+1,2%TiO2, предусматриваем вакуумную сушку, т. к применяемый материал по своим свойствам являются гигроскопичными.

Сушка термопластичных материалов. Таблице 9.1.

Материал	Температура сушки, єС	Продолжительность сушки, час	Метод сушки
АБС+1,2%TiO2	90 ±5	4-5	вакуумный
УПС+10%тальк	755	2	воздушный

Для определения количества вспомогательного оборудования выполним расчет насыпной плотности ПКМ. Насыпную плотность композиционных материалов определяем из пропорции: пм ист/ пм нас= пкм ист. / пкм нас , пкм нас = пм нас ·пкм. ист / пм ист.

Насыпная плотность для (ПКМ) АБС+1,2%TiO2- г/см3.

АБС ист= 1,04 г/см 3

АБС нас= 0,65 г/см 3; пкм. ист= 1,049 г/см 3; (по расчету при выборе оборудования)

нас. пкм = 0,65·1,049/ 1,04 = 0,655 г/см 3 для (ПКМ)

Определение количества вакуумных сушилок типа РВ:

Определяем количество сырья подлежащего сушке в год следующих материалов:

АБС+1,2%TiO2; Gгод +G воз отх.

Определяем количество сырья подлежащего сушке в год материала: АБС+1,2%TiO2

Gгод +G воз отх. АБС, -4,86878; СКП (50АБС 50+1,2% TiO2) -5,59 т/год,

АБС+1,2%TiO2=228,81+ 5,59 = 234,4т.

Определяем количество сырья подлежащего сушке в сутки:

АБС+1,2%TiO2- 234,4/ 253= 0,92 т/ сутки

Определим массу ПМ (т), высушенную в сушилке за одну операцию.

Qзаг = 0,8·V·снас, т, где

V - рабочий объем сушилки, м3 (для сушилки РВ 0.32-0.5 ВК-0.2 V=0,32 м3, для сушилки РВ 0.8-1.6 ВК-0.2 V=1,6 м3, сушилки РВ 1.2-4ВК-0.2 V=4 м3, );

снас - насыпная плотность материала, т/м3;

0,8 - коэффициент заполнения внутреннего объема сушилки.

для сушилки РВ 0.32-0.5 ВК-0.2

АБС: Qсуш = 0,8·0,32·0,7 = 0,179т./операция;

для сушилки РВ 0.8-1.6 ВК-0.2

Qсуш = 0,8·1,6·0,7 = 0,896т./операция;

для сушилки РВ 1.2-4 ВК-0.2

Qсуш = 0,8·4·0,7 = 2,24т./операция;

Определим производительность каждого типа сушилок( при 2-х сменном режиме) в сутки,т./сутки

Q РВ 0.32-0.5 ВК-0.2 =0,179·2=0,358т/сут.

Q РВ 0.8-1.6 ВК-0.2 =0,896·2=1,79т/сут.

Q РВ 1.2-4 ВК-0.2 =2,24·2=4,48т/сут.

Выбор производится исходя из массы сырья подлежавшего сушки в сутки .

Для АБС применяем сушилку РВ 1.2-4 ВК-0.2, работающую при сушке этого материала только 1 смену.

Расчет количества сушилок .

Количество сушилок для данного ПМ определяется по формуле :

N= А сут/ Qcуш =1,04/1,344=0,773

принимаем 1сушилку но в связи с принятыми литьевыми машинами берем 11 сушилок. Определим коэффициент использования оборудования.

Ки.о.=0,773/1=0,77

Характеристики сушилки РВ-1,2-4 - ВК-0,2 [6] по табл.2.10:

Рабочий объём, м 3	1,2
Установленная мощность, кВт:	13
Площадь поверхности теплообмена, м2
Корпуса	15
Ротора	4,7
Габариты, мм:
Длина	7565
Ширина	1850
Высота	3697
Масса, кг	8565

К негигроскопичным материалам относится УПС+10%тальк

Производительность сушилок типа СГ определяется из следующих основных параметров:

- емкость бункера сушилки (СГ100=0,1 м3, СГ300=0,35 м3);

- коэффициент заполнения емкости сушилки 0,8-0,85.

Определим длительность сушки.

Длительность сушки принимаем 2часа.

тогда количество операций выполняемое в сутки:

Nоп =16/2=8.(при 2-х сменном режиме работы).

Определяется количество материала загружаемого на одну операцию сушки Qсуш = 0,8·V·снас, т, где

V - емкость бункера сушилки, м3;

снас - насыпная плотность, т/м3

для сушилки СГ100: Qсуш = 0,8·0,1·0,5 = 0,04 т.

для сушилки СГ300: Qзсуш = 0,15·0,8·0,5 = 0,06 т.

Тогда в сутки производительность сушилки.

СГ100: 0,04·8= 0,32т/сут.

СГ300: 0,14·8=0,48т/сут

Определяется суточный расход сырья

, т/год, где

Qгод - годовой расход сырья, т;

Qв.о. - возможно используемые возвратные отходы за год, т;

Т - количество рабочих дней в году (при двух сменном режиме работы Т=253).

Асутдля пм= (127,66+23,373)/253=0,596т/сут.

Примем сушилку СГ300.

Количество сушилок=0,596/0,48 =1,2.

Исходя из того, что машин для производства этого ПМ принято 9, принимаем 9 сушилок СГ 300.

Производительность 9 сушилок СГ 300 :

qсуш=0,48·9=4,32 т.

Кио.=0,596/4,32=0,13

В течении смены производим дозагрузку сырья 2 раза. После каждой дозагрузки сушим сырьё в течении 1 часа, тогда сушилка работает 4часа в смену.

Кио.=2/8=0,25

Характеристики сушилки СГ 300 по табл.2.10[6]: Таблица 5.4

Рабочий объём, м3	0,15
Установленная мощность, кВт:	14,2
Габариты,мм
Длина	1070
Ширина	900
Высота	1720
Масса кг	368

9.4 Расчет и выбор смесителей

Смеситель устанавливается в отделении подготовки сырья и предназначен для смешивания сырья с возвратными отходами. В проектном производстве используются материалы для которых смешивание производится при вакуум- сушке.

Для сырья АБС+1,2%TiO2 - используется вакуумная сушилка, поэтому для смешивания этого сырья с гранулированными отходами не требуется предусматривать специальные смесители. Смешение этого материала происходит при его сушке, что предусматривает конструкция вакуумной сушилки типа РВ-1,2-4 - ВК-0,2. Количество смешиваемого материала УПС+10%тальк, с возвратными отходами определяется исходя из материального баланса как сумма годового расхода сырья и возвратных отходов

T =V год+ V вов.отх. где;

V год. - годовой расход сырья - т.

Vотх. - возвратные отходы - т.

УПС+10%тальк T, = 127,66 + 23,373 = 151,033 т.

Определяем насыпную плотность УПС+10%тальк из пропорции: пм ист/ пм нас= пкм ист. / пкм нас , пкм нас = пм нас ·пкм. ист / пм ист.

Насыпная плотность для (ПКМ) УПС+10%тальк T - г/см3.

Упс ист= 1,06 г/см 3

Упс нас= 0,65 г/см 3; пкм. ист= 1,12 г/см 3; (по расчету при выборе оборудования)

нас. пкм = 0,65·1,12/ 1,06 = 0,68 г/см 3 для (ПКМ)

Принимаем скоростной центробежный фрезерно - лопастной смеситель ФЛ-0,16-24-01.

Рабочий объем составляет -0,125 м3

Объем загрузки в смеситель равен: Gз = V раб.· К ис·g нас., где;

К исп.- коэффициент использования- 0,8

g нас. - насыпная плотность для ПКМ -г/см 3.

Расчет смесителей для смешивания

УПС+10%тальк T нас - насыпная плотность = 0,68 г/см 3

Объём загрузки в смеситель равен:

Gз = 0,125· 0,8 · 0,68= 0,068 т

Время смешивания принимаем -10 мин.

Продолжительность операции смешивания вместе с загрузкой и выгрузкой принимаем - 20 мин, три цикла в час, производительность составляет ...