Проект цеха по производству ламинированной подоконной ПВХ доски 600 мм

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГОУ СПО Новосибирский химико-технологический колледж

им. Д.И. Менделеева

Дипломная работа

Проект цеха по производству ламинированной подоконной ПВХ доски 600 мм

Руководитель Абибак Е.А.

Консультант по

экономической части Петрова Н.В.

Рецензент Чучерина И.Б.

Разработал Соколенко П. В.

2011г.



Введение

Многолетний опыт показал, что успехи во многих отраслях народного хозяйства достигнуты в результате широкого развития и применения полимерных материалов. С развитием областей применения полимеров все шире проявляются преимущественные свойства пластмасс по сравнению с традиционными материалами . Пластмассы все чаще выступают как незаменимые материалы. Использование пластических масс способствует ускоренному решению ряда технических проблем в приборо - и машиностроении, легкой пищевой промышленности, строительстве и сельском хозяйстве, автомобиле, самолетостроении , медицине и ракетостроении . Без применения пластических масс немыслимо современное существование и развитие телефонии, радиоэлектроники, кабельной и электрической промышленности и многих других отраслей народного хозяйства. В настоящее время практически нет ни одной области народного хозяйства, где- бы не использовались пластмассы. Пластмассами называют такие материалы, которые содержат в качестве основного компонента полимер, при переработке в изделие проявляют пластические свойства, а в обычных условиях представляют собой твердые или упругие вещества. Полимерами являются вещества, молекулы которых состоят из многократно повторяющихся звеньев одинакового химического состава и строения. и представляют собой длинные цепи. В последнее время пластмассы широко используют в производстве пластиковых окон.

В данном дипломном проекте рассматривается производство пластикового подоконника типа " НП 600" экструзионным методом для изготовления пластиковых окон. Таким образом, тема дипломного проекта является актуальной.



1. Технико-экономическое обоснование проектируемого предприятия

Многие предприниматели сегодня стоят перед выбором: чем заняться? Каким видом бизнеса выгоднее в настоящее время заняться? Как можно выгодно дифференцировать свой существующий бизнес? И как добиться успеха в любом направлении новой деятельности?

Как начать собственный оконный бизнес?

В первую очередь необходимо оценить свои реальные возможности, а также перспективность бизнеса. Также необходимо изучить спрос данной продукции, уровень конкуренции региона и его рынок. Кто будет потребителями продукции? Возможно, ими станут:

? Частные заказчики

? Небольшие строительные организации

? Крупные строительные фирмы

? Дилеры

После того как будет выбрана рыночная ниша, необходимо приступить к выбору поставщиков и потенциальных агентов в каждой из 3-х групп комплектующих:

Первая группа - ПВХ профиль. Поставщики обеспечивают профилем, резиновыми уплотнителями и армирующим профилем, а также другими комплектующими, необходимыми для сборки пластиковых окон(фальцевые вкладыши, соединители, прокладки и др.)

Вторая группа- фурнитура. Поставщики фурнитуры предлагают как фурнитуру, так и подоконники, и многие другие материалы, в том числе материалы для монтажа.

Третья группа-стеклопакет. Если стеклопакеты производятся на своем предприятии, то необходимо найти поставщиков качественного стекла и необходимых комплектующих: герметиков, молекулярного сита, а также дистанционной рамки для стеклопакетов.

Запланировав объем инвестиций и производства, поставщики оборудования предоставляют необходимую информацию: какие станки необходимы и в каком количестве, как их эффективнее разместить в цехе. Также они дадут общие рекомендации, каких размеров необходимо помещение для данного производства.

Помещение для производства пластиковых окон должно быть обязательно отапливаемым, высота потолков должна быть не менее трех метров, а также должно располагаться на первом этаже. Эти условия необходимы как для продуктивной работы, так и удобства отгрузки готовой продукции и перевозки материалов.

Приведем несколько оценок складывающейся ситуации в оконном бизнесе. По мнению генерального директора ЗАО «БФК», в данный момент борьба идет за все сегменты оконного рынка, так как падение прибыли в прошлом году поставило многие компании на грань разорения.

В результате низкой рентабельности бизнеса определенный объем компаний уже « стоит на продаже». По его мнению, до конца этого года 95% фирм с производительностью 3-4 тыс.кв.м в месяц либо закроются, либо войдут в чей-то состав; в 2011 году на рынке выживут компании с производственными возможностями более 7 тыс.кв.м,и в 2012-м на рынке самое маленькое предприятие должно будет иметь возможность производить 12500 кв.м. Если составить общий прогноз развития рынка пластиковых окон по оценкам лидеров оконного рынка, он будет выглядеть следующим образом:

? На 2011 год:

-рост рынка составит около 15-20%(темпы роста и продаж);

-усиление конкуренции среди компаний, специализирующих на продажах;

-снижение рентабельности средних и малых оконных компаний и, как

следствие, их закрытие;

-появление нескольких крупных влиятельных оконных компаний, которые станут лидерами отрасли.

*Долгосрочные:

а)2-5 лет

-изменение тенда- смещение активности в сторону сегмента вновь возводимого жилья и коммерческой недвижимости;

-рост лидирующих компаний и соответствующая их периориентация с сегмента вторичного жилья на замену старых стеклопакетов на новые.

б)5-10 лет

-полное насыщение рынка пластиковыми окнами;

-уход небольших компаний в область продаж и специализированный сервис.

В данном проекте представлено производство пластикового подоконника типа " НП 600 для отделки пластикового окна. Таким образом пластиковый подоконник является востребованным продуктом, в виду того, что пластиковый подоконник является не заменимым звеном при установке пластикового окна, в настоящее время мелкие фирмы не производят пластиковый подоконник, а спрос на него велик.



2. Технологическая часть

2.1 Характеристика готовой продукции

Ламинированные подоконники являются сопутствующими комплектующими изделиями для оконных блоков.

Изделия предназначаются для внутренней отделки (установки) в помещениях всех типов зданий.

Условное обозначение подоконника должно состоять из наименования изделия, обозначения материала изделия, типа покрытия: ламинированного (Л) или кашированного декоративной ПВХ пленкой (декор), размеров (длины, ширины) в мм, обозначения настоящих технических условий.

Пример условного обозначения:

Подоконник НП 600 в соответствии с требованиями ТУ 5772-004-34499732-2003.

Подоконники поливинилхлоридные ламинированные должны соответствовать требованиям настоящих Технических условий и изготавливаться в соответствии с конструкторской и технологической документацией, утвержденной в установленном порядке.

Нанесение ламината или декорированной ПВХ пленки на подоконный профиль проводят на кашировальной установке методом протягивания через кашировальный вал с соблюдением температурного режима на нагревательных элементах и скорости подачи покрытия в соответствии с технологической инструкцией.

Подоконники выпускают в виде мерных отрезков длиной (6000+35)мм.

По согласованию с потребителем допускается поставка подоконников иной длины. Подоконный профиль изготавливают шириной 600 мм. Подоконники шириной 600 мм, нарезают вдоль профиля до требуемой ширины: (250, 300, 350, 400, 450, 500, 550) мм.

При соблюдении прочностных характеристик изделия допускается изготовление подоконной доски иных размеров и формы поперечного сечения в соответствии с утвержденной конструкторской документацией.

Таблица 1. Характеристика прочности изделия.

Ширина подоконной доски, мм	250	300	350	400	450	500	550	600
Допустимое отклонение, мм	1,5	1,8	2,1	2,4	2,7	3,0	3,3	3,6

(Допустимое отклонение от прямолинейности по длине изделия - 3 мм на 1 м длины изделия.)

Цвет однотонного ламинированного покрытия должен быть без цветовых пятен и включений. Разнотонность цвета не допускается. Изделия выпускают с глянцевой или матовой поверхностью. Для покрытия профиля используется защитно-декоративная ПВХ пленка различных оттенков .

Показатели внешнего вида ламинированных подоконных досок: цвет, глянец, качество лицевых и не лицевых поверхностей (дефекты поверхности) должны соответствовать цвету, глянцу и качеству поверхностей образцов-эталонов, утвержденных руководством предприятия-изготовителя. На лицевых поверхностях декоративного покрытия подоконного профиля не допускаются пузыри, вздутия, вмятины, выступы, защипы пленки, царапины, повреждения и другие видимые дефекты покрытия. В местах перегибов покрытия трещины ламината (ПВХ пленки) не допускаются. Отслаивание покрытия не допускается.

На поверхностях ПВХ профиля допускаются незначительные дефекты экструзии: полосы, и риски т.п. Рекомендуемая толщина декоративного ламинированного покрытия свыше 50 мкм. Марки и пропорции компонентов, составляющих клеевую смесь, и температурный режим нанесения ламината или ПВХ пленки указывают в технологической инструкции. Клеевую смесь наносят на поверхность профиля сплошным равномерным по толщине слоем. Сцепление пленки с профилем-основой должно быть равномерным по всей поверхности покрытия. Прочность сцепления покрытия с профилем должно быть не менее 2,5 Н/мм.

Разрыв или стыковка защитно-декоративного покрытия: ламината (ПВХ пленки) в пределах одного мерного отрезка не допускается.

Лицевые поверхности ламинированной подоконной доски должны быть покрыты защитной полиэтиленовой клеящей пленкой по ГОСТ 20477, предохраняющей их от повреждений при транспортировании и монтаже.

После удаления защитной пленки внешний вид изделия должен соответствовать требованиям технических условий.

Показатели физико-механических свойств подоконных досок должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 2.

Таблица 2. Физико-механические свойства подоконных досок

Наименование показателя	Значение
1 Прочность при растяжении, МПа, не менее	30,0
2 Ударная вязкость по Шарпи, кДж/м2, не менее	15
3 Температура размягчения по Вика, 0С, не менее	75
4 Изменение линейных размеров после теплового воздействия, %, не более	3,0
5 Термостойкость при 120 0С в течение 30 мин.	Не должно быть вздутий, трещин, расслоений
6 Стойкость к удару при положительной температуре	Не должно быть трещин, разрушений, отслоенийпо крытия

Примечание: предельные отклонения значения температуры размягчения по Вика от установленной не должны превышать (±3) ⁰С.

Подоконник марки НП 600 должен соответствовать нормам, указанным в таблице 3.

Таблица 3. Качественные показатели

Наименование показателя	Норма
1. Внешний вид 1.1. Качество лицевой поверхности, кромок и торцов. 1.2.Цвет.	Гладкая, однородная. На лицевой поверхности не допускаются наплывы, бугорки, раковины, царапины и пятна. Утяжки по лицевой поверхности не допускаются. Перегородки должны быть целыми. Кромки и торцы не должны иметь искривлений, надрывов и зазубрин. «Волна» по носику не допускается. Не нормируется
2. Масса одного погонного метра ,кг.	4,200-4,700
3.Размеры поперечного сечения, мм	В соответствии с рабочим чертежом
4. Длина, мм	(6000+35)
5. Отклонение от прямолинейности , мм/1м длины	3
6.Стойкость к удару при положительной температуре	Не должно быть трещин, разрушений

Примечание: При соблюдении прочностных характеристик изделия допускается изготовление профиля «Подоконник» иных размеров и формы поперечного сечения в соответствии с утвержденной конструкторской документацией.

2.2 Выбор и обоснование рецепта смеси

Как уже отмечалось ранее, из одного "чистого" ПВХ, практически невозможно получить какое- либо изделие. Материал, содержащий ПВХ и другие добавк, обеспечивающие его технологические и эксплуатационные свойства, называется поливинилхлоридной композицией. В поливинилхлоридную композицию входят: ПВХ, термостабилизаторы , наполнители , модификаторы , смазки и пигменты. Соотношение, входящих в состав материала композиции компонентов по отношению к ПВХ, называется рецептурой. Рецептуру принято выражать в массовых частях (м.ч.) по отношению к ПВХ, при этом содержание ПВХ всегда принимается за 100 м.ч.

Состав рецептуры - компоненты и их количественное содержание в композиции, определяется назначением готового изделия.

Подоконная доска - применяется для внутренней отделки окон в помещении. Оно не подвергается воздействию прямых UF-лучей, повышенных температур и не используется на открытом воздухе. Его функция, скорее, декоративная. Требуются средние прочностные характеристики, твердость, пластичность и хороший внешний вид, обеспечивающийся белым цветом и ровной глянцевой поверхностью.

Поэтому, применение светостабилизатора, модификатора ударопрочности и антиоксидантов не требуется. В состав композиции «Подоконная доска» входят: ПВХ, наполнитель, термостабилизатор, модификатор перерабатываемости , смазки.

ПВХ: Свойства ПВХ в значительной степени определяются способом его получения и константой Фикентчера.

Частицы эмульсионного ПВХ имеют более плотную структуру и гладкую поверхность, в результате чего они плохо впитывают технологические добавки. Частицы суспензионного ПВХ имеют рыхлую структуру, изрезанную поверхность и, как следствие, большую площадь поверхности. Они прекрасно впитывают добавки в процессе смешивания. Поэтому, для производства изделий из жесткого ПВХ, получаемых экструзионным методом, применяют, в основном, ПВХ-С.

Константа Фикентчера (аналог молекулярного веса) определяется как вязкость раствора ПВХ в растворителе (циклогексаноне). Величина «К» указывается первыми двумя цифрами в обозначении марки ПВХ. Например, ПВХ СИ-64 обозначает ПВХ, полученный суспензионным способом, с константой Фикентчера = 64. Чем больше величина этой константы, тем выше степень полимеризации и молекулярный вес. ПВХ с высокой «К» (70 - 72) благодаря высокой степени полимеризации обладает отличными прочностными характеристиками, но трудно перерабатывается. Для его переработки методом экструзии требуется большое количество стабилизатора и модификаторов, что существенно увеличивает себестоимость смеси. Такой ПВХ используется, в основном, для производства пластифицированных материалов и для изготовления оконного профиля с высокими требованиями к прочности готовых изделий. Напротив, ПВХ с низкой «К» легко перерабатывается, относительно дешев, но не обладает достаточной прочностью.

Используется, в основном, для производства пленок, бутылок и вспененных изделий. Оптимальным соотношением «цена - качество» для производства отделочных профилей обладает ПВХ с К=64-67 единиц. Химическая формула ПВХ: (-СН2-СНСL-)n, где n-степень полимеризации.

Стабилизатор

Одним из важных свойств ПВХ является его способность при нагревании разлагаться с выделением хлористого водорода (НСl). Процесс выделения хлористого водорода может начаться при температуре 70-80°С. При температуре 150-180°С на воздухе, скорость процесса разложения резко возрастает, происходит быстрое разложение полимера с выделением хлористого водорода и углекислого газа. Чистый ПВХ очень трудно использовать для изготовления изделий по причине того, чтобы произвести его переработку необходимо его нагреть до температуры плавления, которая близка к температуре, при которой происходит интенсивное выделение хлористого водорода. Для того чтобы произвести переработку ПВХ применяют, термостабилизаторы, которые в смеси с ПВХ позволяют значительно снизить интенсивность выделения хлористого водорода.

Термостабилизаторы выполняют две функции: обеспечивают термическую стабильность (термостабильность) смеси ПВХ в процессе переработки (технологическую термостабильность) и обеспечивают термостабильность изделия из ПВХ в процессе его эксплуатации (эксплуатационную термостабильность).

Поэтому в состав смеси ПВХ добавляют термостабилизатор из такого расчёта, что он будет предотвращать разложение ПВХ не только в процессе переработки, но и в процессе эксплуатации. Наиболее эффективными являются термостабилизаторы на основе солей свинца. Будучи очень токсичными в свободном состоянии, в готовом изделии они не представляют опасности для человека, т.к. находятся в связанном состоянии. Выбираем свинцовый стабилизатор немецкого производства Baeropan 2555, разработанный на основе трехосновного сульфата свинца: 3PbO*PbSO4*H2O

Наполнители, вещества, применяемые для получения ПВХ - композиций с целью их удешевления, а также придания специальных свойств, например, твердости и пониженной горючести. Наиболее распространёнными наполнителями являются: мел, каолин, гидроксид аллюминия, трехокись сурьмы, аэросил. Наибольшее распространение получил природный мел, т.к. он дешев, доступен, мягок(отсутствует износ оборудования) и безопасен. Выбираем природный мел М90Т со средним размером частиц 1микрон.

Химическая формула мела: СаСО3.

Модификаторы, вещества предназначенные для улучшения перерабатываемости композиций, придания нужной вязкости расплава. Модификаторы используются в основном в составе непластифицированных ПВХ-композиций. Для улучшения перерабатываемости широко используются акриловые модификаторы текучести. Выбираем акриловый модификатор немецкого производства Degalan 3 FK.

На основе акрилатов, общая формула

CH2=CHCOOR

Смазки, вещества предназначенные для снижения трения расплава ПВХ-композиции о поверхности рабочих частей перерабатывающего оборудования или для снижения внутреннего трения материала композиции. Выбираем комплексную смазку немецкого производства Baerolub PA-25, представляющую собой окисленный полиэтиленовый воск.

Пигменты в рецептуре не используются, т.к. поверхность изделия кашируется пленкой различных цветов.



Т.о. рецептура для производства подоконной доски:

РЕЦЕПТУРА ГП-40
СОСТАВ	РЕЦ в м.ч.	В смесит.
ПВХ СИ-64	100	83,73
Baeropan 2555.	2,6	2,1
Мел М90Т	40	33,49
Degalan 3 FK.	1,5	1,26
Baerolub PA-25.	0,2	0,17
ПВ-200	0,4	0,33
ИТОГО:	144,7	121,08

2.3 Характеристика сырья и материалов

Сырье и материалы, применяемые для изготовления поливинилхло- ридных ламинированных подоконников, должны отвечать требованиям стандартов, технических условий, технических свидетельств и контрактов на поставку и иметь соответствующие санитарно-эпидемиологические заключения. Качество покупных материалов должно быть подтверждено сертификатами и паспортами.

В качестве основы ПВХ композиции для производства подоконного ПВХ профиля применяют суспензионный поливинилхлорид марки ПВХ-С-7059-М (или ПВХ-С-7058-М) по ГОСТ 14332, насыпной плотностью 0,45-0,55 г/см³, с остатком после просева на сите с сеткой № 0063 для марки 7059 - (90-100) %, для марки 7058 - (80-100) %. Цвет порошка ПВХ должен быть белым, однородным, без вкуса и запаха. Процесс изготовления поливинилхлоридной подоконной доски относится к малоотходному производству. Суспензионный поливинилхлорид должен храниться в закрытом помещении, исключающем попадание прямых солнечных лучей, на расстоянии не менее 1 м от нагревательных приборов при температуре не выше 35 ⁰С и относительной влажности воздуха не более 75 %.

В состав композиции входит как ПВХ, так и рециклат (пущенный во вторичную переработку размолотый ПВХ).

Пропорции компонентов композиции и технические требования к сырьевым материалам указывают в технологической документации и утверждают руководством предприятия-изготовителя.

Условия хранения должны обеспечивать предохранение сырьевых материалов от влаги и загрязнений.

Соответствие исходных материалов нормативным требованиям проверяют при входном контроле в соответствии с ГОСТ 24297.

Каждая партия поступающих в производство материалов должна проходить входной контроль и иметь подтверждение качества требованиям соответствующих документов. Результаты контроля заносят в журнал входного контроля.

Таблица № 4. Характеристика сырья

Наименование сырья, материалов, полупродуктов	Показатели по стандарту ,обязательные для проверки	Регламентируемые показатели
1.Поливинилхлорид суспензионный Саянской марки ПВХ СИ-64, ПВХ СИ-67	Внешний вид: -Цвет Количество загрязнений и посторонних веществ, шт, не более Значение «К» Остаток после просева на сите с сеткой №0315,%, не более Массовая доля влаги и летучих веществ,%, не более	СИ-64	СИ-67
		Однородный порошок белого цвета
		6	6
		64±1	67±1
		0,1	0,1
		0,3	0,3
2.Комплексный стабилизатор Baeropan марок МС2555Р	Внешний вид Температура плавления , *С, не ниже Массовая доля свинца,%, не ниже	Однородный порошок белого цвета
		100*С
		40
3. Модификатор перерабатываемости Baerorapid 3FK или Degalan 3FK(производство Германия)	Внешний вид Температура плавления , *С,около Плотность при 20*С, г/см?	Белый порошок
		108
		1,18
4.Мел природный тонкодисперсной марки М-90Т	ТУ5743-001-22242270-2002	1.Содержание CaCO3,%, не менее 98,5 2.Белизна,%, не менее 85,0 3.Гранулометрический состав в соответствие с паспортом 4.Остаток после просева на сите с сеткой, не более 0,01 5.Массовая доля влаги, №, не более 0,3 6.Гидрофобность,%, не менее 98,5
5. Смазка Baerolub PA25(производство Германия)	Внешний вид -Цвет Температура плавления, *С, Плотность при 23*С	Однородный порошок от белого до желтовато-белого цвета без механических примесей
		6,0-6,8
		2,0
		3,0
6.клей (полиуретановый) HOT MELT PUR	Внешний вид Физические и химические свойства Область плавления Температура воспламенения Точка воспламенения	Белого цвета
		Жидкий, сладковатый запах
		60*С
		605*С(DIN 51794 )
		непременимо

2.4 Выбор и обоснование способа производства

В настоящее время " Подоконник НП 600" можно изготавливать только методом экструзии, так как других методов изготовления профиля не существует. Экструзия представляет собой процесс получения из исходного материала (в виде гранул, порошка или дроби) изделия заданного поперечного сечения путем непрерывного продавливания расплава полимера через формующую головку с последующим охлаждением изделия. Экструзией получают листы, трубы, пленки, прокладки, поручни для лестниц и другие профили; метод применяется для нанесения полимерной изоляции на провода и кабели, для покрытия полимерными материалами бумаги, картона, фольги и так далее. Получение гранулированных пластмасс, волокон, сеток, так же основано на экструзии расплавов полимеров.

Как метод переработки полимерных материалов экструзия была применена в середине прошлого столетия для покрытия медных проводов изоляций из гуттаперчи. Для этой цели использовали плунжерные экструдеры периодического действия: в цилиндр экструдера загружали порцию разогретой гуттаперчи и выдавливали через фильеру, сквозь которую пропускался медный провод. После израсходывания материала машину останавливали и загружали в нее новую порцию. Периодичность действия не позволяла увеличить производительность подобных машин, поэтому в процессе усовершенствования процесса экструзии пришли к применению червячных экструдеров. Следует отметить, что плунжерные экструдеры до сих пор используются, например, при переработке отходов изделий из поливинилхлорида в прутки и толстостенные трубы (штангпресованные

Первые червячные экструдеры появились в конце прошлого столетия в Германии и Англии, где они применялись для переработки гуттаперчи и нитрата целлюлозы. Отличительными чертами их были сравнительно короткий червяк и паровой обогрев цилиндра.

Существенные усовершенствования в конструкции червячных экструдеров были сделаны в 30-х годах нынешнего столетия в связи с быстрым развитием промышленности масс. Были разработаны конструкции экструдеров с более длинными червяками, с электрообогревом, мощным приводом, позволяющие перерабатывать появившиеся синтетические полимеры непластифицированный и пластифицированный поливинилхлорид, полистирол, ацетаты целлюлозы. Дальнейщее развитие экструзии шло по пути совершенствования конструкций экструдеров (в том числе использования двух червячных, дисковых и червячно-дисковых машин), а так же совершенствования управления процессом путем использования средств автоматики и электронно-вычислительной техники.

2.5 Технологическая схема производства, оборудования и оснастки

Технологический процесс производства состоит из следующих стадий:

1. Подготовка сырья

2. Приготовление композиции

3. Экструзия

4. Каширование п/ф

5. Упаковка

6. Переработка отходов ПВХ профиля

На стадиях подготовки сырья, приготовления композиции, упаковки и переработки отходов процесс осуществляется периодическим методом, на стадиях гранулирования и экструзии - непрерывным.

Подготовка сырья

Сырье поступает в цех подготовки сырья в мешках или контейнерах разового пользования и складируется на сырьевой площадке на поддонах. По мере необходимости поддоны с ПВХ, стабилизатором, модификатором ударопрочности, наполнителем и красителем с помощью кран-балки поднимаются аппаратчиком на площадку дозаторной станции к месту растарки.

ПВХ и добавки из мешков и контейнеров вручную засыпаются в дозаторы в соответствии со сменным заданием. Уровень заполнения дозаторов контролируется аппаратчиком визуально. Загрузка сыпучих компонентов производится при включенной системе аспирации.

Малые добавки: модификатор перерабатываемости, смазки, пигменты, взвешиваются в рецептурных количествах вручную с помощью весов и упаковываются в этилвинилацетатные пакеты. По мере необходимости пакеты с добавками поднимаются на площадку смесительной станции и устанавливаются на транспортер смесителя.

Дозаторы представляют собой емкости из нержавеющей стали с коническим днищем. Каждый дозатор снабжен крышкой, расположенной в верхней части емкости, и предназначенной для засыпки компонентов по мере убывания в процессе работы.

В днище емкости расположен шнек для транспортировки компонентов на весы. Каждый дозатор предназначен для отдельного компонента рецептуры.

Аспирация предназначена для очистки воздуха от пыли, образующейся при загрузке сухих компонентов в емкость дозатора. Аспирацией оборудованы дозаторы малых компонентов, дозатор ПВХ, промежуточная емкость, расположенная возле нижнего смесителя, силоса.

Система аспирации состоит из воздуходувки, воздуховодов и фильтра, в корпусе которого расположен блок самоочищающихся фильтров. С помощью пневмотранспорта, создаваемого воздуходувкой, запыленный воздух из емкости поступает в корпус фильтра, проходит через фильтрующие поверхности блока самоочищающихся фильтров. При этом частицы пыли оседают на фильтрующих поверхностях, а очищенный от пыли воздух выбрасывается в атмосферу. По окончании операции пыль стряхивается импульсом сжатого воздуха в приемную емкость, расположенную под фильтром.

Контроль работы аспирации осуществляется с помощью системы управления работой смесительной станции. По мере накопления пыли в приемной емкости, она выгружается в мешки и повторно используется для приготовления композиции.

Приготовление композиции

Композиция готовится путем смешивания рецептурных количеств ПВХ и добавок в двухстадийном смесителе. Дозирование компонентов производится в автоматическом режиме на дозаторной станции австрийской фирмы «Henschel», включающей в себя комплекс дозаторов со шнеками, транспортер, весы малых компонентов, весы большие, станцию управления работой. Вся работа осуществляется при помощи программы управления ProConWin с компьютера. Эта программа предназначена для визуализации и управления дозаторной станцией и смесителями. ПВХ из дозатора с помощью пневмотранспорта, создаваемого воздуходувкой, подается на большие весы и взвешивается в соответствии с рецептурой.

По сигналу со станции управления остальные компоненты рецептуры из дозаторов с помощью шнеков подаются на весы малых компонентов, где происходит их взвешивание в рецептурных количествах. Дозаторы включаются в работу поочередно. После взвешивания всех компонентов, смесь добавок с весов малых компонентов при помощи пневмотранспорта, осуществляемого воздуходувкой, поступает на большие весы. А затем, через пневмозатвор передается в «горячую» стадию смесителя. Туда же через загрузочное устройство с помощью транспортера подаются добавки, предварительно расфасованные в этилвинилацетатные пакеты.

Весы малых компонентов представляют собой емкость конической формы из нержавеющей стали с плоской крышкой. На крышке расположены штуцеры для подачи компонентов из дозаторов. Днище весов оборудовано пневмозатвором для выгрузки компонентов. Для предотвращения слеживания компонентов, корпус весов оснащен пневмовибраторами и пневмоворошителями. Контроль веса осуществляется посредством датчиков, основанных на пьезокристаллах.

Весы ПВХ представляют собой емкость цилиндрической формы из нержавеющей стали с плоской крышкой и коническим днищем, оборудованным пневмозатвором для выгрузки смеси. На крышке расположен штуцер для подачи ПВХ из дозатора и штуцер для подачи компонентов с весов малых компонентов. Для предотвращения слеживания компонентов, корпус весов оснащен пневмовибраторами и пневмоворошителями. Контроль веса осуществляется посредством датчиков, основанных на пьезокристаллах. Весы оборудованы блокировкой, исключающей открытие выгрузочного пневмозатвора при открытом выгрузочном пневмозатворе «горячего» смесителя.

После загрузки смесителя, включается мешалка на первую скорость, и композиция перемешивается в течение 40 секунд. Затем включается вторая скорость, и композиция перемешивается до температуры (115-120)?С за счет саморазогрева. При достижении температуры 115?С смеситель переключается на первую скорость для выгрузки и готовая композиция из «горячей» стадии смесителя через пневмозатвор выгружается в «холодную» стадию, охлаждается до 40?С, далее через пневмозатвор за счет работающих лопастей выгружается либо в приемный бункер, либо в промежуточную емкость, а оттуда с помощью воздуходувки в силос. Контроль работы смесителя и уровня заполнения силоса осуществляется с помощью программы визуализации ProConWin и системы управления на экране компьютера. Выгрузка в промежуточную емкость и силос производится при работающей системе аспирации.

Режим смешивания может корректироваться в зависимости от применяемого сырья и рецептуры.

Двухстадийный смеситель представляет собой две цилиндрические емкости из нержавеющей стали, установленные на станинах. Емкости установлены на разных уровнях таким образом, чтобы композиция самотеком выгружалась из верхнего «горячего» в нижний «холодный» смеситель. Внутри смесителей находятся мешалки, лопасти которых насажены на приводные валы, проходящие через днища.

Каждый смеситель имеет индивидуальный привод. Привод мешалки «горячего» смесителя осуществляется двухскоростным электродвигателем через клиноременную передачу и вертикальный вал. Привод мешалки «холодного» смесителя осуществляется через клиноременную передачу и червячный редуктор.

Оба смесителя снабжены крышками. На крышке «горячего» смесителя имеются патрубки для загрузки ПВХ и добавок, смотровой люк. Для лучшего перемешивания композиции смеситель оборудован отбойником. На загрузочных патрубках установлены клапаны с пневмоприводом. Смеситель снабжен вытяжной вентиляцией.

Корпус «холодного» смесителя оборудован рубашкой для охлаждения, внутри смесителя имеется так же охлаждающее кольцо.

Загрузка смесителя производится в автоматическом режиме через загрузочный люк, соединенный с выгрузочным клапаном «горячего» смесителя.

Для выгрузки композиции на днище смесителей установлены пневмозатворы.

Двухстадийный смеситель оборудован блокировками:

1. Блокирующее устройство, исключающее пуск в работу электродвигателя мешалки «горячего» смесителя при открытом положении крышки.

2. Блокирующее устройство, исключающее пуск в работу электродвигателя мешалки «холодного» смесителя при открытом положении крышки.

3. Блокировка, исключающее открытие выгрузочного пневмозатвора «горячего» смесителя при открытом выгрузочном пневмозатворе «холодного» смесителя.

4. Блокировка по отключению мешалки «горячего» смесителя при достижении температуры более 125?С.

5. Кнопка аварийной остановки смесителя.

Промежуточная емкость представляет собой горизонтальный цилиндрический сосуд с плоской крышкой и коническим днищем, предназначенный для перекачки готовой композиции в силос, она оборудована системой аспирации. Силос предназначен для выстаивания и хранения готовой смеси: Силос - для смеси рецептуры ГП-40 (подоконник),

В нижней части силоса установлены: устройство для пневмотранспортировки смеси в цех экструзии и устройство для выгрузки смеси в контейнеры.



Таблица 5. Рецептура в массовых частях на 100 м.ч. ПВХ.

Наименование рецептуры. Наименование компонентов.	Рецептура ГП-40Подоконник
Поливинилхлорид	100
Baeropan МС2555Р	3,6
Baeropan 50625-2 PLS/C
Baerodur EST-4
Degalan EST-4
Baerorapid 3-FK	1,0-1,5
Degalan 3-FK	или 1,0-1,5
Degalan 40F
Baerolub L-TP	0-1,0
Baerolub PA	0,3-0,4
Baerolub PA 25	0-0,2
Мел марки М90Т	40
Мел марки М-5Г	или 40
Мел Hydrokal 1;2	или 40
Мел Microlain 1S	или 40
Двуокись титана
Ультрамарин Е-1008
Люксафор 093
Antiblocking 3780	2,0
Tracel TSE 7145 ACR	1,3

Примечание к таблице 5: Из рецептуры ГП-40 выпускается изделие: «Подоконник НП 600»

Экструзия

Сущность экструзии заключается в получении ПВХ профилей различного сечения с помощью продавливания пластифицированной однородной массы материала через фильеру (экструзионную головку) с последующим калиброванием и охлаждением в калибраторах и ваннах. Процесс осуществляется непрерывным методом на экструдерной линии, состоящей из экструдера, инструмента (фильеры, калибратора), тянущего устройства, отрезного устройства, устройства для укладки и упаковки готовой продукции.

Экструдер (на примере «Bausano MD2/88 B19-HK») состоит из следующих узлов:

* Станины, со смонтированными на ней главными двигателями, редукторами приводов шнеков, загрузочным бункером, вакуумной системой дегазации, оборудованной системой фильтров.

*Рабочего цилиндра из упрочненной стали с системой нагрева, разделенной на отдельные зоны;

* Цилиндрических шнеков с витками нарезки сложной формы, оборудованных системой внешнего темперирования;

*Станции темперирования шнеков;

*Станции охлаждения жидкости рабочего цилиндра (предназначенного для переработки ПВХ);

*Привода дозирования материала на шнеки;

* Силового шкафа;

*Пульта управления электрооборудованием станка, приводов, шнека и дозатора.

Калибрационный стол состоит из:

* Рамы с пневматическим приводом, перемещающейся по рельсовому пути вдоль направления экструзии. На раме укреплены три вакуумные помпы, открытый сливной бак, служащий так же для водоснабжения вакуумных помп, система дренажа и силовой шкаф;

* Стола, подвижного в двух направлениях;

Водяного и вакуумного коллекторов для подключения калибраторов с помощью гибких армированных шлангов;

*Блока управления электрооборудованием стола с индикацией скорости вытягивания профиля и возможностью её регулирования.

Тянущее устройство состоит из:

*Станины, с установленными на ней электрическим силовым шкафом, пультом управления электрооборудованием и пневматическим приводом подъема верхнего трака;

*Верхнего и нижнего плоских траков с приводами;

*Ролика счетчика длины профиля.

Кашировальная установка состоит из следующих узлов:

*Узел нанесения праймера;

*Промышленные фены;

*Ракель для нанесения клея на пленку;

*Разматывающее устройство для защитной пленки;

*Пила продольная;

*Пила поперечная;

*Приемный стол.

Отрезное устройство состоит из:

*Станины, с установленной на ней кареткой пилы, способной перемещаться вдоль направления экструзии, и пневматическим приводом подъема диска пилы, а так же приводом движения диска в поперечном направлении к оси экструзии.

Кроме того, на станине монтируются устройство прижима профиля к каретке с пневматическим приводом и силовой электрический шкаф;

*Дисковой пилы с приводом от электродвигателя;

*Защитных кожухов, ограничивающих доступ в потенциально опасную зону;

*Пульта управления электрооборудованием и пневмоприводами пилы.

Устройство для укладки и упаковки готовой продукции состоит из: приемного стола, опрокидывателя и накопителя готового профиля.

Готовая композиция из силоса (гранулы из биг - бэга) насыпается в передвижной бункер, предназначенный для транспортировки смеси.

В нижней части бункер оборудован ручной заслонкой для выгрузки.

Наполненный бункер при помощи ручной транспортной тележки с гидравлическим приводом транспортируется в цех экструзии и кран-балкой поднимается на эстакаду, расположенную над загрузочным бункером экструдера.

Подача сырья в загрузочный бункер экструдера осуществляется путем свободного пересыпания смеси из сменного бункера за счет силы тяжести. Пересыпание происходит через вертикально установленную пластиковую трубу, нижняя часть которой погружена в приемный бункер экструдера, а верхняя часть оборудована приемным конусом, расположенным на эстакаде. Для обеспечения станка сырьем наполненный сменный бункер устанавливается на эстакаду так, чтобы нижнее ссыпное отверстие бункера находилось над приемным конусом пересыпной трубы.

При открывании ручной заслонки, композиция поступает в приемный бункер экструдера, откуда с помощью шлюзового дозатора и шнека подается в рабочий цилиндр. Контроль уровня смеси в приемном бункере осуществляется аппаратчиком визуально по смотровому стеклу.

Подача сырья в загрузочный бункер экструдера может производиться как вышеописанным способом, так и в автоматическом режиме с помощью пневмотранспорта через вакуумный загрузчик из промежуточной емкости силоса цеха подготовки сырья. Для этого, вакуумный загрузчик оборудован автоматической заслонкой, обеспечивающей пуск и отключение пневмотранспорта по мере расходования смеси. Контроль уровня смеси в приемном бункере экструдера осуществляется аппаратчиком визуально по смотровому стеклу.

В нагретом до рабочей температуры цилиндре экструдера, ПВХ композиция за счет вращения шнеков продвигается по зонам, температура обогрева которых повышается от (140-145)°С на входе до (175-195)°С на фильере. При этом происходит пластикация материала за счет воздействия температуры и сдвиговых напряжений, возникающих при противовращении шнеков и сил трения между частицами материала.

Температура обогрева по зонам экструдера приведена в таблице 6



Таблица 6 Температура обогрева по зонам экструдера

Зоны обогрева цилиндра	Температура по зонам, °С
Цилиндр	1 зона 2 зона 3 зона 4 зона 5 зона 6 зона	140-165 145-175 155-175 160-185 170-180 170-185
Адаптер	175-185
Инструмент	175-195

Примечание: допускается изменение температурных режимов в зависимости от конфигурации изделия, качества смеси и других параметров, оказывающих воздействие на качество готового изделия

Для удаления летучих компонентов, продуктов разложения ПВХ и паров влаги, экструдер оборудован вакуумной системой дегазации. При помощи разряжения, создаваемого помпой, выделяющиеся в процессе переработки газы из колодцев материального цилиндра по трубопроводам поступают на фильтр для очистки от твердых частиц, после чего удаляются в атмосферу.

Контроль и управление работой экструдера осуществляется с помощью компьютерной системы управления, позволяющей регулировать работу всей экструдерной линии, включая калибрационный стол, тянущее и отрезное устройства, а так же приемный опрокидывающийся стол.

Выдавленный через формующую головку (фильеру) определенной формы, профиль охлаждается и принимает окончательную форму и качество поверхности в калибраторах.

Протягивание охлаждаемого профиля через калибраторы и ванну охлаждения осуществляется тянущим устройством, входящим в состав экструзионной линии.

Охлажденный профиль нарезается на мерные отрезки требуемой длинны автоматическим отрезным устройством. Резка профиля в размер может выполняться как от сигнала концевого выключателя, так и по сигналу от счетчика длины профиля. Мерные отрезки профиля поступают сначала на приемный стол экструзионной линии, затем в опрокидыватель и, далее, в накопитель. По мере накопления, профиль упаковывается согласно стандартам предприятия.

Для улавливания образующихся при резке профиля отходов (в виде опилок), экструдерные линии оборудованы системами аспирации.

Аспирация состоит из насоса, трубопровода для транспортировки запыленного воздуха в фильтр и аспирационного фильтра.

Опилки ПВХ профиля при помощи разряжения, создаваемого насосом, по трубопроводу транспортируются в фильтр. При этом очищенный воздух поступает в атмосферу, а твердые частицы собираются в фильтре и по мере накопления выгружаются в мешки.

Отходы, образовавшиеся в ходе пуско-наладочных работ, чистки оборудования, чистки аспирационных фильтров, некондиционная продукция и др., подлежат повторному использованию для производства изделий из вторичного ПВХ.

Наиболее ответственными условиями экструзии являются: поддержание температурного режима и скорости экструдирования.

Расчетные скорости инструмента приведены в таблице 7.

Таблица №7. Расчетные скорости инструмента

Наименование профиля	Скорость инструмента, м/мин.
Подоконник 600 мм	- 0,6

Нормы технологического режима представлены в таблице 8.



Таблица 8. Нормы технологического режима

Что контролируется	Частота и способ контроля	Нормы и технологические показатели	Кто контролирует
	Экструзионная линия номер 7
1. температура по зонам обогрева С.	Постоянно, визуально		Машинист экструдера
1/2	Gefran 100	140-165/145-170
3/4		155-175/160-185
5/6		170-180/170-185
Адаптер		175-185
Инструмент		175-195
2. Температура охлаждающей жидкости С.	Ежечасно, регулярно.		Машинист экструдера
	Gefran 500	45-80
3. Температура масла шнеков С.	Ежечасно, визуально.		Машинист экструдера
	Gefran 500	85-100
4. Рабочий ток на двигатели мультипровода А.	Ежечасно, визуально		Машинист экструдера
	Gefran 500	45-68
5. Осевая нагрузка на подшипники ТС.	Ежечасно, визуально		Машинист экструдера.
	Gefran 500	10-17
6. Вакуум на дегазации, бар.	Ежечасно, визуально	-0,7-(-0,9)	Машинист экструдера.
7. Скорость вращения шнеков, об/мин.	Ежечасно, визуально		Машинист экструдера
	Gefran 100	7-25
8. Скорость вращения дозатора об/мин.	Ежечасно, визуально		Машинист экструдера
	Gefran 100	2,0-8,0
9. Проток масла в редукторе.	Ежечасно, визуально		Машинист экструдера
	Смотровое стекло	Струя 2-6 мм
10. Уровень масла в редукторе	Ежечасно, визуально		Машинист экструдера
	Смотровое стекло	Выше отметки
11.Давление масла для темперирования шнеков, бар.	Ежечасно,визуально		Машинист экструдера
	манометр	1,5-2
12. Давление охлаждающей жидкости, бар	Ежечасно, визуально		Машинист экструдера
	Манометр	1,5-2
13. давление воды на охлаждение масла, бар	Ежечасно, визуально		Машинист экструдера
	манометр	1,0-1,5
14.Вакуум на калибраторах, бар	Ежечасно, визуально		Машинист экструдера
	Вакууметр	-0,4-(-0,9)
15. Температура охлаждающей воды С.	Ежечасно		Машинист экструдера
	Термометр	Холодная(16-18)
16. Уровень воды в баке гидросистемы стола	Ежечасно, визуально	Ниже края, выше « забора» помп.	Машинист экструдера
17. Скорость протягивания профиля м/мин.	Ежечасно, визуально		Машинист экструдера
	Gefran 556	1- 2, 75
18. Давление на прижим верхнего трака тянущего устройства, бар	Ежечасно, визуально		Машинист экструдера, оператор - станочник
	манометры	Рабочее 2-6, противодавление 0-2
19. Давление прижима пилы, бар.	Ежечасно, визуально		Машинист экструдера, оператор -станочник
20.Слой клея на пленке ПВХ	Ежечасно, визуально		оператор - станочник
21.Слой праймера на профиль	Ежечасно, визуально		оператор - станочник
22.Подачу пленки ПВХ	Ежечасно, визуально		оператор - станочник
23. Продольную и поперечную пилы	Ежечасно, визуально		оператор - станочник

2.6 Расчет сырья и оборудования

На основе производственных данных в соответствии с выданным заданием масса 1 м.пог. подоконной доски НТ-600 составляет 4,7 кг/1 м.пог.

Qгод=1470000м.погонных

Qгод/кг=1470000м*4,7кг=6909000 кг/год

Qсут= Qгод:I

I-количество рабочих дней в году

I=365-12(чистка бассейнов)-10(регламентированные перерывы)=343дня

Qсут=1470000:343=4286м .пог/сут.

Qсут=6909000:343=20143 кг/сут.

Масса возвратных доходов ВО, они составляют 10-30%

ВО=0,1*6909000=690900 кг/год

Масса безвозвратных потерь, они составляют 1-3% от Qгод

БП = 0,01*6909000=69090 кг/год

Расходный коэффициент

РК = 100/100-а,

а - процент безвозвратных потерь

РК = 100/100-1 = 1,01

Материальный баланс

Масса сырья

М.С.-масса сырья, кг

МС=Рк*Qгод

МС=1,01*6909000=6978090 кг



Таблица 9. Материальный баланс

Приход	Расход
Статьи прихода	Количество, кг	Статьи расхода	Количество, кг
Смесь ПВХ ВО	6978090 690900	Изделие ВО БП	6909000 690900 69090
Итого	7668990	Итого	7668990

НК-норма расхода на одну калькуляционную единицу, кг.

НК=*100

НК=*100=5217 кг

t _{=, где}

Vвыпуска=0,6 м/мин или 36 м/час

t==1667 мин.

Нчас=188 кг/час

Qсут.расчетная=4286*5,17=22159 кг/сут.

Расчёт по выбору технологического оборудования

Выбираем кашировальную установку марки WPR, Италия, производительностью 250 м/час.

Qсут=4286 м/сут

Qчас=4286:24=179 м.пог./час

Кисп==0,71

пуст=3

Кисп=0,71:3=0,24

Расчет вакуумного загрузчика

Выбираем загрузчик SAL-UGP(Китай), производительностью 350 кг/час.

Потребляемость в подаче сырья составляет 22159 кг/сутки.

Нчас=22159:24=923 кг/час

прасч=923:350=2,6

пуст=3 загрузчика

Кисп=2,6:3=0,86

Расчет экструдера для производства подоконной доски НТ-600

Выбираем экструдер двухчервячный, марки Техно -Пласт 130, Турция, производительностью 380 кг/час.

Qэкстр=Qпасп(час)*0,85

Qэкстр=380*0,85=323 кг/час

Qсут.экстр=24*323=7752 кг/сут

Qсут.расч=22159

Qрасч=22159:7752=2,8

Nуст=3

Кисп=0,95

Расчет комбинированного тянущего и отрезного устройства

Выбираем тянущее устройство марки Техно -Пласт, Турция.

прасч==0,3

пуст=3

Кисп=0,3:3=0,1

Расчет компрессора

Выбираем компрессор Fini Plus 25, Италия, производительностью 90 м?/час. Потребление 1 линией см/воздуха по данным завода изготовителя.

Нпаспортное=0,8м?/цикл (тянущее устройство + отрезное устройство + кашировальный агрегат)

С учетом потерь воздуха в системе и использованием воздуха на другие технологические нужды. Общий расход воздуха за 1 цикл увеличивается на 10 %.

Nнорм=0,8*110:100=0,88 м?/цикл

Количество циклов зависит от скорости выпуска равной 0,6 м/мин, длины профиля-6 м(длина мерного отрезка).Количество циклов за 1 час=6 раз.

При учете, что в работе находится 3 линии, то за час= 6*3=18 раз. Фактическое потребление воздуха линией «LRSASP-442-2DS-240»...