Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО «Белорусский государственный экономический университет»

Кафедра технологии важнейших отраслей промышленности

ИНДИВИДУАЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине: Производственные технологии

на тему: Анализ развития технологии производства резиновой обуви

МИНСК 2011



Реферат

Индивидуальная работа: 29 страниц, 3 таблиц, 6 рисунков.

технологический процесс, РЕЗИНОВЫЕ СМЕСИ, ТЕКСТИЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДЫ ПРОИЗВОДСТВА, технодинамика, динамика трудозатрат, уровень технологии, технологическая система

Изучена и описана технология резиновой обуви, основные методы клеевой метод, штампование, формование, литье под давлением, жидкое формование и формование из пластизоля (термоформование),более подробно изучен метод литья под давлением, производство обуви из термопластичных материалов. Рассмотрены основные виды обуви технология. Дана характеристика используемого сырья и получаемой продукции.

С целью определения варианта развития технологического процесса проведен анализ затрат живого и прошлого труда. Установлено, что вариант развития технологического процесса - рационалистический, вид развития - трудосберегающий, тип отдачи дополнительных затрат - убывающий.

Для выявления путей и закономерностей развития технологического процесса последний разбит на составляющие его элементы (переход, ход). Определены границы рационалистического развития технологического процесса и уровень технологии. термопластичный обувь пластизоль

Показано место технологии производства штампованных галош в специальных формах на гидравлических штамп-прессах (ПШГ).



Введение

Обувь из полимерных материалов является одним из наиболее массовых изделий народного потребления, предназначенных для защиты ног человека от внешних воздействий. Особенно велико значение этой обуви для нашей страны в связи с ее разнообразными климатическими условиями, наличием географических районов с обилием осадков, большой численностью населения в сельской местности, потребностью в специальных видах защитной обуви для промышленности и строительства. РУПП «Кричевский завод резиновых изделий» наполняет рынок резиновой обувью и из поливинилхлоридных композиций. ЗАО«Завод химических изделий» г. Гомель является крупнейшим предприятием в Республике Беларусь по изготовлению галош резиновых клееных .

В отечественной и мировой практике долгие годы основным технологическим процессом производства данного ассортимента обуви был чрезвычайно трудоемкий способ ручной сборки методом клейки из отдельных резиновых деталей. Затем технология изготовления обуви методом клейки претерпела существенную модернизацию за счет ее членения на отдельные операции, которые выполнялись рабочими-специалистами в заранее определенном ритме на сборочных конвейерах, оснащенных приспособлениями для механизации трудоемких операций. В послевоенные годы начинают получать развитие механизированные технологические процессы ударного штампования и формования обуви, в которых ручная сборка в значительной степени заменяется формованием или штампованием резиновых деталей в пресс-форме.

В 50-60-е годы начинает развиваться технология изготовления обуви из полимерных материалов методом литья под давлением на высокопроизводительных литьевых автоматах, позволяющая свести к минимуму подготовительные и сборочные операции. Использование гранулированных термопластичных композиций поливинилхлорида в литьевой технологии позволило исключить из сферы обувного производства трудоемкие и энергоемкие процессы, связанные с приготовлением, переработкой и вулканизацией резиновых смесей.

В последние годы большое развитие получил метод жидкого формования обуви из пластизолей поливинилхлорида, имеющих консистенцию жидкой пасты и заливаемых в форму без давления. Последнее обстоятельство обусловливает возможность применения тонкостенных форм, изготавливаемых за короткий цикл гальваническим методом по практически любой модели изделия. Процесс жидкого формования из пластизолей поливинилхлорида играет важную роль в создании принципиально нового ассортимента обуви из полимерных материалов с улучшенными эластическими характеристиками и комфортностью. Этой же задаче отвечает другой метод жидкого формования обуви--из уретановых олигомерных композиций с образованием микроячеистого облегченного полиуретана высокой износостойкости.



1. Описание технологического процесса производства резиновой обуви

Основной частью любой системы производственного процесса является технология производства, при реализации которой достигается цель производства - выпуск продукции. Продукция, ее вид и качество служат основной причиной создания любого производства, реализации любой технологии, поэтому изучение технологии необходимо начинать с характеристики выпускаемой продукции.

1.1 Характеристика получаемой продукции- резиновая обувь

Резиновой называется обувь, выработанная с верхом из резины и тканей и низом из резины. В группу резиновой обуви включается также обувь с верхом и низом из пластмасс.

Главным достоинством резиновой обуви являются влагозащитные свойства (водонепроницаемость), что позволяет использовать эту обувь в наиболее неблагоприятных условиях носки.

Кроме того, резиновая обувь должна соответствовать следующим требованиям:

Ё соответствовать форме и размерам стопы, если резиновая обувь надевается на необутую стопу, и определенному виду обуви, если она надевается на другую обувь;

Ё обладать по возможности небольшой массой и гибкостью;

Ё защищать покрываемую ею обувь либо стопу от действия влаги; наружные детали резиновой обуви и места их взаимного соединения должны быть непромокаемыми; под действием воды не должно происходить каких-либо изменений внешнего вида, прочности и других свойств наружных деталей обуви;

Ё иметь продолжительный срок носки; в процессе эксплуатации внешний вид форма и размеры обуви должны сохраняться как можно длительнее;

Ё по возможности меньше впитывать разлитые загрязнения, которые должны легко смываться с обуви;

Ё легко надеваться и сниматься со стопы и хорошо удерживаться на ней;

Ё не изменять внешнего вида и потребительских свойств при нормальных условиях хранения до эксплуатации;

Ё отвечать вкусам потребителей и назначению по внешнему виду форме конструкции.

Резиновую обувь подразделяют по следующим признакам:

Ё целевому назначению -- на обувь бытового потребления, техническую обувь, применяемую в качестве спецодежды, и спортивную;

Ё характеру использования -- на обувь, надеваемую поверх другой обуви, и на обувь, надеваемую непосредственно на ногу (на чулок, носок);

Ё полу и возрасту потребителей -- на мужскую, женскую, мальчиковую, девичью и детскую;

Ё видам -- на галоши, ботики, сапожки и полусапожки, сапоги, ботинки, туфли и полуботинки, сандалии;

Ё материалу верха -- на обувь с цельнорезиновым верхом (галоши, чуни, сапожки, полусапожки, сапоги, сандалии), с текстильным верхом (ботинки, полуботинки) с цельнорезиновым или текстильным верхом (ботики, туфли);

Ё цвету материалов верха -- на черную и цветную;

Ё высоте каблуков -- на обувь с низкими, средними и высокими каблуками;

Ё методу производства -- на клееную, штампованную, формованную и латексную.

Резиновую обувь подразделяют также по фасонам в зависимости от конструктивных особенностей верха обуви, формы носка (круглый, полукруглый, тупой, широкий, узкий), формы каблука и других признаков.

Рассмотрим основные виды резиновой обуви.

Галоши -- один из наиболее распространенных видов резиновой обуви. В зависимости от высоты и конструкции верха галоши подразделяются на мелкие (низкие) -- без язычков и с язычками, полувысокие, прикрывающие подъем стопы, и высокие, закрывающие полностью тыльную сторону стопы выше лодыжки. В настоящее время выпускаются в основном высокие галоши.

Высокие галоши вырабатывают мужские и мальчиковые, на подкладке из трикотажного хлопчатобумажного полотна с начесом или из шерстяной байки, с резиновым или текстильным задником, с узким носком; они предназначаются дня ношения без обуви или на кожаной обуви в зимнее время. Наряду с различными видами галош, изготовляемых с подкладкой, выпускаются также клееные и латексные галоши без подкладки, для надевания на валяную обувь.

Особую группу составляют технические галоши, подразделяемые на диэлектрические, противокислотные и противощелочные, диэлектрические (высоковольтные) боты с отворотами и чуни. Последние представляют собой формованные изделия типа полуглубоких галош без подкладки, с утолщенными бортами и подошвами. Технические галоши изготовляют с нелакированным цельнорезиновым верхом.

Сапожки и полусапожки предназначаются для надевания непосредственно на ногу. Их изготовляют цельнорезиновыми клееными, на подкладке из трикотажного хлопчатобумажного или полушерстяного полотна (подкладка под голенища также из саржи или бумазеи), без застежек, с накладными формованными каблуками, с складными утепленными стельками или без них, женские, девичьи и детские. Сапожки выпускают различных цветов, преимущественно лакированные, с отделкой (в особенности в обуви для детей) в виде декоративных утолщений, накладных (наклеенных) резиновых украшений, фигурных голенищ, бордюров, опушек из меха.

Сапоги, так же как сапожки и полусапожки, предназначаются для надевания на необутую стопу. Различаются сапоги по высоте голенищ, материалу подкладки и другим признакам. Наряду с сапогами без удерживающих приспособлений выпускаются высокие (рыбацкие) сапоги со штаниной, доходящие до пояса, и с ушками для продевания поясного ремня

Вырабатываются сапоги с верхом из нелакированной резины, с подкладкой из обрезиненной ткани, специальной ткани для сапог (ТДС), чулочной трубки, трикотажного полотна, саржи и бумазеи (для подкладки под голенища), с формованными накладными каблуками, мужские (короткие и высокие) и женские. В небольших количествах изготовляют другие виды сапог: без подкладки; утепленные с прокладкой из губчатой резины, а также с внутренней двухслойной прокладкой из полушерстяной и шерстяной ткани; морозостойкие и т. д.

В группе резиновых сапог существенное значение имеет различная производственная специальная обувь: рыбацкие сапоги, горнорудные сапоги, противокислотные и противощелочные сапоги для работы в химической промышленности, бензостойкие сапоги для работы в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности и т. п.

Ботинки предназначаются для надевания на необутую стопу. В настоящее время наряду со спортивными ботинками находят распространение бытовые утепленные ботинки. Их изготовляют преимущественно методом формования, с верхом из различных шерстяных тканей и сукон, на подкладке из шерстяной байки (иногда с верхом из утепленных хлопчатобумажных тканей, дублированных хлопчатобумажной байкой), различных видов кроя, на шнурках с блочками или с застежкой "молния", хлястиком на пряжке, клапаном на кнопках, с резиновой обсоюзкой, с накладным каблуком (в клееных изделиях), с вкладной утепленной стелькой или без нее, мужские, женские и девичьи.

Полуботинки и туфли. В последние годы ассортимент полуботинок и туфель, вырабатываемых резиновой промышленностью, значительно расширился за счет выпуска наряду со спортивными туфлями туфель для ношения на улице и дома.

Текстильно-резиновые туфли изготавливаются с верхом из различных тканей с различной фактурой и цветовым оформлением.

Резиновая обувь должна соответствовать

ГОСТ 9155-88 Обувь спортивная резиновая и резинотекстильная. Технические условия,

ГОСТ 29182-91 Резиновая обувь. Резиновые рабочие сапоги с подкладкой или без подкладки, стойкие к действию химикатов

ГОСТ 1059-72 Обувь валяная. Правила приемки и методы испытаний

ISO 2023:1994 Обувь резиновая. Рабочие резиновые сапоги с подкладкой. Технические условия

Она должна быть парной; все одноименные детали в паре должны быть одинаковыми по толщине, форме, размерам, положению в обуви и цвету. Требуется, чтобы лаковая пленка на резиновой обуви имела блестящую сухую поверхность. Резиновая обувь не должна иметь механических повреждений и выступающей на поверхности серы.

Из физико-механических показателей свойств резиновой обуви действующими стандартами нормируются: минимальная толщина передовой и подошвенной резины; предел прочности при растяжении и относительное и остаточное удлинения передовой и подошвенной резины; истираемость подошвенной резины; прочность отдельных частей резиновой обуви и их взаимного скрепления; водонепроницаемость обуви; отсутствие трещин в лаковой пленке при растяжении резины на 20%.

Нормы минимальной толщины устанавливаются дифференцированно для передовой и подошвенной резины. Для определения толщины передовой и подошвенной резины ее снимают осторожно руками с обуви и далее толщемером с мерительным давлением 2 н измеряют толщину. В резиновой обуви, изготовленной методами штампования и формования, толщину измеряют вместе с текстилем.

Минимальная толщина передовой резины в клееных галошах, ботиках, сапожках и туфлях независимо от половозрастного назначения равна 0,65 мм. Минимальная толщина подошвенной резины в пяточной (каблучной) части клееной резиновой обуви в зависимости от половозрастного назначения и вида обуви находится в пределах 4,8-6,5 мм, а в подметочной части -- в пределах 2-3,8 мм.

В штампованных галошах толщина резины (вместе с текстилем) должна составлять в носковой части верха 3,6±0,5 мм, в подметочной части подошвы -- 5,7±0,7 мм, пяточной части подошвы -- 8,7±0,7 мм. В формованных сапогах толщина верха должна быть не менее 3 мм в носковой части и 4 мм в пяточной части, толщина низа -- не менее 11 мм в подметочной части и 27 мм в каблучной.

Предел прочности при растяжении, относительное и остаточное удлинения передовой и подошвенной резины и истираемость подошвенной резины, характеризующие эксплуатационные свойства деталей резиновой обуви, определяют по общей методике испытания резины.

Прочность отдельных частей резиновой обуви нормируется лишь для клееных галош. В этих галошах предел прочности при растяжении отдельных частей проверяют на образцах, вырезанных по верхнему краю.

Из показателей прочности связи отдельных частей резиновой обуви государственными стандартами нормируются отрыв подошвы от носка и задника (без внутренних деталей) в клееной обуви (галошах, сапожках и ботиках) и отслоение передовой резины от матерчатого или тонкого задника в клееных и штампованных галошах.

Для определения прочности связи подошвы с носком и задником из испытуемой клееной обуви вдоль носка и поперек задника вырезают соответствующие полоски шириной 10 мм длиной 60 мм, полоски осторожно освобождают от внутренних деталей. Подготовленные вырезанные полоски испытывают на разрывной машине по принципу расслаивания. Подошвы должны отрываться от носка и задника в галошах ботиках и сапожках при нагрузке не менее 4 н/см.

Прочность связи передовой резины с матерчатым или тонким задником в клееных галошах и резиновой обсоюзки с матерчатым верхом в клееных туфлях определяют на вырезанных из обуви полосках аналогично предыдущему. Нагрузка при расслаивании передовой резины от матерчатого или тонкого задника в клееных галошах должна быть не менее 6 н/см.

Штампованные галоши должны выдерживать не менее 500 циклов надевания и снятия с кожаной обуви без разрыва задника и без отслоения текстильной части задника от облицовочной резины.

Водонепроницаемость сапог проверяют скручиванием или перегибанием несколько раз голенища, создавая этим самым воздушное давление внутри сапога, с последующим погружением сапога в воду. Если при этом не появятся пузырьки воздуха, то сапог считают водонепроницаемым. Для определения физико-механических свойств резиновой обуви отбирают от 0,03 до 0,05% количества всей предъявленной к сдаче партии, но не менее двух пар галош, ботиков и туфель и одной пары сапог и двух пар штампованных галош.

1.2 Характеристика используемого сырья

1.2.1 Резиновые смеси, поливинилхлорид, микропористый полиуретан, термоэластопласт

Резиновые смеси. Основным полуфабрикатом для производства деталей резиновой обуви являются резиновые смеси. Резиновая смесь--сложная многокомпонентная система, основой которой является каучук натуральный и (или) синтетический. Используют натуральные каучуки:

высокосортные--белый креп, светлый креп, смокед-шитс;

низкосортные--коричневый креп, бланкет-креп.

Натуральные каучуки характеризуются высокими прочностными показателями, имеют высокую эластичность, повышенную клейкость и небольшую усадку, хорошо каландруются и шприцуются.

Из синтетических каучуков обычно используют:

изопреновые (СКИ-1, СКИ-3, СКИ-3С, СКИ-3П, СКИ);

бутадиеновые (СКБ);

бутадиен-стирольные (СКС);

бутадиен-метилстирольные (СКМС);

бутилкаучук (БК);

бутадиен-нитрильные (БНК);

хлоропреновые;

уретановые (СКУ) и др.

Кроме каучуков резиновые смеси содержат регенерат. Регенерат--это продукт переработки старых резиновых изделий и вулканизованных отходов резинового производства. Получают регенерат при термической и механической обработке вулканизованной резиновой крошки с добавлением большого количества пластификаторов (мягчителей). Он является пластичным материалом, легко смешивается с каучуком. В производстве резиновой обуви для изготовления подошв, каблуков, облицовочных смесей используют регенераты из каркасов покрышек, из целых автомобильных покрышек, из протекторов покрышек, из ездовых камер.

К ингредиентам резиновых смесей относятся:

вулканизующие вещества (сера, окиси цинка и магния, фенолформальдегидная смола и др.);

ускорители вулканизации (тиурам, тиазолы и др.);

активаторы вулканизации (каолин, цинковые белила)--вещества, в присутствии которых ускорители вулканизации проявляют наибольшую активность;

наполнители (технический углерод, белая сажа и др.)--улучшают эксплуатационные свойства, физико-механические показатели;

пластификаторы (мягчители)--облегчают переработку резиновых смесей и их изготовление;

противостарители (стабилизаторы)--замедляют и предотвращают процесс старения резин, ухудшение физико-механических свойств при воздействии тепла, холода, света, окисления, многократных деформаций (неозон, диафен и др.);

красители (окислы цинка и титана, ультрамарин, лаки цветные и др.);

специальные ингредиенты--замедлители подвулканизации (антискорчинги), антипирены (снижают горючесть), порообразующие вещества (ЧХЗ), ускорители пластификации каучуков.

Необходимость разработки резинообразных рецептур вызвана различием требований к смесям для того или иного способа производства резиновой обуви и требований к деталям обуви. Существуют определенные правила составления рецептов для обеспечения определенных свойств резиновой смеси. Если к обуви не предъявляются специальные требования, то выбирают каучуки общего назначения. Чтобы резины удовлетворяли разнообразным требованиям, используют комбинации каучуков. Это обеспечивает полный комплекс необходимых свойств резиновым смесям, получить которые невозможно, используя какой - нибудь один каучук. При разработке рецептов исходят из того, что полярные каучуки лучше совмещаются с полярными, а неполярные с неполярными.

В зависимости от требований, предъявляемых к резиновой смеси, к изделию подбирают соответствующие наполнители, их оптимальную дозировку.

Резиновые смеси, применяемые в производстве резиновой обуви, можно разделить по назначению на следующие группы:

облицовочные резиновые смеси для черной и цветной формовой обуви (передовая, подошвенная, каблучная);

облицовочные резиновые смеси для штампованных галош;

облицовочные (передовая и подошвенная) резиновые смеси для черной и цветной клееной обуви;

каблучные резиновые смеси для клееной обуви;

смеси для промазки тканей;

облицовочные смеси для литьевой обуви;

смеси для обкладки тканей;

резиновые смеси для приготовления резиноволокнистых смесей;

резиновые смеси для приготовления клеев;

резиновые смеси для изготовления эластичных камер, различных диафрагм, микропористых вкладных стелек и т.д.

К подошвенной резиновой смеси предъявляют следующие требования: высокая прочность при растяжении, стойкость к истиранию и старению, влагостойкость, повышенная эластичность.

Для подошвы формовых рабочих сапог нужна резина с повышенной жесткостью и перечисленными выше требованиями (используют каучук СКС-30 АРКМ-15, регенерат плюс технический углерод).

Резина для подошвы клееной обуви, кроме перечисленных выше требований, в невулканизованном виде должна быть мягче, пластичней, т.к. при сборке клееной обуви подошву необходимо прикатать, прострочить по ранту в месте стыка с передовой резиной (СКС плюс СКИ плюс технический углерод и больше активных пластификаторов).

Вулканизация клееной обуви в котле продолжается до 70 минут, а формовой обуви в прессе 46 минут. Поэтому в рецепте формовой подошвенной резины в два раза больше серы и более чем в два раза--ускорителей вулканизации.

Передовую смесь используют для выпуска передовой облицовочной резины на каландре для сапожек с резиновым верхом; подошвенную--для подошвенной пластины; каблучную-- для приготовления формового каблука для клееной обуви.

Передовую и подошвенную резину вулканизуют только в котле при вулканизации лакированных резиновых сапожек.

В передовой резине меньше серы, но более сильная ускорительная группа и больше активаторов, чем в подошвенной. В последней больше серы и ускорителей, т.к. подошва толще, чем передовая резина (24 и 1,21,5 мм соответственно).

В каблучной резиновой смеси больше серы и ускорителей, чем в передовой, но меньше активаторов. Каблук подвергается вулканизации дважды: в процессе формования и вулканизации на гидравлическом прессе и во время вулканизации готового сапога в котле, а оптимум вулканизации должен быть достигнут за время вулканизации в котле.

Для увеличения сцепления между тканями при дублировании или между тканью и резиной при сборке клееной обуви предназначена промазочная смесь. Она должна обладать повышенной по сравнению с обкладочной смесью пластичностью, текучестью, клейкостью, т.к. ее назначение--проникать между волокнами тканей.

Обкладочная смесь служит для наложения слоя резиновой смеси на ткань. Для снижения расхода каучука и удешевления резины в обкладочную смесь введено большее количество мела.

В промазочной смеси содержится 34 % каучука, 55 % наполнителя и 9 % пластификатора, а в обкладочной-- 25 % каучука, 63 % наполнителя и 8,5 % пластификатора.

Поливинилхлорид (ПВХ) поступает на предприятие в готовом виде в гранулах. ПВХ, использующийся в резиновой промышленности, получается в основном при эмульсионной или суспензионной полимеризации винилхлорида в присутствии инициаторов.

Винилхлорид--бесцветный газ, при температуре минус 13,9⁰С превращается в жидкость, которая при нагревании в присутствии инициатора или под действием солнечного света легко полимеризуется и превращается в высокомолекулярное соединение--ПВХ.

Суспензионный ПВХ используется для изготовления сапог, сапожек методом литья под давлением.

Эмульсионный (латексный) ПВХ в смеси с пластификаторами и красителями, а также некоторыми другими добавками образует пасты или пластизоли, которые используют при изготовлении обуви методом жидкого коагулянтного формования.

Микропористый полиуретан поступает на предприятие в виде исходных компонентов. Химической основой получения МППУ для обуви методом жидкого формования являются реакции между изоцианатной и полиольной компонентами. Процесс может проходить по одностадийной или двухстадийной схемам. При формовании обуви в качестве смазки--антиадгезионной прослойки между формуемым изделием используют силиконовые смазки, смазки на основе парафина.

Термоэластопласты поступают на предприятие в готовом виде в гранулах. Получают их при блочной сополимеризации в растворах с применением катализаторов. Для образования эластичных блоков в качестве мономера используется бутадиен или изопрен, а для пластичных блоков--стирол или б-метилстирол. Переход от пластических к высокоэластическим свойствам происходит в относительно узком интервале температур. Переработка их производится методом литья под давлением при 150200⁰С.

1.2.2 Текстильные материалы

В производстве цельноформованной обуви в большом количестве и ассортименте применяются текстильные материалы, различающиеся внешним видом, переплетением, отделкой и природой волокон.

Текстильные материалы применяются при изготовлении подкладки, стелек, задников, вспомогательных и украшающих деталей.

Для подкладки цельноформованной обуви применяют:

трикотажное полотно крашеное и суровое, с начесом и без него для галош, бот, сапожек клееных и для галош штампованных;

полушерстяное трикотажное полотно с начесом для утепленной обуви;

ткань ТДС для формовых сапог, изготовляемых на жестком сердечнике;

чулочная трубка и трубка плюшевого переплетения для сапог, изготовляемых на эластичной камере;

трикотажная трубка эластичного переплетения и трикотажное полотно гладкокрашеное без начеса для литьевых сапог из ПВХ и ТЭП;

нанка, бязь, дублированная с кирзой и другими материалами для формовой обуви.

Для остальных внутренних деталей нашли применение: саржа суровая, бумазея-корд, бумазея гладкокрашеная, ТДС, прокладка галошная суровая, байка подкладочная. Для окантовки верха обуви--полая ткань.

С развитием производства синтетических волокон все больше внедряются в производство тканые и нетканые материалы из комбинированных волокон, т.к. синтетические волокна более прочные.

Выбор тех или иных текстильных материалов зависит от вида цельноформованной обуви, ее назначения, способа изготовления.

1.2.3 Резинотекстильные смеси

Резинотекстильные смеси используют для уменьшения отходов производства и их утилизации. Их применяют для внутренних деталей клееной и формовой обуви. Основой резинотекстильных смесей являются отходы (обрезки) резинотекстильных полуфабрикатов. Эти отходы делятся на пять групп:

от миткалевых деталей, трикотажа без начеса;

трикотажного полотна с начесом;

саржевых и бумазейнокордовых полуфабрикатов;

резинотекстильных материалов, покрытых светлыми резинами;

от деталей сырой ленты.

Отходы первой группы поступают в виде шлейки после вырубки из обрезиненного полотна деталей (стельки, задники, граники и т.д.). Шлейку пропускают через рифленые вальцы с зазором не более 5 мм, а затем через рафинировочные с зазором 0, 15 мм. На рафинировочных вальцах происходит очистка смесей. Материал снимают с валков с помощью скребкового ножа.

К отходам 2-5 групп на рифленых вальцах добавляют резиновую смесь. После двух-, трехкратного пропуска через рифленые вальцы получается «складка», которую пропускают через рафинировочные вальцы. Полученную смесь условно называют «запасом»

1.2.4 Лаки для резиновой обуви

Для придания резиновой обуви красивого внешнего вида и создания на поверхности резины блестящей, прочной и эластичной пленки резиновую обувь лакируют. В основном лакированию подвергают невулканизованную обувь: для этого используют масляные и каучуковые лаки.

Масляные лаки представляют собой растворы оксидированных и фактизированных масел и жиров и глицеринового эфира канифоли в уайт-спирите. Каучуковые лаки--раствор деструктурированного (окисленного) натрий-бутадиенового каучука в уайт-спирите с некоторыми добавками. Концентрация лаков (по сухому остатку) составляет 1130 %.

Масляные лаки. Чаще всего для приготовления лаков используют льняное масло и тюлений жир. Чтобы придать маслам и жирам способность быстрее высыхать с образованием блестящей эластичной пленки, их окисляют кислородом воздуха. С этой целью через подогретые в котлах масла и жиры при температуре 140170⁰С пропускают сжатый воздух в течение 825 часов. Для повышения твердости лаковой пленки добавляют глицериновый эфир канифоли, а для увеличения прочности связи лаковой пленки с резиной--серу и при черной окраске--индулин.

Масляный бесцветный лак применяют для лакирования только красной и коричневой обуви, так как лаковая пленка при носке и даже в период вулканизации дает неравномерное пожелтение.

В процессе приготовления масляного лака сначала приготавливают сплав глицеринового эфира канифоли с индулином. Затем варят и растворяют лаковую основу. Заключительной операцией является отстаивание и созревание лака.

Каучуковый лак используют для лакирования цветной резиновой обуви. Процесс состоит из двух стадий:

приготовление бесцветного каучукового лака,

приготовление цветных пигментированных лаков.

Состав: каучук СКБ, уайт-спирит, канифоль, глицерин, индулин, оксидированный тюлений жир, цинковые белила, скипидар, для бежевого цвета--титановые белила, голубого--пигмент голубой, зеленого--пигмент зеленый, красного-- лак красный ЖБ и лак рубин СК.

1.2.5 Вспомогательные материалы

Резиновые клеи. В технологии резины клеем называется раствор каучука или резиновой смеси в каком-либо органическом растворителе. В производстве резиновой обуви клеи применяют для промазки тканей (кирза, байка) на клеенамазочных машинах, для склеивания деталей обуви, для освежения деталей перед сборкой клееной обуви. В основном используют вулканизующиеся клеи. Эти клеи содержат вулканизующие вещества, ускорители и другие ингредиенты и после вулканизации создают достаточно прочную связь между склеиваемыми материалами.

В зависимости от концентрации различают клеи:

жидкие (соотношение основа: растворитель--1:101:20),

средней концентрации (1:51:7),

густые или мази (1:11:3).

В производстве резиновой обуви применяют клеи с растворителями бензин «Галоша» и уайт-спирит. Жидкие клеи получают разбавлением густых. Густой клей предназначен для склеивания деталей резиновой обуви, а жидкий--для освежения деталей перед сборкой. Основа клеев-- НК, СКС--ЗОАРКПН (НК-- смокед-шитс).

Нитки. Для сшивания деталей обуви и отделочных строчек используют хлопчатобумажные нитки в 6 сложений №30 и капроновые нитки № 60.

Фурнитура. В производстве цельноформованной обуви используют блочки, крючки, кнопки, пуговицы, застежки «молния», а также тесьму хлопчатобумажную или капроновую.

Основными видами вторичного резинового сырья являются: 1) изношенные шины и камеры (автомобильные, тракторные, мотоциклетные, велосипедные и др.); 2) использованные резинотехнические изделия (приводные ремни, транспортерные ленты, рукава, шланги, трубки и т. д.); 3) изношенная резиновая обувь; 4) резинотехнические бытовые изделия, вышедшие из употребления (перчатки, фартуки, губки, грелки и т. п.). Выбывшие из эксплуатации изделия используются для получения: а) регенерата -- восстановленного резинового сырья для шинной промышленности, производства резинотехнических изделий и резиновой обуви. Использование 1 т регенерата в промышленности резинотехнических изделий позволяет сэкономить до 500 кг каучука.

1.3 Характеристика технологии производства продукции

Для получения резиновой (полимерной) обуви применяются клеевой метод, штампование, формование, литье под давлением, жидкое формование и формование из пластизоля (термоформование).

Производство обуви методом литья под давлением

Сущность его заключается в том, что в закрытую полость пресс-формы впрыскивают дозу разогретого и пластифицированного полимерного материала. Если материал является эластомером (резиновая смесь), в пресс-форме происходит вулканизация изделия, если же материал термопластичен (ПВХ, ТЭП), то пресс-форма интенсивно охлаждается для устранения излишней пластичности термопласта.

Существует много конструкций литьевых машин, но все они имеют следующие узлы и механизмы: литьевую головку, устройство для дозирования, пресс-форму, системы обогрева и охлаждения, привод литьевой машины и пульт автоматической системы управления.

Литьевые машины выпускает ряд зарубежных фирм: «Штюббе» и «Десма» (Германия), «Сефом» (Франция), «Энгель» (Австрия), «Оттогалли» (Италия) и др.

Производство обуви методом литья под давлением имеет важные преимущества перед другими существующими методами: повышается производительность за счет сокращения времени вулканизации; улучшается качество резиновой обуви; ликвидируются операции изготовления заготовок; уменьшаются отходы материалов; появляется возможность полной механизации и автоматизации процессов.

Применение термопластичных материалов исключает необходимость подготовительного процесса. Изготовление обуви из них начинается на литьевом автомате и на нем заканчивается. Метод литья обуви из термопластичных материалов дает значительную экономию энергетических затрат, так как исключается процесс вулканизации. Производительность труда на одного работающего при этом методе в 2 раза выше, чем при методе формования, и в 9 раз выше, чем при методе клейки.

Производство обуви из резиновых смесей методом литья

При реализации процесса литья под давлением отпадает необходимость в изготовлении и сборке резиновых деталей, так как резиновая смесь в виде заготовки простой конфигурации (ленточка, жгут, гранулы) автоматически подается в литьевой узел.

В цилиндре литьевой машины резиновая смесь пластицируется, разогревается и после перехода в вязкотекучее состояние под давлением впрыскивается в закрытую нагретую пресс-форму, которая движется по кругу и автоматически размыкается после окончания цикла вулканизации.

Сложность проблемы литья высокой резиновой обуви состоит в том, что в отличие от термопластов, которые при переработке методом литья под давлением вследствие разогрева переходят в истинно вязкое состояние (расплав), каучук и резиновые смеси характеризуются высокой вязкостью вследствие большой молекулярной массы эластомеров, и при их переработке развиваются большие высокоэластические деформации релаксационного характера.

В связи с этим для переработки резиновых смесей применяется литьевое оборудование, обеспечивающее более высокие давления литья при заполнении пресс-формы, а запирающее формы устройство обеспечивает при этом повышенные усилия смыкания в момент литья и вулканизации. Вулканизация требует выдержки изделия в течение определенного времени при высоких температурах нагрева формы.

Наличие текстильной подкладки с высокоразвитой поверхностью, а также сложная форма высокой резиновой обуви оказывает существенное влияние на реологическое поведение резиновых смесей и параметры процесса переработки, что в свою очередь требует как создания специального литьевого оборудования, так и синтеза резиновых смесей со сложным -комплексом свойств.

Эти трудности являются основными причинами отсутствия в мировой практике опыта изготовления эластичной резиновой обуви на текстильной подкладке методом литья под давлением.

Производство обуви из термопластичных материалов

Процесс переработки термопластичных материалов при литье обуви под давлением состоит в пластикации и плавлении гранулированного полимера в инжекторе литьевой машины, впрыске расплава в форму при высоком давлении и окончательном формировании изделия при охлаждении расплава в форме.

Применение высокого давления при литье необходимо не только для осуществления впрыска материала в форму, но и в основном для компенсации усадки при охлаждении. Чем выше давление литья, тем в меньшей степени происходят усадочные явления, так как за счет сжимаемости полимерного расплава при высоком давлении частично или полностью компенсируется уменьшение объема при резком охлаждении. Если эта компенсация происходит лишь частично, то применяют дополнительное нагнетание в пресс-форму расплава полимера давлением на начальной стадии охлаждения (дополнительную подпитку).

Наряду с давлением расплава полимера важнейшим технологическим параметром работы литьевых установок является температура материала, которая существенно меняется на разных стадиях процесса переработки, начиная с предварительного подогрева холодных гранул материала в специальном устройстве.

Еще одним важнейшим параметром процесса является продолжительность цикла литья--основной фактор, определяющий не только технологический режим литья, но и производительность установки. Резервы времени для увеличения производительности заключены в технологической части цикла, которая в основном определяется временем литья и охлаждения.

В качестве материала для литья обуви в отечественной и зарубежной практике в основном используются пластифицированные композиции поливинилхлорида.

При литье обуви используются две основные схемы литья: простое однослойное литье и многослойное, так называемое сэндвич-литье. Однослойное литье может применяться при изготовлении относительно простой по конструкции обуви, например полусапожек, невысоких туфель, сандалий, детской обуви. При этом в составе агрегата находится одна литьевая машина, а материал заполняет пресс-форму через один литьевой канал (литник). Примером такого оборудования являются агрегаты типа ТПН-10 и Н-6.

Для изготовления сапог методом литья из ПВХ применяют литьевые автоматы «Десма 609/10». После запуска автомата в работу технологический процесс протекает автоматически в определенном рабочем цикле. Длительность рабочего цикла определяется временем, затрачиваемым на перемещение формоносителя из одного положения в другое. В зависимости от типа выпускаемой обуви время такта составляет 1723 с. Рабочий цикл включает в себя:

• надевание подкладки-чулка на сердечник пресс-формы,
• подтяжку подкладки на штыри,
• смыкание полуформ,
• впрыск композиции ПВХ для верха обуви,
• перемещение пуансонного щита в положение впрыска подошвы,
• впрыск композиции ПВХ для подошвы,
• открытие пресс-формы, снятие сапога с сердечника и навешивание его на штырь тележки.


2. Динамика трудозатрат при развитии технологического процесса

Определение варианта развития

Для этого необходимо построить график соотношения трудозатрат живого и прошлого труда

Тж(t)=500/(9t² + 450) Тп(t)= 0,006t² + 0,3

Динамика трудозатрат

Рис.2.1. Вариант развития трудозатрат при развитии технологического процесса

Судя по графику, можно определить, что вариант развития-ограниченный. Экономический предел накопления прошлого труда (t*) приблизительно равен 6,8

Аналитический метод:



Тж(t)=500/(9t² + 450) Тж'=- 500/(18t)/(9t² + 450)І

Тп(t)= 0,006t² + 0,3 Тп'=0,012t

Тс'= - 500/(18t)/(9t² + 450)І + 0,012t

- 500(18t)/(9t² + 450)І + 0,012t =0 (9t² + 450)І ?0

500(18t)+ 0,012t·(9t² + 450)І =0

Пусть (9t² + 450)І=а, тогда 9000=0,012·а

аІ=750000; а=866; (9t² + 450)І=866

9tІ=416 t ? 6,79

Математический метод:

Тж=Тп; 500/(9t² + 450) =0,012t

500=(9t² + 450) ·0,006t²

500=0,054tІ·І+2,7 t²+2,7tІ+900

D=5,4²+4*0,054*400=29,16+86,4=115,56

x1=(-5,4+10,7)/0,108 x1=49,0

tІ=х; t=7

Определение вида развития технологического процесса

Для этого выразим Тж через Тп и построим график зависимости Тж от Тп

Тп=0,006tІ+0,3 t І=(Тп-0,3)/0,006

Тж=500/(9(Тп-0,3)/0,006)+450)

Определим тип отдачи от дополнительных затрат прошлого труда.

Для этого исследуем характер экономии живого труда от величины прошлого труда



Тж=f(Тп)

Тж(t)= 500/(9t² + 450)

Тп(t)=0,006tІ+0,3

t І=(Тп-0,3)/0,006

Тж=500/(9(Тп-0,3)/0,006) +450)

Тж=5/17Тп

Тж'=-5/ТпІ

Так как значение отношения уменьшается, то тип отдачи от дополнительных затрат убывающий



3. Определение уровня технологии технологического процесса

Определение уровня технологий технологического процесса

Необходимо рассчитать : L- производительность живого труда

У- уровень технологии

В- фондовооруженность

У* - относительный уровень технологий

Для всех расчетов будем принимать t=3

Тж(3)=500/9·9+450=0,94

Тп(3)=0,006·9+0,3=0,35

L=1/Тж L=1/0,94=1,06

У=1/Тж·1/Тп У=1/0,94·1/0,35=3,03

В=Тп/Тж В=0,35/0,94=0,37

У*=У/L У*=3,03/0,37=8,2

Так как У*>L, то можно сказать, что целесообразно рационалистическое развитие



4. Структура технологического процесса

Резиновая обувь состоит из отдельных соединенных одна с другой деталей. Количество, форма, размеры и материалы деталей резиновой обуви отличаются значительным разнообразием и зависят от вида обуви и метода ее производства. Наибольшим количеством деталей обладает клееная обувь. Так, клееные галоши собирают из 13-17 деталей, клееные ботики из 16-21 деталей. В штампованной и формованной резиновой обуви количество деталей в 3-4 раза меньше, чем в клееной.

По расположению в обуви детали можно разделить на три основные группы: наружные, внутренние и промежуточные. Наружные детали образуют внешний покров, защищающий обувь или стопу от механических и атмосферных воздействий и одновременно определяющий внешний вид обуви. Внутренние текстильные детали образуют каркас резиновой обуви; в процессе носки последней внутренние текстильные детали непосредственно соприкасаются с обувью, на которую надета резиновая, или же со стопой (чулком). Промежуточные детали резиновой обуви увеличивают устойчивость и прочность каркаса обуви, улучшают ее теплозащитные свойства, обеспечивают ровность внешней и внутренней поверхности обуви, служат для взаимного соединения деталей.

Рассмотрим технологию изготовления галош

Метод штампования галош. Особенность этого метода состоит в том, что текстильный каркас, надетый на сердечник, подвергается облицовке резиновой смесью путем штампования в специальных формах на гидравлических штамп - прессах (ПШГ).

Таблица 4.1.--Конструкция штампованных галош

Наименование детали	Толщина детали, мм	Материал
Подкладка	--	Полотно трикотажное с начесом
Задник матерчатый	0,950,05	Ткань ТДС, промазанная и обложенная резиновой смесью
Стелька цветная	1,150,05	Бумазея-корд или ткань обувная, обложенная резинотряпичной смесью
Резина облицовочная-шнур диаметром	2430

В отличие от клееных штампованные галоши состоят из четырех деталей, которые показаны на рисунке 4.2

1--подкладка,

2--текстильный задник,

3--цветная стелька,

4--заготовка облицовочной резины

Рисунок 4.1.-- Детали штампованной галоши

Подкладку из хлопчатобумажного ворсового трикотажа выкраивают на ленточном ноже или на агрегате для вырубания деталей. Задники и стельки выкраивают на прессах. Подкладку намазывают клеем по затяжной кромке и месту соединения с задником. Задники и стельки намазывают клеем. Подкладку склеивают с задником в заготовку подкладки. Заготовка облицовочной резины--это отрезок шнура диаметром 2430 мм, длина его зависит от размера галош. Эти заготовки выпускаются на шприц-машине с дозатором. Перед шприцеванием резиновую смесь разогревают на вальцах. Выходящий из головки шприц-машины жгут нарезается автоматически дозатором на куски определенной массы, которые подаются к агрегату штампования.

Резиновые заготовки должны быть разогреты до 6075⁰С, т.к. заготовки с более низкой температурой при штамповании дают брак. Кроме того, резиновые смеси для штампования должны обладать хорошей текучестью и малой усадкой. Требование безусадочности смеси связано с тем, что отштампованную галошу снимают с сердечника и надевают на колодку облегченного типа. Если смесь будет иметь большую усадку, то при этой операции происходит деформация галоши, не поддающаяся исправлению.

Агрегат штампования состоит из пресса и пульсирующего конвейера. Рабочие на конвейере производят сборку каркаса галош на сердечниках. Затем на след сердечника накладывается резиновая заготовка-жгут. В таком виде сердечник подается в пресс.

Пресс-форма для штампования галош состоит из двух половинок матрицы, пуансона и сердечника. Рабочая поверхность пуансона имеет рисунок ходовой поверхности подошвы галоши. На сердечнике собирают детали галоши. Пуансон служит для передачи давления на заготовку галоши и для формования профиля и рисунка на ходовой поверхности галоши. На сердечнике собирают детали галоши. Пуансон служит для передачи давления на заготовку галоши и для формования профиля и рисунка на ходовой поверхности подошвы.



5. Aнализ перспективных направлений развития технологического процесса

В 50-х годах XX были внедрены пульсирующие конвейеры с закрепленными колодками (КЗК). Такой конвейер освобождает рабочего от необходимости переставлять колодки с конвейерной ленты и обратно и удерживать колодки в положении, необходимом для выполнения операции, что облегчает труд и повышает его производительность. Конвейер имеет замкнутую цепь в звеньях которой установлены 96 кареток для закрепления державок колодок. Расстояние между колодками 400 мм. Колодка может вращаться на 180⁰ в вертикальном направлении к конвейеру и на 360⁰ вокруг своей оси. Длина конвейера 2025 м, ширина--2 м. Конвейер пульсирующий, так как передвижение колодок осуществляется периодически. Время, затрачиваемое на одно перемещение колодки и проведение одной операции, называется тактом конвейера. В зависимости от заданной скорости работы такт равен 1,252,5 с на передвижение и 510 с в неподвижном положении. Полный оборот цепи конвейера составляет 611 минут. Производительность конвейера в зависимости от трудоемкости сборки резиновой обуви 18002500 пар обуви в смену. Рабочие места на КЗК расположены вокруг по периметру конвейера. На КЗК каждый рабочий производит операции и на правой и на левой колодках.

По сравнению с ленточным конвейером на КЗК высокая степень механизации, нет ручного съема и установки колодок, однако монотонный ход и выполнение в течение всей смены одной и той же операции повышает утомляемость рабочих.

В начале 70-х годов XX века в конструкторском бюро Ленинградского производственного объединения «Красный треугольник» был разработан И.П. Терешиным еще один тип сборочного конвейера, так называемый конвейер свободного хода (КСХ). По сравнению с КЗК на КСХ производительность труда увеличилась на 26,9 %, а по сравнению с ленточным--на 31,9 %. Бригада в 15 человек изготовляет 470500 пар за 8 часов.

КСХ представляет собой автоматизированную установку для сборки резиновой и резинотекстильной обуви любых фасонов. Конструкция КСХ позволяет увеличивать количество сборочных операций, выполняемых одним рабочим. При этом снижается монотонность в работе за счет выполнения операций в относительно свободном операционном времени, независимо от общего хода конвейера. КСХ дает возможность дальнейшей механизации сборочных операций. Конвейер состоит из 45 кареток для крепления и транспортировки колодок, вращающихся вокруг своей оси. Передвижение кареток по направляющим КСХ и поворот колодок в заданное положение выполняется автоматически.

Манипуляторы обеспечивают на каждом рабочем месте многократные автоматические повороты колодок в удобные для выполнения операций положения. Они имеют программные устройства для автоматического управления работой. На манипуляторах выполняются сборочные операции. Для исправления ошибки при сборке рабочий может прервать автоматический цикл; с этой целью в каждой подставке для ног рабочего вмонтирована педаль для экстренной остановки манипулятора. Между манипуляторами имеются запасные участки для накопления кареток. Каждый рабочий имеет возможность выполнять свою операцию в автоматическом цикле, т.е. когда колодка поворачивается в удобное положение по заданной программе или перейти с автоматического режима на педальное управление.

Клеевой метод вытесняется другими из-за значительной трудоемкости.

Методом штампования отличается высокой износостойкостью

При реализации процесса литья под давлением отпадает необходимость в изготовлении и сборке резиновых деталей, так как резиновая смесь в виде заготовки простой конфигурации (ленточка, жгут, гранулы) автоматически подается в литьевой узел.

В последние годы получили распространение методы изготовления различных изделий из паст ПВХ--пластизолей, в том числе обуви методом свободной заливки в форму с выливанием. Изготовление изделий из пластизоля привлекает простотой оформления процесса и высокой эффективностью. Физико-механичекие показатели материала, получаемого из пластизолей ПВХ, приведенные ниже, обеспечивают возможность получения защитной обуви общего назначения:

Плотность, кг/м3	11501170
Твердость по Шору	5463
Условная прочность, МПа	6,510,5
Сопротивление раздиру, кН/м	2846
Остаточное удлинение, %	5880
Относительное удлинение, %	350470
Истираемость, см3/кВт*ч	150200
Температура хрупкости, 0С	--(5465)

Применение поливинилхлорида и его сополимеров в качестве пленкообразующих веществ для пластизолей обусловлено, с одной стороны, ценными свойствами ПВХ (химической инертностью, достаточной термической стойкостью в стабилизированном состоянии), а с другой--массовым промышленным производством смол ПВХ и их относительно невысокой стоимостью.



Заключение

Сегодня резиновые сапоги - это модно ,удобно и комфортно.

Они не требуют специального ухода, все что нужно, после прогулки, это просто помыть их под струей воды.

С развитием технологии обработки резины резиновая обувь стала тоньше и эластичнее.

Современные технологии позволяют производить резиновую обувь на любой вкус. Это могут быть и классические сапоги из резины, и миниатюрные калоши, и яркие сапожки из ПВХ.

Методы штампования, формования и особенно литья под давлением изменили технический уровень производства массовых видов обуви из полимерных материалов, однако потребовали дополнительных капитальных вложений на создание оборудования и оснастки, высокая стоимость которой является известным ограничением в обновлении ассортимента выпускаемой продукции.

В связи с этим в последние годы большое развитие получил метод жидкого формования обуви из пластизолей поливинилхлорида, имеющих консистенцию жидкой пасты и заливаемых в форму без давления. Последнее обстоятельство обусловливает возможность применения тонкостенных форм, изготавливаемых за короткий цикл гальваническим методом по практически любой модели изделия. Процесс жидкого формования из пластизолей поливинилхлорида играет важную роль в создании принципиально нового ассортимента обуви из полимерных материалов с улучшенными эластическими характеристиками и комфортностью. Этой же задаче отвечает другой метод жидкого формования обуви--из уретановых олигомерных композиций с образованием микроячеистого облегченного полиуретана высокой износостойкости.

Таким образом, в последние годы на базе резинообувной промышленности сформировалась новая подотрасль по производству обуви из полимерных материалов.



Литература

1. Производственные технологии: Учебник. /Под ред. В.В. Садовского. - Мн.: БГЭУ, 2008

2. Основы технологии важнейших отраслей промышленности: В 2 ч. /Под ред. И.В. Ченцова. Мн., 1989.

3. Кохно Н.П. Общая экономическая теория технологического развития производства: монография/Н.П. Кохно. - Мн.: БГЭУ, 2003. - 248 с.

4. Миронович И.М. Производственные технологии. Основы технологии производства продукции химического комплекса. - Мн.: Равноденствие, 2005.

5. Комар А.Г. Строительные материалы и изделия. М.: Высш. шк., 1992.

6.Основы химической технологии/Под ред. И.П. Мухленова. М.: Высш. шк., 1991.

7. Н.В. Щербакова, В.А. Поляев. Технология изготовления цельноформатной обуви из полимерных материалов 1999

Размещено на Allbest.ru

...