Прежде всего, шнек должен обеспечивать высокую производительность и отличную гомогенизацию (качество смешения) расплава перерабатываемой полимерной композиции. Сам по себе шнек не может служить готовым и единственным решением для получения высококачественной пленки. Неспроста существует общепризнанный технический термин «шнековая пара», подразумевающий неразрывное единение собственно шнека и материального цилиндра экструдера. Под этим термином обычно подразумевается и довольно сложная система регулирования по нескольким отдельным зонам температуры (5 зон) - за счет работы нагревателей и охлаждающих устройств, конструкция зоны загрузки твердого гранулята, конструкция упорного подшипника, воспринимающего осевую нагрузку противодавления при вращении шнека и конструкцию соединения экструдера с экструзионной головкой, включающей фильтрующий узел. Далее пленка поступает в фильеру, где происходит преобразование пленки в конечную пленку.

Фильера - это формующая часть экструзионной головки, где происходит выдавливание расплава и преобразование его в конечную форму.
Равномерное выдавливание расплава по сечению формующего канала в значительной мере зависит от расположения формующей щели относительно оси экструзии. Кроме того, при выборе положения щели на фасаде фильеры необходимо учитывать способы калибрования, охлаждения и отвода профиля тянущим устройством, габариты профиля, способ резки профиля, возможность установки в линию агрегатов дополнительной механической обработки профиля (например, перфорирование), нанесение печати, маркировки, а также способ упаковки. На положение формующего отверстия могут влиять сразу несколько факторов, и при конструировании экструзионной головки необходимо привязываться к конкретному оборудованию и выбирать оптимальный вариант расположения формующего отверстия. Полувшая конечную форму пленка, поступает дальшев охлаждающую ванну.

Охлаждающая ванна.

Охлаждающая ванна, одна из основных составных частей современной экструзионной линии предназначена для последующего охлаждения уже отформованного и откалиброванного экструзионного профиля. Как правило охлаждающая ванна изготавливается из нержавеющей стали. В состав одной линии могут входить одна или несколько охлаждающих ванн.

Охлаждающая ванна сконструирована по принципу протяжки профиля/трубы через калибратор. Преимуществом данной конструкции является легкость обслуживания. Температура воды в ванне должна быть относительно низкой, чтобы обеспечить необходимую интенсивность охлаждения пленки. Для поддержания постоянной температуры охлаждения необходима такая циркуляция воды, которая обеспечивала бы полное обновление воды в ванне за 1-2 минуты. Экструзионная заготовка и получаемое пленочное полотно должны входить, и соответственно, выходить их ванны строго перпендикулярно к поверхности воды для исключения опасности возбуждения волн. Вода, захваченная полотном, частично стекает обратно в ванну и может быть причиной возмущения зеркала воды. Для гашения волн в ванне устанавливают несколько перегородок «отражательных листов».

Ножи - разрезают плёнку на нити, не соответствующие края нити выходят в отвод и перерабатываются.

Нитепротяжное устройство

Каждая нитепротяжная станина снабжена индивидуальным контролем работы, который контролирует скорость каждой станины и величину растяжения, отрегулированную в соответствии со специфическими требованиями.

Фибриллятор.

Фибрилляционный агрегат

Нить после фибрилляции используется для изготовления и шпагатов и веревок, кабельных наполнителей, основы для ковровой подложки и искусственной зеленой травы.

Фиблированные нити изготовляют из ориентировачных. полосок пленки шириной 1-100 мм и толщиной 25-105 мкм, пропуская их через вращающийся валок-фибриллятор, на поверхности которого размещены иглы (6-64 на 1 см). При контакте с ними на поверхности пленки образуются надрезы, увеличивающиеся в размерах. Фибриллирующее устройство включает: Фибриллятор; "плавающий" вал для изменения угла обхвата фибриллятора пленкой; тянущий блок, состоящий из трех валков, с помощью которых пленка получает необходимое натяжение.

Процесс получения фибриллированные нити непрерывный и включает следующие основные стадии: формование пленок их разрезание на полоски, вытягивание с фибриллизацией (продольным расщеплением), термическую обработку. Сформованная пленка разрезается на полоски шириной от 1 до 20 мм, подвергается вытягиванию в 4-10 раз, а также последующей термической обработке под натяжением. Полученная продукция поступает на шпулярное устройство.

Шпулярное устройство

Катушек 32, наматывается примерно 1-1.5 часа, в ручную нить заправляется в крючки, валики заправляются в шпулярник и наматывается нить

4. Контроль производственного процесса

Контролируются ширина нити - 12 микрон

Толщина - 100-105 микрон

Цвет определяется визуально.

Дефекты выполняемой продукции и способы устранения

5. Характеристика оборудования

экструдер полимер нить фибриллированный

Поведение полимера внутри экструдера рассмотрим на примере одношнековой экструзии гранулированного материала. Технологический процесс экструзии складывается из последовательной пластикации и перемещения материала вращающимся шнеком в зонах материального цилиндра. Различают следующие зоны - питания (I), пластикации (II), дозирования расплава (III).

Можно сказать, что деление шнека на зоны I-III достаточно условно, оно осуществляется по технологическому признаку и указывает на то, какую операцию в основном выполняет данный участок шнека. Цилиндр так же имеет определённые длины зон обогрева. Длина этих зон определяется расположением нагревателей на его поверхности и их температурой. Границы зон шнека I-III и зон обогрева цилиндра могут не совпадать. Для обеспечения успешного перемещения материала большое значение имеют условия продвижения твёрдого материала из загрузочного бункера и заполнение межвиткового пространства, находящегося под воронкой бункера.

Загрузка сырья. Полимерный материал для экструзии, подаваемое в бункер, может быть в виде порошка, гранул, лент. Последний вид сырья характерен для переработки отходов промышленного производства плёнок и осуществляется на специальных экструдерах, снабжённый принудительными питателями - дозаторами, устанавливаемыми в бункерах. Равномерное дозирование материала из бункера обеспечивает хорошее качество экструдата.

Загрузка межвиткового пространства шнека под воронкой бункера происходит на отрезке длины шнека (1-1.5)D. При переработке многокомпонентных материалов для загрузки их в бункер применяются индивидуальные дозаторы: шнековые (объёмные), вибрационные, весовые и т.п. Сыпучесть материала сильно зависит от его влажности: чем больше влажность, тем меньше сыпучесть. Поэтому гигроскопичные материалы необходимо сушить перед загрузкой в экструдер.

Применяя приспособления для принудительной подачи материала из бункера в материальный цилиндр, так же удаётся существенно повысить производительность машины. При уплотнении материала в межвитковом пространстве шнека вытесненный воздух выходит обратно через бункер. Если удаление воздуха будет неполным, то он останется в расплаве и после прохождения через головку образует в изделии нежелательные полости.

При длительной работе экструдера возможен перегрев цилиндра под воронкой бункера и самого бункера. В этом случае гранулы начнут слипаться, и прекратится их подача на шнек. Для предотвращения перегрева этой части цилиндра в нём делаются полости для циркуляции охлаждающей воды. Обычно зона загрузки является единственной охлаждаемой зоной современных экструдеров.

Зона питания (I). Поступающие из бункера гранулы или порошок полимера заполняет межвитковое пространство шнека зоны I и уплотняется.

Зона пластикации и плавления (II). В зоне II происходит подплавление полимера, примыкающего к поверхности цилиндра. В тонком слое расплава полимера происходят интенсивные сдвиговые деформации, как следствие материал пластицируется, что приводит к интенсивному смесительному эффекту.

Основной подъём давления Р расплава происходят на границе зон I и П. На этой границе образующаяся пробка из спрессованного материала как бы скользит по шнеку: в зоне I это твёрдый материал, в зоне II- плавящийся. Наличие этой пробки и создаёт основной вклад в повышение давления расплава. Запасённое на выходе из цилиндра давление расходуется на преодоление сопротивления сеток, течения расплава в каналах головки и формования экструдируемого профиля.

Зона дозирования (III). Расплавленная масса полимера продолжает гомогенизироваться, однако она всё ещё не является однофазной и состоит из расплавленных и твёрдых частиц. В конце зоны III пластик становится полностью гомогенным и готовым к продавливанию через чистящие сетки и формующую головку.

Основные параметры процесса экструзии.

К технологическим параметрам переработки пластмасс методом экструзии относятся: температура по зонам экструдера, давление расплава.

Основные технологические положения

Внутри экструдера UPAK-NNEX 45/750 материал попадает в замкнутое пространство, между вращающимся шнеком и неподвижными стенками рабочего цилиндра. Перемещения материала по край не мере пока он находится в твёрдом состоянии, обусловлено воздействием на него сил трения при контакте с подвижной внутренней поверхностью рабочего цилиндра и с подвижной поверхностью шнека.

Воздействия сил трения вызывает разогрев материала, кроме того, к рабочему объёму экструдер осуществляется подвод тепла от внешних нагревательных устройств.

Таким образом, по мере продвижения материала, его температура повышается, достигая точки плавления, при этом на поверхности неподвижной стенки рабочего цилиндра начинается формироваться плёнка.

Именно на данном участке заканчивается зона перемещен твёрдой фазы и начинается зона пластикации. При продавливании материала через зону пластикации постепенно осуществляется его полное плавление, в то же время точка плавления считается концом зоны пластикации и началом зоны перемещения расплава.

При прохождении материала через экструзионную головку сечение потока принимает форму формирующего инструмента.

Поскольку фильера оказывает сопротивления потоку расплава, для его продавливания необходимо приложить силу. Эта сила обеспечивается давлением, называемым давлением в фильере, которое определяется формой фильеры, температурой расплава полимера, скоростью потока расплава и его реологическими свойствами. Основными назначениями редуктора является согласование высокой скорости вращения электрических двигателей с низкими скоростями вращения шнека. Средний коэффициент редукции в экструдере составляет 1:15.

В конструкции применяется зубчатый редуктор, с двумя ступенями понижения и шевронным типом зубчатого колеса, поскольку точно спроектированные V-образные зубцы позволяют исключить аксиальную нагрузку на шестерню. Отметим, что эффективность того редуктора весьма высока и составляет до 98% при полной и около 96% - при малых нагрузках.

Составной частью редуктора является подшипниковый узел, принимающий на себя осевое давление шнека. Отметим, что оно возникает за счёт того, что экструдер развивает значительное давление в полимерном расплаве, необходимое для продавливания данного расплава через фильеру с требуемой скоростью. Поэтому следует отметить, что увеличение нагрузки на подшипник, то есть увеличения давления на выходе в фильеру, уменьшает и время жизни подшипника, а работа при высокой частоте вращения шнека так же уменьшает время жизни экструдера.

При детальном рассмотрении плёночного экструдера UPAK-NNEX 45/750 можно увидеть, что цилиндр окружает шнек экструдера, а загрузочное отверстие - это та часть экструдера, через которую материал вводится в канал шнека; оно находится около первых нескольких витков шнека и интегрирована в цилиндр. Для предотвращения преждевременного нагрева полимерного материала входное отверстие в плёночном экструдере UPAK-NNEX 45/750 обеспечено водяным охлаждением.

Если температура полимера при загрузке поднимается слишком высоко, он может прилипнуть к выходному отверстию, уменьшив его проходимость. Налипание материала на поверхность шнека также создаёт проблемы при перемещении твёрдой массы, поскольку налипший полимер сам не движется в нужном направлении и сужает канал, доступный для продвижения остальных гранул.

Геометрия загрузочного отверстия плёночного экструдера UPAK-NNEX 45/750 обеспечивает прохождения материала при минимальном сопротивлении. Загрузочное устройство на экструдере UPAK-NNEX 45/750, это: надёжное охлаждения зоны загрузки; надёжная теплоизоляция загрузочной области от последующих зон экструдера; способность развивать высокое давление.

Шнек является «сердцем» экструдера, это особенный, наиболее важный механический элемент экструдера. Вращение шнека обеспечивает как поступательное перемещение материала, так его разогрев и гомогенизацию.

Образно шнек можно представить себе как стержень переменного диаметра, в котором вырезана спиральная канавка. Внешней диаметр шнека -расстояние между валами нарезки по разные стороны оси - у плёночного экструдера UPAK-NNEX 45/750 составляет 45 мм.

В пленочном экструдере UPAK-NNEX 45/750 между экструзионной головкой и цилиндром устанавливают рассекатель потока (представляет собой металлический диск с большим количеством отверстий, параллельных оси шнека) останавливают спиральное движение расплава полимера и заставляет расплав двигаться строго поступательно.

Если не предотвратить спиральное движение расплава до выхода из фильеры, то получившийсяэкструдат может иметь искаженную форму.

Системы нагрева и охлаждения

Устройства нагрева необходимо для вывода экструдера на заданный температурный режим при запуске, а так же для поддержания требуемой температуры в процессе работы. В плёночном экструдере UPAK-NNEX 45/750 используется электронагревательные системы. Данные системы превосходят все остальные типы нагревательных систем по целому ряду параметров: по ширине диапазона рабочих температур, по простоте эксплуатации и по относительно меньшей стоимости при большой эффективности.

Устройство охлаждения экструдера необходимо практически во всех экструзионных процессах. Экструдер UPAK-NNEX 45/750 имеет воздушное охлаждения, при этом вентиляторы. Такой тип охлаждения позволяет осуществить довольно мягкое воздействие на процессы, создавая возможность более плавно изменения температуры при включении или выключении вентилятора.

Технические характеристики оборудования.

Панель управления:

Температурный контроль. Приборы регулирования температуры:

- шнек- 5 зон нагрева;

- фильтрующая сетка- 3 зоны нагрева;

- формующая фильера- 4 зоны нагрева

Индикаторы скорости:

- индикатор скорости вращения винта;

- индикатор линейной скорости.

Счётчик давления при замене сетки.

Контроль электросистемы.

- пульт управления электропитанием;

- камера привода экструдера;

- нагревательная камера экструдера;

- камера привода вспомогательного агрегата;

- пульт управления термошкафом.

Экструдер оборудован автоматическим фильтром и усовершенствованной системой нагрева.

Экструдеры агрегатных линий характеризуются относительно длинными червяками. Применение таких червяков для экструзии плоских пленок связано с тем, что при большом сопротивлении формующего инструмента для повышения производительности необходимо работать при высоких температурах экструзии и интенсивном сдвиговом деформировании полимера. Кроме того, для достижения высокого качества пленки необходимо обеспечить высокую степень гомогенизации расплава и отсутствие в нем непроплавившихся частиц материала.

Плотность в экструдере 190-250

Зона шнека делится на 5 зон

1 - 175 оС

2 - 180 оС

3 - 180 оС

4 - 185 оС

5 - 185 оС

6. Техника безопасности и охрана труда на производстве

1. Общие требования безопасности и охраны труда

1.1 Настоящая инструкция содержит основные требования по технике безопасности для рабочих линии по производству полимерных нитей (далее в тексте - линия).

1.2 Каждый оператор должен хорошо знать и выполнять все требования изложенные в данной инструкции, руководство производственного комплекса и цеха обязаны создать нормальные условия для работы и обеспечить всем необходимым для безопасного ее выполнения.

1.3 К самостоятельной работе на линии допускаются рабочие прошедшие:

Медицинское освидетельствование;

вводный инструктаж;

инструктаж по пожарной безопасности;

первичный инструктаж на рабочем месте;

обучение безопасным методам и приемам труда не менее чем по 10 часовой программе;

инструктаж по электробезопасности на рабочем месте и проверку усвоения его содержания.

1.4 Рабочие обязаны соблюдать правила внутреннего распорядка.

1.5 Линия по производству полимерных нитей (далее в тексте -линия) представляет собой комплекс узлов и агрегатов обеспечивающих беспрерывный процесс производства нити из PP, HDPE, LLDPE полиэтиленов экструзионным способом.

1.6 На предприятиях работающие могут подвергаться воздействию различных опасных и вредных производственных факторов как: физические, химические, биологические и психофизиологические.

1.7 Физически опасные и вредные производственные факторы:

- движущиеся машины и механизмы; незащищенные подвижные элементы

- производственного оборудования; повышенный уровень шума повышенная или пониженная температура поверхностей оборудования;

- повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;

- повышенный уровень вибрации; повышенная или пониженная влажность воздуха;

- повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека.

1.8 Химически опасные и вредные производственные факторы подразделяются по характеру действия на организм человека: на общетоксичные, раздражающие, сенсибилизирующие, канцерогенные, мутагенные.

1.9 Биологические опасные и вредные производственные факторы включают

биологические объекты: патогенные микроорганизмы (бактерии, вирусы, грибы, простейшие организмы) и продукту их жизнедеятельности.

1.10 Психофизиологические опасные и вредные производственные факторы по характеру действия подразделяются на: физические перегрузки (статические и динамические) и нервно-психологические (умственное перенапряжение, монотонность труда, эмоциональные перегрузки и перенапряжение анализаторов).

1.11 Без разрешения мастера или зам.директора по производству не отлучаться от линии и не посещать другие участки (цеха).

1.12 В цехе и на участке проходить только в предусмотренных для этого местах. Не проходить между установками и агрегатами линий, по кабельным каналам и кабелям, проложенным по полу.

1.13 Не останавливать и не выключать (кроме аварийных случаев) агрегаты линий и другое оборудование, работа на которых вам не поручена руководством цеха.

1.14 Не прикасаться к арматуре общего и местного освещения, к оборванным электропроводам, клеммам и другим легкодоступным токоведущим частям. Не открывать дверцы элекрораспределительных шкафов (сборок) и не снимать ограждения и защитные кожухи с токоведущих частей оборудования.

1.15 Если электрооборудование неисправно, вызвать электрика. Самому устранять неисправности не разрешается.

1.16 При несчастном случае с вами или с другим работником немедленно сообщить руководству участка, цеха, комплекса.

1.17 Рабочий должен знать и соблюдать правила личной гигиены. Принимать пищу, курить, отдыхать только в специально отведенных для этого помещениях и местах. Пить воду только из специально предназначенных для этого установок.

2. Требования безопасности и охраны труда перед началом работы

2.1 Привести в порядок рабочую одежду: застегнуть обшлага рукавов, подобрать волосы под плотно облегающий головной убор. Не работать в легкой обуви (тапочках, сандалях и пр.)

2.2 Работать только с исправным инструментом.

2.3 Проверить целостность шланг, шланговых соединений.

2.4Проверить целостность троса аварийной остановки вальцов.

2.5 Проверить работу узлов и агрегатов при запуске линии на холостом ходу.

2.6 Визуально убедиться в целостности и отсутствия повреждений на агрегатах и узлах линии.

2.7 Обо всех обнаруженных неисправностях сообщить мастеру или зам.директора по оборудованию, и до их указаний к работе не приступать.

2.8 Работать только на исправном оборудовании.

2.9 Проверить наличие сырья и полуфабрикатов.

3. Требования безопасности и охраны труда во время работы

3.1Строго соблюдать инструкцию по эксплуатации оборудования линии и технологического процесса.

3.2 Запрещается:

· приступать к работе без получения наряда или распоряжения мастера.

· без производственной необходимости включать или выключать агрегаты и узлы линий.

· допускать до линии и ее агрегатов посторонних лиц.

· в процессе работы, нагрева, вращения - разбирать, ремонтировать, смазывать и перемещать агрегаты и узлы линии.

· трогать руками, другими предметами и прислоняться к вращающимся и нагревательным частям линии.

· пытаться вручную остановить вращающиеся валы и движущую нить.

· захламлять и допускать присутствие посторонних предметов в загрузочные части экструдера и смесителя.

· включать смеситель с открытой крышкой и открывать ее во время работы.

· приступать к работе или продолжать ее при обнаружении неисправности в работе агрегатов и узлов линии, которые могут привести к поломке оборудования и угрожают здоровью и жизни рабочего персонала.

3.15. В случае обнаружения серьезных неполадок, создания критических неполадок оператор обязан без промедления остановить работу линии в экстренном режиме и доложить о сложившейся ситуации мастеру или зам.директора по производству, руководству комплекса. Сделать запись в соответствующем журнале.

4. Требования безопасности и охраны труда в аварийных ситуациях

4.1 При возникновении неисправности линии, обрыве заземления и других неисправностях, которые могут привести к аварийной ситуации, необходимо:

а) остановить кнопкой «СТОП» линию;

4.2 При аварийных ситуациях приостановить работы, выйти из опасной зоны, при необходимости вывести работающих рядом. При опасности возникновения несчастного случая принять меры по его предупреждению (остановить оборудование или соответствующий механизм, оградить опасную зону). О случившемся поставить в известность руководителя работ.

4.3 При обнаружении загорания поставить в известность руководителя работ, сообщить в пожарную охрану по телефону 101 и приступить к ликвидации загорания имеющимися средствами пожаротушения;

4.4 Оказать доврачебную помощь пострадавшим при получении травмы и вызвать скорую помощь по телефону 103, поставить в известность руководителя работ.

5. Требования безопасности и охраны труда по окончанию работы

5.1 Остановку линии производить согласно инструкции по эксплуатации

5.2 Привести в порядок свое рабочее место. Инструменты, приспособления и материалы убрать в отведенное для них место. Ветошь и воспламеняющиеся материалы, во избежание самовозгорания убрать в специальный ящик.

5.3 Снять спецодежду, убрать ее в шкаф, вымыть руки и лицо с мылом, применять для мытья химические вещества запрещается.

5.4 О всех замеченных неисправностях сообщать мастеру. Сделать запись в журнале при наличии неисправностей.

7. Охрана окружающей среды

Под вредным понимается вещество, которое при контакте с организмом человека вызывает производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья. Классификация вредных веществ и общие требования безопасности введены ГОСТ 12.1.007-76.

Степень и характер вызываемых веществом нарушений нормальной работы организма зависит от пути попадания в организм, дозы, времени воздействия, концентрации вещества, его растворимости, состояния воспринимающей ткани и организма в целом, атмосферного давления, температуры и других характеристик окружающей среды.

Следствием действия вредных веществ на организм могут быть анатомические повреждения, постоянные или временные расстройства и комбинированные последствия. Многие сильно действующие вредные вещества вызывают в организме расстройство нормальной физиологической деятельности без заметных анатомических повреждений, воздействий на работу нервной и сердечно-сосудистой систем, на общий обмен веществ и т.п.

Вредные вещества попадают в организм через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и через кожный покров. Наиболее вероятно проникновение в организм веществ в виде газа, пара и пыли через органы дыхания (около 95 % всех отравлений).

Выделение вредных веществ в воздушную среду возможно при проведении технологических процессов и производстве работ, связанных с применением, хранением, транспортированием химических веществ и материалов, их добычею и изготовлением.

Пыль является наиболее распространенным неблагоприятным фактором производственной среды, Многочисленные технологические процессы и операции в промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве сопровождаются образованием и выделением пыли, ее воздействию могут подвергаться большие контингенты работающих.

Основой проведения мероприятий по борьбе с вредными веществами является гигиеническое нормирование.

Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны установлены ГОСТ 12.1.005-88.

Снижение уровня воздействия не работающих вредных веществ его полное устранение достигаете путем проведения технологических, санитарно-технических, лечебно-профилактических мероприятий в применением средств индивидуальной защиты.

К технологическим мероприятиям относятся такие как внедрение непрерывных технологий, автоматизация и механизация производственных процессов, дистанционное управление, герметизация оборудования, замена опасных технологических процессов и операции менее опасными и безопасными.

Санитарно-технические мероприятия: оборудование рабочих мест местной вытяжной вентиляцией или переносными местными отсосами, укрытие оборудования сплошными пыленепроницаемыми кожухами с эффективной аспирацией воздуха и др.

Когда технологические, санитарно-технические меры не полностью исключают наличие вредных веществ в воздушной среде, отсутствуют методы и приборы для их контроля, проводятся лечебно-профилактические мероприятия: организация и проведение предварительных и периодических медицинских осмотров, дыхательной гимнастики, щелочных ингаляций, обеспечение лечебно-профилактическим питанием и молоком и др.

Особое внимание в этих случаях должно уделяться применению средств индивидуальной защиты, прежде всего для защиты органов дыхания (фильтрующие и изолирующие противогазы, респираторы, защитные очки, специальная одежда).

Размещено на Allbest.ru