Технология производства комплектующих изделий на основе графелона

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Пластические массы или пластмассы - материалы, содержащие в своем составе полимер, который в период формования изделий находится в вязкотекучем или состоянии высокоэластичном, а при эксплуатации - в стеклообразном или кристаллическом состоянии [1]. Их производство и переработка развивается каждый день. В современных условиях потребность в полимерных материалах и изделиях из них очень высока.

Полиамиды - гетероцепные полимеры линейного строения, содержащие в основной цепи амидные циклов --C(O)--NH--. Карбоцепные полиамиды с боковыми амидными группами, например, полиакриламид, обычно к полиамидам не относят. По химическому строению белки и пептиды являются полиамидами, однако, поскольку по структуре и свойствам они резко отличаются от синтетических "обычных" полиамидов, их выделяют в особые классы соединений. Алифатические и ароматические полиамиды существенно различаются по способам синтеза и особенно по свойствам; известны полиамиды, содержащие в основной цепи как алифатические, так и ароматические фрагменты [1].

Полностью ароматические полиамиды - важный класс термостойких полимеров, содержащих в цепи амидную группу.

Ароматические полиамиды применяются в качестве покрытий, изоляционных лаков, пленок, волокон, связующих клеев, прессовочных и литьевых материалов. Детали из ароматических полиамидов имеют высокую прочность и теплостойкость [3].

В данном курсовом проекте представлена технология производства комплектующих изделий на основе графелона 20.

Графелон - антифрикционная композиция (самосмазывающийся материал) предназначены для изготовления деталей трения в том числе зубчатых колёс криогенных машин, поршневых и сальниковых уплотнений компрессоров, насосов и аппаратов химической технологии, подшипников скольжения в различных областях техники. Материалы такого типа обладают наилучшим сочетанием физико-механических и антифрикционных свойств.



1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Характеристика готовой продукции

Готовой продукцией данного производства из графелона являются детали трения в том числе зубчатых колёс криогенных машин, поршневых и сальниковых уплотнений компрессоров, насосов и аппаратов химической технологии, подшипников скольжения в различных областях техники.

В настоящее время большинство узлов трения работают в экстремальных условиях и поэтому от самосмазывающихся материалов требуется не только обеспечения стабильной работы узла, но и сохранение материалов трущейся пары высоких физико-механических свойств. Из-за высокой теплонапряженности узлов трения самосмазывающиеся материалы не должны более чем на 30-40% терять механические свойства при предельных рабочих температурах и обладать хорошей теплопроводностью.

Заготовки из Графелона - 20 должны удовлетворять требованиям ТУ 2224-023-21065073-2003.

Кольцевые заготовки (буксы) представляют собой деталь с наружным диаметром от 40 до 300 мм, толщиной стенки от 5 до 40 мм, высотой от 8 до 100 мм.

Заготовки предназначены для получения антифракционных самосмазывающихся деталей.

Поверхность деталей должна быть гладкой, без трещин, раковин, недопрессовок и утяжин. На поверхности изделий, если на чертеже нет оговорок, не допускаются: отпечатки от трещин, царапин, забоин пресс-форм, выходящие за пределы допускаемых отклонений на размер изделия; следы (выступания или вмятины) более 0,5 мм от выталкивателей, знаков; фаски более 1 мм на местах зачистки облоя. [1]

Требования к механической прочности кольцевых заготовок представлены в таблице 1.1.1.

Таблица 1.1.1 - Требования к механической прочности кольцевых заготовок

Показатели	Норма
Разрушающее напряжение при растяжении, Мпа, не менее	70
Ударная вязкость, кДж/м2, не менее	20

1.2 Обоснование выбора сырья

Детали с антифрикционной функцией должны соответствовать широкому комплексу требований, определяющих их основные рабочие качества. В первую очередь материал должен быть совместимым и с сопряженной деталью, и с рабочей средой. В условиях совместимости до и после приработки материал обеспечивает необходимую степень понижения трения. Износостойкость - тоже немаловажное свойство, которым обладают данные материалы. В то же время деталь не должна быть чрезмерно жесткой и твердой, поскольку в этом случае увеличится риск заедания, что нежелательно для антифрикционного материала.

Рассмотрим несколько материалов, которые соответствуют требованиям готовой продукции, такие как: фенилон, содержащий разные антифрикционные добавки (графит, дисульфид молибдена, нитрид бора, фторопласт - 4) и бронзовый сплав.



Таблица 1.2.1.

Наполнитель	Кол-во, %	Разрушающее напряжение при сжатии, кгс/см2	Ударная вязкость, кгс•см/см2	Твердость по Бринеллю, кгс/см2	Теплостойкость,	Износ, мг	Коэффициент трения
						20	200	20	200
Графит	10 20 30 40 50	2116 2052 1927 1440 1180	39,0 37,0 35,0 27,6 10,0	30,0 32,8 32,5 31,9 31,0	290 295 300 295 290	0,12 0,03 0,04 0,06 0,09	0,24 0,07 0,07 0,12 0,12	0,26 0,22 0.18 0,15 0,11	0,36 0,31 0,27 0,23 0,18
Дисульфид молибдена	10 20 30 40 50	2044 2000 1854 1440 1000	35,0 33,0 27,1 18,5 3,9	34,0 35,0 36,4 37,0 34,2	300 305 315 310 300	3,5 1,8 1,2 0,9 0,4	27,5 22,1 15,0 4,5 1,0	0,48 0,42 0,39 0,38 0,38	0,30 0,24 0,21 0,22 0,20
Нитрид бора	10 20 30 40 50	1935 1890 1680 1320 900	37,3 35,0 31,2 22,9 7,3	30,6 31,8 38,0 27,2 23,9	300 300 295 290 290	1,2 1,2 1,3 3,4 6,5	1,7 7,0 13,7 21,5 30,0	0,38 0,33 0,32 0,31 0,30	0,24 0,22 0,22 0,21 0,20
Фторопласт-4	10 20 30 40 50	2192 2040 1890 1364 740	32,5 31,0 25,4 16,4 1,8	29,8 25,0 19,3 12,5 7,2	310 310 305 290 285	1,2 - 0,5 - 1,28	- - - - -	0,33 - 0,32 - 0,33	- - - - -

Как мы видим из таблицы, наилучшие результаты получаются при добавлении графита. При большом содержании графита (50% и более) коэффициент трения материала уменьшается до 0,11 - 0,06, однако при этом значительно ухудшаются прочностные свойства материала. Для того, чтобы сохранить достаточно высокими твердость и прочность материала, а также наибольшую износостойкость, рекомендуется вводить 20 %.



1.3 Характеристика выбранного сырья

В связи с требованием готовой продукции, а именно высокая теплостойкость при длительной эксплуатации и низкий коэффициент трения, в данном производстве выбирается в качестве сырья графелон марки «Графелон - 20», на основе фенилона С2 с 20% добавлением графитированной ткани Урал Т - 22Р .

Графелон марки «Графелон-20» должен изготавливаться в соответствии с ТУ 2291-005-21065073-2003, утвержденной в установленном порядке.

Применяемое для получения Графелона - 20 исходное сырье должно соответствовать требованиям, указанным в табл. 1.3.1.

Таблица 1.3.1. - Требования к исходному сырью

№ п/п	Наименование сырья	ГОСТ, ТУ, методика на подготовку сырья	Показатели обязательные для проверки	Регламентируемые показатели с допустимым отклонением
1	Фенилон С2	ТУ 2224-023-21065073-2003	Ударная вязкость не менее 35 кДж/м2
2	Графитированная ткань Урал Т-22Р, марка А	ГОСТ 28005-88	-	-

Графелон-20 должен соответствовать требованиям, указанным в табл. 1.3.2.

Таблица 1.3.2. - Требование к пресс-композиции «Графелон-20»

Наименование показателя	Требования и нормы	Метод испытания
Внешний вид и цвет	Пресс-композиция серого цвета	Визуальный
Плотность, г/мм3	133010



Пресс-композицию Графелон-20 упаковывают в пленочные мешки - вкладыши по ТУ 6 - 52 - 18 - 90, которые затем помещают в бумажные мешки по ГОСТ 2226

На каждый мешок приклеивают этикетку или прикрепляют бирку, на которую согласно требованиям ГОСТ 14192 наносят маркировку, содержащую:

- Наименование предприятия - изготовителя;

- Наименование продукта;

- Номер партии материала;

- Массу нетто и брутто;

- Дату выпуска;

- Номер настоящих технических условий

Пресс-композицию Графелон-20 хранят в сухих складских помещениях.

Транспортирование графелона должно проводиться закрытым транспортом, обеспечивающим защиту от атмосферных осадков.

Срок хранения Графелона-20 - двенадцать месяцев. После двенадцати месяцев полимер испытывают повторно и, при соответствии требованиям настоящих технических условий, используется в переработке.

1.4 Обоснование метода переработки

Ароматические полиамиды являются термопластами. Это означает, в первую очередь, что затвердевание их расплава в отличии от расплавов реактопластов происходит при охлаждении до определенной температуры.

Ароматические полиамиды характеризуются высокими значениями вязкости расплавов и резко выраженной температурной зависимостью вязкости. Это обстоятельство существенно препятствует непосредственному применению методов экструзии и литья под давлением для их переработки. При экструзии расплава большой вязкости, во-первых, требуется прочное по конструкции оборудование с большой мощностью привода и, во-вторых, сильно осложняется получение монолитного экструдата с гладкой поверхностью. Высокая вязкость замедляет релаксацию высокоэластических деформаций, в результате чего даже при очень медленном продавливании расплава поверхность экструдата оказывается шероховатой подобно тому, как это происходит при высоких скоростях экструзии других полимеров.

В обычном варианте литья под давлением впрыск расплава производится в «холодную» форму, т.е. форму, имеющую более низкую температуру, чем температура затвердевания полимера. В любом случае этот процесс должен происходить за короткое время, иначе расплав может остыть и затвердеть прежде, чем оформится отливка.

Большая вязкость расплавов ароматических полиамидов и быстрое ее нарастание с понижением температуры приводит к тому, что при не слишком высоких давления литья оказывается невозможным заполнить форму, имеющую температуру всего на 10 ниже температуры стеклования полимера. При повышении давления до 5000 кгс/см² и более отливки небольших размеров могут быть отформованы, но изделия получаются малопрочными с сильными внутренними напряжениями.

Методом литья можно получить высококачественные изделия только в том случае, если в момент впрыска форма нагрета выше температуры размягчения полимера. Однако при этом возникает необходимость последующего охлаждения формы для того, чтобы расплав затвердел и отливка могла быть извлечена из формы. Такой процесс теряет преимущества, присущие литью под давлением, и по производительности и экономически эквивалентен прессованию термопласта.

Поэтому предпочтительным методом переработки ароматических полиамидов является компрессионное (прямое) прессование.



1.5 Физико-химические основы технологического процесса

Ароматические полиамиды типа графелон - это линейные, аморфные, стеклообразные полимеры. Температура стеклования (Т_с) графелона составляет 290 . Ниже этой температуры полимер в блочном состоянии представляет собой твердое тело, изменение формы которого возможно лишь методами механической обработки (резанием, фрезерованием и т.д.). Выше Т_с графелон переходит (практически минуя стадию высокоэластического состояния) в вязко-текучее состояние, что определяет возможность использования для получения изделий на его основе методом переработки через расплав.

По аналогии с другими термопластами, конкретная возможность переработки графелона теми или иными методами при любой температуре выше Т_с определяется значением вязкости расплава полимера при данной температуре.

Как и для других термопластов, вязкость расплава графелона резко уменьшается с увеличением температуры и при температуре 330-350 становится достаточной для придания расплаву практически любой формы под действием относительно небольшого давления (25-70 МПа) за времена порядка нескольких минут. При этом за этот не временной промежуток (несколько минут) полностью завершаются и процессы монолитизации, т.е. процессы образования истинно когезионнных связей между отдельными фрагментами расплава (частицами полимера, струями расплава и т.д.), образование которых является обязательным условием получения высокопрочных изделий на основе любых полимеров, в том числе и графелона. Таким образом, в интервале температур 330-350 реализуются условия, необходимые для практической организации переработки графелона методами прессования.

Дальнейшее повышение температуры способствует еще большему снижению вязкости расплава. Однако увеличение температуры выше 360-370 , наряду с уменьшением вязкости расплава ведет к существенному ускорению деструктивных изменений полимерной основы и специфических для ароматических полиамидов процессов физического структурирования. В свою очередь, это ведет к резкому ухудшению свойств (вплоть до полной потери механической прочности) изделий, полученных при высокой температуре.

При термической деструкции ароматических полиамидов протекает в основном гетеролитический и гомолитический процессы распада макромолекул.

Исходя из особенностей электронного строения амидной группы наиболее вероятными при термодеструкции ароматических полиамидов являются следующие реакции:

Рис. 1.5.1. - Реакция гидролиза фенилона

Рис. 1.5.2. - Реакция конденсации фенилона



Рис. 1.5.3. - Конденсационный процесс фенилона

Рис. 1.5.4. - Декарбоксилирование фенилона с выделением CO₂ и образованием бензола

Таким образом, начало необратимого химического разложения полимера и негативное влияние физического структурирования на его свойства исключает возможность переработки ароматических полиамидов при температуре выше 370 , т.е. при температурах, при которых мог бы быть достигнут уровень вязкости расплава, позволяющий использовать метод литья под давлением. В результате метод прессования является по сути единственным, пригодным для практического использования, методом переработки графелона в пластмассовые изделия.

Физико-химический процесс переработки графелона прессованием состоит из трех общих для всех полимеров физических стадий:

1. Перевода материала в вязко-текучее состояние;

2. Придания расплаву полимера необходимой формы, т.е. собственно процесса прессования;

3. Фиксации приданной формы за счет изменения агрегатного состояния полимера, т.е. перевода расплава полимера в твердое состояние, обеспечивающее возможность извлечения изделия из формы без его деформации.

Физические принципы, лежащие в основе первых двух стадий, является общими для всех полимеров как реактопластов, так и термопластов. Третья стадия определяется типом перерабатываемого полимера. В случае реактопластов фиксация формы осуществляется за счет химической реакции отверждении, протекающей при температуре прессования, что обеспечивает возможность переработки подобных полимеров при постоянной температуре формующего инструмента.

В случае же термопластов, в том числе и графелона, никаких химических реакций, ведущих к изменению агрегатного состояния, при температуре переработки не происходит. Изменение агрегатного состояния таких полимеров, т.е. фиксации формы изделия, обеспечивающая его извлечение из пресс-формы, возможны лишь за счет охлаждения расплава полимера ниже температуры стеклования или плавления. Таким образом, в отличие от реактопластов, лишь при циклическом изменении температуры формующего инструмента. [7]

1.6 Описание технологической схемы производства

Технологический процесс прессования заготовок из Графелона-20 состоит из следующих стадий:

- транспортировка сырья;

-подготовка сырья;

- брикетирование;

- сушка брикетов;

- прессование брикетов;

- удаление облоя и упаковка готовой продукции.

Брикетирование

Брикетирование пресс-материала производят при температуре помещения в съемной пресс-форме-брикетнице, установленной на прессе с усилием 160 тс.

Размеры загрузочных камер пресс-форм составляют:

1) Внешний диаметр-206, внутренний-138, высота-40;

2) Внешний диаметр-236, внутренний-172, высота-40;

3) Внешний диаметр-256, внутренний-202, высота-40;

4) Внешний диаметр-275, внутренний-220, высота-40;

5) Внешний диаметр-308, внутренний-250, высота-40.

Брикетирование осуществляется в следующей последовательности. Матрицу устанавливают на нижней плите гидропресса на равновеликие шлифованные бруски так, чтобы нижний пуансон входил в матрицу не менее 15 мм. В нижний пуансон вставляют знак.

Навеску пресс-композиции засыпают в рабочую полость пресс-формы, разравнивают. Устанавливают верхний пуансон и производят прессование материала на удельном давлении (452) Мпа в течение 20-30 с, после чего давление снимают и вынимают бруски из-под матрицы. Затем снова прикладывают рабочее давление (по манометру) и дают выдержку в течение 20 -30 с. При прессовании пресс-форму устанавливают на цилиндрические подставки, распрессованными втулками производят выпрессовку брикета.

Расчет рабочего давления (по манометру пресса) производят по следующим формулам.

Для пресса максимальным усилием 630 кН (63 тс):



Для пресса с максимальным усилием 1000 кН (100 тс):

где d_н - наружный диаметр;

d_вн - внутренний диаметр. [2]

Сушка брикетов

Прессование брикетов

Прессование кольцевых заготовок осуществляется на съемных пресс-формах.

Детали формы тщательно очищаются от остатков материала, наносят слой смазки. Матрицу устанавливают на нагревательную плиту, закрепленную на столе пресса, вставляют нижний пуансон, знак, надевают боковые обогреватели. Верхний пуансон ставят на нагревательную плиту рядом с формой. Опускают верхнюю до соприкосновения с матрицей. Включают электрообогрев. Нагрев пресс-формы до температуры (340±50)? и выдерживание температуры на заданном уровне осуществляется автоматически с помощью терморегулятора. При достижении заданной температуры в форме поднимают верхнюю нагревательную плиту, загружают брикет в форму, вставляют верхний пуансон, опускают верхнюю плиту, дают выдержку в течение (10,0±0,5) мин, прикладывают давление (удельное давление (45±2) Мпа, дают выдержку в течение (10,0±0,5) мин. По окончании выдержки отключают обогрев, снимают боковые обогреватели, поднимают верхнюю плиту, форму переносят на пресс с охлаждающими плитами (плиты имеют температуру помещения), прикладывают рабочее давление. Время охлаждения при рабочем давлении (10,0±0,5) мин. При распрессовке, пресс-форму ставят на цилиндрические подставки, распрессовочными кольцами производят выпрессовку изделий из формы. [2]

1.7 Нормы технологического режима и контроль производства

Для производства качественной продукции необходимо, чтобы процесс соответствовал нормам технологического режима и производить контроль производства.

Нормы технологического режима представлены в таблице 1.7.1.

Таблица 1.7.1. - Нормы технологического режима [2]

№ п/п	Наименование операций	Продолжительность	Масса загружаемых компонентов, кг
1	Дозировка (взвешивание) компонентов и пресс-композиции: - фенилон С2 - графитовое волокно - кольцевые заготовки		2,400 0,005 0,600 0,002 По формуле приведенной в разделе 5.2.
2	Смешение компонентов	(5,0 0,5) мин	-
3	Брикетирование пресс-композиции	20-30с	-
4	Сушка брикетов	170 - 4 часа 220 - 2 часа	-
5	Прессование брикетов - подготовка формы - прогрев брикета при рабочей температуре (34050)	(10,00,5) мин	-
6	Охлаждение готовых изделий	(10,00,5) мин	-

Контроль производства и управления технологическим процессом представлен в таблице 1.7.2.



Таблица 1.7.2. - Контроль производства и управления технологическим процессом

№ п/п	Наименование стадий	Контролируемый параметр	Частота и способ контроля	Норма технологического режима	Метод испытания и средства контроля	Кто контролирует
1	Входной контроль пресс-композиции Графелон - 20	Массовая доля компонента	Каждая партия аналитически	(19,11,0)% доп. 1%	Методика	Лаборант
2	Дозировка (взвешивание) пресс-материала	Масса	-//-//-	По формуле раздел 5.2 доп. 2г	-//-//-	Аппаратчик
3	Смешение компонентов	Время смешения	Каждое смешение визуально	(5,0 0,5) мин	Часы	Аппаратчик
4	Брикетирование пресс-материала	Давление брикетирования	Каждое брикетирование визуально	По формуле раздел 5.5 доп. 9 кгс/см2	Манометр пресса Д2434, класс точности 1.5. Шкала от 0 до 600 кгс/см2	Аппаратчик
5	Сушка брикетов 1 стадия 2 стадия	Время Температура Время Температура	-//-//- Каждый час, визуально -//-//- Каждый час, визуально	4 часа 170 2 часа 220	Часы Термометр со шкалой от 0 до 250 с ценой деления 1	Аппаратчик
6	Прессование брикетов - подготовка формы -прогрев брикета	Температура Температура Время	Автоматически -//-//- Визуально	(34050) (34050) (100,5) мин	Потенциометр КСП-4кл. точности 0,5 Шкала от 0 до 400 Часы	Аппаратчик
7	Охлаждение готовых изделий	Время охлаждения	Визуально	(100,5) мин	Часы	Аппаратчик
8	Контроль воздуха в рабочем помещении	Концентрация полимерной и минеральной пыли	Один раз в полугодие аналитически	Не более 6 мг/м2	Сборник МУ стр.235 и 1719-77 от 18.04.1971г.	Лаборант санитарной лаборантории

1.8 Виды брака и способы его устранения

При производстве изделий из пластмасс, есть вероятность что изделия будет не будет удовлетворять техническим параметрам. Это приводит к ухудшению качества изделия и его нужно отбраковать. В данной работе брак составляет 1,6 % процент от общего количества изделий.

Возможные виды брака и способы их устранения представлены в таблице 1.8.1.

Таблица 1.8.1. - Виды брака и способы его устранения

№ п/п	Вид брака	Возможные причины возникновения брака	Способ устранения брака
1	Неравномерность толщины изделия	Непараллельная установка пуансона формы горячего	Обеспечить параллельность рабочих поверхностей пуансонов
2	Отклонение толщины изделий от номинального значения	Допущены ошибки при расчете навески Потери материала при брикетировании	Проверить расчет навески Не допустить потерь материала
3	Наличие на поверхности изделий линий стыков или следов от трещин	Прессование разрушенных брикетов	Не допускать разрушения брикетов
4	Желтые пятна на поверхности изделий	Излишки смазки на оформляющей поверхности формы	Тщательно протирать оформляющую поверхность формы
5	Наличие непропрессованных участков на поверхности изделий	Занижена рабочая температура. Материал не прогрет	Прессование производить (3405) Увеличить время выдержки при рабочей температуре
6	Низкая прочность изделий	Неудовлетворительное качество пресс-композиций	Заменить партию
7	Наличие утяжин на изделиях	Мало давление прессования	Следить за давлением в течение процесса, при его падении приводить в норму
8	Смещение нижней части изделий относительно верхней	Смещены нижняя и верхняя части пресс-формы друг относительно друга	Произвести регулировку пресс-формы
9	Облой неравномерно вытекает по окружности изделия	Перекос и смещение частей пресс-формы друг относительно друга	Произвести регулировку пресс-формы



2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Материальный баланс на производства изделий на 1000 кг готовой продукции

Потери на стадиях производства изделий из Графелона - 20 представлены в таблицах 2.1.

Таблица 2.1.1. - Потери на стадиях производства изделий - букса 206Ч138Ч40

Стадия процесса	Потери на базовом предприятии, %	Потери на проектируемом производстве, %
Транспортировка сырья	2	1
Подготовка сырья	2	2
Брикетирование	2	2
Сушка брикетов	5	1
Прессование	1	1
Механическая обработка	0,5	0,5
Контроль и упаковка	1	1
Итого	13,5	8,5

Таблица 2.1.2. - Материальный баланс на 1000 кг готовой продукции «буксы 206Ч138Ч40»

Статья прихода	Количество, кг	Статья расхода	Количество, кг
Транспортировка сырья
Графелон - 20 (пресс-порошок)	1088,1	Графелон - 20 (пресс-порошок)	1077,29
		Потери	10,8
Итого	1088,1	Итого	1088,1
Подготовка сырья
Графелон - 20 (пресс-порошок)	1077,29	Высушенный Графелон - 20 (пресс-порошок)	1056,17
		Потери	21,12
Итого	1077,29	Итого	1077,29
Брикетирование
Высушенный Графелон - 20 (пресс-порошок)	1056,17	Брикеты графелона	1035,47
		Потери	20,7
Итого	1056,17	Итого	1056,17
Сушка брикетов
Брикеты графелона	1035,47	Высушенный брикет графелона	1025,15
		Потери	10,25
Итого	1035,47	Итого	1035,47
Прессование
Высушенный брикет графелона	1025,15	Изделие	1015
		Потери	10,15
Итого	1025,15	Итого	1025,15
Механическая обработка
Изделие	1015	Готовое изделие	1010
		Потери	5
Итого	1015	Итого	1015
Контроль и упаковка
Готовое изделие	1010	Упакованное изделие	1000
		Потери	10
Итого	1010	Итого	1010

Таблица 2.1.3. - Потери на стадиях производства изделий - букса 236Ч172Ч40

Стадия процесса	Потери на базовом предприятии, %	Потери на проектируемом производстве, %
Транспортировка сырья	2	1
Подготовка сырья	2	2
Брикетирование	2	2
Сушка брикетов	5	1
Прессование	1	1
Механическая обработка	0,5	0,5
Контроль и упаковка	1	1
Итого	11,5	8,5

Таблица 2.1.4. - Материальный баланс на 1000 кг готовой продукции «буксы 236Ч172Ч40»

Статья прихода	Количество, кг	Статья расхода	Количество, кг
Транспортировка сырья
Графелон - 20 (пресс-порошок)	1088,1	Графелон - 20 (пресс-порошок)	1077,29
		Потери	10,8
Итого	1088,1	Итого	1088,1
Подготовка сырья
Графелон - 20 (пресс-порошок)	1077,29	Высушенный Графелон - 20 (пресс-порошок)	1056,17
		Потери	21,12
Итого	1077,29	Итого	1077,29
Брикетирование
Высушенный Графелон - 20 (пресс-порошок)	1056,17	Брикеты графелона	1035,47
		Потери	20,7
Итого	1056,17	Итого	1056,17
Сушка брикетов
Брикеты графелона	1035,47	Высушенный брикет графелона	1025,15
		Потери	10,25
Итого	1035,47	Итого	1035,47
Прессование
Высушенный брикет графелона	1025,15	Изделие	1015
		Потери	10,15
Итого	1025,15	Итого	1025,15
Механическая обработка
Изделие	1015	Готовое изделие	1010
		Потери	5
Итого	1015	Итого	1015
Контроль и упаковка
Готовое изделие	1010	Упакованное изделие	1000
		Потери	10
Итого	1010	Итого	1010

Таблица 2.1.5. - Потери на стадиях производства изделий - букса 256Ч202Ч40

Стадия процесса	Потери на базовом предприятии, %	Потери на проектируемом производстве, %
Транспортировка сырья	2	1
Подготовка сырья	2	2
Брикетирование	2	2
Сушка брикетов	5	1
Прессование	1	1
Механическая обработка	0,5	0,5
Контроль и упаковка	1	1
Итого	11,5	8,5

Таблица 2.1.6. - Материальный баланс на 1000 кг готовой продукции «буксы 256Ч202Ч40»

Статья прихода	Количество, кг	Статья расхода	Количество, кг
Транспортировка сырья
Графелон - 20 (пресс-порошок)	1088,1	Графелон - 20 (пресс-порошок)	1077,29
		Потери	10,8
Итого	1088,1	Итого	1088,1
Подготовка сырья
Графелон - 20 (пресс-порошок)	1077,29	Высушенный Графелон - 20 (пресс-порошок)	1056,17
		Потери	21,12
Итого	1077,29	Итого	1077,29
Брикетирование
Высушенный Графелон - 20 (пресс-порошок)	1056,17	Брикеты графелона	1035,47
		Потери	20,7
Итого	1056,17	Итого	1056,17
Сушка брикетов
Брикеты графелона	1035,47	Высушенный брикет графелона	1025,15
		Потери	10,25
Итого	1035,47	Итого	1035,47
Прессование
Высушенный брикет графелона	1025,15	Изделие	1015
		Потери	10,15
Итого	1025,15	Итого	1025,15
Механическая обработка
Изделие	1015	Готовое изделие	1010
		Потери	5
Итого	1015	Итого	1015
Контроль и упаковка
Готовое изделие	1010	Упакованное изделие	1000
		Потери	10
Итого	1010	Итого	1010



Таблица 2.1.7. - Потери на стадиях производства изделий - букса 275Ч220Ч40

Стадия процесса	Потери на базовом предприятии, %	Потери на проектируемом производстве, %
Транспортировка сырья	2	1
Подготовка сырья	2	2
Брикетирование	2	2
Сушка брикетов	5	1
Прессование	1	1
Механическая обработка	0,5	0,5
Контроль и упаковка	1	1
Итого	11,5	8,5

Таблица 2.1.8. - Материальный баланс на 1000 кг готовой продукции «буксы 275Ч220Ч40»

Статья прихода	Количество, кг	Статья расхода	Количество, кг
Транспортировка сырья
Графелон - 20 (пресс-порошок)	1088,1	Графелон - 20 (пресс-порошок)	1077,29
		Потери	10,8
Итого	1088,1	Итого	1088,1
Подготовка сырья
Графелон - 20 (пресс-порошок)	1077,29	Высушенный Графелон - 20 (пресс-порошок)	1056,17
		Потери	21,12
Итого	1077,29	Итого	1077,29
Брикетирование
Высушенный Графелон - 20 (пресс-порошок)	1056,17	Брикеты графелона	1035,47
		Потери	20,7
Итого	1056,17	Итого	1056,17
Сушка брикетов
Брикеты графелона	1035,47	Высушенный брикет графелона	1025,15
		Потери	10,25
Итого	1035,47	Итого	1035,47
Прессование
Высушенный брикет графелона	1025,15	Изделие	1015
		Потери	10,15
Итого	1025,15	Итого	1025,15
Механическая обработка
Изделие	1015	Готовое изделие	1010
		Потери	5
Итого	1015	Итого	1015
Контроль и упаковка
Готовое изделие	1010	Упакованное изделие	1000
		Потери	10
Итого	1010	Итого	1010

Таблица 2.1.9. - Потери на стадиях производства изделий - букса 308Ч250Ч40

Стадия процесса	Потери на базовом предприятии, %	Потери на проектируемом производстве, %
Транспортировка сырья	2	1
Подготовка сырья	2	2
Брикетирование	2	2
Сушка брикетов	5	1
Прессование	1	1
Механическая обработка	0,6	0,6
Контроль и упаковка	1	1
Итого	11,6	8,6

Таблица 2.1.10. - Материальный баланс на 1000 кг готовой продукции «буксы 308Ч250Ч40»

Статья прихода	Количество, кг	Статья расхода	Количество, кг
Транспортировка сырья
Графелон - 20 (пресс-порошок)	1089,2	Графелон - 20 (пресс-порошок)	1078,39
		Потери	10,8
Итого	1089,2	Итого	1089,2
Подготовка сырья
Графелон - 20 (пресс-порошок)	1078,39	Высушенный Графелон - 20 (пресс-порошок)	1057,25
		Потери	21,14
Итого	1078,39	Итого	1078,39
Брикетирование
Высушенный Графелон - 20 (пресс-порошок)	1057,25	Брикеты графелона	1036,52
		Потери	20,73
Итого	1057,25	Итого	1057,25
Сушка брикетов
Брикеты графелона	1036,52	Высушенный брикет графелона	1026,26
		Потери	10,26
Итого	1036,52	Итого	1036,52
Прессование
Высушенный брикет графелона	1026,26	Изделие	1016,1
		Потери	10,16
Итого	1026,26	Итого	1026,26
Механическая обработка
Изделие	1016,1	Готовое изделие	1010
		Потери	6,1
Итого	1016,1	Итого	1016,1
Контроль и упаковка
Готовое изделие	1010	Упакованное изделие	1000
		Потери	10
Итого	1010	Итого	1010

2.2 Расчет и выбор основного оборудования

Основным оборудованием для получения изделий из графелона является гидравлический пресс. Его выбирают по расчетному усилию прессования.

Усилие прессование рассчитывают по формуле:

где 1,2 - коэффициент запаса;

- удельное давление прессования, Па;

S - площадь прессования, м².

Площадь прессования определяют по формуле:

где - площадь прессуемой детали на плоскость разъема формы, м²;

n - количество гнезд формы.

В связи с тем, что при формовании изделия прессует материал по площади дна и площади кольца. Поэтому расчет усилия пресса проводим с учетом прессования по всей площади. Следовательно, площадь прессования будет выглядеть так:

1) Для кольцевой заготовки 206Ч138Ч40:

По рассчитанному усилию прессования выбираем пресс марки ДГ2434 (2500 кН).

2) Для кольцевой заготовки 236Ч172Ч40:

По рассчитанному усилию прессования выбираем пресс марки ДГ2434 (2500 кН).

3) Для кольцевой заготовки 256Ч202Ч40:

По рассчитанному усилию прессования выбираем пресс марки ДГ2436 (4000 кН).

4) Для кольцевой заготовки 275Ч240Ч40:

По рассчитанному усилию прессования выбираем пресс марки ДГ2436 (4000 кН).

5) Для кольцевой заготовки 308Ч250Ч40:

По рассчитанному усилию прессования выбираем пресс марки ДГ2436 (4000 кН).

Выполним проверочный расчет для марки ДГ2434:

1. Диаметр плунжера определим по формуле:

где - номинальное усилие прессования, Н;

p - давление энергетической жидкости, Н/см²; p=3200 Н/см²

Принимаем D = 32 см.

2. Усилие возврата рассчитываем по формуле:

3.Диаметр штока рассчитываем по формуле:

где D - диаметр плунжера, см;

d - диаметр штока, см;

- усилие возврата, Н;

p - давление энергетической жидкости, Н/см².

4. Потери на трение поршневых колец в цилиндре рассчитываем по формуле:

где D - диаметр плунжера, см;

p - давление энергетической жидкости, Н/см²;

- коэффициент трения уплотнения, 0,080,12.

5. Потери на трение в манжетном уплотнении штока определяем по формуле:

где k - коэффициент запаса, k = 1,001,15.

6. Потери на трение в напрявляющих пресса определяем по формуле:

7. Массу подвижных частей пресса принимаем 1000 кг. Тогда:



где m - масса подвижных частей пресса, кг.

8. Компенсирующее противодавление жидкости на сливе определяем по формуле:

9. Эффективное усилие прессования рассчитываем по формуле:

Так выполняется условие ? (2500кН ? 2219,145кН), то пресс марки ДГ2434 подходит.

<...