высокий коэффициент теплопередачи от источников нагрева к материалу при небольших разностях температур стенок цилиндра и материала;
равномерный нагрев материала и отсутствие местных перегревов.
Для измерения температуры расплава в различных зонах обогреваемого цилиндра используют термопары.
Режим охлаждения изделия в форме влияет как на производительность машины, так и на качество изделий. Интенсивное охлаждение увеличивает производительность машины, но может привести к снижению качества изделий из-за появления внутренних напряжений. Чем выше температура затвердевания термопласта, тем выше должна быть температура формы.
Температура формы перед заполнением обычно ниже температуры литья на 100-150° С.
Продолжительность цикла складывается из времени смыкания формы, впрыска, выдержки под давлением и раскрытия формы. Время впрыска зависит от массы отливки, формы изделия, сечения впускных клапанов, текучести термопласта, температуры и давления расплава в материальном цилиндре и интенсивности охлаждения изделия в форме. Для различных термопластов при равных условиях длительность впрыска личная и колеблется в пределах от 2-3 с (для полистирола) до 40-60 с (для поламида-54) на 1 мм толщины изделия.
Чем больше масса отливки, тоньше стенки изделия и сложнее его форма и чем меньше сечение впускных каналов формы, тем больше время впрыска. Чем выше текучесть термопласта, давление и температура расплава в материальном цилиндре машины, тем меньше продолжительность.
Одним из основных технологических показателей процесса является давление литья. Под давлением материал проходит материальный цилиндр, литниковые каналы и заполняет полость форм. Давление, под которым находиться расплав в полостях формы, всегда меньше давления, создаваемого червяком или поршнем [2].
3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА
3.1 Характеристика сырья
3.1.1 Организация поставок сырья
Таблица 3.1.
Стоимость сырья
| Материал | Цена за 1 кг., руб. |
| Полипропилен-21030Полиэтилен низкого давления-277-73 | 29,9025,10 |
Поставка полимерных материалов на предприятие будет производиться через Саратовское представительство Московского объединения «Полимер-сбыт». Поставщиками является города Казань, Томск и Уфа.
Поставка сырья в цех осуществляется начальником снабжения предприятия по заявке начальника производства цеха. Стоимость сырья указана в таблице 3.1. Прибывшее сырьё складируется на территории склада готовой продукции.
3.1.2 Требования к исходному сырью
Для получения качественных изделий сырьё должно отвечать следующим требованиям:
содержание влаги – не более 1%;
содержание вторичного сырья – не более 20%;
размер гранул должен быть не более 4 мм в диаметре;
содержание посторонних включений должно быть в норме.
Задание требований обусловлено следующим: при высоком содержании влаги в полимерном материале впрыск расплава в матрицу становится затруднительным. Материал не впрыскивается струёй, а распрыскивается каплями, что затрудняет процесс формования.
Выпускаемые изделия должны быть прочными и эластичными, что не достигается при содержании в сырье выше установленной нормы инородных тел и частично денатурированного материала. Инородные тела способствуют засорению литниковых каналов.
Основной источник инородных тел – измельчитель бракованных изделий, так как в бункер измельчителя иногда по различным причинам попадает мелкий мусор.
Входной контроль сырья осуществляется по следующим документам:
гигиенический сертификат от центра санитарно-эпидемиологического надзора;
сертификат качества сырья.
В соответствии с выданным предприятию гигиеническим сертификатом на сырьё, цех сможет производить изделия, предназначенные для контакта с пищевыми продуктами.
В соответствии с сертификатом качества, по заключению лаборатории производства сырья, качество полимерных материалов должно соответствовать требованиям ТУ 2211-020-00203521-96.
3.1.3 Получение сырья и его свойства
Полиэтилен низкого давления (ГОСТ 16338-77) синтезируют полимеризацией этилена при низком давлении (35-40 кгс/см²) на комплексных металлоорганических катализаторах. Выпускается марок, из которых непосредственно получаются композиции с разными добавками для дальнейшей переработки.
Полиэтилен низкого давления 277-73 предназначен для переработки экструзией, литьём под давлением, экструзией с раздувом, напылением и получения профильно-погонажных изделий, малогабаритных изделий, выдувных изделий, покрытий на различных изделиях и дублирования плёнок.
Полипропилен и блоксополимер пропилена с этиленом (ТУ 6-05-1756-76). Блоксополимер пропилена с этиленом получается последовательной полимеризацией пропилена и этилена в присутствии металлоорганических катализаторов. Полипропилен и блоксополимер пропилена с этиленом выпускаются в виде композиции на основе базовых марок со стабилизаторами, красителями, наполнителями и другими добавками [3].
Полипропилен 21030 – полимерный материал, выбранный для переработки в проектируемом цеху.
Основные физико-химические, эксплуатационные и технологические свойства перерабатываемых в проектируемом цеху полимеров указаны в Приложениях 2-3.
3.1.4 Обоснование выбора сырья
Вышеперечисленное сырьё было выбрано исходя из следующего:
сравнительно низкой стоимости материалов;
простоты и технологичности его переработки;
отсутствия, при переработке материалов, выделения токсичных веществ выше предельно допустимых концентраций;
универсальности при изготовлении изделий;
оптимальных физико-химических, прочностных и эксплуатационных свойств;
маркетингового исследования рынка.
3.2 Составление и описание технологической схемы производства
В проектируемой технологической схеме производства предусматривается автоматический режим работы основного оборудования. Графическое изображение данной схемы приведено в Приложении 4.
Технологическая схема производства литьевых изделий состоит из следующих операций:
получение сырья;
хранение сырья;
растаривание сырья;
подготовка сырья;
формование изделий;
контроль и упаковка;
хранение готовой продукции;
переработки отходов.
Рассмотрим содержание каждой стадии технологической схемы более подробно.
3.2.1 Получение сырья
Материал в гранулированном виде поступает на завод в автофургонах в контейнерах по 500 кг или полиэтиленовых мешках по 25-30 кг. Выгрузка из вагона производится с помощью электропогрузчика (автокрана). Сырье из контейнеров растаривается и подается пневмотранспортом в складские емкости. Сырье в мешках укладывается партиями на поддоны и межцеховым транспортом перевозится на заводской склад. При приеме сырья в любой упаковке обязательным условием является учет прибывшего сырья, для чего предусматриваются железнодорожные и автомобильные весы.
3.2.2 Хранение сырья
Сырьевой склад проектируется из расчёта десяти суточного запаса сырья.
Основная масса сырья хранится в емкостях отдельно расположенного склада и с помощью пневмотранспорта подается в емкости, расположенные внутри цеха.
Из цеховых емкостей сырье подается к литьевым машинам при помощи пневмотранспорта, включающегося автоматически по вызову от литьевой машины при понижении уровня сырья в бункере машины.
Часть сырья, поступающего в мешках, храниться партиями, стеллажным способом, на поддонах.
3.2.3 Растаривание сырья
Гранулированное сырьё в контейнерах объёмом 1,5 м³ автопогрузчиком подаётся к наружной стене цеха, где находится приёмное устройство системы пневмотранспорта, обеспечивающее подачу гранулированного сырья в приёмные бункера объёмом 10 м³ каждый. Принята система вакуумного пневмотранспорта с применением газодувок (одна рабочая, другая запасная). Под каждым бункером установлен шлюзовой питатель, который сохраняет вакуум в бункере и является дозатором гранулированного сырья. Транспортирующая среда – воздух. На бункерах для контроля заполнения установлены датчики верхнего и нижнего уровня сырья. Управление системами пневмотранспорта производится дистанционно с пульта.
Водитель автопогрузчика после установки контейнера под приёмным устройством и его присоединением сообщает оператору загрузки сырья о готовности к работе. Оператор устанавливает переключатели пневмотранспорта на соответствующий приёмный бункер и дистанционно отключает отсечной клапан по линии отсоса. После этого с пульта управления включается газодувка.
Гранулированное сырьё из контейнера, который находится в подвешенном состоянии, самотёком подаётся в приёмное устройство пневмотранспорта и по трубопроводу подаётся в бункер, где происходит отделение гранул от воздуха, гранулы накапливаются в бункере, а запылённый воздух отсасывается газодувкой, пройдя предварительно через фильтр очистки, и выбрасывается в атмосферу. После окончания транспортировки система пневмотранспорта продувается и газодувка отключается. Из приёмного бункера сырьё пневмотранспортом подаётся в бункера литьевых машин.
Сырье, поступающее в мешках, с заводского склада привозится в цеховой, где растаривается в технологические контейнеры для транспортировки и подготовки сырья.
Сырье, поступающее на предприятие в любой упаковке, сопровождается соответствующим документом (паспортом), в котором указывается его основные характеристики и соответствие требованиям государственных стандартов или технических условий.
Для определения параметров перерабатываемости сырья, а также соответствия характеристик значениям, указанным в сопроводительном документе, проводится так называемый входной контроль. При этом определяется однородность материала в партии и показатель текучести расплава.