Исходное сырье со склада поступает в цех. Сырье из мешков с помощью пневмозагрузчика (1) подается в на сушку ( ), а далее в термопластавтомат (1).
Детали загружаются в термошкаф с температурой не выше (+50)°С, затем задается нужная температура и время отсчитывается с момента достижения температуры (+80) °С.
Данная операция необходима для снятия внутренних напряжений, которое образуется вследствие неравномерного охлаждения детали.
1.4. Основные параметры технологического процесса
1. Сушка материала. Температура (125+5)° С в течение 2-4часов.
2. Литьевая операция.
Температура по зонам нагрева:
1 зона - 220±10°С;
2 зона - 220°С;
3 зона - 230°С;
Выдержка:
Под давлением – 5 сек.
Под охлаждением – 15 сек.
Пресс-форма - № 657.01.606. температура пресс-формы должна быть – 60-80°С.
3. Термостабилизация (термошкаф). Температуре (+80-90°С) в течение 1 часа.
1.5. Техническая характеристика основного технологического оборудования
В настоящее время существует много производителей литьевых машин, поэтому литьевые машины, поступающие в продажу, сильно отличаются друг от друга в отношении технических параметров, форм и качества работы. Необходимо выбрать такую машину, которая в точности удовлетворяла бы его требования к различным формами отливаемых деталей. При выборе машины, необходимо обратить внимание на такие параметры, как рабочие функции, материалы, вес, годовой выпуск продукции. При выборе необходимо учитывать следующие основные параметры.
1. вес литья – это максимальный вес без установки формы.
2. сила запирания. Когда происходит впрыск расплавленной пластмассы в форму, под действием подвижной рабочей поверхности, прижимающей форму, возникает конечная сила замыкания, определяемая как сила запирания. Это главный технический показатель машины. Если значение силы запирания не соответствует требованиям, то при работе будет возникать грохот. При выборе модели машины следует учитывать, что сила замыкания, необходимая для литьевой формы, должна быть меньше силы запирания машины.
3. давление и скорость впрыска. Давление впрыска – это максимальное давление в стволе во время впрыска. Скорость впрыска – это количество массы, поступающей из сопла за единицу времени. Следует постоянно регулировать поток расплавленного вещества в зависимости от характеристик материала и формы.
4. высота экструзионной головки и максимальный ход. Максимальная и минимальная высота экструзионной головки связана с толщиной формы, приемлемой для машины.
Ход ограничен таким образом, что ход тумблера для изъятия детали должен быть меньше максимального хода машины.
Соответствующие габариты при установки формы: габариты формы должны соответствовать габаритам поверхности формы и входить в пространство между соединительными стержнями без затруднения.
5. винт и цилиндр. Данный элемент воздействует на всю работу машины. Чтобы добиться высокого качества при растопке детали в стволе, необходимо хорошее перемешивание и единообразие. Более того, структура материла винта и ствола имеет большое значение для результатов литья.
6. микропроцессор. Производительность микропроцессора и рабочая скорость – это определяющий фактор качества изделия. Особенно важно достичь высокой скорости на стадии готовности продукции. Чем лучшей регулировке и настройке поддается микропроцессор, тем больше циклов производства можно провести. Следует выбрать соответствующий регулятор в соответствии с точностью, необходимой для изготовления продукции, так как хороший контроль определяет гарантированное качество и более низкие затраты машины.
Гидравлическая система. В настоящее время все машины, за исключение полностью электрических, используют соответствующие клапаны для регулировки давления, расхода и направления, чтобы впрыск хорошо воспроизводился, был постоянным, с низким уровнем шума, с хорошей изоляцией.
Напряжение – 380В, частота 50Гц.
Мощность мотора меньше 15 КВт, 13-15 КВт, меньше 37 КВт. Оптимальная скорость охлаждающей жидкости устанавливается в процессе работы. Мощность насоса – 15 КВт,
скорость тока охлаждающей жидкости – 26 л/мин.
Мощность нагревателя – 15 КВт, скорость тока охлаждающей жидкости – 26 л/мин и более.
Давление в системе подачи охлаждающей воды – 0,2-0,6МПа.
Расход охлаждающей жидкости 1.5.
1.6. Технологические расчеты
1.6.1. Материальные расчеты
Технологический процесс состоит из ряда стадий, потери материала в % составляют:
потери при сушке – 2,26%
потери при литье – 2,75%
Коэффициент потерь 1,0501
Масса одной детали с литником 26,5 гр. = 0,0265 кг.
Норма расхода 0,02783 кг. на одну деталь.
Производительность – 10000 штук в месяц.
Расчет материала на 10000 штук деталей.
Масса детали с литником: 0,0265·10000=265 кг.
Норма расхода на 10000 штук составит: 0,02783·10000=278,3кг.
Потери на 10000 штук составят:
- при сушке: 265·2,26:100=5,986≈6 кг.
- при литье: 265·2,75:100=7,287≈7,3 кг.
Итого потери составят ≈ 13,3 кг.
Удельный расход Гроднамида на тону годного литья:
1000·278,3:265=1050 кг
1.6.2 Расчет оборудования
Масса одного изделия 24 гр.
Количество гнезд 2
Время цикла 40 сек.
За один цикл (40 сек.) изготавливается изделий 2 шт.
За 1 час изготавливается: 3600∙2:40=180 шт/час
За 8 часовой рабочий день изготавливается: 180∙8=1440 шт. в день
Масса всех изделий, изготовленных за день: 1440∙27,83≈40075 гр.≈40,1 кг
Производительность литьевой машины (Q кг/ч)
Производительность считаем по формуле:
Q= 3600∙m∙n:t
Где m – масса изделия, г.
n – количество гнезд
t – время цикла
Q= 3600∙26,5∙2:40=4770гр≈48 кг/ч
Число циклов машины за 1 час: N=3600:t; N= 3600:40=90
Расчет количества оборудования для производительности 10000 штук изделий в месяц
Среднее число рабочих дней в месяце – 20
20∙8=160 часов
Производительность машины – 180 шт/час. (1.6.2)
0,9 – коэффициент машинного полезного времени
160∙0,9=144 часа
144∙4,8=691 кг. – производительность машины в месяц
278,3:691≈0,4
Коэффициент загрузки ≈ 0,4
Одной машины достаточно для выполнения производственной программы с учетом резерва.
1.6.3 Энергетические расчеты
Электроэнергия :
Данные о потреблении оборудованием энергии представлены в таблице
| Оборудование | Количество | Мощность, кВт |
| Пневмозагрузчик SAL-700 G | 1 | 5,3 |
| Сушильный бункер SHD-50 | 1 | 4,0 |
| Термостат STM-95 | 1 | 4,37 |
| Мощность термопластавтомата HTF-58X | 1 | 11,0 |
| Мощность нагревателя | 1 | 5,1 |
Мощность, потребляемая всем оборудованием, составляет:
Nобщ=5,3+4+4,37+11+5,1=29,77 кВт/час.
Тепловой расчет: Энергия, необходимая для перехода полимера в жидкое состояние, расходуется на нагревание и плавление полимера. Так как удельная теплоемкость полимера зависит от температуры, то количество теплоты, необходимой для нагревания полимера на ΔТ, равно:
Q = m·Ср·(Тр-Тн) - Qпот,
Где m – масса отливки, кг;
Ср – теплоемкость термопласта, кДж/кг*град;
Тр – температура поступающего в форму расплава, ºС;
Тн – температура поступающего в цилиндр термопласта, ºС;
Qпот – потери тепла;
Qпот = 0,03·m·Ср·(Тр- Тн)
Q = 0,024·16·(180-20)-0,03·0,1·25·(180-20) = 256-7,7 = 248,32 кДж
Для отвода тепла, выделяющегося при охлаждении отформованного изделия, литьевые формы снабжают системой жидкостного охлаждения. В простейшем случае в теле формы сверлят каналы, по которым циркулирует охлаждающая вода. В тех случаях когда надо обеспечить интенсивное охлаждение какого-либо участка формы применяют каналы и плоскости с отражателями и перегородками, позволяющими подвести воду с самой низкой температурой к тому месту формы, где требуется наиболее интенсивный теплоотвод.
Мощность системы охлаждения – это количество тепла, отводимое в единицу времени. Мощность системы охлаждения должна обеспечивать надежный отвод всего тепла, выделяющегося в процессе охлаждения изделий. Интенсивность теплосъема определяется изменением теплосодержания охлаждающей воды:
Q = Gв ·(Тс - Тi),
Где Gв – массовый расход воды в секунду;
Тс – температура воды на выходе из формы;
Тi – температура воды на входе в форму.
Q = 5,5·(60-15) = 248,15 кДж
Безопасность и экологичность проекта.
Гроднамид ПА6-ЛТА-СВ5 не является токсичным продуктом и при нормальных условиях не оказывает вредного влияния на организм человека.
По ГОСТ 12.1.007 ПА6-ЛТА-СВ5 относится к 4 классу опасности.
В процессе переработки ПА6-ЛТА-СВ5 при температуре выше 270°С возможно выделение паров капролактама.
При температуре выше 300°С ПА6-ЛТА-СВ5 разлагается с выделением аммиака, оксида углерода и оксида азота.
Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны и класс опасности не должны превышать гигиенических регламентов, установленных СанПиН 11-19 и указанных в таблице 3.1.
Таблица 3.1.
| Наименование вещества | ПДК, мг/м³ | Класс опасности | Действие на организма |
| Аммиак | 20 | 4 | Сильное раздражение верхних дыхательных путей, слизистых глаз и кожи |
| Оксид углерода | 20 | 4 | Вызывает удушенье, действие на центральную и периферическую систему |
| Капролактам | 10 | 3 | Пары, попадая в организм, вызывают изменение внутренних органов и расстройство нервной системы |
| Оксид азата | 5 | 3 | Обладает раздражающим и прижигающим действием на дыхательные пути и может привести к развитию токсического отека легких |
Организация производственного процесса и оборудование при производстве, хранении и применении Гроднамид ПА6-ЛТА-СВ5 должны отвечать требованиям СанПин11-09.