Министерство  образования Российской Федерации 
 
 

Уральский государственный лесотехнический  университет 
 
 
 

Кафедра переработки пластических масс 

 
 
 
 
 
 

Материальный  и технологический  расчеты производства  

листа из ПЭНП экструзией 
 
 

Пояснительная записка к курсовой работе  по дисциплине « Основы проектирования  и оборудования предприятий по переработке полимеров» 
 

РПЛ-00.00.74 ПЗ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       Разработала студентка ИЭФ-41 И.А. Лученок    
 

       Руководитель  проекта  Ю.И. Литвинец  
 
 

       Заведующий  кафедрой  В.Г. Бурындин 

Содержание 
 

 

 

     

1 анализ методов  изготовления изделий из пластмасс и обоснование выбора способа изготовления листов из пэнп

 

     Экструзия- метод формования в экструдере изделий или полуфабрикатов неограниченной длины продавливанием расплава полимера через формующую головку с каналами необходимого профиля, для этого используют шнековые или червячные экструдеры.

       Производство различных видов  изделий методом экструзии осуществляется  путем подготовки расплава в экструдере и придания экструдату той или иной формы посредством продавливания его через формующие головки соответствующей конструкции с последующими охлаждением, калиброванием и т. д.

     Технология  изготовления плоских пленок и листов из термопластов заключается в непрерывной экструзии расплава полимера через широкую плоскую щель формующей головки с последующим охлаждением плоского полотна либо на поверхности вращающихся валов, либо в охлаждающей ванне.

     Литье под давлением - метод формования изделий из полимерных материалов, заключающийся в нагревании материала до вязкотекучего состояния и передавливания его в закрытую литьевую форму, где материал приобретает конфигурацию внутренней полости формы и затвердевает. Для осуществления литья под давлением применяют плунжерные или шнековые литьевые машины.

     Прессование - технологический процесс изготовления изделий из полимерных материалов, заключающийся в пластической деформации материала при действии на него давления и последующей фиксации формы изделия. Если формуемый материал способен к пластической деформации без нагревания, то процесс ведется в холодной форме и называется холодным прессованием. Формование в нагретой форме, т.е. горячее прессование, применяется в том случае, если нагрев необходим для снижения вязкости материала перед подачей давления или когда фиксация формы изделия осуществляется за счет реакций отверждения, протекающих при повышенных температурах. Горячее прессование в зависимости от аппаратурного оформления проводится методами компрессионного (прямого) или литьевого (трансферного) прессования. 

     Выбираем  для изготовления листов метод экструзии, т.к. этим методом из термопластичных материалов получают большую часть листовой продукции, т.к. он является наиболее прогрессивным и позволяет производить изделия с небольшими трудовыми и энергетическими затратами при незначительных потерях материалов.

 

2 Принципиальная технологическая схема производства листов из пэнп и ее описание

 

     Технологической схемой производства полимерных листов предусматривается автоматизация процессов, начиная от получения сырья и кончая упаковкой и хранением готовой продукции.

     Методом экструзии через плоскощелевую головку получают листы из термопластов: полистирола, полиэтилена высокой и низкой плотности, полипропилена, поликарбоната и т. д.

      Термопласты, применяемые для получения листов, выпускаются в виде гранул, в которые на заводах-изготовителях сырья при необходимости добавляются стабилизаторы, пигменты и т. д. 

 
 

1 - емкости  для хранения сырья; 2 - цистерна; 3 - промежуточная цеховая емкость; 4 - прибор для обнаружения металлических  частиц; 5 - установка подогрева гранул; 6 -листовальный агрегат; 7 - электропогрузчик; 8 - склад-штабелер; 9 - дробилка для отходов; 10 – гранулятор; 11 – смеситель для смешения отходов со свежим сырьем.

      Рисунок 2.1 - Принципиальная технологическая  схема получения листов из термопластов методом экструзии через плоскощелевую головку 

       Технологическая схема производства  листов из ПЭНП включает в  себя следующие стадии:

     - прием, транспортирование, растаривание  и хранение сырья, входной контроль;

     - подготовка сырья;

     - транспортирование сырья со склада или с участка подготовки сырья;

     - формование листов;

     - конфекционирование листов;

     - контроль готовой продукции;

     - упаковка и хранение готовой  продукции;

     - переработка отходов.

     2.1 Прием сырья

 

     Прием сырья осуществляется в мешках, полимерные материалы специальными системами транспортеров укладывается партиями на поддоны и межцеховым транспортом перевозится в заводской склад, затем подаются к растарочным установкам, откуда пневмотранспортом перемещаются в предназначенные для них емкости.

     Учет  прибывшего сырья должен осуществляться с помощью железнодорожных весов или тензометрических датчиков, устанавливаемых под опорные поверхности кронштейнов крепления емкостей.

     2.2 Хранение сырья

 

     При автоматизированных производствах  сырье, поступившее в мешках, хранится партиями в заводском складе. Оптимальным является стеллажный способ хранения сырья на поддонах. Для улучшения использования высоты помещений рекомендуется использовать штабелеры, при помощи которых осуществляется установка и выем пакетированного сырья. Управление штабелером может быть местным или дистанционным рекомендуется применять автоматизированные склады хранения сырья, представляющие собой систему емкостей, оборудованных указателями уровня сырья. Сырье подается к месту потребления при помощи пневмотранспорта, включающегося автоматически по вызову от литьевой машины при понижении уровня сырья в бункере или через определенные промежутки времени.

     Заводской склад хранения сырья в специальных  емкостях необходимо проектировать из расчета 8-10-суточного запаса сырья. Другие компоненты композиции хранятся в упаковке завода-изготовителя. Отдельные виды компонентов (например, стабилизаторы и пигменты) поставляются заводами-изготовителями в резинокордных контейнерах или контейнерах одноразового использования.

     2.3 Растаривание сырья

 

     Сырье, поступившее в мешках, с заводского склада привозится в цеховой, где  растаривается на растарочной установке. Термопласты пневмотранспортом подаются в цеховые емкости или перетариваются в технологические емкости.

     2.4 Входной контроль сырья

 

     Сырье, поступающее на предприятие в  любой упаковке, сопровождается соответствующим документом (паспортом), в котором указываются его основные характеристики и соответствие требованиям ГОСТ или ТУ.

     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. Для определения последнего применяется прибор ИИРТ.

     Определение основных технологических и физико-механических показателей сырья при необходимости проводятся в лаборатории, имеющей отделения технологических, физико-механических и химико-аналитических испытаний.

     2.5 Подготовка сырья

 

     Влажность сырья является одним из важных параметров, влияющих на качество листов. В связи с этим термопласты перед переработкой подвергаются сушке на установке 5. Условия предварительной сушки для ПЭНП: температура 70-80°С (воздушная сушка). 

     2.6 Транспортирование сырья с участка  подготовки

 

     Транспортирование сырья в цех формования осуществляется пневмотранспортом.

     2.7 Формование листовой заготовки  через плоскощелевую головку

 

     Термопласт  поступает в экструдер листовального  агрегата 6/1, пройдя предварительно установку подсушки гранул 5. Материальный цилиндр экструдера, щелевая головка 6/2, валки сглаживающего каландра 6/3 имеют несколько зон обогрева.

     Червяк  экструдера захватывает материал; в  процессе движения материала вдоль цилиндра происходит смешение, гомогенизация и пластикация расплава, а затем его выдавливание через фильтрующие сетки в щелевую головку, предназначенную для формования полотна заданной ширины и толщины. Выходящее из щелевой головки полотно, пройдя глянцующее устройство, попадает на валки сглаживающего каландра. В зависимости от поверхности последнего валка лист может иметь тисненную или полированную поверхность. После трехвалкового каландра полотно поступает на наклонный рольганг 6/4 для окончательного охлаждения.

     2.8 Конфекционирование листов

 

       С помощью тянущего устройства  6/5 полотно подаётся на обрезку кромок (устройство 6/6) и на поперечные ножницы 6/7 для резки на листы заданной длины. В зазор валков тянущего устройства по лицевой стороне полотна из рулона подается прокладочная бумага марки «А» с помощью специального устройства для прокладки листов. Отрезанные на поперечных ножницах листы укладываются листоукладчиком в стопу на поддоне 6/8, предварительно установленном на специальной платформе, движущейся по направляющим в направлении, перпендикулярном оси листовального агрегата.

     После набора заданного количества листов в стопе, последняя при помощи автопогрузчика 7 подается на разбраковку, взвешивание и упаковку.

     2.9 Контроль готовой продукции

     Для обеспечения выпуска продукции с показателями, соответствующими требованиям ГОСТ и ТУ, листы подвергаются контролю.

      В лабораториях ОТК выполняется контроль готовой продукции в соответствии с требованиями ТУ (морозоустойчивость, грибоустойчивость, соответствие эталону цвета, физико-механические свойства).

     2.10 Упаковка и  хранение готовой продукции

 

     Листы после разбраковки взвешиваются на циферблатных весах с точностью до ± 0,5 кг. Их складывают по типоразмерам в пакеты общей массой не более 500 кг, обертывают бумагой (ГОСТ 8273—75); пакеты укладывают в стопу на поддон и закрепляют стальной или полипропиленовой лентой. Хранение осуществляется в стеллажных складах со штабелерами.

     2.11 Переработка отходов

 

     Отходы, образующиеся при обрезке кромок (2—3%), после дробления 9 при помощи пневмотранспорта поступает в гранулятор 10, затем в смесителе 11 перемешиваются со свежим сырьем и возвращаются в загрузочный бункер листовального агрегата.

 

3 выбор и характеристика  материала для  изготовления листов  из пэнп

 

      Для изготовления листов используем полиэтилен низкой плотности.

  Эмпирическая  формула: [-СН₂-СН_2-]_n