Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Оборудование и технология вторичной переработки отходов упаковки. Лабораторный практикум
.pdf
щ
у
т
N
,
т
1600
1400
В
1200
1000
ановки
800
с
600
ность
400
Суммарная потребляемая
200
мо
0
10
20
30
n, число оборотов шнека в мин
Рис. 8.5. Зависимость суммарной потребляемой мощности
экструдера N без и c воздействием ультразвуковых колебаний
от частоты вращения шнека n:
– без ультразвука при d
-▲- – с применением ультразвука при d
– без ультразвука при d
- - – с применением ультразвука при d
= 10,4 мм, l = 39 мм;
м
= 10,4 мм, l = 39 мм;
м
= 18 мм, l = 55 мм;
м
= 18 мм; l = 55 мм
м
46,00
, °С
44,00
вых
42,00
40,00
38,00
36,00
34,00
на выходе из экструдера Т
32,00
Температура формующего инструмента
Рис. 8.6. Зависимость температуры формующего инструмента
-▲- – с применением ультразвука при d
- - – с применением ультразвука при d
10
20
n, число оборотов шнека в мин
на выходе из формующей головки Т
вых
от частоты вращения шнека n:
– без ультразвука при dм = 10,4 мм, l = 39 мм;
= 10,4 мм, l = 39 мм;
м
– без ультразвука при d
= 18 мм, l = 55 мм;
м
= 18 мм; l = 55 мм
м
30
71
35,00
30,00
25,00
20,00
15,00
10,00
диаметра, %
5,00
0,00
Относительное изменение
10 20 30
Рис. 8.7. Зависимость относительного изменения диаметра
экструдата δ до и после его охлаждения
от частоты вращения шнека n:
– без ультразвука при d
-▲- – с применением ультразвука при d
– без ультразвука при d
- - – с применением ультразвука при d
n, число оборотов шнека в мин
= 10,4 мм, l = 39 мм;
м
= 10,4 мм, l = 39 мм;
м
= 18 мм, l = 55 мм;
м
= 18 мм; l = 55 мм
м
Методика экспериментальных исследований состоит в следующем.
Необходимо определить такой режим экструзии и выбрать такую конструкцию формующего инструмента, чтобы в исследуемом материале
«разбухание», т.е. значение относительного изменения поперечного сечения экструдата (отношение разности диаметров экструдата и мундштука
к диаметру мундштука), было минимальным. Для этого были проведены
предварительные эксперименты, суть которых в то
несколько режимов работы экструдера (10, 20, 30 об/мин), затем исследования физико-механических характеристик без влияния ультразвука
на резиновую смесь и после воздействия ультразвука. Опыты проводились на нескольких видах формующего инструмента (мундштуках).
Результаты сравнивались со значениями, полученными без использования
ультразвука.
8.2.4. Результаты экспериментальных исследований
Все данные экспериментальных исследований заносились в бланк
исследований. Затем образцы экструдата исследовались в ЦЗЛ «АРТИзавод» для определения физико-механических показателей. Полученные
данные по условной прочности при растяжении, пластичности, подвулка-
72
м, чтобы выбрать
низации, вязкости по Муни, твёрдости образцов сравнивались с данными,
полученными без влияния ультразвука при производстве заготовок.
Физико-механические показатели остались на прежнем уровне.
Для определения оптимальных режимов переработки резиновой смеси с учётом изменения размеров экструдата были получены следующие
технологические зависимости от частоты вращения шнека: мощности N;
производительности Q; давления P; темп
ературы выхода экструдата Т
вых
Также получены зависимости относительного изменения диаметра экструдата до и после охлаждения δ
на вых
, δ
от частоты вращения шне-
после охл
ка и времени воздействия ультразвука, его частоты после процесса экструзии и проведен сравнительный анализ их с эталоном (резиновая смесь
до воздействия на неё ультразвуковых колебаний).
В результате проведённых экспериментов и анализа полученных
данных были построены графические зависимости от частоты вращения
шнека при различных диаметрах мундштука d
(рис. 8.4 – 8.7).
м
Из рисунка 8.4 видно, что производительность монотонно растёт
с увеличением частоты вращения шнека до 30 об/мин.
Из рисунков 8.5 видно, что минимальная потребляемая мощность
под воздействием УЗ соответствует частоте вращения шнека 20 об/мин,
а с увеличением частоты вращения до 30 об/мин мощность не значительно увеличивается. Расхождение между теоретическими и экспериментальными значениями с
оставляет менее 10%.
Из рисунка 8.6 видно, что с увеличением частоты вращения шнека
происходит уменьшение Т
на выходе из формующей головки. Это свя-
вых
зано с уменьшением времени пребывания материала в перерабатывающих
каналах.
8.3. Составление технической характеристики
Изучив конструкцию экспериментальной установки и сделав соответствующие замеры, студенты должны составить техническую характеристику оборудования, включающую в себя следующие позиции: производительность ультразвуковой установки; тип рабочего органа; регулирование частоты вращения рабочего органа; обогрев материального цилиндра; температура процесса девулканизации; тип и характеристика привода,
в том числе тип электродвигателя, его мо
щность, скорость вращения вы-
ходного вала, тип и характеристика передачи; габаритные размеры; вес.
.
73
8.4. Содержание отчёта
1. Краткие сведения по типам и конструкциям оборудования для
получения длинномерных профильных заготовок (схемы, эскизы, расчётные формулы по литературе). Раздел выполняется в процессе подготовки
к лабораторной работе по рекомендуемой литературе.
2.
Кинематические схемы экспериментальной установки.
3.
Измерение основных технологических параметров процесса по-
лучения длинномерных цилиндрических заготовок из резиновой крошки
(температуры процесса, производительности процесса, мощности, расходуемой на процесс экструзии).
4. Определение физико-механических и технологических свойств
полученного экструдата.
5. Таблица 8.1, графические зависимости и выводы по проведённой
работе.
6. Составление технической характеристики.
Характе-
ристики,
u, об/мин
8.1. Результаты экспериментальных исследований
t,
N,
Вт
°С
T,
мин
d
,
экстр
мм
σт,
МПа
σр,
МПа
ε,
%
3
5
10
8.5. Контрольные вопросы
1. Назначение и классификация оборудования для получения длинномерных профильных заготовок из резиновых смесей.
2.
Каковы особенности ультразвуковой девулканизации как техни-
ческого метода?
3.
Для каких целей используется ультразвук?
4.
Назовите основные элементы конструкции непрерывного ультра-
звукового девулканизатора.
5.
Назовите основные способы девулканизации резиновой крошки.
6.
Какие параметры экструдера варьируются в процессе получения
длинномерных профильных заготовок из резиновой крошки?
7.
Какие параметры оказывают влияние на энергозатраты в процес-
се непрерывной девулканизации с получением длинномерных профильных заготовок из резиновой крошки?
8.
Назовите факторы, оказывающие влияние на показатели качества
экструдата (физико-механические свойства).
74
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА
1. К работе на оборудовании допускаются студенты не моложе
18 лет, получившие инструктаж по технике безопасности, прошедшие
обучение безопасным приемам работы на нём.
2.
При пользовании оборудованием руководствоваться соответст-
вующими правилами техники безопасности на рабочем месте.
3.
К работе приступать только с разрешения преподавателя.
4.
Перед началом работы студент обязан тщательно осмотреть и
проверить исправное состояние оборудования, ограждений, предохранительных устройств и механизмов, нормальное освещение помещения и
рабочих мест, работу вентиляционных систем, энерго- и водоснабжения,
обеспечения защитными средствами, спецодеждой, чистоту рабочего
места, волосы убрать под головной убор, привести в порядок одежду,
убрать посторонние предметы, которые могут пр
ивести к поломке оборудования или к несчастному случаю, проверить работу машины на
холостом ходу. При неисправности оборудования отключить машину и
сообщить руководителю.
5.
Студент обязан знать и строго соблюдать режимы и порядок
работы, заданный технологическим регламентом, выполнять только порученные работы, не допускать посторонних лиц.
6.
Во время работы категорически запрещается: класть руки и обло-
качиваться на вращающиеся части машин, прикасаться к режущим
поверхностям; поправлять и подталкивать руками материал во вращающиеся, режущие и смыкающиеся части машин; передавать инструмент
через режущие и вращающиеся части машин; обтирать и чистить машину
на ходу; оставлять включенную машину без присмотра.
7.
При работе на машинах с вращающимися и подвижными частями
нужно соблюдать особую осторожность во избежание травм рук; подрезку полимерной композиции производить ниже средней линии валка;
не опираться свободной рукой о поверхности валков, стрелки и станины;
при аварийной ситуации следует немедленно ударить по штанге аварийного останова.
8.
Лица, не выполняющие требования безопасности, изложенные
в инструкциях по технике безопасности, в зависимости от характера нарушений несут ответственность в дисциплинарном или судебном порядке.
75
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
При подготовке бакалавров обучающихся по специальности 29.03.03
«Технология полиграфического и упаковочного производства» особое
место занимает дисциплина «Утилизация и вторичная переработка тары и
упаковки», поскольку в ней рассматривают вопросы утилизации и
вторичной переработки полимерных материалов с целью возврата их
в производство и улучшения экологии.
В данном пособии представлены лабораторные работы по технологии втори
механических свойств полученного вторсырья, изучению оборудования
для дробления отходов упаковки и методам расчёта энергосиловых параметров дробилок.
ного полимерного вторсырья методом экструзии длинномерных изделий и
литьевым методом. Полученные изделия подвергаются физико-механическим испытаниям и студент делает заключение о пр
мышленного использования.
менными мировыми методами раздельного сбора, сортировки и получения вторсырья из полимерных материалов. В данном учебном пособии
представлено обобщение современных взглядов на методы и способы
вторичной переработки тары и упаковки.
чной переработки полимерной упаковки, исследованию физико-
Две работы посвящены технологии получения изделий из получен-
игодности их про-
При выполнении лабораторных работ студенты знакомятся с совре-
76
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Другая жизнь упаковки : монография / И. Н. Смиренный,
П. С. Беляев, А. С. Клинков, О. В. Ефремов. – Тамбов : Изд-во Першина,
2005. – 178 с.
Мюррей, Р. Цель – Zero Waste/ Мюррей Р. ; пер. с англ.
2.
В. О. Горницкого. – М. : Изд-во ОМННО «Совет Гринпис», 2004. – 232 с.
Вторичная переработка пластмасс / Ф. Ла Мантия (ред.) ;
3.
пер. с англ. под ред. Г. Е. Заикова. – СПб. : Профессия, 2006. – 400 с.
4. Тимонин, А. С. Основы конструирования и расчёта химико-
технологического и природоохранного оборудования : справочник /
А. С. Тимонин. – Калуга : Изд-во Н. Бочкаревой, 2002. – Т. 2. – 1085 с.
5. Голубев, Б. А. Типовые конструкции механизмов в химическом
машиностроении : справочное пособие / Б. А. Голубев. – М. : Изд-во
«Машиностроение», 1966. – 162 с.
6. Оборудование и основы проектирования заводов резиновой
промышленности : учебное пособие для вузов / Н. Г. Бекин, Н. Д. Захаров,
Г. К. Пеунков и др. – Л. : Химия, 1985. – 504 с.
7. Басов, Н. И. Расчёт и конструирование оборудования для производства и переработки полимерных материалов / Н. И. Басов, Ю. В. Казанков, В. А. Любартович. – М. : Химия, 1986. – 488 с.
Смешение полимеров / В. В. Богданов, Р. В. Торнер, В. Н. Кра-
8.
совский, Э. О. Регер. – Л. : Химия, 1979. – 192 с.
Рябинин, Д. Д. Смесительные машины для пластмасс и резино-
9.
вых смесей / Д. Д.Рябинин, Ю. Е. Лукач. – М. : Изд-во «Машиностроение», 1972. – 272 с.
Лукач, Ю. Е.Валковые машины для переработки пластмасс и
10.
резиновых смесей / Ю. Е. Лукач, Д. Д. Рябинин, Б. Н. Метлов. – М. : Изд-во
Машиностроение, 1967. – 296 с.
Проектирование и расчёт валковых машин для полимерных
11.
материалов : учеб. пособие / А. С. Клинков, В. И. Кочетов, М. В. Соколов,
и др. – Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2005. – 128 с.
Вторичное использование полимерных материалов / под ред.
12.
Е. Г. Любешкиной – М. : Изд-во «Машиностроение», 1985. – 192 с.
Клинков, А. С.Утилизация и вторичная переработка полимер-
13.
ных материалов : учебное пособие / А. С. Клинков, П. С. Беляев,
М. В. Соколов.– Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2005. – 80 с.
77
14. Шенкель, Г. Шнековые прессы для пластмасс / Г. Шенкель. – Л.,
1962. – 467с.
Рябинин, Д. Д.Червячные машины для переработки пластиче-
15.
ских масс и резиновых смесей / Д. Д. Рябинин, Ю. Е. Лукач. – М. : Изд-во
«Машиностроение», 1965. – 363 с.
Каплун, Я. Б. Формующее оборудование экструдеров / Я. Б. Кап-
16.
лун, В. С. Ким. – М. : Изд-во «Машиностроение», 1969. – 159 с.
Техника переработки пластмасс / под ред. Н. И. Басова. – М. :
17.
Изд-во «Машиностроение», 1985. – 528 с.
Оборудование для переработки пластмасс : справочное пособие /
18.
под ред. В. К. Завгороднего. – М. : Изд-во «Машиностроение», 1976. – 408 с.
Основы проектирования экструзионных машин предприятий
19.
полимерных материалов : учебное пособие / П. С. Беляев, А. С. Клинков,
О. Г. Маликов и др. – Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2003. – 144 с.
Бернхардт, Э. Переработка термопластичных материалов /
20.
Э. Бернхардт. – М. : Изд-во «Машиностроение», 1962. – 747 с.
Автоматизированное проектирование и расчёт шнековых ма-
21.
шин : монография / М. В. Соколов, А. С. Клинков, О. В. Ефремови др. –
М. : Изд-во «Машиностроение», 2004. – 248 с.
Завгородний, В. К. Литьевые машины для термопластов и реак-
22.
топластов / В. К. Завгородний, Э. Л. Калинчев, Е. И. Марам. – М. : Изд-во
«Машиностроение», 1968. – 374 с.
Гурвич, С. Г. Расчёт и конструирование машин для переработки
23.
пластических материалов / С. Г. Гурвич, Г. А. Ильяшенко, Ш. Е. Мочман. –
М. : Изд-во «Машиностроение», 1970. – 295 с.
Коршак, В. В. Технология пластических масс / В. В. Коршак. –
24.
М. : Изд-во Химия, 1972. – 615 с.
Воробьева, Н. В. Основы технологии производства полимерных
25.
материалов / Н. В. Воробьева, Н. В. Павлов. – М. : Изд-во МИХМ, 1977. –
34 с.
Гросберг, А. Ю. Полимеры и биополимеры с точки зрения
26.
физики / А. Ю. Гросберг, А. Р. Хохлов. – Изд-во «Интеллект», 2010. –
304 с.
Легонькова, О. А.Тысяча и один полимер от биостойких до био-
27.
разлагаемых /О. А. Легонькова, Л. А. Сухарева. – М. : Изд-во РадиоСофт,
2004. – 272 с.
Методология расчёта оборудования для производства длинно-
28.
мерных резинотехнических заготовок заданного качества : монография /
78
М. В. Соколов, А. С. Клинков, П. С. Беляев и др. – М. : Изд-во «Машиностроение», 2009. – 352 с.
Пат. на изобретение РФ № 2489455. Ультразвуковой девулкани-
29.
затор непрерывного действия.10.08.2013 ; опубл. 10.08.2013 ; Бюл. № 22.
Пат. на изобретение РФ № 2503539. Механический девулканиза-
30.
тор непрерывного действия. 10.01.2014 ; опубл. 10.01.2014 ; Бюл. № 1.
Оборудование и технология вторичной переработки отходов
31.
упаковки : методические указания / А. С. Клинков, И. В. Шашков,
М. В. Соколов, П. С. Беляев. – Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та,
2007. – 56 с.
Утилизация и вторичная переработка тары и упаковки из поли-
32.
мерных материалов : учебное пособие / А. С. Клинков, П. С. Беляев,
В. К. Скуратов и др. – Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2010. –
100 с.
79
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………….. 3
Лабораторная работа 1.
Знакомство с дуальной системой Германии …………………………….
Лабораторная работа 2.
Исследование процесса дробления отходов термопластов …………….
Лабораторная работа 3.
Исследование процесса получения композиционного материала
из вторичного ПЭВД и сажевого наполнителя на пластографе
Брабендера ………………………………………………………………… 24
Лабораторная работа 4.
Изучение процесса вторичной переработки термопластов
на валково-шнековом агрегате …………………………………………...
Лабораторная работа 5.
Изучение процесса получения длинномерных изделий из от
термопластов экструзионным методом …………………………………. 38
Лабораторная работа 6.
Изучение процесса получения изделий из отходов термопластов
методом литья под давлением …………………………………………… 49
Лабораторная работа 7.
Исследование процесса получения биоразлагаемого материала
на основе стирола в суспензии …………………………………………...
ходов
4
14
30
58
Лабораторная работа 8.
Девулканизация отходов резинотехнических изделий с получением
длинномерных цилиндрических заготовок ……………………………...
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА …………………………… 75
ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………………… 76
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ …
………………….. 77
64
80
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]