Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Проектирование производств изделий из пластмасс. Учебное пособие
.pdf
Примечание. Производство литьевых изделий повышенного квалитета точности (до 3 включительно, поскольку модели
расходных коэффициентов отражают совокупность изделий с
квалитетом точности выше 3), как правило, связано с дополнительными затратами труда и материалов, вызванных отбраковкой изделий, не удовлетворяющих более жестким требованиям к
размерной точности изделий. Для определения норм расхода
ПМ в данном случае необходимо расходный коэффициент КР,
определенный по табл. 3.2, умножить на поправочный коэффициент КП, равный 1,03. Более подробная информация о технологических параметрах переработки термопластов литьем под
давлением представлена в прил.1, 2, 3, 5.
.2.2. Прессование
3
Прессованием в основном перерабатываются отверждаемые композиционные материалы, содержащие порошковые, волокнистые или слоистые наполнители. Разновидности связующих и наполнителей оказывают существенное влияние на изменение КР, тем самым определяя характер и количество потерь и
отходов. ТП состоит обычно из трех основных стадий:
- подготовка сырья;
- прессование;
- механическая доработка изделий.
На стадии подготовки осуществляют таблетирование,
жгутирование (для волокнистых ПКМ) или экструдирование исходного сырья. Среди решаемых задач одной из главных является обеспечение условий для снижения потерь сырья при последующем прессовании за счет поштучной, более точной и простой, дозировки.
51
Нередко на этой стадии ТП осуществляют просеивание
компонентов ПМ, подсушку или увлажнение, гранулирование,
предварительный подогрев и некоторые другие операции. При
этом каждый раз решаются не только задачи повышения качества прессуемых изделий или сокращения технологического цикла
производства, но и снижение расхода ПМ за счет сокращения
брака и уменьшения износа пресс-форм.
При таблетировании и предварительном нагреве ПМ образуются потери вследствие выделения влаги и летучих продуктов, состав которых обусловлен видом связующего. Образующиеся при таблетировании твердые потери представляют собой
пыль и загрязнения на частях таблеточной машины, образующиеся при загрузке сырья в ее бункер. При этом потери волокнистого сырья, как правило, больше, чем потери пресспорошков.
На основной стадии ТП, точнее, непосредственно в ходе
реализации операции прессования, потери образуются в виде
летучих продуктов и пыли, а отходы – в виде бракованных изделий и удаляемого облоя. При этом отношение массы навески
сырья к чистой массе изделия имеет такой же градиент изменения, как и отношение массы литника к массе изделия при литье
под давлением, то есть увеличивается по мере сокращения массы изделия.
На заключительной стадии ТП, когда удаляется облой и
осуществляется необходимая механическая доработка отпрессованных изделий, также продолжают испаряться летучие продукты, образуются пыль и твердые отходы в виде крошки, стружки
и брака. Если брак нельзя исправить, то его либо направляют на
повторную переработку (дробят, измельчают и смешивают с
первичным сырьем), либо утилизируют в качестве вторичного
52
сырья или неиспользуемых отходов. Утилизация твердых отхо-
=
дов отверждающихся пластмасс затруднена, поэтому возвратными оказываются, как правило, не более 10-15 % всех отходов.
В результате расходные коэффициенты на производство изделий прессованием оказываются значительно выше, чем при литье под давлением термопластов (табл. 3.3).
В табл. 3.3 четко просматривается зависимость расходных коэффициентов от жизнеспособности пресс-материалов.
Повышение нестабильности при хранении фенопластов резольного типа обусловливает увеличение отходов по сравнению с
фенопластами новолачного типа. Еще большее влияние на КР
оказывает наполнитель.
Например, для изделий 2 группы сложности из фенопласта новолачного типа и стекловолокнита (БСВ) массой 110 г
нормы расхода составят:
фенопласт БСВ
, г 110 110
Р
О
КР 1,075 1,14
РКН
0
РР
118,25 125,4
При литьевом прессовании расход увеличивается на литниковую систему и остаток в литьевом цилиндре (загрузочной
камере). Это требует коррекции коэффициента КР определяемого по таблице 3.3 посредством умножения на поправочный коэффициент КП:
=
. (3.11)
РKКН
0
ПРР
Рекомендуемые значения К
приведены ниже.
П
РО До
0,5-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-10 10-
0,5
30
50-
100
100-
1000
Свыше
1000
53
КП 1,15 1,13 1,1 1,09 1,085 1,08 1,065 1,05 1,04 1,035 1,03
При прессовании изделий повышенного квалитета точности (не выше 4) нормы расхода пластмасс можно определить на
основе КР, приведенных в табл. 3.3, но после умножения на поправочный коэффициент, равный 1,04. Более подробная информация о технологических параметрах переработки реактопластов прессованием представлена в прил. 3, 5.
3.2.3. Экструзия
Несмотря на ряд отличительных особенностей изготовления различных изделий методом экструзии, основные факторы, обусловливающие нормы расхода пластмасс, являются общими. Например, технологические потери – это прежде всего
летучие продукты, выделяющиеся при приготовлении полимерных композиций, экструдировании, вальцевании и каландровании. Потери полимерного сырья образуются и при чистке экструдера, подготовке отходов к вторичной переработке и при
резьбе труб, листов в виде пылевидных фракций.
Твердые технологические отходы (используемые и неиспользуемые) образуются при чистке оборудования от налета,
корок, пригоревшей массы, при переходе на новую продукцию
или при смене ПМ (по составу, цвету), а также при выполнении
других операций (в виде крошки, обрезков, некондиционная
продукция, бракуемая из-за наличия посторонних включений,
разнотолщинности, шероховатости, неровностей, задиров и других дефектов).
54
Таблица 3.3. Расходные коэффициенты КР в производстве изделий
из реактопластов прямым прессованием
Группа изделий по массе, г Группа
сложности
изде-
лий
1 и 2 1,57 1,44 1,38 1,33 1,29 1,24 1,19 1,10 1,09 1,08 1,075 1,07
3 1,65 1,52 1,43 1,37 1,32 1,27 1,21 1,11 1,095 1,085 1,08 1,075
4 1,73 1,60 1,48 1,41 1,35 1,30 1,24 1,12 1,10 1,09 1,085 1,08
5 1,81 1,68 1,53 1,45 1,38 1,33 1,27 1,13 1,105 1,095 1,09 1,085
6 1,89 1,76 1,58 1,49 1,41 1,36 1,30 1,14 1,11 1,10 1,095 1,09
1 и 2 1,64 1,51 1,45 1,40 1,36 1,31 1,26 1,16 1,10 1,085 1,08 1,075
3 1,73 1,60 1,51 1,45 1,40 1,35 1,29 1,19 1,11 1,095 1,085 1,080
4 1,81 1,68 1,56 1,49 1,43 1,38 1,32 1,20 1,12 1,10 1,09 1,085
5 1,89 1,76 1,61 1,53 1,46 1,41 1,35 1,21 1,13 1,11 1,10 1,09
6 1,97 1,84 1,66 1,57 1,49 1,44 1,38 1,22 1,14 1,12 1,11 1,10
До
0,5-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-10 10-30 30-50 50-100 100-1000
0,5
Фенопласты новолачные
Фенопласты резольные
Свыше
1000
55
Окончание табл. 3.3
Аминопласты
1 и 2 1,75 1,61 1,50 1,42 1,35 1,27 1,19 1,12 1,11 1,10 1,09 1,085
3 1,83 1,68 1,53 1,45 1,37 1,29 1,21 1,13 1,12 1,105 1,095 1,09
4 1,91 1,77 1,61 1,51 1,44 1,35 1,26 1,14 1,13 1,11 1,10 1,095
5 2,00 1,89 1,64 1,55 1,47 1,39 1,29 1,15 1,14 1,12 1,11 1,10
6 2,09 1,91 1,67 1,59 1,50 1,42 1,32 1,16 1,15 1,13 1,12 1,11
Волокниты
1 и 2 1,60 1,47 1,41 1,36 1,32 1,27 1,22 1,15 1,10 1,09 1,085 1,08
3 1,67 1,54 1,46 1,40 1,35 1,30 1,24 1,16 1,12 1,10 1,09 1,085
4 1,74 1,62 1,55 1,49 1,44 1,38 1,26 1,18 1,13 1,11 1,10 1,08
5 1,80 1,72 1,59 1,54 1,46 1,42 1,33 1,20 1,14 1,12 1,11 1,10
6 1,91 1,78 1,67 1,58 1,50 1,45 1,39 1,23 1,15 1,13 1,12 1,11
Стекловолокниты
1 и 2 2,02 1,89 1,77 1,64 1,52 1,38 1,26 1,18 1,17 1,15 1,14 1,12
3 2,11 1,98 1,85 1,72 1,58 1,45 1,32 1,22 1,19 1,17 1,15 1,125
4 2,21 2,08 1,94 1,80 1,66 1,52 1,36 1,25 1,23 1,20 1,17 1,13
5 2,35 2,20 2,06 1,91 1,77 1,60 1,42 1,30 1,26 1,22 1,19 1,14
6 2,50 2,35 2,21 2,06 1,90 1,72 1,53 1,35 1,29 1,24 1,21 1,15
56
Дифференцированный учет перечисленных факторов позволяет индивидуально определять расходные коэффициенты
КР, суммируя каждый раз соответствующие коэффициенты технологических потерь и отходов по формуле
КР1=1+ К
ТПЛ
+ К
ТПЧ
+ К
ТПМ
+ К
ТПО
+ К
ТПУ
+ К
ТПС
+ К
ТОБ
+ К
, (3.12)
ТОВ
где КР1 – расходный коэффициент без учета повторного использования возвратных отходов; К
− коэффициент технологиче-
ТПЛ
ских потерь, образуемых летучими продуктами на различных
этапах производства; К
механической обработке (резке); К
отходов; К
К
– то же при сушке; К
ТПС
– то же при расходе части продукции на упаковку;
ТПУ
отходов безвозвратных; К
– то же при чистке; К
ТПЧ
– т
ТПО
− коэффициент технологических
ТОБ
– коэффициент технологических
ТОВ
− тоже при
ТПМ
о же при подготовке
отходов возвратных.
При этом расчет расходного коэффициента (КР2) с учетом возвратных отходов (К
) должен осуществляться по фор-
ТОВ
муле:
К
= К
Р2
Р1
− К
ТОВ .
(3.13)
Примеры количественных значений перечисленных коэффициентов в производстве массовой экструзионной продукции приведены в табл. 3.4.
Как следует из названия таблицы, предлагаемые усредненные расчетные коэффициенты соответствуют производству
1 т продукции, то есть размерность Н
− кг/т. Вместе с тем су-
Р
ществуют нормативы расхода сырья на производство экструзионной продукции, измеряемой в погонных метрах или единицах
площади (см. прил. 4). Например, при производстве трубы
из ПЭ длиной 1000 м КР1= 1,052, а и
з композиции на основе
ПВХ КР1=1,063.
57
Таблица 3.4. Нормативные коэффициенты отходов и потерь при производстве пленок,
труб, листов (расчет на 1 т готовой продукции)
изделий
Пластмассовое сырье
К
ТПЛ
К
ТПЧ
1 2 3 4 5 6 7 8
Пленки
Листы
Полиэтилен
Полистирол ударопроч-
0,001
0,0015
ный;
толщина листов, мм:
До 2
Св. 2 до 4
0,002
0,002
0,002
0,0029
0,0031
0,0033
Св. 4 до 6
Пластики АБС и ОНП;
Трубы
толщина листов, мм
До 2
Св. 2 до 4
Св. 4 до 6
Полиэтилен
Полиэтилен НП и ВП
0,0025
0,0025
0,0025
0,0015
0,0015
0,0659
0,0036
0,0039
0,0041
0,0035
Композиция на основе
ПВХ
К
-
-
Технологические потери Виды
ТПМ
-
-
-
-
-
-
-
0,001
0,0006
К
К
ТПО
0,0005
0,0007
0,0009
0,0011
0,0009
0,0011
0,0013
0,0010
0,001
0,001
ТПУ
0,003
-
-
-
-
-
-
-
-
-
К
ТПС
-
0,0011
0,0011
0,0012
0,0020
0,0021
0,0022
-
-
-
58
Виды
изделий
Пленки
Листы
Трубы
Окончание табл. 3.4
Пластмассовое
сырье
Технологические
отходы
К
К
ТОБ
КР1 КР2
ТОВ
1 2 9 10 11 12
Полиэтилен
0,002
-
Полистирол
ударопрочный;
толщина листов,
мм:
До 2
Св. 2 до 4
Св. 4 до 6
0,0023
0,0019
0,0014
0,041
0,051
0,061
Пластики АБС и
СНП; толщина
листов, мм
До 2
Св. 2 до 4
Св. 4 до 6
Полиэтилен
Полиэтилен НП
0,0030
0,0024
0,0019
0,01
0,0045
0,048
0,058
0,078
-
0,042
1,07
и ВП
Композиция на
0,011
0,031
основе ПВХ
Расходные
коэффициенты
-
1,05
1,06
1,07
1,06
1,04
-
1,050
1,051
1,008
1,009
1,009
1,009
1,012
1,012
1,012
1,016
1,008
1,02
59
3.2.4. Выдувное формование
В настоящее время промышленное производство полых
изделий методом раздува термопластичных заготовок, находящихся в эластическом состоянии, с последующим их охлаждении в форме до температуры ниже температуры стеклования
(ТС) осуществляется в двух вариантах – раздувом экструдированных и литых заготовок. Первый способ освоен намного
раньше, поэтому для него разработана общепринятая методика
расчета НР пластмасс.
Экструзией с последующим раздувом перерабатывают в
основном полиэтилен и поливинилхлорид, а также полистирол,
сополимеры стирола и полиамиды. Помимо вида пластмасс, как
и в предыдущих случаях, на НР в
муемых изделий. Исходя из их конструктивно-технологических
особенностей, предлагается классифицировать изделия, получаемые методом экструзии с последующим раздувом, на пять
групп сложности (табл. 3.5).
При прочих равных условиях сложность изделий существенно влияет на расход ПМ, определяя потери и отходы производства. Виды потерь в производстве выдувных изделий во многом идентичны видам потерь при литье и экструзии. Однако образующиеся отходы отличаются не только по видам, но и количественно, достигая 40-60 % от массы перерабатываемого ПМ.
Основными видами технологических отходов в производстве выдувных изделий являются остатки заготовок, бракованная продукция и отходы, образующиеся при наладке оборудования, при замене ПМ (по виду и цвету), чистке оборудования, удалении деструктированного (пригоревшего) ПМ и др.
лияют масса и сложность фор-
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]