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2、辅机:
(1)挤出前处理物料的设备(如干燥、预热),一般要用于吸湿性塑料,进行干燥的设备可以是烘箱或沸腾干燥器,也可以用真空加料斗;
(2)处理挤出物的设备,如冷却、牵引、卷取、切割和检验等设备; (3)控制生产条件的设备,也就是各种控制仪表一(如电动机启动装置、电流表等)。此处假设我们生产的是口径比较大的PVC管材:
a、选用直通式机头:它是管材制品获得形状和尺寸的部件。熔融塑料进入机头,即芯棒和口模外套所构成的环隙通道,流出后即成为管状物。芯棒和口模外套的尺寸与管材的尺寸大小相对应。管材的壁厚可通过调节螺栓在一定范围内作径向移动得以调整,并配合适当的牵引速度。由于直通式机头结构简单、制造容易,所以选择直通式机头。但熔料通过该类型机头的分流锥支架会产生的熔接痕。适当提高熔料温度、加长口模平直部分长度等措施可以相应地减少熔接痕的影响;
b、定型装置:选择内压充气法,比较适用于口径较大的管材;
c、冷却装置:起到将管材完全冷却到热变型温度以下。采用喷淋冷却,它比较适用于口径较大的管材,以便获得圆度和直度较好的管材;
d、牵引装置:牵引速度快慢是决定管材截面尺寸的主要因素之一。由于履带式牵引机的履带上镶有橡胶块,用来接触和压紧管材,有较大的牵引力,而且不易打滑,适合大型薄壁管材,加之我们的产物是口径较大的PVC管材,所以采用履带式牵引机;
e、切割装置
第三章 配方设计
软质PVC管材:聚氯乙烯 100 邻苯二甲酸二辛酯 30 邻苯二甲酸二丁酯 24 硬脂酸钡 1 硬脂酸镉 0.7
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有机锡 0.3 石蜡 0.2
聚氯乙烯:pvc生产中的原料
邻苯二甲酸二辛酯与邻苯二甲酸二丁酯:增塑剂,增加pvc产品塑性,使得产品比较柔软。
硬脂酸钡与硬脂酸镉:稳定剂,提高pvc的稳定性,提高其生产和使用性能。
有机锡:pvc生产中的热稳定剂,防止pvc热降解以便加工 石蜡:润滑剂,提高pvc物料与设备之间的摩擦力方便加工
第四章 物料衡算
4.1 计算基准的选取
年工作日的选取(年工作小时)
(1)年工作时间 365-10(法定节假日)=355(天)=8520(h) (2)设备大修 25天/年=600h/年 (3)特殊情况停车 15/年=360h/年 (4)机头清理 换过滤网 1次/6天 8h/次 [355天-(25天+15天)]*1/6次/天*8h/次=420h (5)实际开车时间
365天-10天-25天-15天-17.5天=297.5天 8520h-600h-360h-420h=7140h (6)设备利用系数
k=实际开车时间/年工作时间=7140/8520=0.84
4.2 物料衡算
4.2.1挤出成型工段
(1)挤出成型工段物料损耗率见表1
表4.1 挤出成型工段物料损耗率
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工序 百分率/% 自然损耗 0.1 扫地 0.4 下脚料 5.5 一次成品 94 (2)物料衡算
输出物料量:6000/0. 94 =6382.98t 自然损耗量:6382.98×0.1% =6.38t 扫地料: 6382.98×0.4% = 25.53t 下脚料: 6382.98×5.5% =351.06t 下脚料回收破碎量:351.06×(1-5%) = 333.51t
颗粒料中需加回收料量(总量的5%):6382.98× 5% = 319.15t 回收率:319.15/351.06×100%=90. 9% (3)挤出成型工段物料平衡表见表2
表4.2 挤出成型工段物料平衡表
工序 输出物料量 自然损耗量 扫地料 物料量/t 6382.98 6.38 25.53 工序 下脚料 成品 物料量/t 351.06 6000
4.2.2 混合工段
(1)确定各岗位物料损失率 塑化造粒工段物料损耗系数见表2.3
表4.3 塑化造粒工段物料损耗系数一览表
工序 损耗率/% 总损失 筛选输送 0.5 高速混合 0.1 冷却混合 0.1 粒料送风 0.2
(2)物料平衡计算:进入本工序的物料量 = 出料量/(1-本工序的损失率) ? 进入风送物料量: 6382.98-319.15/(1一0.2%) =6063.19t ? 进入冷混机的物料量: 6093.66/(1-0.1%) =6099.76t ? 进入高混机的物料量: 6099.76/(1-0.1%) =6105.87t
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? 进入筛选输送物料量: 6105.87/(1-0.5%) =6136.55t
2.2.3粉料中各组分需要量
(1)求出每吨产品消耗量(kg)
1000×组分占整个粉料量的百分率(%) = 每吨产品消耗量
组分占整个粉料量的百分率 = 组分占份数/各组分份数总和×100% (2)年组分需要量(t)
粉料年需要量×组分占整个粉料量的百分率 = 组分年需要量 (3)日组分需要量(t)
年组分需要量÷实际开车天数(297.5) = 日组分需要量 (4)每小时组分需要量(kg)
年组分需要量÷实际开车时(7140) = 每小时组分需要量
根据衡算,计算出实际每年需要量以及日需要量和每小时需要量,见表2.5。
表2.5 每年需要量以及日需要量和每小时需要量
原料名称 配方中份数 百分率/% 90.09 1.35 2.25 0.45 4.5 0.9 0.45 每吨产品消耗量/kg 900.9 13.5 22.5 4.5 45 9 4.5 每年需要量/t 921.40 13.81 23.01 4.60 46.02 9.21 4.60 每天需要量/t 3.099 0.046 0.077 0.016 0.155 0.031 0.016 每小时需要量/kg 129.05 1.93 3.22 0.65 6.45 1.29 0.645 PVC(SG-5型) 硬脂酸钙 钙锌复合稳定剂 硬脂酸 活性轻质碳酸钙 钛白粉 石蜡 100 1.5 2.5 0.5 5.0 1.0 0.5 2.2.4物料衡算流程图
根据计算结果画出物料衡算流程图
6136.55t/年 造粒工程 6136.55t/年 挤出成型工程 6000t/年制品
0t/年(不造粒) 333.51t/年 376.59 t/年(损失+下脚料)
图2.1 物料衡算流程图
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第五章 设备选型
5.1 挤出机及辅机的确定与计算
由于工艺和经济上的原因,每种规格的挤出成型机生产的管材尺寸有一定范围。挤出成型机规格与所生产的管材尺寸见表3.1。
表3.1 挤出成型机规格与所生产的管材尺寸关系
挤出机螺杆直径/mm 45 60 90 挤出管材外径范围/mm 20 20-25 40-75 挤出机螺杆直径/mm 120 150 挤出管材外径范围/mm 90-160 160-250 根据此表,选用¢90型管材挤出机。
设计选用SJ-90-A型塑料挤出机,其主要参数见表3.2
表3.2 SJ-90-A型塑料挤出机
技术参数 螺杆直径 螺杆长径比 螺杆转速 生产能力 SJ-90-A 90mm 20:1 12-72r/min 20-60kg/h 技术参数 电动机功率 机器中心高 SJ-90-A 22/7.3kW 1000mm 机器外形尺寸长(长*宽*高) 3015mm*1737mm*2486mm 参考价格 8万元 成型机台数的计算:根据制品形状、冷却定型的难易程度,选择牵引速度为1.2m/min(一般在0.2~2m/min范围),¢50硬PVC管材的线重为770g/m,因而成型挤出机每小时的生产能力为:
生产能力 = 线重×牵引速度= 770×1.2×60= 55.44kg/h
则需要挤出成型机台数为(6382.98t*1000)/(55.44*8000)=14.39(台),所以选用十五台SJ-90-A型挤出机。挤出辅机包括冷却装置、牵引装置、切割装置、支架等几部分。SJ-GE90B型辅机可与SJ-90-A型塑料挤出机配套使用,连续生产一定规格的硬聚氯乙烯管材。挤出辅机型号及参数见表3.3。
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