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1、高分子材料加工理论 第四篇 塑料制品厂设计 plastics products the factory design 第十八章 工艺设计概论 Chapter 18 technological design general outline 浙江黄岩乐宝塑料厂 日本引进的挤出 生产线 性能优异 工艺先进 浙江黄岩乐宝塑料厂 第十八章 工艺设计概论 塑料工业已经成为国民经济的重要组成部分 由 于塑料具有优良的综合性能 同时容易加工成型 节省能源 目前 世界范围内 各种塑料建材 和包装材料正在兴起 在我国 无论树脂的生产和塑料制品加工都处在 蓬勃发展时期 塑料的应用正在日益深入到各个 领域 它对于提高
2、人民生活水平 满足工农业生 产和国防需要以及发展文化和科学技术都起着重 要作用 第十八章 工艺设计概论 做好塑料制品 Plastics products 厂设计工作 对于塑料工业的发展具有重要影响 塑料制品厂 设计除应遵循一般工厂设计的原则外 还必须结 合塑料制品生产的特点 周密考虑 符合生产实 际 改进和提高生产技术 Automotive Plastics实德塑钢材 第十八章 工艺设计概论 塑料制品生产具有如下特点 原材料品种多 形状杂 具有粉状 粒状和流体 等不同形状 储运条件必须适合各种原材料的特 点 塑料制品的工艺过程繁多 单机作业多 塑料制品的品种规格多 在工厂投产后往往需要 变换规
3、格或发展新品种 第十八章 工艺设计概论 塑料制品厂的单机台较多 而且有不少是非标准 设备 并有各种辅机 机头和模具 设备的检修 辅机的更换 机头和模具的更换以 及零部件的备量要大 塑料制品厂的生产过程 大多数都有原材料的成 型前的准备和成形后的后处理 因而在车间设计方面要留有充分余地 第十八章 工艺设计概论 在设计时必须考虑这些特殊条件 以保证原材料 的质量 减少损耗 防止污染和提高机械化作业 水平 减少搬运工人 减轻劳动强度 合理选择生产方法和生产流程 提高机械化 自 动化水平和劳动生产率 保证产品质量 并减轻 劳动强度和改善生产条件 适当考虑工厂生产的灵活性 使之有可能调整 考虑各种设备与
4、辅机的机修的规模 具备自制部 分零部件和修理大型部件的能力 第十八章 工艺设计概论 例如 注射模具制品 离不开各式各样的模 具 靠委托外厂加工 比较困难 因此在机 修车间的设计中必须 考虑到能够制造模具 和修理改造模具的能 力 以适应生产的需 要 第十八章 工艺设计概论 塑料制品厂设计包括 工艺流程设计 原材料质量监控与管理 设备选型与计算 物料衡算与能量衡算 车间布置设计与分析检验部门设计等 第十八章 工艺设计概论 工艺设计是塑料工厂设计的主体 根据工厂设计 的客观规律 划分设计工作阶段 混合混合 预塑化预塑化 塑化塑化 压延压延 冷却冷却 卷取卷取 第一节 生产方法和工艺流程的选择 生产方
5、法的多样性 技术路线的多样化是 塑料制品生产的典型特点之一 如 生产塑料薄膜 可以采用压延法生产 也可以采用挤出法通过T型机头来生产 采用吹塑模塑同样也可以生产塑料薄膜 第一节 生产方法和工艺流程的选择 工艺流程设计重要考虑几个具体问题 1 连续化流程 2 物料输送方式 人工上料 1 小型槽车输送 2 升降机运输 自动上料 1 正压上料如风送 2 负压上料 3 弹簧上料 4 传送带输送 第一节 生产方法和工艺流程的选择 3 重力流程原则 重力流程是指借助于两 个相邻设备的高低位差 使物料依靠自身重力 或稍加外力 使自流而 下的流程 这种流程可 减少输送设备及运行 维修费用 第二节 初步设计中的
6、工艺流程设计 塑料厂初步设计阶段的工艺流程设计 是对工艺 技术路线的高度概括和具体反映 它将塑料生产 过程的主要步骤及其采用的设备图示的形式来表 现出来 它的作用是供设计审批之用 也是施工 图设计的基础 塑料初步设计中的工艺流程设计 其最终成果是 初步设计阶段的工艺流程图 塑料制品厂工艺流 程图由生产流程示意图 图例 设备表三个部分 组成 第二节 初步设计中的工艺流程设计 一 常见塑料制品的工艺流程设计 一 挤出成型聚氯乙烯塑料管材 PVC粉料 筛选机 PVC贮罐 电子配料称 助剂 货梯 贮罐 挤出造粒机 过渡贮罐 冷混机 高混机 风送冷却 台称 装包 缝包 小车送至挤管车间 第二节 初步设计
7、中的工艺流程设计 挤出管材的生产线 挤出管材实际 生产流程示意 图 第二节 初步设计中的工艺流程设计 直通式机头结构图 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 第二节 初步设计中的工艺流程设计 定型装置 由于从机头挤出的管材温度较高 为了获得尺寸精确 几何形状准确并具有一定光 洁度的管材 必须对管材进行冷却定型 抽真空法外 径定型装置 内压法外径 定型装置 第二节 初步设计中的工艺流程设计 二 挤出成型硬质PVC异型材制品 塑料异型材生产工艺流程图 1 挤出机 2 机头 3 冷却定型装置 4 风冷装置 5 牵引
8、装置 6 切割装置 7 堆放装置 第二节 初步设计中的工艺流程设计 三 挤出吹塑薄膜工艺流程 SJ45 28 FM850 挤出吹塑薄膜流程示意图 1 挤出机 2 机头 3 膜管 4 人字板 5 牵引架 6 牵引辊 7 风环 8 卷取辊 9 进气管 第二节 初步设计中的工艺流程设计 四 挤出塑料板材制品工艺流程 塑料板材工艺流程图 1 高速混合机 2 储料槽 3 挤出机 4 三辊压光机 5 牵引辊 6 切割装置 7 板材 第二节 初步设计中的工艺流程设计 五 注 射成型制 品工艺流 程 第三节 施工图阶段工艺流程设计 施工图阶段工艺流程设计是在已批准的初步设计 阶段工艺流程的基础上进行的 主要是
9、将所选用 的设备 阀门 仪表等在工艺流程图中作进一步 说明 此种流程图是设备布置和管道设计的主要 依据 并在施工和安装中起指导作用 因此 对 施工图阶段工艺流程设计的要求是 全面 详细 准确 设计的步骤与方法同化纤厂设计 第十九章 原材料的质量 储存与运输 第一节 原材料质量及规格 塑料制品中 为获得良好的工程状况 进而得到 质量优良的产品 除工艺流程及设备起决定作用 外 原材料的质量也是影响塑料制品质量的重要 因素 因此 控制好原材料的质量 确保其稳定 性 尽可能做到原材料的质量指标的标准化 是 保证产品质量有效措施 第一节 原材料质量及规格 一 原材料的质量对产品质量的影响 提出适当的质量
10、指标 并在设计文件中设专节阐 述 成为初步设计文件中的一个组成部分 二 原材料规格 1 平均分子量 2 晶点 3 粒径 筛析 4 表观比重 5 吸油性 6 干流动性 7 挥发物含量 加热损耗 8 导电度 第二节 储藏与运输 塑料制品生产过程中 有相当数量的原料 半成 品和全部产品室固体状的 塑料制品厂车间内部 运输是个不容忽视的问题 合理地组织流水作业线 应用机械化作业代替人 工搬运 可以减轻劳动强度 提高生产率 因此工艺专业要协同机运专业做好厂内 车间内 的运输设计 第二节 储藏与运输 1 提供车间布置图 标示需机械运输的位置 2 介绍需机械输送的原材料 中间产品及成品的 大约数量 特性 包
11、装形式 每包 件 重量和 体积 3 拟采用的运输方式 包括铲车 电瓶车 气力 输送 皮带输送等 要否垂直输送也应予以说明 4 储存时间 储存量及储存方式等与机运专业有 关的技术资料 第三节 硬PVC管材制品的原材料质量及规格 我国PVC树树脂的绝对绝对 粘度和K值查对值查对 参考表 型号绝对绝对 粘度平均聚合度K值值 XJ XS 12 1以上大于1388 74 2 XJ XS 21 9 2 11108 138870 3 74 2 XJ XS 31 8 1 9980 110868 70 3 XJ XS 41 7 1 8845 98065 2 68 XJ 5 XS 51 6 1 7720 8456
12、2 2 65 2 XJ 6 XS 61 5 1 6590 72058 5 62 2 第三节 硬PVC管材制品的原材料质量及规格 疏松型树树脂和紧紧密型树树脂比较较 项项目疏松型树树脂XS紧紧密型树树脂XJ 粒子直径50 150 微米 5 100 微米 颗颗粒外径不规则规则 表面毛糙球状 表面光滑 断面结结构疏松 多孔呈网状无孔实实心结结构 吸收增塑剂剂快慢 塑化性能塑化速度快塑化速度慢 第三节 硬PVC管材制品的原材料质量及规格 PVC SG5的质质量标标准和用途 PVC SG5质质量标标准 粘度 ml g 117 107 表观观密度 g ml 0 45 100g树树脂增塑剂剂吸收量 g 19
13、 挥发挥发 物含量 包括水 0 4 过筛过筛 率 筛筛孔0 25 98 过筛过筛 率 筛筛孔0 063 10 100g树树脂中黑黄点 颗颗 30 100g树树脂中黑点 颗颗 10 白度 90 残留VCM PPM10 氯氯乙烯烯含量 1 0mg kg 主要用途硬管 硬片 单丝单丝 型材 套管 第三节 硬PVC管材制品的原材料质量及规格 二 助剂的选择 外润润滑剂剂与内润润滑剂剂的作用 外润润滑剂剂内润润滑剂剂 作用塑料表面塑料内部 脱模性好轻轻微 相溶性有限好 析出现现象严严重只在过过量时发时发 生 润润滑剂剂用量0 2 0 5 0 5 1 5 印刷性差好 透明性减小好 第三节 硬PVC管材制品
14、的原材料质量及规格 三 配方的确定 硬质质聚氯氯乙烯烯上水管的配方 配方份数 PVC SG5 卫卫生级级 100 硫醇甲基锡锡2 马马来酸二正辛基锡锡1 Cast3 CaCO38 石蜡1 第二十章 设备选型及计算 工艺流程设计时塑料制品厂设计的核心 而设备 选型及计算 则是工艺流程设计的主体 因为工 艺流程的先进与否 往往取决于所用设备是否先 进 设备直接影响生产能力 产品质量 原料及 公用工程的单耗等 在建设投资及生产成本中 设备费用占有相当比重 设备选型和配合计算 一般与生选择生产方法 确定工艺流程同时进行 在工艺设计中对有关设备 特别是主机设备必 须逐一落实 设备选型的原则同化纤厂设计相
15、同 第一节 设备的分类和选型 根据设备在生产过程中的作用和供应渠道 塑料 制品厂生产设备大致可以如下的几大类 一 专用设备 二 通用设备 三 非标准设备 四 车间内部 运输车辆 第二节 设备计算 设备计算是在塑料制品厂设计中不可缺少的工作 主要是根据选型设备生产能力计算所需设备的 台数 以及非定型设备的计算 由于塑料制品厂生产用了主机均属系列定型设备 在设计工作中无需逐台设备进行单机进算 只 要根据总的生产任务和设备单机生产能力 计算 总的台数即可 但在配备台数时 必须考虑实际开工天数及生产 效率 从长远发展规划着眼 要留有余地 对于 非定型设备一般计算出容积 生产能力 台数等 第二节 设备计
16、算 一 定型设备的选择与计算 下面结合生产2000吨 年硬质聚氯乙稀 PVC 管 材车间设计 进行设备选型与计算 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 第二节 设备计算 生产能力 每小时 线重 牵引速度 770 1 2 60 55 44公斤 则需要挤出成型机台数 2127 66 1000 55 44 7140 5 4 台 所以选用6台SJ 90 A型挤出机 第二节 设备计算 二 非定型设备的选择与计算 贮罐的选取 PVC贮罐的选取 PVC每天上料量为6000kg 贮罐装料系数为0 8 每天分8次上料 则最大上料量 6000 0 8 7500公斤 天 PVC表观密度 0 45g cm3 450kg m3 每次上料体积 7500kg 450 8 kg m3 2 08m3 选择PVC贮罐Dg 1200mm 第二节 设备计算 V 2 08 0 255 0 477 1 348m3 H1 1 348 0 6 2 1 19m 多层共挤吹 膜机组 第
