Главная Коллекция "Otherreferats" Производство и технологии Проект подготовительного производства резиновых смесей для выпуска автопокрышек

Проект подготовительного производства резиновых смесей для выпуска автопокрышек

Разработка участка по изготовлению резиновых смесей для производства крыльев автомобильной покрышки. Хранение каучуков, их пластикация и гранулирование. Оборудование поточных линий, выбор технологической схемы и этапы изготовления резиновых смесей.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 05.12.2011
Размер файла 1,9 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Смеси, применяемые для изоляции проволоки, диафрагм и других изделий приготавливают в смесителе РСВД-250-30 или РСВД-250-40 в одну стадию (табл.). При этом цикл смешения с загрузкой и выгрузкой смеси, как и для каркасных, приготовляемых в одну стадию, составляет 5-6 мин, а непосредственно смешение - около 4 мин.

На шинных заводах при выпуске резиновых заготовок протекторов, камерных рукавов, обрезинивании корда и других операциях применяются прямые потоки, т.е. резиновую смесь без охлаждения подают непосредственно на протекторные, камерные и каландровые линии, исключая промежуточное складирование смесей. При этом необходимо обеспечить синхронность между количеством смеси, поступающей из резиносмесителя, и количеством смеси, потребляемой червячными прессами или каландрами.

Основное условие для обеспечения прямого потока заключается в том, что производительность смесительного оборудования должна совпадать с потребностью перерабатывающего оборудования с учетом возвратных отходов. Если производительность смесителя будет больше производительности перерабатывающего оборудования данной линии, смесь будет накапливаться на вальцах и возникнет опасность ее подвулканизации. В таком случае часть смеси снимают и охлаждают, что нарушает принцип прямого потока, или вводят дополнительное перерабатывающее оборудование. Последнее, однако, не всегда осуществимо, поэтому при большой производительности смесителя приходится останавливать резиносмеситель, что уменьшает коэффициент использования оборудования. Прямой поток позволяет избежать загрязнения смеси и уменьшить ее влажность, вследствие исключения дополнительной операции водяного охлаждения.

Резиновые смеси, применяемые вне прямого потока, листуются на вальцах, охлаждаются суспензией на охладительных установках и укладываются на платформы, которые транспортируются электрокарами на склад. В процессе хранения осуществляется анализ качества резиновых смесей.

На шинных заводах при выпуске резиновых заготовок протекторов, камерных рукавов, обрезинивании корда и других операциях применяются прямые потоки, т.е. резиновую смесь без охлаждения подают непосредственно на протекторные, камерные и каландровые линии, исключая промежуточное складирование смесей. При этом необходимо обеспечить синхронность между количеством смеси, поступающей необходимо обеспечить синхронность между количеством смеси, поступающей из резиносмесителя, и количеством смеси, потребляемой червячными прессами или каландрами.

Основное условие для обеспечения прямого потока заключается в том, что производительность смесительного оборудования должна совпадать с потребностью перерабатывающего оборудования с учетом возвратных отходов. Если производительность смесителя будет больше производительности перерабатывающего оборудования данной линии, смесь будет накапливаться на вальцах и возникнет опасность ее подвулканизации. В таком случае часть смеси снимают и охлаждают, что нарушает принцип прямого потока, или вводят дополнительное перерабатывающее оборудование. Последнее, однако, не всегда осуществимо, поэтому при большой производительности смесителя приходится останавливать резиносмеситель, что уменьшает коэффициент использования оборудования. Принцип прямого потока требует четкой организации и безотказной работы оборудования.

Прямой поток позволяет избежать загрязнения смеси и уменьшить ее влажность, вследствие исключения дополнительной операции водяного охлаждения.

Резиновые смеси, применяемые вне прямого потока, листуются на вальцах, охлаждаются суспензией на охладительных установках и укладываются на платформы, которые транспортируются электрокарами на склад. В процессе хранения осуществляется анализ качества резиновых смесей.

1.8 Оборудование поточных линий изготовления резиновых смесей

1.8.1 Резиновая смесь ? это однородная многокомпонентная система на основе каучука, используемая для изготовления резиновых изделий. В состав резиновых смесей входит ряд компонентов, причем сослат и сами компоненты могут меняться в зависимости от типа и назначения резиновых смесей и изделий. Состав рецепта резиновой смеси выбирается на основе практических данных опытным путем.

В состав резиновой смеси входит ряд компонентов, которые обладают различными свойствами (твердые, сыпучие, жидкие) и должны дозироваться (взвешиваться с достаточной точностью) и загружаться в резиносмеситель в различном весовом количестве и в определенной последовательности.

Изготовление резиновых смесей ? наиболее сложный, ответственный и энергоемкий процесс шинного производства [4].

В настоящее время в технологии производства шин используется так называемый сухой способ смешения эластомеров с другими компонентами. Для осуществления многотоннажного производства резиновых смесей за последние годы создано несколько типов поточных линий. Наиболее распространенными из них являются следующие:

поточные линии с индивидуальным оснащением весами и дозаторами резиномесителя периодического действия;

поточные линии с централизованной развеской и подачей компонентов резиновых смесей к резиносмесителям периодического действия в контейнерах или на люльках (подвесках) цепного конвейера;

поточные линии с индивидуальным оснащением весами и дозаторами резиномесителя периодического действия;

поточные линии с централизованной развеской и подачей компонентов резиновых смесей к резиносмесителям периодического действия в контейнерах или на люльках (подвесках) цепного конвейера;

3) поточные линии с резиносмесителями непрерывного действия и устройствами для дозирования компонентов резиновых смесей.

Первый тип поточных линий наиболее применим в производстве шин, где используется сравнительно небольшое количество рецептур резиновых смесей, но общий расход материалов очень большой (крупносерийное производство). Второй же тип поточных линий целесообразнее применять на заводах РТИ, где используется множество различных рецептур при сравнительно небольших партиях.

Таким образом, на большинстве шинных заводов нашел распространение поточный метод организации производства. Совершенствование первых двух типов поточных линий проводится в направлении улучшения конструкций и принципа действия всех устройств линии, особенно резиносмесителей. Внедрение новых резиносмесителей с повышенным давлением пресса верхнего затвора при увеличении частоты вращения роторов c регулирование в пределах 15-60 об/мин, а также резиносмесителей с четырехлопастными и взаимозацепляемыми роторами позволит значительно интенсифицировать процесс смешения и увеличить производительность оборудования. Представляет значительный интерес применение резиносмесителей периодического действия с объемом рабочей камеры более 600 л и одностадийным циклом, а также одночервячного смесителя непрерывного действия типа "Трансфермикс", в качестве дорабатывающей машины в многостадийных (чаще 3-х стадийных) схемах изготовления резиновых смесей.

Поточные линии с использованием двухчервячного резиносмесителя непрерывного действия РСНД по сравнению с резиносмесителями периодического действия имеют следующие преимущества: позволяют значительно сократить продолжительность смешения, осуществить процесс смешения в одну стадию при относительно низких температурах, обеспечивают большую однородность резиновых смесей, имеют меньший вес и стоимость, а также занимают меньшие площади [4].

В условиях массового многотоннажного производства одностадийный непрерывный процесс смешения является технически и экономически более эффективным, чем система с двумя резиносмесителями периодического действия. Но внедрение непрерывных резиносмесителей сдерживается отсутствием надежных схем и оборудования для непрерывного дозирования. Современное многотоннажное производство резиновых смесей (подготовительное производство) состоит из ряда складских помещений, устройств, транспортных средств, поточных автоматических и полуавтоматических линий.

В приложении 1 приведена структурная схема изготовления резиновых смесей.

Каждая паточная автоматическая линия изготовления резиновых смесей имеет ряд сблокированных и согласованно работающих агрегатов, машин и устройств, выполняющих последовательно следующие технологические операции:

1) подготовка каучуков к дозированию и смешению;

2) транспортирование сыпучих материалов и мягчителей от промежуточного склада к расходным бункерам, весам и дозаторам;

3) дозирование или взвешивание порций компонентов и загрузка в резиносмеситель;

4) изготовление маточных смесей;

5) окончательная обработка смесей;

6) передача готовых смесей на агрегат-потребитель.

Поточная линия должна иметь устройства, компенсирующие неравномерность производительности отдельных машин, выход с неустановившегося на установившийся режимы, переход с одной рецептуры на другую.

1.8.2 Существует несколько технологических схем агрегатного оформления процесса изготовления резиновых смесей по так называемому сухому способу с использованием резиносмесителей периодического действия:

1) двухстадийное изготовление смесей в резиносмесителях с частотным регулированием с длительностью цикла 2,5 мин.;

2) двухстадийное изготовление резиновых смесей в одном резиносмесителе РС 270/15.60 с длительностью первого цикла до 4 мин и второго ? до 2,5 мин.;

3) одностадийное изготовление каркасных, брекерных и других смесей в резиносмесителе РС270/15.60 с длительностью циклов от 6 до 9 мин [4].

1.8.3 Изготовление некоторых типов резиновых смесей в настоящее время производится в две стадии (рис.1.1). Такое ведение процесса обычно определяется физико-химическими, термохимическими и другими свойствами смесей и отдельных компонентов, качественными и другими показателями.

Так, введение в смесь некоторых компонентов возможно только при низких температурах. В этом случае после изготовления маточных мягких (промежуточных) смесей из основных компонентов в резиносмесителе РС270/15.60 их охлаждают (первая стадия) с доработкой в червячной машине, а затем при смешении в резиносмесителе РС270/15.60 (вторая стадия) вводят в резиновую смесь остальные компоненты. Описываемая поточная линия предназначена для изготовления одной из поочередно двух каркасных смесей, близких по составу по бережной технологии.

Каучуки подаются из бункеров 12 через автоматические весы 13 на ленточный транспортер 27 загрузки компонентов в резиносмеситель РС270/15.60. Для децентрализованной развески каучуков предусмотрены полуавтоматические весы 26, на которые каучук подается вручную. Дальнейшие операции, включая разгрузку весов 26 и передачу каучука на транспортер 27, производятся автоматически. Противостарители, активаторы, предварительно измельченная канифоль и другие компоненты из бункеров 8 подаются питателями к автоматическим порционным весам 9. Пластификаторы каучука, замедлители вулканизации и другие добавки взвешиваются порционными весами 10. После взвешивания указанные компоненты (иногда называемые светлыми ингредиентами) высыпаются на закрытый ленточный транспортер 27 непосредственно на каучук для уменьшения потерь материалов и сокращения времени их загрузки и вместе с ним подаются в загрузочную воронку резиносмесителя.

Техуглерод из трех бункеров 1 поступает для последовательного взвешивания на автоматические весы 2. Навески техуглерода собираются в сборной емкости 3, откуда в заданный момент времени автоматически загружаются в скоростной резиносмеситель 31 для первой стадии смешения с длительностью цикла 2,5 мин.

Жидкие и легкоплавкие мягчители, циркулирующие под давлением по обогреваемым трубопроводам отбираются на автоматические весы 6 при помощи электромагнитных вентилей 5. Мягчители собираются в сборной емкости 7, откуда инжектором 32 подаются непосредственно в рабочую камеру резиносмесителя после загрузки сажи.

После окончания цикла смешения маточная смесь выгружается из резиносмесителя 31 на реверсивный транспортер 33 и подается в один из двух установленных в агрегате с резиносмесителем грануляторов 34. Один гранулятор предназначен для грануляции маточной резиновой смеси беговой дорожки протектора, а другой для грагнуляции маточной смеси боковин протектора. Гранулы резиновой смеси из головки гранулятора попадают на вибрационный транспортер 55, откуда элеватором 36 подаются в охладительно-сушильную камеру 37 с трехъярусным ленточным транспортером. Из камеры гранулы попадают в приемные устройства 38 и при помощи пневмотранспорта 30 направляются в разгрузители (циклоны) 19 и далее в расходные бункеры 18 гранулированных маточных смесей. Из расходных бункеров гранулы поступают через автоматические весы 21 на загрузочный закрытый ленточный транспортер 23 и загружаются в скоростной 30-оборотный резиносмеситель 24 для второй стадии смешения. На последней минуте второй стадии смешения (за 20-30 с до окончания цикла) из сборной емкости 22 в резиноемеситель автоматически загружаются сера и ускорители. Эти компоненты подаются из бункера 16 через автоматические весы 17.

1 ? бункеры для сажи; 2, 6, 9, 10, 13, 17, 21 ? автоматические весы; 3 ? сборная емкость; 4 ? трубопроводы с циркулируюшими мягчителями; 5 ? электроуправляемые исполнительные механизмы пневматического действия; 7 ? сборная емкость; 8 ? бункеры для сыпучих ингредиентов; 11 ? разгрузитель линии пневмотранспорта гранулированных каучуков; 12 ? расходные бункеры для гранулированных каучуков; 14 ? щит автоматического управления избирательным взвешиванием второй стадии смешения; 15 ? главный щит управления второй стадией смешения; 16 ? бункеры для серы и ускорителей; 18 ? расходные бункеры для гранул промежуточных смесей; 20 ? вакуум-установка линии пневмотранспорта гранулированных промежуточных смесей; 22 ? сборная промежуточная емкость; 23 ? загрузочный ленточный транспортер; 24 ? резиносмеситель второй степени смешения; 25 ? реверсивный ленточный транспортер; 26 ? полуавтоматические весы с подвижной платформой для негранулированных каучуков; 27 ? загрузочный ленточный транспортер; 28 ? пылесборник; 29 ? переносной контейнер; 30 ? линия пневмотранспорта гранулированных промежуточных смесей; 31 ? резиносмеситель первой стадии смешения; 32 ? инжектор; 33 ? реверсивный транспортер; 34 ? гранулятор для промежуточных смесей; 35 ? вибрационный транспортер; 36 ? элеватор; 37 ? камера для сушки гранулированных смесей; 38 ? приемник гранул; 39 ? главный щит управления первой стадии смешения; 40 ? щит автоматического управления избирательным взвешивание первой стадии смешения.

Рис.1.1 - Изготовление резиновых смесей в две стадии

Выгруженная из смесителя готовая резиновая смесь попадает на реверсивный ленточный транспортер 25, которым передается на один из двух агрегатов, состоящих из трех листовальных вальцов 2130 мм. Здесь резиновая смесь дорабатывается и передается с первых на вторые и далее на третьи вальцы. Для сбора пыли ингредиентов, образующейся в бункерах, весах и загрузочной воронке резиносмесителя, в схеме предусмотрена пылесборная система с вентилятором, пылесборником 28 и контейнером 29 для транспортирования осажденных частиц пыли [4].

1.8.4 Гранулированные каучуки (рис.1.2) из расходных бункеров 12 подаются через автоматические весы 13 и закрытый загрузочный ленточный транспортер 26 в скоростной 30-оборотный резиносмеситель 28. Каучуки, не подвергающиеся грануляции, взвешиваются на полуавтоматических весах 22. Сажа, взвешенная на автоматических весах 2, поступает из бункеров 1 в сборную емкость 3 для загрузки в резиносмеситель. Мягчители из циркуляционных трубопроводов 4 направляются через автоматические весы 5 и 6 в сборную емкость 7 и инжектором 30 нагнетаются в рабочую камеру резиносмесителя. Светлые компоненты из бункеров поступают на весы 9 и 10, откуда подаются на загрузочный ленточный транспортер 26. Все компоненты резиновых смесей автоматически загружаются в резиносмеситель в нужный момент времени.

После окончания первой стадии смешения (продолжительном 4 мин) смесь выгружается из резиносмесителя и при помощи реверсивного ленточного транспортера 31 подается в стрейнер-гранулятор 29. Далее гранулы охлаждаются суспензией на вибрационном транспортере 27 и элеватором 25 подаются в охладительно-сушильную камеру 23 и в приемник-питатель 24 пневмотранспорта. При помощи пневмотранспорта 21 гранулы поступают через загрузитель (циклон) 17 в расходный бункер 18, откуда гранулы маточной резиновой смеси направляются на автоматические весы и далее на тот же закрытый загрузочный ленточный транспортер 26. Производится загрузка того же резиносмесителя 28 для осуществления второй стадии смешения, продолжительность которой 2,5 мин. Для смешения с маточной смесью на второй стадии сера и ускорители подаются из бункеров 14, взвешиваются весами 15 и собираются в сборную емкость 16, откуда за 20-30 с до окончания цикла смешения ссыпаются в резиносмеситель. Из резиносмесителя смесь поступает на реверсивный транспортер 31, который подает ее на агрегат из трёх вальцев 2130 мм для доработки и передачи к агрегату-потребителю [4].

1.8.5 Эта линия (рис.1.3) предназначена для изготовления различных резиновых смесей, потребляемых в небольших количествах. Продолжительность процесса смешения 4-9 мин.

На загрузочный закрытый ленточный транспортер 24 из бункера 22 через весы 23 подаются гранулированные каучуки. Развеска негранулированных каучуков производится вручную на весах 25. На загрузочный транспортер подаются также сыпучие компоненты, взвешиваемые весами 18,19 и 20. Весы загружаются из бункеров 17. Установка трех весов вызвана необходимостью отвешивания порций, сильно отличающихся по массе (от десятков граммов до десятков килограммов).

Сажа из бункеров 1 взвешивается на весах 3 и подается в сборную промежуточную емкость 4. Мягчители, циркулирующие по трубопроводам 8 и находящиеся в емкости 9, взвешиваются весами 11 и поступают в сборную емкость 12, откуда инжектором вводятся в резиносмеситель 30. Мягчители типа рубракс из бункера 5 подаются на весы 5, в сборную емкость 7 и инжектором 31 нагнетаются в камеру резиносмесителя 30. Ускорители вулканизации резиновых смесей вводятся в резиносмеситель на последней минуте процесса смешения, но для мягких смесей их можно вводить и в начале процесса.

Сера для мягких смесей подается в резиносмеситель за 20-30 с до окончания цикла смешения, а для жестких смесей она вводится на вальцах при доработке смеси, выгруженной из резиносмесителя. Эти компоненты поступают из бункеров 13 через весы 14 и 15 в промежуточную емкость 16 и на загрузку в резиносмеситель.

Для сбора пыли в поточной линии предусмотрена пылесборная система, из которой пыль поступает в пылесборник 26, контейнер 27 и направляется для использования в производство второстепенных смесей [4].

Недостатком данных схем является непостоянство качества и недостаточная степень диспергирования техуглерода. Современные технологические линии базируются на резиносмесителе РС270/15.60 с возможностью частотного регулирования и контроля по потребляемой мощности.

1.8.6 Изготовление протекторных, брекерных и других смесей повышенной жесткости и модулей на традиционном резинообрабатывающем оборудовании происходит с большими затруднениями. В частности, наблюдается срыв головок грануляторов малопластичной, высоковязкой маточной смеси после первой стадии. Кроме того, качество резин (особенно износостойкость протекторов) недостаточно высокодаже при двухстадийном смещении. Устраняет отмеченные недостатки трехстадийный способ смешения, по которому на первой стадии в резиносмесителе смешивают 70 ? 90 % технического углерода с диспергаторами, на второй стадии в гранулированную смесь вводят остатки технического углерода, активаторы, противостарители, мягчители, а на третьей стадии в гранулированную смесь добавляют вулканизующую группу и антискорчинг. Данные, приведенные в табл.1.2, свидетельствуют о значительном повышении пластичности смеси после первой стадии смешения и в общем повышение комплекса эксплуатационных показателей протекторных резин. Также достигается снижение энергозатрат и общего времени приготовления 1 т резиновой смеси за счет уменьшения продолжительности смешения на каждой стадии [5].

1.8.7 Сухое смешение предполагает введение на первой стадии минимального количества мягчителей (около 3,0-5,0 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука), что обеспечивает высокую технологичность процесса. Мягчитель добавляется после введения до 55,0 мас. ч. технического углерода. С учетом данной последовательности происходит экономия во времени приблизительно 10-15 с. На второй стадии - ремилинг (или промежуточная стадия) вводится оставшаяся часть технического углерода.

1.8.8 Данный вид технологии характерен для таких каучуков как натуральный, стирольный, синтетический.

1 ? бункеры для сажи; 2, 5, 6, 9, 10, 13, 15,20 ? автоматические весы; 3 ? сборная емкость; 4 ? трубопроводы с циркулируюшими мягчителями; 7 ? сборная продувочная емкость; 8 ? бункеры для сыпучих ингредиентов; 11 ? разгрузитель линии пневмотранспорта гранулированных каучуков; 12 ? расходные бункеры для гранулированных каучуков; 14 ? бункеры для серы и ускорителей; 16 ? сборная промежуточная емкость; 17 ? разгрузитель линии пневмотранспорта для гранулированных промежуточных смесей; 18 ? расходные бункеры для гранул промежуточных смесей; 19 ? вакуум-установка линии пневмотранспорта гранулированных промежуточных смесей; 21 ? линия пневмотранспорта промежуточных смесей; 22 ? полуавтоматические весы для негранулированных каучуков; 23 ? охладительная камера; 24 ?приемник гранул; 25 ? элеватор; 26 ? загрузочный ленточный транспортер; 27 ? вибрационный транспортер; 28 ?резиносмеситель; 29 ? стрейнер-гранулятор; 30 ? нжектор; 31 ? реверсивный транспортер; 32 ? переносной контейнер; 33 ?пылесборник; 34 ? главный щит управления процессом смешения; 35 ? щит автоматического управления избирательным взвешиванием.

Рис.1.2

1 ? бункеры для сажи; 2 ? бункеры для регенирирования пыли; 3, 6, 11,14, 15, 18, 19, 20, 23 ? автоматические весы; 4, 6 ? сборная емкость; 5 ? бункер для твердого мягчителя типа рубракс; 7, 12 ? сборные продувочные емкости; 8 ? трубопроводы с циркулируюшими мягчителями; 9 ? емкость для сосновой смолы; 10 ? электроуправляемые механизмы пневматического действия; 13 ? бункеры для серы и ускорителей; 17 ? бункеры для сыпучих компонентов; 21 ? разгрузитель линии пневмотранспорта для гранулированных каучуков; 22 ? расходные бункеры для гранулированных каучуков; 26 ? загрузочный ленточный транспортер; 25 ? полуавтоматические весы с выдвижной платформой; 26 ? пылесборник; 27 ? переносной контейнер; 28 ? шлюзовый затвор; 29 ? шнековый питатель; 30 ?резиносмеситель; 31 ? инжектор; 32 ? щит управления избирательным взвешиванием; 33? главный щит управления.

Рис.1.3

Для синтетического каучука на первой стадии предполагается введение его до 70%. За 2-3 минуты на последней стадии вводится оставшаяся часть, т.е.30%, СКИ в маточную смесь, и за 30с. вводится вулканизующая группа. В результате не происходит перепластикация каучука.

Особенностью "бережной технологии" для СКИ является низкая вязкость и когезионная прочность. Поэтому температура на первой стадии должна быть не более 80-90 0С.

Таким образом, из анализа литературы виден ряд недостатков существующих линий и схем. В современных производствах находят применение резиносмесители с 4-ех лопастными и особенно взаимозацепляемыми роторами, управляемыми приводами позволяет осуществить контроль смешения с одновременным регулированием частоты вращения роторов. Одновременно осуществляется контроль роста температуры и потребляемой мощности, в том числе мгновенной (в данный момент), характеризующих изменение вязкости, т.е. степени диспергирования ТУ и степени пластикации. Это обеспечивает получение постоянства качества резиновых смесей.

1.9 Совершенствование технологического процесса изготовления резиновых смесей

Основной задачей подготовительного цеха является обеспечение последующих переделов производства резиновыми смесями стабильного и высокого уровня качества.

Это достигается, прежде всего, оптимальным построением режима изготовления резиновых смесей, позволяющим наиболее полно реализовать технологические и технические свойства, заложенные их составом.

В условиях постоянного совершенствования рецептуры резиновых смесей и значительных затрат на отработку в производственных условиях оптимальных циклов смешения, все большую актуальность и значение приобретает разработка основных принципов построения режимов изготовления резиновых смесей.

Изготовление резиновых смесей осуществляется на скоростных резиносмесителях высокого давления РСВД - 250-40; РСВД - 250-30; РСВД - 270-40; РСВД - 270-30 в одну, две или три стадии.

В одну стадию изготавливаются разные смеси:

сквиджи на низ первого слоя каркаса шин "Р";

смеси для ободных лент;

мягкая прослойка для шин с регулируемым давлением;

клеевые смеси;

смеси для стыковки;

изоляция для бортовой проволоки.

В две стадии изготавливаются протекторные, каркасные, металлокордные и камерные смеси для всех покрышек и камер. Протекторные смеси для легковых шин типа "Р" и грузовых шин "Р" для экспорта - в три стадии.

Дозирование основной части ингредиентов производится автоматической системой САД. Каучуки развешиваются на ленточных весах у резиносмесителя. Ингредиенты немассового использования развешиваются вручную. Доработка смесей производится на агрегате из 3-х вальцов ПД 2130 мм.

При одностадийном процессе смешения в резиносмеситель загружают одновременно каучук, технический углерод, и другие ингредиенты. Быстро опускают плунжер и смешение ведут под давлением 4 - 6 кг/см, на 90 секунде поднимается верхний пресс и вводятся жидкие ингредиенты. Смешение производится при 30 об/ мин, в течение 5 - 6 минут, с температурой выгрузки 150°С + 6. При этом способе смешения серу вводят на вальцах.

При двухстадийном смешении достигается значительное ускорение процесса смешения. Схема организации работы предусматривает на первой стадии смешение при 40 об/мин и на второй стадии - 30 об/мин. Двухстадийная схема смешения позволила организовать работу по переводу производства основных шинных резиновых смесей (протекторных, каркасных) на эффективный отпуск шприцевания полуфабрикатов и обрезинку корда по прямому потоку.

Основные достоинства прямого потока заключаются в следующем:

1) упрощается и ускоряется технологический процесс; отпадает необходимость опудривания и охлаждения резины; ликвидируются перегрузочные операции, связанные с охлаждением, транспортированием и складированием готовых смесей;

2) сокращается количество рабочих, занятых на операциях по разогреву резиновых смесей, питании агрегатов и др., облегчается труд вальцовщиков, а также значительно уменьшается потребление электроэнергии;

3) улучшается каландрование и шприцевание резин благодаря равномерной пластичности смесей.

Последовательность введения наполнителей, пластификаторов, вулканизующих агентов на первой и второй стадии выгодно отличает двухстадийное смешение от одностадийного. При этом по сравнению с одностадийными режимами повышаются прочность при растяжении и относительное удлинение, динамическая выносливость (в 2 - 5 раз), некоторые специальные показатели; снижается разброс показателей в пределах одной заправки; значительно улучшаются пластоэластические свойства резиновых смесей и их технологическое поведение в процессах приготовления и последующей переработки.

Для получения протекторных резин с твердостью до 72 усл. ед. по Шору А с применением обычных дозировок высокодисперсного технического углерода требуется трехстадийное ведение процесса.

Первая стадия - внедрение наполнителя и всех химикатов в эластомерную структуру является наиболее длительной и энергоемкой в процессе смешения.

Вторая стадия - повторная обработка смеси (после вылежки маточной смеси не менее 8 часов) в резиносмесителе до температуры 145 - 150°С.

Третья стадия - введение компонентов вулканизующей системы.

Трехстадийное смешение - эффективный путь решения задачи улучшения прочностных свойств резин, повышения твердости и износостойкости за счет снижения дозировки жидких мягчителей и улучшения качества смешения.,

Трехстадийный процесс изготовления протекторных смесей позволяет существенно (до 15%) повысить технические свойства резин и является одним из главных путей повышения качества и эксплуатационной выносливости

1.10 Контроль качества смешения

При приготовлении резиновых смесей на вальцах об окончании процесса смешения судят обычно по гладкости поверхности вальцованных листов.

Контроль за окончанием процесса смешения в закрытом резиносмесителе осуществляется по следующим параметрам:

заданная продолжительность смешения;

заданная максимальная температура в камере, по достижении которой заправка автоматически выгружается;

заданное удельное потребление энергии - заправка выгружается по достижении определенного заданного уровня расхода энергии.

В последнем случае в качестве контрольного и командного приборов используют ваттметр и счетчик, а также приборы типа интегратора мощности фирмы "Монсанто", которые непрерывно измеряют и регистрируют затраты энергии на процесс смешения.

В процессе смешения протекают следующие физико-химические превращения:

разрушение крупных агломератов ингредиентов и полимерных блоков до более мелких структур;

внедрение порошкообразных или жидких ингредиентов в каучук с нарушением его сплошности и образования общей грубодисперсной массы смеси за счет слипания отдельных микрообъемов;

диспергирование агломератов тонкодисперсных наполнителей до минимального размера составляющих их первичных частиц с каучуковой фазой;

гомогенизация, или простое смешение;

перемещение частиц от одной точки смеси к другой без изменения их формы, обуславливающее повышение однородности системы;

механодеструкция каучука, сопровождающаяся снижением его вязкости (пластикация);

разогрев вследствие выделения энергии внутреннего трения, обусловливающий ускоренное протекание термоокислительных процессов, снижение эффективной вязкости смеси и повышение ее склонности к преждевременной подвулканизации.

Протекание указанных процессов определяет качество смешения. Считается, что определяющими процессами при приготовлении резиновых смесей являются гомогенизация и диспергирование. Гомогенизация зависит главным образом от накопления деформации сдвига, тогда как диспергирование определяется реализуемыми напряжениями сдвига или вязкостью смеси.

Для характеристики качества смешения используют понятия:

степень диспергирования;

однородность распределения наполнителя.

Степень диспергирования определяется средним размером частиц тонкодисперсного наполнителя в смеси, а однородность (гомогенность) отражает колебания концентрации или содержание какого-либо компонента в различных ее микрообъемах. Поскольку наиболее полное смешение достигается при статически беспорядочном расположении частиц, за эталонную (идеально перемешанную) смесь принимают систему со случайным распределением частиц.

В зависимости от степени диспергирования и однородности распределения наполнителя формируется структура резиновой смеси. Различают макро - и микроструктуры. В первом случае оценивают степень однородности системы, а во втором - количественные и качественные характеристики отдельных структурных элементов (размер, форма и степень агломерации частиц и микрообъемов каучуковой фазы).

Однако даже плохо перемешанная система может казаться однородной, если ее рассматривать невооруженным глазом, и неоднородной - под микроскопом. Любые резиновые смеси являются неоднородными (гетерогенными или многофазными) на молекулярном или коллоидном уровне. При анализе макроструктуры (неоднородности) резиновой смеси рекомендуется использовать шкалу сравнения гораздо большего масштаба, чем размер частиц, тогда к ней может быть применен статистический подход.

Для оценки качества смешения используются визуальные методы, световая и электронная микроскопия, радиоинтероскопия.

2. Выбор и обоснование технологической схемы изготовления резиновых смесей

2.1 Трехстадийное изготовление жестких резиновых смесей

Изготовление протекторных, брекерных и других смесей повышенной жесткости и модулей на традиционном резинообрабатывающем оборудовании происходит с большими затруднениями. В частности, наблюдается срыв головок грануляторов малопластичной, высоковязкой маточной смеси после первой стадии. Кроме того, качество резин (особенно износостойкость протекторов) недостаточно высоко даже при двухстадийном смещении. Устраняет отмеченные недостатки трехстадийный способ смешения, по которому на первой стадии в резиносмесителе смешивают 70 ? 90 % технического углерода с диспергаторами, на второй стадии в гранулированную смесь вводят остатки технического углерода, активаторы, противостарители, мягчители, а на третьей стадии в гранулированную смесь добавляют вулканизующую группу и антискорчинг.

На рис 2.1 представлена схема трехстадийного изготовления резиновой смеси.

Напольным транспортом каучук подается на полуавтоматические весы ленточного типа 8 и на ленточный транспортер 7 для подачи в резиносмеситель периодического действия РС 270/15.60, в котором изготавливается резиновая смесь первой стадии. Гранулированный техуглерод поступает в цех в многооборотных мягких контейнерах "биг-бег" 46. Подвесным конвейером 45 техуглерод направляется в расходные бункера 1, оттуда винтовыми питателями 2 подается на автоматические весы 3 и далее через загрузочную емкость 4 в резиносмеситель 5. Твердые мягчители напольным транспортом подаются на участок ручной развески 6 и далее с помощью ленточного транспортера 7 в резиносмеситель 5. Остальные ингредиенты развешиваются вручную. Маточная смесь изготавливается без вулканизующих агентов и ускорителей и с частичной дозировкой техуглерода. Смешение под давлением составляет 110 с, температура смеси при выгрузке из резиносмесителя 14060С. Обработка резиновой смеси на первой стадии после резиносмесителя 5 производится на агрегате из двух вальцов СМ 2100 660/660. Резиновую смесь принимают на первую пару вальцов, пропускают через зазор не менее 3-ех раз и передают на вторую пару вальцов. Смесь на второй паре вальцов перемешивают в рулонах не менее 3-ех раз (t валков вальцев переднего 60100С, заднего 50100С). Температура складирования резиновой смеси составляет не выше 60 0С.

После доработки резиновой смеси на вальцах производится ее охлаждение в установке фестонного типа 11.

Далее по наклонному ленточному транспортеру 12 резиновая смесь поступает на 2-й этаж, где укладчиком 13 укладывается на паллеты 14, затем напольным транспортом подается к резиносмесителю РС 270/15.60 19, в котором происходит 2-я стадия смешения.

На второй стадии смешения производится доработка резиновой смеси и вводится оставшаяся часть техуглерода, который поступает из расходных бункеров 15 через автоматические весы 17 в загрузочную емкость 18. Температура выгрузки резиновой смеси из резиносмесителя составляет 14060С. Смешение под давлением не менее 90 с.

Обработка резиновой смеси второй стадии после резиносмесителя 19 производится на агрегате из двух вальцов СМ 2100 660/660 20 и затем поступает в гранулятор МЧТ-380/450 21, где гранулируется.

После гранулирования резиновая смесь в виде гранул поступает по вибротранспортеру 22 и наклонному транспортеру 23 в холодильные барабаны для охлаждения и сушки маточной смеси. Далее гранулы пневмотранспортером 25 подается в осадительную емкость для гранул маточной смеси 29 и затем в бункера 28. После взвешивания на весах 35 гранулы высыпаются на ленточный транспортер 39 и поступает в резиносмеситель 38, в котором производится 3-я стадия смешения.

На третьей стадии смешения вводится в резиновую смесь вулканизирующая группа и ускорители, которые из расходных бункеров 26 и 27 через автоматические весы 33, 34 и загрузочные емкости 36, 37 поступают в резиносмеситель РС 270/15.60 38.

Температура смеси при выгрузке из резиносмесителя составляет 10560С. Смешение под давлением не менее 60 с.

Обработка резиновой смеси третьей стадии после резиносмесителя 38 производится на агрегате из трех вальцов СМ 2100 660/660 40. После принятия резиновой смеси на первые вальцы ее пропускают через зазор, перемешивают в рулонах слева на право не менее трех раз. На вторых вальцах резиновую смесь подрезают не менее трех раз и передают на третью пару вальцов. Температура валков вальцов: переднего 60100С, заднего 50100С.

После доработки резиновой смеси на агрегате из трех вальцов она поступает через ванну смачивания 42 на установку фестонного типа 43 для охлаждения до температуры не более 50 0С и далее отдельными заправками укладывается на паллеты или поддоны 44 и электропогрузчиком транспортируется на склад готовых смесей.

В данной технологической линии предусмотрен резиносмеситель РС 270/15.60 для всех стадий смешения. Преимуществом данного резиносмесителя является управляемый привод, что позволяет осуществить контроль смешения с одновременным регулированием частоты вращения роторов. Одновременно осуществляется контроль роста температуры и потребляемой мощности, в том числе мгновенной (в данный момент), характеризующий изменение вязкости, т.е. степени диспергирования ТУ и степени пластикации. Это обеспечивает получение постоянства качества резиновых смесей.

2.2 Изготовление резиновой смеси по бережной технологии

Резиновую смесь шифра 13-35 Бел 201 целесообразнее изготавливать по "бережной" технологии. Особенностью является то, что для синтетического каучука на первой стадии предполагается введение его до 70%. За 2-3 минуты на последней стадии вводится оставшаяся часть (30%) СКИ в маточную смесь, и за 30 с. вводится вулканизующая группа. В результате не происходит перепластикация каучука.

Особенностью "бережной технологии" для СКИ является низкая вязкость и когезионная прочность. В связи с уменьшением вязкости уменьшаются затраты энергии при смешении каучука с ингредиентами, уменьшается температура переработки резиновой смеси и тем самым уменьшается опасность преждевременной вулканизации резиновой смеси. Температура на первой стадии смешения должна быть не более 80-90 0С.

3. Выбор и характеристика межоперационного транспорта

3.1 Методы транспортировки различных материалов и ингредиентов

Изготовление резиновых смесей является важным этапом в производстве любого резинотехнического изделия. Резиновая смесь является сложной вязкоупругой тиксотропной многокомпонентной системой, в состав которой входят каучуки и различные ингредиенты, равномерно распределенные в массе каучука. Для получения резиновых смесей ингредиенты смешивают до образования однородной массы с каучуком, являющимся жидкостью с высокой аномальной вязкостью. Хранение и транспортировка каучуков и ингредиентов, их дозирование и подготовка к процессу изготовления резиновых смесей во многом зависит от их физико-химических свойств и формы их выпуска [1].

Для транспортирования каучуков и ингредиентов в склады, подготовительный цех и для подачи резиновых смесей в другие цеха используется система транспортных средств.

Транспортные системы должны обладать необходимыми характеристиками для обеспечения бесперебойного снабжения материалами технологических установок, герметичность исполнения, исключающую внедрение пылеобразных компонентов в производственные помещения, высокий уровень механизации погрузочно-разгрузочных работ при минимальном использовании ручного труда.

Для перевозки материалов применяют многообразные металлические поддоны, а также мягкие резинокордные контейнеры для сыпучих материалов. Сырье хранится в стеллажных складах высотой 12-15 м. К складам должен применяться целый ряд требований по обеспечению оптимальных условий хранения, таких как определенная температура и влажность, от которых во многом зависят физико-химические свойства сырья.

После разгрузки на рампе подвесной толкающий конвейер (ПТК) принимает поддоны с материалами, передает их на тележки для транспортировки к стеллажам склада.

Натуральный каучук (НК) поступает на предприятие в кипах. Растаренный и очищенный НК в кипах из цеха подготовки сырья поступает в подготовительный цех [2]. Кипы НК разрезают на куски на горизонтальном гидравлическом ноже, укладывают в поддоны или подвески транспортной системы и направляют на декристаллизацию (распарку): в поддонах напольным транспортом подаются в камеры периодического действия, а на подвесках транспортной системы ? в камеры непрерывного действия. Если НК распаривался в кипах, то его разрезают на куски на вертикальном ноже.

После декристаллизации НК подается напольным транспортом или транспортной системой к резиносмесителям для изготовления пластиката. Пластикация НК производится в резиносмесителях периодического действия РС 270/15.60 с добавлением пластикаторов (ренацит, структол и др.). Обработка пластиката после резиносмесителя производится на вальцах или на агрегатах из 2-х или 3-х вальцев, а его охлаждение ? на УФТ. Пластикат укладывают в поддоны и подают на участок изготовления резиновых смесей [3].

Синтетические каучуки поступают на участок сырья подготовительного цеха, освобождаются от упаковки и подаются в поддонах или по транспортной системе на участок изготовления резиновых смесей. Изопреновые каучуки (СКИ) подвергаются декристаллизации и пластикации аналогично декристаллизации и пластикации натуральному каучуку.

В процессе изготовления резиновых смесей используются жидкие ингредиенты. Жидкие мягчители подаются в расходные емкости подготовительного цеха, а затем в резиносмесители по обогреваемым трубопроводам.

Технический углерод в мешках к расходным бункерам подается напольным транспортом в поддонах. Бестарный ТУ из силосов в промежуточные и расходные бункера подается скребковыми или шнековыми конвейерами.

Сыпучие ингредиенты к расходным бункерам доставляются напольным транспортом, а в резиносмесители ? шнековыми транспортерами через автоматическую развеску.

Ингредиенты, потребляемые в малых количествах и твердые мягчители, напольным транспортом подаются на участок ручной развески, а затем к резиносмесителям [3].

3.2 Методы развески сыпучих и жидких ингредиентов

Развеска сыпучих ингредиентов может производиться как вручную при помощи весов, так и с помощью системы автоматического дозирования (САД). Система САД представляет собой совокупность программных устройств, в которых аппаратура управления процессами дозирования, разгрузки и смешения выполнена на бесконтактных элементах, а аппаратура управления системами пылесборки, пневмотранспорта гранул и исполнительными механизмами - на силовых релейно-контактных элементах [2].

При включении системы в работу материалы из бункеров при помощи питателей подаются в автоматические весы. При взвешивании нескольких ингредиентов весы переходят к навеске следующего ингредиента тотчас после навески предыдущего.

Управление разгрузкой весов производится с помощью разгрузочного многоцепного программного устройства (МПУ).

Когда сборные емкости опорожнены по команде разгрузочного МПУ, материалы из автоматических весов поступают в сборные емкости и на загрузочный ленточный транспортер резиносмесителя. Далее разгрузочное МПУ (если сборные емкости заполнены, ковши автоматических весов закрыты и полностью разгружены) подает сигнал режимному МПУ и весам на следующую навеску. Процессы развески и смешения производятся одновременно.

Режимное МПУ управляет согласно установленной программе загрузкой материалов в резиносмеситель, процессом смешения в соответствии с его продолжительностью и температурой, а также разгрузкой смеси из резиносмесителя. Для контроля процесса смешения каждой закладки по температуре устанавливают самопишущий потенциометр ЭПП-09.

Если процесс смешения протекает при нормальном температурном режиме, то команду на выгрузку смеси из резиносмесителя дает МПУ по истечении установленного времени. Если же в процессе смешения температура смеси превысит заданное значение, выгрузка смеси производится при достижении установленной температуры. Отсчет числа закладок, приготовляемых в резиносмесителе, ведется по числу комплексных навесок, поступающих на изготовление закладок.

При полуавтоматическом режиме управления перед началом процесса смешения навеска каучука загружается на загрузочный транспортер. Далее нажатием пусковой кнопки включается МПУ, которое дает команду на выполнение операций в соответствии с режимом смешения.

Система УЭВМ обеспечивает автоматическое и полуавтоматическое управление работой всего подготовительного цеха, начиная с приемки ингредиентов и кончая смешением.

При автоматическом управлении смешением ЭВМ определяет резино-смеситель, который требуется загружать ингредиентами, дает команду на загрузку, контролирует продолжительность и температуру смешения и дает команду на разгрузку смеси из резиносмесителя.

ЭВМ контролирует работу всей установки и прерывает ведение технологического процесса в случае неисправности оборудования или отклонения от программы, подавая при этом аварийные сигналы с записью на телепринтере о характере и месте аварии [3].

4. Инженерно-технологические расчеты

В таблице 4.1 представлен расчет суточного и годового выпуска изделий.

Таблица 4.1 - Расчет суточного и годового выпуска изделий

Наименование

изделий

Выпуск продукции, шт.

Отбор изделий на испытания, шт.

Производственная программа с учетом

отбора изделий на испытания, шт.

год

сутки

процент

год

сутки

год

сутки

Покрышка 11R22,5

модели Бел-98

11280

31,2

0,05

6

0,017

11286

31,3

Расчет суточной производственной программы производится исходя из режимного фонда времени работы предприятия по формуле (4.1):

Треж = Тклн - Тппр - Тпр, (4.1)

где Треж - режимный фонд времени, дни; Тклн - календарный фонд рабочего времени, дни; Тппр - планово-предупредительные ремонты, дни, дни; Тпр - праздничные и выходные дни, дни.

Количество дней планируемых остановок на ремонт определяется в соответствии с установленной на предприятии системой планово-предупредительных ремонтов. Исходя из графика ППР для вулканизационного оборудования 1 - 600 инд.422311 (ЦМК) ремонтные дни составляют 4 дня.

Треж = 365 - 4 = 361 дней

Суточный выпуск шин рассчитывается по формуле (4.2):

Всут = Вгод / Треж, (4.2)

Всут = 11280/361 = 31,2 шт.

С учётом отбора изделий на испытания в год производственная программа рассчитывается по формуле (4.3):

Писп = Вгод + Оисп, (4.3)

где Оисп - отбор изделий на испытания в год, шт.

Писп = 11280 + 6 = 11286 шт.

Производственная программа с учётом отбора изделий на испытания в сутки рассчитывается по формуле (4.4):

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены