Дипломная работа на тему "Технологии производства формовых резинотехнических изделий"

ГлавнаяПромышленность, производство → Технологии производства формовых резинотехнических изделий




Не нашли то, что вам нужно?
Посмотрите вашу тему в базе готовых дипломных и курсовых работ:

(Результаты откроются в новом окне)

Текст дипломной работы "Технологии производства формовых резинотехнических изделий":


Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Специальность

кафедра естественных наук

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

На тему:

Технологии производства формовых резинотехнических изделий

2009

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка содержит листов, таблиц, рисунков, 1 схему, литературных источников, 4 приложения, 8 чертеже й формата А1.

ФОРМОВЫЕ РТИ, ЧЕХОЛ ЗАЩИТНЫЙ ТЯГ РУЛЕВОЙ ТРАПЕЦИИ, УСКОРИТЕЛЬ, ПЛАСТИФИКАТОР, ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ, СНИЖЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ НАПРЯЖЕННОСТИ.

Цель работы:

Усовершенствование технологии производства формовых резинотехнических изделий с целью снижения экологической напряженности.

В дипломной работе проведен анализ литературы по технологии производства резинотехнических изделий и выбран способы снижения экологической напряженности на предприятии, используя в технологии ускорители с меньшей пылящей способностью, усовершенствованные пластификаторы и применяя гидродинамический пылеуловитель в наиболее запыленных цехах.

В дипломном проекте разработана технологическая схема производства формовых РТИ с элементами автоматизации, КИПиА.

Проведены материальные расчеты, расчет оборудования, тепловые, энергетические и транспортные расчеты.

Предусмотрены мероприятия по безопасному ведению технологического процесса и рассмотрены вопросы по охране окружающей среды и переработке отходов.

Заказать написание дипломной - rosdiplomnaya.com

Новый банк готовых оригинальных дипломных проектов предлагает вам написать любые работы по требуемой вам теме. Профессиональное написание дипломных проектов под заказ в Санкт-Петербурге и в других городах РФ.

Доказана экологическая и экономическая эффективность предлагаемых решений.

THE ABSTRACT

The Explanatory note contains of sheets, tables, figures, references, 4 appendices, 8 drawings of format А1.

SHAPED RTI, the COVER PROTECTIVE DRAFTS of the STEERING TRAPEZE, the ACCELERATOR, SOFTENER, the HYDRODYNAMICAL DEDUSTER, DECREASE in ECOLOGICAL INTENSITY.

The purpose of work:

Improvement of the "know-how" shaped RTI products with the purpose of decrease in ecological intensity. In degree work the analysis of the literature under the "know-how" резинотехнических products is lead and chosen ways of decrease in ecological intensity at the enterprise, using in technology accelerators with smaller пылящей the ability, the advanced softeners and applying a hydrodynamical deduster in the most dusty shops.

In the degree project the technological scheme of manufacture shaped RTI with elements of automation, KIPiA is developed.

Material calculations, calculation of the equipment, thermal, power and transport calculations are lead.

Actions on safe conducting technological process are stipulated and questions on preservation of the environment and processing of waste are considered.

It is proved ecological and economic efficiency of offered decisions.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Технологический раздел

1.1 Информационный анализ с целью выбора технического решения

1.1.2 Добавки резиновых смесей

1.1.3 Оборудование для производства РТИ

1.2 Патентные исследования

1.3 Характеристика исходного сырья, вспомогательных материалов и

готовой продукции

1.4 Описание технологического процесса

1.5 Основные параметры технологического процесса

1.6 Техническая характеристика основного технологического

оборудования

1.7 Технологические расчеты

1.7.1 Материальные расчеты

1.7.2 Расчет основного технологического оборудования

1.7.3 Теплоэнергетические расчеты

1.7.4 Транспортные расчеты

2. Безопасность проекта

3. Экологическая экспертиза проекта

4. Автоматика

5. Организационно-экономический раздел

Заключение

Список использованной литературы

Приложения

Введение

В настоящее время производство резиновых изделий имеет тенденцию к увеличению. Индекс производства резиновых и пластмассовых изделий в России в 2006 году составил (по сравнению с прошлым годом) 120,2%, в том числе индекс производства резиновых изделий – 99,8%.

Резинотехнические изделия нашли свое применение во многих отраслях промышленности, таких как: машиностроение, горнодобывающая промышленность, железнодорожное дело и т. д. Ассортимент вырабатываемой резинотехническими предприятиями продукции масштабен и с каждым годом совершенствуется. Это всевозможные ремни, чехлы, втулки, уплотнители, прокладки и многое другое.

Оборудование и технологии, применяемые на большинстве росийских предприятий давно уже устарели. Ввиду данной причины, производительность низкая, велика доля брака, осуществляются выбросы вредных веществ в атмосферу, себестоимость продукции высока и т. д.

ООО “Автокомплект и К” одно из нескольких балаковских предприятий, основной деятельностью которого является производство резинотехнических изделий. Анализ технологии, внедренной на данном предприятии показал, что ООО “Автокомплект и К” не осуществляют очистки отходящих газов, которые содержат, как результат побочных реакций, всевозможные вредные вещества, такие как: стирол, хлоропрен, метилэтилкетон, предельные углеводороды и др. Помимо газообразных продуктов, выбросы в атмосферу содержат взвешенную пыль серы и технического углерода. Данные вещества вызывают не только аллергические реакции, но и поражают центральную нервную систему работников предприятия, а также негативно воздействуют на окружающую природную среду.

Целью дипломного проекта является снижение экологической напряженности предприятия ООО “Автокомплект и К”.

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

1.1 Информационный анализ с целью выбора технического решения

1.1.1 Сырье для получения резинотехнических изделий

Основой любой резины служит каучук натуральный или синтетический, который и определяет основные свойства резинового материала.

Синтетический каучук в промышленном масштабе впервые получен в 1931 году в СССР по способу Лебедева. На полузаводской установке было получено 260 кг синтетического каучука из дивинила, а в 1932 году впервые в 1932 году впервые в мире осуществлен его промышленный синтез. В Германии каучук был синтезирован в 1936-1937 годах, а в США – в 1942 году.

Натуральный каучук (НК) является полимером изопрена (С5Н8)n. Он растворяется в жирных и ароматических растворителях (бензине, бензоле, сероуглероде и др.), образуя вязкие растворы, применяемые в качестве клеев. При нагреве выше 80-1000С каучук становится пластичным и при 2000С начинает разлагаться. При температуре -700С НК становится хрупким. Обычно НК аморфен, однако при длительном хранении возможна его кристаллизация. Для получения резины НК вулканизуют серой. Резины на основе НК отличаются высокой эластичностью, прочностью, водо - и газонепроницаемостью, высокими электроизоляционными свойствами.

Синтетический каучук бутадиеновый (дивинильный) (СКБ), формула полибутадиена (C4Н6)n. Он является некристаллизующимся каучуком и имеет низкий предел прочности при растяжении, поэтому в резину его основе необходимо вводить усиливающие наполнители. Морозостойкость бутадиенового каучука невысокая (от -40 до -450С). Он набухает в тех же растворителях, что и НК.

Стереорегулярный дивинильный каучук (СКД) по основным техническим свойствам приближается к НК. Дивинильные каучуки вулканизуются серой аналогично НК.

Бутадиенстирольный каучук (СКС) – получается при совместной полимеризации бутадиена (С4Н6) и стирола (СН2=СН-С6Н5). Это самый распространенный каучук общего назначения.

В зависимости от процентного содержания стирола каучук выпускают нескольких марок: СКС-10, СКС-30, СКС-50. Свойства каучука зависят от содержания стирольных звеньев. Так, например, чем больше стирола, тем выше прочность, но ниже морозостойкость.

Синтетический каучук изопреновый (СКИ) – продукт полимеризации изопрена (С5Н8). Получение СКИ стало возможным в связи с применением новых видов катализаторов. По строению, химическим и физико-химическим свойствам СКИ близок к натуральному каучуку. Промышленностью выпускаются каучуки СКИ-3 и СКИ-ЗП, наиболее близкие по свойствам к НК.

Бутадиеннитрильный каучук (СКН) – продукт совместной полимеризации бутадиена с нитрилом акриловой кислоты;

-СН2-СН=СН-СН2-СНСN-

В зависимости от состава каучук выпускают следующих марок: СКН-18, СКН-26, СКН-40. Зарубежные марки: хайкар, пербунан, буна-N и др. Присутствие в молекулах каучука группы CN сообщает ему полярные свойства. Чем выше полярность каучука, тем выше его механические и химические свойства и тем ниже морозостойкость. Вулканизуют СКН с помощью серы. Резины на основе СКН обладают высокой прочностью, хорошо сопротивляются истиранию, но по эластичности уступают резинам на основе НК, превосходят их по стойкости к старению и действию разбавленных кислот и щелочей.

Полисульфидный каучук или тиокол образуется при взаимодействии галоидопроизводных углеводородов с многосернистыми соединениями щелочных металлов:

-СН2-СН2-S2-S2-

Тиокол вулканизуется перекисями. Присутствие в основной цепи макромолекулы серы придает каучуку полярность, вследствие чего он становится устойчивым к топливу и маслам, к действию кислорода, озона, солнечного света. Сера так же сообщает тиоколу высокую газонепроницаемость (выше, чем у НК), поэтому тиокол – хороший герметизирующий материал. Механические свойства резины на основе тиокола невысокие.

Также существуют акрилатные, фторсодержащие каучуки, синтетический каучук теплостойкий, бутилкаучук, полиуретановые каучуки и др.

Для получения резиновой смеси 7-57-9003 используют хлоропреновый каучук, на основе которого производят маслобензостойкие резины.

Наирит является отечественным хлоропреновым каучуком. Хлоропрену соответствует формула СН2=ССl-СН=СН2. Вулканизация может проводиться термообработкой даже без серы, так как под действием температуры каучук переходит в термостабильное состояние.

Хлоропен – бесцветная жидкость, кипящая при 590С. Он самопроизвольно легко полимеризуется, образуя сначала пластическую массу, сходную с невулканизированным каучуком, а в дальнейшем – твердый продукт:

СН2=СН-ССl=СН2 + СН2=СН-ССl=СН2 + СН2=СН-ССl=СН2 +...→

→ ...СН2-СН=ССl-СН2-СН2-СН=ССl-СН2- ... –СН2-СН=ССl-СН2-...

Такое строение доказывается тем, что при окислении этого вида синтетического каучука образуется янтарная кислота, формула которой СООН-СН2-СН2-СООН. Места разрыва углеродной цепи показаны на схеме пунктиром.

Резины на основе наирита обладают высокой эластичностью, вибростойкостью, озоностойкостью, устойчивы к действию топлива и масел, хорошо сопротивляются тепловому старению, так как окисление каучука замедляется экранирующим действием хлора на двойные связи.

За рубежом полихлоропреновый каучук выпускается под названием неопрен, пербунан-С и др.

1.1.2 Добавки резиновых смесей

Для улучшения физико-механических свойств каучука вводятся различные добавки (ингредиенты). Таким образом, резина состоит из каучука и ингредиентов, рассмотренных ниже:

1. Вулканизирующие вещества (агенты) участвуют в образовании пространственно-сетчатой структуры вулканизата. Обычно в качестве таких веществ применяют серу и селен, для некоторых каучуков перекиси.

2. Ускорители процесса вулканизации; полисульфиды, оксиды свинца, магния и другие влияют как на режим вулканизации, так и на физико-механические свойства вулканизатов. Ускорители проявляют свою наибольшую активность в присутствии оксидов некоторых металлов (цинка и др.), поэтому в составе резиновой смеси активаторами. [1].

В качестве ускорителя вулканизации в процессе изготовления резиновой смеси 9003, как уже приводилось ранее, используются дифенилгуанидаин и тиазол (альтакс).

Введение минерального масла в суспензию ускорителей вулканизации резин дифенилгуанидаина и бензтиазолдисульфида в количестве до 4% к сухому продукту и при оптимальной влажности паст (40 и 45% соответственно) позволяет увеличить насыпную плотность гранул до 425 кг/м3 и подавить пылящую способность продуктов.

Уплотнение гранул способствует уменьшению пыления в процессе применения и рациональному использованию тары и транспортных средств. Уплотнение их возможно как подбором оптимального отношения длины к диаметру, так и применением пластифицирующих добавок, которые не ухудшали бы показатели качества уплотняемого продукта, и еще лучше, если они применяются в резиновой смеси.

Известно, что трансформаторное и вазелиновое масла весьма эффективно работают в снижении пылящей способности и красителей.

В технологии резин в резиновую смесь вводят пластификаторы в количестве от 2 до 15% от массы каучука. В качестве пластификатора служат минеральные масла. Ранее было показано, что введение 1,5-2% трансформаторного или вазелинового масел к массе сухого продукта полностью подавляет пылящую способность порошка дифенилгуанидина – ускорителя вулканизации резин. Кроме того, они снижают пожаро - и взрывоопасность пылевоздушных смесей: минимальная энергия зажигания возрастает с 9,3 до 21 МДж, а нижний предел воспламенения с 37 до 58 г/м3. Это дает возможность сушить пасту дифенилгуанидина в потоке воздуха без разбавления его инертным газом. Образцы обеспыленного порошка дифенилгуанидина успешно прошли испытания в резиновой смеси.

Ускорители вулканизации резин вводят в виде порошка или гранул. На рынке ускорителей резин имеется потребность в дибензтиазолдисульфиде (тиазол 2МБС) в виде гранул Ш 2,5 мм с насыпной плотностью на уровне 400 кг/м3. Выпускаемый российской промышленностью тиазол 2МБС имеет насыпную плотность 150-180 кг/м3.

ОАО «Химпром» для уплотнения гранул тиазола 2МБС принят метод шприцевания пасты через отверстия Ш 2,5 мм. В качестве пластификатора применяли минеральное масло. Вводили его в суспензию промышленного производства в расчете на сухой продукт. Уплотняемость изучали в зависимости от влажности пасты и количества вводимого пластификатора. Результаты экспериментальных данных приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 Экспериментальные данные по уплотнению гранул тиазола 2МБС

№ п/п Влажность пасты, % Добавка плас-тификатора, % Диаметр отверстия, мм Насыпная плотность, кг/м3

однократ. двукратн.

уплотнен. уплотнен.

Тиазол 2МБС

1. 65 - 2,5 150-160 -

2. 55 - 2,5 160-180 -

3. 50 - 2,5 не уплот-няются -

4. 50 2,0 2,5 200-250 310-350

5. 50 4,0 2,5 250-300 350-404

6. 50 10,0 2,5 350-405

Дифенилгуанидин

7. 47,5 2 5,0 290-350 -

8. 40 2 5,0 300-425 -

Из данных таблицы видно, что для получения гранул с насыпной плотностью на уровне 400 кг/м3 необходимо иметь влажность пасты 40% масс. пластификатора к массе сухого продукта. Известно, что пасты с низкой пластичностью в гранулы формируются двукратно. В указанных пределах значений насыпной плотности большие значения соответствуют уплотненному продукту по ГОСТ 10898-74. При таком содержании пластификатора тиазола 2МБС отвечает требованиям ТУ 6-14-851-86.

Товарный гранулированный дифенилгуанидаин получают из пасты влажностью 45-50% масс. и содержит 2% пластификатора; после однократного шприцевания через фильеру с отверстием Ш 5 мм и сушки до остаточной влажности не более 3% имеет насыпную плотность 340 кг/м3. Снижение влажности до 40% позволяет уплотнить гранулы дифенилгуанидина до насыпной плотности 425 кг/м3. Такая высокая насыпная плотность гранул при однократном формовании объясняется еще и более меньшим отношением длины гранул к диаметру, чем у тиазола 2МБС (2,2 против 2,5). Порошковый и гранулированный дифенилгуанидин полностью отвечают ТУ 2491-001-43220031-2001.

Таким образом, введение пластификаторов в процессе производства позволяет подавить пылящую способность, уменьшить пожаро - и взрывоопасность процессов сушки ускорителей вулканизации резин тиазола и дифенилгуанидина, рационально использовать тару и транспортные средства [2].

3. Противостарители (атиоксиданты) замедляют процесс старения резины, который ведет к ухудшению ее эксплуатационных свойств. Существуют противостарители химического и физического действия. Действие первых заключается в том, что они задерживают оксиление каучука в результате окисления их самих или за счет разрушения образующихся перекисей каучука; физические противостарители образуют поверхностные защитные пленки, они применяются реже. В резиновой смеси 7-57-9003 используется противостаритель химического действия – диафен ФП.

4. Мягчители (пластификаторы) облегчают переработку резиновой смеси, увеличивают эластические свойства каучука, повышают морозостойкость резины. В качестве мягчителей вводят парафин, вазелин, стеариновую кислоту (в данном случае используется именно она), битумы, дибутилфталат, растительные масла. Количество мягчителей составляет 8-30% массы каучука.

Существует аналог пластификатора дубитилфталата, получаемый реакцией этерификации бутилового спирта со фталевым ангидридом в присутствии катализатора – тетрабутоксититана при атмосферном давлении. Оптимальные параметры синтеза дибутилфталата – мольные соотношения бутанол:фталевый ангидрид и оптимальная температура реакции этерификации.

Недостатком мономолекулярного дибутилфталата является недостаточно эффективное воздействие на композиционно неоднородные каучуки.

Новый улучшенный пластификатор для резин на основе полярных каучуков получают воздействием спирта, фталевого ангидрида и катализатора тетрабутоксититана, отличным является то, что в качестве спирта используют отходы спиртового производства – смесь спиртов этилового, изобутилового и изоамилового, полученную в результате предварительной перегонки высокомолекулярных отходов производства этилового спирта при следующем соотношении компонентов, масс.%:

• смесь спиртов этилового, изобутилового, изоамилового – 65,79;

• фталевый ангидрид – 32,89;

• тетрабутоксититан – 1,32.

Технический результат заключается в том, что полученный пластификатор обеспечивает пластификацию полярных полимеров типа бутадиен-нитрильных, хлоропреновых, акрилатных, карбоксилатных, фторкаучуков и др., в отличие от широко известного дибутилфталата, и заключается в снижении вымывания пластификатора из вулканизатов, а также в улучшении экологии окружающей среды и расширении ассортимента пластификаторов.

Способ реализуется следующим образом.

Пластификатор готовят из смеси этилового, изобутилового и изоамилового, полученных в результате предварительной перегонки высокомолекулярного отхода производства спирта до 1000С, и фталевого ангидрида при мольном соотношении компонентов 1,5:1 (что соответствует 65,79 и 32,89 масс.%). В качестве катализатора этерификации применяли тетрабутоксититан в количестве 2% от массы фталевого ангидрида. В реактор, снабженный мешалкой и термометром, загружали фталевый ангидрид, смесь спиртов и катализатор. Реактор присоединяли к колонке, закрепляли шлифовые соединения, подавали воду в обратный холодильник и включали обогрев реакционной массы. Температуру нагрева регулировали таким образом, чтобы реакционная масса кипела и количество конденсата, стекающего из обратного холодильника в сепаратор, сотавляло 1-2 капли в секунду. За начало опыта принимали момент закипания реакционной массы. Процесс проводили при температуре 1750С в течение 5-6 ч.

Вода, образовывающаяся в процессе этерификации, отгонялась в виде азеотропной смеси с н-бутиловым спиртом и накапливалась в нижней части сепаратора.

По окончании опыта полученный эфир-сырец охлаждали до комнатной температуры, добавляли 100 мл толуола и последовательно промывали 100 мл 5%-ного раствора карбоната натрия и 100 мл воды.

После каждой промывки реакционной массе давали хорошо отстояться. Органический слой отделяли от воды и сушили над безводным хлоридом кальция. Фильтровали содержимое колбы. Летучие продукты из эфира сырца отгоняли под вакуумом.

Полученный пластификатор содержит в своем составе этиловый, изобутиловый и изоамиловый эфиры фталевой кислоты в количестве 0,6 масс.%, 16,2 масс.% и 81,6 масс.% соответственно, а также хромотографически неопределенные компоненты – 1,6 масс.%.

Основные свойства опытного пластификатора в сравнении с дибутилфталатом представлены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 Сравнение свойств дибутилфталата и опытного пластификатора

№ п/п Показатели ДБФ Полученный пластификатор

1. Плотность при 200С, кг/м3 1045-1049 1033±0,005

2. Массовая доля летучих, % 0,3 0,28±0,03

3. Температура вспышки, 0С 168 168±2

4. Кислотное число, мг КОН/г 0,07 0,07±0,005

5. Число омыления, мг КОН/г 399-407 350-360

В таблице 1.3 представлены примерные составы резиновой смеси 9003 с различным содержанием пластификатора.

Таблица 1.3 Составы резиновых смесей

№ п/п Наименование ингредиентов Смеси с различным соотношением содержания ДБФ:новый ДБФ, масс. ч.

1:0 0:1 0,25:

0,75 0,5:

0,5 0,75:

0,25

1. Наирит (каучук хлоропреновый) 32 32 32 32 32

2. Сера молотая 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17

3. Дитиодиморфалин 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11

4. Кислота стеариновая 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

5. Белила цинковые 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9

6. Магнезия жженая 1,16 1,16 1,16 1,16 1,16

7. Диафен ФП 0,66 0,66 0,66 0,66 0,66

8. Дибутилфталат 9,3 - 2,325 4,65 6,975

9. Техуглерод П-514 17,6 17,6 17,6 17,6 17,6

10. Масло ПМ 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33

11. Дифенилгуанидил 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2

12. Тиазол 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13

13. Полученный пластификатор - 9,3 6,975 4,65 2,325

ИТОГО 62,86 62,86 62,86 62,86 62,86

Таблица 1.4 Характеристики резиновых смесей с различным количеством вводимого пластификатора

№ п/п Смеси с различным соотношением содержания ДБФ:новый ДБФ, масс. ч. Условная прочность, МПа Относительное удлинение, % Относительная остаточная деформация Вымыва-ние, % Набухание, %

1. 0:1 14,0 230 14,0 -0,6 5,5

2. 0,25:0,75 13,0 220 12,0 -0,8 6,4

3. 0,5:0,5 12,9 200 12,0 -0,7 5,9

4. 0,75:0,25 12,89 180 8,0 -0,7 6,0

5. 1:0 12,7 170 8,0 -2,8 6,9

Из таблицы 1.4 видно, что по своим характеристикам новый предложенный состав резиновой смеси с содержанием ДБФ:новый ДБФ 0:1 обладает отличными от прежнего свойствами, а именно, снижается набухание резиновой смеси, вымывание пластификатора; увеличивается относительная деформация, удлинение и условная прочность (приблизительно на 10%) [3].

Таблица 1.5 Изменение свойств резиновых смесей с течением времени

№ п/п Шифры резиновых смесей Через 24 часа Через 72 часа условная прочность относительное удлинение условная прочность относительное удлинение

1. 0:1 +5,2 +17,6 +11,2 +11,8

2. 0,25:0,75 -2,0 -9,1 -8,8 +5,0

3. 0,5:0,5 +4,8 -8,0 -5,3 -13,0

4. 0,75:0,25 +3,7 +5,9 +10,4 +5,9

5. 1:0 -6,5 -10 +0,7 +4,5

5. Наполнители по воздействию на каучук подразделяют на активные (усиливающие) и неактивные (инертные). Активные наполнители (углеродистая сажа и белая сажа – кремнекислота, оксид цинка и др.) повышают механические свойства резин: прочность, сопротивление истиранию, твердость. Неактивные наполнители (мел, тальк, барит) вводятся для удешевления стоимости резины. В резиновую смесь 7-57-9003 вводится активный наполнитель – сажа.

Часто в состав резиновой смеси вводят регенерат – продукт переработки старых резиновых изделий и отходов резинового производства. Кроме снижения стоимости регенерат повышает качество резины, снижая ее склонность к старению.

6. Красители минеральные или органические вводят для окраски резин. Некоторые красящие вещества (белые, желтые, зеленые) поглощают коротковолновую часть солнечного спектра и этим защищают резину от светового старения.

1.1.3 Оборудование для производства РТИ

Смешение каучука с ингредиентами проводится в специальных аппаратах – резиносмесителях или вальцах резиносмесительных, в которых каучук перетирается вместе с ингредиентами. Вулканизирующий агент вводится в резиновую смесь в последний момент приготовления резиновой смеси во избежание преждевременной вулканизации [4].

Резиносмесители являются основным видом оборудования, применяемым для приготовления резиновых смесей и пластикации каучука. Резиносмеситель представляет собой закрытую камеру с вращающимися навстречу друг другу валками с фигурным профилем или машину червячного типа, в загрузочную воронку которой подаются в определенной последовательности все компоненты резиновой смеси.

Преимуществом резиносмесителей являются:

• герметизация рабочего процесса (в результате чего не просыпаются сыпучие компоненты, и отсутствует пылевыделение);

• более приятные условия перемешивания материала;

• высокая производительность;

• значительное сокращение продолжительности процесса смешения (создаваемое в смесительной камере давление позволяет производить смешение за 2,5-8 мин.);

• безопасность работы.

Кроме того, резиносмесители легко агрегируются с машинами для последующей обработки смеси; протекающий в них процесс поддается автоматизации.

Различают резиносмесители периодического и непрерывного действия. К резиносмесителям периодического действия относятся машины, у которых загрузка компонентов и выгрузка готовой смеси происходит периодически. Резиносмесителями непрерывного действия называют машины, у которых загрузка и выгрузка готовой смеси происходят непрерывно.

Резиносмесители периодического действия отличаются друг от друга размерами и объемом одновременно загружаемого материала, формой рабочей части роторов, частотой их вращения, мощностью привода и давлением на обрабатываемый материал в камере смешения.

В зависимости от способа охлаждения все резиносмесители делятся на две группы. К первой группе относятся машины с открытым охлаждением смесительной камеры, ко второй – с закрытым охлаждением.

Основными видами смесителей, применяемых в настоящее время, являются резиносмесители со свободным объемом камеры 250 л. Смесители, имеющие частоту вращения роторов около 20 об./мин., считаются тихоходными, а 40 об/мин. - скоростными.

В современной технологии для приготовления резиновых смесей вальцы используют ограниченно, они находят применение на предприятиях с малым объемом производства (ООО “Автокомплект и К” является именно таким предприятием), с большим ассортиментом изделий, для приготовления смесей на основе некоторых каучуков специального назначения (фторкаучуков, акрилатных каучуков и др.), а также для приготовления резиновых смесей с волокнистыми наполнителями.

Для получения резиновой смеси на вальцах каучук и другие ингредиенты загружают на валки, которые вращаются по направлению к зазору между ними. Слои каучука, соприкасающиеся с поверхностью валков, за счет сил адгезии и трения затягиваются в зазор между валками со скоростью, соответствующей окружной скорости валков. Каждый следующий слой каучука или резиновой смеси, соприкасающийся с предыдущим слоем, за счет когезионных сил также увлекается в зазор вальцов, но со скоростью, постепенно уменьшающейся по мере удаления этого слоя от поверхности валков. Таким образом, в пространстве над зазором на поверхности каждого из двух валков всегда имеется “запас” каучука или резиновой смеси, скорость движения слоев в котором постепенно убывает по мере удаления их от поверхности соответствующего валка.

На некотором расстоянии от минимального зазора слои материала встречаются, и часть смеси, не проходящая в зазор начинает обратно выталкиваться из межвалкового клина, образуя противоток, “вращающийся запас”, а слои материала, прилегающие к поверхности валков, затягиваются в зазор.

Это наблюдается лишь в том случае, когда силы трения, увлекающие смесь в зазор, превосходят когезионную прочность и силу внутреннего трения смеси.

В зоне “вращающегося запаса” наблюдаются наибольшие деформации сдвига, возникающие в резиновой смеси, а следовательно, и наибольшие напряжения сдвига, что обуславливает наиболее интенсивное смешение.

При смешении на вальцах ингредиенты внедряются в слой вращающегося запаса смеси, прилегающего к заднему валку вальцов, и поэтому концентрация ингредиентов всегда больше в поверхностном слое смеси, находящейся на переднем валке.

Режим смешения и оптимальный объем единовременной загрузки устанавливают в зависимости от состава смеси, свойств и физического состояния загружаемых материалов.

Температуру смеси при смешении на вальцах устанавливают в зависимости от свойств смеси; она не должна превышать температуру, при которой происходит активация вулканизирующей группы. Температуру смеси и рабочих поверхностей валков контролируют чаще всего игольчатой и лучковой термопарами.

Очень часто каучуки и регенерат загружают на вальцы при малом зазоре, который затем увеличивают.

Для повышения эффективности смешения необходимо:

• более равномерно распределять загружаемые сыпучие и жидкие ингредиенты по всей длине переднего валка;

• производить более частую подрезку смеси после введения всех ингредиентов и перевертывание полотна смеси на другую сторону, если можно подрезать механическими ножницами;

• пропускать полотно смеси через дополнительный валик для воздушного охлаждения;

• загружать ингредиенты, вводимые в небольших количествах, в виде паст, или так называемых композиций, которые более равномерно распределяются по всей массе смеси.

Важное значение при смешении на вальцах имеет порядок введения компонентов. Сначала на вальцы загружают каучук и обрабатывают до тех пор, пока он не станет проскальзывать на валках. Затем в смесь последовательно вводят диспергирующие агенты (жирные кислоты), ускорители активаторы вулканизации. Большое значение имеет порядок загрузки технического углерода и пластификаторов. Для лучшего диспергирования наполнители, как правило, загружают отдельными порциями. Так как пластификаторы снижают вязкость резиновой смеси и напряжения сдвига при ее деформации, их обычно вводят после наполнителей. Иногда для предотвращения чрезмерного увеличения жесткости смеси, расхода энергии и распорных усилий между валками пластификаторы добавляют в смеси после введения в них некоторой части наполнителей. Во избежание подвулканизации вулканизующие агенты обычно вводят в резиновую смесь в конце процесса смешения. Если вулканизующий агент плохо диспергируется в смеси, то его вводят в начале процесса смешения, а ускорители вулканизации в конце [5].

После введения ингредиентов смесь всегда подвергают тщательной гомогенизации (подрезают, скатывают в рулоны и подают в зазор между валками в другом месте). Наиболее хорошие результаты достигаются, если рулон смеси направлен в зазор перпендикулярно валкам, то есть концом рулона в зазор.

Изменение последовательности введения компонентов при смешении может привести к существенному изменению технологических свойств резиновой смеси и свойств вулканизатов. Оптимальный режим смешения определяют для каждого состава резиновой смеси и заносят в техническую документацию.

Готовую резиновую смесь, состоящую из каучука, вулканизирующего агента, ускорителя вулканизации, активатора, наполнителей, стабилизатора и т. п., направляют на завершающий процесс резинового производства – вулканизацию. Вулканизацию проводят или после формования из резиновой смеси соответствующих изделий, или одновременно с процессом формования изделий. Вулканизация протекает при нагревании [6].

Оборудованием для процесса вулканизации выступают различные гидравлические пресса, на которых устанавливается технологическая оснастка – пресс-форма, состоящая из двух полуформ.

Заготовка резиновой смеси расплавляется под действием давления, по литниковым каналам затекает в оформляющую полость пресс-формы и резина принимает форму изделия [7].

В процессе изготовления формовых резинотехнических изделий, как и на любом химическом предприятии, образуются различные вредные вещества, они негативно воздействуют как на окружающую природную среду, так и на организм человека, поэтому существуют различные очистные сооружения для их нейтрализации, улавливания (пыль серы, сажи).

Для улавливания взвешенной пыли используют, например, гидродинамический пылеуловитель (рис. 1.1), содержащий корпус 1 с входным 10 и 11 выходным 12 патрубками, резервуар 2 с жидкостью и с регулятором уровня 8 жидкости, фазосмеситель 4, состоящий из наклонных лопаток 3 с перегородками и двух слоев парных вогнутых пластин 7, симметричных относительно оси аппарата, и одной центральной пластины 6, а также каплеуловитель 5 и устройство для удаления шлама 9.

В верхних слоях жидкости размещен вибратор 13, закрепленный к корпусу посредством упругой перфорированной мембраны 14. Вибратор выполнен по форме сечения, вписанного в размеры резервуара 2 с жидкостью.

Гидродинамический пылеуловитель работает следующим образом: запыленный газовый поток поступает в корпус 1 через патрубки 10 и 11 и увлекает жидкость в канал (импеллер) между наклонными лопатками 3. Часть капель из образующейся газожидкостной смеси прижимается воздухом к вогнутой части пластин 7 и отбрасывается затем на перегородки, остальная часть увлекается воздухом через зазоры между этими пластинами в верхнюю часть корпуса, где окончательно отклоняется пластиной 6. Очищенные газы, пройдя каплеуловитель 5, выбрасываются в атмосферу, а вода вместе с уловленной пылью стекает в шламоприемник 9.

Необходимый уровень жидкости в аппарате поддерживается регулятором 8. В верхних слоях жидкости размещен вибратор 13, закрепленный к корпусу 1 посредством упругой перфорированной мембраны 14, который увеличивает поверхность взаимодействия газожидкостной взвеси с пылью созданием виброкипящего слоя в верхних слоях жидкости, что приводит к более интенсивному перемешиванию газа и жидкости.

Аппарат может быть применен для очистки от тонкой фракции пыли и увлажнения воздуха в вентиляционных установках и установках кондиционирования воздуха, а также при улавливании туманов, хорошо растворимой пыли, а так же при совместном протекании процессов пылеулавливания, охлаждения газов и их абсорбции.

Эффективность конструкции аппарата увеличивается за счет большей поверхности газожидкостной взвеси, путем применения вибропсевдоожиженного слоя в жидкости и составляет в вышеуказанных процессах и при улавливании пылевых частиц размером больше 5 мкм порядка 92...95% [8].

Вывод: Информационный анализ показал, что для снижения экологической напряженности на предприятии ООО «Автокомплект и К» целесообразно использовать следующие технические решения:

1) внедрить аналоги ускорителей вулканизации тиазола и дифенилгуанидина, имеющие большую насыпную плотность в сравнении с уже используемыми, что приводит к снижению запыленности в цехах, как следствие снижаются потери сырья и рационально используется тара;

2) замена пластификатора дибутилфталата на новый дибутилфталат, изготовленный на основе отходов спиртового производства, что, помимо снижения себестоимости продукции и увеличению показателей качества, способствует улучшению экологии окружающей среды и расширению ассортимента пластификаторов;

3) установить в цехе составления навесок ингредиентов, хранения сырья гидродинамический пылеуловитель с большей поверхностью газожидкостной взвеси, путем применения вибропсевдоожиженного слоя в жидкости и составляет в вышеуказанных процессах и при улавливании пылевых частиц размером больше 5 мкм порядка 92...95%.

1.2 ПАТЕНТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Задача патентных исследований: поиск новых аналогов состава резиновой смеси и очистных установок с целью снижения экологической напряженности на предприятии.

Поиск проведен по следующим материалам:

Предмет поиска Цель поиска информации Страны поиска Классификационные индексы МПК7 Наименование источников информации, по которым проводится поиск научно-техническая документация патентная документация

Состав резиновой смеси

Пылеуловитель

Очистка газов Снижение экологической напряженности на предприятии Российская Федерация С08К 5/00

С08L 9/00

С08J 7/00

В01D45/0

В01D47/0

В01D53/0

А47L 9/00 1. «Химическая промышленность» с № 1 2000 г. по № 3 2007 г. www. fips. ru с 1998 по 2007 г. г.

Патентная документация отобрана для следующего анализа:

1. Пат. 2144931 Российская Федерация, МПК7 С 08 L 9/00, С 08 К 5/00. Композиция на основе 4-нитрозодифениламин для модификации резиновых смесей и резин и стабилизации резин и способ ее получения/ Мартынов Н. В.; заявитель Мартынов Н. В.; патентообладатель ТОО НВП «Химтех». - № 98100834/04; заявл. 22.01.98; опубл. 27.01.00//www. fips. ru.

Изобретение относится к композиции на основе 4-нитрозодифенилатна, применяемой для модификации и стабилизации каучуков, резиновых смесей и резин. Композицию получают нейтрализацией соли щелочного металла 4-нитрозодифениламина минеральной кислотой или диоксидом углерода при перемешивании. Суспензию нагревают до 550С. Вводят целевую добавку, смесь охлаждают до 120С и сушат. Целевая добавка придает композиции свойства: не комковаться, не окрашивать кожу работающих. Сохраняется модифицирующая эффективность и увеличивается стабилизирующая эффективность композиции для резиновых смесей и резин [7].

2. Заявка 2001111622 Российская Федерация, МПК7 С 08 К 5/00. Модификатор для резиновых смесей (варианты) и способ его получения (варианты)/Кузнецов А. А.; заявитель ОАО «Химпром». - № 2001111622/04; заявл. 30.08.00; опубл. 10.08.03//www. fips. ru.

Модификатор для резиновых смесей на основе ненасыщенных каучуков, включающий 1,4-бис(трихлорметил)бензол и целевые добавки, отличающийся тем, что в качестве целевых добавок содержит твердые парафины, хлорированный поливинилхлорид и триалкил(арил)фосфат или смесь триалкил(арил)фосфатов при следующем соотношении компонентов, масс.%:

1,4-бис(трихлорметил)бензол 87,0-94,0

Твердые нефтяные парафины 0,8-3,7

Хлорированный поливинилхлорид 5,0-9,0

Триалкил(арил)фосфат или смесь фосфатов 0,2-0,3 [9].

3. Заявка 2230077 Российская Федерация, МПК7 С 08 J 7/00. Способ модификации резин/ Пятов И. С.; заявитель Пятов И. С. - № 2002111399/04; заявл. 27.11.03, опубл. 10.06.04//www. fips. ru.

Изобретение относится к технологии резинотехнических изделий – к способу поверхностной и объемной модификации резины. Способ включает введение в состав резиновой смеси и заключительную обработку готового изделия фторсодержащим веществом – смесью фтора с инертным газом или смеси фтора и кислорода с инертным газом.

Модифицирующие добавки выбирают из групп: порошок оксида металла, порошок карбида металла, дисперси политетрафторэтилена в минеральном масле, фторированный эфир, фторированный спирт-теломер, парафин в количестве 0,2-40,0 масс. ч.

Возможно проводить заключительную обработку изделия при концентрации фтора 5-25 об.% в смеси с инертным газом 1-24 часа при 15-600С.

Технический результат состоит в повышении био - и химической стойкости изделий [10].

4. Пат. 2255944 Российская Федерация, МПК7 С 08 К 5/00, С 08 L 21/00. Пластификатор для резин на основе полярных каучуков/ Шутилин Ю. Ф.; заявитель Шутилин Ю. Ф., патентообладатель ГОУВПО Воронежская государственная технологическая академия. - № 2004113705/04; заявл. 05.05.04; опубл. 10.07.05//www. fips. ru.

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к пластификатору для резиновых смесей на основе полярных каучуков.

Ближайшим аналогом является статья (Болотина Л. М., Нагаткина Г. И., Куценко А. И. “Получение дибутилфталата и дебутилсебацината в присутствии тетрабутоксититана”, Химическая промышленность, 1978 № 8), в которой описана методика получения пластификатора, в частности, дибутилфталата. Данный пластификатор получали реакцией этерификации бутилового спирта с фталевым ангидридом в присутствии катализатора – тетрабутоксититана при атмосферном давлении. Также были выбраны оптимальные параметры синтеза дибутилфталата – мольные соотношения бутанол:фталевый ангидрид и оптимальная температура реакции этерификации.

Недостатком мономолекулярного дибутилфталата является недостаточно эффективное воздействие на композиционно неоднородные каучуки.

Задачей изобретения является получение платификатора из отходов производства этилового спирта в виде соединений с разной длиной молекул, который мог бы пластифицировать различные композиционно неоднородные макромолекулы полярных полимеров.

Поставленная задача достигается тем, что получают пластификатор для резин на основе полярных каучуков, полученный воздействием спирта, фталевого ангидрида и катализатора тетрабутоксититана, новым является то, что в качестве спирта используют отходы спиртового производства – смесь спиртов этилового, изобутилового и изоамилового, полученную в результате предварительной перегонки высокомолекулярных отходов производства этилового спирта при следующем соотношении компонентов, масс.%:

• смесь спиртов этилового, изобутилового, изоамилового – 65,79;

• фталевый ангидрид – 32,89;

• тетрабутоксититан – 1,32.

Технический результат заключается в том, что полученный пластификатор обеспечивает пластификацию полярных полимеров типа бутадиен-нитрильных, хлоропреновых, акрилатных, карбоксилатных, фторкаучуков и др., в отличие от широко известного дибутилфталата, и заключается в снижении вымывания пластификатора из вулканизатов, а также в улучшении экологии окружающей среды и расширении ассортимента пластификаторов.

5. Пат. 2287375 Российская Федерация, МПК1 В 04 С 3/00, В 01 D 45/00. Пылеуловитель/ Шиляев М. И.; заявитель Шиляев М. И.; патентообладатель ГОУВПО «Томский государственный архитектурно-строительный университет». - № 2005119076/15; заявл. 20.06.05, опубл. 20.11.06//www. fips. ru.

Изобретение предназначено для очистки газового потока от пылевых частиц и для очистки вентиляционных выбросов от пыли.

Пылеуловитель содержит каскад жестко соединенных между собой прямоточных циклонов, каждый из которых выполнен в виде цилиндрического корпуса с аксиально установленным на его входе лопаточным завихрителем и выпускным патрубком на выходе. Тело завихрителя каждого циклона имеет каплевидную форму, а лопатки наклонены к его оси под углом 600С. Завихрители циклонов могут иметь по восемь лопаток. Выпускной патрубок циклона установлен внутри корпуса на расстоянии от лопаток, равном диаметру корпуса, и выполнен цилиндроконическим с конусностью 70С. Основание конической части выпускного патрубка совмещено с выходом циклона и плотно прилегает к стенкам корпуса. Под выпускным патрубком циклона расположен пылесборный бункер.

Технический результат: повышение эффективности пылеулавливания и снижение гидравлического сопротивления [11].

6. Пат. 2292230 Российская Федерация, МПК2 В 01 D 47/00. Пылеуловитель/ Соболев А. А.; заявитель Соболев А. А.; патентообладатель Тольяттинский Государственный Университет. - № 2004103673/15; заявл. 09.02.04, опубл. 27.07.05//www. fips. ru.

Изобретение относится к аппаратам для мокрой очистки воздуха от взвешенных частиц и может быть использовано в различных отраслях промышленности для очистки аспирационного воздуха и технологических газов от пыли.

Пылеуловитель содержит корпус, частично заполненный водой, патрубки подвода и отвода газа, верхние и нижние перегородки, разделяющие корпус на отсеки запыленного и обеспыленного газов и образующие между собой щелевой канал для прохода газа, каплеотбойник, каплеуловитель, регулятор уровня воды, шламосборник с плоским дном, скребковый конвейер и разгрузочный желоб со шламовым порогом, размещенным на уровне подъема воды в отсеке обеспыленного газа при оптимальном режиме работы пылеуловителя.

Регулятор может быть выполнен в виде плоского шиберного затвора. Техническим результатом является упрощение конструкции и высокая степень обеспылевания [12].

7. Заявка 2004106879 Российская Федерация, МПК7 В 01 D 45/00. Устройство для создания и очистки потока воздуха от примесей/ Сычугов Ю. В.; заявитель Сычугов Ю. В., патентообладатель ГУП Проектно-конструкторское бюро Зонального научно-исследовательского института сельского хозяйства Северо-Востока им. Н. В. Рудницкого. - № 2004106879/15; заявл. 09.03.04; опубл. 20.08.05//www. fips. ru.

Устройство для создания и очистки потока воздуха от примесей, состоящее из диаметрального вентилятора и жалюзийного противоточного пылеуловителя, отличающееся тем, что диаметральный вентилятор, расположенный внутри устройства в его верхней части, удаляет поток воздуха предварительно очищенного жалюзийно-противоточным пылеуловителем [13].

8. Пат. 2286851 Российская Федерация, МПК2 В 04 С 5/00, В 01 D 45/00. Устройство очистки газового потока/ Завьялов Ю. И., заявитель Завьялов Ю. И., патентообладатель ООО «ПЛАНЕТА-К». - 2004102059/15; заявл. 19.01.04; опубл. 10.11.06//www. fips. ru.

Изобретение предназанчено для отделения взвешенных частиц от газов с использованием инерционных и центробежных сил, в частности для отделения частиц пыли или масла.

Устройство очистки газового потока включает корпус, который содержит камеру. В верхней части камеры по ее вертикальной оси установлен формирователь потока в виде конуса с криволинейной поверхностью, которая вместе с криволинейной поверхностью, сопрягающей стенку входного патрубка с внутренней стенкой камеры, образует канал, отклоняющий входной поток к внутренней криволинейной стенке камеры.

Нижняя кромка формирователя потока образует выход канала в виде кольцевого щелевого сопла. Криволинейная стенка камеры выполнена в виде поверхности, обеспечивающей формирование потока, выходящего из упомянутого щелевого сопла, в виде пристеночного тороидального вихря. Нижняя часть камеры выполнена сужающейся книзу, под камерой установлен сборник. Входная часть выходного патрубка, отводящего очищенный воздух, расположена по оси камеры в области зоны, расположенной в центре пристеночного тороидального вихря.

Технический результат: эффективная очистка газовых потоков при простоте конструкции [14].

9. Пат. 2288773 Российская Федерация, МПК1 В 01 D 47/00, В 01 D 53/00. Гидродинамический пылеуловитель/ Кочетов О. С.; заявитель и патентообладатель Кочетов О. С. - № 2005107615/15; заявл. 21.03.05; опубл. 10.12.06//www. fips. ru.

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отрослях промышленности для очистки запыленных газов.

Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является газопромыватель, известный из книги А. А. Русанова “Справочник по пыле - и золоулавливанию”, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, резервуар с жидкостью и с регулятором уровня жидкости, импеллер, состоящий из наклонных лопаток с перегородками и вогнутых пластин, устройство для удаления шлама.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания.

Технический результат – повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания.

Это достигается тем, что в гидродинамическом пылеуловителе, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, резервуар с жидкостью и с регулятором уровня жидкости, фазосмеситель, состоящий из наклонных лопаток с перегородками и двух слоев парных вогнутых пластин, симметричных относительно оси аппарата, и одной центральной пластины, а также устройство для удаления шлама, в верхних слоях жидкости размещен вибратор, закрепленный к корпусу посредством упругой перфорированной мембраны.

10. Пат. 2299089 Российская Федерация, МПК1 В 01 D 53/00, F 23 G 7/00, В 01 J 19/00. Реактор для каталитической очистки газообразных выбросов/ Бражников Е. Б.; заявитель Бражников Е. Б., патентообладатель ГОУВПО Воронежская государственная технологическая академия. - № 2005139076/15; заявл. 14.12.05; опубл. 20.05.07//www. fips. ru.

Изобретение относится к промышленной экологии и может быть использовано для беспламенной очистки выбросов промышленных предприятий.

Реактор для каталитической очистки газообразных выбросов содержит цилиндрический корпус, внутренняя поверхность которого покрыта катализатором, с размещенным в корпусе источником инфракрасного излучения, трубчатый теплообменник, проницаемую цилиндрическую обечайку из катализатора, установленную в верхней части корпуса так, что оси симметрии обечайки и корпуса совпадают.

Трубки теплообменника выполнены наклонными и расположены по круговому периметру реактора, причем источник инфракрасного излучения, выполненный в виде цилиндрической секции, встроен в корпус, где установлено подвижное днище. Кольцевая перегородка теплообменника с расположенным на ней коллектором ароматизации установлена перед выходом очищенного газового потока. Подвижное днище для регулирования степени очистки газообразных выбросов установлено в верхней части корпуса реактора.

Изобретение позволяет снизить энергетические затраты и рекуперировать тепло [15].

Вывод

Исследование патентной документации в двух направлениях, а именно, в области нового состава резиновой смеси и очистных сооружений, показало, что за период с 1998 по 2007 год задача снижения экологической напряженности на предприятии решалась следующим образом:

2. Появились новые аналоги пластификаторов, модификаторов и всевозможных добавок к резиновой смеси, которые способствуют не только снижению себестоимости и повышению качества продукции, но и снижают запыленность в цехах, резиновые смеси, включающие их, не окрашивают кожу рабочих;

3. Разработаны усовершенствованные аналоги различных очистных сооружений, в частности, пылеуловителей, которые теперь имеют не только лучшие показатели по очистке потоков, но уже на порядок дешевле предшествующих и просты в конструкции.

1.3 Характеристика исходного сырья и вспомогательных материалов

Формовые резинотехнические изделия изготавливают из резиновой смеси, основным компонентом которой является каучук, так же в ее состав входят всевозможные ускорители, пластификаторы, активаторы, вулканизирующие вещества и прочее.

Защитный колпачок 2101-3003074 вулканизуют из резиновой смеси 7-57-9003, т. к. она предназначена для деталей, работающих в среде масел и смазок, подверженных атмосферным воздействиям. Компоненты резиновой смеси представлены в таблице 1.6.

Таблица 1.6 Компоненты резиновой смеси 7-57-9003

№ п/п Наименование материала, марка, сорт Наименование документа Примечание

1 2 3 4

1. Наирит ДП каучук хлоропреновый ТУ РА 00204145.0651-97 Брикеты без присутствия влаги под упаковкой

2. Сера техническая природная молотая, сорт 9990 ГОСТ 127.14-93 Порошок желтого цвета

3. Углерод технический П-514 ГОСТ 7885-86 Насыпная плотность не менее 340 кг/м3

4. Белила цинковые БЦ-ОМ ГОСТ 202-84 Порошок белого цвета

5. Дитиодиморфалин гранулированный ТУ 6-14-321-79, ТУ 2478-003-05807983-2002 Белый кристаллический порошок

6. Кислота стеариновая техническая (стеарин) ГОСТ 6484-64 Хлопья или порошок

7. Магнезия жженая ГОСТ 844-79 -

8. Масло мягчитель ПМ ТУ 38401.172-99 Плотность при 200С 0,86-0,876 г/см3

9. Дибутилфталат (ДБФ) ГОСТ 8728-88 Прозрачная жидкость, плотность при 200С 0,982-0,986 г/см3

10. Диафен ФП ТУ 2492-002-0576-1637-99 Чешуйки от серовато-розового до темно-фиолетового цвета

11. Тиазол 2МБС гранулированный (альтакс) ТУ 6-14-851-86 Гранулы желтовато-серого цвета цилиндрической формы

12. Дифенилгуанидин технический, тиракол DPG ТУ 2491-001-43220031-2001, ТУ 6-22-05763441-84-

93 Порошок от белого до светло-желтого или сиреневатого цвета

Посредством смешения данных компонентов на валковом оборудовании получают резиновую смесь 7-57-9003, которая должна обладать рядом свойств, а именно:

12) толщина срезаемого листа – 10-11 мм;

13) температура на валках ближнем/дальнем, соответственно, - 60/650С;

14) твердость по ШОРу - 60±5 (ГОСТ 20403-75);

15) условная прочность при растяжении – не менее 12,7 МПа, 130 кгс/см2 (ГОСТ 270-75);

16) сопротивление раздиру – 34,3 кН/м (35 кгс/см2) ГОСТ 262-79;

17) относительная остаточная деформация при 25% статической деформации сжатия при 1000С в течение 72 часов – не более 60% (ГОСТ 9.029-74);

18) стойкость к озонному старению при 500С в течение 72 часов с объемной долей озона (5±0,5)•10-5% при статической деформации растяжения – не допускаются трещины (ГОСТ 9.029-74);

19) температурный предел хрупкости – не более -400С (ГОСТ 7912-74);

20) относительное удлинение при разрыве – не менее 400% (ГОСТ 262-93);

21) относительный гистерезис при сжатии – не более 35% (ГОСТ 674-88);

22) относительный гистерезис при растяжении – не более 35% (ГОСТ 252-75);

23) стойкость в ненапряженном состоянии к действию жидких агрессивных сред при температуре 700С в течение 72 часов (ГОСТ 9.030-74): масло, введенное в НД на автомобиле в установленном порядке,

- изменение твердости, международные единицы 1 РНД – в пределах ±10;

- изменение объема – в пределах ±12% [16].

Характеристика вспомогательных материалов представлена в таблице 1.7.

Таблица 1.7 Характеристика вспомогательных материалов

№ п/п Наименование материала Наименование документа

1 2 3

1. Жидкость полиметилсилоксановая ГОСТ 13032-77

2. Графитовая смазка «Лимол» -

3. Натр едкий технический ГОСТ 2263-79

4. Пленка полиэтиленовая ГОСТ 10354-82

5. Бумага оберточная ГОСТ 8273-75

6. Масло ИГП-38 ГОСТ 38.101413-90

Колпачок защитный 2101-3003074 является армированной деталью, в таблице 1.8 приведены требования, предъявляемые к арматуре.

Таблица 1.8 Характеристика кольца уплотнительного и обоймы защитного колпачка

№ п/п Наименование арматуры Примечание

1. 2101-3003075 Кольцо уплотнительное защитного колпачка шарового пальца тяг рулевой трапеции Ш 24-0,1 мм

Отсутствие на арматуре ржавчины

2. 2101-3003076 Обойма защитного колпачка шарового пальца тяг рулевой трапеции Ш 36,9-0,1 мм, размер 4,8±0,28 мм

Отсутствие ржавчины на арматуре

Характеристика колпачка защитного приведена в таблице 1.9 (обязательно проводить испытания не ранее чем через 16 часов после вулканизации при температуре 20±50С, предварительно выдержав деталь при этой температуре не менее 1 часа).

Таблица 1.9 Характеристика колпачка защитного 2101-3003074

№ п/п Показатель Норма

1 2 3

1. Условная прочность при растяжении, МПа (кгс/см2), не менее 9,8 (100)

2. Гистерезис статический при растяжении на 100%, не более % 35

3. Толщина верхнего слоя резины колпачка до внутренней арматуры (кольцо уплотнительное) мм, не менее 0,75

4. Морозостойкость при температуре (-40±1)0С в течение 24±0,1 часа не допускаются трещины

5. Герметичность при давлении воздуха (0,2±0,002) МПа, (2,0±0,2) кгс/см2 в течение 7±1,5 сек. не менее утечка воздуха не допускается

6. Прочность связи резины с металлической арматурой при отслаивании или усилии вытаскивания колпачка из завальцованной арматуры (разрушающая нагрузка) Н/кгс, не менее:

a) при температуре (20±5)0С;

b) после старения в смазке ШРБ или СЖР-1 при температуре (70±3)0С в течение 72±1 часа

4,9 (50)

4,9 (50)

7. Циклическая долговечность, количество циклов не менее 1•106 разрывы резины и утечка смазки не допускается

8. Изменение объема после воздействия в течение (72±1) часа при температуре (70±3)0С, % в пределах:

- в смазке ШРБ-4;

- в смазке СЖР-1

от +18 до -10

от +8 до -8

Негерметичность данной детали приводит к загрязнению шарнира и потере смазки, что, в свою очередь, вызовет повышенный износ деталей шарового шарнира и разрушение узла и потерю управлением автомобиля.

Гарантийный срок эксплуатации колпачка защитного 2101-3003074 равен гарантийному сроку эксплуатации автомобиля при условии соблюдения правил монтажа и эксплуатации.

Масса детали составляет 0,009 кг [17].

1.4 Описание технологического процесса

Технический углерод (сажа), предварительно просеянный, подается транспортером (поз. 2) в цех составления навесок ингредиентов в накопительный бункер, откуда, посредством дозатора, направляется в приемный бункер резиносмесителя (поз. 9), куда так же поступают оставшиеся ингредиенты из соответствующих емкостей для хранения (поз. 4) и каучук со склада (поз. 6) и после нарезки на гильотине (поз. 7) с помощью транспортера (поз. 2).

Из бункера (поз. 9) все компоненты поступают в резиносмеситель (поз. 10) где с течением определенного времени при определенной времени происходит процесс смешения, и изготовления резиновой смеси.

Из резиносмесителя (поз. 10) резиновая смесь направляется на вальцы (поз 11), где происходит дальнейшая пластикация, крашение резиновой смеси, ее листование. Далее резиновая смесь в виде листов в течение определенного времени охлаждается на специальных вешалах (поз. 12) и направляется на нарезку механическим ножом (поз. 13) с целью изготовления резиновых заготовок.

Резиновые заготовки направляются на предварительное складирование (поз. 14), откуда тележками (поз. 15) подается в цех вулканизации на формование изделий к гидравлическим прессам (поз. 16).

Свулканизованные детали отправляют на механическую обработку на участок обработки (поз. 17), затем уже обработанные детали поступают в отдел технического контроля (ОТК) (поз. 18) для 100%-ной проверки на соответствие НТД и чертежам.

Принятые ОТК детали направляются на сборочный участок (поз. 19), где при помощи специального станка осуществляется завальцовка обоймы уплотнительной.

После завальцовки деталь в сборном виде поступает на проверку на герметичность (100%) при помощи специального стенда (поз. 20).

Герметичные и полностью удовлетворяющие всем требованиям детали направляются на упаковку (поз. 21).

1.5 Основные параметры технологического процесса

Нормы технологического режима представлены в таблице 1.10.

Таблица 1.10 Нормы технологического режима

№ п/п Наименование технологической операции Технологическая норма

1 2 3

1. Подготовка каучука (распарка в распарочной камере) Время распарки– 12-15 часов

Температура - 60±100С

2. Изготовление резиновой смеси на вальцах Время цикла:

- с охлаждением – 45 минут

- без охлаждения – 40 минут

Температура на валках:

- ближний – 600С

- дальний – 650С

Толщина срезаемого листа – 10-12 мм

Температура воды для охлаждения валков:

- на входе – 10-180С

- на выходе – 20-280С

3. Охлаждение и вылежка резиновой смеси Время охлаждения – не менее 30 минут

Время вылежки – не менее 16 часов

4. Хранение резиновой смеси с момента изготовления Летом – не более 5 суток

Зимой – не более 6 суток

5. Вулканизация деталей Давление – 170-200 кгс/см2

Температура – 170±100С

Время - 12±0,5 минут

6. Чистка пресс-форм Концентрация едкого натра в ванне – 10-20%

Время выдержки – 6-12 часов

Температура - 50±100С

1.6 Техническая характеристика основного технологического оборудования

Основные характеристики вальцов резинообрабатывающих СМ 1500 660/660П ГОСТ 14333-73 представлены в таблице 1.11 [18].

Таблица 1.11 Основные характеристики вальцов резиносмесительных

№ п/п Наименование характеристики Ед. изм. Величина

1 2 3 4

1. Расположение привода Правое

2. Фрикция 1:1,07

3. Скорость валков окружная:

- передняя

- заднего

м/мин

м/мин

34,6

37,2

4. Производительность вальцов л/цикл. ≈80

5. Число валков шт. 2

6. Диаметр рабочей части валка мм 660

7. Длина рабочей части валка мм 1500

8. Твердость рабочей поверхности валка HRC 42-55

9. Толщина отбеленного слоя в обработанном валке мм 10-25

10. Рабочая поверхность валков гладкая

11. Смазка подшипников валков централизованная

12. Привод вальцов индивидуальный

13. Мощность электродвигателя привода кВт 132

14. Число оборотов электродвигателя привода об/мин 985

15. Максимальный тормозной момент

кг•см 15000

16. Максимальный путь пробега переднего валка при включении противоаварийного устройства на незагруженных вальцах не более ј оборота

17. Рабочий зазор между валками

мм 0,5-10

18. Охлаждение валков:

- температура воды

- давление

- расход охлаждающей (максимальный)

атм.

м3/ч

10-18

1-3

8-12

19. Номинальное удельное распорное усилие кгс/см 1500

20. Длина вальцов с приводом мм 4860

21. Ширина вальцов с приводом мм 3355

22. Высота вальцов с приводом мм 2026

23. Вес вальцов с приводом кг 24032

24. Напряжение электрооборудование В 380

25. Частота Гц 50

Техническая характеристика литьевого пресса 4520-113 представлена в таблице 1.12 [19].

Таблица 1.12 Техническая характеристика литьевого пресса

№ п/п Наименование характеристики Ед. изм. Величина

1 2 3 4

1. Размеры машины: - глубина

- ширина

- высота над полом мм

мм

мм 1200

2800

3743

2. Масса машина кг 10000

3. Количество пресс-форм шт. 1 (набор)

4. Максимальные размеры нагревательных плит мм 600х600

5. Расстояние в свету между нагревательными плитами мм 700

6. Расстояние в свету между нагревательными плитами при минимальной высоте форм мм 650

7. Усилие замыкания формы МН 4,5

8. Время закрывания пресса сек. 8,7

9. Время открывания пресса сек. 11

10. Максимальный объем литьевой камеры

см3 2000

11. Максимальное давление литья под давлением МПа 110

12. Максимальная температура вулканизации 0С 250

13. Максимальная продолжительность вулканизации час 1

14. Минимальная продолжительность вулканизации мин 10

15. Потребляемая мощность для нагрева форм 3х7 кВА кВА 21

16. Потребляемая мощность для гидроагрегата кВА 16,5

17. Средний расход электроэнергии кВА/ч 12

18. Общая установленная мощность электроэнергии кВА 38

19. Максимальное выдвижение выталкивателей мм 167

20. Максимальное усилие выталкивателей МН 0,05

21. Максимальный подъем средней кассеты над нижней нагревательной плитой мм 595

22. Максимальное усилие подъема промежуточной плиты МН 0,1

23. Максимальное усилие опускания промежуточной плиты МН 0,07

24. Привод охлаждающей воды Ду 1/2"

25. Слив охлаждающей воды Ду 1/2"

26. Расход охлаждающей воды л/ч 400

27. Подача сжатого воздуха Ду 1/2"

28. Рабочая жидкость гидроагрегата ОТН 4

29. Объем гидробака дм3 310

30. Максимальная температура масла в баке 0С 60

31. Общее количество масла для литьевого пресса дм3 420

32. Обслуживание машины 1 работник

33. Общий объем баков дм3 700

1.7 Технологические расчеты

1.7.1 Материальные расчеты

Таблица 1.13 Расход компонентов на приготовление резиновой смеси

№ п/п Наименование материала, марка, сорт Компоненты весовые части, масс. ч. На приготовление одной закладки на вальцах, кг

1. Наирит ДП, каучук хлоропреновый 100 32

2. Сера молотая природная С 9990 0,45 0,17

3. Дитиодиморфолин 0,3 0,11

4. Кислота стеариновая 1,34 0,5

5. Белила цинковые БЦО-М 2,39 0,9

6. Магнезия жженая 3,13 1,16

7. Диафен ФП 1,79 0,66

8. Дибутилфталат ДБФ 24,76 9,3

9. Технический углерод П-514 47,73 17,6

10. Масло ПМ 0,89 0,33

11. Дифенилгуанидин ДФГ 0,89 0,2

12. Тиазол (альтакс) 0,35 0,13

ИТОГО 184,019 63,06

Таблица 1.14 Расход компонентов в год

№ п/п Наименование материала, марка, сорт Количество, тн

1. Наирит ДП, каучук хлоропреновый 56,22

Продолжение Таблицы 1.14

1 2 3

2. Сера молотая природная С 9990 0,3

3. Дитиодиморфолин 0,19

4. Кислота стеариновая 0,88

5. Белила цинковые БЦО-М 1,58

6. Магнезия жженая 2,04

7. Диафен ФП 1,16

8. Дибутилфталат ДБФ 16,34

9. Технический углерод П-514 30,92

10. Масло ПМ 0,58

11. Дифенилгуанидин ДФГ 0,35

12. Тиазол (альтакс) 0,23

ИТОГО 110,79

Потери компонентов в процессе навески, транспортировки и приготовления резиновой смеси составляют (данные приведены относительно приготовления одной закладки резиновой смеси):

12) Наирит ДП 0,5

Здесь опубликована для ознакомления часть дипломной работы "Технологии производства формовых резинотехнических изделий". Эта работа найдена в открытых источниках Интернет. А это значит, что если попытаться её защитить, то она 100% не пройдёт проверку российских ВУЗов на плагиат и её не примет ваш руководитель дипломной работы!
Если у вас нет возможности самостоятельно написать дипломную - закажите её написание опытному автору»


Просмотров: 470

Другие дипломные работы по специальности "Промышленность, производство":

Технология и организация производства молока

Смотреть работу >>

Изготовление фужера 150 мл методом литья под давлением

Смотреть работу >>

Расчет и конструирование лифтов и комплектующего их оборудования

Смотреть работу >>

Выбор электродвигателя установки и его назначение

Смотреть работу >>

Техническое обслуживание и ремонт холодильного шкафа ШХ-0,8 м

Смотреть работу >>