Производство погонажных изделий на основе ПВХ (ПВХ-сайдинг; сайдинг на основе ПВХ; виниловый сайдинг)

ПВХ погонаж.docx

Министерство образования Российской Федерации
Саратовский государственный технический университет
Кафедра «Производство строительных изделий и конструкций»
Производство погонажных изделий на основе ПВХ
Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине
ТЕХНОЛОГИЯ ОТДЕЛОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ
Проект выполнил: студ. АСФ
Руководитель проекта:
Анализ существующих технологий производства изделий
1.Номенклатура характеристика изделия ..7
2.Состав сырьевой смеси 12
3.Выбор и обоснование технологического способа производства..23
4.Новое в производстве изделия .23
Технологическая часть
1.Режим работы предприятия 24
2.Расчет производительности предприятия 25
3.Подбор состава сырьевой смеси ..26
4.Расчет потребности предприятия в сырьевых материалах .27
5.Выбор потребного количества технологического оборудования..29
6.Расчет складов сырьевых материалов и готовой продукции 34
7.Описание технологии производства .36
Контроль производства и качества выпускаемой продукции .43
Охрана труда на предприятии ..45
Список литературы .48
Курсовой проект состоит из графической части представленной двумя листами формата А1 и А2 и пояснительной записки состоящей из 52 листов печатного текста 6 таблиц и одной диаграммы.
ПОЛИВЕНИЛХЛОРИД МОДЕФИКАТОРЫ САЙДИНГ ЭКСТРУЗИЯ КАЛИБРОВКА.
Целью курсового проекта является запроектировать предприятие по производству Отделочных стеновых панелей на основе ПВХ.
В курсовом проекте (КП) была охарактеризована актуальность выбранной темы. В технологическом разделе КП была выбрана номенклатура продукции. Спроектирован способ производства и схемы технологического процесса выпуска выбранного изделия. Произведен расчет программы выпуска продукции и потребности в исходном сырье. Составлена сводная ведомость основного используемого оборудования. Рассмотрены вопросы по безопасности жизнедеятельности работающих на предприятии. Разработан контроль качества технологического процесса.
Полученные расчеты обобщены в рабочих чертежах. Кроме того составлена технологическая схема производства данных изделий.
Графическая часть курсового проекта содержит 2 листа :
Лист1. Технологическая схема производства изделия (чертеж формата А1)
Лист2. План и разрезы цеха с компоновкой оборудования (чертеж формата А1)
Изделия профильно -погонажные для внутренней облицовки (ГОСТ 19111) — длинномерные изделия разнообразных (в том числе сложных) профилей. Они представляют собой отдельные элементы оформления помещения лестничных перил или защиты от истирания и других механических повреждений бетонных ступеней. Изготавливают их на основе поливинилхлорида.
Изделия профильно-погонажные классифицируют:
—по назначению — на плинтусы прокладки для окон нащельники трубки поручни наличники порожки дверных проемов накладки на проступи лестничных маршей раскладки для крепления облицовочных листов элементы внутренних облицовок ПВХ-панелей (сайдинг);
—по жесткости — на мягкие полужесткие и жесткие;
—по показателям внешнего вида: форме цвету и фактуре. Форма определяется наибольшей функциональной приемлемостью согласно назначению изделий. Цвета профилей — самые разнообразные. Поверхность изделий — глянцевая или матовая.
Конструкция профильно-погонажных изделий с каналами для электропроводки обеспечивает простое и надежное соединение между собой отдельных элементов и возможность многократного доступа к электропроводке удобное сопряжение плинтуса в углах помещений местах выпуска проводов к электроприборам и примыкание плинтуса к наличнику.
Профильно-погонажные изделия изготавливают способом экструзии на основе поливинилхлорида или его сополимеров с различными добавками.
Изделия относят к группе горючих.
К мягким изделиям относят: плинтусы прокладки для окон трубки нащельники поручни. Их выпускают в бухтах установленной длины. Отдельные виды мягких изделий выпускают и в мерных отрезках: плинтусы нащельники поручни.
К полужестким изделиям относят плинтусы и наличники сплошного поперечного профиля и с каналами для электропроводки порожки дверных проемов поручни накладки на проступи лестничных маршей раскладки для крепления облицовочных листов накладки угловые нащельники трубки. Их выпускают в мерных отрезках. Плинтусы и наличники сплошного сечения порожки дверных проемов поручни накладки на проступи лестничных маршей трубки могут выпускаться и в бухтах.
Жесткие изделия — плинтусы с каналами для электропроводки наличники сплошного поперечного профиля и с каналами для электропроводки элементы внутренних облицовок. Выпускаются в мерных отрезках.
Длина бухт и мерных отрезков для изделий каждого вида установлена ГОСТ 19111. Номинальная длина бухт — от 14 000 до 48 000 мм мерных отрезков — от 1050 до 4200 мм.
Для профильно-погонажных изделий всех видов:
—абсолютная деформация (при испытании на приборе типа ТШМ-2) мм: для мягких изделий — 031 - 045; для полужестких — 015 - 030; для жестких — не более 014;
—восстанавливаемость: не менее 60 % для мягких изделий и не менее 50 % для полужестких и жестких изделий;
—изменение линейных размеров % не более: 06 — для мягких изделий; 05 — для полужестких изделий; 04 — для жестких изделий;
—мягкие изделия должны выдерживать испытания на гибкость на стержне диаметром 30 мм полужесткие — на стержне диаметром 60 мм без образования трещин разрывов изломов вмятин и других дефектов на поверхности образца.
Изделия отличаются разными цветами имеют глянцевую или матовую поверхность. Лицевая поверхность изделий без дефектов: наплывов бугорков раковин царапин пятен и инородных включений. Кромки изделий без местных искривлений надрывов и зазубрин. Торцы изделий ровно обрезаны под прямым углом к оси изделия и не имеют неровностей.
Среди традиционных профильно-погонажных изделий появились оригинальные изделия предназначенные для «классического» интерьера. Бельгийская фирма ORAC производит такие отделочные материалы по уникальной технологии на основе литья из пенополиуретана. Это элементы лепнины: карнизы потолочные розетки стеновые и потолочные молдинги медальоны детали обрамления арок дверных проемов стенных ниш. Отдельные элементы имеют значительную высоту рельефа: полуколонны пилястры кронштейны. Серийно выпускаются даже тела вращения: колонны пьедесталы купола.
В данной курсовой работе в качестве профильно-погонажных изделий на основе ПВХ мы рассмотрим ПВХ-панели (сайдинг).
Облицовка фасада виниловым сайдингом все больше входит в нашу жизнь как один из наиболее эффективных экономичных и эстетически привлекательных видов отделки. Материал прост в установке функционален долговечен разнообразен по цветовой гамме поэтому многие владельцы частных домов или коммерческой недвижимости используют именно виниловый сайдинг для оформления экстерьера. Они правы ведь тем самым они не только снижают затраты на строительство но и надежно защищают строение от дождя ветра града снега ультрафиолетового излучения и других неприятных проявлений окружающей среды. Плюс ко всему прочему сайдинг помогает бесследно скрыть от посторонних глаз огрехи в строительстве или «старение» здания а так же изоляцию и слой утеплителя что способствует сохранению тепла и экономии энергии. Кроме этого малый вес материала не утяжеляет фасад и не создает дополнительной нагрузки на фундамент.
О виниловом сайдинге регулярно выходит достаточно много статей в различных изданиях. Поскольку много производителей предлагают на рынке подобные товары для потребителя и для продавца часто бывает трудно разобраться какому именно предложению отдать предпочтение.
Анализ существующих технологий производства ПВХ-панелей
1 Номенклатура характеристика ПВХ-панелей
Для производства комплексной системы необходимо иметь не меньше шести различных профилей. Подавляющее большинство таких профилей производится методом коэкструзии.
Среди 6 различных профилей так называемый «главный панельный профиль» (Рис. 1) занимает 90 % общего объёма производства. Ещё имеется по одному профилю для внутреннего и наружного углового элемента по одному - для нижнего опорного элемента и начального профиля а также один профиль для сопряжения с оконной или дверной коробкой (рис. 2). Все эти профили могут экструдироваться в различных стилях цветах с различной текстурой поверхности. В зависимости от желаемого качества профилей они могут экструдироваться толщиной 1 - 15 мм. Вспомогательные профили в основном экструдируются по двухручьёвой схеме.
Рис. 2. Главный панельный профиль
Рис. 2. Возможные профиля ПВХ сайдинга
Сайдинг можно использовать в различных ограждающих и декоративных конструкциях его можно легко монтировать и разбирать (без разрушения в любое время года). Сайдинг в случае применения в качестве фасадной облицовки пригоден для монтажа на всех видах строительства от одноэтажных домов жилых зданий объектов общего использования до зданий промышленного и торгового типов. Сайдинг пригоден для монтажа на всех видах стен. Благодаря этому легко можно производить ремонт старых зданий. Благодаря малому весу (1 кв.м. такой облицовки весит 214 кг) и лёгкости перевозки облицовку из ПВХ сайдинга можно смонтировать в любое время года с использованием самых простых инструментов без применения традиционной строительной техники для ведения фасадных работ (подъёмники краны растворонасосы и растворомешалки штукатурные станции и т.п.). Простота монтажа позволяет вести работы даже в индивидуальном строительстве.
Данный профиль позволяет значительно сократить энергозатраты применение сайдинга уже на этапе проектирования позволяет уменьшить толщину ограждающих конструкций. Между ПВХ сайдингом и стеной возможно смонтировать слой теплоизоляции что снижает вес стены и уменьшает издержки на материалы и рабочую силу.
Основные типы «сайдинг» панелей используемых при облицовке стен
Производимые профили включают в себя панели двух конфигураций а именно двойная четырехдюймовая (Double 4") и двойная четырехдюймовая "голландка" (Double 4" Dutch) а также вспомогательные профили 6-ти конфигураций: начальная планка (Starter Strip) нижняя концевая планка (Undersil) трехдюймовая внешняя угловая стойка (3" Outside Corner Post) внутренняя угловая стойка (Inside Corner Post) Н-образный молдинг (H-Mold) и Г-образный цоколь на 58 дюйма (58" J-Trim) (рис. 3). Вместе взятые эти профили представляют собой единую систему позволяющую подобрать полный комплект элементов для облицовки любого типового здания.
Двойная четырехдюймовая панель
Ширина в расправленном виде: 12125 дюйма (30797 мм) Толщина детали: 0042 (0002 дюйма (1067 мм))
Двойная четырехдюймовая панель "голландка
Ширина в расправленном виде: 1225 дюйма (31115 мм) Толщина детали: 0040(0002 дюйма (1016 мм)
Сдвоенная нижняя концевая планка
Ширина в расправленном виде сдвоенной: 615 дюйма (15557 мм) Толщина детали: 0040(0002 дюйма (1016 мм)
Трехдюймовая внешняя угловая стойка
Ширина в расправленном виде: 13125 дюйма (33337 мм) Толщина детали: 0045(0002 дюйма (1143 мм)
Внутренняя угловая стойка
Ширина в расправленном виде: 8 дюймов (20320 мм) Толщина детали: 0045(0002 дюйма (1143 мм)
Г-образный цоколь на 58 дюйма
Ширина в расправленном виде: 7375 дюйма (18732 мм) Толщина детали: 0045(0002 дюйма (1143 мм)
Рис. 3. Основные типы сайдинг панелей используемых при облицовке стен
Общие данные по размерам и характеристикам сайдингов и профилей последующей формовки:
Типичная толщина прочих профилей последующей формовки – до 4 мм.
Для профилей самой простой формы – до 15 мм максимум.
Возможны профили непостоянной формы (например гофрированные и т.п.) при этом контур рисунка создается штампом
Ширина: 200 - 400 мм 500мм при стандартном оборудовании под 610 мм 1000 мм - максимум.
Длина профилей: от 4 до 6 м (для сайдингов - от 12 до 12.5 дюймов)
Скорость линии от 10 до 60 ммин
Производительность:600 кгч - 1500 кгч
ПВХ сайдинг обладает следующими преимуществами в сравнении с подобными профильнопогонажными изделиями изготовленными из других сырьевых ресурсов:
- древесина требует специального ухода особенно со временем: это и сушка заготовок обработка противогнилостными антисептиками периодическая покраска ремонт в связи с короблением и гниением и т.д.
- алюминий прочнее ПВХ и древесины но обладает теплопроводностью в 1000 раз большей чем ПВХ и практически не сохраняет тепло;
- ПВХ профиль не требует никакого ухода и ремонта обладает высокой прочностью и хорошими изоляционными свойствами.
2 Состав сырьевой смеси
Поливинилхлорид (ПВХ) является синтетическим полимером. В его названии уже содержится информация о том что он получается из химического соединения винилхлорида путем полимеризации (приставка поли). В результате полимеризации (соединения отдельных молекул винилхлорида или как говорят мономера в длинные цепи) получаются молекулы поливинилхлорида образованные из множества молекул винилхлорида. Число этих молекул объединённых в общую цепь может колебаться от нескольких сот до полутора тысяч и более.
Одна молекула исходного мономера (винилхлорида) образует звено.
Реакция полимеризации винилхлорида химическая формула которого СН2=СНCl имеет вид
Винилхлорид содержит так называемую двойную связь которая в процессе полимеризации раскрывается в результате чего образуется длинная цепь полимера в котором -(СН2-СН C чем они отличаются меньше тем более однородный состав имеет полимер тем более предсказуемо его поведение в процессе дальнейшей переработки.
Отдельные молекулы ПВХ также взаимодействуют между собой но это взаимодействие уже не является химическим т.е. при своем взаимодействии они не образуют новых соединений а за счет сил притяжения и отталкивания образуют так называемые надмолекулярные образования (структуры) с одинаковым химическим составом.
ПВХ по своему внешнему виду представляет собой белый порошок каждая частица этого порошка (зерно) имеет размер от 50 до 150 мкм в свою очередь каждое зерно состоит примерно из 200 000 ещё более мелких сферических частиц размером ~1-3 мкм.
Зерно ПВХ является тем конечным надмолекулярным образованием с которым мы часто сталкиваемся на практике. ПВХ одной и той же партии может содержать зерна различного размера и вида. С точки зрения практической переработки следует различать зерна ПВХ двух видов прозрачные и непрозрачные. Соответственно ПВХ с преобладанием прозрачных зерен относится к монолитному типу ПВХ с преобладанием непрозрачных зерен к рыхлому типу.
Для монолитного типа содержание прозрачных зерен составляет 70-85 % для рыхлого типа содержание прозрачных зерен составляет 0-12%.
Известен также третий (неоднородный) тип ПВХ в котором нет преобладания зерён того или другого вида.
Прозрачные зерна отличаются от непрозрачных более плотной структурой поверхности по сравнению с рыхлыми непрозрачными зернами. ПВХ состоящий из зерён любого вида вполне пригоден для переработки нужно только правильно определить направление его использования. Прозрачные зерна в частности плохо поглощают пластификатор поэтому их излишнее содержание при производстве пластифицированных изделий (ПВХ-пластикатов) приводит к образованию так называемых "рыбьих глаз" - частиц в которые не удалось проникнуть пластификатору в достаточном количестве поэтому ПВХ с большим содержанием прозрачных зерен желательно использовать для производства не пластифицированных (жестких) изделий.
В практической деятельности даже не так важно соотношение прозрачных и непрозрачных зерен как постоянство этого соотношения в разных партиях ПВХ. Поскольку процесс получения ПВХ имеет периодический характер у поставщиков ПВХ часто возникают трудности с поддержанием одинаковых свойств у разных партий продукта при этом возникают определённые проблемы с переработкой.
Свойства ПВХ в значительной степени определяются способом его получения.
ПВХ полученный суспензионным способом маркируется как ПВХ-С. Например ПВХ С-7058.
ПВХ полученный эмульсионным (латексным) способом маркируется как ПВХ-ЕП. Например ПВХ ЕП-62.
ПВХ полученный массовым способом маркируется как ПВХ -М. Например ПВХ М-64.
Для производства ПВХ пластикатов пленок и других изделий получаемых экструзионным каландровым или литьевым методом применяют в основном ПВХ-С.
Плотность зерна ПВХ в зависимости от способа его получения колеблется от 126 до 142 гсм³ для суспензионного ПВХ который применяется для получения ПВХ - пластиката составляет 142 гсм³.
Насыпная плотность ПВХ (для большинства суспензионных марок) в силу того что частицы (зерна) имеют сферическую форму составляет 054-058 гсм³.
В значительной степени способ и технология переработки ПВХ определяется его вязкостью которая определяется как вязкость его раствора в растворителе (циклогексаноне). Первые две цифры в обозначении марки ПВХ обозначают величину так называемой константы Фикентчера.
Например для ПВХ-С 7058 константа Фикентчера равна 70.
Чем больше величина этой константы тем выше степень полимеризации и молекулярный вес.
Одним из важных свойств ПВХ является его способность при нагревании разлагаться с выделением хлористого водорода (НСl). Процесс выделения хлористого водорода может начаться при температуре 70-80°С поэтому его хранение должно производиться на достаточном расстоянии от отопительных приборов и в местах не подвергающихся воздействию солнечных лучей. При температуре 150-180°С на воздухе скорость процесса разложения резко возрастает происходит быстрое разложение полимера с выделением хлористого водорода и углекислого газа.
Хлористый водород обладает резким запахом обладает раздражающим действием на дыхательные пути и слизистые оболочки глаз. Для защиты органов дыхания при сильной загазованности следует применять противогаз с коробкой марки БКФ. Предел содержания хлористого водорода в воздухе производственных помещений при котором можно работать без последствий для здоровья (предельно допустимая концентрация - ПДК) составляет 5 мгм³.
Чистый ПВХ очень трудно использовать для изготовления изделий по причине того чтобы произвести его переработку необходимо его нагреть до температуры плавления которая близка к температуре при которой происходит интенсивное выделение хлористого водорода. Для того чтобы произвести переработку ПВХ применяют термостабилизаторы которые в смеси с ПВХ позволяют значительно снизить интенсивность выделения хлористого водорода однако при сильных перегревах например при повышении температуры переработки свыше 220°С даже применение термостабилизаторов не спасает ПВХ от разложения.
Такая особенность ПВХ(практическая невозможность переработки в чистом виде и его разложение при тепловом воздействии) является его существенным недостатком.
С другой стороны огромным достоинством ПВХ является то что из одного и того же ПВХ путём его смешивания с различными добавками (модификацией) можно получать материалы с самыми различными свойствами от высокоэластичных (резиноподобных) до твёрдых с высокой ударопрочностью.
Пластификаторы и их свойства.
Пластификаторы применяются для того чтобы придать ПВХ эластичные свойства. Если чистый ПВХ становится хрупким при температуре 70-80°С или как говорят имеет температуру стеклования 70-80°С то путем смешивания его с различными пластификаторами в различных соотношениях можно получать материалы с температурой стеклования -40°С и ниже.
Пластификаторы при комнатной температуре представляют собой вязкие маслянистые жидкости. Наиболее распространенным в России в настоящее время является пластификатор диоктилфталат (ДОФ). В зависимости от качества цвет ДОФ может меняться от светло желтого до темно коричневого. Темная окраска ДОФ говорит о том что он не прошел специальной очистки которая является весьма дорогостоящей стадией процесса его получения.
Цветность пластификатора влияет на цветность готового продукта поэтому ДОФ темной окраски не следует применять для изготовления прозрачных пластикатов в особенности медицинского и пищевого назначения и других пластикатов где имеются высокие требования к цвету или прозрачности. Цветность пластификатора измеряется путем сравнения его цвета с эталоном визуально или при помощи фотоколориметра. Цвета эталонов измеряются в так называемых единицах Хазена по платино-кобальтовой шкале.
ДОФ высшего сорта имеет цветность не более 40 единиц и используется для светопрозрачных изделий. ДОФ 1-го сорта имеет цветность 40-100 единиц и может использоваться для окрашенных в светлые тона изделий. ДОФ 2-го сорта используется для производства тёмных и чёрных изделий и имеет цветность от 100 до 200 единиц.
Другим важным показателем качества ДОФ являются его диэлектрические свойства (величина удельного объёмного электрического сопротивления). Далеко не всегда ДОФ с хорошими показателями по цветности имеет хорошие диэлектрические свойства в особенности это касается импортных продуктов. Очень часто инофирмы по соображениям таможенного характера поставляют ДОФ в смеси с другими пластификаторами (например с диоктиладипинатом-ДОА) которые имеют заведомо низкие диэлектрические показатели при этом внешне привлекательный и с хорошей цветностью продукт совершенно непригоден для выпуска изоляционных марок пластиката с высокими требованиями по удельному объёмному электрическому сопротивления.
По сравнению с ДОФ диэлектрические свойства ДОА (удельное объёмное электрическое сопротивление) хуже в 10 раз.
Импортные пластификаторы ДОФ в смеси с ДОА могут с успехом применяться для выпуска прозрачных пластикатов в т.ч. медицинского и пищевого назначения а также для пластикатов используемых для изготовления оболочек кабелей. Для изготовления изоляционных марок пластикатов величина показателя удельного объёмного электрического сопротивления должна быть не менее 1х10 Ом. см.
Другим достаточно распространённым в России пластификатором является диалкилфталат (ДАФ). По своим свойствам он достаточно близок к ДОФ однако имеет более низкие диэлектрические и характеристики а также не может быть использован для производства пластикатов пищевого и медицинского назначения.
На практике бывает достаточно трудно отличить один пластификатор от другого особенно если на перерабатывающем производстве нет достаточно хорошо оснащенной лаборатории.
В этом случае самым элементарным способом распознавания пластификатора является измерение его плотности при температуре 20°С. Для ДОФ плотность составляет 0982-0986 гсм³ для ДАФ 0975-098 гсм³ для ДОА 0923-093.
Очень важным показателем качества пластификатора является его способность впитываться в ПВХ с образованием "сухой смеси"т.е. на поверхности частиц ПВХ не должно содержаться пластификатора после смешивания в смесителе. Способность образовывать "сухие смеси" зависит также от свойств самого ПВХ от показателя жидкоёмкости который определяет максимальный объём диоктилфталата который способен удерживать в себе ПВХ за счет своей пористости при комнатной температуре. Этот показатель измеряется в млг и колеблется для суспензионных марок ПВХ от 048 до 123. Показатель жидкоёмкости напрямую связан со скоростью поглощения и пластификатора чем больше жидкоёмкость тем больше скорость поглощения.
Для товарных марок ПВХ жидкоемкость пористого типа ПВХ составляет ~092 млг при константе Финкетчера 71 жидкоёмкость монолитного типа составляет ~051 млг при константе Финкетчера 63. Скорость поглощения пластификатора определяет производительность процесса смешения. При большей скорости поглощения пластификатора продолжительность перемешивания до получения "сухой смеси" меньше. Однако следует иметь в виду что высокая скорость поглощения пластификатора при неправильно проводимом процессе смешения в смесителе может привести к комкованию композиции появлению "рыбьих глаз" и образованию так называемого "козла" - монолитной массы ПВХ в верхней камере смесителя.
Пластификаторы являются малолетучими продуктами температура кипения ДОФ при атмосферном давлении составляет 380 °С.
Температура застывания ДОФ составляет -50 °С что позволяет производить его перекачку и хранение в зимнее время без дополнительного подогрева.
Стабилизаторы и их свойства.
Как уже было отмечено ранее одним из самых больших недостатков поливинилхлорида является его разложение с выделением хлористого водорода при термическом воздействии.
Говоря другими словами поливинилхлорид не является термостабильным полимером.
Для того чтобы повысить термическую стабильность смесей - ПВХ и сделать возможным их переработку применяют специальные добавки термостабилизаторы.
Термостабилизаторы выполняют две функции: обеспечивают термическую стабильность (термостабильность) смеси ПВХ в процессе переработки (технологическую термостабильность) и обеспечивают термостабильность изделия из ПВХ в процессе его эксплуатации (эксплуатационную термостабильность). Поэтому в состав смеси ПВХ добавляют термостабилизатор из такого расчёта что он будет предотвращать разложение ПВХ не только в процессе переработки но и в процессе эксплуатации. Это необходимо для того что в ряде случаев изделия из ПВХ подвергаются термическому нагреву например электрокабели и провода.
Действие термостабилизаторов основано на том что они либо предотвращают отщепление хлористого водорода от полимера либо улавливают отщепившийся хлористый водород.
Существует множество различных термостабилизаторов различных по химическому составу внешнему виду и агрегатному состоянию (жидкие и твердые). Наиболее распространёнными в России являются: соли стеариновой кислоты (стеараты бария кальция свинца и цинка) соли свинца (трехосновной сульфат свинца) эпоксидные соединения (эпоксидная смола и эпоксидированные растительные масла).
Cтеараты металлов и соли свинца являются твердыми веществами. Стеараты свинца имеют гораздо меньшую насыпную плотность чем трёхосновной сульфат свинца. Эпоксидная смола и эпоксидированные растительные масла - вязкие жидкости светло-желтого цвета. Жидким стабилизатором по внешнему виду напоминающий ДОФ но обладающий характерным запахом является оловоорганический стабилизатор OTS
Очень важным свойством термостабилизаторов является взаимное усиление их действия (синергизм) поэтому очень часто для термостабилизации используется не один а два и более вида термостабилизатора. Например если добавить в ПВХ одну весовую часть стеарата бария и одну весовую часть стеарата кадмия термостабильность смеси ПВХ будет намного выше если мы добавим только две (и даже три) части только стеарата бария либо только стеарата кадмия поэтому в процессе приготовления смесей необходимо точно придерживаться соотношений стабилизаторов заданных рецептурой.
Некоторые стабилизаторы обладают сильной токсичностью и оказывают вредное действие на организм человека к их числу относятся соли свинца и стеарат кадмия они могут применяться только для изготовления изоляционных материалов и материалов технического назначения.
Предельно допустимая концентрация пыли термостабилизаторов в воздухе рабочих помещений содержащих соли свинца и кадмия составляет 01 мгм³.
Для получения пластикатов и смесей ПВХ использующихся для изготовления изделий пищевого и медицинского назначения применяются стеараты кальция цинка и некоторые олово-органические термостабилизаторы.
В процессе переработки термостабилизаторы вступают в химические реакции с хлористым водородом и при этом они расходуются происходит уменьшение их содержания в смеси поэтому нельзя бесконечно долго подвергать смесь ПВХ термическому воздейсвию. Время в течение которого нагреваемая смесь ПВХ не теряет свои свойства и не выделяет хлористый водород называется временем термостабильности. Время термостабильности зависит от видов применяемых стабилизаторов от их содержания и соотношения в смеси и от температуры переработки. Температура переработки смесей ПВХ составляет 150-200°С в зависимости об их состава при этом время термостабильности может изменяться от нескольких десятков минут до нескольких часов.
Наполнители смазки пигменты модификаторы их назначение и свойства.
Для изготовления поливинилхлоридных композиций применяются также ряд других веществ выполняющих разные функции.
Наполнители вещества применяемые для получения ПВХ - композиций с целью их удешевления а также придания специальных свойств. Наиболее распространёнными наполнителями являются: мел каолин гидроксид аллюминия трехокись сурьмы аэросил.
Мел и каолин применяются для замены ПВХ в композиции с целью её удешевления; гидроксид алюминия и трёхокись сурьмы являются так называемыми антипиренами и служат для снижения горючести ПВХ-композиций; аэросил улучшает диэлектрические свойства композиций.
Самым главным требование к качеству наполнителей является размер их частиц (дисперсность) который не должен превышать 10 мкм а в ряде случаев требуется еще более мелкий размер частиц. Дисперсность является обратной величиной к размеру частиц чем размер частиц меньше тем дисперсность больше.
Большинство наполнителей не являются токсичными веществами и могут применяться для изготовления композиций пищевого и медицинского назначения. Трехокись сурьмы сильно токсичное вещество. Однако пыль любого наполнителя в больших концентрациях может оказать вредное влияние на здоровья человека.
Смазки вещества предназначенные для снижения трения расплава ПВХ-композиции о поверхности рабочих частей перерабатывающего оборудования или для снижения внутреннего трения материала композиции.
Смазками являются полиэтиленовый воск парафин и стеариновая кислота. Термостабилизаторы-стеараты металлов также обладают смазывающим действием.
Смазки нетоксичны являются горючими веществами.
Пигменты вещества предназначенные для окрашивания ПВХ - композиций в различные цвета.
Для крашения ПВХ применяются: неорганические пигменты-свинцовые кроны твуокись титана железно-окисные пигменты сажа и другие а также органические пигменты-голубой фталоцианиновый зелёный фталоцианиновый антрахиноновые пигменты и другие.
Неорганические пигменты являются негорючими веществами. Органические пигменты-горючие вещества.
Модификаторы вещества предназначенные для улучшения перерабатываемости композиций или для придания специальных эксплуатационных свойств изделиям из ПВХ-композиций.
Модификаторы используются в основном в составе непластифицированных ПВХ-композиций.
Для придания высоких прочностных показателей используются модификаторы ударопрочности которые являются сложными сополимерами. Они выпускаются под рядом торговых названий: ВТА-3NКАHE В28 и другие.
Модификаторы - горючие вещества.
Модификаторы широко используются для получения нетоксичных композиций пищевого и медицинского назначения.
Поливинилхлоридная композиция
Как уже отмечалось ранее из одного "чистого" ПВХ практически невозможно получить какое либо изделие. Материал содержащий ПВХ и другие добавки обеспечивающие его технологические и эксплуатационные свойства называется поливинилхлоридной композицией.
Поливинилхлоридные композиции являются полупродуктами для получения изделий: кабельно-проводниковой продукции трубок шлангов литьевых изделий различных профилей.
Поливинилхлоридные композиции могут выпускаться либо в виде гранул (ПВХ-пластикаты и жесткие гранулы) либо в виде сыпучего порошка.
Состав поливинилхлоридной композиции принято выражать в массовых частях (м.ч.) по отношению к ПВХ при этом содержание ПВХ всегда принимается за 100 м.ч.
Композиции принято подразделять на пластифицированные (мягкие) и непластифицированные (жёсткие).
Пластифицированные композиции содержат не менее 20 м.ч. пластификатора.
Жёсткие композиции содержат не более 8 м.ч. пластификатора или не содержат вовсе.
В поливинилхлоридную композицию входят: ПВХ термостабилизаторы пластификаторы наполнители модификаторы смазки пигменты. Их присутствие и содержание в композиции определяется её назначением. Соотношение входящих в состав материала композиции компонентов по отношению к ПВХ называется рецептурой. На основании рецептуры расчитываются навески компонентов рецептуры при загрузке в смесительное оборудование.
Состав ПВХ композиции в значительной степени определяет её технологические и рецептурные свойства. Например увеличение содержания пластификатора снижает температуру переработки при переработке композиций и увеличивает эластичность изделий.
Для получения пористых изделий в состав ПВХ композиций вводят специальные добавки порофоры что позволяет получать материалы с плотностью в 15-2 раза меньшей по сравнению с монолитным материалом.
Создание рецептуры композиции требует проведения исследовательских работ лабораторных и промышленных испытаний поэтому очень важно при выпуске композиции максимально точно придерживаться рецептурных соотношений компонентов.
3 Выбор и обоснование технологического способа производства
Система профилей «сайдинг» уже более полувека используется в США Канаде и Западной Европе. Большое преимущество при применении этой системы в странах СНГ заключается в следующем: возможность сокращения энергозатрат при отделочных работах отсутствие необходимости проведения работ по уходу улучшению внешнего вида фасадов зданий. Между профилем и стеной можно укладывать эффективный утеплитель толщиной до 80 мм что немаловажно в суровых условиях.
Развитие системы сайдинг особо ускорилось с начала 60 годов. В то время для производства этих профилей применялись одношнековые экструдеры с производительностью до 25 кгчас. С 1968 года для этих целей начали применяться двухшнековые экструдеры. Использование высококачественного экструзионного ПВХ компаунда особых способов экструзии обеспечивает производство сайдинга со сроком службы более 50 лет.
При производстве комплекса сайдинг одновременно экструдируются 2 слоя - нижний 80 % от толщины профиля и верхний 20 % от толщины профиля по-другому этот метод называется методом коэкструзии. Рецептура ПВХ компаунда верхнего слоя аналогична рецептуре ПВХ компаунда для оконных профилей. Для нижнего слоя можно использовать и более дешёвую рецептуру и даже подмешивать перемолотые обрезки оконных профилей.
Стандартная экструзионная линия состоит из следующих компонентов:
- сам экструдер в комплекте со смесителями
- экструзионные щелевые фильеры
- устройство нанесения рисунка тиснением
- водяная ванна калибраторы
- оборудование для нанесения перфорации пробивки отверстий
- ленточное вытягивающее устройство
- выходной пресс для формообразования инструмент для пресса
4 Новое в производстве ПВХ сайдинга (Патентный поиск
1 Режим работы предприятия
Режим работы предприятия характеризуется числом рабочих дней в году количеством рабочих смен в сутки и количеством часов работы в смену.
Примем для предприятия работу по непрерывной неделе – 260 дней (365 календарных дней – 104 выходных 8 праздничных + 7 дней компенсации неполного рабочего дня) в 2 смены так как работа в ночной смене вызывает много трудностей.
Номинальный годовой фонд рабочего времени определяется по формуле:
Годовой фонд чистого рабочего времени составляет:
Ориентировочно коэффициент технического испльзования оборудования Кти=095
Таблица 1. Режим работы предприятия
испол. экслотац. времени
Годовой фонд рабочего времени в часах
2 Расчёт производительности предприятия
Исходя из режима работы рассчитаем производительность по готовой продукции. При расчете производительности следует учитывать возможный брак и другие потери размер которых принимается согласно действующим нормативам. Для заводов производящих ПВХ-панели средняя величина возможных потерь обычно принимается 5% .
Производительность одной экструзионной линии равна 230000 м2год
Следовательно чтобы обеспечить требуемый выход продукции предприятие должно обеспечить:
Пфакт=105*Пгод=460000*105=483000 м2год
Пфакт=483000260=185769 м2сут
Пфакт=1857692=9288 м2см
Пфакт=185769 16=11610 м2час
Для цехов производительность представлена в таблице:
Таблица 2. Производительность цехов предприятия
Производительность м2год(сутки смену час)
Псутки=ПгодС где С-расчетное кол-во суток в году
Псмену=ПгодС*N где N-кол-во смен
Пчас=ПгодC*N*Ч где Ч=8 (часы в смену)
3. Подбор состава сырьевой смеси
Существует множество рецептов различных композиций на основе поливинилхлорида. Каждый из производителей изделий из ПВХ подбирает композицию наиболее соответствующую по техническим данным той продукции которую он производит а так же рассматривает возможность переработки выбранной композиции на имеющемся у него оборудовании.
Таблица 3. Теоретический подбор состава
Наименование компонента
Описание и функция компонента
Дозировка в процентах
Поливинилхлорид (ПВХ-С)
Наполнитель применяется для замены ПВХ в композиции с целью ее удешевления
Комплексный пластификатор – придает эластичные свойства повышает ударную вязкость увеличивает морозостойкость и огнестойкость
Акриловый модификатор ударопрочности
Пигмент- предназначен для окрашивания ПВХ композиций
Оптический отбеливатель
Пигмент- предназначен для окрашивания ПВХ композиций
Модификатор –предназначен для улучшения перерабатываемости композиции
Соль стеариновой кислоты
Стабилизатор – обеспечивает термическую стабильность смеси ПВХ и предотвращает старение полимера защита от УФ и микроорганизмов
Смазка – предназначенная для снижения трения расплава композиции
4. Расчёт потребности предприятия в сырьевых материалах.
При определении потребности цеха в сырье и полуфабрикатах прежде всего нужно установить удельный расход на единицу готовой продукции – 100кг. получаемого вещества. Для этого следует составить материальный баланс технологических операций при которых происходят изменение массы (потери) перерабатываемых материалов. Потери при транспортировании принимаются в размере 1-2%.
Таблица 4. Материальный баланс технологических операций
Технологическая операция
Приход материалов кг
Расход материалов кг
Подача сырья со склада в смеситель
Транспортирование в бункер экструдера
Таблица 5. Потребность предприятия в сырьевых материалах
Удельный расход кг100кг
Потребности в сырье кг
Поливинилхлорид(ПВХ-С)
5. Выбор потребного количества технологического оборудования
Необходимое количество машин и другого оборудования определяют по формуле:
Где: М - количество машин подлежащих установке; П - требуемая часовая производительность по данному технологическому переделу; Поб - производительность оборудования; Кп - нормативный коэффициент использования оборудования во времени ( 092).
В данном курсовом проекте при производительности в 7287 кгчас необходимо оборудовать три технологические линии для производства профильных изделий из ПВХ. Производительность каждой линии – 36435 кгчас.
В состав линии входит:
Экструдер - самая сложная и дорогостоящая составляющая экструзионной линии. Экструдер состоит из следующих основных частей: загрузочного бункера 1 дозирующего шнека 2 рабочей пары "шнеки-цилиндр" 3 электронагревателей 4 главного редуктора 5 пульта управления 6.
Сырье (гранулированная или порошкообразная композиция ПВХ) подается в приемный бункер откуда при помощи дозирующего шнека поступает в рабочий цилиндр и захватывается шнеками. Цилиндр нагревается при помощи электрических нагревателей которые установлены на его поверхности. Шнеки перемещают материал к выходу из экструдера при этом ПВХ пластифицируется переходя под действием температуры в состояние расплава. Под давлением расплав продавливается через формующие щели инструмента приобретая начальную форму и сечение.
ЭКСТРУДЕР ДВУХШНЕКОВЫЙ 370 кгчас
СКОРОСТЬ ВРАЩЕНИЯ ШНЕКА МАКС. ОБОРМИН
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ КГЧАС
МОЩНОСТЬ ПРИВОДА ГЛАВНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ КВАТТ
МОЩНОСТЬ МОТОРА ВАКУУМНОЙ ПОМПЫ КВАТТ
МОЩНОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ ДОЗАТОРА КВАТТ
КОЛИЧЕСТВО ТЕРМОСТАТНЫХ ЗОН ШНЕКА
КОЛИЧЕСТВО ЗОН ОХЛАЖДЕНИЯ
КОЛИЧЕСТВО ТЕРМОСТАТНЫХ ЗОН ФИЛЬЕРЫ
ВАКУУМНАЯ ПОМПА КВАТТ
СУММАРНАЯ МОЩНОСТЬ НАГРЕВА КВАТТ
НЕОБХОДИМАЯ МОЩНОСТЬ КВАТТ
ВНУТРЕННЕЕ ВОДЯНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ ШНЕКА (ЗАМКНУТЫЙ ЦИКЛ) БУНКЕР ИЗ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ КОНСТРУКЦИЯ "ВОДЯНОЙ РУБАШКИ
ГАБАРИТНЫЕ РАЗМЕРЫ ММ
Выбираем потребное количество сито-бурат при часовой производительности 728 кг:
То есть в технологической схеме производства будет иметь место два экструдера производительностью 728 кгч.
Калибрационный стол состоит из следующих основных частей: сварной рамы 1 платформы для крепления калибраторов 2 системы распределения вакуума 3 системы распределения охлаждающей воды 4 водокольцевого 5 и вакуумных 6 7 насосов и пульта управления 8.
Расплав имеющий начальную форму требуемого профиля попадает в калибраторы где присасывается вакуумом к формующим поверхностям инструмента и охлаждается постоянно циркулирующей по внутренним каналам инструмента водой.
КОЛИЧЕСТВО ВАКУУМНЫХ НАСОСОВ ШТ
ВПУСКНАЯ МОЩНОСТЬ НАСОСА КВАТТШТ
КОЛИЧЕСТВО ВОЗДУШНЫХ ТРУБОК ШТ
Тянущее устройство состоит из двух независимых гусениц 1 с укрепленными на них траками или лентой моторов-редукторов 2 и пульта управления 3. Профиль протягивается через калибраторы при помощи тянущего устройства.
ВЫТЯГИВЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
МОЩНОСТЬ ПРИЖИМА DAN
СКОРОСТЬ ВЫТЯГИВАНИЯ ММИН
ДЛИНА КОНТАКТНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРАКА ММ
ШИРИНА ПАЛЕТА ТРАКА ММ
РАЗМЕР ВЫТЯГИВАЕМОГО ПРОФИЛЯ МАКС. ММ
Блок отрезной пилы состоит из станины 1 передвижного стола 2 дисковой пилы 3 и защитного кожуха 4 и предназначен для нарезки профиля на отрезки заданной длины.
МОЩНОСТЬ ПРИВОДА КВАТТ
СКОРОСТЬ РАСПИЛА МАКС ММИН
ПНЕВМОЦИЛИНДР ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ММ
ГАБАРИТНЫЕ РАЗМЕРЫ ММ
Приемный стол предназначен для приемы и сбора отрезанных кусков профиля. Состоит из сварной рамы 1 и сбрасывателя 2.
ДЛИНА СТЕКА ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ ММ
ЭЛЕКТОРО-ПНЕВМОСИСТЕМА
АВТОМАТИЧЕСКИЙ СЧЁТЧИК ENCODER
Высокоскоростной смеситель суспензии (дисольвере) МД-500. Рабочая часть дисольвера состоит из двух мешалок вращающихся на встречу друг другу на большой скорости (~ 1400 об мин) при этом происходит интенсивное перемешивание. В зазоре между рабочими поверхностями мешалок (фрезами) происходит измельчение твёрдых частиц стабилизаторов и других компонентов.
6. Расчет складов сырьевых материалов и готовой продукции
Бесперебойная работа основных технологических цехов цементного завода обеспечивается созданием на территории завода запасов сырьевых материалов и твердого или жидкого топлива.
Установлены следующие нормы запасов материалов исходя из суточной потребности производства:
поливинилхлорида и других сырьевых материалов – на 15 суток
Требуемый геометрический объем бункера определяется по формуле:
Vполезн – требуемая полезная емкость бункера м³
Где m – масса материала;
ρ – плотность материала;
– коэффициент заполнения принимается равный 085;
Vгеом = 116591400*5 085 =494 м³ - при запасе 5 дней
Vгеом = 1269 085 =149 м³ - при запасе 10 дней
Бункер для диоктилфтолата (ДОФ):
Vгеом = 1059 085 =119 м³ - при запасе 15 дней
Бункер диоксида титана:
Vгеом = 467 085 =55 м³ - при запасе 15 дней
Остальные компоненты не требуют установки бункеров.
Расчеты представлены в таблице 6
Площадь (м2) склада готовой продукции определяют по формуле:
S = (Q × П) V × K м2
Q – количество изделий поступающих в сутки м3
П – продолжительность хранения изделий сут
V –объем изделий допускаемый для хранения на 1 м2 площади м3
K – коэффициент увеличивающий площадь склада на проходы равный 2.
S = (575× 5) 2 × 2 = 287 м2
Масса материала на дни запаса
Плотность пл.материала
Геометрический объем
Поливинилхлорид СИ64
Таблица 6. Геометрический объем сырьевых материалов
7 Описание технологии производства ПВХ-панелей «сайдинг»
Получение ПВХ композиций из исходных компонентов рецептуры осуществляется в ходе технологического процесса. Технологический процесс получения ПВХ композиций состоит из нескольких частей (стадий): подготовка сырья приготовление суспензии приготовление композиции экструзия композиции.
Подготовка сырья включает в себя: прием поливинлхлорида в силос; прием пластификатора в емкости; прием стабилизаторов и других добавок на склад; размещение сырья в производственных помещениях в рабочих зонах; затир пигментов (приготовление паст пигментов) и стабилизаторов.
Подготовка сырья является стадией подготовки к основному технологическому процессу и осуществляется с целью создания необходимых запасов сырья на определенный временной технологический промежуток (смену сутки недёлю и т.д.) в удобном для производства виде.
Приготовление суспензии стабилизаторов в пластификаторе осуществляется для того чтобы:
- обеспечить хорошее распределение стабилизаторов и других добавок вводимых в композицию через суспензию в ПВХ-композиции
- добиться максимальной дисперсности стабилизаторов и других добавок
- создать условия для удобной траспортировки и дозировки стабилизаторов в смеситель композиции.
Эти цели достигаются путём перемешивания определенного количества стабилизаторов и других добавок в высокоскоростном смесителе суспензии (дисольвере) МД-500. Рабочая часть дисольвера состоит из двух мешалок вращающихся на встречу друг другу на большой скорости (~ 1400 об мин) при этом происходит интенсивное перемешивание. В зазоре между рабочими поверхностями мешалок (фрезами) происходит измельчение твёрдых частиц стабилизаторов и других компонентов. В результате интенсивного перемешивания с пластификатором образуется суспензия - удобная для дальнейшей транспортировки и дозирования.
Приготовление композиции осуществляется в высокоскоростном двухстадийном турбосмесителе MSNK-7501500. В процессе приготовления композиции происходит поглощение пластификатора поливинилхлоридом и равномерное распределение всех компонентов рецептуры в объёме перемешиваемого материала. Процесс приготовления композиции является периодическим процессом т.е. весь процесс работы по приготовлению композиции состоит из ряда одинаковых циклов каждый из которых включает:
- загрузку компонентов в определённой последовательности
- перемешивание компонентов в течении определённого времени или до определённой температуры
- охлаждение и выгрузку композиции.
При приготовлении композиции необходимо выполнить две задачи:
Получить однородную смесь ПВХ и других компонентов рецептуры.
Добиться того чтобы эта смесь хорошо поглотила пластификатор (получить так называемую "сухую" смесь).
Последовательность загрузки компонентов в верхнюю камеру смесителя композиции должна быть следующей:
А. Для ненаполненных рецептур (с содержанием наполнителя менее 10 в.ч.)
Загрузка суспензии стабилизаторов в пластификаторе.
Б. Для наполненных композиций (с содержанием наполнителя 10 в.ч. и более).
Загрузка стабилизаторов (без пластификатора).
Загрузка пластификатора.
Загрузку пигментов (паст пигментов) в особенности если на одной и той же технологической схеме производится выпуск разных рецептур лучше производить в нижнюю камеру смесителя для облегчения процесса чистки.
Технологическими параметрами по которым можно судить о ходе процесса смешения являются:
Температура в камере смешения.
Нагрузка на двигатель ( сила тока).
Время перемешивания.
Температура в ходе процесса смешения непрерывно растёт с момента включения мешалки в работу что связано с выделением тепла за счёт трения частиц массы композиции о поверхности оборудования и друг о друга. По температуре можно судить об окончании процесса перемешивания. Температура при которой композиция достигает "готовности" для пластифицированных композиций составляет 115-120°С для непластифицированных 80-90°С.
Нагрузка на двигатель повышается при загрузке ПВХ (по сравнению с нагрузкой холостого хода) затем снижается в начале загрузки пластификатора затем начинает расти и достигает наибольшего значения (перед окончанием замеса наблюдается резкий рост нагрузки) затем начинает снижаться. По снижению нагрузки можно судить об окончании замеса и готовности композиции до состояния "сухой" смеси. Снижение нагрузки в начальный момент загрузки пластификатора связано с тем что пластификатор ещё не начал впитываться в ПВХ и образует на поверхности частиц ПВХ слой смазки при этом снижаться сила трения частиц друг о друга и о рабочие поверхности. Дальнейшее повышение нагрузки связано с размягчением поверхности зерен ПВХ зерна ПВХ разбухают их поверхность становится липкой сила трения увеличивается.
Величина нагрузки достигает своего максимума в тот момент когда между зернами ПВХ уже не осталось свободного пластификатора но пластификатор ещё не распределился равномерно по всему зерну а концентрация его на поверхности выше; в этот момент сила трения достигает наибольшего значения. Далее пластификатор начинает глубже проникать в зерно ПВХ идет так называемый процесс совмещения пластификатора с ПВХ поверхность зерна становится менее липкой смесь более "сухой" нагрузка начинает снижаться. Процесс смешения отражён на диаграмме 1.
В отличии от пластифицированных ПВХ-композиций для "жёстких" ПВХ-смесей в процессе смешения "пиковая" нагрузка отсутствует. Нагрузка на привод электродвигателя может даже несколько снижаться при введении смазок за счёт снижения сил трения. Поэтому при приготовлении жёстких ПВХ-смесей следует руководствоваться только показаниями температуры и временем перемешивания.
Время перемешивания (продолжительность замеса) для скоростных смесителей с числом оборотов ~750 обмин и более в зависимости от состава рецептуры и числа оборотов мешалки составляет от 15-25 мин для пластифицированных ПВХ-композиций и 10-15 мин для жёстких ПВХ-композиций.
После окончания процесса смешения композиции в верхней камере композицию перегружают в нижнюю камеру смесителя для охлаждения до 30-40°С. Охлаждение композиции необходимо для того чтобы смесь была сыпучей не забивала течку и приёмный бункер экструдера. Если композиция плохо охлаждена или замес был произвёдён некачественно (пластификатор плохо совместился с ПВХ) в приёмной воронке экструдера после бункера дозатора может образоваться пустое пространство вокруг которого находится слипшаяся композиция так называемый "свод".
Образование свода приводит к нарушению подачи композиции в экструдер и остановке процесса.
Поливинилхлорид (ПВХ) поставляется в мешках. Добавки такие как титандиоксид карбонат кальция стабилизаторы и вспомогательные материалы поставляются в специальных мешках. Точное количество ПВХ и мела обеспечивается весами добавки также автоматически взвешиваются и подаются в смеситель.
В горячем смесителе материал нагревается за счёт сил трения. Добавки и ПВХ становятся гомогенной смесью.
Когда материал достигает своей требуемой температуры (прибл. 100°C) открывается выпуск горячего смесителя и материал сыпется в холодный смеситель. Здесь он благодаря водяному охлаждению внешней поверхности смесителя охлаждается до температуры прибл. 35°C. Из холодного смесителя материал течёт в ёмкость для порошка и далее в дневную ёмкость. Трубопровод с системой подачи подаёт смесь из дневной ёмкости к экструдерам.
Экструдер служит для подогрева пластификации и гомогенизации сырья (Х-ПВХ). Создаваемое во время процесса давление служит для выталкивания сырья через профилирующий инструмент.
Расплав ПВХ компаунда (двух типов от каждого из двух экструдеров) поступает в щелевую фильеру затем проходит через накатные ролики с внутренним термоконтролем. Обычно таких роликов 6 два из них используются для нанесения требуемой текстуры на лицевую поверхность профиля.
Смену текстуры поверхности можно производить не останавливая весь процесс. После накатных роликов профили с целью их подготовки к обработке после формования проходят через 3 свободнолежащих охлаждающих ролика которые смонтированы на одной основной раме. Охлаждающие ролики выполняют функцию сглаживания.
Устройство калибрования придаёт профилям окончательную форму. Это даёт возможность заказчику экструдировать два или более профилей с помощью одной и той же коэкструзионной фильеры путём замены калибрующего устройства. Данная система так называемое послеформовочное экструдирование заменяет традиционные профильные фильеры и обеспечивает производительность до 1000 кгчас готовых профилей толщиной 15 мм.
Возможно производство профилей иных конфигураций за счет изменения конструкций калибратора обрезного инструмента и возможно рабочего ролика с гравировкой для тиснения.
Рисунок тиснения является одной из наиболее важных визуально определяемых характеристик завершающей формовки профилей. На выбор предлагается большое количество разнообразных рисунков тиснения каждый из которых придает продукции особые уникальные свойства.
Одним из ключевых моментов при дополнительной формовке поверхностей является контролируемое охлаждение продукта. Данная конструкция обеспечивает простоту в эксплуатации и обслуживании при высокой стабильности и надежности в работе. Обеспечивается прохождение подвергшегося дополнительной формовке продукта любой выпускаемой в настоящее время конфигурации. Обеспечивает окончательную оптимизацию экструзионного производства. В сочетании с возможностью быстрой смены калибровок это наилучшая на данный момент возможность производства высококачественной продукции подвергнутой дополнительной формовке.
Машина-перфоратор предназначена для нанесения перфорации на поверхность панелей. Перфорация необходима для того чтобы обеспечить прохождение воздуха сквозь панели. Для некоторых частей зданий поступление воздуха сквозь панели имеет огромное значение например для вентиляции фронтона. Глубина и количество перфорируемых отверстий определяет воздухопроницаемость облицовочной панели. Перфорированные панели с неаккуратно пробитыми отверстиями выглядят совсем иначе нежели панели с чисто выполненной перфорацией. Данная машина обеспечивает быструю смену продуктов и чисто выполненную перфорацию панелей в сочетании с простотой и высокой точностью выполняемых на машине регулировок и настроек.
В горизонтальной облицовке должны быть предусмотрены фильтрационные отверстия с тем чтобы обеспечивать отвод конденсата с оборотной стороны панели. Для выполнения этой простой но крайне необходимой операции требуется устройство которое выполняло бы ее с высокой надежностью и качеством причем со скоростью которая отвечала бы общей скорости технологического процесса.
Для домовладельца устройство выреза под гвоздь имеет очень большое значение поскольку именно оно определяет устойчивость облицовки например к воздействию ветра. Кроме того форма и размещение выреза под гвоздь может упростить или усложнить работу при монтаже облицовки. Фирма обеспечит Вас необходимым оборудованием наиболее совершенной конструкции которое обеспечит надежное непрерывное и постоянное выполнение вырезов под гвоздь самой оптимальной конфигурации. Рабочий орган устройства выполнен в виде группы пуансонов и обеспечивает высокую точность совмещения направляющих и ножа простоту обработки продукта и быструю смену направляющих выреза под гвоздь.
Тянущее устройство представляет собой вытягиватель устройство для выполнения вырезов под гвоздь и перфоратор фильтрационных отверстий смонтированные на общей станине высокой прочности. Данное устройство обеспечивает гибкость необходимую для обработки всего ассортимента облицовочных продуктов простоту в эксплуатации и обслуживании. По своей эффективности установка не имеет равных в своей отрасли.
Универсальный перфоратор вспомогательных профилей применяется для выполнения вырезов под гвоздь о вспомогательных профилях любого типа. Для переналадки на выпуск профиля иной конфигурации нужно всего лишь поменять направляющие. Универсальность рассматриваемой машины позволяет использовать ее при выпуске всех видов продукции данного типа при минимальном времени на смену продукта. После пробивки в профилях всех необходимых отверстий профили разъединяются вдоль специальной пилой а после этого разрезаются автоматически по заданной длине. В конце линии расположен опрокидывающий жёлоб или стол для упаковки.
Плохо закрытый ненадежно запечатанный и деформированный короб может явиться причиной возникновения проблем при отгрузке а также повреждения продукции в ходе ее хранения и транспортировки. Для этого установлен - упаковочный стол с пятью гибочными панелями. Это машина в состоянии обрабатывать любые стандартные облицовочные панели равно как и прошедшие дополнительную формовку панели других типов стабильно обеспечивая высокое качество запечатывания коробов. Различные цветовые окраски профилю придаются при помощи простого дозатора смонтированного на коэкструдере. Смену цветов профиля можно произвести всего лишь за несколько минут.
Контроль производства и качества выпускаемой продукции
Качество продукции – один из главных критериев определяющих спрос на данную продукцию поскольку для конечного пользователя товар фактически является «на одно лицо» то сталкиваясь с проблемой выбора часто решающим становится совет человека который уже проверил на деле чего стоит тот или иной сайдинг. Другими словами если с течением времени проявляются недостатки производства «сарафанное радио» работает в полную силу.
Приемка сайдинга производится партиями. За партию принимают количество сайдинга получаемого одним методом однородного по показателям качества одной марки одного цвета сопровождаемого одним документом о качестве.партии должна быть от 12 до 50 тонн. Для проверки качества пенопласта на соответствие требованиям настоящего стандарта отбирают 5% упаковочных единиц в момент затаривания.
Приемо-сдаточные испытания на соответствие норм.
Каждая партия сайдинга должна сопровождаться документом удовлетворяющим её качество. Документ должен содержать: наименование предприятия-изготовителя и его товарный знак; условное обозначение материала; номер партии и количество упаковочных единиц; дату изготовления массу нетто; результаты проведенных испытаний или подтверждение о соответствии требованиям настоящего стандарта.
o Проверка упаковки и маркировки.
o Контроль размеров поперечного сечения.
o Замер отклонения от прямолинейности.
o Замер массы 1 м изделия.
o Проверка длины мерных профилей.
o Контроль цвета и фактуры лицевой поверхности.
o Контроль качества лицевой поверхности кромок и торцов.
o Проверка абсолютной деформации при вдавливании.
o Измерение линейных размеров.
При получении неудовлетворительных результатов испытаний хотя бы по одному из показателей по нему проводят повторное испытание на удвоенном количестве упаковочных единиц взятых из той же партии. Результаты повторных испытаний распространяются на всю партию.
Охрана труда на предприятии
Для создания нормальных санитарно-гигиенических условий обеспечения техники безопасности на производстве проектом предусмотрено:
Размещение цеха производства ПВХ-панелей «сайдинг» в отдельном помещении.
Максимальная герметизация оборудования и трубопроводов.
Заземление оборудования.
Устройство общей приточно-вытяжной вентиляции и местных отсосов с опережающим включением вентиляции.
Размещение оборудования согласно норм технологического проектирования с учетом необходимых санитарно-гигиенических условий.
Для создания нормальных санитарно-гигиенических параметров воздуха в рабочей зоне производственных и вспомогательных зданий и помещений проектом разработана:
Местная вентиляция от технологического оборудования с устройством местных отсосов в виде зонтов укрытий в составе технологического оборудования;
Общеобменная вентиляция рассчитанная на ассимиляцию остаточных вредностей.
Необходимый воздухообмен по помещениям определен расчетом по газовыделениям и на компенсацию вытяжки местными отсосами. С целью предотвращения распространения шума от вентиляционных систем проектом – предусматриваются следующие мероприятия:
Размещение вентиляционных установок во второстепенных помещениях на кровле;
Установка гибких вставок на присоединительных воздуховодах вентиляторов;
Установке вентиляционного оборудования на виброизолирующих основаниях;
Ограничение окружности скорости роторов вентиляторов по условиям бесшумной работы.
Пыль ПВХ если создать ее большую концентрацию в воздухе и поднести отрытый огонь может воспламениться. Наименьшая концентрация пыли ПВХ в воздухе при которой может произойти воспламенение (нижний концентрационный предел воспламенения) составляет 380 гм³. Тушение загоревшегося ПВХ производится распыленной водой пеной. В качестве первичных средств пожаротушения применяется кошма и песок.
Пыль ПВХ также является токсичной ПДК пыли ПВХ-6мгм³. Для предохранения органов дыхания от пыли ПВХ нужно использовать респиратор типа "Лепесток".
Работать с сыпучими наполнителями смазками пигментами и модификаторами следует при включённой приточно-вытяжной вентиляции использовать респиратор типа "Лепесток".
Пластификаторы являются токсичными продуктами ПДК паров пластификатора ДОФ составляет 10 мгм³ однако ввиду его малой летучести вероятность достижения такой концентрации паров в воздухе производственных помещений достаточно мала.
Для того чтобы произошло возгорание пластификатора ДОФ от огня или искры его нужно нагреть до температуры не менее 249°С (температура воспламенения).
Пары пластификатора ДОФ могут вспыхнуть при внесении в них открытого огня при температуре 205 °С (температура вспышки).
Тушить загоревшийся пластификатор следует тонко распыленной водой или пеной.
Пыль термостабилизаторов являющихся солями органических кислот (стеараты цинка свинца кадмия кальция) пожаровзрывоопасна при концентрации их пыли в воздухе 176 гм³ (нижний предел взрываемости) при возникновении отрытого огня или искры может произойти взрыв.
Тушение загоревшихся термостабилизаторов должно производиться водой пеной песком. Неорганические соли свинца (трехосновной сульфат свинца) негорючие продукты. Работу с сыпучими термостабилизаторами следует проводить при включённой приточно-вытяжной вентиляции использовать респиратор типа "Лепесток".
В данной курсовой работе разработан цех по изготовлению Отделочных стеновых панелей на основе ПВХ.
На стадии проектного задания были выполнены расчеты режима работы производительности потребность в сырье полуфабрикатах и основного технологического и транспортного оборудования.
Выполненные расчеты обеспечивают нормальные условия и режим работы спроектированного цеха.
В курсовом проекте также освещены пункты техники безопасности и контроль качества продукции.
Полученные расчеты обобщены в рабочих чертежах цеха производства Отделочных стеновых панелей на основе ПВХ и составлении технологической схемы производства данных изделий.
"Производство изделий из полимерных материалов" ред. В.К. Крыжановского изд. Профессия Спб 2004

Чертёж ПВХ погонаж.dwg

Бункер для диоксид титана
Смеситель дисольвера
Склад готовой продукции
Технологическая схема
Производство сайдинга
Технология отделочных материалов и изделий
Участок тиснения и охлаждающие ролики
Емкость для диоктилфтолата
Турбосмеситель для приготовления композиции
Тулежка с готовой продукцией
Производственный цех
Выравнивающая цементная стяжка 15мм
Основной 4-слойный рубероидный ковер
Эффективний плитный утеплитель 100мм
Рулонная пароизоляция
Ж.-б. плита-оболочка
Гравий втопленный в битум