Курсовая работа: Цех по производству преформ из полиэтилентерефталата для розлива напитков

8.1 Выбор основного и вспомогательного оборудования

Основным оборудованием для получения изделий из пластмасс литьем под давлением являются термопластавтоматы (литьевые машины), которые выпускаются серийно. К вспомогательному оборудованию следует отнести сушилки, ленточные транспортеры, промышленные холодильники, средства для транспортировки сырья и его загрузки бункеры литьевых машин.

8.1.1 Литьевую машину выбирают по расчетному объему впрыска V’

V’ =К*Н*n/ρ ,см3

где К – коэффициент, учитывающий сжатие и утечки расплава при его впрыске в форму (К=1.2-1.3); Н - навеска материала, необходимая для отливки одной детали (графа 8, табл.7.1),г; n- гнездность формы; ρ - плотность полимера, г/см3 (ρПЭТ= 1,4 г/см3) По расчетному объему впрыска подбираем номинальный объем впрыска VН литьевой машины, которые заносим в соответствующие графы табл. 8.1.

V’= 1,2*54.14*72/1,4= 3241.2 см3

Выбор литьевых машин для литья под давлением ПЭТ Таблица № 8.1

Примечание к табл.8.1: d – диаметр детали, g – длина детали

8.1.2 Выбранную литьевую машину проверяют по следующим параметрам:

1) По удельному давлению на расплав полимера.

Для ПЭТ в справочнике /6/ подбираем давление литья (150 – 200 кг/см2). Удельное давление на расплав полимера, развиваемое литьевой машиной Husky HyPET 380 равно 994 кг/см2 и она может использоваться для литья ПЭТ, так как это значение выше давления литья.

2) По усилию запирания формы.

Расчетное усилие запирания формы можно определить по формуле /5/

Р’ЗАП = РУД*К*β*F*10-3, т,

где F- площадь проекции отливаемой детали см2(F=FД*n ,где FД – площадь детали см2, n – гнездность формы FД= πdg+πd/2, см2 (см. графу 6 табл.8.1);РУД – инжекционное давление в нагревательном цилиндре кг/см2; К – коэффициент учитывающий, давление в форме к давлению в цилиндре (К= 0,2 - 0,8); β – коэффициент учитывающий, вязкость расплава в форме(β=1.0-1.2) коэффициенты β и К взяты из методических указаний /5/.

FД=3,14*2,8*14+3,14*2,8/2=127,4см2,F=127,4*72= 9172,8 см2

Р’ЗАП= 175*0,2*1*9172,8*10-3= 321,1 т;

Расчетные усилия запирания формы Р’ЗАП должны быть меньше или равны номинальному усилию запирания формы РЗАП ( графа 9, табл. 8.1), взятым из паспорта литьевой машины.

Так как это условие выполняется следовательно выбранные литьевые машины могут использоваться для производства преформ.

3) По ходу подвижной плиты узла запирания формы.

Расчетный ход подвижной плиты l’k определяется по формуле

l’k =K6*b/К5

где К6 – коэффициент, учитывающий объем отливки (0,93) К5 и К6 – значения коэффициентов для проверочного расчета узла запирания формы литьевой машины /6/; b – высота отливаемой детали, мм; К5 – коэффициент, учитывающий отношение высоты самого глубокого отливаемого изделия к высоте формы(0,5).

l’k= 0,93*140/0,5 = 260,4 мм;

Рассчитанные значения l’k меньше значения номинального хода подвижной плиты приведенного в паспорте машины Husky HyPET 380 и она может использоваться для производства преформ.

8.2 Расчет количества основного и вспомогательного оборудования

При наличии конкретной номенклатуры изделий, получаемых литьем под давлением, расчет количества литьевых машин выполняют по трудоемкости изготовления изделий, определяемой продолжительностью цикла литья, который состоит из технологического времени и вспомогательного неперекрываемого времени.

8.2.1 Норму штучного времени (штучное время) для литья деталей из пластмасс определяли по формуле

(τо + τв·к)·(1+ α1+ α2)·К1

τшт=                 100         ,

                    n

где τо - основное время, мин; τв – вспомогательное время, мин; к – коэффициент учитывающий тип производства (для крупносерийного производства к=1); К1 – коэффициент учитывающий количество литьевых машин обслуживаемых одним литейщиком (К1= 1) (значения к и К1 приведены в справочнике /5/) ; α2 –коэффициент, учитывающий затраты времени на отдых и личные надобности; α1 – учитывает время на облуживание рабочего места -(α2= 7 и α1= 4 для литья под давлением в съемной форме массой до 40 кг /5/); n- число гнезд формы.

8.2.2 Основное время берем по результатам практики.

τо = 0,1мин,

8.2.3 Вспомогательным временем называют время, которое тратится на операции, обеспечивающие выполнение основной работы.

Вспомогательное время рассчитывается по формуле /5/:

τв = τсм + τпр + τпу, мин

где τсм – время на съем изделия (0,037мин) ; τпр – время на протирку гнезд формы(0,02мин); τпу – время на пуск или остановку машины(0,017мин). Значения составляющих вспомогательного времени приведены в /6/.

τв = 0,037 + 0,02 + 0,017= 0,074 мин

Рассчитаем норму штучного времени

              (0,1 + 0,074*1)·(1 + 4+7)·1

         τшт = 100  = 0,0026 мин;

                                  72

Полученное штучное время заносим в графу 10 таблицы 10.1

8.2.4 Определим количество литьевых машин.

Время, потребное для выполнения годовой программы определяем по формуле:

τ = Пτшт /60 , ч/год /1/

где П – годовая программа выпуска, шт/год(графа 13, табл 7.1); τшт - штучное время (графа 10 таблицы 8.1); n- число гнезд формы( графа 3 табл. 8.1).

τ = 250000000*0,0026/60 =10833 ч/год;

Рассчитанное время на выполнение годовой программы заносим в графу 12 таблицы 8.1.

Τ3450 = 10833ч/год.

Расчетное число машин, работающих в две смены по двенадцать часов каждая, в автоматическом режиме с VН =3450 см2 (для литья преформ из ПЭТ).

m’3450= τ3450/ τД

τД – действительный фонд времени

τД= 365– 20(ремонт)=345дней/год

345дней/год*24час/день=8280ч/год

m’3450= 10833/8280 =1,3 устанавливаем две литьевые машины марки Husky HyPET 380 для литья преформ 2 л.

8.2.5 Определение количества сушилок

Производительность осушителя «Piovan» DР106 составляет 850 кг/час.

Расчетное число сушильных камер /5/

m’a = G*103/ Ga*τд,

где G – годовая масса высушиваемого полимера, т/год ( 13963,9 т/год); τд – действительный годовой фонд времени работы сушилок ( 8160 ч/год).

m’a= 13963,9*103/850*8160 =2,0    требуется две сушилки марки «Piovan» DР106

8.2.6 Количество дробилок для измельчения отходов производства определяют по формуле

m’д = G*103/ Gд*τд,

где G – годовая масса измельчаемых отходов, т/год ( 770,13 т/год табл. 7.2); τд – действительный годовой фонд времени работы дробилок (6800 ч/год); Gд – часовая производительность дробилки, кг/час.

Выбираем дробилку марки ИПР – 100-1-А, с часовой производительностью 55 кг/час /6/.

m’д= 770,13*103/55*6800 = 2                требуется две дробилки марки ИПР-100-1-А.

Таблица № 8.2

Спецификация основного и вспомогательного оборудования

9. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ

9.1 Литьевая машина

Задача состоит в определении необходимой мощности нагревателей материального цилиндра инжекционного узла, работающего в расчетном режиме, и сопоставление ее с табличной мощностью выбранной литьевой машины. Для правильно выбранной машины должно соблюдаться неравенство:

Nрасч ≤ Nтабл.

Расчет ведут по уравнению теплового баланса:

Nмех + Nрасч = NG + Nп + Nохл./4/

Решая относительно Nрасч получим:

Nрасч = NG + Nп + Nохл - Nмех,

Рассчитаем тепловой баланс для литьевой машины Husky HyPET 380:

NG = Qc1(t2 – t1) 1/3600, Вт.

где NG – тепловая мощность, расходуемая на нагрев полимерного материала.

Q – фактическая пластикационная производительность литьевой машины, кг/час (300 кг/час); с1 – удельная теплоемкость ПЭТ(1800 Дж/кг·град) /5/; t1 и t2 – температура ПЭТ в зоне загрузки и зоне дозирования( 285 и 175 °С) /5/.

NG= 300*1800(285 – 175)*1/3600 = 16500 Вт.

Тепловая мощность, расходуемая на потери через боковую поверхность материального цилиндра (Nп):

Nп = Fα(tк – tв), Вт

где F – площадь наружной поверхности материального цилиндра; α – коэффициент теплоотдачи, Вт/м2град(α = 9,74 + 0,07(tк – tв); tк и tв – температура наружной поверхности кожуха материального цилиндра ( 50 - 60°С) /5/ и окружающей среды(25°С).

F=πdl, где d – диаметр цилиндра, l – длина

F= 3,14*0,12*2,5= 0,94 м2.

α = 9,74 + 0,07(50 – 25)= 11,49 Вт/м2град.

Nп= 0,94*11,49(50 – 25)= 270 Вт.

Тепловая мощность, расходуемая на охлаждение зоны загрузки материального цилиндра (Nохл):

Nохл = Gв cг∆tв,

где - Gв – расход воды (3,1 кг/с ); cг – теплоемкость воды, Дж/кг·град (4190 Дж/кг·град /2/∆tв – предел температуры воды на входе и выходе из зоны охлаждения ( 8 °С /3/).

Nохл= 3,1*4190*8= 103912 Вт.

Тепловая мощность Nмех, выделяемая за счет преобразования механической энергии, определяется по уравнению

Nмех= 32*10-5Qc1(t2 – t1)

Nмех= 32*10-5300*1800(285 - 175) = 19008 Вт.

Nрасч= 16500+270+103912 - 19008= 101674Вт= 101,674 кВт.

Nтабл= 250 кВт – из паспорта литьевой машины.

Так как Nрасч ≤ Nтабл. литьевая машина подобрана правильно.

Таблица № 9. Сводная таблица результатов

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6