Проект реконструкции участка производства резиновых смесей для выпуска автопокрышек

кг

СКИ-3

СКМС-30 АРКМ-15

РДШ-1

Сера молотая

Сантокюр CBS

Белила цинковые

Стеариновая кислота

Фталевый ангидрид

Канифоль сосновая

Масло ПН-6

Смола СИС

Ацетонанил Н

Dusantox 6PPD

Воск защитный АЗВГ-101

Технический углерод N-330

Всего

14,18

33,13

2,37

0,95

0,85

1,89

0,95

0,24

0,47

8,52

0,95

0,95

0,47

0,95

33,13

100,00

184,27

430,52

30,80

12,34

11,05

24,56

12,34

3,12

6,11

110,72

12,34

12,34

6,12

12,34

430,52

1299,5

510,44

1192,58

85,31

34,20

30,60

68,03

34,20

8,64

16,92

306,69

34,20

34,20

16,92

34,20

1192,58

3599,7

0,027

0,027

0,015

0,15

0,08

0,06

0,04

0,03

0,05

0,08

0,14

0,10

0,03

0,09

0,25

-

184,32

431,68

30,8

12,36

11,06

24,57

12,35

3,12

6,11

110,81

12,36

12,35

6,12

12,35

431,60

1301,7

510,58

1195,79

85,32

34,25

30,62

68,07

34,21

8,64

16,93

306,94

34,25

34,23

16,93

34,23

1195,56

3606,6

Полученные значения суточного и годового расхода каучуков и ингредиентов всех резиновых смесей представлены в сводной таблице 4.5.

Таблица 4.5 - Сводная таблица материального баланса расхода каучуков и ингредиентов для приготовления резиновых смесей

Шифр смеси	40 Бел 1730	40 Бел 2480	Итого
Наименование ингредиентов	сутки, кг	год, т	сутки,кг	год,т	сутки,кг	год,т
1	2	3	4	5	6	7
СКМС-30 АРКМ-15	110,80	40,0	1195,79	431,68	1306,59	471,68
СКИ-3	277,19	100,064	510,58	184,32	787,77	284,38
СКД	166,27	60,02	-	-	166,27	60,02
Сера молотая	5,498	1,982	34,25	12,36	39,75	14,34
Альтакс	2,22	0,80	-	-	2,22	0,80
Сантокюр CBS	3,901	1,411	3,62	11,06	7,52	12,47
Белила цинковые	27,69	9,99	68,07	24,57	95,76	34,56
Стеариновая кислота	11,09	4,004	34,21	12,35	45,30	16,35
Бензойная кислота	2,751	0,992	-	-	2,751	0,992
Канифоль сосновая	11,10	4,006	16,93	6,11	28,03	10,12
Масло ПН-6	55,48	20,04	306,94	110,81	362,42	130,85
Смола СИС	16,60	6,00	34,25	12,36	50,85	18,36
Ацетонанил H	11,10	4,007	34,23	12,35	45,33	16,36
Dusantox 6PPD	11,09	4,004	16,93	6,12	28,02	32,024
Воск защитный АЗВГ-101	11,10	4,007	34,23	12,35	45,33	16,36
Технический углерод N-330	-	-	1195,56	431,60	1195,56	431,60
Технический углерод N-650	333,29	120,31	-	-	333,29	120,31

Вышепредставленный материальный баланс (с массовым и объемным распределением каучуков и ингредиентов) соответствует существующей на предприятии двухстадийной схеме приготовления данных резиновых смесей. При изготовлении резиновых смесей используется резиносмеситель РС 270-15 на всех стадиях смешения.

Двухстадийный способ смешения целесообразно применять для приготовления указанных выше резиновых смесей. Применение двухстадийного смешения позволит повысить пластичность смеси после первой стадии смешения, а также повысить комплекс эксплуатационных показателей для резиновых смесей протектор-беговая, протектор-боковина.

4.2 Расчет потребного количества оборудования и оснастки

Расчет потребного количества оборудования представлен в таблице 4.6.

Таблица 4.6 ? Расчет потребного количества оборудования

Шифр и назначение смеси	Годовой расход резиновой смеси на программу, кг	Производительность резино-смесителя, кг/ч	Потребное количество машино-часов в год	Годовой эффективный фонд времени работы резиносмесителя, ч	Расчетное количество резиносмесителей, шт.	Принятое к установке количество оборудования, шт.	Коэффициент использования оборудования
40 Бел 1730 Протектор-боковина	381249	2859,8	133,13	8303	0,016	1	0,016
40 Бел 2480 протектор-беговая	1299507	2706,6	480,13	8303	0,058	1	0,058

Расчет производительности резиносмесителя осуществляется по формуле (4.11):

Q=(60•V•k•с•б)/ф, (4.11)

где V - объем загрузки резиносмесителя, м³;

k - коэффициент заполнения камеры смешения (0,59);

с - плотность смеси, кг/м³;

б - коэффициент использования машинного времени (0,8);

ф - продолжительность цикла смешения, мин.

Расчет потребного количества машино-часов в год N производится по формуле (4.12):

N=P/Q, (4.12)

где Р - годовая программа, кг;

Q - часовая производительность оборудования, кг/ч.

N=381249/2859,8=133,13 ч.

Расчет необходимого количества оборудования n, шт., производится по формуле (4.13):

n_p =N/Т_эф, (4.13)

где Т_эф - годовой эффективный фонд времени работы оборудования, ч.

Эффективный фонд времени работы оборудования рассчитывается исходя из организации производства, ППР и технически неизбежных потерь времени (формула 4.1).

Простои оборудования в капитальных, средних и текущих ремонтах берем из заводских данных графика ППР подготовительного цеха.

n_p=133,13/8303=0,016.

Расчет производительности вальцев 2160производится по формуле:

G=60•V•с•б/ф, (4.14)

где V - объем единовременной загрузки смеси, м³;

с - плотность резиновой смеси, кг/м³;

б = 0,8-0,9 - коэффициент использования машинного времени;

ф - продолжительность цикла работы вальцев, мин.

Расчет единовременной объемной загрузки резиновой смеси 40 Бел 1730:

V=(0,0065-0,0085)•10^-3•D•L, (4.15)

где D - диаметр валка (переднего), cм;

L - длина рабочей части валка, cм.

Вальцы 2160:

? L=216 cм;

? D=66 cм.

V=0,0075•10^-3•66•216=0,106 м³.

Плотность резиновой смеси равна1144 кг/ м³.

Производительность вальцев резиновой смеси 40 Бел 1730 1-ой стадии (продолжительность вальцевания - 4 минуты):

G₁=60•0,106•1144•0,9/4=1637,06 кг/ч.

Производительность вальцев резиновой смеси 40 Бел 1730 2-ой стадии (продолжительность вальцевания - 3 минуты):

G₂=60•0,106•1144•0,9/3=2182,8 кг/ч.

Производительность вальцев резиновой смеси 40 Бел 2480 1-ой стадии (продолжительность вальцевания - 3 минуты). Плотность резиновой смеси равна1166 кг/м³.

G₁=60•0,106•1166•0,9/3=2224,7 кг/ч.

Производительность вальцев резиновой смеси 40 Бел 2480 2-ой стадии (продолжительность вальцевания - 2 минуты).

G₂=60•0,106•1166•0,9/2=3337,09 кг/ч.

Распределение резиновых смесей по резиносмесителям приведено в таблице 4.7.

Таблица 4.7 ? Распределение резиновых смесей по резиносмесителям

Номер резиносмесителя	Тип резиносмесителя	Назначение резиновой смеси	Расчетное количество резиносмесителя	Принятое количество резиносмесителя
			1 стадия	2 стадия	1 стадия	2 стадия
1	РС 270-15	протектор-боковина	0,023	?	1	?
2		протектор-боковина	?	0,016	?	1
3		протектор-беговая	0,071	?	1	?
4		протектор-беговая	?	0,058	?	1

Расчет потребного количества и объема бункеров для оснащения резино-смесителей № 1, 2, 3, 4 приведен в таблице 4.8.

Таблица 4.8 ? Потребное количество и объем бункеров

Наименование ингредиента	Расход ингредиен-та в сутки, т	Часовой расход ингредиента, т/ч	Время хранения ингредиента, ч	Масса запаса, т	Насыпная масса ингредиента, т/м3	Объем запаса, м3	Объем бункера, м3	Количество бункеров, шт.
								по расчету	принятое к установке
Технический углерод N-650	4,64	0,202	8	1,616	1,820	0,887	5,2	0,1710	1
Сера молотая	0,0644	0,0028	8	0,0224	2,05	0,0109	1,3	0,0084	1
Альтакс	0,0137	0,00059	8	0,0047	1,70	0,0028	1,3	0,0022	1
Сантокюр CBS	0,0287	0,00124	8	0,0099	1,30	0,0076	1,3	0,0058	1
Технический углерод N-330	14,89	0,647	8	5,176	1,820	2,844	5,2	0,5470	1
Сера молотая	0,378	0,0157	8	0,126	1,950	0,0646	1,3	0,0496	1
Сантокюр CBS	0,354	0,0153	8	0,122	1,30	0,0938	1,3	0,0721	1

Время хранения ингредиентов в бункере t, ч, определяется исходя из практических данных завода.

Часовой расход ингредиентов А, т/ч, вычисляется по формуле (4.16):

A=W/23, (4.16)

где W - расход ингредиента в сутки, т.

Масса запаса P, т, составляет:

P=A•t. (4.17)

Объем запаса V_з, м³, равен:

V_з=P/б, (4.18)

где б - насыпная масса ингредиента, т/м³.

Объем бункера V_б, м³, определяется по формуле (4.19):

V_б=K•V, (4.19)

где K - коэффициент заполнения бункера, равный 0,6-0,7;

V - объем бункера по каталогу (для технического углерода - 8 м³, для других ингредиентов - 2 м³).

Необходимое количество бункеров n_p, шт, рассчитывается по формуле (4.20):

n_p=V_з/V_б. (4.20)

Выбор и характеристика весов для оснащения резиносмесителей № 1, 2, 3, 4 представлены в таблице 4.9.

Таблица 4.9 ? Характеристика весов для оснащения резиносмесителей № 1, 2, 3, 4

Номер резиносмесителя	Тип резиносмесителя	Шифр и назначение резиновой смеси	Наименование ингредиентов	Навеска ингредиентов по рецептуре	Тип весов	Характеристика весов
						диапазон измерения, кг	класс точности
1	2	3	4	5	6	7	8
1	РС 270-15	40 Бел 1730 протектор-боковина	СКИ-3 СКД СКМС-30АРКМ-15 Белила цинковые Стеариновая кислота Бензойная кислота Канифоль сосновая Масло ПН-6 Смола СИС Ацетонанил Н Дусантокс 6PPD Защитный воск Технический углерод N-650	51,00 31,00 21,00 5,14 2,06 0,51 2,06 10,28 3,09 2,06 2,06 2,06 61,71	ДТКЧ-120 ДТКЧ-120 ДТКЧ-120 ОДСС-10 ОДСС-10 ОДСС-5 РН-10Ц-13У РН-25Ц-13 РН-10Ц-13У РН-10Ц-13У РН-10Ц-13У РН-10Ц-13У ДТКЧ-120	20-120 20-120 20-120 1,0-10 1,0-10 0,5-5,0 0,1-10 1,25-25 0,1-10 0,1-10 0,1-10 0,1-10 20-120	1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 0,05 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
2	РС 270-15	вторая стадия	Сера молотая Альтакс Сантокюр CBS Маточная смесь	1,02 0,41 0,71 194,03	ОДСС-5 ОДП-2 ОДСС-5	0,5-5,0 0,2-2,0 0,5-5,0	1,0 2,0 1,0
3	РС 270-15	40 Бел 2480 протектор-беговая	СКИ-3 СКМС-30-АРКМ-15 РШТ Белила цинковые Стеариновая кислота Фталевый ангидрид Канифоль сосновая Масло ПН-6 Смола СИС Ацетонанил Н Дусантокс 6PPD Защитный воск Технический углерод N-330	29,00 67,00 5,00 3,80 1,90 0,48 0,95 17,11 1,90 1,90 0,95 1,90 66,55	ДТКЧ-120 ДТКЧ-120 ОДСС-10 ОДСС-10 ОДСС-10 ОДП-2 РН-10Ц-13У РН-25Ц-13 РН-10Ц-13У РН-10Ц-13У РН-10Ц-13У РН-10Ц-13У ДТКЧ-120	20-120 20-120 1,0-10 1,0-10 1,0-10 0,2-2,0 0,1-10 1,25-25 0,1-10 0,1-10 0,1-10 0,1-10 20-120	1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 2,0 1,0 0,05 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
4	РС 270-15	вторая стадия	Сера молотая Сантокюр CBS Маточная смесь	1,88 1,69 198,44	ОДСС-5 ОДСС-5	0,5-5,0 0,5-5,0	1,0 1,0

4.2.1 Инженерный расчет оборудования

Производительность G, кг/ч, резиносмесителя (РС) рассчитывается по формуле (4.21):

G=(60•V•k•с•б)/ф, (4.21)

где V - свободный объем камеры смешения, м³;

k - коэффициент заполнения камеры смешения (0,59);

с - плотность смеси, кг/м³;

б - коэффициент использования машинного времени (0,85);

ф - продолжительность цикла смешения, мин.

Объем загрузки резиносмесителей в подготовительном цехе колеблется от 250 до 270 л или 0,25-0,27 м³.

Принимается V=0,27 м³.

Расчетные плотности резиновых смесей для шины 185/60R14 модели БИ-555 составляют 1144, 1166 кг/м³.

Производительность оборудования для двухстадийного смешения.

Время смешения для резиновой смеси 40 Бел 1730 первой стадии на РС 270-15 составляет 4,66 мин, на второй стадии - 3,25 мин.

Производительность резиносмесителя первой стадии РС 270-15:

G₁=(60•0,27•0,59•1144•0,85)/4,66=1994,5 кг/ч.

Производительность резиносмесителя второй стадии РС 270-15:

G₂=(60•0,27•0,59•1144•0,85)/3,25=2859,8 кг/ч.

Время смешения для резиновой смеси 40 Бел 2480 первой стадии на РС 270-15 составляет 4,3 мин, на второй стадии - 3,5 мин.

Производительность резиносмесителя первой стадии РС 270-15:

G₁=(60•0,27•0,59•1166•0,85)/4,3=2203,01 кг/ч.

Производительность резиносмесителя второй стадии РС 270-15:

G₂=(60•0,27•0,59•1166•0,85)/3,5=2706,6 кг/ч.

Тепловой баланс работы машины сводится к расчету количества выделяющегося тепла и расхода охлаждающей воды. Потери тепла в окружающую среду не учитываются.

Тепло Q, кДж, выделяющееся в камере смешения рассчитывается по формуле (4.22):

Q=N•?, (4.22)

где N - мощность, потребляемая двигателем смесителя, кВт;

? ? коэффициент полезного действия привода и подшипников, ? ? 0,8.

Q=630•0,8=504 кДж.

Тепло Q₁, кДж/ч, расходуемое на нагрев смеси рассчитывается по формуле (4.23):

Q₁=G•c•(t_k - t_н)/3600, (4.23)

где G ? производительность смесителя (для расчетов примем производительность резиносмесителя РС 270-15 для первой стадии двухстадийного смешения), кг/ч;

c ? удельная теплоемкость смеси, кДж/(кг•град), (1,6-1,7);

tк, tн ? температура смеси при выгрузке и загрузки соответственно, град.

Q₁=3380,4•1,65•(105-25)/3600=123,9 кДж.

Тогда количество охлаждающей воды определяется по формуле (4.24):

G_в=(Q-Q₁)/c_в•?t, (4.24)

где с_в - теплоемкость воды, 4,19 кДж /(кг•град);

?t - перепад температур воды на входе в резиносмеситель и выходе из него, град.

G_в=(504-123,9)/4,19•15=6,05 кг/ч.

5. Техника безопасности при работе на оборудовании

5.1 Техника безопасности при работе на резиносмесителе

Работать на резиносмесителе может только рабочий, прошедший курс обучения и сдавший экзамен по правилам эксплуатации машины и технике безопасности.

Прежде чем приступить к работе на резиносмесителе следует проверить наличие и исправность оградительных устройств, исправность предохранительного верхнего затвора системы аварийной остановки, охладительной системы, сигналов пуска машины, нижнего и верхнего затворов и других частей машины. Работа на неисправном резиносмесителе запрещается.

Перед пуском мотора резиносмесителя обязательно следует открыть нижний затвор на предохранительный палец и убедиться в отсутствии посторонних предметов внутри машины. Включив электромотор необходимо закрыть нижний затвор резиносмесителя и начать загрузку материала. После загрузки материала необходимо опустить верхний затвор. При быстром опускании затвора сыпучие материалы через теплоноситель в машине могут проникнуть в цех, загрязнив при этом воздух. При попадании в камеру резиносмесителя посторонних включений и предметов запрещается вынимать их на ходу машины. Во время загрузки резиносмесителя нельзя наклоняться над загрузочной воронкой, так как сыпучие материалы могут попасть в лицо.

Во время чистки отдельных частей резиносмесителя (нижнего затвора, горловины, верхнего затвора, загрузочной воронки) необходимо остановить резино-смеситель, закрыть вентиль сжатого воздуха и повесить плакат «Машина на чистке». При чистке горловины загрузочной воронки необходимо поднять верхний затвор и поставить его на предохранитель. Во время чистки резиносмесителя приводной двигатель его должен быть отключен. По окончании работы необходимо закрыть вентиль охлаждающей воды, открыть нижний затвор, дать сигнал электромотористу об остановке резиносмесителя, опустить верхний затвор и закрыть откидную дверцу, закрыть вентиль на трубопроводе сжатого воздуха, выпустить воздух из цилиндра верхнего и нижнего затворов, очистить резиносмеситель снаружи и стереть пыль, очистить рабочее место от остатков материала, грязи и воды [13].

5.2 Способы нейтрализации зарядов статического электричества

Участками повышенного потенциала статического электричества являются резиносмесители и вальцы. В случае накопления заряда до определенного предела может произойти электрический разряд, искра которого способна вызвать воспламенение горючей смеси.

Для предотвращения накопления заряда статического электричества на оборудовании предусмотрены следующие меры защиты:

? отвод зарядов посредствам заземления;

? систематическая чистка от пыли всех частей оборудования;

Для предупреждения накопления статического электричества на людях, работающих во взрывоопасных помещениях, необходимо не допускать ношение одежды из синтетических материалов и шелка, а также предусмотреть устройства электропроводящих полов, заземления ручек [14].

Заключение

В данном курсовом проекте разработан участок подготовительного цеха, предназначенный для производства резиновых смесей для покрышки 185/60R14 модели БИ-555.

В проекте предусмотрено применение резиносмесителя с регулируемым приводом РС 270/15…60 для всех стадий изготовления резиновых смесей. Необходимое количество резиносмесителей рассчитано в соответствии с требуемой производительностью для обеспечения выполнения производственной программы. Технологические характеристики резиносмесителя удовлетворяют параметрам процесса смешения, что обеспечивает необходимое качество резиновых смесей.

В записке приведен:

? материальный баланс сырья и полуфабрикатов;

? инженерный расчет оборудования;

? расчет потребного количества оборудования.

Описаны правила техники безопасности при работе на оборудовании.

Список использованных источников

1. Технологический регламент №ТР-58-003 Ш?2007. Подготовительный цех ЗМШ. ? ОАО «Белшина», 2007. ? 165 с.

2. Влияние наполнителей на поверхностную энергию резин: пат. 08.04-47.125 Россия / Н. А. Кузнецова, Г. И. Кострыкина // Изв. вузов. Химия и хим. технол. ? 2006. ? 49, № 10. ? С. 71-73, 134.

3. Применение сопутствующих продуктов масложирового производства в качестве технологических добавок к резиновым смесям: пат. 08.07-66.673 Москва / Л. В. Попова, О. В. Карманова, И. А. Осошник. Т. В. Тарасевич // 13 Международная научно-практическая конференция «Резиновая промышленность. Сырье. Материалы. Технология - 2007» 21-25 мая, 2007. - М., 2007. - С. 139-140.

4. Корнев, А. Е. Технология эластомерных материалов / A. Е. Корнев, А. М. Буканов, О. М. Шевердяев. - Минск: Химия, 2000. - 288 с.

5. Шейн, В. С. Основные процессы резинового производства: учеб. пособие / В. С. Шейн, Ю. Ф. Шутилин, А. П. Гриб. - Л.: Химия, 1988. - 160 с.

6. Андрашников, Б. И. Машины и аппараты резинового производства / Б. И. Андрашников, Л. М. Антонов, Д. М. Барсков. ? Минск: Химия, 1975. ? 600 с.

7. Исследования течения резиновых смесей в мультиплексных формующих головках к червячным агрегатам: пат. 09.06-47.148 Россия / И. С. Гуданов, Ю. Б. Лаврентьев, Ю. Б. Гончаров // Каучук и резина. ? 2008. ? № 2. ? С. 31-35, 46.

8. Смеситель для приготовления резиновых смесей и ротор к нему: пат. 08.01-47.215П Германия, МПКB 29 B 7/00 (2006.01)%B 29 B 7/18 (2006.01) / P. Luigi, S. Heinrich; C. AG; заявка 102006001163; N 102006001163.5; заявл. 06.01.06; опубл. 12.07.07.

9. Высокоэффективные смесители: пат. 08.11-47.229 Англия / R. World. ? 2007 - 236, № 6. - С. 62.

10. Шашок Ж. С. Технология переработки эластомеров: тексты лекций / Ж. С. Шашок, А. В. Касперович. - Минск: БГТУ, 2009. - 112 с.

11. Мухутдинов, А. А. Альбом технологических схем / А. А. Мухутдинов, В. П. Дорожкин - Минск: Химия, 1980. ? 24 с.

12. Рагулин, В. В. Технология шинного производства / В. В. Рагулин, А. А. Соловьев - 3-е изд., перераб. и доп. - Минск: Химия, 1981. - 264 с.

13. Карпов, В. Н. Оборудование предприятий резиновой промышленности. - 2-е изд., перераб. и доп. - Минск: Химия, 1987. - 336 с.

14. Макаров, Г. В. и др. Охрана труда в химической промышленности. - Минск: Химия, 1989. ? 496 с.

Размещено на Allbest.ru