Проект підготовчого цеху шинного заводу з виробництва сільськогосподарських шин

Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ

Пояснювальна записка до курсового проекту: ______с., 6 рис., 19 табл., 8 літературних джерел

Об'єкт дослідження - підготовчий цех.

Мета роботи - проект підготовчого цеху шинного заводу з виробництва сыльсько госпдарських шин.

У загальний частині курсового проекту надано стислу характеристику шини 15,5R38, її основні конструктивні розміри, гарантійний термін експлуатації.

У технологічній частині обгрунтовано склад гумових сумішей для виготовлення бігової частини протектору та автомобільної камери, проведено вибір та обгрунтування технологічного процесу виготовлення гумових сумішей. Розраховано матеріальний баланс виробництва, наведено вибір і розрахунок кількості основного технологічного обладнання, здійснено розрахунок бункерів і вибір терезів для наважування інгредієнтів гумових сумішей, розрахунок складів для зберігання інгредієнтів.

Наведено заходи з охорони праці та навколишнього середовища.

ШИНА 15.5R38, ГУМОВІ СУМІШІ, ГУМОЗМІШУВАЧ, БУНКЕР, ТЕРЕЗИ, СКЛАДИ.



ЗМІСТ

ВСТУП

1. ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА

1.1 Стисла характеристика готової продукції

2. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА

2.1 Вибір та обґрунтування рецептур гумових сумішей

2.1.1 Обґрунтування рецептури гумової суміші для виготовлення бігової частини протектору

2.1.2 Обґрунтування рецептури гумової суміші для виготовлення каркаса

2.2 Матеріальний баланс

2.3 Розрахунок необхідного технологічного обладнання

2.4 Розрахунок бункерів. Вибір терезів

2.4.1 Підготовка, транспортування, розважування та подача у гумозмішувач каучуків

2.4.2 Підготовка, транспортування, розважування та подача у гумозмішувач технічного

2.4.3 Підготовка, транспортування, розважування та подача у гумозмішувач сипких інгредієнтів

2.4.4 Підготовка, транспортування, розважування та подача у гумозмішувач рідких інгредієнтів

2.4.5 Виготовлення гумових сумішей

3. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

3.1 Охорона праці

ВИСНОВКИ

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ



ВСТУП

Україна має в своєму розпорядженні міцну індустріальну базу, що в поєднанні з наявністю сировини, проектних і академічних інститутів дозволяє їй вийти на світовий ринок у виробництві автомобілів і тракторів, а також деталей до них, в тому числі і шин. Шинна промисловість - одна з пріоритетних галузей промисловості України, що визначає розвиток транспортного машинобудування [1]

Розвитку шинної промисловості приділяється значна увага. Ведуться роботи по вдосконаленню властивостей усіх видів гумових виробів. Це досягається завдяки створенню високоякісних гум на основі синтетичних каучуків та використанню поліамідних та віскозних кордів, використанню різних активних хімікатів та ін. В Україні систематично збільшується об'єм виробництва виробів з гум.

Але крім успіхів вітчизняна гумова промисловість стикається також з деякими труднощами. Так, в Україні немає сировинної бази для гумової промисловості, на заводах зараз використовують обладнання яке в наш час фізично і морально зістаріло. Зараз у нашій країні немає жодного виробництва синтетичних канчуків загального призначення, тому доводиться закупати сировину за кордоном.

Незважаючи на це, вітчизняна гумова промисловість розвивається швидкими темпами. Визначено основні напрямки вирішення проблем та активно ведеться робота по їх здійсненню. Проводиться налагодження випуску вітчизняних качуків та інших інгредієнтів; збільшення випуску

вітчизняного обладнання; автоматизація та механізація праце ємких виробничих процесів; впровадження на пів автоматизованих поточних ліній; розробка нових рецептів гумових сумішей підвищеної якості. Також велика увага приділяється проблемам навколишнього середовища, впроваджуються у вітчизняну промисловість так звана зелена шина [2].

Розвиток і вдосконалення автомобільного транспорту ставить перед шинною промисловістю нові завдання по розширенню асортименту і поліпшенню якості шин різних типів і моделей.

В теперішній час шини використовуються в багатьох транспортних засобах, які експлуатуються в різних умовах.

Створення шин, їх використання неминуче пов'язані з необхідністю забезпечення заданих технічних властивостей гум. Рівень цих властивостей залежить від складу гумових сумішей. Тому важливою задачею є система відомостей про тенденції рецептуро будування ; сучасних методах оцінки технологічних властивостей гумових сумішей та властивостей шинних гум; в залежності від характеристик еластомерних композицій від рецептурних факторів; шляхи підвищення ефективності контролю якості гумових сумішей та гумового регулювання властивостей виробів.

Пріоритетним напрямком розвитку стандартизації шинної промисловості є впровадження в Україні міжнародних і європейських стандартів та активація участі в міжнародній і європейській стандартизації.

Системна гармонізація національних стандартів на шини з міжнародними і європейськими - це кроки у напрямку практичної реалізації програми інтеграції України до ЄС і вступу України до СОТ.

Стандарти, розроблені на основі міжнародних стандартів ІSO, закладають основи для випуску конкурентоздатної продукції та її експорту.

На базі встановлений вимогою ІSO проектуються конкретні моделі шин і впроваджують їх виробництво на шинних підприємствах України.

Завдяки прямому впровадженню стандартів ІSO конструкцію цілого ряду шин удосконалено відповідно до міжнародних норм, що дає змогу виготовляти їх за міжнародними стандартами.



1. ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА

1.1 Стисла характеристика готової продукції

Шина 15.5R38 випускається згідно гост 7463 - 2003 та є пневматичною шиною для тракторів, самохідних шасі, тракторних причепів та сільськогосподарських машин, що призначені для виконання робіт в сільськогосподарському виробництві.

Основним призначенням шин є пом'якшення та гасіння ударів, поштовхів та інших динамічних навантажень, що виникають при русі автомобіля.

Дана шина складається з покришки та камери. (рисунок 1)

Рисунок 1 - Основні складові елементи шини 1 - покришка; 2 - камера(б) гермошар(а); 3 - обід.

Найбільш важливою й складною по конструкції частиною пневматичної шини є покришка, що представляє собою міцну гумовокордну оболонку тороподібної форми. Покришка сприймає на себе масу автомобіля й вантажу, тягові й гальмові зусилля, забезпечує зчеплення шини з дорогою. Крім основних деталей (каркас, брекер, протектор, два борти й боковини) у сучасній конструкції покришки міститься значне число більш дрібних елементів (рис. 2).

Каркас є основною силовою частиною пневматичної шини й завичай складається з декількох шарів обгумованого текстильного корду (іноді металокорду). Число шарів і напрямок кордних ниток залежать від конструкції покришки й необхідної вантажопід*ємності шини. В данному випадку шина радіальна, одже витримує високі навантаження.

Поверх основних шарів каркаса розміщюється брекер, що представляє собою декілька (2-4) шарів корду з меншою частотою ниток. Головне призначення брекера - захист каркаса від різких ударних навантажень, а також підвищення механічної міцності пневматичної шини.

Протектор -- зовнішня гумова частина покришки, що безпосередньо контактує з дорогою; протектор забезпечує зчеплення шини з дорогою й захищає брекер і каркас від ушкоджень. У складі протектора виділяють бігову частину - поверхневий шар з певним малюнком, підканавочный шар, розташовуваний між біговою доріжкою й брекером, і плечові зони, що з'єднують бігову доріжку й підканавочный шар з боковинами.

Борта покришки призначені для закріплення шини на обіді колеса, тому повинні бути твердими й нерозтяжними

Рисунок 2 - Будова пневматичної шини:



1 - брекер; 2 - протектор (бігова доріжка); 3 - підканавкова частина протектора; 4 - боковина;

5 - кінці заворотів шарів каркаса; 6,7 - бортові стрічки; 8, 9 - бортові кільця; 10 - наповнювач між групами шарів; 11 - наповнювальний шнур; 12 - крильова стрічка



2. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА

2.1 Вибір та обґрунтування рецептур гумових сумішей

Створення гум з заданим рівнем техніко-економічних показників є однією з найскладніших задач сучасної технології. Набутий досвід показує, що для її вирішення необхідно керуватися такими положеннями [7]:

- склад гуми має забезпечити задані технологічні та технічні властивості;

- гумова суміш повинна легко виготовлятися та перероблятися на промисловому обладнанні, тобто бути технологічною;

- матеріальні, енергетичні, трудові витрати повинні бути мінімальними;

- гумова суміш повинна мати допустимі санітарно-гігієнічні характеристики.

Перелічені вимоги дуже суперечливі, тому при розробці оптимального складу гум необхідно враховувати безліч різних факторів: доступність каучуків та інгредієнтів, взаємодію компонентів, їх оптимальну концентрацію, порядок поєднання з каучуком, температурно-режимні параметри змішування і переробки гумових сумішей та ін. З урахуванням цих факторів оптимальний склад гуми є компромісним рішенням.

Шини працюють у різноманітних умовах, і саме тому розрізняють три основні режими роботи гумових виробів:

- постійного напруження;

- постійної деформації;

- постійної роботи деформації.

В режимі постійної деформації виникаюче напруження прямо пропорційне модулю його пружності. При такому режимі у більш м'якому матеріалі розвивається менше напруження, тобто він знаходиться у більш вигідних умовах.

В режимі постійного напруження величина напруження, яке зазнає гума, залишається постійною, незалежно від жорсткості гуми, а величина деформації змінюється обернено-пропорційно модулю пружності матеріалу. Саме тому у режимі постійного напруження у більш вигідних умовах знаходиться високомодульна гума.

Режим постійної роботи є проміжним між режимами постійного напруження та постійної деформації; при цьому режимі незалежно від пружніх властивостей гум робота деформації залишається постійною, а саме: робота та деформація змінюються так, щоб зберегся сталим їх добуток.

Виходячи з наведених міркувань, для найбільш відповідальних деталей шин однією з основних задач є досягнення високих пружньо-жорсткісних характеристик при збереженні високих міцносних властивостей.

Для забезпечення високої міцності та витривалості при втомленні необхідна наявність мікрогетерогенних вулканізувальних вузлів, навколо яких проходить асоціація макромолекулярних ланцюгів еластомерів і які підвищують долю "слабких" (фізичних) зв'язків різної природи. При деформації вулканізату такі зв'язки руйнуються скоріше, ніж хімічні вулканізаційні зв'язки, що сприяє зменшенню локальних перенапружень.

У наповнених вулканізатах значний вклад у пружньо-жорсткісні та міцносні властивості вносить інтенсивність міжфазної взаємодії. Чим більше вміст зв'язаного (адсорбованого) на наповнювачі еластомеру, тим вище модуль пружності та міцність наповненої гуми.

2.1.1 Обґрунтування рецептури гумової суміші для виготовлення бігової частини протектору

Протектор призначений для передачі тягових та гальмових зусиль і забезпечення надійного зчеплення шини з покриттям дороги. Рельєфна частина протектору, яка зчеплюється з поверхнею дороги, називається біговою частиною. Рисунок бігової частини протектору повинен забезпечувати максимальний опір зносу, добре зчеплення з поверхнею дороги, необхідний опір ковзанню та боковим заносам автомобіля, добрий відвід тепла та бруду від покришки.

У відповідності з призначенням та умовами експлуатації гумова суміш бігової частини протектору повинна відповідати умовам:

а) експлуатаційним:

- висока зносостійкість;

- стійкість до механічних пошкоджень;

- висока стійкість до проколів, порізів, роздирання;

- мінімальне теплоутворення при експлуатації;

- висока витривалість при втомленні;

- стійкість до дії кисню, озону, сонячних променів, вологи і теплового впливу, який виникає при терті протектора по поверхні дороги;

б) технологічним:

- добра шприцюємість, мінімальний збіг;

- висока стійкість до підвулканізації;

- широке плато вулканізації;

- відсутність реверсії вулканізації.

Протекторні гумові суміші мають забезпечувати потрібну жорсткість гум, яка повинна відповідати оптимальному рівню для даного типу шин з метою забезпечення усій покришці монолітності.

Тип полімеру та вулканізувальної групи визначається типом стирання, характерного для даної шини, підвищеною стійкістю гуми до стирання, яка забезпечується комбінацією каучуків СКІ-3 та СКД при сполученні з активним технічним вуглецем [2]. При введенні СКД знижуються гістерезисні втрати гуми. З підвищенням вмісту СКД у сумішах з СКІ-3 монотонно знижується опір роздиранню та умовна міцність при розтягуванні вулканізатів. Однак ряд інших важливих для протекторних гум показників (модулі, гістерезисні втрати та динамічна витривалість) змінюються за екстремальними залежностями з максимумом, що відповідає 70 мас.ч. СКІ-3 та 30 мас.ч. СКД (рис. 2.1).



- витривалість при втомленні при багаторазових розтягуваннях (N);

- стійкість до втомлення при знакозмінному згинанні (Т)

Рисунок 2.1 - Вплив співвідношення каучуків СКІ-3 та СКД на властивості вулканізатів

Для отримання оптимального рівня властивостей гумова суміш для бігової частини протектору вміщує комбінацію каучуків: СКІ-3 (50 мас.ч.) + СКД (25 мас.ч.) + СКМС-30АРКМ-15 (25 мас.ч.). Це дозволяє отримати міцну, еластичну, стійку до проколів, порізів (завдяки каучуку СКІ-3) та зносо-, морозостійку (завдяки каучуку СКД) гуму [9]. Заміна частини СКІ-3 на СКМС-30АРКМ-15 дозволяє підвищити коефіцієнт тертя (рис. 2.2), що особливо важливо для бігової частини протектору, яка контактує з покриттям дороги, опір гуми тепловому старінню та опір проколам [3].



1 - гума на основі СКД; 2 - гума на основі СКІ-3; 3 - гума на основі БСК

Рисунок 2.2 - Залежність коефіцієнту тертя ( тр )гум від температури

Основним вулканізувальним агентом ненасичених каучуків загального призначення є сірка. До складу вулканізувальної групи, крім вулканізувального агенту (сірки), входять прискорювач вулканізації, уповільнювач підвулканізації, активатори прискорювачів вулканізації. Вибір вулканізувальної системи, як і вибір каучуків, визначається призначенням гуми та умовами її експлуатації. В залежності від технічних вимог, які висуваються до гум, ненасичені каучуки зшиваються різними вулканізувальними агентами з утворенням зв'язків різного ступеню сульфідності (табл. 2.1) [4].

Використання різних вулканізувальних агентів та прискорювачів сірчаної вулканізувальної системи дозволяє отримувати вулканізати із заданими властивостями за рахунок утворення поперечних зв'язків, які відрізняються хімічною природою, довжиною, стійкістю до впливу температур.

У залежності від вмісту сірки та прискорювачів розрізняють 3 типи сірчаної вулканізувальної системи: загального призначення, напівефективні та ефективні. З підвищенням ефективності вулканізувальної системи збільшується стійкість до реверсії, умовна міцність при розтягуванні, стійкість до різних видів старіння [4].

Для виконання вимог до бігової частини протектору доцільно використовувати напівефективну вулканізувальну систему для збереження високої витривалості при втомленні та опору реверсії вулканізатів при одночасному збільшенні індукційного періоду вулканізації гумової суміші.

При виборі типу прискорювача вулканізації слід враховувати його вплив на кінетику вулканізації гумових сумішей для запобігання їх підвулканізації та забезпечення високої швидкості вулканізації у головному періоді, широкого плато вулканізації (рис.2.3) [3].

Крім того необхідно враховувати вплив прискорювачів на технічні властивості вулканізатів. У цьому зв'язку оптимальний комплекс технологічних та експлуатаційних властивостей забезпечують сульфенамідні прискорювачі сірчаної вулканізації, так як вони одночасно забезпечують тривалий індукційний період, необхідний для формування масивної бігової частини протектору, та високу швидкість вулканізації в основному періоді. Сульфенамідні прискорювачі вулканізації надають гумам високу стійкість до динамічних навантажень, опір стиранню [3]. Із трьох найбільш поширених сульфенамідних прискорювачів вулканізації в дану гумову суміш вводиться сульфенамід М (1,5 мас.ч.), оскільки він забезпечує найбільш тривалий індукційний період [3].

В якості активаторів вулканізації використовуються оксид цинку - первинний активатор (3,5 мас.ч.) у поєднанні із стеариновою кислотою - вторинний активатор (2,0 мас.ч.).

Таблиця 2.1 - Вулканізувальні агенти, які використовуються для ненасичених каучуків

Назва вулканізу-вального агенту	Хімічна формула	Тип поперечного зв'язку	Концентрація в сумішах, мас.ч.
Елементарна сірка		-C-Sx-C- x=1-8	0,6-4,0
Тіурам	R= метил, етил; х= 2;4	-C-Sx-C- x=1-2 -С-С-	1,0-5,0
N,N'-дитіо-диморфолін		-C-Sx-C- x=1-4	1,0-3,0
Гексахлор-п- ксилол		-С-С-	0,5-1,0

1 -дитіокарбамати;

Рисунок 2.3 - Схематичний вид кривих вулканізації з різними типами прискорювачів сірчаної вулканізації

2 -тіурамдисульфіди;

3 -тіазоли;

4 -сульфенаміди;

5 -гуанідини;

6 -сірка (без прискорювачів)

У присутності активаторів вулканізації збільшується концентрація поперечних зв'язків при рівній кількості зв'язаної сірки, зменшується ступінь сульфідності поперечних зв'язків (табл.2.2) і, як наслідок цього, утворюються вулканізати з більш високим комплексом технічних властивостей [4].

Таблиця 2.2 - Залежність сульфідності поперечних зв'язків вулканізатів від складу вулканізувальної групи

Вулканізуюча група	Сульфідність поперечних зв'язків вулканізатів
Сірка + прискорювач + активатор + вторинний активатор - напівефективна система вулканізації	-S1-2-
Сірка + прискорювач	-S4-
Сірка	-S6-8-

Стеаринова кислота покращує розподіл агентів вулканізувальної системи у суміші та приймає участь у створенні дійсного агенту вулканізації (ДАВ):

Збільшення тривалості індукційного періоду, тобто збільшення стійкості гумової суміші до підвулканізаії, досягається також введенням фтальового ангідриду (0,5 мас.ч.). Фтальовий ангідрид забезпечує більшу тривалість знаходження гумової суміші у в'язко-текучому стані при температурі переробки, не збільшуючи при цьому час досягнення оптимуму вулканізації (рис. 2.4) [3].



1 - без антискорчингу;

2 - з антискорчингом - фтальовим ангідридом

Рисунок 2.4 - Криві вулканізації гумових сумішей

Ефективність фтальового ангідриду пояснюється його взаємодією з оксидом цинку та стеариновою кислотою, що уповільнює утворення ДАВ; не останню роль відіграє його дешевизна у порівнянні з іншими антискорчингами (сантогард PVI, НДФА).

Для поліпшення технологічних властивостей гумових сумішей та фізико-механічних характеристик гум, а також для зниження їх собівартості вводяться наповнювачі. Для ненасичених каучуків у масовому виробництві шин найбільше поширення як наповнювач набув технічний вуглець (ТВ) [3].

Тип технічного вуглецю та його вміст обирається з урахуванням одержання гум із заданими напруженнями при певному подовженні, твердістю, умовною міцністю при розтягуванні. При виборі ТВ слід враховувати його характеристики: розмір частинок, структурність, питому поверхню, вміст на поверхні функціональних груп, які найбільше впливають на взаємодію з каучуком. Вибір марки та концентрації ТВ визначається головним чином умовами експлуатації шини та екологічними міркуваннями. Загально відомо [3], що використання високоактивних марок ТВ призводить до збільшення підсилюючого ефекту, а саме: збільшення твердості, умовного напруження при заданому подовженні, міцності, опору роздиранню, зносу. Одночасно зменшуються еластичність, відносне подовження при розриві та підвищується теплоутворення вулканізатів. Оптимальний вміст ТВ залежить від його активності (рис. 2.5) та типу каучуку (рис. 2.6) [3].

1 - ТВ П-234;

2 - ТВ П-514;

3 - ТВ П-803.

Рисунок 2.5 - Залежність умовної міцності при розтягуванні гум ??? від марки та вмісту (С) технічного вуглецю

1 - СКУ, наірит, СКН

2 - НК, СКІ-3;

3 - СКД.

Рисунок 2.6 - Залежність оптимального вмісту технічного вуглецю (С) від полярності каучуку

Аналіз даних, наведених на рис. 2.5-2.6, показує, що оптимальний вміст ТВ для каучуків СКІ-3 та СКД становить 50-60 мас.ч. на 100 мас.ч. каучуків. З урахуванням умов експлуатації бігової частини протектору доцільне введення активного технічного вуглецю П-245 (58 мас. ч.).

Технічний вуглець значно підвищує в'язкість гумової суміші та температуру її переробки. У зв'язку з цим для поліпшення процесу переробки гумової суміші та її технологічних властивостей застосовуються пом'якшувачі (пластифікатори). Ефект пластифікації зростає при підвищенні сумісності пластифікаторів з каучуком. В якості критерію сумісності використовуються параметри розчинності (?) каучуку та пластифікатора, які мають бути близькими (табл. 2.3).

Керуючись принципом сумісності пластифікатору з каучуком у якості пластифікатора в дану гумову суміш вводиться масло з перевагою нафтенових вуглеводнів - масло ПН-6Ш (14 мас.ч.). Додатково як пом'якшувачі вводяться вуглеводневі смоли (2,0 мас.ч.) та октофор N (2,0 мас.ч.). Ці компоненти також підвищують клейкість гумової суміші [3], що позитивно впливає на процес складання покришок.

Таблиця 2.3 - Параметри розчинності (??) деяких каучуків та пластифікаторів

Тип каучуку	????МДж/м3)0,5	Тип пластифікатору	????МДж/м3)0,5
БК СКЕП	16,3 15,3	Масло з перевагою парафінових вуглеводнів	15,3
СКІ-3 СКД	16,8 17,4	Масло з перевагою нафтенових вуглеводнів	18,2
ПХП СКН	19,2 18,7	Естери органічних кислот	> 18,2

Під час експлуатації протектору під впливом температури, яка підвищується за рахунок теплоутворення, дії кисню та озону змінюються його фізико-хімічні та механічні властивості, що призводить до їх погіршення. Для захисту гум від цих негативних факторів вводяться протистарювачі хімічної дії діафен ФП (1,0 мас.ч.), ацетонаніл Р (2,0 мас.ч.) та фізичної - захисний віск ЗВ (2,0 мас.ч.) дії. Протистарювач фізичної дії утворює на поверхні мікроплівку, яка захищає гуму від проникнення кисню та озону у статичних умовах. Захисний віск прискорює міграцію протистарювачів хімічної дії на поверхню протектору і підвищує тим самим їх концентрацію у поверхневому шарі і захисну дію [3].

Таким чином, для бігової частини протектору прийнята рецептура гумової суміші ПА-1, склад якої наведено у табл. 2.4. У таблиці 2.5 наведено норми прискорених випробувань вулканізатів даної гумової суміші та фізико-механічних властивостей вулканізатів.

Таблиця 2.4 - Рецептура гумової суміші для виготовлення бігової частини протектору

Найменування інгредієнтів	Мас. ч. інгредієнтів	Щільність інгредієнтів, кг/дм3	Масові % інгредієнтів	Об'ємні частини інгредієнтів	Об'ємні % інгредієнтів
СКІ -3	50,00	0,92	26,50	54,35	32,55
СКД	30,00	0,91	15,90	32,97	19,74
СКМС-30	20,00	0,95	10,60	21,05	12,61
Сірка технічна	2,10	2,00	1,11	1,05	0,63
Сульфенамід М	1,10	1,36	0,58	0,81	0,48
Білила цинкові	5,00	5,47	2,65	0,91	0,55
Октофор N	2,00	1,05	1,06	1,90	1,14
Діафен ФП	1,00	1,15	0,53	0,87	0,52
Ацетонаніл Р	2,00	1,12	1,06	1,79	1,07
Фтальовий ангідрид	0,50	1,50	0,26	0,33	0,20
Нафтове масло ПН-6ш	14,00	0,97	7,42	14,43	8,64
Захисний віск ЗВ	2,00	0,95	1,06	2,11	1,26
Кислота стеринова	2,00	0,96	1,06	2,08	1,25
Вуглеводневі смоли	2,00	1,14	1,06	1,75	1,05
Вуглець технічний П 245	55,00	1,80	29,15	30,56	18,30
Усього:	188,70	-	100,00	166,97	100,00

Таблиця 2.5 - Фізико-механічні показники вулканізатів

Вулканізація	Умовне напруження при подовженні 300%	Умовна міцність при розтягненні, МПа (кгс/см2) при 230С не менше	Відносне подовження при розриві, %	Опір роздиру, кН/м (кгс/см)	Темпе-ратура хруп-кості, 0С
Температура, 0С	Трива-лість, хв			При (23±2)0С	Після старіння 1000С*72ч 1200С*124ч
153±2	25,0±0,5	9,3±2,0 (95±20)	16,7 (170)	530±75		63,7 (165,0)	60±5
153±2	25,0±0,5	8,8±2,0 (90±20)	15,7 (160)	530±75

Кількість аналізуємих заправок - 1 в зміну

Кількість аналізуємих заправок - 0,5 в зміну

У другій колонці наведені показники прискорених випробувань.

Відсоток аналізуємих заправок - 10

2.1.2 Обґрунтування рецептури гумової суміші для виготовлення каркаса

Для каркаса прийнята рецептура гумової суміші, склад якої наведено у таблиці 2.6. У таблиці 2.7 наведені норми прискорених випробувань вулканізатів та фізико-механічних властивостей вулканізатів.

Таблиця 2.6 - Рецептура гумової суміші для виготовлення каркаса

Найменування інгредієнтів	Мас. ч. інгредієнтів	Щільність інгредієнтів, кг/дм3	Масові % інгредієнтів	Об'ємні частини інгредієнтів	Об'ємні % інгредієн-тів
СКІ-3	100,00	0,92	58,31	108,70	71,21
Сірка	2,50	2,00	1,46	1,71	1,12
Сульфенамід Ц	0,70	1,37	0,41	1,71	1,12
Альтакс	0,30	1,37	0,17	0,22	0,14
Оксид цинку	5,00	5,47	2,92	0,91	0,60
Каніфоль соснова	1,00	1,27	0,58	0,79	0,52
Діафен ФП	1,00	1,15	0,58	0,87	0,57
Модифікатор РУ	1,50	1,13	0,87	1,33	0,87
Нітрозодифеніламін	0,50	1,15	0,29	0,43	0,28
Нафтан-2	1,00	1,04	0,58	0,96	0,63
БС-120	5,00	2,00	2,92	2,50	1,64
Масло ПН-6Ш	4,00	0,97	2,33	4,12	2,70
Стеарин к-та	1,00	0,96	0,58	1,04	0,68
Нефтяні бітуми	3,00	0,95	1,75	3,16	2,07
ТВ-К354	15,00	1,86	8,76	8,06	5,28
ТВ-П514	30,00	1,86	17,49	16,13	10,57
Всього	171,50	-	100,00	152,65	100,00

Таблиця 2.7 - Фізико-механічні показники вулканізатів

Вулканізація	Умовне напруження при подовженні 300%	Умовна міцність при розтягненні, МПа (кгс/см2) при 230С не менше	Відносне подовження при розриві, %	Опір роздиру, кН/м (кгс/см)	Темпе-ратура хруп-кості, 0С
Температура, 0С	Трива-лість, хв			При (23±2)0С	Після старіння 1000С*72ч 1200С*124ч
153±2	15,0±0,5	11,8±2,0 (120±20)	20,1 (205)	525±75		7,4 (75)
153±2	15,0±0,5	11,3±2,0 (115±20)	19,1 (195)	не менш 450

Кількість аналізуємих заправок - 1 в зміну

Кількість аналізуємих заправок - 0,5 в зміну

У другій колонці наведені показники прискорених випробувань.

Відсоток аналізуємих заправок - 10

2.2 Матеріальний баланс

Матеріальний баланс розраховується з метою встановлення необхідної кількості сировини та матеріалів для виконання заданої програми виробництва.

Розрахунок матеріального балансу проводиться за заданим асортиментом готової продукції з урахуванням добової та річної потреби виробництва і кількості робочих днів у році:

шинний завод

календарний річний фонд часу -	365
вихідних днів у році -	115
святкові дні -	10
пускові зміни -	17
кількість робочих днів у році -	250
добовий фонд часу роботи підготовчого цеху, години -	23

У таблицях 2.8 - 2.9 наведено розрахунок добової та річної програми виробництва 439 тис. шин у рік розміру 15.5R38, потрібної кількості гумових сумішей для виконання заданої програми; у таблицях 2.10 - 2.11 - матеріальний баланс інгредієнтів для виготовлення протекторної (бігової) та брекерної гумових сумішей і загальна таблиця матеріального балансу інгредієнтів. гумовий каркас протектор вуглець

Таблиця 2.8 - Розрахунок добової та річної програми виробництва виробів

Найменування виробів	Випуск товарної продукції, шт.	Відбір на випробування	Розрахункова програма виробництва, шт.
		%	шт.	у добу	у рік
	А	b	С=А*b/100	(А+С)/320	А+С
Автопокришки	321 000	0,1	321	1004	321 321
Їздові камери	481500	0,1	481,5	1506	481 982



Таблиця 2.9 - Розрахунок необхідної кількості гумових сумішей для виконання програми випуску виробів

Найменування гумової суміші	Шифр	Норма витрат на 1000 штук виро-бів, кг (нетто) 1)	Втрати гумової суміші	Витрати гумової суміші на 1000 штук виробів з ураху-ванням втрат, кг (брутто)	Розра-хункова програма вироб-ництва виробів у рік, тис. шт.	Витрати гумових сумішей
			%	кг			у добу, кг	у рік, т
		В	b	С=В*b/100	Д=В+С	(А+С)/1000	Д*А/320	Д*А/1000
Протекторна бігова	ПР-1	41237,90	1,15	474,24	41712,14	321,321	41884,33	13402,99
Каркасна	КР-2	8692,50	0,90	78,23	8770,73	321,321	8806,94	2818,22
Разом	-	-	-	-	-	-	50691,27	16221,21

За даними підприємства

Таблиця 2.10 - Матеріальний баланс інгредієнтів протекторної (бігова частина)

Найменування інгредієнтів	Мас.ч. інгредієнтів на 100 мас.ч. каучуку	Мас. % інгре-дієнтів	Витрати у добу	Потреба в інгредієнтах у рік з урахуван-ням втрат, т
			нетто, кг	втрати	брутто, кг
				%	кг
			А	b	С=А* *b/100	А+С	(А+С)*320/1000
СКІ-3	50,00	26,50	11099,35	0,02	2,22	11101,57	3552,50
СКД	30,00	15,90	6659,61	0,02	1,33	6660,94	2131,50
СКМС-30АРКМ-15	20,00	10,60	4439,74	0,02	0,89	4440,63	1421,00
Сірка технічна	2,10	1,11	464,92	0,30	1,39	466,31	149,22
Сульфенамід М	1,10	0,58	242,93	0,10	0,24	243,17	77,82
ZnO	5,00	2,65	1109,93	0,10	1,11	1111,04	355,53
Каніфоль соснова	2,00	1,06	443,97	0,30	1,33	445,31	142,50
Діафен ФП	1,00	0,53	221,99	0,10	0,22	222,21	71,11
Ацетоланіл Р	2,00	1,06	443,97	0,10	0,44	444,42	142,21
Фталевий ангідрид	0,50	0,26	108,90	0,10	0,11	109,01	34,88
Масло ПН-6Ш	14,00	7,42	3107,82	0,30	9,32	3117,14	997,49
Захисний віск	2,00	1,06	443,97	0,30	1,33	445,31	142,50
Стеариновая к-та	2,00	1,06	443,97	0,30	1,33	445,31	142,50
Вуглеводневі смолі	2,00	1,06	443,97	0,30	1,33	445,31	142,50
ТВ-П245	55,00	29,15	12209,28	0,50	61,05	12270,33	3926,51
Суміш після 1 стадії	-	-
Всього	188,70	100,00	41884,33		83,66	41967,99	13429,76

Таблиця 2.11 - Матеріальний баланс інгредієнтів каркасної гумової суміші

Найменування інгредієнтів	Мас.ч. інгредієнтів на 100 мас.ч. каучуку	Мас. % інгре-дієнтів	Витрати у добу	Потреба в інгредієнтах у рік з урахуван-ням втрат, т
			нетто, кг	втрати	брутто, кг
				%	кг
			А	b	С=А* *b/100	А+С	(А+С)*320/1000
СКІ-3	100,00	58,31	5135,33	0,02	1,03	5136,35	1643,63
Сірка	2,50	1,46	128,58	0,30	0,39	128,97	41,27
Сульфенамід Ц	0,70	0,41	36,11	0,10	0,04	36,14	11,57
Альтакс	0,30	0,17	14,97	0,10	0,01	14,99	4,80
Оксид цинку	5,00	2,92	257,16	0,10	0,26	257,42	82,37
Каніфоль соснова	1,00	0,58	51,08	0,30	0,15	51,23	16,39
Діафен ФП	1,00	0,58	51,08	0,10	0,05	51,13	16,36
Модифікатор РУ	1,50	0,87	76,62	0,10	0,08	76,70	24,54
Нітрозодифеніламін	0,50	0,29	25,54	0,10	0,03	25,57	8,18
Нафтан-2	1,00	0,58	51,08	0,10	0,05	51,13	16,36
БС-120	5,00	2,92	257,16	0,30	0,77	257,93	82,54
Масло ПН-6Ш	4,00	2,33	205,20	0,30	0,62	205,82	65,86
Стеарин к-та	1,00	0,58	51,08	0,20	0,10	51,18	16,38
Нефтяні бітуми	3,00	1,75	154,12	0,30	0,46	154,58	49,47
ТВ-К354	15,00	8,76	771,49	0,50	3,86	775,35	248,11
ТВ-П514	30,00	17,49	1540,33	0,50	7,70	1548,04	495,37
Всього	171,50	100,00	8806,94		15,59	8822,53	2823,21

Розраховані дані матеріального балансу інгредієнтів гумових сумішей заносять до зведеної таблиці матеріального балансу - витрат каучуків та інгредієнтів (табл. 2.12) При проведенні розрахунків матеріального балансу слід враховувати, що втрати гумових сумішей та інгредієнтів не повинні перевищувати середні галузеві норми втрат.

Таблиця 2.12 - Зведена таблиця матеріального балансу витрат каучуків та інгредієнтів

Найменування	Гумові суміші	Разом
інгредієнтів	протекторна бігова	каркасна
	у добу, кг	у рік, т	у добу, кг	у рік, т	у добу, кг	у рік, т
СКМС-3 АРКМ-15	4440,63	1421,00	-	-	4440,63	1421,00
СКД	6660,94	2131,50	-	-	6660,94	2131,50
СКІ-3	11101,57	3552,50	5136,35	1643,63	16237,92	5196,13
Сірка	466,31	1421,00	128,97	41,27	595,28	1462,27
Сульфенамід М	243,17	149,22	-	-	243,17	149,22
Сульфенамід Ц	-	-	36,14	11,57	36,14	11,57
Білила цинкові	1111,04	355,53	257,42	82,37	1368,46	437,91
Октофор N	445,31	142,50	51,23	16,39	496,54	158,89
Діафен ФП	222,21	71,11	51,13	16,36	273,34	87,47
Ацетонаніл Р	444,42	142,21	-	-	444,42	142,21
Фталевий ангідрид	109,01	34,88	-	-	109,01	34,88
Масло ПН-6Ш	3117,14	997,49	205,82	65,86	3322,96	1063,35
Захисний віск	445,31	142,50		-	445,31	142,50
Кислота стеаринова	445,31	142,50	51,18	16,38	496,49	158,88
Вуглеводні смоли	445,31	142,50	-	-	445,31	142,50
ТВ-П245	12270,33	3926,51	-	-	12270,33	3926,51
Нафтан-2	-	-	51,13	16,36	51,13	16,36
БС-120	-	-	257,93	82,54	257,93	82,54
Альтакс	-	-	14,99	4,80	14,99	4,80
Модифікатор РУ	-	-	76,70	24,54	76,70	24,54
Нафтові бітуми	-	-	154,58	49,47	154,58	49,47
ТВ-К354	-	-	775,35	248,11	775,35	248,11
ТВ-П514	-	-	1548,04	495,37	1548,04	495,37
Нітрозодифеніламін	-	-	25,57	8,18	25,57	8,18
Всього	41967,99	14772,94	8822,53	2823,21	50790,52	17596,15

2.3 Розрахунок необхідного технологічного обладнання

Вибір та розрахунок технологічного обладнання для виготовлення необхідної кількості гумових сумішей виконується з урахуванням сучасних вимог, які пред'являються до виробничого процесу (поточність, автоматизація, ефективність), та досягнень передових вітчизняних і закордонних підприємств.

Продуктивність гумозмішувача знаходиться за формулою (1.1):

,

де V - об'єм завантаження камери гумозмішувача, дм3;

- щільність гумової суміші, кг/дм3;

ф - цикл змішування, хв.

При розрахунках приймається добовий ефективний фонд часу (з урахуванням коефіцієнту використання машинного часу гумозмішувача, ППР) - 20,7 год.

Розрахунок потрібної кількості основного обладнання підготовчого цеху - гумозмішувачів наведено у таблиці 2.10.

Для порівняння з варіантами, які проектуються, у таблиці надається розрахунок потрібної кількості гумозмішувачів для виконання заданої програми виробництва за технологією базового підприємства - ВАТ "Дніпрошина".

Аналіз наведених у таблиці 2.10 розрахунків дозволяє зробити висновок, що найбільш раціонально для виконання заданої програми виробництва гумових сумішей використовувати гумозмішувач ГЗ 370 (найменша кількість гумозмішувачів при достатньо значному коефіцієнті їх завантаження). Використання гумозмішувача зі збільшеним об'ємом змішувальної камери (ГЗ 370) у порівнянні з базовим підприємством, на якому застосовуються гумозмішувачі з об'ємом змішувальної камери 250 дм3, дозволяє зменшити кількість вартісного обладнання (на 1 гумозмішувач).

Значним кроком в удосконаленні технології гумозмішування та сходинкою до створення змішувальних або черв'ячних машин, що допрацьовують гумову суміш, є створення одночерв'ячних машин гарячого живлення (МГЖ) із черв'яком діаметром більше 300 мм, здатних замінити під гумозмішувачем вальці або прийняти суміш після гумозмішувачів.

Машина МГЖ завантажується сумішшю з температурою 100-140°С (для ряду сумішей вона може досягати 200°С) у виді безформних шматків через шахту, з'єднану з розвантажувальним отвором гумозмішувача.

У зв'язку з тим, що вимоги до машини МГЖ полягають лише в стабільному прийомі, транспортуванні, створенні температурного режиму та необхідного тиску для формування заготовок певного профілю або грануляції, черв'як у нїй виконується порівняно коротким і має просту нарізку. Це обумовлено ще тим, що гумова суміш, яка надходить у завантажувальну зону у в'язкопластичному стані, не вимагає тривалого деформування, і тому ефект пластикації, змішування й гомогенізації її черв'яком слабко виражений.

На продуктивність одночерв'ячної машини гарячого живлення суттєво впливає конструкція завантажувальної зони. Вона являє собою окрему секцію, що виконана із сталевого лиття або зварної конструкції. У корпусі завантажувальної секції є отвори або замкнута порожнина для циркуляції охолоджуючої рідини. У внутрішній полості завантажувальної секції встановлюється втулка із зносостійкого металу типу 40Х. Для примусового подання безформної гумової суміші і її ущільнення в зоні завантаження використовується періодично опускаємий за допомогою пневмоприводу поршень.

Черв'як у зоні завантаження для забезпечення кращого захвату матеріалу виконується конічним з наступним переходом до основного діаметра. Нарізка черв'яка однозаходна зі зменшуваним кроком, що переходить у двозаходну в зоні видавлювання.

Таблиця 2.10 - Розрахунок кількості гумозмішувачів (ГЗ) для виконання заданої програми виробництва гумових сумішей для шин 15.5R38

Тип ГЗ	Найменуван-ня гумових сумішей	Шифр суміші	Витрати суміщі у добу, кг	Цикл змішування , хв	Об'єм завантаження, дм	Щільність суміші, дм3	Продуктив-ність ГЗ, кг/год.	Потрібна кількість машино- годин	Добовийефективний фонд часу	Розрахункова кількість ГЗ, од.	Прийнята кількість ГЗ, од	Коефіцієнт завантаження обладнання
			А	ф	v	?	Q	В=A/Q	Tеф	Np=B/Tеф	n	K=Np/n
1 Базове підприємство
1 стадія
ГЗ 250/40	Протекторна	ПР-1	41967,99	3,50	165,00	1,12	3168,00	13,25	20,70	0,64	1,00	0,64
ГЗ 250/40	Каркасна	КР-2	8822,53	3,00	165,00	1,13	3729,00	2,37	20,70	0,11		0,11
Усього		0,75
2 стідія
ГЗ 250/30	Протекторна	ПР-1	41967,99	3,00	165,00	1,13	3729,00	11,25	20,70	0,54	1,00	0,54
ГЗ 250/30	Каркасна	КР-2	8822,53	3,00	165,00	1,14	3762,00	2,35	20,70	0,11		0,11
Усього		0,66
Разом
2 Варіанти, що проектуються
2.1 З використанням ГЗ 250
1 стадія
ГЗ 250/80	Протекторна	ПР-1	41967,99	2,00	165,00	1,12	5544,00	7,57	20,70	0,37	1,00	0,37
ГЗ 250/80	Каркасна	КР-2	8822,53	1,70	165,00	1,13	6580,59	1,34	20,70	0,06		0,06
Усього		0,43
2 стадія
ГЗ 250/30	Протекторна	ПР-1	41967,99	3,00	165,00	1,13	3729,00	11,25	20,70	0,54	1,00	0,54
ГЗ 250/30	Каркасна	КР-2	8822,53	2,50	165,00	1,14	4514,40	1,95	20,70	0,09		0,09
Усього		0,64
Разом

2.2 З використанням ГЗ 370
1 стадія
ГЗ 370/55	Протекторна	ПР-1	41967,99	2,50	240,00	1,12	6451,20	6,51	20,70	0,31	1,00	0,31
ГЗ 370/55	Каркасна	КР-2	8822,53	2,50	240,00	1,13	6508,80	1,36	20,70	0,07		0,07
Усього		0,38
2 стадія
ГЗ 370/25	Протекторна	ПР-1	41967,99	2,50	240,00	1,13	6508,80	6,45	20,70	0,31	1,00	0,31
ГЗ 370/25	Каркасна	КР-2	8822,53	2,50	240,00	1,14	6566,40	1,34	20,70	0,06		0,06
Усього		0,38
Разом
2.3 З використанням ГЗ 620
1 стадія
ГЗ 620/55	Протекторна	ПР-1	41967,99	2,50	420,00	1,12	11289,60	3,72	20,70	0,18	1,00	0,18
ГЗ 620/55	Каркасна	КР-2	8822,53	2,50	420,00	1,13	11390,40	0,77	20,70	0,04		0,04
Усього		0,22
2 стадія
ГЗ 620/25	Протекторна	ПР-1	41967,99	2,50	420,00	1,13	11390,40	3,68	20,70	0,18	1,00	0,18
ГЗ 620/25	Каркасна	КР-2	8822,53	2,50	420,00	1,14	11491,20	0,77	20,70	0,04		0,04
Усього		0,22
Разом

Для виготовлення протекторної і каркасної гумових сумішей для їх доробки використовується високопродуктивне обладнання - «Трансфермікс» гарячого живлення з діаметром черв'яка 534 мм (21 дюйм) і продуктивністю 15000 кг/год: після першої та другої стадій виготовлення з листу вальною голівкою у складі черв'ячно-валкового агрегату АЧВЛ-1200.

У таблицях 2.11 - 2.12 наведено розподіл гумових сумішей по гумозмішувачах та стисла характеристика основного технологічного обладнання підготовчого цеху.

Таблиця 2.11 - Розподіл гумових сумішей по гумозмішувачах

Номер та тип гумозмішувача	Найменуван-ня гумової суміші та її шифр	Каучукова основа гумової суміші	Кількість гумозмішувачів, од.	Коефіцієнт завантаження обладнання
			розрахун-кова	прийнята
І стадія
1,00 ГЗ 250/80	Протекторна ПР-1	СКІ-3+СКД+СКМС	0,37	1,00	0,43
	Каркасна КР-2	СКІ-3	0,06
2 стадія
1,00 ГЗ 250/30	Протекторна ПР-1	СКІ-3+СКД+СКМС	0,54	1,00	0,64
	Каркасна КР-2	СКІ-3	0,09

Таблиця 2.12 - Стисла характеристика основного технологічного обладнання

Найменування обладнання	Кількість встановлених одиниць обладнання	Стисла характеристика обладнання
Гумозмішувач ГЗ 250/30-80	2	Габарити: довжина - 9400 мм; ширина - 4400 мм; висота - 5700 мм Маса - не більше 105 т Вільний об'єм змішувальної камери - 270 дм3 Витрата електроенергії: не більше 0,28 кВт?год/кг Робочий тиск стисненого повітря - 0,66 МПа
Автоматизована лінія централізовано-го розважування канчуків ДАС - 300/3	1 (для каучуків загального призначен-ня)	Габарити: довжина - 5100 мм; ширина - 3400 мм; висота - 3600 мм Маса - 6,5 т, потужність - 20 кВт Доза канчуків - 10 - 300 кг, точність дозування - 1 % на 100 кг наважки, максимальна продуктивність 2011 кг/год
Трансфермікс гарячого живлення	2	Діаметр черв'яка - 534 мм Продуктивність, т/год: для маточних сумішей - 15-20; для готових сумішей - 12-16, робоча ширина щілини голівки - 1200 мм. Товщина листа - 8-12 мм Розмір валкової голівки - 1500Х600 мм. Швидкість - 33 м/хв
Фестонна установка	2	Габарити: довжина - 11500 мм; ширина - 2400 мм; висота - 2650 мм Маса - 13,7 т. продуктивність - 6,9 т/год Принцип охолодження - повітряне Ширина охолоджуємлї гумової стрічки: максимальна - 1200 мм; мінімальна - 450 мм, товщина гумової стрічки: максимальна - 12 мм; мінімальна - 8 мм Температура гумової стрічки, 0С: на вході - 150; на виході - на 10 нижче температури навколишнього середовища

2.4 Розрахунок бункерів. Вибір терезів

Витратні бункери встановлюються біля гумозмішувачів і призначені для проміжного зберігання порошкових або гранульованих інгредієнтів гумових сумішей перед подачею їх за допомогою живильників до дозуючих пристроїв. Встановлено, що для кращого висипання матеріалу з бункерів кут нахилу стінок бункеру повинен бути 5-80 до вертикалі.

При розрахунку бункерів приймається принцип їх мінімальної кількості: для кожного інгредієнта передбачається один бункер. Розрахунок проводиться з урахуванням допустимого часу зберігання інгредієнтів, який становить:

сипкі інгредієнти - 48 годин;

технічний вуглець - 8 годин;

маточна суміш після І-ї стадії при її грануляції - не більше 2 годин.

Розрахунки кількості бункерів наведено у таблицях 2.13 - 2.14.

Таблиця 2.13 - Розрахунок бункерів, встановлених біля гумозмішувача ГЗ 250/80 (перша стадія виготовлення гумових сумішей

Найменування інгредієнтів	Максимальні витрати інгредієнтів у добу, кг	Витрати інгредієнтів за годину, кг/год	Ємність бункера, м3	Насипна щільність інгредієнтів, кг/м3	Маса запасу інгредієнтів в бункері (з урахуванням коеф. заповнення бункера 0,8), кг	Запас інгредієнтів в бункері, год	Тип бункеру
	А	В=А/20,7	v	?	M=0,8*v*?	M/B
СКІ-3	11101,57	Централізоване розважування на складі
СКД	6660,94	Централізоване розважування на складі
СКМС-30АРКМ-15	4440,63	Централізоване розважування на складі
N-нітрозодифеніламін	25,57	1,24	0,67	549,00	36,78*	29,78	ИТ91000000-1
Фталевий ангідрид	109,01	5,27	0,67	729,00	195,37**	37,10	ИТ91000000-1
Білила цинкові	1111,04	53,67	2,58	531,00	1095,98	20,42	ИТ60000000-1
Нафтам-2	51,13	2,47	0,67	538,00	72,09	29,19	ИТ91000000-1
БС-120	257,93	12,46	2,08	273,00	454,27	36,46	ИТ 63200000-1
Модифікатор РУ	76,70	3,71	0,67	535,00	107,54***	29,02	ИТ 91000000-1
Стеаринова кислота	445,31	Подається по кільцевій обігріваємій магістралі
Захисний віск	445,31	Подається по кільцевій обігріваємій магістралі
Октофор N	445,31	21,51	2,58	360,00	743,04	34,54	ИТ60000000-1
Бітуми нафтові марки АСМГ	154,58	7,47	2,08	542,00	225,47	30,19	ИТ 63200000-1
Масло ПН-6ш	3117,14	Подається по кільцевій обігріваємій магістралі
Вуглеводневі смоли	445,31	21,51	2,08	630,00	786,24****	36,55	ИТ 63200000-1
Ацетонаніл Р	444,42	21,47	0,67	482,00	258,35	12,03	ИТ91000000-1
Діафен ФП	222,21	10,73	0,67	482,00	258,35	24,07	ИТ91000000-1
Технічний вуглець П-245	12270,33	592,77	8,00	422,00	2700,80	4,56	ИТ62800000-1
Технічний вуглець П-514	1548,04	74,78	4,50	422,00	569,70*****	7,62	ИТ 62800000-1
Технічний вуглець К-354	775,35	37,46	4,50	422,00	189,90******	5,07	ИТ62800000-1

* к=0,1 ****к=0,6

** к=0,4 *****к=0,3

*** к=0,3 ******к=0,1

Таблиця 2.14 - Розрахунок бункерів, встановлених біля гумозмішувача ГЗ 250/30 (друга стадія виготовлення гумових сумішей)

Найменування інгредієнтів	Максимальні витрати інгредієнтів у добу, кг	Витрати інгредієнтів за годину, кг/год	Ємність бункера, м3	Насипна щільність інгредієнтів, кг/м3	Маса запасу інгредієнтів в бункері (з урахуванням коеф. заповнення бункера 0,8), кг	Запас інгредієнтів в бункері, год	Тип бункеру
	А	В=А/20,7	v	?	M=0,8*v*?	M/B
Сірка	465,61	22,49	0,67	787,00	421,83	18,75	ИТ 91000000-1
Сульфенамід М	243,17	11,75	0,67	454,00	243,34	20,71	ИТ 91000000-1
Сульфенамід Ц	36,14	1,75	0,67	530,00	71,02*	40,67	ИТ 91000000-1
Альтакс	14,99	0,72	0,67	365,00	24,46**	33,78	ИТ 91000000-1

*к=0,2

**к=0,1

При виборі терезів враховуються наступні положення:

можливість наважування інгредієнтів, що одночасно вводяться в гумозмішувач, які хімічно не взаємодіють один з одним та близькі за масою;

не можливість зважування на одних терезах технічного вуглецю та світлих інгредієнтів.Якщо в одному гумозмішувачі виготовляються суміші з різним складом, то при виборі терезів враховуються наважки інгредієнтів кожної. Розрахунки наважок інгредієнтів наведені в таблицях 2.15 - 2.16.

Вибір стандартних терезів біля гумозмішувачів проводиться з урахуванням зважування на одних терезах до 4 компонентів та межі зважування на терезах певного типу.

Таблиця 2.15 - Розрахунок наважок інгредієнтів протекторної гумової суміші на гумозмішувач ГЗ 370 (об'єм завантаження камери гумозмішувача 240 дм3, щільність гумової суміші 1,129 кг/дм3)

Найменування інгредієнтів	Мас. % інгредієнтів	Наважки інгредієнтів, кг
		І стадія	ІІ стадія
СКІ -3	26,50	49	-
СКД	15,90	30	-
СКМС	10,60	20	-
Білила цинкові	2,65	4,94	-
Октофор N	1,06	1,98	-
Діафен ФП	0,53	0,99	-
Ацетонаніл Р	1,06	1,98	-
Фтальовий ангідрид	0,26	0,48	-
Нафтове масло ПН-6ш	7,42	13,83	-
Захисний віск	1,06	1,98	-
Кислота стеринова	1,06	1,98	-
Вуглеводневі смоли	1,06	1,98	-
Вуглець технічний П 245	29,15	54,35	-
Усього	98,31	183,30	-
Маточна суміш	-	-	183,30
Сірка технічна	1,11	-	2,07
Сульфенамід М	0,58	-	1,08
Разом	100	-	186,45



Таблиця 2.16 - Розрахунок наважок інгредієнтів каркасної гумової суміші на гумозмішувач ГЗ 370 (об'єм завантаження камери гумозмішувача 240 дм3, щільність гумової суміші 1,23 кг/дм3)

Найменування інгредієнтів	Мас. % інгредієнтів	Наважки інгредієнтів, кг
		І стадія	ІІ стадія
СКІ-3	58,31	110	-
Оксид цинку	2,92	5,49	-
Каніфоль соснова	0,58	1,09	-
Діафен ФП	0,58	1,09	-
Модифікатор РУ	0,87	1,64	-
Нітрозодифеніламін	0,29	0,55	-
Нафтан-2	0,58	1,09	-
БС-120	2,92	5,49	-
Масло ПН-6Ш	2,33	4,38	-
Стеарин к-та	0,58	1,09	-
Нефтяні бітуми	1,75	3,29	-
ТВ-К354	8,76	16,48	-
ТВ-П514	17,49	32,90	-
Усього	97,96	184,26	-
Маточна суміш	-	-	184,26
Сірка	1,46	-	2,75
Сульфенамід Ц	0,41	-	0,77
Альтакс	0,17		0,32
Разом	100,00	-	188,10

Таблиця 2.17 - Вибір терезів, що встановлені біля гумозмішувача №1 (І стадія виготовлення гумових сумішей)

Найменування інгредієнтів	Наважки інгредієнтів в гумових сумішах, кг	Сумарна наважка інгредієнтів на терези в сумішах, кг	Тип терезів	Межа наважування на терезах, кг
	протек-торна	каркасна	протек-торна	каркасна
СКІ-3	49,41	109,68	98,82	109,68	ДТКЧ-120	20-120
СКД	29,65	-
СКМС-30АРКМ-15	19,76	-
Фталевий ангідрид	0,48	-	1,47	2,73*	ОДП-2	0,2-2
Нафтам-2	-	1,09
N-нітрозодифеніламін	-	0,55
Діафен ФП	0,99	1,09
Бітуми нафтові марки Г	-	3,29	8,89	8,78	ОДСС-10	1,0-10,0
Оксид цинку	4,94	5,49
Октофор	1,98	-
Вуглеводневі смоли	1,98	-
Каніфоль	-	1,09	1,98	8,22	ОДСС-10	1,0-10,0
Ацетонаніл Р	1,98	-
БС-120	-	5,49
Модифікатор РУ	-	1,64
Захисний віск	1,98	-	3,95	1,09	4ДПС-5	0,5-5
Кислота стеаринова технічна	1,98	1,09
Нафтове масло ПН-6ш	13,83	4,38	13,83	4,38	4ДПС-15	1,0-15,0
Технічний вуглець П-245	54,35	-	54,35	49,38	ОДПК-80	20-80
Технічний вуглець П-354	-	16,48
Технічний вуглець П-514	-	32,90

* Наважка проводиться у 2 прийоми.

Таблиця 2.18 - Вибір терезів, що встановлені біля гумозмішувача №2 (ІІ стад ія виготовлення гумових сумішей)

Найменування інгредієнтів	Наважки інгредієнтів в гумових сумішах, кг	Сумарна наважка інгредієнтів на терези в сумішах, кг	Тип терезів	Межа наважування на терезах, кг
	протекторна	каркасна	протекторна	каркасна
Маточна суміш	183,30	184,26	183,30	184,26	ОДПК-200	100-200
Сірка	2,07	2,75	3,15	2,75	ОДСС-5	0,5-5,0
Сульфенамід М	1,08	-
Альтакс	-	0,32	-	1,09	ОДП-2	0,2-2,0
Сульфенамід Ц	-	0,77

Вибір, обґрунтування та опис технологічного процесу виготовлення гумових сумішей

Процес приготування гумових сумішей називається змішуванням. Змішування каучука з різними інгредієнтами - це механічний процес, при якому в умовах, головним чином, здвигових деформацій, відбувається диспергування і розподілення інгредієнтів в каучуці, від чого залежить якість гумової суміші і її здатність піддаватися подальшій переробці.

У теперішній час для виготовлення гумових сумішей використовують в основному одно- та двохстадійне змішування з використанням роторних гумозмішувачів періодичної дії та черв'ячних чи валкових машин для доробки (гранулювання, листування, стрейнування і т.п.) гумових сумішей.

Питання про вибір випускної форми маточних сумішей -- гранули чи стрічка (лист) -- є дуже складним.

Застосування маточних сумішей у гранульованому виді дозволяє: автоматизувати дозування маточних сумішей на другій стадії змішування; перемішувати суміші при охододженні і збереженні, що дозволяє усереднити якість заправок, забезпечити стабільність властивостей при наступній обробці сумішей. Недолік гранульованих гумових сумішей у тім, що при транспортуванні і збереженні на стінках пневмомагістралі, у барабанах для охолодження та обертових складських барабанах відбувається осадження часток адгезиву у виді невеликих зерен. Ці частки час від часу відокремлюються від стінок і попадають у гумову суміш; при подальшій обробці ці частки не диспергуються, що призводить до браку при екструзії (шприцюванні) та каландруванні. Спосіб гранулювання маточних сумішей вимагає великих капітальних витрат (по вартості устаткування на 34 %, по площі на 20 %), але дає виграш у затратах праці (приблизно вдвічі) [ ].

Перевагою листового способу збереження маточних сумішей є більш високий ступінь уніфікації виробництва (однотипні транспортні системи і склади, однотипне устаткування для обробки та охолодження маточних сумішей і готових гумових сумішей та інше), більш низька енергоємність технологічного процесу, менші виробничі площі і металоємність устаткування. Листова форма випуску маточних та готових сумішей вважається останнім часом універсальною і більш доцільною .

При установці на 1-й і 2-й стадіях змішування широко розповсюджених гумозмішувачів 250/80 і 250/30 не вдається досягти високого ступеня використання устаткування. Зіставлення тривалості операцій по стадіях змішування показує, що на основні операції приходиться тільки 60-70 % технологічного часу, а менша тривалість змішування на 2-й стадії робить неминучим простій гумозмішувача.

Використання гумозмішувачів великої одиничної потужності (до 650 дм і) дозволяє зменшити частку допоміжних операцій у 2,5-3 рази (у розрахунку на 1 кг гумової суміші).

Для виготовлення маточних та готових гумових сумішей у проекті передбачені 2 гумозмішувачі Г3-250. Регулювання циклу завантаження і змішування забезпечує мінікомп'ютер, встановлений на кожній лінії.

Вивантаження маточної гумової суміші здійснюють через визначені проміжки часу при енергії, яка поглинається мінімально, і максимальній (аварійній) температурі. Для оцінки ефективності і рівномірності протікання процесу значення енергії, що поглинається, та температура вивантаження реєструється друкувальним пристроєм

2.4.1 Підготовка, транспортування, розважування та подача у гумозмішувач каучуків

Каучуки є основною сировиною, яка застосовується при виготовленні гумових сумішей (використовується понад десять груп натуральних і синтетичних каучуків). За якісними показниками окремі групи каучуків підрозділяються на типи, а типи, у свою чергу на марки. У зв'язку з особливими фізико-механічними властивостями більшість каучуків перед споживанням піддається спеціальній підготовці для надання їм якостей та форм, що задовольняють як технологічним вимогам, так і вимогам автоматизації процесів виробництва [13].

На деяких шинних заводах транспортування каучуків у брикетах передбачається системою стрічкових конвеєрів з дозуванням біля гумозмішувачів та автоматичним завантаженням наважок. Для кожного типу каучуку мається свій приймальний конвеєр, з якого брикети надходять на систему розподільних транспортерів, розташованих паралельно лінії розміщення гумозмішувачів. Кожен змішувач укомплектований стрічковим конвеєром та системою транспортерів (відпускний, зважувальний, збірний). По команді від ЕОМ з розподільного конвеєра відбирається кілька брикетів необхідних каучуків, і після контролю маси наважки здійснюється її завантаження.

Більш точне дозування можливе при багаторазовому розподілі брикету каучуку на частки, з яких набирається необхідна наважка, але така система недостатньо автоматизована і ненадійна.

Оригінально вирішена проблема транспортування і дозування каучуку фірмою «Фата», у якій дозування каучуку здійснюється на ділянці централізованого розважування, де встановлено кілька автоматизованих ліній для дозування каучуку типу ДАС-300, кожна з яких закріплена за визначеним типом каучуку. У машині мається пристрій для грубого різання брикету каучуку на три частини і пристрій для тонкого нарізання, який дозволяє відрізати від брикету смуги товщиною до 1-2 мм.

Цикл автоматичного дозування на установці ДАС-300 складається з наступних стадій: перекладка брикетів каучуку з контейнера на стрічковий транспортер дозувальної машини за допомогою маніпулятора з пневмоприсосками, звільнення брикету від паперу (якщо вони покладені в паперові мішки) за допомогою механічного пристрою, груба та тонка нарізка брикетів і подача їх у бункер для доведення сумарної маси наважки каучуку до значення, заданого рецептурою.

Контейнери завантажуються каучуками на складі, звідкіля по підвісній монорельсовій напівавтоматичній транспортній системі надходять на другий поверх підготовчого цеху до кожного гумозмішувача по виклику оператора.

На основі схеми, яка забезпечує проведення розглянутого циклу підготовки і дозування каучуків, створені установки ДАС-300 чотирьох модифікацій (ДАС-300/1 - ДАС-300/4), призначені для дозування і комплектації наважок відповідно з одного, двох, трьох та чотирьох типів каучуків по заданих рецептах.