Цех по производству преформ из полиэтилентерефталата для розлива напитков

2) По усилию запирания  формы.

Расчетное усилие запирания  формы можно определить по формуле /5/

 

Р’_ЗАП = Р_УД*К*β*F*10^-3, т,

 

где F- площадь проекции отливаемой детали см²(F=F_Д*n ,где F_Д – площадь детали см², n – гнездность формы F_Д= πdg+πd/2, см² (см. графу 6 табл.8.1);Р_УД – 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/.

 

F_Д=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 Р_ЗАП ( 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

 

(τ_{о +} τ_в·к)·(1+ α₁+ α₂)·К₁

τ_шт=  100  ,

                n

 

где τ_о - основное время, мин; τ_в – 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.

 

τ_о = 0,1мин,

 

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

Вспомогательное время  рассчитывается по формуле /5/:

 

τ_в = τ_см + τ_пр + τ_пу, мин

 

где τ_см – время на съем изделия (0,037мин) ; τ_пр – время на протирку гнезд формы(0,02мин); τ_{пу –} время на пуск или остановку машины(0,017мин). Значения составляющих вспомогательного времени приведены в /6/.

 

τ_в = 0,037 + 0,02 + 0,017= 0,074 мин

 

Рассчитаем норму штучного времени

 

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

        τ_шт = 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 = Пτ_шт /60 , ч/год /1/

 

где П – годовая  программа выпуска, шт/год(графа 13, табл 7.1); τ_шт - 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 V_Н =3450 см² (для литья преформ из ПЭТ).

 

m’₃₄₅₀= τ₃₄₅₀/ τ_Д

 

τ_Д – действительный фонд времени

 

τ_Д= 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/ G_a*τ_д,

 

где G – годовая масса высушиваемого полимера, т/год ( 13963,9 т/год); τ_д – 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/ G_д*τ_д,

 

где G – годовая масса измельчаемых отходов, т/год ( 770,13 т/год табл. 7.2); τ_д – действительный годовой фонд времени работы дробилок (6800 ч/год); G_д – 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

№	Наименование	Кол.	Размеры, мм	Техническая характеристика
1	Литьевая машина Husky HyPET 380	2	13994×4768× 2743	Номинальное давление литья  994 кг/см2 Усилие смыкания 380 т Суммарная мощность 200 кВт Номинальный объем впрыска 3450 см3
2	Осушитель «Piovan» DР106	2	объем 2000 литров высота 3160 диаметр 1240	Производительность 300 кг/час Мощность 50 кВт
3	ДробилкаИПР-100-1-А	2	400×340× 850	Производительность 15 - 20 кг/ч Частота вращения ротора 1000 об/мин Общая мощность 0.8 кВт
4	Холодильник MINIBOX 2	1	920×500×1100	Мощность 450 Вт
5	Ленточный транспортер NS 06	2	1800×450×1600	-
6	Компрессорная установка GA – 45	1	1200×603×1200	-
7	Робот (модель SP “ Fanuk”)	2	-	Общее время перемещения 1,5 с Макс. нагрузка рабочего инструмента манипулятора 200 кг

 

 

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:

 

N_расч ≤ N_табл.

 

Расчет ведут по уравнению  теплового баланса:

 

N_мех + N_расч = N_G + N_п + N_охл./4/

 

Решая относительно N_расч получим:

 

N_расч = N_G + N_п + N_охл - N_мех,

 

Рассчитаем тепловой баланс для литьевой машины Husky HyPET 380:

 

N_G = Qc₁(t₂ – t₁) 1/3600, Вт.

 

где N_G – 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/.

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

 

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

 

N_п = Fα(t_к – t_в), Вт

 

где F – площадь наружной поверхности материального цилиндра; α – коэффициент теплоотдачи, Вт/м²град(α = 9,74 + 0,07(t_к – t_в); t_к и t_в – 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.

N_п= 0,94*11,49(50 – 25)= 270 Вт.

 

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

 

N_охл = G_в c_г∆t_в,

 

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

 

N_охл= 3,1*4190*8= 103912 Вт.

 

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

N_мех= 32*10^-5Qc₁(t₂ – t₁)

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

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

N_табл= 250 кВт – из паспорта литьевой машины.

Так как N_расч ≤ N_табл. литьевая машина подобрана правильно.

 

Таблица № 9. Сводная таблица результатов

Расход греющих и  охлаждающих агентов	в сутки	в год
Тепловая мощность расходуемая на нагрев литьевых машин	4800 кВт/сут	1632000 кВт/год
Охлаждающая вода для  охлаждения пресс-форм	722,4 м3/сут	245616 м3/год

 

 

10. ОПИСАНИЕ ВНУТРИЦЕХОВОГО ТРАНСПОРТА

 

Проектируемое производство преформ механизировано. Все операции по перемещению поступающего сырья  и готовой продукции осуществляется с помощью автопогрузчиков HYUNDAY 25D и специальных транспортных тележек. Подача сырья в сушилку и загрузочные бункера литьевых машин осуществляется автоматически с помощью пневмотранспорта идущего в комплекте с литьевой машиной.

 

Таблица № 10 Характеристика внутрицехового транспорта

Тип и марка внутрицехового транспорта	Номер позиции на технологической схеме	Количество	Назначение Внутрицехового транспорта	Транспортируемый материал	Характеристики внутрицехового транспорта
HUYNDAY 5D		1	Транспортировка сырья и готовой продукции	ПЭТ и готовая продукция	Грузоподъемность 2500 кг, скорость транспортировки 5 км/час, высота подъёма 6м.
Транспортировочная тележка		1	Транспортировка готовой продукции в зону упаковки	готовая продукция	Грузоподъемность 2000 кг, Высота подъёма 20 см.

 

 

11. ОХРАНА ТРУДА

 

11.1 Анализ степени  опасности технологического процесса

 

Все расчёты были произведены  по методическим указаниям /7,8/.

Начальным этапом работы над разделом является детальный  анализ предлагаемого в проекте технологического процесса, оборудования, операций и т.п. Отмечаются наиболее опасные операции, участки производства, оборудование, выявляются опасные и вредные факторы, воздействию которых может подвергаться как обслуживающий персонал, так и окружающая природная среда. Результаты такого анализа представлены в виде таблицы 11.1