Обгрунтування основ вдосконалення технології виготовлення виробів конструкційного призначення з поліетилену на підприємстві "Енергоресурс-інвест"
Автор: Пруніс Руслан Андрійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Хімічні технології переробки полімерних та композиційних матеріалів
Інститут: Інститут хімії та хімічних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: англійська
Анотація: композиційні матеріалина їх основішироко використовуються у багатьох галузях промисловості –як конструкційні матеріали, вироби електротехнічного призначення, ємності для зберігання води та хімічноагресивних речовин, для пакування харчових продуктів, багатьох виробів, які використовуються в побуті –деталі автомобілів, літаків, для тепло-та звукоізоляції, виробництва труб, які на відміну від труб, виготовлених з металів, мають велику корозійну та хімічну стійкість. Завдяки таким перевагам, як висока точність виробів, економічність, продуктивність, автоматизованість, можливість виготовлення виробів різної конфігурації та товщини, лиття під тискомтермопластів(ЛПТ) єнайбільш поширенимта прогресивнимметодомпереробки полімерів. Литтям під тиском можна переробляти всі термопласти і деякі реактопласти. Термопласти на даний час дуже поширені, що зумовлено рядом їх переваг над реактопластами та іншими матеріалами, які вони в останні роки все частіше заміняють. Термопласти дуже різноманітні за фізико-хімічними та механічними властивостями, з них можна виготовляти надзвичайно широкий асортимент виробів, які здатні контактувати з агресивними речовинами, володіють стійкістю до старіння, можуть бути придатні для зберігання харчових продуктів. Значною перевагою термопластів є те, що відходи від їх переробки не потребують утилізації –їх можна повторно переробити у вироби, так само як і 4 вироби з термопластів, які втратили експлуатаційні властивості. Поліетилен (ПЕ) –типовий і надзвичайно поширений представник термопластів. З поліетилену виробляють найширшу гаму виробів, які, в першу чергу, застосовуються в побутовій сфері діяльності людини, а також будівництві, в і т.д. Як і всі термопласти, поліетилен можна переробляти у вироби багатьма методами, але найчастіше для виготовлення виробів з поліетилену застосовують метод лиття під тиском. З огляду на переваги методу ЛПТ термопластів, властивості поліетилену та поширення його використання у різних галузях, вибрана тема магістерської кваліфікаційної роботи (МКР) є на даний час актуальною. Об’єкт дослідження: технологічний процес лиття під тиском виробів конструкційногопризначення з поліетилену. Предмет дослідження:технологічні особливостіі закономірності процесу виготовлення виробів з поліетилену методом лиття під тиском, особливості проектування технологічного оснащення, вибору обладнання та розрахунку техніко-економічних показників. Мета і завдання МКР.Метою роботи є розробленнятехнології виготовлення виробів загально технічного призначення з поліетиленуметодом лиття під тиском. Для реалізації мети в роботі необхідно було вирішити такі завдання: -на основі найбільш використовуваних полімерів, з врахуванням умов експлуатації, вибрати марку матеріалу для виготовлення типового виробу та виробів умовного асортименту; -на основі аналізу існуючих методів та способів переробки обґрунтувати та вибрати метод виготовлення типового виробу та виробів умовного асортименту; -розробити технологічний процес виготовлення виробів з ПЕ; -розрахувати та обґрунтувати основні технологічні параметри виготовлення типового виробу; -з врахуванням зворотних та незворотних втрат здійснити розрахунок 5 необхідної кількості матеріалу на виготовлення заданої продуктивності типового виробу та виробів умовного асортименту; -вибрати основнета допоміжне обладнання для здійснення переробки ПЕ у вироби за розробленим технологічним процесом; -здійснити розрахунки техніко-економічних показників проектованого виробництва; -розглянути питання охорони праці, техніки безпеки і пожежної безпеки проектованого виробництва. Основний зміст роботи У вступі обґрунтовано актуальність теми МКР, сформульовано мету та завдання роботи. У першому розділі подано критичний аналіз літературних джерел, присвячених чинникам, що впливають на проектування технологічних процесів лиття під тиском термопластів (ЛПТ), приділена увага новим прогресивним способам ЛПТ. У другомурозділі, вистовуючи довідкові дані, на основі аналізу умов експлуатації, для виготовлення виробів умовного асортименту вибрано матеріал, що відповідає встановленим вимогам –поліетилен низького тиску (ПЕНТ). В роботі вибрано конкретну марку поліетилену –ПЕНТ марки Hostalen GC7260 виробництва компанії LyondellBasell. Оскільки метод ЛПТ є найбільш продуктивний при виготовленні виробів з термопластів, а проектованийвиріб планується впровадити у великосерійне виробництво, і на підприємстві «Корпорація «Енергоресурс-інвест»»є відповідне обладнання, то для виготовлення типового виробу та виробів умовного асортименту обґрунтовано вибір методу переробки – литтям під тиском. На основі типового технологічного процесу ЛПТ розроблено технологічний процес виготовлення виробів з ПЕ. Для виготовлення виробу «Кришка» методом ЛПТ термопластів обґрунтовані та встановлені основні технологічні параметри:температурнийрежим зон матеріального циліндра(І зона –145 0 С; ІІ 6 зона –180 0 С; ІІІ зона –210 0 С; Сопло –240 0 С), температура розплаву –240 0 С; температура форми – 60 0 С;тиск лиття – 100МПа; час витримки на охолодження – 6с; час циклу – 14с. Під час матеріальних розрахунків виробництва встановлено, що для забезпечення заданої продуктивності виготовлення типового виробу «Кришка» 66т/рік необхідно 73,92т/рік сировини, для забезпечення заданої продуктивності виготовлення заданого асортименту у 357т/рік необхідно 399,84 т/рік поліетилену. Здійсненовибір основного і допоміжногообладнання. Тип литтєвої машини для виготовлення «Кришки» вибрано, виходячи з маси та розмірів виробу, площі лиття, матеріалу виробу, типажності та гніздності форми. Термопластавтомат вибирали порівнянням потрібних та номінальних значень їх основних параметрів –об’єму відливки та об’єму впорскування, потрібної та номінальної пластикаційної продуктивності, потрібного та номінального зусилля змикання плит термопластавтомата. Співставляючи знайдені величини з паспортними даними литтєвих машин, вибрано термопластавтомат ЕS 25 фірми ENGEL. Встановлено, що для виконання річної програми (умовної) виготовлення виробу “Кришка” потрібно 4термопластавтомат марки. Для забезпечення технологічного процесу, а саме підготовчих та завершальних його стадій, вибрано допоміжне обладнання – камерну сушарку КСК-1,2 з продуктивністю сушіння 450 кг/год, змішувач СС-100, гранулятор R18. В конструкторській частині проаналізовано форму виробу «Кришка» з відпрацюванням окремих елементівна технологічність. Сконструйовано оснащення для виготовлення типового виробу – литтєва формастаціонарна, двохгніздна, з механічним виштовхуванням виробів за допомогою плити зйому, з холодноканальною ливниковою системою. В четвертому розділі на основі розрахунку затрат виробництва встановлені основіні техніко-економічні показники проектованого виробництва. Метою п’ятогорозділу буловирішення питань, що пов’язані з розробкою 7 заходів та обиранням засобів, які забезпечують повну безпеку при роб оті з технікою, обладнанням, які також забезпечують здорову атмосферу робочого приміщення (виявлення шкідливих і небезпечних факторів виробничого середовища і порівняння їх з діючими нормативами, а також розробка заходів, націлених на забезпечення умов праці, що відповідають вимогам усіх норм і стандартів з охорони праці). Магістерська кваліфікаційна робота складається зі вступу, 5 розділів, списку використаних джерел літератури (18 найменувань) графічної частини (6 листів); основна частина містить 8рисунків та 13 таблиць. Робота викладена на 91 сторінці. Ключові слова:лиття під тискомтермопластів, поліетилен, термопластавтомат, технологічний процес, технологічні параметри, технологічне оснащення, проектування.