Проект автокамерного цеха шинного завода по производству грузовых шин с производительностью 500000 шт/год
1 Введение 5
2 Литературный обзор 7
3 Технико.экономическое обоснование строительства проектируемого предприятия
25
4 Технологическая часть 27
4.1 Выбор и обоснование рецептур резиновых смесей 27
4.2 Характеристика сырья, материалов и выпускаемой продукции
28
4.3 Выбор и обоснование технологической схемы и оборудования
32
4.4 Методы и нормы контроля производства, качества сырья, материалов и готовой продукции
36
5 Расчетная часть 40
5.1 Материальный расчет 40
5.2 Расчет необходимого количества оборудования 54
5.3 Механический расчет основного оборудования 54
5.4 Тепловой расчет основного оборудования 61
5.5 Научно.исследовательская часть 63
6 Автоматика и КИП 69
7 Охрана окружающей среды 76
8 Безопасность жизнедеятельности 86
9 Строительная часть 99
10 Экономическая часть 103
11 Заключение 117
12 Список использованных источников 118
13 Приложения 121
2 Литературный обзор 7
3 Технико.экономическое обоснование строительства проектируемого предприятия
25
4 Технологическая часть 27
4.1 Выбор и обоснование рецептур резиновых смесей 27
4.2 Характеристика сырья, материалов и выпускаемой продукции
28
4.3 Выбор и обоснование технологической схемы и оборудования
32
4.4 Методы и нормы контроля производства, качества сырья, материалов и готовой продукции
36
5 Расчетная часть 40
5.1 Материальный расчет 40
5.2 Расчет необходимого количества оборудования 54
5.3 Механический расчет основного оборудования 54
5.4 Тепловой расчет основного оборудования 61
5.5 Научно.исследовательская часть 63
6 Автоматика и КИП 69
7 Охрана окружающей среды 76
8 Безопасность жизнедеятельности 86
9 Строительная часть 99
10 Экономическая часть 103
11 Заключение 117
12 Список использованных источников 118
13 Приложения 121
В результате целенаправленной совместной работы шинников и машиностроителей были созданы оригинальные разработки, касающиеся технологии и оборудования для производства радиальных комбинированных шин для грузовых и легковых автомобилей. Это относится к приготовлению переработке резиновых смесей, заготовительно – сборочным и вулканизационным процессам [1].
Шинная промышленность – одна из ведущих отраслей нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Развитию шинной промышленности придается огромное значение, так как от количества и качества шин зависит работа автомобильного и автошинного транспорта, строительных, дорожных сельскохозяйственных и других машин
При использовании шин повышается скорость движения и проходимость машин в разнообразных дорожных условиях Хорошая амортизация достигается благодаря эластичности резины и упругости сжатого воздуха, находящегося в шинах.
В России производство массивных и велосипедных шин было начато в конце 90-х годов прошлого столетия. Однако, почти все сырье (каучук, технические ткани, сера) и оборудования были импортными.
В результате проведения научно–исследовательских работ впервые в мире в1932 году был осуществлен синтез каучука в широком промышленном масштабе по способу академика С.В.Лебедева была создана отечественная сырьевая база для развития шинной промышленности.
Срок службы шин за последние 10 лет повысился в 1,3-1,4 раза, несмотря на увеличение нагрузок и скоростей движения. Повышение было достигнуто за счет создания высококачественных резин на основе синтетических стереорегулярных каучуков, заменяющих натуральный каучук и высокопрочных полиамидных и вискозных кордов, применения различных активных химикатов, совершенствования конструкции диагональных шин, создания шин радиальной конструкции, освоения новых технологии и оборудования.
Ассортимент резиновых изделий постоянно расширяется и в настоящее время превышает 60 тысяч наименовании, около половины объема производства резиновой промышленности составляют
Шинная промышленность – одна из ведущих отраслей нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Развитию шинной промышленности придается огромное значение, так как от количества и качества шин зависит работа автомобильного и автошинного транспорта, строительных, дорожных сельскохозяйственных и других машин
При использовании шин повышается скорость движения и проходимость машин в разнообразных дорожных условиях Хорошая амортизация достигается благодаря эластичности резины и упругости сжатого воздуха, находящегося в шинах.
В России производство массивных и велосипедных шин было начато в конце 90-х годов прошлого столетия. Однако, почти все сырье (каучук, технические ткани, сера) и оборудования были импортными.
В результате проведения научно–исследовательских работ впервые в мире в1932 году был осуществлен синтез каучука в широком промышленном масштабе по способу академика С.В.Лебедева была создана отечественная сырьевая база для развития шинной промышленности.
Срок службы шин за последние 10 лет повысился в 1,3-1,4 раза, несмотря на увеличение нагрузок и скоростей движения. Повышение было достигнуто за счет создания высококачественных резин на основе синтетических стереорегулярных каучуков, заменяющих натуральный каучук и высокопрочных полиамидных и вискозных кордов, применения различных активных химикатов, совершенствования конструкции диагональных шин, создания шин радиальной конструкции, освоения новых технологии и оборудования.
Ассортимент резиновых изделий постоянно расширяется и в настоящее время превышает 60 тысяч наименовании, около половины объема производства резиновой промышленности составляют
1. Кошелев Ф.Ф., Корнев А.Е., Буканов А.М. Общая технология резины. –М.: Химия, 1978. -528с.
2. Рагулин В.В. Технология шинного производства. 2-е изд., перераб. И доп. –М.: Химия, 1975. -352с.
3. Белозеров Н.В. Технология резины. 3-е изд., перераб. И доп. –М.: Химия, 1979. -470с.
4. Салтыков А.В., Бузун З.Е., Милюкова Н.А. Общая технология резины. –М.: Химия, 1982. -176с.
5. Салтыков А.В. Основы современной технологии автомобильных шин. –М.: Химия, 1974. -472с.
6. Блох Г.А. Органические ускорители вулканизации и вулканизующие системы для эластомеров. –Л.: Химия, 1978. -280с.
7. Мак-Келви Д. Переработка полимеров. –М.: Химия, 1965. -211с.
8. Смешение полимеров/Богданов В.В., Торнер Р.В., Красовский В.Н., Регер Э.О. –Л.: Химия, 1979. -192с.
9. Торнер Р.В. Основные процессы переработки полимеров. –М.: Химия, 1972. -454с.
10. Химические добавки к полимерам: Справочник. –М.: Химия, 1981. -264с.
11. Бекин Н.Г., Шанин Н.П. Оборудование заводов резиновой промышленности. –Л.: Химия, 1978. -398с.
12. Карпов В.Н. Оборудование предприятий резиновой промышленности. –М.: Химия, 1979. -352с.
13. Машины и аппараты резинового производства/Под ред. Д.М. Барскова. –М.: Химия, 1975. -598с.
14. Справочник резинщика/ Под ред. П.И. Захарченко. –М.: Химия, 1971. -608с.
15. Бергштейн Л.А. Лабораторный практикум по технологии резины. –Л.: Химия, 1978. -224с.
16. Красовский В.Н., Воскресенский А.М., Харчевников В.М. Примеры и задачи по технологии переработки эластомеров: Учебное пособие для вузов. –Л.: Химия, 1984. -240с.
17. Мухутдинов А.А., Дорожкин В.П., Аверко-Антонович Ю.О., Поляк М.А. Альбом технологических схем основных производств резиновой промышленности/Под ред. П.А. Кирпичникова. Учебное пособие для вузов. –М.: Химия, 1980. -72с.
18. Красовский В.Н., Воскресенский А.М. Сборник примеров и задач по технологии переработки полимеров. –Минск.: вышэйшая школа, 1975. -318с.
19. Лукач Ю.Е., Рябинин Д.Д., Метлов Б.Н. Валковые машины для переработки пластмасс и резиновых смесей. –М.: Машиностроение, 1967. -292с.
20. Лукомская А.И., Евстратов В.Ф. Основы прогнозирования механического поведения каучуков и резин. –М.: Химия, 1975. -360с.
21. Голубятников В.А., Шувалов И.В. Автоматизация производств в химической промышленности. –М.: Химия, 1985. 280с.
22. Каталог автоматических приборов производства США.
23. Макаров Г.В. Охрана окружающей среды в химической промышленности. –М.: Химия, 1989. -358с.
24. Орлов Г.Г. Охрана труда в химической промышленности. –М.: Химия, 1977. -240с.
25. Бобков А.С., Журавлев В.С. Техника безопасности и противопожарная техника в шинной промышленности. –М.: Химия, 1967. -286с.
26. Атаманюк В.Г. Гражданская оборона. –М.: Высшая школа, 1986. -148с.
27. Орловский И.И. Архитектура и строительство производственных зданий химической промышленности. –М.: химия, 1987. -238с.
28. Трепененков Р.И. Альбом чертежей конструкции и деталей промышленных зданий. Учебное пособие для вузов. –М.: Стройиздат, 1980. -200с.
29. С.А. Илашева., Байнеева Ф.Т. Методические указания к экономической части дипломного проекта. –Шымкент.: ЮКГУ, 2003. -24с.
30. Вострокнутов Е.Г., Новиков М.И. Современные представления о механизме смешения каучуков с ингредиентами резиновых смесей. -М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1971. -76 с.
31. Ребиндер П.А., Щукин Е.Д. Поверхностные явления в твердых телах в процессах их деформации и разрушения// УФН, 1972, Т. 108, Вып. 1. -С. 2-39.
2. Рагулин В.В. Технология шинного производства. 2-е изд., перераб. И доп. –М.: Химия, 1975. -352с.
3. Белозеров Н.В. Технология резины. 3-е изд., перераб. И доп. –М.: Химия, 1979. -470с.
4. Салтыков А.В., Бузун З.Е., Милюкова Н.А. Общая технология резины. –М.: Химия, 1982. -176с.
5. Салтыков А.В. Основы современной технологии автомобильных шин. –М.: Химия, 1974. -472с.
6. Блох Г.А. Органические ускорители вулканизации и вулканизующие системы для эластомеров. –Л.: Химия, 1978. -280с.
7. Мак-Келви Д. Переработка полимеров. –М.: Химия, 1965. -211с.
8. Смешение полимеров/Богданов В.В., Торнер Р.В., Красовский В.Н., Регер Э.О. –Л.: Химия, 1979. -192с.
9. Торнер Р.В. Основные процессы переработки полимеров. –М.: Химия, 1972. -454с.
10. Химические добавки к полимерам: Справочник. –М.: Химия, 1981. -264с.
11. Бекин Н.Г., Шанин Н.П. Оборудование заводов резиновой промышленности. –Л.: Химия, 1978. -398с.
12. Карпов В.Н. Оборудование предприятий резиновой промышленности. –М.: Химия, 1979. -352с.
13. Машины и аппараты резинового производства/Под ред. Д.М. Барскова. –М.: Химия, 1975. -598с.
14. Справочник резинщика/ Под ред. П.И. Захарченко. –М.: Химия, 1971. -608с.
15. Бергштейн Л.А. Лабораторный практикум по технологии резины. –Л.: Химия, 1978. -224с.
16. Красовский В.Н., Воскресенский А.М., Харчевников В.М. Примеры и задачи по технологии переработки эластомеров: Учебное пособие для вузов. –Л.: Химия, 1984. -240с.
17. Мухутдинов А.А., Дорожкин В.П., Аверко-Антонович Ю.О., Поляк М.А. Альбом технологических схем основных производств резиновой промышленности/Под ред. П.А. Кирпичникова. Учебное пособие для вузов. –М.: Химия, 1980. -72с.
18. Красовский В.Н., Воскресенский А.М. Сборник примеров и задач по технологии переработки полимеров. –Минск.: вышэйшая школа, 1975. -318с.
19. Лукач Ю.Е., Рябинин Д.Д., Метлов Б.Н. Валковые машины для переработки пластмасс и резиновых смесей. –М.: Машиностроение, 1967. -292с.
20. Лукомская А.И., Евстратов В.Ф. Основы прогнозирования механического поведения каучуков и резин. –М.: Химия, 1975. -360с.
21. Голубятников В.А., Шувалов И.В. Автоматизация производств в химической промышленности. –М.: Химия, 1985. 280с.
22. Каталог автоматических приборов производства США.
23. Макаров Г.В. Охрана окружающей среды в химической промышленности. –М.: Химия, 1989. -358с.
24. Орлов Г.Г. Охрана труда в химической промышленности. –М.: Химия, 1977. -240с.
25. Бобков А.С., Журавлев В.С. Техника безопасности и противопожарная техника в шинной промышленности. –М.: Химия, 1967. -286с.
26. Атаманюк В.Г. Гражданская оборона. –М.: Высшая школа, 1986. -148с.
27. Орловский И.И. Архитектура и строительство производственных зданий химической промышленности. –М.: химия, 1987. -238с.
28. Трепененков Р.И. Альбом чертежей конструкции и деталей промышленных зданий. Учебное пособие для вузов. –М.: Стройиздат, 1980. -200с.
29. С.А. Илашева., Байнеева Ф.Т. Методические указания к экономической части дипломного проекта. –Шымкент.: ЮКГУ, 2003. -24с.
30. Вострокнутов Е.Г., Новиков М.И. Современные представления о механизме смешения каучуков с ингредиентами резиновых смесей. -М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1971. -76 с.
31. Ребиндер П.А., Щукин Е.Д. Поверхностные явления в твердых телах в процессах их деформации и разрушения// УФН, 1972, Т. 108, Вып. 1. -С. 2-39.
Дисциплина: Промышленность, Производство
Тип работы: Дипломная работа
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 105 страниц
В избранное:
Тип работы: Дипломная работа
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 105 страниц
В избранное:
Нормативные ссылки
1 ГОСТ 19920.1-74 Каучуки синтетические стереорегулярные бутадиеновые.
Методы испытания.
2. ГОСТ 19920.6-74 Синтетические каучуки. Метод определения величины
спиртотолуолного экстракта
3. ГОСТ 19920.9-74 Каучуки синтетические стереорегулярные буитадиеновые.
Метод определения содержания неозона Д и дифенилпарафенилендиамина.
4. ГОСТ 19920.10-74 Каучуки синтетические. Метод определоения содержания
неозона Д и продукта 4010 NA
5. ГОСТ 19920.12-74 Каучуки синтетические. Метод определения содержания
антиоксиданта 2245
6. ГОСТ 19920.15-74 Каучуки синтетические. Метод определения способности к
кристаллизации
7. ГОСТ 19920.16-74 Каучуки синтетические стереорегулярные бутадиеновые.
Метод определения вязкости по Муни.
8. ГОСТ 19920.19-74 Каучуки синтетические. Методы определения вальцуемости,
вязкости по Муни и способности к преждевременной вулканизации резиновых
смесей
9. ГОСТ 19920.20-74 Каучуки синтетические. Методы испытания вулканизатов
10. ГОСТ 19920.2-74 Каучуки синтетические. Метод определения микроструктуры
11. ГОСТ 263-75 Метод опредиления по Шору
12. ГОСТ 270-75 Испытание резин на раздир
13. ГОСТ 415-75 Опредиление пластичности резиновых смесей на пластометре
14. ГОСТ 10201-75 Опредиление жесткости резиновых смесей на дефометре
15. ГОСТ 14925-73 Каучук синтетический цис-изопреновый СКИ-3
Аннотация
Тема дипломного проекта – Проект автокамерного цеха шинного завода по
производству грузовых шин с производительностью 500000 штгод.
Дипломный проект состоит из следующих разделов: введение; литературный
обзор; технико-экономическое обоснование строительства проектируемого
предприятия; технологическая часть - выбор и обоснование рецептур резиновых
смесей; характеристика сырья, материалов и выпускаемой продукции; выбор и
обоснование технологической схемы и оборудования; методы и нормы контроля
производства, качества сырья, материалов и готовой продукции; расчетная
часть - материальный расчет; расчет необходимого количества оборудования;
механический расчет основного оборудования; тепловой расчет основного
оборудования; научно-исследовательская часть; автоматика и КИП; охрана
окружающей среды; безопасность жизнедеятельности; строительная часть;
экономическая часть; заключение; список использованных источников.
Местом строительства выбран город Шымкент Южно-Казахстанской области
Республики Казахстан, который находится у главных железнодорожных и
автомобильных магистралей, связывающих Казахстан и Республики Средней Азии
с Россией.
В литературном обзоре дана характеристика оборудованиям автокамерного
цеха.
В технологической части даны характеристики к сырью, материалам и
готовой продукции; произведен материальный расчет, механический расчет и
тепловой расчет форматора - вулканизатора; подобран необходимое количество
основного оборудования; приведена научно-исследовательская часть.
В разделе охрана окружающей среды описан технологический процесс, с
точки зрения охраны окружающей среды.
Раздел безопасность жизнедеятельности рассматривает вопросы охраны
труда, уровень механизации и автоматизации в автокамерного цеха шинного
завода и т.д.
В строительной части описаны конструктивные решения проектируемого
автокамерного цеха. В экономической части произведены технико-экономические
расчеты.
Содержание
1 Введение 5
2 Литературный обзор 7
3 Технико-экономическое обоснование строительства
проектируемого предприятия 25
4 Технологическая часть 27
4.1 Выбор и обоснование рецептур резиновых смесей 27
4.2 Характеристика сырья, материалов и выпускаемой продукции
28
4.3 Выбор и обоснование технологической схемы и оборудования
32
4.4 Методы и нормы контроля производства, качества сырья,
материалов и готовой продукции 36
5 Расчетная часть 40
5.1 Материальный расчет 40
5.2 Расчет необходимого количества оборудования 54
5.3 Механический расчет основного оборудования 54
5.4 Тепловой расчет основного оборудования 61
5.5 Научно-исследовательская часть 63
6 Автоматика и КИП 69
7 Охрана окружающей среды 76
8 Безопасность жизнедеятельности 86
9 Строительная часть 99
10 Экономическая часть 103
11 Заключение 117
12 Список использованных источников 118
13 Приложения 121
Введение
В результате целенаправленной совместной работы шинников и
машиностроителей были созданы оригинальные разработки, касающиеся
технологии и оборудования для производства радиальных комбинированных шин
для грузовых и легковых автомобилей. Это относится к приготовлению
переработке резиновых смесей, заготовительно – сборочным и вулканизационным
процессам [1].
Шинная промышленность – одна из ведущих отраслей нефтеперерабатывающей
и нефтехимической промышленности. Развитию шинной промышленности придается
огромное значение, так как от количества и качества шин зависит работа
автомобильного и автошинного транспорта, строительных, дорожных
сельскохозяйственных и других машин
При использовании шин повышается скорость движения и проходимость
машин в разнообразных дорожных условиях Хорошая амортизация достигается
благодаря эластичности резины и упругости сжатого воздуха, находящегося в
шинах.
В России производство массивных и велосипедных шин было начато в конце
90-х годов прошлого столетия. Однако, почти все сырье (каучук, технические
ткани, сера) и оборудования были импортными.
В результате проведения научно–исследовательских работ впервые в мире
в1932 году был осуществлен синтез каучука в широком промышленном масштабе
по способу академика С.В.Лебедева была создана отечественная сырьевая база
для развития шинной промышленности.
Срок службы шин за последние 10 лет повысился в 1,3-1,4 раза, несмотря
на увеличение нагрузок и скоростей движения. Повышение было достигнуто за
счет создания высококачественных резин на основе синтетических
стереорегулярных каучуков, заменяющих натуральный каучук и высокопрочных
полиамидных и вискозных кордов, применения различных активных химикатов,
совершенствования конструкции диагональных шин, создания шин радиальной
конструкции, освоения новых технологии и оборудования.
Ассортимент резиновых изделий постоянно расширяется и в настоящее
время превышает 60 тысяч наименовании, около половины объема производства
резиновой промышленности составляют автомобильные шины, более трети –
резиновые технические изделия, номенклатура которых особенно разнообразна.
Около одной десятой объема производства резиновой промышленности
составляет обувь и другие изделия народного потребления.
Основным потребителем резиновых изделии является современный
транспорт. В современном автомобиле насчитывается около 600 деталей из
резины общей массой 90 кг.
Основная задача шинников – разработка новых конструкции шин и создание
новых типов резин и разнообразных изделии с заранее заданными свойствами [1-
5].
В связи со стабилизацией ассортимента каучуков и основных ингредиентов
резиновых смесей для создания резин с новыми свойствами или повышенного
качества весьма перспективным является использование в резиновых смесях
новых химических добавок и в первую очередь олигомерных добавок
полифункционального действия. При смешении каучуков с олигомерами
образуются каучук - олигомерные композиции, применение которых позволяет в
сильной степени изменить свойства как резиновых смесей, так и получаемых из
них резин. Введение олигомерных добавок в резиновые смеси облегчает их
переработку (эффект пластификации), изменяет клейкость, когезионную
прочность, параметры вулканизации и многие другие характеристики. В
зависимости от химического строения и количества олигомерных добавок в
резиновые смеси облегчает их переработку (эффект пластификации),изменяет
клейкость, когезионную прочность, параметры вулканизации и многие другие
характеристики. В зависимости от химического строения и количества
олигомерных добавок существенно изменятся и свойства резин, получаемых из
каучук-олигомерных композиции (эластичность, морозостойкость и
теплостойкость, прочность, динамические и усталостные характеристики,
твердость и сопротивление истиранию и т.д. В связи этим в резиновых смесях
применяются или испытываются самые разнообразные олигомерные продукты
природного и синтетического происхождения [6].
В шинной промышленности, как и в других отраслях производства,
необходимо оценивать технологичность конструкций изделий на стадии к
проектирования и при выпуске продукции целью оптимизации конструкций,
технологичности и качества шин, а также создания современного
технологического оборудования. Особенно актуален такой анализ при
разработке и внедрении принципиально новых типов шин, а также при
определении перспективных путей развития шинной промышленности в области
конструкций, материалов, технологии и оборудования [2].
Одной из основных задач при разработке радиальных шин являются
создание конструкций, обладающих в отличие от зарубежных, высокой
работоспособностью в дорожно – климатических условиях нашей страны.
Повышение качества радиальных шин достигается применением перспективных и
усовершенствованных технологических процессов и оборудования.
Анализ технологии шин показывает, что среди основных процессов
производства сборка шин занимает особое место. Процесс сборки – это
совокупность механических операций раскроя, подачи и соединения деталей.
Основным требованиям при выполнении сборочных операций является постоянное
обеспечение высокого качества собираемых шин, их монолитности, соответствия
установленным габаритам, отсутствие статического и динамического дисбаланса
и силовой неоднородности. Достичь этого можно при условий выпуска
прецизионных заготовок, а также путем автоматизации операций устранения или
объединение минимальных ручных операций.
Выпуск автокамерных заготовок осуществляется на камерно агрегате.
Процесс вулканизации покрышек заключается в тепловой обработке
заготовки под давлением. Наиболее универсальным техническим решением
является червячная машина, имеющий специальную головку, используемая для
формования.
Целью данного дипломного проекта является проектирование автокамерного
цеха шинного завода по производству грузовых шин, а также технологическое
обеспечение стабильного качества производства автокамер, повышение
эффективности и производительности шинного производства , облегчение
условий труда работников за счет механизации и автоматизации выполняемых
операций.
2 Литературный обзор
В настоящее время в шинной промышленности помимо диоганальных
выпускаются покрышки с родиальным расположением нитей корда в каркасе.
Организация их производства по требовала разработки и создалия
принципиально новых технологических процессов и оборудование на большинстве
переделов шинного производства, включая сборку и вулканизацию покрышек.
Наличие в радиальных покрышках жесткого металлокордного брекерного
пояса, тонкой боковой стенки и массивного протектора обусловило
специфические требования к технологии процесса, удовлетворение которых
позволит обеспечить необходимое качество шин по геометрической и силовой
однородности (4) . Кроме того, в последнее время разработаны конструкции
покрышек с профилем, способствующим повышению износостойкости, улучшению
сцепных свойств на сухой и мокрой поверхности, характеристик управляемости
автомобиля и амортизационных свойств, снижению шумообразования и потерь на
каление (5).
Совершенствование заготовительно-сборочных процессов и оборудования в
производстве шин Технико-экономические показатели шин в значительной
степени зависят от заготовительно-сборочных технологических процессов и
типа оборудования. Технологическая трудоемкость изготовления деталей и
сборки шин массовою ассортимента составляет 50-60% обшей трудоемкости
производства. Поэтому актуальной задачей было и остается решение проблем
совершенствования технологии и оборудование на базе механизации и
автоматизации.
Одним из основных эффективных направлений в создании оборудования для
сборки грузовых шин массовых размеров является использование поточного
метода на основе расширенного внедрения поточно-автоматизированных
линий(ЛСПР 710-1150, 2-710-1100 и.т.д. ).
Поточные линии имеют ряд преимушеств по сравнению с индивидуальными
станкоми: стабилизация качества выполнения технологических операций,
создание благоприятных условий подачи деталей и полуфабрикатов к питателям
позиционных станков, большие возможности автоматизации отдельных
операционных станков и линии в целом , облегчение и улучшение условий
труда кроме того значительно сокращаются сроки подготовки сборщиков для
работы на этих линиях.
Особое внимание заслуживает вопрос создания технологии и оборудования для
сборки шин с металлокордом в каркасе и брекере для грузовых шин.
С целью повышения эффективности сборки этих шин проводятся следующее
работы:
• Отработка способа без диафрагменного формирования каркаса покрышки на
второй стадии для повышения однородности каркаса;
• Оптимизация механизмов за борта с учетом снижения высоты заборота
металлокордного слоя каркаса;
• Разработка и освоение прикаточных систем, обеспечивающих улучшение
дублирования деталей покрышки, труда и надежность работы оборудования;
• Увеличение емкости питающих устройств агрегата и повышение точности
при положении деталей на сборочные барабаны(6).
Сборочные процессы, завершающие многие предварительные
технологические операции (оборудование и раскрой корда, выпуск
профилированных деталей и т.д.), входят в число наиболее ответственных, в
шинном производстве. Их высокая трудоемкость объясняется
многокомпонентностью изделия и тем, что в отечественной шинной
промышленности сборка сборщиком, использующим более десятка каричных,
полуфаврикатов и заготовка (7).
Сборка покрышек в промышленности осуществляется в основном тремя
методами: браслетным, послойным и комбинированным. При браслетном методе
сборки кольцевые браслеты из прорезинемного корда (изготовленные на
специальном браслетном станке) последовательно надеваются на сборочный
барабан из специальною устройства , нарываемого питателем.
При сборке покрышек браслетным методом вытяжке корда после надевания
браслета на сборочный барабан составляет 7-13,5%, а при послойном методе не
превышает 3-3,5%.
Таким образом, браслетный метод сборки допускает более высокую
неоднородность структуры каркаса покрышек.
Широкое распространение получил последний метод сборки автомобильных
покрышек. Этот метод большей степени отвечает требованиям для изготовления
долговечных прецизионных шин. Он позволяет достигнуть более равномерной
структуры каркаса, повышенною запаса прочности при одинаковой плотности
нитей корда и слойности каркаса, а также полностью механизировать положение
слоев корда с питающего устройства при точном центрировании заготовок
относительно сборочного барабана, ликвидировать участки изготовления
браслетов, облегчить труд и улучшить транспортировку деталей. Обеспечение
равномерной вытяжки в слоях корда при сборке и формировании, меньшая ее
величина и высокая точность положения слоев корда относительно линии
сборочного барабана дают возможность уменьшит дисбаланс покрышек и тем
самым повесить их ходимость.
В шинной промышленности достаточно широко используется классификация
методов сборки в зависимости от конструкции сборочного барабана, на котором
осуществляется сборка покрышек. В соответствии с этой классификацией
размечают методы сборки на плоском, полуплоском, полудорновом и дорновом
барабанах . при дорновом способе сборки собранная покрышка имеет форму ,
близкую к форме готовой покрышки, и не требует специальной операции
формирования перед вулканизацией однако в связи со сложностью получения
заготовок и трудностями механизации технических операции сборки этот
способ не нашел широкого распространения в промышленности.
В промышленном производстве наиболее распространены методы сборки не
плоском, полуплоском и полудорновом барабанах.
Выбор одного из них зависит от размеров и конструкции покрышки,
экономических и технологических особенностей производства. Методы сборки на
плоском и полудорновых барабанах предполагают обязательное наличие второй
стадии сборки -формование каркаса пляжения нерастяжимого брекера и
протектора на сформованный каркас.
В последние годы разработаны новое методы сборки покрышек из уширенных
слоев корда на разжимном плоском барабане: на изменяющем форму жестком
барабане, на комбинированием барабане, а так же сборка покрышек на
специальных диафрагменных сборочных барабанах в одну стадии.
Последовательность сборки покрышек в каждом конкретном случае
определяется технологической схемой сборки и технологической регламентом.
Для обеспечения необходимой долговечности автомобильных шин к деталям
покрышек предъявляются определенные технологические требования по точности
геометрических размеров, весу, клейкости и другим характеристикам. При
сборке покрышек типа эти требования более высокие. Долговечность шин,
определяемая пробегом их в эксплуатации, гарантироваться заводом-
изготовителем. Сборке покрышек типа Р может быть осуществлена двумя
различными способами: 1) двух стадийным и 2) одностадийным.
При двух стадийным способе сборки, когда брекер и протектор
накладывается на сформированный каркас, можно использовать два метода :
а) метод раздельной сборки, при котором каркас покрышки собираются на
одном сборочном барабане специального станка для сборки первой стадии
(первая стадия). При этом на первой стадии сборке производится полное
оформление бортовой части покрышки. Формование каркаса и окончательная
сборка покрышки – осуществляется на другим эластичном сборочном барабане
специального сборочного станка для второй стадии сборки радиальных покрышек
(вторая стадия).
б) Метод совмещенной сборки, при котором вся сборка радиальной покрышки
проводится на одном универсальном сборочном барабане. В этом случае
сборочный барабан может изменять свою форму профиля перемешаться одного
рабочего места на другое.
Одностадийный способ сборки радиальных покрышек осуществляется двумя
методами: 1) метод положения брекера и протектора на несформированный
каркас с последующим формованием покрышки на тем же сборочном барабане: 2)
метод сборки покрышки на специальном дорне (торойдальном барабане).
Целесообразность выбора того или иного метода сборки покрышек может быть
определена путем решения и оптимизации многовариантной задачи в зависимости
от таких факторов, как назначение, конструкция, долговечность, надежность,
комфортабельность, особенности, экономичности производства и т.д.(8).
Закономерности процесса вулканизации. Вулканизация- технологический
процесс преобразования пластичных каучука или сырой резиновой смеси в
эластичную резину – матерная обладающий в достаточно широкой температурной
области в основном высокоэластическими свойствами и необходимыми
эксплуатационными характеристиками.
Если каучук недостаточно пластичен, то в производственном процессе его
прежде всего подвергают пластикации что облегчает или сделает возможным
проведение операций смешения, шприцевания, каландрование, экструдирования и
др. После того как пластичной резиновой смеси придана необходимая форма,
ее подвергают вулканизации. В процессе вулканизации форма фиксируется и
изделие приобретает необходимые механические свойства: прочность,
эластичность, твердость, сопротивление раздиру и т.д.
С химической точки зрения вулканизация представляет собой образование из
цепных макромолекул каучука трехмерной пространственной сетки. Обычно этот
процесс- сливание происходит за счет возникновения редких ковалентных
химических связи между макромолекулами под действием специально агента
вулканизации. Накопленный к настоящему времени опыт показывает, что создать
едимый агент вулканизации невозможна. Это связано как с сильным различием
молекулярного строения применяемых каучуков, так и с чрезвычайным
многообразием условий эксплуатации резиновых изделий (высокие и низкие
температуры, агрессивные среды, вакуум и высокое давление, радиационные
воздействия и т.д. ).
При вулканизации прежде всего изменяются физические и механические
свойства, причем в большей степени заметно улучшение эластических свойств.
Наиболее точной характеристикой степени эластичности является равновесный
модуль эластичности. На практике часто измеряют величину сопряжения при
заданном удлишении вулканизата (например, 100% .200%. 300%.),
определяемого при заданной скорости растяжения (например, 500 мммин). Это
величина пропорциональна числу в широком интервале значений, и ее
использует для полуколичественной оценки степени вулканизации.
Возникновение химических связей между молекулярными цепями приводит к
уменшению остаточных деформаций и гистерезисных потерь эластомера. Чем выше
эластичность, тем меньше остаточная деформация резины.
Температурная область эластичности в результате вулканизации
расширяется блогодаря повышению температуры размягчения текучести)
эластомера. Эластичность по отскоку повышается с одновременным снижением
температуры минимального значение этой величины.
Вулканизация приводит и к увеличению прочности эластомера. Прочность при
растяжении для резиновых смесей не превышает 1МПа, а для резин достигает 25-
35 МПа. Подавление пластические деформаций при вулканизации ограничивает
недельную деформируемость материала. Это выражается, в частности в
уменьшение относительного удлинения при разрыве, которое для хороших
вулканизатов в зависмости от типа каучука находится в переделах 300-800%. В
значительной степени при вулканизации изменяются и др механические и
физические свойства , такие как твердость, сопротивление раздиру, истиранию
и т.д. Многие свойства находятся в сложной зависимости от совокупности их
процессов , которые имеют место при вулканизации, если последний отличается
по плотности от эластомера. Как правило , плотность изменяется линейно с
количеством вулканизующего агента, связанного с каучуком.
В результате вулканизации изменяются благодари проницаемость,
диэлектрическая проницаемость и коэффициент диэлектрическая протер,
показатель преломления, теплопроводность, температуре стеклования и другие
свойства эластомера. При получение мягких (ненаполненных) резин,
содержанных кроме каучука лишь вулканизующую систему, изменения этих
свойств незначительны, поскольку они определяются в основном составом
эластомера. Их изменение более заметно при введении ингредиентов резиновых
смесей (наполнителей, мягчителей и т.д.), необходимых компонентов
технических резин.
При вулканизации резко улучшаются динамические свойства материала,
определяющие поведение резин при ударных периодических или других
переменных внешних математических воздействиях. Уровень этих свойств
определяется динамическим модулем и модулем внутреннего трения.
Работоспособность резины в условиях циклических механических деформаций
характеризуется усталостной или динамической выносливостью,
теплообразованием при многократном сжатии массивного образца,
сопротивлением образованию трещин и т.д.
В результате химических реакций при вулканизации происходит не только
соединение, но и изменение структуры цепей. Так, в диеновых каучуках при
вулканизации наблюдаются процессы циклизации и изомеризации, перемещение
двойных связей, внутримолекулярное присоединение вулканизующих агентов,
окисление, деструкция и т.д. Конечно эти процессы имеют подчиненное в
сравнении со сшиванием значение, но тем не менее они часто влияют на
механические свойства эластомера и их изменение при эксплуатации материала.
Поэтому они также учитываются при изучении закономерностей процессов
вулканизации.
Пребдставление об ускорителях серной вулканизации как катализаторах
реакции каучук-сера было сразу же отвергнуто, т.к. оказалось что они
остаются неизменными, а практически полностью расходуются в реакциях с
серой каучуком с другими компонентами вулканизующей системы. Сшивание
каучука является результатом ряда оследовательных параллельных реакций,
которое представляют собой различные стадии вулканизации:
Взоимодействие серы, ускарителя и актибатора оброзованием
сульфидирующего комплекса – действительного агента вулканизации
(ДАВ):Реакция с каучукам, в результате которой в макромолекулах каучука
возникают активные продукты присоединения - боковые группировки (подвески),
представляющие собой поли сульфидные цепочки с радикалом ускорителя на
конце:
3) Взоимодействие активных продуктов присоединения между собой или с
активными группами в макромолекуле каучука с образованием первичных
поперечных связей:
4) Реакции перегруппировки и уменьшения степени сульфидности первичных
связей (завершение формирования вулканизационной структуры).
Методом серной вулканизации получают большое число разнообраных
резиновых изделий из ненакрашенных каучуков –автомобильные покрышки,
камеры, многие виды резиновых обуви, РТИ и тд. Для характеристики масштаба
применение серной вулканизации достаточно указать, что мировое потребление
серы, используемой для вулканизации, заметно превышает 100 000 тон в год
при среднем содержании серы в резиновой смеси 1,500.
Основной вулканизующей системой для ненасыщенных каучуков является
комбинация серы, органических соединений, называемых ускорителями и
активаторами (обычно оксид цинка и жирные кислоты).
Вляние ускарителей на процесс серной вулканизации и структуру
сетки.
Наиболее важным компонентам серной вулканизующей системы является
ускоритель. Именно с помощью ускорителя серной вулканизации, чаще всего
добиваются изменения в широких пределах скорости вулканизации, характера
процессов формирования и структуры сетки, а следовательно, и свойств
вулканизата.
Ускорители можно разделить на два класса –неорганические и органические.
К первым относят оксиды цинка, магния, кальция, ртути, серебра, свинца, а
также основные соли и сернистые соединения ряда металлов. Но в большинстве
случаев их применяют в качестве активаторов органических ускорителей.
В настоящее время насчитывается сотни органических соединений,
вулканизации. Это альдегидаминами (продукты конденсации альдегидов),
гуанидины, дитиокарбоматы, тиурамы, ксантогенаты, тиазолы, сульфенамиды.
Наибольшую долю 7000 производства ускарителей составляют тиазолы и
сульфенамиды. Широкое применение находят смеси 2-х или более ускорителей,
что в ряде случаев способствует повышению вулканизационной активности
системы, и благоприятно (замедление подвулканизации, расширение плато
вулканизации) и т.д. Характер вулканизационных структур сильно зависит как
от вида ускорителя и активатора, так и от строения эластомера. Поскольку
при вулканизации протекает ряд элементарных реакций, то в вулканизате
обычно содержатся различные типы поперечных связей с преобладанием какого
либо из них. Результаты анализа различных серных вулканизатов приведены в
таблице 1. Как видно из таблицы, вулканизаты аминными ускорителями содержат
относительно больше полисульфидных связей. Дисульфидные и сульфидные
ускорители обеспечивают образование наряду с полисульфидными значительного
числа моно-и дисульфидных поперечных связей. Вулканизаты с тиурамом (без
серы или с небольшим содержанием смолы) содержат почти исключительно моно-
дисульфидные связи.
Тип вулканизационных связей зависит соотношения серы, ускорителя и
температуры вулканизации. Как правило, с повышением концентрации ускорителя
и температуры снижается содержании содержание поли сульфидных связей в
вулканизате. В этом же состоит действие активаторов вулканизации - оксидов
металлов и жирных кислот.
На характер вулканизационных связей существенно влияют состав и
структура эластомера. Как видно из таблицы 1, вуоканизат полибутадиена
содержит меньше полисульфидных связей и с меньшем содержанием атомов серы в
них по сравнению с вулканизатом полиизопрена (9).
Таблица 1 - Типы вулканизационных связей
Натуральной Цис - Цис - Бутадиен стирольный
Показатели изопреновыбутадиенов
й ый
Сера (2) ТМТД ДФГ ДФГ Санто кюр Санто кюр Сантокюр 1,ДФГ 1,
(3) Сера Сера 0,8, 0,8, сера 2 сера 2
ZnO Сера 1,5 Сера 2
Обменоспособноть со 7,9 0,0 33,4 30,2 19,0 6,0 32,8 34,3
свободной серой при 1200
С, %
Содержание связанной 1,70 0,70 1,20 1,80 0,65 0,90 1,87 1,62
серы на 1поперечную
связь
Количество серы, 25 1,3 5,7 4,2 5,5 3,8 - 3,0
удаляемой литийалюми
нийгидридом LiAiH4, % от
связанной
Содержание связей, % от
общего содержния
полисульфидных - - 27 - 34 29 - -
моносульфидных - - 52 - 64 70,1 - -
Среднее значение х в - 0.0 3.1 - 2.4 1.34 - -
RS-Sx-SR
Содержание серы в 86,7 13,2 27,5 30,0 29,0 23,0 - -
циклах, % от Sорг
Новые виды и формы серы для шинной промышленности
Сера является основним агентом вулканизации для большинства резиновых
изделий , в том числе шин. К ее качеству и химическому составу
предъявляется особые требования, к которым в первую очередь относятся
высокая степен чистоты продукта (минимальное содержание вредных примесей-
металлов переменной валентности) и высокая степень дисперсности. Эти
характеристики определяют вулканизационную активность серы, ее
распределяемость в каучуке технологические и технические свойства резиновых
смесей и резин.
В шинной промышленности применяется молотая природная сера. Получаемая
из самородных серных руд. По свойствам и качеству она удовлетворяет
требования, предъявляемые 127-76, характеризуется высокой степенно
дисперсности и минимальным меди, марганца, железа: массовая для серы -
ниже 99,9000. Продукт соответствует лучшим зарубежным образцам серы,
применяемой в производстве шин, а по ряду показателей происходит их.
На ряду со свойствами , обусловившими применение молотой серы в
качестве вулканизующего агента, известны и ее недостатки, отрицательно
влияющие на технологические процессы производства шин и в конечном счете на
качество изделий. К ним относятся:
- миграция (выцветание) серы на поверхность резиновых смесей,
ухудшающая адгезионные свойства резиновых смесей и конфекционную
клейкость полуфабрикатов, из-за чего при сборке шин необходимо
применять бензин -сильно-токсичный растворитель:
- низкие транспортабельные свойства (действующая на шинных заводах
автоматизированная система развески и подачи ингредиентов к
смесительному оборудованию требует высокой текучести продукта. В то
время как порошкообразная сера комкуется шнеках, намекает на днище
ковшов весов и стенки течек, вызывая этим неточность дозировки):
- сильное пыление, высокая электризуемость, пожаро- и взрывоопасность.
Таким образом на протяжение ряда лет выполняется большой комплекс научно-
исследовательских, опытных и опытно-промышленных работ, направленных на
создание новых видов серы, удовлетворяющих требование шинной
промышленности и исключающих отмеченные недостатки.
В результате выполненных исследований разработана промышленная
технология производства новых видов и форм серы:
- полимерная сера из природной серы и из газового сырья:
- гранулированная сера из молотой природной серы и из газового сырья:
все эти продукты прошли с положительным результатом производственные
испытания, в результате которых намечены внедрение совой технологии и
производство продуктов [10].
Вулканизационные процессы прежде всего должны способствовать сохранению
прецезионности геометрических параметров деталей в собранных шинах, а так
же достижению оптимальных деформационно - прочностных свойств материалов,
используемых в шине [1].
Разрабатывается новый способ вулканизации покрышек, что привело к
пересмотрению традиционного способа вулканизации шин, который заключается в
внедрении нового теплоэнергосберегающего технологического процесса
вулканизации всех виды шин с использованием пора в качестве вулканизующего
теплоносителя в место перегретой воды. В свою очередь уменьшение расхода
пара, сокращение длительности технологического процесса обеспечивает
использование нового способа вулканизации покрышек пневматических шин,
который состоит в тем, что покрышку пресс-форме обогревают в течение цикла
с внутренней и внешних сторон, при этом с внешней стороны путем подачи пара
в паровую камеру в тупик. Факторы экономических эффектности: сокращение
потребления электроэнергии за счет исключение затрат энергии на приводы
питательных и циркуляционных насосов, а так же насосов перекачки чистого
конденсата: повышение производительности вулканизационного оборудования и
сокращение режимов вулканизации [11].
Анализ литературных данных показывает, то систематически проводится
исследования в области технологии именного производства для обеспечения
выпуска шин с необходимом уровнем качества. Целями исследований являются
технологическое обеспечение производства перспективных конструкций шин
стабильного качества, повышение эффективности шинного производства с
использованием как традиционных технологий, так и принципиально новых
процессов и операций [1].
3 Технико-экономическое обоснование строительства проектируемого
предприятия
В настоящее время в Республике Казахстан благодаря политике
государства усиленно развивается сельское хозяйство. Для наиболее успешного
и эффективного развития агропромышленного комплекса страны необходимо
полная механизация сельского хозяйства. В развитий этой отрасли экономика
вносит свой вклад в проектируемое предприятие по выпуску
сельскохозяйственных шин. Данное предприятие будет способствовать
комплектаций сельскохозяйственной техники покрышками и автокамерами.
Проектируемое предприятие предназначается для обеспечения
сельскохозяйственными шинами Республику Казахстан и Республики Средней
Азии. Возможен экспорт в Россию, в республики Закавказья, страны ближнего
Востока, Китай, Монголия. Конкретными потребителями в регионе Средней Азии
и Казахстана является предприятия агропромышленного комплекса любой формы
собственности. В связи с возросшей потребностью в сельскохозяйственными
шинах в следствиях развития сельского хозяйства целесообразно и выгодно
построить завод по производству сельскохозяйственных шин непосредственно в
регионе потребления данной продукций. Также важно учитывать тот факт, что
рынок Среднеазиатских республик остается ненасыщенными, и проектируемое
предприятие позволит снизить остроту этой проблемы.
Рациональное размещение промышленности достигается приближением
предприятии к источникам сырья и топлива, и районам потребления продукций,
к правильной специализации и комплексному развитию хозяйства. Местом
строительства выбран город Шымкент Южно-Казахстанской области Республики
Казахстан, который находится у главных железнодорожных и автомобильных
магистралей, связывающих Казахстан и Республики Средней Азии с Россией.
Город Шымкент является одним из центральных городов Республики
Казахстан. Он расположен на предгорной равнине, в междуречье Бадама и
Сайрам (бассейн Сырдарьи). По численности населения и по площади город
Шымкент занимает третье место по Казахстану, что обеспечивает
проектируемому предприятию трудовые ресурсы.
В связи с тем, что основным направлением ветра является юго-западное,
целесообразно строить предприятие в юго-восточном промышленном узле г.
Шымкента на расстояний 14 км от города.
Город Шымкент имеет развитую транспортную сеть. В юго-восточном
промышленном узде находится подъездные железнодорожные и автомобильные
пути, положено хорошее автомобильное сообщение с городом.
Основным фактором определяющим географическое расположение,
проектируемого цеха является приближение её к потребителям изделий.
Поэтому, исходя из потребности Казахстана в шинных изделиях и учитывая, что
самым большим потребителем этих изделий являются центральные экономические
районы республики Казахстан: Шымкент, Караганда, Акмола, Тараз. Южно-
Казахстанская область находится в центре промышленных районов Казахстана,
что способствует сокращению расстояние перевозки готовой продукции.
Недалеко от предприятия находится ТЭЦ-3, которая снабжает его
электроэнергией и паром. Близость ТЭЦ-3 позволяет иметь дешевые
энергоресурсы.
Газоснабжение осуществляется непосредственно с магистрального
газопровода Ташкент-Алматы, который проходит около юго-восточного
промышленного узла.
Водоснабжение осуществляется с. Бадам Карасуского водозабора,
расположенного в данном промышленном узле. Все это удешевляет
транспортировку энергоресурсов.
Подготовка кадров предусмотрена в ПТУ-13, политехникуме и ЮКГУ им. М.
Ауезова.
4 Технологическая часть
4.1 Выбор и обоснование рецептур резиновых смесей
Резиновые смеси представляют собой сложные многокомпонентные системы.
В состав резиновых смесей входят 10-15 различных ингредиентов от природы и
содержания которых во многом зависят свойства смесей. Поэтому одной из
основных задач при разработке рецептуры смесей является определение
оптимальных количеств этих ингредиентов.
Рецепты резиновых смесей разрабатываются отдельно для протектора,
каркаса, брекера и других частей покрышки, поскольку покрышка относится к
толстостенным изделиям и на вулканизацию ее отдельных частей затрагивается
различное время. Эти рецепты отрабатывают в производственных условиях с
проверкой показателей смеси и ее поведения на всех стадиях производства:
при приготовлении и обработке выпуске и сборке деталей и изделий, при
вулканизации [12].
Согласно заданию в данном дипломном проекте разрабатываются вопросы
технологии выпуска грузовых автокамер.
Для этих покрышек проводится выбор и обоснование рецептур резиновых
смесей для автокамер, вентиля.
Таблица 2 -Рецепт камерной смеси
.
№ Наименование Мч Мч Ρ Обьем Назвеска
каучуков и % Кгм Кгч
ингредиентов
1 Бутилкаучук 85 48,16 920 92,39 116,0
2 СКЭПТ-70 15 8,49 1600 15,6 10,51
3 Сера техн. 2 1,13 2050 0,975 2,73
4 Тиазол 2МБС 0,5 0,28 1410 0,35 0,68
5 Тиурам 1 0,556 1400 0,71 1,37
6 ZnО 5 2,83 5470 0,91 2,73
7 Октофор И 2 1,13 1310 1,53 2,73
8 Стеорин техн. 1 0,566 960 1,04 1,37
9 Стабилоил 18 10 5,66 900 11,11 13,7
10 Тех. углерод 55 31,17 1860 29,57 75,2
Итого 176,5 99,99 1724 154,18 241,36
Наименование Для изготовления резиных смесей Резиновая смесь с
учетом потери
А а В, кг В1 кг В2 кг
Автокамера 7,0 2,7 7,001 7702155 33195
12.00-R20 0,189
вентиля 0,05 6*10 5 0,05005 55056,25 237
Таблица 3 -Рецепт вентиля
№ Наименование Мч Мч Ρ Обьем Обьем Назвеска
каучуков и % Кгм Кгч %
ингредиентов
1 Хлорбутил 75 40,916 1810 41,44 35,18 108,04
каучук
2 СКЭПТ-70 25 13,64 1400 17,85 15,15 36,00
3 Сера 3 1,636 2050 1,46 1,24 4,32
4 Меркаптан 0,5 0,43 1410 0,567 0,48 1,15
бензол
5 Тиурам 1,1 0,82 1400 1,07 0,9 216
6 Магнезия 3 1,636 3160 0,94 0,798 4,32
жженая
7 ZnО 5 2,73 5470 0,91 0,77 7,2
8 Стеориновая 2 1,091 960 2,08 1,76 2,88
кислота
9 Парафин 8 4,36 900 8,89 7,55 11,52
нефтяной
10 Стабилоил 18 9,82 900 20 16,98 28,92
11 ДИАСК 2 1,091 1,140 1,75 1,48 2,88
12 Белая сажа БС 10 5,45 2056 4,88 4,14 14,4
13 ТУ 30 16,36 1870 16,04 13,6 43,2
Итого 183,3 99,9 188,6 117,8 100 264
4.2 Характеристика сырья, материалов и выпускаемой продукции
В данном дипломном проекте предусматривается выпуск грузовых
автокамер.
Согласно теме дипломного проекта для изготовления таких резиновых
смесей как: камерная смесь, пропиточный состав, резиновая смесь для
обрезинивание вентилей, ободная лента, бортовая лента требуется каучуки и
ингредиенты характеристика которых приведена в таблице 4.
Характеристика норм контроля резиновых смесей приведены в таблицах 5-
6.
В проектируемом автокамерном цехе изготавливают камеры длу грузовых
шин.
Таблица 10 – Характеристика сырья и материалов, выпускаемой продукции
Наименование ГОСТ, ТУ Химическая Контролируемые показатели Примечание
материалов, структура
назначение
1 2 3 4 5
Каучук синтетический ГОСТ 14925-79 Вязкость по Муни Т0С
БК ГОСТ 52320-78 Пластичность усл.ед. самовоспламенен
Эластическое восстановление после ия 410
определения пластичности, мм р – 910-920
Условная прочность при растяжении кгм3
при 230С и 1000С, МПА (кгссм2) Тст - -68-720С
Каучук синтетический ГОСТ 14924-75 Вязкость по Муни усл.ед. р – 910-920
цисс – бутадиеновый Условное напряжение при удлинении кгм3
БНК 300%, МПа Тст – 1050С
Условная прочность при растяжении
при 230С и 1000С, МПА (кгссм2)
Относительная удлинения при разрыве,
%
Относительное остаточное удлинения
после разрыва, %
Эластичность по отскоку, %
Массовая доля золы, %
Потери массы при 1050С
Сульфенамид М ТУ6-14-756-78 Температура плавления, 0С Тпл – 74-85
Ускоритель Массовая доля основного вещества, % р – 910-920
вулканизации Массовая доля влаги, % кгм3
Массовая доля остатка не ПДК-1,35
растворимого вещества, %
Толщина чашек, мм
Белила цинковые ГОСТ т202-76 ZnO Массовая доля соединения цинка в Не горит
Активатор ГОСТ 5161-69 пересчете на ZnO. % р – 5400-5800
вулканизации Потери массы при прокаливании, % кгм3
Массовая доля остатка после мокрого ДДК – 0,5м
просеивания на сите, %
Фталевый ангидрид ГОСТ 7119-77 С8Н4О3 Массовая доля фталевого ангидрида, %Т0С – 545
Замедлитель 2.Температура кристаллизации, 0С Т0С пл – 131,8
подвулканизации р – 1530 кгм3
ПДК-1 мг
Кислота стеариновая ГОСТ 6484-64 С17 Н35СООН Температура застывания, 0С Т0С – 320
Активатор Кислотное число в мг Т0С пл – 195
вулканизации р – 960 кгм3
Санторгард РУІ В соответствии с тех N-циклогексатТемпература плавления, 0С
Замедлитель паспортами и иофталимид Массовая доля золы, %
подвулканизации проспектами фирм
Диафен Фп ТУ6-14-817-76 С6Н5-NH-C6H4-1. Температура плавления, 0С Т0С – 60
Химический NH-CH-(CH3)2 2. Массовая доля золы, % ПДК-10г
противостаритель 3. Массовая доля летучих, %
Ацетонанил РС ТУ-6-02-1116-77 Внешний вид
противостаритель Температура плавления, 0С
Массовая доля летучих, %
рН водной вятяжки
Модификатор РУ ТУ-6-14-260-76 Массовая доля влаги, % Т0С – 478
Модификатор ТУ-6-14-59-76 Массовая доля золы, % НПВ-305гл
Содержание нерастворимых в воде
примесей, %
Пластификатор ТУ81-05-50-78 Вязкость кинематическая при 1000С Т0Спл – 230
нефтяной, масло ПН6ш Массовая доля воды, % Т0С воспл – 313
Массовая доля механических примесей,Т0свп – 390
%
Плотность при ... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
1 ГОСТ 19920.1-74 Каучуки синтетические стереорегулярные бутадиеновые.
Методы испытания.
2. ГОСТ 19920.6-74 Синтетические каучуки. Метод определения величины
спиртотолуолного экстракта
3. ГОСТ 19920.9-74 Каучуки синтетические стереорегулярные буитадиеновые.
Метод определения содержания неозона Д и дифенилпарафенилендиамина.
4. ГОСТ 19920.10-74 Каучуки синтетические. Метод определоения содержания
неозона Д и продукта 4010 NA
5. ГОСТ 19920.12-74 Каучуки синтетические. Метод определения содержания
антиоксиданта 2245
6. ГОСТ 19920.15-74 Каучуки синтетические. Метод определения способности к
кристаллизации
7. ГОСТ 19920.16-74 Каучуки синтетические стереорегулярные бутадиеновые.
Метод определения вязкости по Муни.
8. ГОСТ 19920.19-74 Каучуки синтетические. Методы определения вальцуемости,
вязкости по Муни и способности к преждевременной вулканизации резиновых
смесей
9. ГОСТ 19920.20-74 Каучуки синтетические. Методы испытания вулканизатов
10. ГОСТ 19920.2-74 Каучуки синтетические. Метод определения микроструктуры
11. ГОСТ 263-75 Метод опредиления по Шору
12. ГОСТ 270-75 Испытание резин на раздир
13. ГОСТ 415-75 Опредиление пластичности резиновых смесей на пластометре
14. ГОСТ 10201-75 Опредиление жесткости резиновых смесей на дефометре
15. ГОСТ 14925-73 Каучук синтетический цис-изопреновый СКИ-3
Аннотация
Тема дипломного проекта – Проект автокамерного цеха шинного завода по
производству грузовых шин с производительностью 500000 штгод.
Дипломный проект состоит из следующих разделов: введение; литературный
обзор; технико-экономическое обоснование строительства проектируемого
предприятия; технологическая часть - выбор и обоснование рецептур резиновых
смесей; характеристика сырья, материалов и выпускаемой продукции; выбор и
обоснование технологической схемы и оборудования; методы и нормы контроля
производства, качества сырья, материалов и готовой продукции; расчетная
часть - материальный расчет; расчет необходимого количества оборудования;
механический расчет основного оборудования; тепловой расчет основного
оборудования; научно-исследовательская часть; автоматика и КИП; охрана
окружающей среды; безопасность жизнедеятельности; строительная часть;
экономическая часть; заключение; список использованных источников.
Местом строительства выбран город Шымкент Южно-Казахстанской области
Республики Казахстан, который находится у главных железнодорожных и
автомобильных магистралей, связывающих Казахстан и Республики Средней Азии
с Россией.
В литературном обзоре дана характеристика оборудованиям автокамерного
цеха.
В технологической части даны характеристики к сырью, материалам и
готовой продукции; произведен материальный расчет, механический расчет и
тепловой расчет форматора - вулканизатора; подобран необходимое количество
основного оборудования; приведена научно-исследовательская часть.
В разделе охрана окружающей среды описан технологический процесс, с
точки зрения охраны окружающей среды.
Раздел безопасность жизнедеятельности рассматривает вопросы охраны
труда, уровень механизации и автоматизации в автокамерного цеха шинного
завода и т.д.
В строительной части описаны конструктивные решения проектируемого
автокамерного цеха. В экономической части произведены технико-экономические
расчеты.
Содержание
1 Введение 5
2 Литературный обзор 7
3 Технико-экономическое обоснование строительства
проектируемого предприятия 25
4 Технологическая часть 27
4.1 Выбор и обоснование рецептур резиновых смесей 27
4.2 Характеристика сырья, материалов и выпускаемой продукции
28
4.3 Выбор и обоснование технологической схемы и оборудования
32
4.4 Методы и нормы контроля производства, качества сырья,
материалов и готовой продукции 36
5 Расчетная часть 40
5.1 Материальный расчет 40
5.2 Расчет необходимого количества оборудования 54
5.3 Механический расчет основного оборудования 54
5.4 Тепловой расчет основного оборудования 61
5.5 Научно-исследовательская часть 63
6 Автоматика и КИП 69
7 Охрана окружающей среды 76
8 Безопасность жизнедеятельности 86
9 Строительная часть 99
10 Экономическая часть 103
11 Заключение 117
12 Список использованных источников 118
13 Приложения 121
Введение
В результате целенаправленной совместной работы шинников и
машиностроителей были созданы оригинальные разработки, касающиеся
технологии и оборудования для производства радиальных комбинированных шин
для грузовых и легковых автомобилей. Это относится к приготовлению
переработке резиновых смесей, заготовительно – сборочным и вулканизационным
процессам [1].
Шинная промышленность – одна из ведущих отраслей нефтеперерабатывающей
и нефтехимической промышленности. Развитию шинной промышленности придается
огромное значение, так как от количества и качества шин зависит работа
автомобильного и автошинного транспорта, строительных, дорожных
сельскохозяйственных и других машин
При использовании шин повышается скорость движения и проходимость
машин в разнообразных дорожных условиях Хорошая амортизация достигается
благодаря эластичности резины и упругости сжатого воздуха, находящегося в
шинах.
В России производство массивных и велосипедных шин было начато в конце
90-х годов прошлого столетия. Однако, почти все сырье (каучук, технические
ткани, сера) и оборудования были импортными.
В результате проведения научно–исследовательских работ впервые в мире
в1932 году был осуществлен синтез каучука в широком промышленном масштабе
по способу академика С.В.Лебедева была создана отечественная сырьевая база
для развития шинной промышленности.
Срок службы шин за последние 10 лет повысился в 1,3-1,4 раза, несмотря
на увеличение нагрузок и скоростей движения. Повышение было достигнуто за
счет создания высококачественных резин на основе синтетических
стереорегулярных каучуков, заменяющих натуральный каучук и высокопрочных
полиамидных и вискозных кордов, применения различных активных химикатов,
совершенствования конструкции диагональных шин, создания шин радиальной
конструкции, освоения новых технологии и оборудования.
Ассортимент резиновых изделий постоянно расширяется и в настоящее
время превышает 60 тысяч наименовании, около половины объема производства
резиновой промышленности составляют автомобильные шины, более трети –
резиновые технические изделия, номенклатура которых особенно разнообразна.
Около одной десятой объема производства резиновой промышленности
составляет обувь и другие изделия народного потребления.
Основным потребителем резиновых изделии является современный
транспорт. В современном автомобиле насчитывается около 600 деталей из
резины общей массой 90 кг.
Основная задача шинников – разработка новых конструкции шин и создание
новых типов резин и разнообразных изделии с заранее заданными свойствами [1-
5].
В связи со стабилизацией ассортимента каучуков и основных ингредиентов
резиновых смесей для создания резин с новыми свойствами или повышенного
качества весьма перспективным является использование в резиновых смесях
новых химических добавок и в первую очередь олигомерных добавок
полифункционального действия. При смешении каучуков с олигомерами
образуются каучук - олигомерные композиции, применение которых позволяет в
сильной степени изменить свойства как резиновых смесей, так и получаемых из
них резин. Введение олигомерных добавок в резиновые смеси облегчает их
переработку (эффект пластификации), изменяет клейкость, когезионную
прочность, параметры вулканизации и многие другие характеристики. В
зависимости от химического строения и количества олигомерных добавок в
резиновые смеси облегчает их переработку (эффект пластификации),изменяет
клейкость, когезионную прочность, параметры вулканизации и многие другие
характеристики. В зависимости от химического строения и количества
олигомерных добавок существенно изменятся и свойства резин, получаемых из
каучук-олигомерных композиции (эластичность, морозостойкость и
теплостойкость, прочность, динамические и усталостные характеристики,
твердость и сопротивление истиранию и т.д. В связи этим в резиновых смесях
применяются или испытываются самые разнообразные олигомерные продукты
природного и синтетического происхождения [6].
В шинной промышленности, как и в других отраслях производства,
необходимо оценивать технологичность конструкций изделий на стадии к
проектирования и при выпуске продукции целью оптимизации конструкций,
технологичности и качества шин, а также создания современного
технологического оборудования. Особенно актуален такой анализ при
разработке и внедрении принципиально новых типов шин, а также при
определении перспективных путей развития шинной промышленности в области
конструкций, материалов, технологии и оборудования [2].
Одной из основных задач при разработке радиальных шин являются
создание конструкций, обладающих в отличие от зарубежных, высокой
работоспособностью в дорожно – климатических условиях нашей страны.
Повышение качества радиальных шин достигается применением перспективных и
усовершенствованных технологических процессов и оборудования.
Анализ технологии шин показывает, что среди основных процессов
производства сборка шин занимает особое место. Процесс сборки – это
совокупность механических операций раскроя, подачи и соединения деталей.
Основным требованиям при выполнении сборочных операций является постоянное
обеспечение высокого качества собираемых шин, их монолитности, соответствия
установленным габаритам, отсутствие статического и динамического дисбаланса
и силовой неоднородности. Достичь этого можно при условий выпуска
прецизионных заготовок, а также путем автоматизации операций устранения или
объединение минимальных ручных операций.
Выпуск автокамерных заготовок осуществляется на камерно агрегате.
Процесс вулканизации покрышек заключается в тепловой обработке
заготовки под давлением. Наиболее универсальным техническим решением
является червячная машина, имеющий специальную головку, используемая для
формования.
Целью данного дипломного проекта является проектирование автокамерного
цеха шинного завода по производству грузовых шин, а также технологическое
обеспечение стабильного качества производства автокамер, повышение
эффективности и производительности шинного производства , облегчение
условий труда работников за счет механизации и автоматизации выполняемых
операций.
2 Литературный обзор
В настоящее время в шинной промышленности помимо диоганальных
выпускаются покрышки с родиальным расположением нитей корда в каркасе.
Организация их производства по требовала разработки и создалия
принципиально новых технологических процессов и оборудование на большинстве
переделов шинного производства, включая сборку и вулканизацию покрышек.
Наличие в радиальных покрышках жесткого металлокордного брекерного
пояса, тонкой боковой стенки и массивного протектора обусловило
специфические требования к технологии процесса, удовлетворение которых
позволит обеспечить необходимое качество шин по геометрической и силовой
однородности (4) . Кроме того, в последнее время разработаны конструкции
покрышек с профилем, способствующим повышению износостойкости, улучшению
сцепных свойств на сухой и мокрой поверхности, характеристик управляемости
автомобиля и амортизационных свойств, снижению шумообразования и потерь на
каление (5).
Совершенствование заготовительно-сборочных процессов и оборудования в
производстве шин Технико-экономические показатели шин в значительной
степени зависят от заготовительно-сборочных технологических процессов и
типа оборудования. Технологическая трудоемкость изготовления деталей и
сборки шин массовою ассортимента составляет 50-60% обшей трудоемкости
производства. Поэтому актуальной задачей было и остается решение проблем
совершенствования технологии и оборудование на базе механизации и
автоматизации.
Одним из основных эффективных направлений в создании оборудования для
сборки грузовых шин массовых размеров является использование поточного
метода на основе расширенного внедрения поточно-автоматизированных
линий(ЛСПР 710-1150, 2-710-1100 и.т.д. ).
Поточные линии имеют ряд преимушеств по сравнению с индивидуальными
станкоми: стабилизация качества выполнения технологических операций,
создание благоприятных условий подачи деталей и полуфабрикатов к питателям
позиционных станков, большие возможности автоматизации отдельных
операционных станков и линии в целом , облегчение и улучшение условий
труда кроме того значительно сокращаются сроки подготовки сборщиков для
работы на этих линиях.
Особое внимание заслуживает вопрос создания технологии и оборудования для
сборки шин с металлокордом в каркасе и брекере для грузовых шин.
С целью повышения эффективности сборки этих шин проводятся следующее
работы:
• Отработка способа без диафрагменного формирования каркаса покрышки на
второй стадии для повышения однородности каркаса;
• Оптимизация механизмов за борта с учетом снижения высоты заборота
металлокордного слоя каркаса;
• Разработка и освоение прикаточных систем, обеспечивающих улучшение
дублирования деталей покрышки, труда и надежность работы оборудования;
• Увеличение емкости питающих устройств агрегата и повышение точности
при положении деталей на сборочные барабаны(6).
Сборочные процессы, завершающие многие предварительные
технологические операции (оборудование и раскрой корда, выпуск
профилированных деталей и т.д.), входят в число наиболее ответственных, в
шинном производстве. Их высокая трудоемкость объясняется
многокомпонентностью изделия и тем, что в отечественной шинной
промышленности сборка сборщиком, использующим более десятка каричных,
полуфаврикатов и заготовка (7).
Сборка покрышек в промышленности осуществляется в основном тремя
методами: браслетным, послойным и комбинированным. При браслетном методе
сборки кольцевые браслеты из прорезинемного корда (изготовленные на
специальном браслетном станке) последовательно надеваются на сборочный
барабан из специальною устройства , нарываемого питателем.
При сборке покрышек браслетным методом вытяжке корда после надевания
браслета на сборочный барабан составляет 7-13,5%, а при послойном методе не
превышает 3-3,5%.
Таким образом, браслетный метод сборки допускает более высокую
неоднородность структуры каркаса покрышек.
Широкое распространение получил последний метод сборки автомобильных
покрышек. Этот метод большей степени отвечает требованиям для изготовления
долговечных прецизионных шин. Он позволяет достигнуть более равномерной
структуры каркаса, повышенною запаса прочности при одинаковой плотности
нитей корда и слойности каркаса, а также полностью механизировать положение
слоев корда с питающего устройства при точном центрировании заготовок
относительно сборочного барабана, ликвидировать участки изготовления
браслетов, облегчить труд и улучшить транспортировку деталей. Обеспечение
равномерной вытяжки в слоях корда при сборке и формировании, меньшая ее
величина и высокая точность положения слоев корда относительно линии
сборочного барабана дают возможность уменьшит дисбаланс покрышек и тем
самым повесить их ходимость.
В шинной промышленности достаточно широко используется классификация
методов сборки в зависимости от конструкции сборочного барабана, на котором
осуществляется сборка покрышек. В соответствии с этой классификацией
размечают методы сборки на плоском, полуплоском, полудорновом и дорновом
барабанах . при дорновом способе сборки собранная покрышка имеет форму ,
близкую к форме готовой покрышки, и не требует специальной операции
формирования перед вулканизацией однако в связи со сложностью получения
заготовок и трудностями механизации технических операции сборки этот
способ не нашел широкого распространения в промышленности.
В промышленном производстве наиболее распространены методы сборки не
плоском, полуплоском и полудорновом барабанах.
Выбор одного из них зависит от размеров и конструкции покрышки,
экономических и технологических особенностей производства. Методы сборки на
плоском и полудорновых барабанах предполагают обязательное наличие второй
стадии сборки -формование каркаса пляжения нерастяжимого брекера и
протектора на сформованный каркас.
В последние годы разработаны новое методы сборки покрышек из уширенных
слоев корда на разжимном плоском барабане: на изменяющем форму жестком
барабане, на комбинированием барабане, а так же сборка покрышек на
специальных диафрагменных сборочных барабанах в одну стадии.
Последовательность сборки покрышек в каждом конкретном случае
определяется технологической схемой сборки и технологической регламентом.
Для обеспечения необходимой долговечности автомобильных шин к деталям
покрышек предъявляются определенные технологические требования по точности
геометрических размеров, весу, клейкости и другим характеристикам. При
сборке покрышек типа эти требования более высокие. Долговечность шин,
определяемая пробегом их в эксплуатации, гарантироваться заводом-
изготовителем. Сборке покрышек типа Р может быть осуществлена двумя
различными способами: 1) двух стадийным и 2) одностадийным.
При двух стадийным способе сборки, когда брекер и протектор
накладывается на сформированный каркас, можно использовать два метода :
а) метод раздельной сборки, при котором каркас покрышки собираются на
одном сборочном барабане специального станка для сборки первой стадии
(первая стадия). При этом на первой стадии сборке производится полное
оформление бортовой части покрышки. Формование каркаса и окончательная
сборка покрышки – осуществляется на другим эластичном сборочном барабане
специального сборочного станка для второй стадии сборки радиальных покрышек
(вторая стадия).
б) Метод совмещенной сборки, при котором вся сборка радиальной покрышки
проводится на одном универсальном сборочном барабане. В этом случае
сборочный барабан может изменять свою форму профиля перемешаться одного
рабочего места на другое.
Одностадийный способ сборки радиальных покрышек осуществляется двумя
методами: 1) метод положения брекера и протектора на несформированный
каркас с последующим формованием покрышки на тем же сборочном барабане: 2)
метод сборки покрышки на специальном дорне (торойдальном барабане).
Целесообразность выбора того или иного метода сборки покрышек может быть
определена путем решения и оптимизации многовариантной задачи в зависимости
от таких факторов, как назначение, конструкция, долговечность, надежность,
комфортабельность, особенности, экономичности производства и т.д.(8).
Закономерности процесса вулканизации. Вулканизация- технологический
процесс преобразования пластичных каучука или сырой резиновой смеси в
эластичную резину – матерная обладающий в достаточно широкой температурной
области в основном высокоэластическими свойствами и необходимыми
эксплуатационными характеристиками.
Если каучук недостаточно пластичен, то в производственном процессе его
прежде всего подвергают пластикации что облегчает или сделает возможным
проведение операций смешения, шприцевания, каландрование, экструдирования и
др. После того как пластичной резиновой смеси придана необходимая форма,
ее подвергают вулканизации. В процессе вулканизации форма фиксируется и
изделие приобретает необходимые механические свойства: прочность,
эластичность, твердость, сопротивление раздиру и т.д.
С химической точки зрения вулканизация представляет собой образование из
цепных макромолекул каучука трехмерной пространственной сетки. Обычно этот
процесс- сливание происходит за счет возникновения редких ковалентных
химических связи между макромолекулами под действием специально агента
вулканизации. Накопленный к настоящему времени опыт показывает, что создать
едимый агент вулканизации невозможна. Это связано как с сильным различием
молекулярного строения применяемых каучуков, так и с чрезвычайным
многообразием условий эксплуатации резиновых изделий (высокие и низкие
температуры, агрессивные среды, вакуум и высокое давление, радиационные
воздействия и т.д. ).
При вулканизации прежде всего изменяются физические и механические
свойства, причем в большей степени заметно улучшение эластических свойств.
Наиболее точной характеристикой степени эластичности является равновесный
модуль эластичности. На практике часто измеряют величину сопряжения при
заданном удлишении вулканизата (например, 100% .200%. 300%.),
определяемого при заданной скорости растяжения (например, 500 мммин). Это
величина пропорциональна числу в широком интервале значений, и ее
использует для полуколичественной оценки степени вулканизации.
Возникновение химических связей между молекулярными цепями приводит к
уменшению остаточных деформаций и гистерезисных потерь эластомера. Чем выше
эластичность, тем меньше остаточная деформация резины.
Температурная область эластичности в результате вулканизации
расширяется блогодаря повышению температуры размягчения текучести)
эластомера. Эластичность по отскоку повышается с одновременным снижением
температуры минимального значение этой величины.
Вулканизация приводит и к увеличению прочности эластомера. Прочность при
растяжении для резиновых смесей не превышает 1МПа, а для резин достигает 25-
35 МПа. Подавление пластические деформаций при вулканизации ограничивает
недельную деформируемость материала. Это выражается, в частности в
уменьшение относительного удлинения при разрыве, которое для хороших
вулканизатов в зависмости от типа каучука находится в переделах 300-800%. В
значительной степени при вулканизации изменяются и др механические и
физические свойства , такие как твердость, сопротивление раздиру, истиранию
и т.д. Многие свойства находятся в сложной зависимости от совокупности их
процессов , которые имеют место при вулканизации, если последний отличается
по плотности от эластомера. Как правило , плотность изменяется линейно с
количеством вулканизующего агента, связанного с каучуком.
В результате вулканизации изменяются благодари проницаемость,
диэлектрическая проницаемость и коэффициент диэлектрическая протер,
показатель преломления, теплопроводность, температуре стеклования и другие
свойства эластомера. При получение мягких (ненаполненных) резин,
содержанных кроме каучука лишь вулканизующую систему, изменения этих
свойств незначительны, поскольку они определяются в основном составом
эластомера. Их изменение более заметно при введении ингредиентов резиновых
смесей (наполнителей, мягчителей и т.д.), необходимых компонентов
технических резин.
При вулканизации резко улучшаются динамические свойства материала,
определяющие поведение резин при ударных периодических или других
переменных внешних математических воздействиях. Уровень этих свойств
определяется динамическим модулем и модулем внутреннего трения.
Работоспособность резины в условиях циклических механических деформаций
характеризуется усталостной или динамической выносливостью,
теплообразованием при многократном сжатии массивного образца,
сопротивлением образованию трещин и т.д.
В результате химических реакций при вулканизации происходит не только
соединение, но и изменение структуры цепей. Так, в диеновых каучуках при
вулканизации наблюдаются процессы циклизации и изомеризации, перемещение
двойных связей, внутримолекулярное присоединение вулканизующих агентов,
окисление, деструкция и т.д. Конечно эти процессы имеют подчиненное в
сравнении со сшиванием значение, но тем не менее они часто влияют на
механические свойства эластомера и их изменение при эксплуатации материала.
Поэтому они также учитываются при изучении закономерностей процессов
вулканизации.
Пребдставление об ускорителях серной вулканизации как катализаторах
реакции каучук-сера было сразу же отвергнуто, т.к. оказалось что они
остаются неизменными, а практически полностью расходуются в реакциях с
серой каучуком с другими компонентами вулканизующей системы. Сшивание
каучука является результатом ряда оследовательных параллельных реакций,
которое представляют собой различные стадии вулканизации:
Взоимодействие серы, ускарителя и актибатора оброзованием
сульфидирующего комплекса – действительного агента вулканизации
(ДАВ):Реакция с каучукам, в результате которой в макромолекулах каучука
возникают активные продукты присоединения - боковые группировки (подвески),
представляющие собой поли сульфидные цепочки с радикалом ускорителя на
конце:
3) Взоимодействие активных продуктов присоединения между собой или с
активными группами в макромолекуле каучука с образованием первичных
поперечных связей:
4) Реакции перегруппировки и уменьшения степени сульфидности первичных
связей (завершение формирования вулканизационной структуры).
Методом серной вулканизации получают большое число разнообраных
резиновых изделий из ненакрашенных каучуков –автомобильные покрышки,
камеры, многие виды резиновых обуви, РТИ и тд. Для характеристики масштаба
применение серной вулканизации достаточно указать, что мировое потребление
серы, используемой для вулканизации, заметно превышает 100 000 тон в год
при среднем содержании серы в резиновой смеси 1,500.
Основной вулканизующей системой для ненасыщенных каучуков является
комбинация серы, органических соединений, называемых ускорителями и
активаторами (обычно оксид цинка и жирные кислоты).
Вляние ускарителей на процесс серной вулканизации и структуру
сетки.
Наиболее важным компонентам серной вулканизующей системы является
ускоритель. Именно с помощью ускорителя серной вулканизации, чаще всего
добиваются изменения в широких пределах скорости вулканизации, характера
процессов формирования и структуры сетки, а следовательно, и свойств
вулканизата.
Ускорители можно разделить на два класса –неорганические и органические.
К первым относят оксиды цинка, магния, кальция, ртути, серебра, свинца, а
также основные соли и сернистые соединения ряда металлов. Но в большинстве
случаев их применяют в качестве активаторов органических ускорителей.
В настоящее время насчитывается сотни органических соединений,
вулканизации. Это альдегидаминами (продукты конденсации альдегидов),
гуанидины, дитиокарбоматы, тиурамы, ксантогенаты, тиазолы, сульфенамиды.
Наибольшую долю 7000 производства ускарителей составляют тиазолы и
сульфенамиды. Широкое применение находят смеси 2-х или более ускорителей,
что в ряде случаев способствует повышению вулканизационной активности
системы, и благоприятно (замедление подвулканизации, расширение плато
вулканизации) и т.д. Характер вулканизационных структур сильно зависит как
от вида ускорителя и активатора, так и от строения эластомера. Поскольку
при вулканизации протекает ряд элементарных реакций, то в вулканизате
обычно содержатся различные типы поперечных связей с преобладанием какого
либо из них. Результаты анализа различных серных вулканизатов приведены в
таблице 1. Как видно из таблицы, вулканизаты аминными ускорителями содержат
относительно больше полисульфидных связей. Дисульфидные и сульфидные
ускорители обеспечивают образование наряду с полисульфидными значительного
числа моно-и дисульфидных поперечных связей. Вулканизаты с тиурамом (без
серы или с небольшим содержанием смолы) содержат почти исключительно моно-
дисульфидные связи.
Тип вулканизационных связей зависит соотношения серы, ускорителя и
температуры вулканизации. Как правило, с повышением концентрации ускорителя
и температуры снижается содержании содержание поли сульфидных связей в
вулканизате. В этом же состоит действие активаторов вулканизации - оксидов
металлов и жирных кислот.
На характер вулканизационных связей существенно влияют состав и
структура эластомера. Как видно из таблицы 1, вуоканизат полибутадиена
содержит меньше полисульфидных связей и с меньшем содержанием атомов серы в
них по сравнению с вулканизатом полиизопрена (9).
Таблица 1 - Типы вулканизационных связей
Натуральной Цис - Цис - Бутадиен стирольный
Показатели изопреновыбутадиенов
й ый
Сера (2) ТМТД ДФГ ДФГ Санто кюр Санто кюр Сантокюр 1,ДФГ 1,
(3) Сера Сера 0,8, 0,8, сера 2 сера 2
ZnO Сера 1,5 Сера 2
Обменоспособноть со 7,9 0,0 33,4 30,2 19,0 6,0 32,8 34,3
свободной серой при 1200
С, %
Содержание связанной 1,70 0,70 1,20 1,80 0,65 0,90 1,87 1,62
серы на 1поперечную
связь
Количество серы, 25 1,3 5,7 4,2 5,5 3,8 - 3,0
удаляемой литийалюми
нийгидридом LiAiH4, % от
связанной
Содержание связей, % от
общего содержния
полисульфидных - - 27 - 34 29 - -
моносульфидных - - 52 - 64 70,1 - -
Среднее значение х в - 0.0 3.1 - 2.4 1.34 - -
RS-Sx-SR
Содержание серы в 86,7 13,2 27,5 30,0 29,0 23,0 - -
циклах, % от Sорг
Новые виды и формы серы для шинной промышленности
Сера является основним агентом вулканизации для большинства резиновых
изделий , в том числе шин. К ее качеству и химическому составу
предъявляется особые требования, к которым в первую очередь относятся
высокая степен чистоты продукта (минимальное содержание вредных примесей-
металлов переменной валентности) и высокая степень дисперсности. Эти
характеристики определяют вулканизационную активность серы, ее
распределяемость в каучуке технологические и технические свойства резиновых
смесей и резин.
В шинной промышленности применяется молотая природная сера. Получаемая
из самородных серных руд. По свойствам и качеству она удовлетворяет
требования, предъявляемые 127-76, характеризуется высокой степенно
дисперсности и минимальным меди, марганца, железа: массовая для серы -
ниже 99,9000. Продукт соответствует лучшим зарубежным образцам серы,
применяемой в производстве шин, а по ряду показателей происходит их.
На ряду со свойствами , обусловившими применение молотой серы в
качестве вулканизующего агента, известны и ее недостатки, отрицательно
влияющие на технологические процессы производства шин и в конечном счете на
качество изделий. К ним относятся:
- миграция (выцветание) серы на поверхность резиновых смесей,
ухудшающая адгезионные свойства резиновых смесей и конфекционную
клейкость полуфабрикатов, из-за чего при сборке шин необходимо
применять бензин -сильно-токсичный растворитель:
- низкие транспортабельные свойства (действующая на шинных заводах
автоматизированная система развески и подачи ингредиентов к
смесительному оборудованию требует высокой текучести продукта. В то
время как порошкообразная сера комкуется шнеках, намекает на днище
ковшов весов и стенки течек, вызывая этим неточность дозировки):
- сильное пыление, высокая электризуемость, пожаро- и взрывоопасность.
Таким образом на протяжение ряда лет выполняется большой комплекс научно-
исследовательских, опытных и опытно-промышленных работ, направленных на
создание новых видов серы, удовлетворяющих требование шинной
промышленности и исключающих отмеченные недостатки.
В результате выполненных исследований разработана промышленная
технология производства новых видов и форм серы:
- полимерная сера из природной серы и из газового сырья:
- гранулированная сера из молотой природной серы и из газового сырья:
все эти продукты прошли с положительным результатом производственные
испытания, в результате которых намечены внедрение совой технологии и
производство продуктов [10].
Вулканизационные процессы прежде всего должны способствовать сохранению
прецезионности геометрических параметров деталей в собранных шинах, а так
же достижению оптимальных деформационно - прочностных свойств материалов,
используемых в шине [1].
Разрабатывается новый способ вулканизации покрышек, что привело к
пересмотрению традиционного способа вулканизации шин, который заключается в
внедрении нового теплоэнергосберегающего технологического процесса
вулканизации всех виды шин с использованием пора в качестве вулканизующего
теплоносителя в место перегретой воды. В свою очередь уменьшение расхода
пара, сокращение длительности технологического процесса обеспечивает
использование нового способа вулканизации покрышек пневматических шин,
который состоит в тем, что покрышку пресс-форме обогревают в течение цикла
с внутренней и внешних сторон, при этом с внешней стороны путем подачи пара
в паровую камеру в тупик. Факторы экономических эффектности: сокращение
потребления электроэнергии за счет исключение затрат энергии на приводы
питательных и циркуляционных насосов, а так же насосов перекачки чистого
конденсата: повышение производительности вулканизационного оборудования и
сокращение режимов вулканизации [11].
Анализ литературных данных показывает, то систематически проводится
исследования в области технологии именного производства для обеспечения
выпуска шин с необходимом уровнем качества. Целями исследований являются
технологическое обеспечение производства перспективных конструкций шин
стабильного качества, повышение эффективности шинного производства с
использованием как традиционных технологий, так и принципиально новых
процессов и операций [1].
3 Технико-экономическое обоснование строительства проектируемого
предприятия
В настоящее время в Республике Казахстан благодаря политике
государства усиленно развивается сельское хозяйство. Для наиболее успешного
и эффективного развития агропромышленного комплекса страны необходимо
полная механизация сельского хозяйства. В развитий этой отрасли экономика
вносит свой вклад в проектируемое предприятие по выпуску
сельскохозяйственных шин. Данное предприятие будет способствовать
комплектаций сельскохозяйственной техники покрышками и автокамерами.
Проектируемое предприятие предназначается для обеспечения
сельскохозяйственными шинами Республику Казахстан и Республики Средней
Азии. Возможен экспорт в Россию, в республики Закавказья, страны ближнего
Востока, Китай, Монголия. Конкретными потребителями в регионе Средней Азии
и Казахстана является предприятия агропромышленного комплекса любой формы
собственности. В связи с возросшей потребностью в сельскохозяйственными
шинах в следствиях развития сельского хозяйства целесообразно и выгодно
построить завод по производству сельскохозяйственных шин непосредственно в
регионе потребления данной продукций. Также важно учитывать тот факт, что
рынок Среднеазиатских республик остается ненасыщенными, и проектируемое
предприятие позволит снизить остроту этой проблемы.
Рациональное размещение промышленности достигается приближением
предприятии к источникам сырья и топлива, и районам потребления продукций,
к правильной специализации и комплексному развитию хозяйства. Местом
строительства выбран город Шымкент Южно-Казахстанской области Республики
Казахстан, который находится у главных железнодорожных и автомобильных
магистралей, связывающих Казахстан и Республики Средней Азии с Россией.
Город Шымкент является одним из центральных городов Республики
Казахстан. Он расположен на предгорной равнине, в междуречье Бадама и
Сайрам (бассейн Сырдарьи). По численности населения и по площади город
Шымкент занимает третье место по Казахстану, что обеспечивает
проектируемому предприятию трудовые ресурсы.
В связи с тем, что основным направлением ветра является юго-западное,
целесообразно строить предприятие в юго-восточном промышленном узле г.
Шымкента на расстояний 14 км от города.
Город Шымкент имеет развитую транспортную сеть. В юго-восточном
промышленном узде находится подъездные железнодорожные и автомобильные
пути, положено хорошее автомобильное сообщение с городом.
Основным фактором определяющим географическое расположение,
проектируемого цеха является приближение её к потребителям изделий.
Поэтому, исходя из потребности Казахстана в шинных изделиях и учитывая, что
самым большим потребителем этих изделий являются центральные экономические
районы республики Казахстан: Шымкент, Караганда, Акмола, Тараз. Южно-
Казахстанская область находится в центре промышленных районов Казахстана,
что способствует сокращению расстояние перевозки готовой продукции.
Недалеко от предприятия находится ТЭЦ-3, которая снабжает его
электроэнергией и паром. Близость ТЭЦ-3 позволяет иметь дешевые
энергоресурсы.
Газоснабжение осуществляется непосредственно с магистрального
газопровода Ташкент-Алматы, который проходит около юго-восточного
промышленного узла.
Водоснабжение осуществляется с. Бадам Карасуского водозабора,
расположенного в данном промышленном узле. Все это удешевляет
транспортировку энергоресурсов.
Подготовка кадров предусмотрена в ПТУ-13, политехникуме и ЮКГУ им. М.
Ауезова.
4 Технологическая часть
4.1 Выбор и обоснование рецептур резиновых смесей
Резиновые смеси представляют собой сложные многокомпонентные системы.
В состав резиновых смесей входят 10-15 различных ингредиентов от природы и
содержания которых во многом зависят свойства смесей. Поэтому одной из
основных задач при разработке рецептуры смесей является определение
оптимальных количеств этих ингредиентов.
Рецепты резиновых смесей разрабатываются отдельно для протектора,
каркаса, брекера и других частей покрышки, поскольку покрышка относится к
толстостенным изделиям и на вулканизацию ее отдельных частей затрагивается
различное время. Эти рецепты отрабатывают в производственных условиях с
проверкой показателей смеси и ее поведения на всех стадиях производства:
при приготовлении и обработке выпуске и сборке деталей и изделий, при
вулканизации [12].
Согласно заданию в данном дипломном проекте разрабатываются вопросы
технологии выпуска грузовых автокамер.
Для этих покрышек проводится выбор и обоснование рецептур резиновых
смесей для автокамер, вентиля.
Таблица 2 -Рецепт камерной смеси
.
№ Наименование Мч Мч Ρ Обьем Назвеска
каучуков и % Кгм Кгч
ингредиентов
1 Бутилкаучук 85 48,16 920 92,39 116,0
2 СКЭПТ-70 15 8,49 1600 15,6 10,51
3 Сера техн. 2 1,13 2050 0,975 2,73
4 Тиазол 2МБС 0,5 0,28 1410 0,35 0,68
5 Тиурам 1 0,556 1400 0,71 1,37
6 ZnО 5 2,83 5470 0,91 2,73
7 Октофор И 2 1,13 1310 1,53 2,73
8 Стеорин техн. 1 0,566 960 1,04 1,37
9 Стабилоил 18 10 5,66 900 11,11 13,7
10 Тех. углерод 55 31,17 1860 29,57 75,2
Итого 176,5 99,99 1724 154,18 241,36
Наименование Для изготовления резиных смесей Резиновая смесь с
учетом потери
А а В, кг В1 кг В2 кг
Автокамера 7,0 2,7 7,001 7702155 33195
12.00-R20 0,189
вентиля 0,05 6*10 5 0,05005 55056,25 237
Таблица 3 -Рецепт вентиля
№ Наименование Мч Мч Ρ Обьем Обьем Назвеска
каучуков и % Кгм Кгч %
ингредиентов
1 Хлорбутил 75 40,916 1810 41,44 35,18 108,04
каучук
2 СКЭПТ-70 25 13,64 1400 17,85 15,15 36,00
3 Сера 3 1,636 2050 1,46 1,24 4,32
4 Меркаптан 0,5 0,43 1410 0,567 0,48 1,15
бензол
5 Тиурам 1,1 0,82 1400 1,07 0,9 216
6 Магнезия 3 1,636 3160 0,94 0,798 4,32
жженая
7 ZnО 5 2,73 5470 0,91 0,77 7,2
8 Стеориновая 2 1,091 960 2,08 1,76 2,88
кислота
9 Парафин 8 4,36 900 8,89 7,55 11,52
нефтяной
10 Стабилоил 18 9,82 900 20 16,98 28,92
11 ДИАСК 2 1,091 1,140 1,75 1,48 2,88
12 Белая сажа БС 10 5,45 2056 4,88 4,14 14,4
13 ТУ 30 16,36 1870 16,04 13,6 43,2
Итого 183,3 99,9 188,6 117,8 100 264
4.2 Характеристика сырья, материалов и выпускаемой продукции
В данном дипломном проекте предусматривается выпуск грузовых
автокамер.
Согласно теме дипломного проекта для изготовления таких резиновых
смесей как: камерная смесь, пропиточный состав, резиновая смесь для
обрезинивание вентилей, ободная лента, бортовая лента требуется каучуки и
ингредиенты характеристика которых приведена в таблице 4.
Характеристика норм контроля резиновых смесей приведены в таблицах 5-
6.
В проектируемом автокамерном цехе изготавливают камеры длу грузовых
шин.
Таблица 10 – Характеристика сырья и материалов, выпускаемой продукции
Наименование ГОСТ, ТУ Химическая Контролируемые показатели Примечание
материалов, структура
назначение
1 2 3 4 5
Каучук синтетический ГОСТ 14925-79 Вязкость по Муни Т0С
БК ГОСТ 52320-78 Пластичность усл.ед. самовоспламенен
Эластическое восстановление после ия 410
определения пластичности, мм р – 910-920
Условная прочность при растяжении кгм3
при 230С и 1000С, МПА (кгссм2) Тст - -68-720С
Каучук синтетический ГОСТ 14924-75 Вязкость по Муни усл.ед. р – 910-920
цисс – бутадиеновый Условное напряжение при удлинении кгм3
БНК 300%, МПа Тст – 1050С
Условная прочность при растяжении
при 230С и 1000С, МПА (кгссм2)
Относительная удлинения при разрыве,
%
Относительное остаточное удлинения
после разрыва, %
Эластичность по отскоку, %
Массовая доля золы, %
Потери массы при 1050С
Сульфенамид М ТУ6-14-756-78 Температура плавления, 0С Тпл – 74-85
Ускоритель Массовая доля основного вещества, % р – 910-920
вулканизации Массовая доля влаги, % кгм3
Массовая доля остатка не ПДК-1,35
растворимого вещества, %
Толщина чашек, мм
Белила цинковые ГОСТ т202-76 ZnO Массовая доля соединения цинка в Не горит
Активатор ГОСТ 5161-69 пересчете на ZnO. % р – 5400-5800
вулканизации Потери массы при прокаливании, % кгм3
Массовая доля остатка после мокрого ДДК – 0,5м
просеивания на сите, %
Фталевый ангидрид ГОСТ 7119-77 С8Н4О3 Массовая доля фталевого ангидрида, %Т0С – 545
Замедлитель 2.Температура кристаллизации, 0С Т0С пл – 131,8
подвулканизации р – 1530 кгм3
ПДК-1 мг
Кислота стеариновая ГОСТ 6484-64 С17 Н35СООН Температура застывания, 0С Т0С – 320
Активатор Кислотное число в мг Т0С пл – 195
вулканизации р – 960 кгм3
Санторгард РУІ В соответствии с тех N-циклогексатТемпература плавления, 0С
Замедлитель паспортами и иофталимид Массовая доля золы, %
подвулканизации проспектами фирм
Диафен Фп ТУ6-14-817-76 С6Н5-NH-C6H4-1. Температура плавления, 0С Т0С – 60
Химический NH-CH-(CH3)2 2. Массовая доля золы, % ПДК-10г
противостаритель 3. Массовая доля летучих, %
Ацетонанил РС ТУ-6-02-1116-77 Внешний вид
противостаритель Температура плавления, 0С
Массовая доля летучих, %
рН водной вятяжки
Модификатор РУ ТУ-6-14-260-76 Массовая доля влаги, % Т0С – 478
Модификатор ТУ-6-14-59-76 Массовая доля золы, % НПВ-305гл
Содержание нерастворимых в воде
примесей, %
Пластификатор ТУ81-05-50-78 Вязкость кинематическая при 1000С Т0Спл – 230
нефтяной, масло ПН6ш Массовая доля воды, % Т0С воспл – 313
Массовая доля механических примесей,Т0свп – 390
%
Плотность при ... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
Похожие работы
Дисциплины
- Информатика
- Банковское дело
- Оценка бизнеса
- Бухгалтерское дело
- Валеология
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Религия
- Общая история
- Журналистика
- Таможенное дело
- История Казахстана
- Финансы
- Законодательство и Право, Криминалистика
- Маркетинг
- Культурология
- Медицина
- Менеджмент
- Нефть, Газ
- Искуство, музыка
- Педагогика
- Психология
- Страхование
- Налоги
- Политология
- Сертификация, стандартизация
- Социология, Демография
- Статистика
- Туризм
- Физика
- Философия
- Химия
- Делопроизводсто
- Экология, Охрана природы, Природопользование
- Экономика
- Литература
- Биология
- Мясо, молочно, вино-водочные продукты
- Земельный кадастр, Недвижимость
- Математика, Геометрия
- Государственное управление
- Архивное дело
- Полиграфия
- Горное дело
- Языковедение, Филология
- Исторические личности
- Автоматизация, Техника
- Экономическая география
- Международные отношения
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности), Защита труда
