Цех по производству преформ из полиэтилентерефталата для розлива напитков

 

                     ПЭТ

 

Транспортировка ПЭТФ

 

 

 

Сушка ПЭТФ

Литье под давлением

 

 

 

Разбраковка

 

Дробление

 

            

 

      Качественная преформа

Рис 7.1 Блок-схема производства преформ

 

7.1 Расчет навесок,  загружаемых в форму (Н)

 

Группа сложности изготавливаемых  преформ– 3, т.е. это детали с любой развитостью поверхности и имеющие от одной до четырех резьб одного размера на внутренней или внешней поверхности. /1/.

К₁- коэффициент, учитывающий безвозвратные потери (угар, летучие вещества, механическая обработка); К₂- коэффициент, учитывающий возвратные отходы, которые образовались в технологическом цикле и годны для дальнейшей переработки (литники, первые отливки при выходе на технологический режим и т.д.); Навеска Н- количество материалов, загружаемое в форму, достаточное для полного оформления детали с учетом безвозвратных потерь и возвратных отходов, возникающих в процессе переработки пластических масс литьем под давлением /1/

 

Н=Р_Д(1+К₁+К₂), г.

Н= 50,5(1+0,011+0,061) =54,14 г.

 

Возвратные отходы, которые  учитываются коэффициентом К₂, подвергаются дроблению. При этом возникают безвозвратные потери, которые в сумме учитываются коэффициентом К₃. В процессе литья под давлением возникают безвозвратные отходы (первые отливки, облой и т.д.) которые не могут быть полезно использованы при современном техническом уровне оборудования и технологии. Безвозвратные отходы учитываются коэффициентом К₄. Безвозвратные потери при сушке сырья учитываются коэффициентом К₅. /5/

 

7.2 Расчет нормы расхода  количества материала

 

Норма расхода Н_р - количество материала, необходимое для изготовления деталей с учетом неизбежных потерь, возникающих как в процессе литья (угар, летучие и др.), так и на других этапах производства /5/.

Норму расхода определяют по формуле

 

Н_р=Р_д(К_р+К₆), г

 

где К_Р- коэффициент расхода материала при условии невозможности использования возвратных отходов в том же производстве; К ₆- коэффициент безвозвратных потерь сырья при транспортировке, хранении, расфасовке (рекомендуют К₆= 0,001- 0,003; принимаем равным 0,002.)

Если возвратные отходы вновь используются на данном производстве, то коэффициент расхода материала определяют по формуле

 

К_р’= К_р - α*К₂/100

 

где α- количество возвратных отходов, используемое на данном производстве, %.

 

К_р’ =1,115-100*0,061/100=1,054

Н_р= 50,5(1,054 + 0,002)= 53,3 г.

 

Вывод: Чтобы изготовить преформу весом 50,5г. необходимо 53,3г. ПЭТФ, так как происходят неизбежные потери.

 

7.3 Масса готовой продукции,  выпускаемой за год, определяется  по формуле:

 

G=Р_Д*П*10^-6 т/год /5/.

G= 50,5*250000000*10^-6= 12625 т/год;

 

7.4 Расход сырья за  год определяется по формуле:

 

G_с= Н_р*П*10^-6 т/год /5/,

 

Где Р_д- масса окончательно обработанной детали;

П-программа выпуска  деталей в год.

 

G_с= 53,3*250000000*10^-6= 13325 т/год;

 

Все полученные расчетом данные заносим  в соответствующие графы табл. 7.1.

 

7.5 Расчет прихода и расхода сырья на каждой стадии

 

1) Масса готовой продукции составляет G=12625 т/год.

2) На разбраковке расход  составляет 12625 т/год

Приход составит: 12625+K₄G+K₂G= 12625+429,25+770,13=13825 т/год.

3) На стадию дробления  поступает K₂G=770,13 т/год

Расход: K₂G –K₃G=770,13 – 12,6= 757,53 т/год.

4) На стадии литья  под давлением расход составит: 13825 т/год

Приход составит: 13825+K₁G = 13825+138,9 = 13963,9 т/год

5) На стадию сушки  приход составит

13963,9+K₅G-757,53 = 13963,9+0,008*12625-757,53= 13306,9т/год.

6) На стадию транспортирования  сырья приход составит

13306,9+K₆G= 13306,9+0,002*12625= 13332,2 т/год.

 

Результаты материального  расчета изготовления преформ из полиэтилентерефталата (ПЭТ), литьем под давлением приведены в табл. 7.1.

В графе 1 указано наименование детали, в графе 2 - группа сложности детали, в графе 3 - масса Р_д окончательно обработанной в соответствии с чертежом детали (без арматуры) и в графе 13 - программа выпуска деталей в год (П, шт./год).

 

Таблица № 7.1

Наименование детали	Группа сложности	Рд, г	Коэффициенты потерь материала				Н, г	Кр	Кр,
			К1	К2	К3	К4
Преформы (2 л)	3	50,5	0,011	0,061	0,001	0,034	54,14	1,115	1,054

Кр,+К6	Нр, г	П шт/год	Gc, т/год	G, т/год	Безвозвратные потери материала  т/год
					K1G	K2G	K3G	K4G
11	12	13	14	15	16	17	18	19
1,056	53,3	25*106	13325	12625	138,8	770,13	12,6	429,25

 

(коэффициенты К₅=0,008,К₆=0,002, α =100%)

Все коэффициенты (К ₁ – К ₆) взяты из методических указаний /5/ в зависимости от марки используемого полимера и группы сложности изделия.

2) Найдем суточную  производительность по готовому продукту:

τ_Д – действительный фонд времени

 

τ_Д= 365 – 20_{(ремонт)}=345дней/год

12625000/345= 36594,2 кг/сут качественных  преформ.

 

Найдем количество ПЭТ  расходуемого в сутки:

 

13332200/345= 38643,5 кг/сут 

 

Для выпуска 36594,2 кг/сут  готовой продукции требуется 38643,5 кг/сут ПЭТ, а для 1т готовой продукции:

 

1000*38643,5/36594,2= 1056 кг.

 

Аналогично найдем суточное потребление дробленки

 

757530/345= 2195,7 кг/сут.

 

Для выпуска 36594,2 кг/сут  готовой продукции требуется 2195,7 кг/сут дробленки, а для 1т готовой продукции:

 

1000*2195,7/36594,2= 60,00 кг

 

Полученные результаты представим в виде таблицы 7.2.

 

Таблица № 7.2 Постадийный материальный баланс производства

Наименование стадий	Приход		Потери		Расход
	Компонент	т/год	%	т/год	Компонент	т/год
Транспортирование	ПЭТ	13332,2	0,19	25,3	ПЭТ	13306,9
Сушка	1.ПЭТ  2.Дробленка ИТОГО	13306,9 757,53 14064,43	0,71	100,53	Осушенный ПЭТ	13963,9
Литье под давлением	Осушенный ПЭТ	13963,9	0,99	138,9	Преформа	13825
Разбраковка	Преформа	13825	8,7	1200	Качественная преформа	12625
Дробление	Брак	770,13	1,6	12,6	Дробленка	757,53

 

Таблица № 7.3 Сводная таблица материальных расчетов

Наименование сырья	Расход
	кг на 1т готового продукта	кг/сут	т/год
ПЭТ	1056	38643,5	13332
Дробленка	60,00	2195,7	757,53

 

 

8. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ

 

8.1 Выбор основного  и вспомогательного оборудования

 

Основным оборудованием  для получения изделий из пластмасс  литьем под давлением являются термопластавтоматы (литьевые машины), которые выпускаются серийно. К вспомогательному оборудованию следует отнести сушилки, ленточные транспортеры, промышленные холодильники, средства для транспортировки сырья и его загрузки бункеры литьевых машин.

 

8.1.1 Литьевую машину  выбирают по расчетному объему  впрыска V’

 

V’ =К*Н*n/ρ ,см³

 

где К – коэффициент, учитывающий сжатие и утечки расплава при его впрыске в форму (К=1.2-1.3); Н - навеска материала, необходимая для отливки одной детали (графа 8, табл.7.1),г; n- гнездность формы; ρ - плотность полимера, г/см³ (ρ_ПЭТ= 1,4 г/см³) По расчетному объему впрыска подбираем номинальный объем впрыска V_Н литьевой машины, которые заносим в соответствующие графы табл. 8.1.

 

V’= 1,2*54.14*72/1,4= 3241.2 см³

 

 

Выбор литьевых машин  для литья под давлением ПЭТ Таблица № 8.1

Наименование детали	Н, г	n	V’, см3	Марка машины V,см3	Размеры детали, см	Fд, см2	F, см2	РЗАП, т (Р’ЗАП).	τшт мин	П, шт./год	τ, ч/год
Преформа (2 л)	54,14	72	3241,2	Husky HyPET 380 VH=3450	d= 2,8 g =14	127,4	9172,8	380 (321,1)	0,0026	250000000	10833

Примечание к табл.8.1: d – диаметр детали, g – длина детали

 

 

 

8.1.2 Выбранную литьевую  машину проверяют по следующим  параметрам:

1) По удельному давлению  на расплав полимера.

Для ПЭТ в справочнике /6/ подбираем давление литья (150 – 200 кг/см²). Удельное давление на расплав полимера, развиваемое литьевой машиной Husky HyPET 380 равно 994 кг/см² и она может использоваться для литья ПЭТ, так как это значение выше давления литья.