【正文】 烯 管（ PVCU 或 UPVC） 。 主要用作房屋建筑的自來水供水系統(tǒng)配管、排水、排氣和排污衛(wèi)生管、地下排水管系統(tǒng)、雨水管以及電線安裝配套用的穿線管等 。 21 謝辭 20 生產(chǎn)線技術(shù)指標(biāo) 20 勞動(dòng)定員 14 牽引 11 螺桿擠出機(jī) 9 混合機(jī)選型 9 混合機(jī)結(jié)構(gòu)及工作方法 9 原料的配混 7 物料平衡 4 PVCU 管材主要原料 PVC 樹脂選擇 4 抗沖改性劑 3 填充劑 武漢工業(yè)學(xué)院 畢業(yè) 設(shè)計(jì) 論文題目： 日產(chǎn) 2Km PVC 塑料管擠出生產(chǎn)線初步設(shè)計(jì)方案 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 院 系： 專 業(yè)： 指 導(dǎo) 教 師： 2021 年 06 月 02 日 日產(chǎn) 2Km PVC 塑料管擠出生產(chǎn)線初步設(shè)計(jì)方案 () 摘要 ： 本設(shè)計(jì)采用懸浮法生產(chǎn) 的 聚氯乙烯 開展 日產(chǎn) 2Km 聚氯乙烯塑料管擠出生產(chǎn)線初步方案設(shè)計(jì) ，介紹了 塑料管擠出生產(chǎn)線 的 設(shè)計(jì) 原理 ，工藝過程中需要注意的問題，包括質(zhì)量影響因素 、 工藝條件及合成工藝中的各種助劑選擇，對(duì) 塑料管擠出生產(chǎn)線 的工藝過程進(jìn)行詳細(xì)的敘述 。 1 國家產(chǎn)業(yè)政策要求發(fā)展 PVC 塑料管材 2 3 助劑作用及主要助劑簡(jiǎn)介 3 潤滑劑 5 5 PVCU 管材生產(chǎn)工藝流程概述 5 工藝流程框圖 6 6 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo) 6 7 主要設(shè)備的工藝計(jì)算 7 生產(chǎn)線產(chǎn)能計(jì)算 10 上料機(jī)的選型 據(jù)大量水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明：采用冷鍍鋅鋼管后，一般使用壽命不 到 5 年就銹蝕，鐵腥味嚴(yán)重 。 本生產(chǎn)線設(shè)計(jì)中選擇生產(chǎn) PVCU 管 ，即硬質(zhì) 聚氯乙烯 管 [12]。 根據(jù)國際水協(xié)代表大會(huì)報(bào)告，近十幾年來 PVCU管使用率持續(xù)增長(zhǎng) 。 上海、廣州、武漢、天津等省市在供水管道工程中已全面停止使用普通鍍鋅管，采用塑料 管 [25]。 2 國家產(chǎn)業(yè)政策要求發(fā)展 PVC 塑料管材 PVC 應(yīng)用于給水管網(wǎng)歷史悠久目前在世界各地應(yīng)被廣泛應(yīng)用 。 為在全國推廣應(yīng)用塑料管道，國家專門成立了由五部委組成的全國化學(xué)建材協(xié)調(diào)小組，制定了一系列推廣政策 。 五部委聯(lián)合發(fā)文規(guī)定：自 2021 年 6 月 1 日起在城鎮(zhèn)新建住宅中，禁止使用鍍鋅管用于室內(nèi)給水管道，由此可見國家產(chǎn)業(yè)政策要求發(fā)展 PVC 管道 [6]。 在擠出成型階段中的關(guān)鍵設(shè)備是擠出機(jī)和成型機(jī)頭，即擠出過程和成型過程 。 螺桿擠出機(jī)又可分為單螺桿擠出機(jī)和多螺桿擠出機(jī) 。 ，適合顆粒料的擠出加工 。 ，物料在擠出機(jī)中停留時(shí)間短，適合粉料加工 。 另外，由于雙螺桿擠出機(jī)的產(chǎn)量大，擠出速度快，一般可達(dá)到 2～ 4 米 /分鐘，適合 PVC 塑料型材的大規(guī)模生產(chǎn) 。 3 助劑 作用 及 主要 助劑簡(jiǎn)介 塑料制品用主要原料中加 入 助劑，是為了使塑料制品成型加工順利進(jìn)行或改變樹脂主要原料的性能，以滿足塑料制品應(yīng)用條件時(shí)要求 。 助劑應(yīng)用選擇應(yīng)該注意如下： ①助劑應(yīng)與樹脂相容性好，穩(wěn)定地在制品分散、不揮發(fā)、不滲出、不噴霜，以保持制品質(zhì)量 。 穩(wěn)定劑 生產(chǎn)飲水 PVC 管材，熱穩(wěn)定劑的選擇是十分關(guān)鍵的，既要適合衛(wèi)生性能的要求，又要適合加工工藝的要求，才能生產(chǎn)出合格的管材 。 填充劑 4 生產(chǎn)硬質(zhì) PVC 碳酸鈣是使用最普通和使用量最大的填充劑 。 因此在 CaCO3 貯運(yùn)過程中要避免因吸潮而產(chǎn)生的結(jié)塊和“架橋”，在生產(chǎn) 的捏合工序時(shí)要注意不 斷排 氣 。 適用于硬 PVC 無毒給水管材的內(nèi)外潤滑劑品種很多，選用硬脂酸、硬脂酸鈣、聚乙稀蠟、石蠟等組成潤滑體系較好，這一潤滑體系均為無毒添加劑，且價(jià)格低廉易得 。 抗沖改性劑 沖擊改性劑是指加入到脆性聚合物中能提高其沖擊強(qiáng)度的含彈性體成分的物質(zhì) 。 4 PVCU 管 成 型用原料和配方 PVCU 管材主要原料 PVC 樹脂選擇 生產(chǎn) PVC 管材的原料主要是懸浮法聚合的聚氯乙烯樹脂 。 表 1 我國懸浮法聚氯乙烯樹脂的型號(hào)及相關(guān)參數(shù) 5 型號(hào) 聚合溫度 /℃ 粘數(shù) /（ ml/g） K 值 聚合度 參考用途 SG1 154～ 144 77～ 75 1800～ 1650 高級(jí)電絕緣材料 SG2 143～ 136 74～ 73 1650～ 1500 電絕緣材料，一般軟制品 SG3 135～ 127 72～ 71 1500～ 1350 電絕緣材料，農(nóng)膜， 塑料鞋 SG4 126～ 119 70～ 69 1250～ 1150 薄膜，人造革，高強(qiáng)度硬管 SG5 118～ 107 68～ 66 1100～ 1000 透明制品，硬管，型材 SG6 106～ 96 64～ 63 950～ 850 唱片，透明片，硬板，焊條 SG7 95～ 87 62～ 60 850～ 750 吹塑瓶，透明片，管件 SG8 86～ 73 59～ 55 750～ 650 過氯乙烯樹脂 生產(chǎn) PVC 管材 所用的樹脂必須符合擠出加工的要求， 本設(shè)計(jì)中選用 SG5 型號(hào)的PVC 樹脂可行 。 整個(gè)生產(chǎn)工藝流程見附圖。 3) 定型包裝過程，經(jīng)過冷卻定徑箱泠卻定型，再經(jīng)過牽引機(jī)、切割機(jī)，上光烘干固化后，檢驗(yàn)合格即為成品 [1819]。 1) 鉛的萃取值 第一 次小于 ， 第二次小于 。 3) 鎘的萃取值 三次取值均不大于 。 5) 氯乙烯單體含量 ≤ 。 管件生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)予以重視 。 表 4 原材料處理物料損耗系數(shù)一覽表 工序 PVC 樹脂 增塑劑輸送 粉料計(jì)量與輸送 篩選 輸送 自然 撒落 損耗率， % 損耗率小計(jì) 總損耗率， % 表 5 加工成型工段物料損耗系數(shù)一覽表 工序 混合 擠出成型 成型后處理 損耗率， % 損 耗率小計(jì) 總損耗率， % 物料平衡 8 設(shè)計(jì)日產(chǎn)量 = 1400/% = 設(shè)計(jì)年產(chǎn)量 = 199= kg/a= t/a 按每天物料在各工序中進(jìn)出料量進(jìn)行計(jì)算 ： % ????? 后處理物料損耗率 每天設(shè)計(jì)產(chǎn)量日進(jìn)入后處理的物料量 % ????? 擠出成型物料損耗率日進(jìn)入后處理的物料量量日進(jìn)入擠出成型的物料 % ????? 混合機(jī)物料損耗率 量日進(jìn)入擠出成型的物料日進(jìn)入混合機(jī)的物料量 % ????? 耗率原料處理及輸送物料損 日進(jìn)入混合機(jī)的物料量的物料量日進(jìn)入原料處理及輸送 每天 各工序中的物料衡算匯總見表 6。 目前，國內(nèi)應(yīng)用最多的高速混合機(jī)結(jié)構(gòu)如圖 3 所示 圖 3 高速混合機(jī)結(jié)構(gòu) 1— 排料裝置； 2— 混合室； 3— 攪拌槳； 4— 蓋； 5— 折流板； 6— 電動(dòng)機(jī)； 7— 機(jī)座； 8— V 帶輪 PVC 管材生產(chǎn)中，高速熱混合機(jī)的出料溫度在 120℃左右，需即時(shí)冷卻到 60℃以下，故高速熱混合機(jī)出來的物料必須落人能降低物料溫度的設(shè)備內(nèi)，迅速冷卻，以防堆積造成結(jié)塊，影響下一步生產(chǎn) [22]。 鍋體為雙層結(jié)構(gòu)，夾層空間內(nèi)通冷卻水 。對(duì)于此次生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)， SHR— 200A 型混合機(jī) 產(chǎn)量比較適合本生產(chǎn)線，這樣不會(huì)造成浪費(fèi)，更加合理的利用機(jī)器 。具有 具有設(shè)計(jì)先進(jìn)、操作方便、安全可靠、效率高、能耗小、噪音低、耐腐蝕等特點(diǎn)。 上料機(jī)的選型 表 10 張家 港 萬凱 機(jī)械 ZJF彈簧上料 機(jī) 參數(shù) 型號(hào) 輸送能力 （ kg/h） 彈簧直徑 （ mm） 電機(jī)功率 （ kw） 輸送距離（ L） 儲(chǔ)料箱容量（ kg） 外形尺寸 (mm) ZJF300 300 36 35 150 Φ650 1162 905 655 840 ZJF700 700 59 35 200 Φ820 1550 950 950 960 查閱 張家港萬凱機(jī)械 有限公司 生產(chǎn) 彈簧上料 機(jī)資料選取 ZJF300 型彈簧上料機(jī)，取 2 臺(tái)。要使擠出機(jī)的這三個(gè)功能區(qū)達(dá)到最佳工作狀態(tài)，也即使三個(gè)功能區(qū) 12 與螺桿的三個(gè)功能區(qū)段相吻合，必須選擇適當(dāng)?shù)呐浞?、適當(dāng)?shù)牧贤矞囟扰c螺桿溫度及適當(dāng)?shù)穆輻U轉(zhuǎn)速。 圖 5 雙螺桿擠出機(jī)主要零部件組裝位置 1— 連接法蘭 ； 2— 分流板 ； 3— 機(jī)筒 ； 4— 電阻加熱 ； 5— 雙螺桿 ； 6— 螺旋加料裝置 ； 7— 料斗 ； 8— 螺桿軸承 ； 9— 齒輪減速箱 ； 10— 傳送帶 ； 11— 電動(dòng)機(jī) ； 12— 機(jī)架 螺桿擠出機(jī) 選型 ??? 日生產(chǎn)時(shí)數(shù) 量日進(jìn)入擠出成型的物料每小時(shí)設(shè)計(jì)產(chǎn)量 表 11 張家港市長(zhǎng)青機(jī)械有限公司 SJSZ錐形雙螺桿擠出機(jī)參數(shù) 型號(hào) 螺桿直徑 (mm) 螺桿轉(zhuǎn)速 (rpm) 電機(jī)功率 (kw) 生產(chǎn)能力 （ kg/h) 外形尺寸 (mm) SJSZ— 65 65/132 50 250 4235 1520 2450 SJSZ— 80 80/156 90 360 4750 1550 2460 表 12 青島隆誠塑料機(jī)械有限公司 XQSJ雙螺桿擠出機(jī)參數(shù) 型號(hào) 螺桿直徑(mm) 螺桿轉(zhuǎn)速 (r/min) 電機(jī)功率(kw) 生產(chǎn)能力 （ kg/h) 外形尺寸 (mm) XQSJ— 57 57 300 45 250 4235 1520 2450 XQSJ— 65 65 400 75 450 4750 1550 2460 擠出機(jī)的選型也需遵循 生產(chǎn)線每小時(shí)產(chǎn)量 ， 查閱 張家港市長(zhǎng)青機(jī)械有限公司 資料 13 選取 SJSZ— 65 型號(hào)錐形雙螺桿擠出機(jī) 。它是擠出成型塑料管材應(yīng)用最廣泛的一種模具結(jié)構(gòu)。管機(jī)頭的作用是使塑化的物料保持塑性狀態(tài)，并產(chǎn)生一定的壓力使塑化的物料經(jīng)過一定的流道后成型為具有環(huán)形截面形狀的管坯。 這種機(jī)頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造及使用容易，成本較低，料流阻力小。 冷卻 定徑套 定徑套常用幾種結(jié)構(gòu)形式 ： (1)浸水式定徑套，用于小直徑管的定徑冷卻，此種管坯擠出一般可 直接通 入 冷卻水槽內(nèi) ； (2)水套式定徑套，一般采用內(nèi)壓法定徑時(shí)應(yīng)用 ； (3)真空冷卻定徑套 ，一般應(yīng)用于中小管徑的定型。 圖 7 真空定徑套裝置 結(jié)構(gòu) 示意圖 1— 芯棒 ； 2— 口模 ； 3— 排水孔 ； 4— 真空定徑套 ； 5— 水槽 ； 6— 進(jìn)水孔 ； 7— 抽真空孔 表 13 青島浩賽特塑料機(jī)械 有限公司 STV真空定徑機(jī) 參數(shù) 型號(hào) 管材范圍(mm) 水泵 （ Kw） 真空泵 （ Kw） 外形尺寸 (mm) STV250 63250 1 1 4 5900 600 1200 STV630 250630 2 2 4 表 14 張家港中銳機(jī)械有限公司 GZDY真空定徑機(jī) 參數(shù) 型號(hào) 管材范圍(mm) 水泵 （