【文章內(nèi)容簡介】 7 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)計中選用 SG5 型號的PVC 樹脂可行。這種樹脂一般要求 K 值為 68 左右，揮發(fā)物≤%，同時對樹脂的白度及雜質(zhì)含量如黃、黑點及魚眼等也有一定的要求。PVC 樹脂的堆密度對擠出工藝有一定的影響，生產(chǎn)時應(yīng)視具體情況對工藝作相對的調(diào)整。 PVCU 管材生產(chǎn)配方表 2 本設(shè)計 PVCU 管配方 [14]：原料 名稱 單位（份）樹脂 PVC（SG5） 100增塑劑 鄰苯二甲酸二辛酯（DOP） 2穩(wěn)定劑 甲基硫醇錫 2潤滑劑 石蠟 加工助劑 а甲基苯乙烯（AMS） 10填料 偶聯(lián)劑處理過的輕質(zhì) CaCO3 8顏料 鈦白粉 2增白劑 Uvitex OB 抗沖劑 甲基丙烯酸甲酯（MBS） 56 / 295 PVCU 管材生產(chǎn)工藝流程概述 生產(chǎn)工藝把成型 PVC 塑料管原料按配方要求分別計量，然后分別用高速熱混機低速冷混機摻混在一起攪拌均勻，過篩后投入到雙螺桿擠出機內(nèi)，原料塑化呈熔融態(tài)，從成型模具中擠出成型管坯，再將管狀由定徑機定徑，以達到工藝要求的 PVC 管直徑和厚度，經(jīng)水冷箱定型后切割成所需長度，即得擠出成型 PVC 管 [1517]。整個生產(chǎn)工藝流程見附圖。 工藝流程框圖圖 1 工藝流程框圖PVC 管材生產(chǎn)工藝流程可分為三個過程：1) 成型料準備過程，包括配方、混合（高速和低速） 、過篩或者造粒。2) 擠出成型過程，將配好的物料在上料器的作用下，由料倉送至擠出機的加料斗中，然后物料由加料斗進入擠出機進行加熱、塑化。塑化完全后，塑化料被定量擠出。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、切割機，上光烘干固化后，檢驗合格即為成品 [1819]。6 產(chǎn)品質(zhì)量指標我國采用 ISO 國際標準的對應(yīng)技術(shù)文件，結(jié)合國內(nèi) PVCU 管材的發(fā)展情況和質(zhì)量水平，制定了符合我國國情并向國際標準靠攏的國家標準和行業(yè)標準。不同的用途有不同的產(chǎn)品標準如表 3。表 3項目 國家標準 項目 國家標準化工用硬聚氯乙烯管材 GB/T42191996建筑排水用硬聚氯乙烯管材 GB/給水用硬聚氯乙烯管材GB/96埋地排污、廢水用硬聚氯乙烯管 GB/原料及助劑 高速混合 過篩低速攪拌擠出 口模定徑 冷卻定型 牽引切割 捆扎包裝 成品7 / 29材低壓輸水灌溉用薄壁硬聚氯乙烯管材 GB/T1366492農(nóng)用硬聚氯乙烯管材 JB/T512591對于飲水用壓力管件，其衛(wèi)生指標也有相應(yīng)的標準可依。1) 鉛的萃取值 第一次小于 ，第二次小于 。試驗方法按GB9644 規(guī)定。2) 錫的萃取值 第二次小于 。試驗方法按 GB9644 測定。3) 鎘的萃取值 三次取值均不大于 。試驗方法按 GB9644 測定。4) 汞的萃取值 三次萃取值均不大于 。試驗方法按 GB9644 測定。5) 氯乙烯單體含量 ≤。試驗方法為：在管件的管壁上切取 試樣，按 GB4615 規(guī)定測定。從以上數(shù)據(jù)可知，PVC 飲水用管件在生產(chǎn)過程中除了對樹脂有一定要求外，應(yīng)嚴格制使用含鉛、錫、鎘、汞等重金屬的輔助材料。除以上所列內(nèi)容外，國家標準GB/T17219—1998 對飲水用管件也有較為嚴格的要求。管件生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)予以重視。7 主要設(shè)備的工藝計算 生產(chǎn)線產(chǎn)能計算生產(chǎn)線的生產(chǎn)規(guī)模是日產(chǎn) 2Km 聚氯乙烯塑料管，此次生產(chǎn)的 PVC 管產(chǎn)品規(guī)格為 Φ75～200 mm，取 Φ200mm 管徑為計算值，則壁厚為 ，密度在 ，2KmPVC 管的體積為（ ）2022 = m3，則22每天生產(chǎn)的成品 PVC 塑料管質(zhì)量大概為 1400 = ，按每日工作 24小時，其每小時成品生產(chǎn)能力約 。下面，以該數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對生產(chǎn)設(shè)備進行工藝計算。 原始數(shù)據(jù)（一）聚合聚生產(chǎn)能力： 日產(chǎn) 2kmPVC 塑料管材（二）年工作時間的確定（年工作小時數(shù)）：年工作日=365104 雙休日10 固定假日30 停工檢修 10 臨時故障= 211d機頭清理、換過濾網(wǎng)時間 1 次/6 天，8h/次每年工作小時數(shù) = (21124)(211/6) 8 = 4783h年實際生產(chǎn)日 = 4783/24 = 199d（三）PVC 管材合格率 %（四）產(chǎn)品規(guī)格 Φ75～200mm（五）損耗系數(shù)的確定：根據(jù)塑料手冊資料和有關(guān)相應(yīng)生產(chǎn)單位的實際生產(chǎn)損耗確定其物料損耗數(shù)據(jù)如表 4 和表 5 所示。8 / 29表 4 原材料處理物料損耗系數(shù)一覽表 PVC 樹脂 粉料計量與輸送工序篩選 輸送 增塑劑輸送 自然 撒落損耗率，% 損耗率小計 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 總損耗率，% 物料平衡設(shè)計日產(chǎn)量=1400/% = 設(shè)計年產(chǎn)量=199= kg/a= t/a按每天物料在各工序中進出料量進行計算： %????后 處 理 物 料 損 耗 率每 天 設(shè) 計 產(chǎn) 量日 進 入 后 處 理 的 物 料 量 . 出 成 型 物 料 損 耗 率日 進 入 后 處 理 的 物 料 量量日 進 入 擠 出 成 型 的 物 料 ????混 合 機 物 料 損 耗 率 量日 進 入 擠 出 成 型 的 物 料日 進 入 混 合 機 的 物 料 量 %??耗 率原 料 處 理 及 輸 送 物 料 損日 進 入 混 合 機 的 物 料 量的 物 料 量日 進 入 原 料 處 理 及 輸 送 每天各工序中的物料衡算匯總見表 6。表 6 每天物料在各工序中的進出料量情況進行衡算 工序 輸入(kg) 輸出(kg)物料 小計 物料 損失 小計原料處理及輸送 混合 擠出成型 后處理 9 / 29日輸入和輸出物料量 生產(chǎn)成品 合格成品 物料衡算流程圖： 總 加 工 損 耗 物 料輸 出 物 料輸 入 物 料 ??11438 11335 11312 11267 11233 圖2 物料階段損耗量8 主要設(shè)備選型及臺數(shù)計算 原料的配混PVC 管材的原輔料大多是固體粉料(只有少量助劑是液態(tài))，因此 PVC 管材成型料是通過物料間對流作用和剪切作用進行混合制備的。目前絕大部分企業(yè)都是采用高速混合機將原輔料進行混合，再用低速冷混機將混合好的物料進行冷卻。 混合機結(jié)構(gòu)及工作方法高速熱混合機的混合原理主要是：混合物物料受到高速攪拌，在離心力作用下，由混合室底部沿測壁上升，至一定高度時落下，落下后被離心力再次甩向側(cè)壁，如此循環(huán)不停地運動，達到均勻混合和使塑料部分塑化吸附和包覆助劑，有利于后期加工 [2021]。目前，國內(nèi)應(yīng)用最多的高速混合機結(jié)構(gòu)如圖 3 所示圖 3 高速混合機結(jié)構(gòu)1—排料裝置；2—混合室；3—攪拌槳；4—蓋；5—折流板；6—電動機；7—機座；8—V 帶輪配料 混合 成型 后處理10 / 29PVC 管材生產(chǎn)中，高速熱混合機的出料溫度在 120℃左右，需即時冷卻到 60℃以下，故高速熱混合機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]。此設(shè)備即稱冷卻混合機。冷卻混合機是PVC 樹脂加工成型過程中必不可少的冷卻設(shè)備之一。冷卻混合機主要由鍋體和攪拌裝置組成。鍋體為雙層結(jié)構(gòu)，夾層空間內(nèi)通冷卻水。立式冷卻混合機內(nèi)有的還有一個冷卻水環(huán)，可以和鍋體連接，也可以與鍋蓋連接，鍋體冷卻和冷卻水環(huán)冷卻組成了冷卻混合機的冷卻系統(tǒng)。冷卻混合機的攪拌槳結(jié)構(gòu)簡單，最好是中空，能通入冷卻水。 混合機選型查表得配料表觀密度為 ??日 生 產(chǎn) 時 數(shù) 量日 進 入 高 速 混 合 機 物 料每 小 時 設(shè) 計 產(chǎn) 量設(shè)每批的混合操作時間為 小時 ?????配 料 表 觀 密 度操 作 周 期每 小 時 設(shè) 計 產(chǎn) 量每 批 混 合 物 料 量表 7 張家港萬科機械制造 SHR高速混合機參數(shù)型號 總?cè)莘e 有效容積 電機功率 主軸功率（rpm）外形尺寸(mm)SHR—200A 200 150 39/51 475/950 24008501580 SHR—300A 300 225 49/65 475/950 280010801680 表 8 常州市凱瑞恩機械有限公司 HJ高速混合機參數(shù)型號 總?cè)莘e/L 產(chǎn)量/(kg/h) 電動機功率（kw） 外形尺寸（mm）HJ200 200 150 3545 16856501600HJ300 300 270 4065 234012202300查張家港萬科機械有限公司生產(chǎn)高速混合機資料選取 SHR—200A 高速混合機，操作方便，特別是對于較細的粉粒、凝塊混合二種以上的粉狀體或含有一定水份的物料都能均勻混合，對添加量很少的配料同樣能達到較好的混合效果有效容積為150L。對于此次生產(chǎn)線的設(shè)計，SHR—200A 型混合機產(chǎn)量比較適合本生產(chǎn)線，這樣不會造成浪費，更加合理的利用機器。 臺故 取臺有 效 容 積設(shè) 計 量高 速 混 合 機 的 臺 數(shù) ??表 9 張家港海泓科機械 制造 SHL冷卻混合機參數(shù)型號 總?cè)莘e 有效容積 電機功率 主軸功率（rpm）外形尺寸(mm)11 / 29SHL—500A 500 320 11 130 313513101460SHL—800A 800 500 15 100 340016001500冷卻混合機與高速熱混合機在工業(yè)上是組合使用。熱冷混合機的總?cè)莘e之比應(yīng)為 1： 這樣在單位時間內(nèi)物料冷卻效果較好。查張家港海泓機械有限公司生產(chǎn)冷卻混合機資料選取 SHL—500A 高速混合機，有效容積為 320L，取 2 臺。具有具有設(shè)計先進、操作方便、安全可靠、效率高、能耗小、噪音低、耐腐蝕等特點。 上料擠出機上料斗內(nèi)的供料方式有幾種，小型擠出機一般多用人工直接上料；大型擠出機或多臺擠出機的并列同時生產(chǎn)料斗的供料方式，可采用彈簧上料、真空上料和壓縮空氣管道輸送上料等方式。本設(shè)計采用彈簧上料，具有簡化工作、節(jié)省人力、改善勞動條件、操作簡便、文明安全等優(yōu)點。 彈簧上料結(jié)構(gòu)圖 4 彈簧上料設(shè)備結(jié)構(gòu)示意1 一電動機；2 一彈簧；3 一橡膠管；4 一原料箱；5 一料斗本 機 采 用 螺 旋 輸 送 原 理 ， 使 用 鋼 絲 彈 簧 旋 轉(zhuǎn) 把 原 料 從 儲 料 箱 中 輸 送 到 塑 料 擠 出機 料 中 ， 直 至 加 滿 由 料 位 器 發(fā) 出 滿 料 信 號 ， 停 止 加 料 ， 通 過 一 段 時 間 ， 重 新 開 機 往復(fù) 循 環(huán) ， 也 可 根 據(jù) 用 戶 要 求 ， 利 用 時 間 繼 電 器 來 控 制 停 機 時 間 ， 實 現(xiàn) 自 動 化 。 上料機的選型表 10 張家港萬凱機械 ZJF彈簧上料機參數(shù)型號 輸送能力（kg/h ）彈簧直徑（mm）電機功率（ kw）輸送距離（L）儲料箱容量（kg）外形尺寸(mm)ZJF300 300 36 35 150 Φ650116212 / 29905655840Φ8201550ZJF700 700 59 35 200950950960查閱張家港萬凱機械有限公司生產(chǎn)彈簧上料機資料選取 ZJF300 型彈簧上料機，取 2 臺。具有以下特點：安裝方便，并可移動，如多臺攪拌機使用同一種料，只需一臺上料機可同時供多臺拌料機上料，免除人