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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用课 程 设 计 任 务 书专业：高分子班号：化074-2 学号： 200721507211 姓名：李晓刚指导老师：王慧敏一. 设计题目：塑料管材工艺设计二. 设计任务：1、原料名称： PPR树脂 依据制品的性能挑选型号）及各种配料；2、产品要求：外径 32mm,壁厚 5.4mm的 PPR热水管；3、生产才能：年产 4000 吨管材；4、已知条件：年工作日 300 天,原料自然损耗率 0.1 0.15%,制品合格率 85-95%；线重 2900g/m,承担的应力 1.0MPa,水的比热： 0.998Cal kgoC,三.
2、 设计要求：1图纸1）工艺设计：工艺流程图 包括配料和挤出）；手工绘图）2）设备设计：管机头总装图；运算机绘图, A3 打印）2设计说明书：用毕业设计纸）1）设计任务书及原始资料；2）设计概述：设计依据、原理、设计结果简述；3）工艺设计运算：物料衡算、热量衡算、设备选型；4）非定型设备的设计；管材机头）5）设计评判：自我评判优缺点、创新性、牢靠性等；四. 参考文献：塑料工艺设计及争论指南,塑料挤出成型技术,橡胶塑料机械产品样本,聚合物加工工程,塑料模具设计等；五. 时间支配：名师归纳总结 第一周文献检索、工艺运算；第 1 页,共 35 页其次周草图和书写设计说明书；第三周完成正式图纸；- -
3、- - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用一.绪论 4 1.1 聚丙烯简介4 8 5 1.2 聚丙烯的性能4 1.3 聚丙烯塑料的应用范畴1.4 聚丙烯改性方面6 1.5 聚丙烯改性管8 1.6 无规共聚聚丙烯简介1.7 聚丙烯的进展9 二.设计概述 9 2.1.配方设计 9 2.1.1 塑料配方设计原就 9 2.1.2 配方 10 2.1.3 配方设计说明 11 2.2 生产方法 12 2.3 生产工艺过程 12 2.3.1 工艺流程 12 2.3.2 挤出工艺掌握因素 13 2.3.3PPR管材挤出工艺过程说明 14 三.工艺设计运算 1
4、5 3.1 物料横算 15 3.1.1 物料衡算的意义 15 3.1.2 物料横算的方法 15 3.1.3 物料衡算的运算 17 3.2.热量恒算 18 3.2.1 热量恒算的意义 18 3.2.2 热量恒算的方法 18 3.3 热量恒算的运算 20 四设备的运算与选型 20 4.1 设备的挑选原就 20 4.2 设备的挑选目的 21 4.3 挤出机的选型 21 4.4 辅机的选型 23 4.4.1 混合设备 23 4.4.2 上料装置 23 4.4.3 成型后辅机选型 24 4.4.4 打印机 26 4.4.5 破裂机 26 名师归纳总结 4.5 全年所耗水量和耗电量的运算26 第 2 页,
5、共 35 页4.5.1 全年耗水量运算：26 4.5.2 全年耗电量运算：27 五.非定型设备的设计管材机头） 27 5.1 管材机头的结构组成27 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 5.2 机头的作用及分类28 个人资料整理仅限学习使用5.3.机头设计基本原就 29 5.4.机头设计过程 29 5.4.1 口模设计 29 5.4.2 芯模设计 30 名师归纳总结 六设计评判5.4.3 分流器及其支架31 第 3 页,共 35 页5.4.4 机头的调剂32 33 七参考文献34 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - -
6、 个人资料整理 仅限学习使用一.绪论1.1 聚丙烯简介聚丙烯采纳齐格勒 -纳塔催化剂使丙烯催化聚合而得,它是分子链节排列得很规整的结晶形等规聚合物；聚丙烯按其结晶度可以分为等规和无规聚丙烯,等规聚丙烯为高度结晶的热塑性树脂,结晶度高达95%以上,分子量在 8-15万之间,而无规聚丙烯在室温下是一种非结晶的、微带粘性的白色蜡状物,分子 量低 是五大通用塑料之一,也是通用塑料中进展速度最快、产量最 大、牌号最多、用途最广的合成树脂之一,被广泛应用于工业中各个领域；PP 原料来源丰富、价格廉价、易于成型加工,且具有有密度小、力学性能优良、电绝缘性良好、介电常数较小、耐应力开裂和耐化学药品等优点；1.
7、2 聚丙烯的性能聚丙烯的分子结构为典型的主体规整结构,为结晶聚合物,其分子量为 1050万；比重 :0.9-0.91克/立方厘 M 成型收缩率 :1.0-2.5% 成型温度： 160-220其特点是强度刚度 ,硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在 100度左右使用 .具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆、不耐磨、易老化.适于制作一般机械零件 ,耐腐蚀零件和绝缘零件；详细为：1） 物理性能 ：聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物,密度只有 0.90-0.91g/cm3,是日前全部塑料中最轻的品种之一；它对水特殊稳固,在水中 24h的吸水率仅为 0.01%,分子量约 8-1
8、5万之间；成型性好,但因收缩率大,厚壁制品易凹陷；制品表面光泽好,易于着色；2） 力学性能：聚丙烯的结晶度高,结构规整,因而具有优良的力学性能,其强度和硬度、弹性都比HDPE高,但在室温下和低温下,由于本身的分子结构规整度高,所以冲击强度较差,分子量增加的时候,冲击强度也增大,名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 35 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用但成型加工性能变差； PP最突出的性能就是抗弯曲疲惫性,如用 PP注塑一体活动铰链,能承担 7*10的7次方次开闭的折迭弯曲而无损坏痕迹,干磨擦系数与尼龙相像,但在油润滑下,不如尼龙
9、；3） 热性能： PP具有良好的耐热性,熔点在 摄氏度以上温度进行消毒灭菌,在不受外力的,164-170摄氏度,制品能在 100 150摄氏度也不变形；脆化温度为-35摄氏度,在低于这个温度以下会脆化,耐寒性不如聚乙烯；4）化学稳固性：聚丙烯的化学稳固性很好,除能被浓硫酸、浓硝酸腐蚀 外,对其它各种化学试剂都比较稳固,但低分子量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃 等能使 PP软化和溶胀,同时它的化学稳固性随结晶度的增加仍有所提高,所以 聚丙烯适合制作各种化工管道和配件,防腐蚀成效良好；5） 电性能：聚丙烯的高频绝缘性能优良,由于它几乎不吸水,故绝缘性 能不受湿度的影响；它有较高的介电系数,且随温度的上升
10、,可以用来制作受热的电气绝缘制品,它的击穿电压也很高,适合用作电气配件等；抗电压、耐 电弧性好,但静电度高,与铜接触易老化；6） 耐候性：聚丙烯对紫外线很敏锐,加入氧化锌、硫代丙酸二月桂酯、碳黑或类似的乳白镇料等可以改善其耐老化性能；1.3 聚丙烯塑料的应用范畴聚丙烯是一种热塑性树脂,其原料丰富易得,价格廉价、利用率高、性能良好 ,主要用途为制造塑料制品,如家用器具,无线电和电视设备,包装 用薄膜,可消毒的医疗器皿,合成纤维,丝束以及非织造布等聚丙烯的用途详细为：1） 薄膜制品：聚丙烯薄膜制品透亮而有光泽,对水蒸气和空气的渗透性小,它分为吹膜薄膜、流延薄膜CPP）、双向拉伸薄膜 BOPP）等2
11、） 注塑制品：可用于汽车、电气、机械、外表、无线电、纺织、国防等工 程配件,日用品,周转箱,医疗卫生器材,建筑材料；3） 挤塑制品：可做管材、形材、单丝、渔用绳索；打包带、捆扎绳、编织 袋,纤维,复合涂层,片材,板材等；吹塑中空成型制品各种小型容器等；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 35 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用茂金属催化剂应用于 PP 嵌段共聚；2改进的 Ziegler-Natta 高效催化剂用于 PP 的共聚；接枝改性PP 接枝改性就是在 PP 分子中引入其他基团,既可给予 PP 某些特殊功 能,又能很好地保持
12、PP的优异特性；用来接枝的单体主要有马来酸酐MAH 、丙烯酸 AA 及其酯、甲基丙烯酸及其酯、苯乙烯、甲基丙烯酸缩 水甘油酯等 PP 的接枝方法主要有溶液接枝法、熔融接枝法、固相接枝法和 悬浮接枝法等交联改性 PP的交联方法有辐射交联和化学交联；两种交联的本质区分在于引起交联反应的活性源的生成机理不同；PP 分子链在辐射或有机过氧化物作用下生名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 35 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用产自由基,进一步分解或起交联反应；聚丙烯的物理改性 共混改性 共混改性是指两种或两种以上聚合物材料无机材料以及助剂在
13、肯定温度 下进行机械掺混,最终形成一种宏观上匀称且力学、热学、光学及其他性能得到改善的新材料的过程；增强改性PP 的增强改性中应用的增强材料主要是玻璃纤维及其制品,此外仍有 碳纤维、有机纤维、硼纤维、晶须等；在玻璃纤维增强 PP 中,用得较多的 玻璃纤维为无碱玻璃纤维和中碱玻璃纤维,其中无碱玻璃纤维的用量最 大；填充改性 填充 PP的常用无机填料有碳酸钙 CaCO3、硅灰石、滑石粉、二氧化硅 SiO2等；常用的有机填料有木粉、淀粉、稻壳粉等；1.5 聚丙烯改性管改性聚丙烯是指将聚丙烯树脂通过物理或化学的方法,使其性能发生预 期的变化,或给予材料新的功能而得到的树脂；以改性聚丙烯料生产的管材为改
14、性聚丙烯管；这种改性聚丙烯管材除了具有聚丙烯管材的耐酸、耐碱、耐化学腐蚀、耐热性好的性能外,仍具有耐低温冲击性、耐老化性和耐光性 能；改性聚丙烯管的用途和一般聚丙烯管用途相同,用于给水管、化工液体 和气体的输送,农业用排灌,热交换管和太阳能热交换器管等,但其性能优 于一般聚丙烯管；1.6 无规共聚聚丙烯简介乙烯丙烯无规共聚物是由乙烯分子和丙烯分子同时进行聚合反应而制得的,所用反应器与生产PP均聚物的一样；乙烯分子比丙烯分子小,反应快于 反应活性约十倍）丙烯；这使催化剂的立体定向性减弱而活性增大,名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 35 页精选学习资料 - - - - - -
15、 - - - 个人资料整理 仅限学习使用从而导致无规聚丙烯生成量增多；无规共聚聚丙烯性能特点：随着乙烯含量的增加,其刚度和冲击强度有所提高,加工时熔融温度宽,成型加工性较好,其制品具有韧性,耐寒性,冲击性能高和透亮度较好等特点,但其熔点,脆化点,刚性和结晶度较低；聚丙烯无规共聚物 PPR）性能见表 3工程性能指标工程性能指标溶体流淌速率0.170.25 冲击强度 KJ/m2）103.8 g/10min）拉伸屈服强度 Mpa）24 冲击强度 KJ/m2）-30破坏拉伸断裂强度 Mpa）19 维卡软化点 500 810 断裂伸长率 % 弯曲模量 Mpa）PPR管产品应用范畴 1）住宅冷热水管道系统
16、 2）工业用水及化学物质输送 3）纯洁水饮用管道 4）饮料、药物输送系统 5）压缩空气用管 6）其他工业用管1.7 聚丙烯的进展丙烯聚合催化剂 “ Ziegler-Natta ”催化剂是聚丙烯生产的核心,聚丙烯 生产技术的不断进展依靠于丙烯聚合催化剂的不断更新换代；自从K.Ziegler 与 G. Natta 于 50 岁月初创造这类特殊而奇特的催化剂以来,“ Ziegler-Natta ”催化剂大体经受了四代的进展；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 35 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用从第一代进展到其次代,主要是催化剂制备
17、工程中通过用给电子体处理 催化剂来达到提高催化剂活性和立体定向才能的目的；关于给电子体的作 用,目前人们仍不完全请粗,尽管它已被广泛应用于丙烯聚合催化剂中,并 起着特别重要的作用；二.设计概述2.1.配方设计2.1.1塑料配方设计原就塑料配方设计师充分运用添加组分添加剂或助剂）的性能改善和跳高树脂缺陷或不足的过程；在配方设计时应坚持以下原就：1 满意最终使用性能与耐久性原就 塑料制品制备过程中的选材、配方设计、产品设计、成型加工及制品 的后处理等工序,最终的目的就是制备出质量优良,满意应用要求的 制品；配方设计时主要任务是弄清使用环境条件、使用性能要求,才能挑选 合适的树脂；2 抓主要冲突的原
18、就 选登树脂后,通过对树脂性能的明白和分析,用于制备所需制品的树 脂可坑存在很多缺陷或不足,这时就应当按制品性能要求,找出主次 冲突加以解决；一般情形下,解决了主要冲突,其他冲突也就迎刃而 解；3 充分发挥添加组分功能原就名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 35 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用这是配方设计的中心任务,对添加剂组分挑选力求要准,用量适当；要做到这一点,除具有丰富的实践体会外,仍要吸取前人的体会教训,弄懂各添加组分功能,结合应用性能要求与树脂本身特性,制定几套用量确定方案,在进行试验加以确定；能用一个添加剂解决的问
19、题就绝不用两个；4 降低成本的原就配方设计时,除考虑性能外,仍必需仔细考虑到原材料的来源于成本；在相同条件下,要挑选原材料来源广,产量多,价格低廉的产品；5 依据添加剂组分性能的设计原就配方设计时,要充分考虑到组分与树脂的相容性,只有添加组分与树脂具有好的相容性才会匀称地分散于树脂体系中,才能形成肯定的整体结构,从而发挥其应有的功能与作用；其次,要考虑添加组分的耐加工性；应确保小分子液态添加组分物质在加工中不蒸发,固体不分解发泡剂除外）,液体不逸出；再就是添加组分的毒性,添加组分一般都具有毒性,应在不影响制品性能的情形下尽量挑选低毒性物质；2.1.2配方PPR管的应用配方如下：表 1 配方原料
20、种类 质量份）无规共聚聚丙烯 PPR）100 四季戊四醇酯 专用树脂主要技术要求见表 3为主要原料,所用助料应与专用树脂相容性好,并能弥名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 35 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用补专用树脂的某些不足,助剂包括抗氧剂 TMB-4 ,其性能作用如下 :1010,帮助抗氧剂 DLTP,成核剂抗氧剂 1010:白色粉末,熔点 119122,微毒,不挥发,不污染,耐热性好,此抗氧剂抗氧化成效好,是最常用的抗氧剂,加入量一般为 0.1%1%,常与辅 助抗氧剂 DLTP协同使用,可节约主抗氧剂用量；加入抗氧剂
21、可以防止原料在成 型过程中与空气中氧气接触而自动氧化降解；DLTP:白色结晶粉末,熔点 38,气味小,挥发不大,微毒,常与 1010 并用,协作比例为主：辅 =3：7,加入量为 0.2%1.5% 成核剂 TMB-4: 可以提高制品的结晶度,改善制品的冲击性能,抗蠕变等力学性 能,提高使用寿命；表3冷热水管道系统用 PPR专用料技术要求序号工程单位要求1 大粒和小粒g/kg 5 2 MFR230, 2.16kg）g/10min 65 负荷变形温度 0.45MPa 4 700 6 拉伸屈服应力MPa 20 7 弯曲模量MPa 650 2.2 生产方法PPR管材采纳挤出成型进行生产,其工艺过程如下；
22、1）第一,依据 PPR管材使用特性和使用环境的特点,挑选 PPR树脂专用料以 满意主要的使用要求,再挑选各种助剂,来改善加工性能,提高使用性能,或 者节约材料,从而完成 PPR管材的配方；2）然后按 PPR管成型用料配方要求,把各种原料和助剂计量后输入高速混合 机的混合室,经高速混合搅拌把各种掺混料混合匀称后,送入冷却混合机,把高温物料降温到肯定温度下,然后输入挤出机料斗中仍有一种工艺是把混合均匀的物料经挤出机混炼造粒后再输入挤出机料斗中）,料斗内原料经由机筒进名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 35 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限
23、学习使用料口进入挤出机机筒内,随着螺杆的旋转,原料被强制推向机筒前方；由于机 筒前端有过滤网,多孔板,和成型模具的阻力,再加上螺杆螺纹槽容积的逐步 缩小,使原料运动阻力随着物料量的增加而增大,即原料的受压力越来越大,同时原料仍受到机筒外加热的影响和在机筒内受挤压,剪切,搅拌作用,再加 上原料与机筒,原料之间的相互摩擦,使原料在机筒内温度上升,最终变成粘流态,达到完全塑化；随螺杆旋转,把熔融物料等压,等量的推入成型制品用 模具,然后从模具口挤出,成型 PPR塑料管坯；3）管坯经冷却,定型,牵引,成型管材再按肯定长度切断,然后喷码,检验 入库,即完成 PPR管材挤诞生产；4）生产过程中产生的废料可
24、直接粉碎,然后输入到挤出机中,和新料掺混,再次挤出成型；2.3 生产工艺过程2.3.1工艺流程1）挤出过程：PPR树脂 + 抗氧剂 1010 + DLTP+成核剂 TMB-4 高速混合 挤出造粒）挤出成型冷却定型牵引切断质量检查喷码入库2）回收过程：废料清洗破裂混合挤出2.3.2挤出工艺掌握因素）温度的掌握 温度的掌握是挤出操作中重要的掌握因素；挤出成型所需掌握的温度是机 筒温度、机颈温度、口模温度；热塑性塑料在肯定温度条件下熔融塑化,其熔 体粘度与温度成反比；温度是影响塑化质量和产品的重要因素；温度过低,塑 化不良,管材外观无光泽,力学性能差,产品达不到要求；温度过高,塑料会发生分解,产生变
25、色等现象；原料不同,可以挑选不同类型的机头；通常情况下,机颈、机身温度应低于口模温度；对于熔体粘度较大的材料,如聚氯乙名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 35 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用烯,其流淌性差,受热简洁分解,所以成型时各段温度掌握特别重要；另外粉 状物料的成型温度比粒状物料低；）螺杆转速 螺杆转速提高,挤出量增加,从而可提高产量,但简洁产生塑化不良现 象,造成棺材内壁毛糙,温度下降,这时应调剂机头压力,使产量、质量达到正确；螺杆转速的调剂可依据螺杆结构所加工的材料、产品的外形和辅机冷却 速度而定；螺杆的温度掌握影
26、响物料的输送率、物料的塑化、熔融质量等；挤出管材 螺杆需要通过冷却水,降低螺杆温度,这样有利于提高螺杆塑化质量；）牵引速度 在挤出操作中牵引速度的调剂很重要；物料经挤出机熔融塑化,从机头连 续挤出后被牵引,而后进入定型装置、冷却装置、牵引装置等；牵引速度应与 挤出速度相匹配；如牵引速度过快,制品残余内应力较大,管材简洁弯曲、变 形；当牵引速度过快时甚至会将管材拉断；但牵引速度过慢,由于离模膨胀,管材壁厚增大；通常正常生产时,牵引速度应比管材挤出速度大 1%10%左 右；牵引速度直接影响管材的壁厚,牵引不稳固管径也会不匀称；牵引作用对 制品仍有纵向的拉伸,影响制品的力学性能和纵向尺寸的稳固性,有
27、些成型工 艺中通过调剂牵引速度,使产品获得所需性能；4）压缩空气的压力 压缩空气能够将管材吹胀,使管材保持肯定的圆度；要求压力应大小适 当；压力过小管材不圆,压力过大,芯模被冷却,管材内壁显现裂口,不光 滑,管材质量下降；同时压力要求稳固,如压力忽大忽小,管材简洁产生竹节 状现象；5）定径装置、冷却装置的温度 挤出不同的塑料产品,采纳不同的定径方式和冷却方式,冷却介质可以是空 气、水或其他液体,需要掌握温度；其温度主要与生产效率、产品内应力等有 关；名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 35 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用2.
28、3.3PPR 管材挤出工艺过程说明1）混合过程；原料挤出之前需要混合匀称,以保证塑化质量和制品质量,最好是采纳混炼,挤出造粒,鉴于本配方中所加助剂较少,所以省去造粒过程,节约工艺成本,削减流程,直接采纳混合,挤出成型；2）挤出过程 要生产高质量 PPR管材,必需要有塑化良好及稳固的熔体流淌,其中挤出 机温度掌握特别重要； PPR管材成型温度一般在 210-260之间, PPR管材典型 温度工艺条件见下表 4工程一区二区三区四区五区机头二区设定185 230 240 225 225 一区温度 /250 230 挤出速度对塑化影响挺大,一般主机螺杆转速不超过40r/min；3）成型后帮助过程 通常
29、在满意管材外观质量要求的前提下,真空度应尽可能低,以削减内应力,这样管材在存放过程中收缩变形小；真空度一般为 过程采纳真空定型；0.050.08Mpa；本生产管材的牵引速度与挤出速度要匹配,留意不能影响管径和壁厚；冷却时喷淋水温要相宜,一般在20左右；不宜过高与过低；注：各个过程中工艺条件的详细情形,仍要依据详细的设备因素进行挑选与掌握；详细的设备条件见3.1 物料横算3.1.1物料衡算的意义3 设备的运算与选型一节三.工艺设计运算物料横算,是在已知产品规格和产量前提下算出所需原料量、废品量及消名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 35 页精选学习资料 - - - - -
30、- - - - 个人资料整理 仅限学习使用耗量；同时,仍可拟定出原料消耗定额,并在此基础上做能量平稳运算；通过物料横算可算出：1 实际动力消耗量2 生产过程所需热量或冷量3 为设备选型、打算规格、台数或台时产量）供应依据4 在拟定原料消耗定额的基础上,可进一步运算日消耗量,每小时消耗 量等设备所需的基础数据；综上所述,物料衡算是紧密协作车间生产工艺设计而进行的,因此,物料衡算是工艺设计过程的一项重要的运算内容；3.1.2物料横算的方法塑料制品的生产过程多采纳全流程、连续操作的形式；物料衡算的步骤如下：1 确定物料衡算范畴,画出物料衡算示意图,注上与物料衡算有关的数 据；物料衡算示意图如下：2
31、说明运算 任务；如：年产量、年工时数等；3 选定运算基准；生产上常用的运算基准有：单位时间产品数量或单位 时间原谅投入量,如： kg/h,件 /h,t/h连续操作常采纳此种基准）；加入设备的原料量 间歇操作常采纳此种基准）；4 由已知数据,依据以下公式进行物料衡算：名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 35 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用G1=G1+ G3 式中： G1进入设备的物料量总和 G2离开设备的正品量和次品量总和 G3加工过程中物料缺失量总和 5 收集数据资料；一般包括以下方面：年生产时间：连续生产 300350d
32、间歇生产 200250d 连续生产时,年生产的天数较多,在300d 左右,其他时间将考虑全长检修,车间检修或 5%10%意外停机；当间歇生产时,就要减去 全年的休息日,目前为双休日加上法定假日全年约为 110d,所以间歇 生产比连续生产少 110 个工作日；总之,确定了每年有效地工作时数后就能正确定出物料衡算的时 间基准,算出每小时的生产任务,进而在以后的运算中选定设备的规 格；详细的挑选天数要通过分析得出；有关定额、合格率、废品率、消耗率、回收率等；在任何一个产品加 工过程中,合格产品都不是百分之百；由于设备缘由、原材料缘由以及 人为缘由都可能造成废品的显现；加工不同的产品显现废品的几率有差
33、 异,要详细情形详细分析；才外仍应考虑车间治理水平、设备先进水平等,取高值与低值都应有充分的论据；经过电铲争论后发觉：塑料制品 合格率为 85%95%、自然损耗率为 0.1%0.15%,这主要是贮存、运输、加工前的消耗；回收率就应依据详细情形 物料衡算结果应列成物料衡算汇总表,必要时画出物料衡算图；3.1.3物料衡算的运算已知年产量为 4000t 的塑料制品,已确定合格率为 0.15%,求年消耗原料量；合格产品量90%,自然损耗率为名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 35 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用年进机料量 m1= =
34、4000t/90%=4444.45t 合格率取输送,混合两步中损耗率均为0.05%,就进入混合机的料量m2=m1/=4448.90t,即年进车间料量为m3 就废料量 m4=m1-4000=4444.45-4000=444.45t 回收物料量 m5=m4*95%=444.45*95%=422.23tm1*10%=444.45t,即回收废料量不超过进机物料量的 10%,满意要求；考虑回收,就年进机新物料量m6=m1-m5=4444.45-422.23=4022.22t 就小时车间处理量 m7=年进车间料量为 m3/年生产时间 =4448.90/300*24）=0.618t/h=618kg/h就自然
35、损耗量 m8=m3-m1=4448.90t-4444.45t=4.45t 列表 4有回收情形）合格率 90% 合格产品 4000t 废品率 10% 废品 444.45t 自然损耗率 0.1% 自然损耗量 4.45t 年进车间料量 4448.90t 小时车间处理量 618kg/h 年进机料量 4444.45t 年进机新物料量 4022.22t 配方中各组分的投料量,损耗量,总料量及每小时处理物料量列表 5 如下：序号组分份数质量分年进机料量损耗量总物料每小时处理1 配方100 数 量物料量t/a kg/h PPR 98.81% 4391.56 4.40 4395.96 609.94 2 成核0.
36、2 0.20% 8.89 0.01 8.90 1.23 剂TMB-4 名师归纳总结 3 抗氧0.5 0.50% 22.22 0.02 22.24 3.09 第 17 页,共 35 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用剂 1010 4 DLTP 0.5 0.50% 22.22 0.02 22.24 3.09 5 总计101.2 100% 4444.89 4.45 4449.34 617.35 注：表中数据运算说明（1） 各组分进机料量 =总进机料量 *质量分数（2） 各组分损耗量 =总损耗量 * 质量分数（3） 各组分总料量 =
37、进机料量 +损耗量（4） 各组分每小时处理物料量3.2.热量恒算3.2.1热量恒算的意义=每组分进机料量 /年生产时间 应当等于物料所吸取热量 Qi；热平稳公式为： Qv= Qi 上式是通用公式,详细应用时应留意以下几个问题：名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 35 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用1 正确建立热量之间平稳关系；2 必需弄清过程中存在的热量形式,及热缺失；从而确定所要收集的物性 数据集数据的牢靠性,以保证运算的精确性；3 要合理划定运算范畴；一般可以和设备的进口和出口一样；4 合理确定运算基准；运算基准是指数量
38、上的基准和基准态；数量基准按处理每公斤物料运算；基准态一般是以25作基准温度；在热塑性塑料成型过程中,最常用的热量来源为电能转变成热能,主 要有两种方法：电阻加热、电感加热；电加热装置简洁、洁净、无污 染,温度调剂也很便利,所以广泛用于塑料成型加工过程中；热量衡 算的方法有：温差法；焓差法；潜热法；设计中常涉及前两 种,故重点介绍温差法和焓差法；温差法 qh=qm,hchT1-T2 qc=qm,h ccT4-T3 式中 qm,h、qm,c热流体和冷流体的质量流量,kg/s ch、cc热流体和冷流体的比热容,J/kg K T1、T2热流体最初和最终的温度,K K T4、T3冷流体最终和最初的温度
39、,焓差法qh=qm,h h1-h2 qc=qm,c h4-h3 式中 qm,h 、qm,c热流体和冷流体的质量流量,kg/s h1 、h2热流体最初和最终的焓值,J/kg h4 、h3冷流体最初和最终的焓值,J/kg 以上两种运算方法比较：焓差法是采纳不同状态下的焓值运算,这与工程 无关,所以用此法运算时可以不考虑物料由于相变过程而产生的相变潜热或结 晶等；温差法的运算就与工程有关,在没有相变产生的工程中可用此法进行计 算；名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 35 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用3.3 热量恒算的运算挤出机生产 PPR热水管,年产量为4000t,原料初温定为 T2=25,口模出口温度定为 T1=220, CPP,h=1.9kj/kg*k, 运算挤出机所需热功率,单位时间内 物料所需热量；忽视机器的散热缺失,不考虑机器摩擦剪切生热,即挤出机加热供应