Проект пiдготовчого цеху шинного заводу по виробництву 1.47 млн. шин у рiк розмiру 12.00R-20

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ НАУКИ  МОЛОДІ І СПОРТУ УКРАЇНИ

ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

«УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ХІМІКО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ

УНІВЕРСИТЕТ»

Кафедра хімії та

технології переробки

еластомерів

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

на тему : «ПРОЕКТ ПІДГОТОВЧОГО ЦЕХУ ШИННОГО ЗАВОДУ ПО ВИРОБНИЦТВУ 1.47 МЛН. ШИН У РІК РОЗМІРУ 12.00R-20»

Виконала

студент групи 5 Г З                                                                 Григор'єва І.М.

Перевірив

Доцент                                                                                       Ващенко Ю.М.                                                                                   

Дніпропетровськ

2012

 РЕФЕРАТ

Аркушів – , таблиць – , рисунків –

КЛЮЧОВІ СЛОВА: ШИНА 12.00R-20, РЕЦЕПТУРИ ГУМОВИХ СУМІШЕЙ, МАТЕРІАЛЬНИЙ БАЛАНС, ГУМОЗМІШУВАЧ, БУНКЕРИ, ТЕРЕЗИ, СКЛАДИ, ТЕХНОЛОГІЧНІ ПРОЦЕСИ ВИГОТОВЛЕННЯ ГУМОВИХ СУМІШЕЙ

В курсовому проекті надана стисла характеристика шини 12.00R-20 та її основні конструкційні розміри. Наведено обґрунтування рецептур гумових сумішей для виготовлення бігової частини протектора та боковини.

Розраховано матеріальний баланс потрібної  кількості гумових сумішей та інгредієнтів для виготовлення заданої  програми випуску шин.

Здійснено розрахунок основного технологічного обладнання та складів для зберігання інгредіентів. Проведено вибір та обґрунтування технологічного процесу виготовлення гумових сумішей.

Наведено заходи по охороні праці  та навколишнього середовища

ХТПЕ   2009   018  6.091612   КП

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

Проект підготовчого цеху шинного заводу по випуску 1,47 млн. шин у рік розміру 12.00R-20

Літера

Маса

Масштаб

Розробив

Григор'єва

Перевірив

Т.Контр.

 Аркуш 2

 Аркушів 

Розрахунково-пояснювальна записка

УДХТУ

група 5-Г-з

Н.Контр.

Затвердив

Ващенко

ЗМІСТ

Стор.

РЕФЕРАТ  

ВСТУП  

1. ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА  

1.1 Стисла характеристика готової  продукції  

2. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА  

2.1 Вибір та обґрунтування рецептур  гумових сумішей  

2.1.1 Обґрунтування рецептури гумової суміші для виготовлення

бігової частини протектора  

2.1.2Обґрунтування рецептури гумової  суміші для боковини  

2.2 Матеріальний баланс  

2.3 Розрахунок необхідного технологічного обладнання  

2.4 Розрахунок бункерів. Вибір терезів  

2.5 Вибір складів  

2.6 Вибір, обґрунтування та опис технологічного процесу

виготовлення гумових сумішей   

2.6.1 Підготовка, транспортування, розвантажування  та подача

у гумозмішувач каучуків  

2.6.2 Підготовка, транспортування, розвантажування  та подача

у гумозмішувач технічного вуглецю  

2.6.3 Підготовка, транспортування, розвантажування  та подача

у гумозмішувач сипких інгредієнтів  

2.6.4 Підготовка, транспортування, розвантажування  та подача

у гумозмішувач пом’якшувачів  

2.6.5 Виготовлення гумових сумішей  

2.6.6 Контроль якості гумових  сумішей  

3. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА  

3.1 Охорона праці  

3.2 Охорона водного басейну   

3.3 Охорона повітряного басейну   

4. УЗАГАЛЬНЕННЯ  

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ  

ХТПЕ   2012   018  6.091612   КП

Аркуш

3

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

ВСТУП

Шинна промисловість – одна з  ведучих галузей нафтопереробної і нафтохімічної промисловості. Від розвитку шинної промисловості залежить кількість і якість шин, яка впливає на роботу автомобільного, авіаційного транспорту, будівельних, дорожніх та сільськогосподарських машин[1] і як наслідок на економіку держави.

Шинна промисловість України сприяє розвитку таких галузей промисловості, як виробництво технічного вуглецю, корду, хімічних добавок і т.п., продукцію яких вона споживає. Ця промисловість характеризується складною системою міжгалузевих зв’язків з багаточисленними галузями – постачальниками сировини і обладнання і споживачами (машинобудування, транспорт, сільське господарство та ін.). На підприємствах галузі випускається декілька сотен типорозмірів шин різного призначення для різних видів техніки. Нові шинні заводи являють собою великі промислові підприємства з високим ступенем механізації і автоматизації виробництва [2].

Головні завдання  для підприємств шинної промисловості України: 

по-перше, пропонувати на ринку  ту продукцію, яку хочуть споживачі;

по-друге, стійкість підприємства в конкурентній боротьбі з імпортною продукцією та завоювання нових ніш.

Собівартість продукції, що випускається являється основним техніко-економічним показником, котрий характеризує виробничу і фінансово-господарську діяльність підприємства, особливо підприємств – виробників гумової продукції. Вона пов’язана з об’ємами виробництва, ціновою політикою,

ХТПЕ   2012   002 6.091637   КП

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

Проект підготовчого цеху шинного  заводу по випуску 1,47 млн. шин у рік розміру 12.00R-20

Літера

Маса

Масштаб

Розробив

Григор'єва

Перевірив

Ємельянов

Т.Контр.

Ємельянов

 Аркуш 4

 Аркушів

Розрахунково-пояснювальна записка

УДХТУ

група 5-Г-з

Н.Контр.

Ємельянов

Затвердив

Ващенко

розгорнутим асортиментом випускаємої  продукції, її якістю і обсягом реалізації.

Активна частина собівартості продукції  цілком залежить від формування витрат на її виробництво, тобто від витрат виробництва, особливо по статті „сировина і матеріали”, частка яких в загальній собівартості складає 60-70%.

Якісні характеристики шинної продукції  і кількісні показники виробництва  пов’язані і визначаються досягненням науково-технічного процесу, наукомісткими технологіями, апаратним оформленням.

Для шинного виробництва характерні наступні стадії розвитку і руху повного  технологічного циклу:

• вхідний контроль якості сировини і матеріалів, що постачаються, подача в виробництво;
• виготовлення гумових сумішей і контроль їх якості, передача готових гумових сумішей на подальшу переробку по переділам виробництва;
• заготовчо-збірні технологічні процеси.

Сьогодні ситуація на ринку шин  пов’язана з конкретною особливістю продажної ціни готової шини і можливістю отримання максимального прибутку на одиницю товару. Але в реальних умовах радикально мінімізувати розмір умовно-постійних витрат неможливо.

Потрібно також відмітити, що в  виробництві шин неможливо звести до мінімуму використання окремих видів сировини і матеріалів, так як це може ініціювати різке зниження технічних і експлуатаційних властивостей продукту, тобто його якості.

У зв’язку з цим була запропонована система планування витрат на виробництво товарної продукції у вигляді образного натурального показника, який установлює взаємозв’язок оптимуму якості і ваги одиниці продукту (шини). Оцінивши свою роботу по запропонованому критерію, структурні підрозділи заводу-виробника зможуть організувати виробництво шин, збалансованих за якісними і економічними показниками, а також за показниками екологічної безпеки.

Широке застосування шин пояснюється  тим, що протягом останнього сторіччя, левова доля всієї колісної техніки проектується з використанням шин,

ХТПЕ   2012   002  6.091637   КП

Аркуш

5

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

так як вони добре амортизують поштовхи та удари, дозволяють підвищити швидкість руху та прохідність машин в різноманітних умовах.

Одним з основних завдань виробників шин є збільшення терміну служби їхньої продукції. Споживачеві надається гарантія на пробіг, а також на зберігання. Для забезпечення виконання цих гарантій на практиці виникає необхідність оптимізації рецептури та вибору інгредієнтів.

Рецептуроскладання повинно сприяти задовільненню вимог споживачів: підвищувати витривалість виробів, знижувати їх масу, підвищувати навантажувальні та швидкісні характеристики шин, забезпечувати хімічну та фізичну стійкість до дії різноманітних середовищ, та бути суттєвим економічним важелем.

До найважливіших проблем  рецептуроскладання слід віднести необхідність істотного покращення комплексу механічних властивостей гум, зниження гістерезисних втрат, покращення адгезії гум до армуючих матеріалів.

ХТПЕ   2012   002 6.091637   КП

Аркуш

6

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

1 ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА

1. Стисла характеристика готової продукції

Основним призначенням шин є  пом’якшення та гасіння поштовхів, ударів та інших динамічних навантажень, що виникають під час руху автомобілів та іншого транспорту.

Пневматичні шини широко застосовуються для вантажних автомобілів, автобусів та причепів. Шини для них повинні забезпечувати високу прохідність, витримувати значні  навантаження та передавати великі тягові зусилля.

Шини мають протекторний рисунок із досить великих густо розташованих грунтозачепів та глибоких канавок. Це забезпечує підвищене зчеплення із покриттям дороги, плавність руху та гарні гальмівні властивості.

Шина розміру 12.00 R-20 випускається відповідно до ДСТУ 4140-2002 призначена для комплектації вантажних автомобілів, автобусів та причепів. Основні характеристики шини наведені у табл.1.1.

Шина даного типу складається з  покришки та камери. Покришка є найбільш важливою і складною за конструкцією частиною пневматичної шини і представляє собою міцну гумово кордну оболонку тороподібної форми. Основні розміри складових частин наведені у специфікації, що додається.

ХТПЕ   2012   002  6.091637   КП

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

Проект підготовчого цеху шинного заводу по випуску 1,47 млн. шин у рік розміру 12.00 R-20

Літера

Маса

Масштаб

Розробив

Григор'єва

Перевірив

Ємельянов

Т.Контр.

Ємельянов

 Аркуш 7

 Аркушів

Розрахунково-пояснювальна записка

УДХТУ

група 5 ГЗ

Н.Контр.

Ємельянов

Затвердив

Каркас є основною силовою частиною пневматичної шини і зазвичай складається з кількох шарів обгумованого текстильного корду. Кількість шарів і напрямок кордних ниток залежать від конструкції покришки і необхідної вантажопід’ємності шини.

Поверх основних шарів каркасу  розміщується брекер, що представляє собою кілька шарів корду з меншою частотою ниток. Головне призначення брекеру – захист каркасу від різних ударних навантажень, а також підвищення механічної міцності пневматичної шини.

Бортові кільця забезпечують необхідну міцність і жорсткість бортів. Їх виготовляють з обгумованої стальної проволоки або стрічки.

Камера представляє собою тороподібну еластичну гумову трубку з вентилем для входу та виходу повітря і призначена для герметичності пневматичної шини.

Протектор – зовнішня частина покришки, що являє собою товстий шар гуми. Протектор повинен надійно захищати каркас від механічних пошкоджень, мати добрий опір стиранню, пошкодженням, пом’якшувати поштовхи.

Борт покришки – жорстка частина покришки, завдяки якій вона надійно закріплюється на ободі. Покришка має два борти.

Основні конструкційні розміри  напівфабрикатів знаходяться у  специфікації, що додається.

Фізико-механічні показники гум  готових шин повинні відповідати нормам, вказаним у таблиці 1.2.

Гарантійний термін експлуатації та збереження – 5 років від дати виготовлення.

   ХТПЕ   2012   002  6.091637   КП

Аркуш

8

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

Таблиця 1.1

Основні характеристики виробів

(покришки, камери)

ХТПЕ   2012   002  6.091637   КП

Аркуш

9

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

Таблиця 1.2

Фізико-механічні показники гум  готових шин

ХТПЕ   2012   002  6.091637   КП

Аркуш

10

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

ХТПЕ   2012   002  6.091637   КП

Аркуш

11

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

2. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА

2.1. Вибір та обґрунтування рецептур  гумових сумішей

Гумові суміші – це складні багатокомпонентні  системи. Рецепт гумової суміші – це вміст каучуків та інгредієнтів у їх кількісному співвідношенні у гумовій суміші. Від природи та вмісту інгредієнтів залежать властивості гум.

Для забезпечення роботи покришки, як багатошарової монолітної конструкції необхідне оптимальне співвідношення жорсткості (модулів) гум у шарах.

Принципова схема розподілу модуля у шарах покришок приведена на рисунку 2.1.

f₃₀₀

мПа

2

1                            3

  100 –

4

50 –

0                 елементи  покришки

Рис. 2.1. Діаграма розподілу оптимальних  значень умовного напруження при подовжені 300% (f₃₀₀):

1 – каркас;       3 – протектор – бігова;

2 – брекер;       4 – протектор – боковина.

ХТПЕ   2012   002  6.091637   КП

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

Проект підготовчого цеху шинного  заводу по випуску 1,47 млн. шин у рік розміру 12.00-R20

Літера

Маса

Масштаб

Розробив

Григор єва

Перевірив

Ємельянов

Т.Контр.

Ємельянов

 Аркуш17

 Аркушів

Розрахунково-пояснювальна записка

УДХТУ

група 5 ГЗ

Н.Контр.

Ємельянов

Затвердив

Розрізняють три основних режими роботи (рис 2.2.) гумових виробів: сталої деформації (e =const), сталого напруження (s =  const), та сталої роботи деформації (se =const). При режимі сталої деформації величина деформації не залежить від властивостей матеріалу, а виникаюче напруження прямо пропорційне модулю пружності. При цьому режимі у найбільш м’якому матеріалі розвиваються менше напруження, тобто він знаходиться у більш вигідних умовах. При такому режимі сталого напруження величина випробуваних гумою напружень залишається постійною незалежно від жорсткості гуми, а величина деформації змінюється зворотно – пропорційно модулю матеріалу. Таким чином, у режимі сталого напруження у більш вигідних умовах знаходяться високомодульні гуми. Режим сталої роботи є проміжним між режимом сталого напруження та сталої деформації. При цьому режимі незалежно від пружних властивостей гуми робота деформації залишається сталою, а самі напруження та деформація змінюються так, щоб зберегти сталими їх похідні.

f_e,

мПа

1

2

f_{e =} const

e₁                                    e₂                e ,%

(а)

ХТПЕ   2012   002  6.091637   КП

Аркуш

18

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

f_e,

мПа

1

f ₁

2

f₂

e_const                                     e ,%   

(б)

Рис. 2.2. Залежність величини роботи деформування у процесі одного циклу напруження ( А=fe*e – площа трикутника) у режимі заданих напружень (а) та заданих деформацій (б) для гум різної жорсткості: 1 – високомодульні;

2 – низькомодульні.

Технічні якості гум залежать від каучуків та інгредієнтів, що використовуються, тобто від властивостей гумових сумішей.

При розробці рецептур для нових  гумових сумішей, крім впливу окремих  складових частин та вулканізатів враховують кількості, у яких використовують інгредієнти та економічну цілеспрямованість застосування тих, або інших інгредієнтів. Таким чином гуми повинні відповідати технічним вимогам та бути порівняно дешевими.

Крім загальних вимог необхідно  враховувати специфічні вимоги, що пред’являються до кожного виробу залежно від:

• призначення виробу;
• умов та строків зберігання;
• умов та строків праці;
• способів виготовлення гумових сумішей;
• умов вулканізації;
• наявності потрібних матеріалів.

ХТПЕ   2012   002  6.091637   КП

Аркуш

19

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

Вимоги, що пред’являються до матеріалів:

• високий ступінь дисперсності;
• кулеподібна форма частин;
• мінімальний вміст вологи та летких;
• відсутність сторонніх включень;
• відсутність вільних мінеральних кислот та розчинних солей;
• однорідність;
• стабільність в умовах зберігання;
• не токсичність, або мала токсичність;
• доступність та дешевизна.

Вимоги, що пред’являються до гумових сумішей:

• добра шприцуємість;
• мінімальна усадка;
• добра стійкість до підвулканізації;
• відсутність реверсії вулканізації.

ХТПЕ   2012   002  6.091637   КП

Аркуш

20

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

2.1.1. Обґрунтування рецептури гумової  суміші П-1 для виготовлення бігової  частини протектора

Найбільш важливою частиною шини є  покришка, яка складається із каркасу, брекеру, двох бортів та протектора.

Протектор служить для забезпечення передачі тягових зусиль мотора автомобіля шинам та забезпечення надійного  зчеплення шини з дорогою. Рельєфна частина поверхні протектора називається рисунком протектора.  Робоча частина протектора, що доторкається до дороги під час котіння шини називається біговою доріжкою. Рисунок протектора повинен забезпечувати максимальний опір зносу, добре зчеплення із поверхнею дороги, необхідний опір ковзанню та боковим заносам машини, добрий відвід тепла із покришки та добре самоочищення від бруду. Протекторні гуми повинні мати високу зносостійкість, та високу міцність на розрив. Щоб протектор надійно оберігав каркас покришки від механічних пошкоджень (порізів, та проколів), гума повинна чинити добрий опір утворення надривів та роздиру, мати високу стійкість до дії кисню повітря, озону, сонячних променів та зовнішніх теплових дій, що виникають при терті шини об поверхню дороги.

При котінні шини протектор, як і  інші деталі покришки, піддається дії багаточисленних деформацій, у результаті чого у масиві шини виділяється тепло. Тому гуми повинні мати високу втомну міцність та мати мінімальне теплоутворення при експлуатації шин.

Для бігової частини протектора узятий рецепт на основі комбінації трьох канчуків (СКІ-3, СКД та СКМС-30-АРКМ-15). СКІ-3 має добрі технологічні властивості, добре поєднується з діє новими канчуками, забезпечує необхідну міцність гуми при розтягуванні та роздиранні. СКД надає протектору високу стійкість до зносу та морозостійкість, добрі еластичність та міцність. Каучук СКМС-30-АРКМ-15 забезпечує суміші добрі технологічні властивості, що дуже важливо під час шприцювання масивних заготовок протектору, та невелику усадку. А при поєднанні СКД з СКІ-3 підвищується модуль та динамічна

ХТПЕ   2012   002  6.091637   КП

Аркуш

21

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

витривалість, та зменшуються втрати на гістерезис. Застосування такої комбінації каучуків дозволяє підвищити зносостійкість та морозостійкість протекторних гум з високою міцністю та еластичністю.

Каучукова основа суміші ненасичена, тому вулканізуючим агентом буде сірка, як найбільш ефективний, доступний та недорогий інгредієнт. Для підвищення реакційної здатності сірки та отримання кращих властивостей гум застосовують прискорювач вулканізації сульфенамід М.

Сульфенамід М – прискорювач  більш сповільненої дії у початковій стадії ніж сульфенамід Ц , що обумовлює  велику стійкість до підвулканізації  гум. При використанні сульфенаміда М одержують вулканізати з  дуже високими динамічними властивостями, добрим опором старінню.

Особливістю сульфенамідних прискорювачів  є те, що кінетика вулканізації у  їх присутності характеризується наявністю  індукційного періоду та дуже високою  швидкістю в основному періоді (рисунок 2.3)

умовна  міцність, МПа 

          24 -                                                                                                    

          22 -                                                     1                                            при  Т=143 ⁰С

          20 -                                                                                                   при  Т=133 ⁰С  

          18 -                                                       2

          16 -      

          14 -                                                             3

          12 -

          10 -                                                              4

           8  - 

           6  -    

           4  -      

           2  -  

                           I            I            I            I

                         10          20         30         40                   t  вулк (хв)                                         

Рисунок 2.3. Кінетика приєднання сірки  у сумішах із прискорювачами:       1 – сульфенамід Ц, 2 – сульфенамід М.

ХТПЕ   2012   002  6.091637   КП

Аркуш

22

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

Як активатор вулканізації використовують цинкові білила, які сприяють підвищенню кількості поперечних зв'язків та, як наслідок, міцності.

                     f_р (мПа)                                                                            

                  25  -                                            1 – гуми,  що  не  містять ZnO                                                      

                                                              2 – гуми,  що  містять  ZnO (2м.ч.)                   

             20  -                                       х                3 – гуми,  що  містять  ZnO (5м.ч.)                                                

                                                                            - 3                             

                  15  -                             х                                                                 

                  10  -                                                                                         

                                        х                                                                            

                   5   -                               _о        ^о         - 2                                                   

                                        о                                  - 1                                              

                                        I               I                I                                                                                                          

                                      20            40             60            м.ч.  ТУ  П 245                                         

Рисунок 2.4. Залежність міцності гум  на основі каучуків СКІ, СКД, СКМС від  вмісту ZnO.

Найбільш ефективний вплив мають  цинкові білила у присутності  жирних кислот (стеаринова кислота) –  вторинних активаторів. Стеарин виконує роль диспергатора. Стеаринова кислота – поверхнево-активна речовина, що адсорбується на поверхні частинок наповнювачів і утворює мономолекулярний шар.

У гумові суміші на основі ненасичених  каучуків, які вулканізують ся сіркою, для запобігання підвулканізації вводять антискорчинги, які збільшують тривалість індукційного періоду. Це є дуже важливим для протекторних гум. Антискорчинг підвищує термін знаходження гумової суміші в текучому стані при температурі переробки, не підвищуючи при цьому час досягнення оптимуму вулканізації.

ХТПЕ   2012   002  6.091637   КП

Аркуш

23

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

В якості антискорчинга вибираємо  бензойну кислоту в дозуванні 0,5 мас.ч.

Для захисту гуми від старіння застосовують протистарювачі, як фізичної, так і хімічної дії. Діафен ФП – активно підвищує опір гуми багатократним деформаціям, атмосферостійкість, опір старінню.

Як пом’якшувач використовують масло ПН-6 та каніфоль. Масло ПН-6 помірно знижує в’язкість гумових  сумішей, підвищує клейкість.

Каніфоль соснова – це склоподібна  маса, що отримується в залишку  після відгонки липких прдуктів із живиці (соснової смоли). При введенні у гумову суміш каніфолю підвищується їх клейкість та внаслідок її кислого  характеру уповільнюється підвулканізація. Каніфоль покращує диспергування порошкових інгредієнтів та зберігає високі еластичні та динамічні властивості гум.

Для покращення механічних характеристик  гуми та придання опору ковзання вводиться  у суміш мінеральний наповнювач – біла сажа, яка вводиться разом із технічним вуглецем. Вона сприяє збільшенню теплостійкості та вогнестійкості. Введення невеликих кількостей БС–120 зменшує загальну зносостійкість протектора, але збільшує опір його елементів сколюванню.

Як наповнювач застосовують технічний  вуглець. ТУ П-226 дає гумам дуже великий умовний напряг, міцність при розтягу, зносостійкість, опір розриву, проколу, уколу.

При виборі ТВ враховуємо його характеристики: розмір частинок, структурність.

Таким чином, для забезпечення необхідних технологічних та фізико-механічних властивостей бігової частини протекторних гум, приймаємо рецептуру, що наведена в таблиці 2.1.

ХТПЕ   2012   002  6.091637   КП

Аркуш

24

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

Таблиця 2.1

Рецептура для виготовлення протекторної (бігова) гумової суміші

Середня густина 1,14 г/см³

ХТПЕ   2012   002  6.091637   КП

Аркуш

25

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

Таблиця 2.2

Фізико-механічні показники суміші

Кількість аналізуємих заправок – 1 у зміну

Відсоток аналізуємих заправок – 0,5

Таблиця 2.3

Фізико-механічні показники прискорених  випробувань

Відсоток аналізуємих заправок – 10

Показники прискорених випробувань  на віброреометрі РВС, дНм

Режим випробувань:

Температура (200+1)0С

Тривалість (2,0+0,5) хв

М мін   5 – 11

М макс   34 – 48

Відсоток аналізуємих заправок – 100

ХТПЕ   2012   002  6.091637   КП

Аркуш

26

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

2.1.2. Обґрунтування рецептури гумової  суміші К-1 для виготовлення каркасу

Каркас – основна частина  покришки, що надає їй міцність, гнучкість, пружність. Каркас приймає на себе частину того складного навантаження, що діє на автомобільну шину.

Каркас повинен бути достатньо  міцним та еластичним, щоб витримувати  сильні поштовхи та удари, а також  багаторазові деформації від дії  на покришку бокових та дотикових зусиль, що виникають при котінні шини.

Каркасну суміш готують на основі комбінації каучуків: СКІ-3, НК та СКД. Гуми на основі такої комбінації володіють високою міцністю, доброю клейкістю, високими еластичними властивостями, що відповідає вимогам, що пред’являються каркасним сумішам. У якості вулканізуючого агента даної суміші використовується сірка, вона є основною вулканізуючою речовиною, що застосовується у шинній промисловості.

Прискорювачі вулканізації каркасної  суміші виступає сульфенамід Ц. Він характеризується вповільненою дією у початкові стадії вулканізації. При використанні сульфенаміда Ц одержують високомодульні гуми з підвищеним опором розриву, з високою еластичністю та доброю зносостійкістю. Введення сульфенаміда Ц дозволяє змінити теплоутворення при змішуванні інгредієнтів.

Застосування прискорювача сульфенаміду Ц вимагає наявності активатору вулканізації – оксиду цинку у  присутності жирної кислоти. У якості жирної кислоти найчастіше використовують стеаринову кислоту. Вона виступає також і як диспергатор, для більш рівномірного розподілу наповнювача у гумовій суміші та утворення міцних зв’язків між ним та каучуком.

Для збільшення клейкості гумової  суміші додається каніфоль, вона знижує в’язкість гумових сумішей.

Як протистарювачі у даній суміші використовуються діафен ФП, та нафтам-2. Діафен ФП має досить високі захисні дії від теплового та озонного

ХТПЕ   2012   002  6.091637   КП

Аркуш

27

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

старіння, а також активно підвищує опір шин багаторазовим деформаціям, тому його називають протистомлювачем. Нафтам-2 також є протистарювачем цього класу.

Як пластифікатори у суміші використані  бітуми нафтові, одержані окисленням остаточних продуктів після прямої перегонки нафти. Пластифікатори впливають на технологічні властивості гумових сумішей. Бітуми підвищують клейкість суміші та сприяють отриманню більш монолітних сумішей.

Для покращення технологічних властивостей, полегшення переробки гумової суміші вводимо пом’якшувач – масло ПН-6. Масло ПН-6 добре суміщається з ненасиченими канчуками, помірно знижує в’язкість гумової суміші, збільшує її клейкість, незначно змінює міцність вулканізатів.

Для підсилення гумової суміші, придання високої міцності на розрив та роздир у суміш додається технічний вуглець П-514.

Таким чином, для забезпечення необхідних технологічних та фізико-механічних властивостей каркасних гум, приймаємо  рецептуру, що наведена в таблиці 2.4.

ХТПЕ   2012   002  6.091637   КП

Аркуш

28

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

Таблиця 2.4

Рецептура для виготовлення каркасної  гумової суміші

Середня густина 1,13 г/см³

ХТПЕ   2012   002  6.091637   КП

Аркуш

29

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

Таблиця 2.5

Фізико-механічні показники суміші

Кількість аналізуємих заправок – 1 у зміну

Відсоток аналізуємих заправок – 0,5

Таблиця 2.6

Фізико-механічні показники прискорених випробувань

Відсоток аналізуємих заправок – 10

Показники прискорених випробувань  на віброреометрі РВС, дНм

Режим випробувань:

Температура (200+1)0С

Тривалість (2,0+0,5) хв

М мін   5 – 11

М макс   34 – 50

Відсоток аналізуємих заправок – 100

ХТПЕ   2012   002  6.091637   КП

Аркуш

30

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

2.2. Матеріальний баланс

Розрахунок матеріального балансу  проводиться за заданим асортиментом готової продукції з урахуванням добової та річної потреби виробництва та кількості робочих днів у рік. В таблиці 2.7 наведено розрахунок робочого фонду обладнання.

Таблиця 2.7

Розрахунок робочого фонду обладнання

Матеріальний баланс розраховується з метою встановлення необхідної кількості сировини та матеріалів для  виконання заданої програми виробництва.

У таблицях 2.8 – 2.9 наведено розрахунок добової та річної програми виробництва шин 12.00 R-20, потрібної кількості гумових сумішей для виконання заданої програми.

Таблиця 2.8

Розрахунок добової та річної програми виробництва виробів

ХТПЕ   2012   002  6.091637   КП

Аркуш

31

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

Таблиця 2.9

Розрахунок потрібної кількості  гумових сумішей для виконання  програми випуску виробів

Згідно до даних таблиці 2.9 складається матеріальний баланс інгредієнтів для кожної гумової суміші. Розрахунок потреби в інгредієнтах закінчується складанням зведеної таблиці матеріального балансу витрат інгредієнтів.

У таблицях 2.10 – 2.12 наведено матеріальний баланс інгредієнтів для виготовлення протекторної (бігова частина) та каркасної гумових сумішей і зведена таблиця матеріального балансу інгредієнтів.

ХТПЕ   2012   002  6.091637   КП

Аркуш

32

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

Таблиця 2.10

Матеріальний баланс інгредієнтів протекторної (бігова частина) гумової суміші П-1

ХТПЕ   2012   002  6.091637   КП

Аркуш

33

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

Таблиця 2.11

Матеріальний баланс інгредієнтів каркасної гумової суміші К-1

ХТПЕ   2012   002  6.091637   КП

Аркуш

34

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

Таблиця 2.12

Зведена таблиця матеріального  балансу витрат канчуків та інгредієнтів

ХТПЕ   2012   002  6.091637   КП

Аркуш

35

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

2.3. Розрахунок необхідного технологічного  обладнання.

Основним технологічним обладнанням є гумозмішувач та обладнання, яке входить до обв’язки гумозмішувача.

Вибір та розрахунок необхідного технологічного обладнання, для виготовлення необхідної кількості гумових сумішей, виконано з урахуванням сучасних вимог, які  пред’являються до виробничого процесу (поточність, автоматизація, ефективність), та досягнень передових вітчизняних і закордонних підприємств.

При розрахунках прийнято ефективний фонд часу (з урахуванням коефіцієнту  використання машинного часу, ППР) – 20,7 год. Розрахунок потрібної кількості основного обладнання підготовчого цеху – гумозмішувачів наведено в таблиці 2.13.

Для порівняння з варіантами, що проектуються, у таблиці наведено розрахунок потрібної  кількості гумозмішувачів для виконання  заданої програми виробництва за технологією базового підприємства – ВАТ “Дніпрошина”.

Аналіз наведених у таблиці 2.13 розрахунків дозволяє зробити висновок, що для виконання заданої програми виробництва гумових сумішей  найбільш раціонально використовувати  гумозмішувач ГЗ-3700 (найменша кількість гумозмішувачів при достатньо значному коефіцієнті їх завантаження).

Для доробки гумових сумішей  використовується високопродуктивне  обладнання – “Трансфермікс” гарячого живлення з діаметром черв’яка 534мм (21 дюйм) і продуктивністю 15000 кг/год.: після першої та другої стадій виготовлення з листу вальною голівкою у складі черв’ячно-валкового агрегату АЧВЛ-1200.

У таблиці 2.14 наведено розподіл гумових сумішей за гумозмішувачами. Стисла характеристика основного технологічного обладнання підготовчого цеху наведено у таблиці 2.15.

ХТПЕ   2012   002  6.091637   КП

Аркуш

36

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

Розрахунок кількості гумозмішувачів проводимо згідно до наступних формул:

1. Продуктивність гумозмішувача, кг/год.:

,                                                                                (2.1)

де V – об’єм завантаження камери гумозмішувача, дм³;

 – щільність гумової суміші, кг/дм³;

 – цикл змішування, хв.

2. Потрібна кількість маш./год.:

,                                                                                           (2.2)

де А – витрати за добу, кг;

Q – продуктивність обладнання, кг/год.

3. Розрахункова кількість одиниць обладнання:

,                                                                                  (2.3)

де В – потрібна кількість маш./год.;

n – кількість годин роботи агрегату за добу.

4. Коефіцієнт завантаження обладнання:

,                                                                                          (2.4)

де N – розрахункова кількість одиниць обладнання;

Т – прийнята до встановлення кількість  одиниць обладнання.

ХТПЕ   2012   002  6.091637   КП

Аркуш

37

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

Тип ГЗ

Найменуван-ня гумових сумішей 

Шифр суміші

Витрати на добу, кг

Цикл змішу-вання, хв.

Об'єм заванта-ження, дм³

Щільність суміші, кг/дм³

Продуктив-ність ГЗ, кг/год.

Потрібна кількість маш/год.

Добовий ефектив-ний фонд часу

Розрахун-кова кількість ГЗ

Прийнята кількість ГЗ

Коефіцієнт заванта-ження обладнання

1. Базове підприємство  ВАТ "Дніпрошина"

1 стадія

ГЗ-250-40

протекторна

П-1

57700,505

3

165

1,127

3719,100

15,515

20,7

0,75

1

0,75

ГЗ-250-40

каркасна

К-1

60348,807

2,5

165

1,238

4902,480

12,310

20,7

0,59

1

0,59

Усього

2

2 стадія

ГЗ-250-30

протекторна

П-1

58979,186

3

165

1,137

3752,100

15,719

20,7

0,76

1

0,76

ГЗ-250-30

каркасна

К-1

62099,105

2,5

165

1,248

4942,080

12,565

20,7

0,61

1

0,61

Усього

2

Разом

4

2. Варіанти, що  проектуються: з використанням ГЗ-250

1 стадія

ГЗ-250-80

протекторна

П-1

57700,505

2,0

165

1,127

5578,650

10,343

20,7

0,50

1

0,90

ГЗ-250-80

каркасна

К-1

60348,807

1,7

165

1,238

7209,529

8,371

20,7

0,40

Усього

1

2 стадія

ГЗ-250-30

протекторна

П-1

58979,186

3,0

165

1,137

3752,100

15,719

20,7

0,76

1

0,76

ГЗ-250-30

каркасна

К-1

62099,105

2,5

165

1,248

4942,080

12,565

20,7

0,61

1

0,61

Усього

2

Разом

3

Тип ГЗ

Найменуван-ня гумових сумішей 

Шифр суміші

Витрати на добу, кг

Цикл змішу-вання, хв.

Об'єм заванта-ження, дм³

Щільність суміші, кг/дм³

Продуктив-ність ГЗ, кг/год.

Потрібна кількість маш/год.

Добовий ефектив-ний фонд часу

Розрахун-кова кількість ГЗ

Прийнята кількість ГЗ

Коефіцієнт заванта-ження обладнання

3. Варіанти, що  проектуються: з використанням ГЗ-370

1 стадія

ГЗ-370-55

протекторна

П-1

57700,505

2,5

240

1,127

6491,520

8,889

20,7

0,43

1

0,86

ГЗ-370-55

каркасна

К-1

60348,807

2,5

230

1,238

6833,760

8,831

20,7

0,43

Усього

1

2 стадія

ГЗ-370-25

протекторна

П-1

58979,186

2,0

240

1,137

8186,400

7,205

20,7

0,35

1

0,79

ГЗ-370-25

каркасна

К-1

62099,105

2,5

230

1,248

6888,960

9,014

20,7

0,44

Усього

1

Разом

2

4. Варіанти, що проектуються: з використанням ГЗ-620

1 стадія

ГЗ-620-55

протекторна

П-1

57700,505

2,5

420

1,127

11360,160

5,079

20,7

0,25

1

0,48

ГЗ-620-55

каркасна

К-1

60348,807

2,5

420

1,238

12479,040

4,836

20,7

0,23

Усього

1

2 стадія

ГЗ-620-25

протекторна

П-1

58979,186

2,5

420

1,137

11460,960

5,146

20,7

0,25

1

0,49

ГЗ-620-25

каркасна

К-1

62099,105

2,5

420

1,248

12579,840

4,936

20,7

0,24

Усього

1

Разом

2

Таблиця 2.14

Розподіл гумових сумішей  за гумозмішувачами

Таблиця 2.15

Стисла характеристика основного  технологічного обладнання

ХТПЕ   2012   002  6.091637   КП

Аркуш

40

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

Продовження таблиці 2.15

Стисла характеристика основного  технологічного обладнання

ХТПЕ   2012   002  6.091637   КП

Аркуш

41

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

Продовження таблиці 2.15

Стисла характеристика основного  технологічного обладнання

ХТПЕ   2012   002  6.091637   КП

Аркуш

42

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

2.4 Розрахунок бункерів. Вибір терезів.

Витратні бункери призначені для  проміжного зберігання порошкових або  гранульованих інгредієнтів сумішей  перед подачею їх за допомогою  живильників до дозуючих пристроїв. Встановлено, що для кращого висипання матеріалу з бункерів, кут нахилу стінок бункеру повинен бути 5-8^о до вертикалі.

При розрахунку бункерів прийнято принцип  їх мінімальної кількості: для кожного  інгредієнта передбачено один бункер. Розрахунок проведено з урахуванням допустимого часу зберігання інгредієнтів, який становить:

сипкі інгредієнти – 48 годин;

технічний вуглець – 8 годин;

маточна суміш після І-ї стадії – не більше 2 годин.

Розрахунок кількості бункерів наведено у таблиці 2.16 – 2.17.

При виборі терезів враховані наступні положення:

можливість наважування інгредієнтів, які хімічно не взаємодіють один з одним та близькі по масі;

не можливість зважування на одних  терезах технічного вуглецю та світлих  інгредієнтів.

Так як в одному гумозмішувачі виготовляються дві суміші різного складу, то при виборі терезів враховуються наважки інгредієнтів, які наведені у таблицях 2.18 – 2.19, у двох рецептурах гумових сумішей.

Вибір терезів (табл.. 2.20 – 2.22) біля гумозмішувачів проводиться з урахуванням можливості зважування на одних терезах до чотирьох компонентів та межі зважування на терезах певного типу.

ХТПЕ   2012   002  6.091637   КП

Аркуш

43

Зм.

Аркуш

№ докум.

Підпис

Дата

Найменування інгредіентів

Максимальні витрати за добу, кг

Витрати сировини за годину, кг/год.

Ємність бункера, м³

Насипна щільність інгредієнтів, кг/м³

Маса запасу матеріалу в бункері (з урахуванням заповнення бункера – 0,8), кг

Запас інгредієнтів в бункері, години

Тип бункера

НК

22388,115

Централізоване розважування на складі

СКІ-3

12766,416

Централізоване розважування на складі

СКД

9118,869

Централізоване розважування на складі

Білило цинкове

1825,962

88,21

2,58

531

1095,984

12,42

ИТ 60000000-1

Діафен ФП

365,192

17,64

2,58

470

727,56^*

41,24

ИТ 60000000-1

Ацетонаніл

640,300

30,93

2,58

538

1110,432

35,90

ИТ 60000000-1

Нафтам-2

365,192

17,64

2,58

600

774,00^**

43,87

ИТ 60000000-1

Кислота бензойна

160,075

7,73

2,58

508

327,66^***

42,37

ИТ 60000000-1

N-нітрозодифеніламін

182,596

8,82

2,58

796

410,736^****

46,56

ИТ 60000000-1

Каніфоль

641,898

31,01

2,58

637

1314,768

42,40

ИТ 60000000-1

Бітум АСМГ

1098,312

53,06

2,58

542

1118,688

21,08

ИТ 60000000-1

Вуглеводневі смоли

641,898

31,01

2,58

630

1300,32

41,93

ИТ 60000000-1

Мастило ПН-6ш

3206,294

Подається по кільцевій  обігріваємій магістралі

Кислота стеаринова технічна

961,888

Подається по кільцевій  обігріваємій магістралі

БС-120

3228,671

155,97

2,58

448,00

924,672

5,93

ИТ 60000000-1

ТВ П-226

14529,019

701,88

8,0

422,00

2700,800

3,85

ИТ 62500000-1

ТВ П-514

14731,673

711,68

8,0

422,00

2700,800

3,79

ИТ 62500000-1