ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАЗДЕЛОЧНЫХ ДОСОК ДЛЯ ПРЕДПРИЯТИЙ ОБЩЕСТВЕННОГО ПИТАНИЯ. - Студенческий научный форум

XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАЗДЕЛОЧНЫХ ДОСОК ДЛЯ ПРЕДПРИЯТИЙ ОБЩЕСТВЕННОГО ПИТАНИЯ.

Чижова Л.А. 1, Беликова А.А. 1
1Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых
 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

ВВЕДЕНИЕ

Технология переработки полимеров - это область науки и техники, изучающая процессы, предлагаемые для получения изделий из пластических масс или улучшения свойств полимеров. Изготовление изделий из пластмасс сравнительно сложный технологический процесс, базирующийся на использование физико-химических (реологических, термодинамических, теплофизических и др.) закономерностей. В зависимости от условий формования (температуры расплава, скорости течения, давления и времени охлаждения) изменяется степень кристалличности и физико-химические свойства полимеров. Технология переработки начала развиваться как самостоятельная область науки после завершения целого ряда фундаментальных исследований по физике и механике полимеров.

В настоящее время прогресс в области науки и технике невозможен без интенсивного использования пластмасс. Поэтому их производство составляет ежегодно несколько миллионов тонн и продолжает увеличиваться. Увеличение выпуска синтетических смол и пластических масс и их внедрение практически во все отрасли народного хозяйства обусловлено высокой экономической эффективностью, высвобождением традиционных материалов, снижением трудоемкости изготовления продукции, ускорением темпов научно-технического прогресса. Трудоемкость изготовления большинства изделий из пластмасс в 2,5-4 раза ниже, чем из металлов. Применение пластмасс также способствует экономии энергетических ресурсов.

Литье под давлением - один из наиболее распространенных способов изготовления изделий из пластмасс. Это объясняется большой универсальностью способа и литьевых машин, высокой производительностью машин и высокой степенью их механизации и автоматизации.

Основная задача переработки пластмасс литьем под давлением - получение высококачественных изделий (по внешнему виду, прочностным и деформационным показателям, размерной стабильности и пр.) и при максимальной производительности.

Выполнение этих требований определяется свойствами пластмасс, условиями переработки, конструктивными и технологическими возможностями литьевых машин.

Целью курсового проекта является изучение технологии производства разделочных досок для предприятий общественного питания.

Так же стоит вспомнить последние достижения в области получения разделочных досок для приготовления пищи. Например, гигиенически безопасными являются специальные модификации высокомолекулярного полиэтилена. Имея биоцидные свойства против бактерий, вирусов, плесени, дрожжей, грибов и водорослей и не позволяет им размножаться. Благодаря нетоксичным модификаторам, введённым в массу полимера, биоцидные свойства будут активны на протяжении всего срока использования разделочной поверхности.

При этом следует специально отметить, что все вышесказанное относится лишь к материалам, соответствующим образом сертифицированным и допущенным к контактам с пищевой продукцией.

Характеристика готовой продукции

Разделочная доска — предмет кухонного обихода, предназначенный для резания или разрубания продуктов питания. Представляет собой плиту с плоской или слегка вогнутой рабочей поверхностью, выполненную из материала,контакт с которым не сильно затупляет кухонные ножи.

Готовые изделия должны соответствовать требованиям технических условий, чертежам и контрольным образцам, согласованным и утвержденным в установленном порядке.

Цвет деталей не регламентируется (при отсутствии указаний в чертежах). Он должен соответствовать цвету, установленному стандартом или техническими условиями для марки материала с оттенками, приобретенными в процессе переработки.

Следы от толкателей и вставок (знаков) пресс-форм не должны выступать над поверхностью детали или углубляться в нее более чем на 0.3мм, если нет других указаний в чертеже.

Допускается округление острых кромок деталей радиусом или любой кривой не более 0.5 мм, если в чертеже нет специальных указаний. Основные физико - механические свойства и качество выпускаемых изделий определяются качеством применяемого сырья и соблюдением технологичного режима.

Общие требования и нормы к разделочным доскам должна предоставлять пользователю удобное и безопасное основание для работы. Она должна быть устойчивой, не раскачиваться, не скользить и не прогибаться. Она не должна подпрыгивать при работе, создавая травмоопасные ситуации. Её рабочая поверхность должна быть достаточно твердой и износостойкой, эффективно противостоять режуще-рубящим воздействиям. Но при этом рабочая поверхность разделочной доски не должна быть излишне твердой, иначе ножи будут быстро терять заточку.

Высота рабочей поверхности разделочной доски должна соответствовать росту пользователя. Она должна располагаться на высоте 10-15 см ниже, чем расстояние от пола до локтя, режущего. Такая высота обеспечивает удобство работы и позволяет избежать быстрого переутомления.

Разделочная доска должна соответствовать санитарно-гигиеническим требованиям к кухонному инвентарю. Она должна легко мыться, не должна выделять вредных веществ, быть стойкой к воздействию пищевых кислот, не должна менять цвет продуктов и придавать им посторонние запахи и вкусы. После каждого использования необходимо очистить доску от остатков пищи и тщательно промыть. Периодически разделочные доски необходимо подвергать дезинфекции.

Детали можно изготавливать не только из полипропилена. Рассмотрим такие материалы, как полиэтилен низкого давления, полиэтилен высокого давления, поливинилхлорид.

Недостатком полиэтилена низкого давления является старение материала при долгом воздействии ультрафиолетовых лучей. Иными словами, изделия из ПНД не любят попадания прямого солнечного света. Другим минусом данного полимера является боязнь температур выше допустимых значений. При высоких температурах изделия из полиэтилена низкого давления начинают плавиться и деформироваться. [1].

У полиэтилена высокого давления низкая теплопроводность, недостаточная стойкость к УФ-излучению, склонность к деформации при длительном воздействии статических нагрузок. Готовые изделия из полиэтилена высокого давления, находящиеся длительное время в напряженном состоянии, могут растрескиваться.

Минусами разделочных досок из поливинилхлорида являются, термическая уязвимость не выдерживает высоких температур и сильно скользят по столу. Кроме того, дешёвые пластиковые доски быстро царапаются теряя привлекательность. [1,2].

Обоснование выбора сырья.

Разделочные доски можно изготовить из таких полимеров, полиэтилен разных марок, поливинилхлорид и полипропилен. Для того, чтобы выбрать из какого полимера нужно сделать наше изделие рассмотрим достоинства и недостатки этих полимеров.

Разделочная доска должна предоставлять пользователю удобное и безопасное основание для работы. Она должна быть устойчивой, не раскачиваться, не скользить и не прогибаться. Она не должна подпрыгивать при работе, создавая травмоопасные ситуации. Желательно наличие у разделочной доски эластичных ножек, гасящих удары ножа и обеспечивающих устойчивость. Ее рабочая поверхность должна быть достаточно твердой и износостойкой, эффективно противостоять режуще-рубящим воздействиям. Но при этом рабочая поверхность разделочной доски не должна быть излишне твердой, иначе ножи будут быстро терять заточку.

Для выполнения этих требований мы используем в качестве материала доски полипропилен. Этот материал сочетает в себе все необходимые технические и гигиенические характеристики, что позволяет производить качественные, долговечные изделия, удобные для домашней и профессиональной эксплуатации.

Профессиональные разделочные доски из полипропилена для кафе, ресторанов, рыбо- и мясоперерабатывающих комбинатах, имеют ряд неоспоримых достоинств, к которым можно отнести:

высокая износостойкость и устойчивость к механическим повреждениям;

полная безопасность с экологической точки зрения;

доски не выделяют никаких вредных веществ;

глубокий бело-молочный цвет

лаконичный промышленный дизайн

высокая гигиеничность

длительная термостойкость;

долговечность;

изделия не поглощают запахи;

легкий вес;

невысокая по сравнению с досками из других материалов (например, натурального дерева) стоимость.

поверхность доски твердая, следы резов неглубокие

не является средой для размножения микроорганизмов

меньше затупляет режущую кромку ножа

Ниже приведена сравнительная таблица выбранного материала и прочих материалов[4].

Таблица 1 Сравнительная таблица выбранного материала и прочих материалов[

Показатели

Значение показателей для материала

ПНД

ПВД

ПВХ

ПП

Плотность,

0,94-0,96

0,93-0,94

1,4

0,91

Предел текучести при растяжении, МПа

25

18

50

33

Относительное удлинение при разрыве, %

15

25

3

10

Модуль упругости, МПа

900

600

3000

1200

Коэффициент линейного расширения

2

2

0,7

1,5

Максимальная температура эксплуатации

95

90

85

100

Температура плавления

125

110

160

170

Характеристика выбранного сырья.

Полипропилен – синтетический термопластичный неполярный полимер, принадлежащий к классу полиолефинов. Продукт полимеризации пропилена. Твердое вещество белого цвета.

Полипропилен обладает высокой стойкостью к кислотам, щелочам,растворам солей и другим неорганическим агрессивным средам. При комнатной температуре не растворяется в органических жидкостях, при повышенных температурах набухает и растворяется в некоторыхрастворителях,например, в бензоле, четыреххлористом углероде, эфире.Полипропилен имеет низкое влагопоглощение. Характеризуется хорошими электроизоляционными свойствами в широком диапазоне температур.

Полипропилен выпускается в виде окрашенных и неокрашенных гранул. Для окрашивания используют пигменты либо органические красители.Полипропилен имеет хорошие механические свойства. Возможность получения широкой гаммы модифицированных материалов на основе полипропилена от смесевых термоэластопластов до высокомодульных высокопрочныхпластиков, экологическая чистота продуктов, технологичность их переработки и утилизации способствуют тому, что полипропилен в последнее времявытесняет с мирового рынка пластмасс поливинилхлорид, АБС-пластики, ударопрочный полистирол.

Из всего выше сказанного следует, что полипропилен обладает массойпреимуществ, по сравнению с другими материалами, в связи с чем и будетиспользоваться для производства деталей.

Полипропилен марки Бален 01130ТУ 2211-074-05766563-2005 производства ОAО «Уфаоргсинтез» является высокоэластичной, прочной маркой полипропилена. Бален 01130 – литьевая марка высокого качества. Предназначен для производства медицинских изделий, посуды, и прочих бытовых и промышленных изделий.Основные характеристики Бален01130 представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Основные характеристики полипропилена марки Бален 01130

Наименование показателя

Методы испытания

Значение

1

Показатель текучести расплава (230°С/2,16 кгс), г/10 мин.

ГОСТ 11645-73

10-15

2

Разброс значений показателя текучести расплава в пределах партии, %

ТУ 2211-074-05766563-2005 с изм. 1

не более 10%

3

Массовая доля гранул размером свыше 5 до 8 мм и менее 2 мм, а также слипшиеся при условии слипания не более трёх гранул, %

не более 3%

4

Массовая доля летучих веществ, %

не более 0,09%

5

Стойкость к термоокислительному старению при 150°С, ч

не менее 360

6

Предел текучести при растяжении, МПа

ГОСТ 11262-2017

не менее 33

7

Относительное удлинение при пределе текучести, %

не менее 10

8

Модуль упругости при изгибе, МПа

MTM 17320E

не менее 1200

Обоснование метода переработки.

Так как, в основном, изделия технического и бытового назначения изготавливается из термопласластов, то наиболее приемлемыми способами формования изделий являются: литьё под давлением, прессование, пневмоформование и вакуумформование.

К недостаткам производства изделий методом прессования следует отнести высокий расход материала на единицу изделия, так как при производстве получается большой пресс-остаток. Так же заметная неравномерность механических и других свойств по длине и поперечному сечению изделия в некоторых случаях и сравнительно высокая стоимость используемого инструмента.

Пневмо - и вакуум формование - это процесс формования изделия из листового полимерного материала, переведенного нагревом в высокоэластическое состояние и придание требуемой конфигурации за счетразности давлений под и над листовой заготовкой, создаваемой сжатым воздухом или вакуумом. Это относительно дешевый способ получения крупногабаритных изделий (ванны, корпуса, упаковка для пищевых продуктов). Методу пневмо – и вакуум формования присущи минусы, такие как разная толщина пластика в изделии. В связи с технологией обработки стенки изделия могут иметь разную толщину в результате вытяжки листа заготовки[1,4].Главная особенность формования заключается в том, что оно требует использования заготовок определенного вида, то есть полиуретанполиэтилен или другой материал должен быть сначала приведен в необходимую форму – лист, которому впоследствии может быть придан необходимый вид. При вакуумной формовке необходима последующая обрезка. Существуют ограничения по геометрии. Таким образом, формование может подходить не для всех направлений производства.

Данные изделия можно изготавливать методом литья под давлением – это основной метод переработки полимерных материалов и получения изделий, заключающийся в пластикации, гомогенизации полимерного материала в материальном цилиндре и впрыске его в предварительно замкнутую форму, которая охлаждается. Литьём под давлением изготавливают изделия из термопластичных и термореактивных пластмасс разнообразной конфигурации и массы. Причём изделия имеют высокую точность и стабильность размеров. Литье под давлением имеет ряд преимуществ по сравнению с прессованием: хорошая пластикация и гомогенизация продукта; точное дозирование полимерного материала; легко автоматизируемый процесс. Среди недостатков следует отметить: различную усадку для материалов.

Сущность этого метода: малая стоимость и металлоемкость оборудования; хорошо поддается автоматизацию. Недостатками метода являются низкая производительность из-за продолжительности цикла формования, сложность нагрева, формования и обрезки листов свыше 3 мм, большое количество отходов.

В данном случае более подходящим методом переработки полимеров является литьё под давлением, так как прессованием перерабатывают, как правило, реактопласты, формование больше подходит для габаритных изделий, а экструзия не подходит для производства штучных изделий. Кроме того, литьём под давлением перерабатываются все без исключения термопластичные материалы, вид и марки которых выбираются в зависимости от назначения изделий, прочности, теплостойкости, и других свойств. В настоящее время, более 30% объёма термопластов перерабатывается этим методом, и объемы производства изделий из термопластов методом литья под давлением имеют тенденцию к увеличению. При литье под давлением обеспечивается точность размеров изделий, более высокая чистота их поверхности и меньший расход сырья, чем при получении изделий другими методами (выдуванием, вакуумным и пневматическим формованием).

Литье под давлением является самым распространенным и перспективным способом переработки полиамидов в изделия. Применение этого способа переработки особенно эффективно при массовом производстве мелких деталей. При литье под давлением за одну операцию получают почти законченное изделие, почти не требующее дополнительной обработки. Однако при изготовлении некоторых изделий необходима специальная обработка.

Физико-химические основы технологического процесса.

Переработка пластмасс в изделия литьём под давлением связана с изменением тепловых свойств полимерных материалов, а также внутренних и внешних условий, действующих на них. Особую роль в процессе переработки термопластов играют условия возникновения и развития деформаций, поскольку основной целью литья, является придание формы определённой конфигурации.

П ри переработке полимеры могут находиться в трёх состояниях: стеклообразном, высоко – эластичном и вязко текучем, затем наступает разложение полимера (см. рисунок 1). Эти состояния полимера показаны на графике зависимости деформации от температуры.

-Температура стеклования; начала разложения.

Рисунок 1-Состояния полимерного материала.

В стеклообразном состоянии деформация полимера под влиянием постоянной нагрузки (растяжение, сжатие,и т.д.) мала,и линейно растет, с повышением температуры, в этом состоянии полимер ведёт себя как хрупкое твёрдое тело, для которого характерна упругая деформация, исчезающая после снятия напряжения со скоростью звука.При деформации изменяется объем тела в результате измерения межмолекулярных расстояний, но порядок молекул не меняется.

В высокоэластичном состоянии деформация полимера под влиянием постоянной нагрузки весомазначительна; сначала с повышением температуры деформации увеличивается, азатем, по достижению определённого предела, становится постоянной.

В этом состояние полимер ведёт себя, как эластичное тело, для которого характерна деформация, исчезающая после снятия нагрузки постепенно в течение некоторого времени. Изменение формы тела в этом состоянии обуславливается перемещением отдельных звеньев цепных молекул ,при чём их общий порядок построения не меняется.

Для осуществления литья под давлением применяют плунжерные или шнековые литьевые машины, на которых устанавливаются литьевые формы различной конструкции.

Вследствие повышенной температуры может происходить деструкция полипропилена.

В процессе термодеструкции полипропилена выхода мономера нет.

Реакция 1 - Реакция термодеструкции полипропилена

При нагревании полипропилена, в процессе переработки, до температуры выше 180°С возможно образование летучих продуктов термоокислительной деструкции, содержащих, оксиды углерода [2].

Реакция термоокислительной деструкции полипропилена:

Реакция 2 - Зарождение цепи и образование свободных радикалов

Рисунок 3 - Развитие реакционной цепи

Реакция 4 - Разветвление реакционной цепи

Реакция 5 - Обрыв реакционной цепи

Реакция 6 - Образование низкомолекулярных веществ

Описание технологической схемы производства.

Технологическая схема производства изделий состоит из нескольких основных стадий.

Приём и хранение сырья. Сырьё прибывает на производство в полимеровозе П1. Всё сырье по паспортным данным предприятия поставщика проверяется на соответствие требованиям ГОСТа или ТУ. Полипропилен поступает от производителя в расфасованных мешках, которые помещаются на склад сырья СС. Далее при помощи автопогрузчика транспортируется к месту его загрузки в промежуточный контейнер ПК.

Литьё. С помощью авто загрузчика АЗ гранулы поступают в загрузочный бункер литьевой машины. Через загрузочный бункер материал поступает в материальный цилиндр. Далее, за счет вращательного движения шнека, формовочная масса подается к мундштуку. Пластикация термопласта до вязкотекучего состояния происходит в материальном цилиндре при вращательном движении шнека и действии на материал температуры цилиндра и давления. После накопления достаточного количества расплава происходит впрыск материала в форму. Для улучшения процесса формования заполненная форма продолжает подпитываться расплавом, что компенсирует усадку при охлаждении. С момента заполнения формы начинается выдержка расплава под давлением и его охлаждение. По окончанию цикла литья происходит раскрытие формы и удаление изделия из формы. Отлитая деталь падает на ленточный конвейер ЛК 1, по которому поступает на механическую обработку.

Механическая обработка.Загрузка отлитых изделий происходит благодаря ленточному конвейеру ЛК 1, выгрузка изделий происходит на позицию МК, автоматически через заранее запрограммированные промежутки времени. Для улучшения качества поверхности отлитых деталей используется механическая обработка. На проектируемом производстве детали поступают на пункт обработки. Там сотрудник зачищают литники у деталей. Обработанные детали попадают на ленточный конвейер ЛК 2, по которому отправляются в отдел технического контроля.

Контроль качества.Готовые и обработанные детали по ленточному конвейеру ЛК 2 попадают в отдел технического контроля ОТК. Детали накапливаются в контейнере К, после накопления партии происходит контроль качества изготовленной продукции. После проведения контроля качественные детали отправляются на ленточном конвейере ЛК 3 на упаковку. Некачественные детали с помощью ленточного конвейера ЛК 5 перемещаются на дробление.

Упаковка.Качественные детали поступают в роботизированный упаковочный комплекс УК по ленточному конвейеру ЛК 3. В роботизированном упаковочном комплексе происходят следующие операции: формирование тары, укладка продукта и заклейка короба. Заклеенные короба с деталями по ленточному конвейеру ЛК 4 попадают к роботу-паллетизатору П, который производит укладку коробов на паллету. Для уменьшения вероятности повреждения изделий и снижения воздействия влажности на готовую продукцию паллета с заклеенными коробами обматывается плёнкой на паллетоупаковщике ПУ. Упакованные паллеты с готовыми изделиями перевозятся на склад готовой продукции СГП с помощью погрузчика П2, откуда продукция отправляется на реализацию заказчику.

Дробление отходов. Детали, отбракованные отделом технического контроля, а также отходы с позиции механической обработке МО по ленточному конвейеру ЛК 5 отправляются в дробилку Д. После дробления вторичный полипропилен взвешивается на напольных весах ВН и с помощью погрузчика П3 отправляется на склад вторичного сырья СВС. После ,материал отправляется на реализацию.

Нормы технологического режима и контроль производства

Правильный и своевременный технологический контроль продукции – одно из основных условий равномерной и ритмичной работы предприятия. Непрерывный контроль производства необходимо осуществлять на всех стадиях процесса. Качество продукции контролируется путем проведения испытаний. Испытания и проверка качества выполняются как цеховым персоналом, так и аппаратом отдела технического контроля (ОТК).

Данная деталь изготавливается из полипропилена марки Бален 01130ТУ 2211-074-05766563-2005. Все изделия изготавливаются из первичного сырья, использование вторичного сырья не допускается. Не допускается наличие каких-либо включений и неоднородность поверхности [7].

Полипропилен марки Бален 01130ТУ 2211-074-05766563-2005 принимают партиями. Партией считается количество однородного по качеству материала одной марки, полученного за один технологический цикл и сопровождаемого одним документом о качестве. Масса партии должна быть не менее 500 кг.

Для контроля качества отбирают 10% единиц упаковки от партии случайным образом, но не менее трех единиц. При объеме партии менее чем три единицы пробы отбирают от каждой единицы упаковки. При получении неудовлетворительных результатов испытаний хотя бы по одному из показателей по нему проводят повторные испытания на удвоенной выборке, взятой от той же партии. Результаты повторных испытаний распространяются на всю партию. [3, 7].

Таблица 3 - Состав, параметры и частота контроля проектируемого производства

Операция и

место

замера

Контролиру­емый пара­метр

Частота

контроля

Метод

контроля

Кто

контро­лирует

Прием и хра­нение

Размер, отсутствие посторонних включений,показатель текучести расплава (ПТР)

Каждая пар­тия

Визуально.

Лаборант

Литье

Температура

Литья

Через 1-2 ча­са.

Милли­

Вольтметр

Литейщик

 

Температура

формы.

Через 1-2 ча­са.

Милли­

вольтметр

Литейщик

 

Давление

впрыска.

Через 1-2 ча­са.

Манометр.

Литейщик

Готовое изделие

Внешний вид, цвет, качество поверхности

Каждое изде­лие

Визуально

ОТК

 

Размер

5% от пар­тии

Линейка

ОТК

Технические требования:деталь должна соответствовать требованиям технических условий, чертежам и контрольным образцам, согласованным и утвержденным в установленном порядке. Деталь должна быть изготовлена по технологической документации, утвержденной в установленном порядке. Форма и размеры детали определяются чертежами. Цвет деталей должен соответствовать указанным в чертежах или контрольным образцам.

Правила приемки: детали предъявляют к сдаче партиями. Партией считается совокупность деталей одного наименования изготовленных за ограниченный периодвремени по одной технической документации из одной партии сырья на одной литьевой машине. Визуальный контроль проводят для 100% партии, контроль размеров изделий проводят для 5% партии, но не менее 3 деталей.

Методы контроля: размеры деталей проверяют универсальными измерительными инструментами или калибрами, обеспечивающими необходимую точность контроляизмерений. Внешний вид деталей проверяют визуально без применения увеличительных приборов.

Транспортная тара должна маркироваться с указанием: наименования изготовителя, количества деталей, номера партии, даты изготовления, обозначения ТУ.

Виды брака и способы его устранения

Брак может быть исправимым и неисправимым. Если при литье обра­зуется облой, грат, то этот брак считается исправимым. Но чаще всего на по­верхности изделия встречаются такие дефекты как пузыри, разводы, усадоч­ные раковины, недолив. Такой брак не исправим. Причины возникновения и способы его устранения приведены в таблице 4.

Таблица 4- Виды брака и способы его устранения

Виды брака

Причины возникновения брака

Способы устранения брака

Недоливы - не полностью оформ­ленное изделие

Недостаток материала в инжек- ционном цилиндре.

Отрегулировать дозировку

Очистить литьевую форму

Вздутия (пузыри)

Повышенное содержание лету­чих (влага).

Высокая температура материала, вызывающая его разложение

Сменить сырье. Понизить температуру цилиндра

Усадочные рако­вины

Перегрев расплава и вследствие этого повышенная усадка мате­риала

Уменьшить температуру ци­линдра

Коробление

Извлечение из формы недоста­точно охлажденного изделия. Внутреннее напряжение в изде­лии из-за неравномерного осты­вания материала в форме

Усилить охлаждение формы. Отрегулировать или изме­нить охлаждение формы

Трещины

Внутренние напряжения в изде­лии.

Механические повреждения при извлечении или загрязнении по­верхности формы

Отрегулировать или изме­нить охлаждение формы. Добиться плавного извлече­ния изделия

Темные полосы на поверхности изделия

Местный перегрев материала; наличие мертвых зон в цилиндре и сопле

Понижение температуры расплава; ликвидация мертвых зон

Линии на поверхности деталей

Нарушение течения материала, неравномерное заполнение формы

Проверка режима заполнения формы; при необходимости - изменение размеров литников и их расположение

Увеличенная толщина изделий

Образование облоя.

Увеличение размеров формы (глубины) при формовании (де­формация формы)

Снизить давление формова­ния. Снизить давление литья (в режиме без сброса давле­ния). Уменьшить время вы­держки под давлением

Недостаточный гля­нец (потускнение поверхности)

Низкая температура формы. Дефект оформляющей поверхности формы. Заполнение фор­мы с убывающей скоростью. Повышенная влажность матери­ала

Повысить температуру фор­мы. Отполировать оформ­ляющую поверхность фор­мы. Повысить скорость впрыска. Повысить давление литья. Повысить температу­ру литья.

Выбор вспомогательного оборудования.

Кроме основного оборудования на производстве есть дополнительное оборудование. В качестве вспомогательного оборудования применяется дробильная машина с жестко закреплёнными рабочими деталями — билами , предназначенная для дробления материалов малой крепости путём массивного быстрого вращения ротора с жёстко закреплёнными рабочими органами — молотками и многократными ударами кусков по отбойным плитам или решёткам. На нашем производстве используется дробилка роторная марки СМД 5.

Таблица 5 Технические характеристики роторной дробилки СМД 5.

Параметры

Значения

Расчетная производительность, т/ч

8*

Входящая фракция dн, мм

180*

Габаритные размеры, мм:

1800х734х1520

Масса, кг

1040

Установленная мощность, кВт

11

Линейная скорость бил ротора, м/с

26

Длина и диаметр ротора с установленными билами, мм

200/500

Размеры загрузочного окна, мм

430х220

Так же для работы нам нужен специальный напольный транспорт, предназначенный для поднятия, перемещения, разгрузки, погрузки, складированиясырья. Мы выбралипогрузчик вилочный, марки KomatsuFL15E.Это экологичный и бесшумный погрузчик отлично подходит для работы в закрытых помещениях[8].

Технические характеристики вилочного погрузчика KomatsuFL15E.

Таблица 6

Грузоподъемность

1500 кг

Центр загрузки

500 мм

Тип двигателя

Электро

Тип управления

Сиденье оператора

Макс. высота подъема

3000 мм

Размер вил

920мм*100мм*35мм (Д*Ш*Т)

Что бы максимально автоматизировать наше производство, мы поставили ленточные конвейеры марки ЛТ-500. транспортирующее устройство непрерывного действия с рабочим органом в виде ленты помогает нам быстро перемещать изделия по производству.

Таблица 7 Технические характеристики ленточного конвейера ЛТ-500

Ширина ленты, мм.

500

Скорость движения ленты, м/с.

от 0,3 до 2,5

Диаметр барабана, мм

от 400

Угол наклона к горизонту, гр. не более

45

Тип мотор редуктора

Червячный

Мощность электродвигателя, кВт

от 1 до 10

Напряжение, В

380

Наибольшая высота шеврона, мм

30

Что бы контролировать какое количество дроблённого полипропилена у нас отправляется на реализацию нам нужны напольные электронные весы марки ВТ-8908-200УН. Электронные промышленные весы отличаются от механических в первую очередь более высокими показателями точности. Погрешность не превышает 100 г при определении массы грузов до 300 кг. Максимальная точность при измерениях обеспечивается за счет конструктивных особенностей электронного оборудования [5.8]

Качественные детали поступают в роботизированный упаковочный комплекс. В роботизированном упаковочном комплексе происходят следующие операции: формирование тары, укладка продукта и заклейка короба. На нашем производстве мы используем Упаковочный комплекс марки ТПЦ-370.

Таблица 8 Технические характеристики упаковочного комплекса марки ТПЦ-370.

Габариты, мм

2000 x 810 x 880

Производи- тельность, доз, шт/мин

5

Упаковочный материал

 ПП

Потреб- ляемая мощность, кВт

2,2

Паллетайзер предназначены для укладки упаковок на деревянные поддоны. Мы установили его в конце автоматизированной технологической линии, для улучшения работы качества нашего производства. Что бы продукция, поступающая с конвейера, располагается на расстоянии друг от друга, устанавливается в нужное положение, группируется внутри паллетайзер и размещается на поддоне в соответствии с предварительно заданной программой. На данном производстве работаетпаллетайзер марки PAL 2400. [6].

Таблица 9 Технические характеристикипаллетайзера марки PAL 2400

Размеры паллет

 1000 x 1200 мм

Макс. вес паллеты

2000 kg

Напряжение

управляющее напряжение 24 V DC

Электропитание

400 В

Для уменьшения вероятности повреждения изделий и снижения воздействия влажности на готовую продукцию паллета с заклеенными коробами обматывается плёнкой на паллетоупаковщике.На нашем производстве используется палетоупаковщик марки M&L Tec (SIAT) F0.

Таблица 10 Технические характеристикипалетоупаковщика марки M&L Tec (SIAT) F0.

Грузоподъемность поворотного стола кг

2 400

Диаметр поворотного стола мм

1650

Привод поворотного стола 

ременный.

Фотодатчик для определения высоты паллеты.

да

На данном предприятии с помощью вакуумного загрузчика гранулы поступают в загрузочный бункер литьевой машины. Через загрузочный бункер материал поступает в материальный цилиндр. Далее, за счет вращательного движения шнека, формовочная масса подается к мундштуку. Мы выбрали автозагрузчик марки XTL-300GN. [6.8]

Таблица 11 Технические характеристики автозагрузчика марки XTL-300GN

Макс. производительность, кг/ч

до 400

Макс. аэродинамическое давление

1500mmAq

Объем загрузочного бункера, л

6

Внутренний диаметр трубопровода, мм

38

БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА

Забота о создании безопасных и здоровых условий труда всегда находилась и находится в центре внимания. Охрана труда является одним из важнейших социально-экономических и санитарно-гигиенических мероприятий, направленных на обеспечение безопасных и здоровых условий труда.

Переработка пластмасс литьём под давлением и другими методами сопровождается нагреванием пресс-форм до 150-200°С. При этих температурах большинство пластмасс начинает подвергаться термической деструкции (распаду) сопровождаемой выделением различных по составу и токсичности продуктов.

Характерной особенностью современного производства является применение на одном предприятии самых разнообразных технологических процессов, сложных по своей физико-химической основе. Современному производству свойственна быстрая смена технологий, обновление оборудования, внедрение новых процессов и материалов, которые часто недостаточно изучены с точки зрения негативных последствий их применения. На большинстве предприятий широко применяются высокотоксичные, легковоспламеняющиеся вещества, различного рода излучения, технологические процессы зачастую сопровождаются значительными уровнями шума, вибрации, ультра- и инфразвука, жесткими и стабильными параметрами микроклимата, большинство операций производится в условиях высокого зрительного напряжения, запыленности и загазованности.

В связи с этим увеличивается потенциальная опасность возникновения травмоопасных ситуаций, степень риска возникновения профессионального заболевания, негативного воздействия условий труда на состояние здоровья работающих.

При работе на литьевых машинах одним из главных вредных факторов, дорожающих здоровью рабочих, является выделение различных газообразных продуктов термодеструкции полимеров и остаточных мономеров из расплава при его пластикации и впрыске в форму. К числу токсичных газообразных продуктов, на содержание которых в воздухе помещений устанавливаются ограничения – предельно допустимые концентрации (ПДК).

Кроме выделения токсичных летучих веществ и избыточного тепла в литьевых цехах при загрузке бункеров машин образуется много пыли. Основным мероприятием по обеспечению нормальных условий труда в литьевых цехах является установка приточно-вытяжной вентиляции. Приточная вентиляция выполняется в виде общеобменной, а вытяжная – в виде местных отсосов, расположенных над местами выделения токсичных веществ. Вытяжные зонты необходимо располагать таким образом, чтобы они не мешали нормальному обслуживанию машин, и отсасываемый воздух перемещался от рабочего к всасывающему зонту. Особое внимание следует уделять тому, чтобы поток воздуха со следами токсичных газов не проходил мимо рабочего в зоне его дыхания [9].

Источником травматизма при работе на литьевых машинах могут служить: незащищенные кожухами нагреватели, брызги расплавленного материала, выбрасываемые в окружающую среду вследствие недостаточно ротного крепления формы или при ее перекосе. К таким же последствиям может приводить неплотное примыкание литьевого сопла к литниковой втулке пресс-формы. Другой причиной разбрызгивания расплава может быть отсутствие регуляторов температуры (или их неправильная работа) в отдельных зонах обогрева, приводящее к перегреву и термодеструкции перерабатываемого материала.

Для предотвращения ожогов рабочих брызгами расплава все литьевые машины снабжают специальными передвижными защитными экранами, ограждающими опасную зону. При впрыске расплава в форму экран располагается перед ней, а по окончании цикла литья, в момент открытия формы он смещается в сторону, открывая доступ к полости формы.

Во избежание возможного травмирования рабочего смыкающимися частями формы рабочее пространство механизма смыкания должно быть защищено подвижными ограждениями, имеющими систему трех независимых блокировок, обеспечивающих мгновенный останов механизма смыкания при попытке смещения ограждения на работающей машине.

Ввод новых литьевых машин в эксплуатацию разрешен только после окончания всех монтажных и наладочных работ, удостоверенного актами ревизии систем электрооборудования, КИП, гидропривода, систем управления, а также протоколами о завершении работ по монтажу и наладке машины[9,10].

Перед первым пуском машины необходимо тщательно очистить пластикатор и форму от консервационной смазки. Каждому пуску машины должна предшествовать проверка исправности электрических цепей, заземления, систем блокировки, а также наличия масла в гидросистеме (обычно проверяется по указателю уровня). Затем контролируется тщательность крепления полуформ к плитам механизма смыкания. Для этой цели медным молотком постукивают по болтам и шпилькам крепления. При исправном креплении раздается чистый металлический звон без какого-либо дребезжания. Если же при постукивании молотком слышно дребезжание или звук глухой, то соответствующее крепление необходимо подтянуть.

Правильность сопряжения полуформ можно проверить по отпечатку на листе бумаги, вложенном между ними.

Перед началом работы надлежит удостовериться в отсутствии перекоса формы, проверить правильность сопряжения литниковой втулки с соплом и соостностьформы с механизмом впрыска. Далее необходимо ввести в систему управления параметры технологического режима: температуры по зонам, температуру литьевого сопла, объем и давление впрыска, усилие смыкания, частоту вращения червяка, время выдержки, время охлаждения, температуру формы и т. д.; после этого включить нагреватели машины и через 30-40 мин после выхода на заданные температурные режимы начать работу в режиме ручного управления.

При отладке технологического цикла особое внимание следует уделять работе механизмов выталкивателя. Убедившись в стабильном получении качественных изделий, можно перевести управление машиной на работу в полуавтоматическом режиме. Спустя примерно 30 минут можно при отсутствии сбоев перевести машину на работу в полностью автоматическом режиме.

К самостоятельному обслуживанию оборудования допускаются лица не моложе 18 лет, имеющее среднее, среднее специальное, средне-техническое образование, прошедшие медицинского освидетельствование, обученные по программе производственного обучения техническим знаниям и практическим навыкам и сдавшие экзамен в квалификационной комиссии цеха на право допуска к самостоятельной работе.

На рабочем месте работник получает первичный инструктаж по безопасности труда и проходит: обучение правилам эксплуатации оборудования; проверку знаний по электробезопасности, теоретических знаний и приобретенных навыков безопасных способов работы. Повторный инструктаж по безопасности труда на рабочем месте работник получает один раз в 3 месяца.

Работник, испытывающий воздействие опасных и вредных производственных факторов проходит периодический медицинский осмотр один раз в год.

Работающие в цехе должны выполнять только ту работу, которая входит в круг их обязанностей, точно выполнять требования технологического регламента, инструкций по охране труда, по техническому обслуживанию оборудований и по рабочим местам. При выполнении каких-либо работ, отличающихся по своему характеру и содержанию от обычной, рабочий должен получить от непосредственного руководителя соответствующий инструктаж по безопасной работе на данном рабочем месте.

Работник должен:

а) знать правила эксплуатации оборудования;

б) выполнять требования внутреннего трудового распорядка;

в) соблюдать режимы труда и отдыха;

г) знать места нахождения средств оказания доврачебной помощи;

д) знать пути эвакуации;

е) во время работ быть внимательным.

В производстве в целях защиты, работающих от различных производственных вредностей и опасностей применяется спецодежда и спец обувь (ГОСТ 12.4.015-76). В случае необходимости предусмотрено использование респираторов, противогазов[10].

Для удаления возможных производственных вредностей, тепловыделений, летучих продуктов частичной деструкции при перегреве материала, помещения оборудованы приточно-вытяжной общеобменнойвентиляцией. Кроме того, над оборудованием в местах с особенно сильным выделением вредных веществ, устанавливают местные отсосы.

Для обогрева материального цилиндра и пресс-формы применяется электронагреватели. Ввиду того, что температура переработки ПП весьма высока (до 280). Во избежание ожогов рук работающего, каждая зона обогревателя оборудована электроизолирующим кожухом.

Курение и прием пищи может осуществляться только в специально отведенных для этого местах.

Охрана окружающей среды

Воздух, удаляемый при помощи системы местных отсосов и общеобменной вентиляции из отделений литья и переработки отходов, содержит вредные пары и газы. При литье полипропилена выделяются оксид углерода, аэрозоль полипропилена. Показатели удельных выбросов загрязняющих веществ при литье полипропилена определяются из таблицы 20.

Таблица 12 - Удельные показатели выбросов загрязняющих веществ при литье полипропилена

Наименование загрязняющего вещества

ПДК, мг/м3

Класс

опасности

Воздействие на человека

Аэрозоль полипропилена

20,0

3

Общее токсическое

Оксид углерода

10,0

4

Общее токсическое

Однако в связи с большими объёмами удаляемого воздуха и низкой концентрации в нём вредностей в большинстве случаев проектирование очистки нерационально. Загрязнения, содержащиеся в вентиляционных выбросах, рассеиваются в атмосфере. Выхлопные трубы систем местных отсосов должны быть подняты выше зоны аэродинамической тени и снабжены устройствами для создания факельного выброса. Воздух, удаляемый от станков механической обработки отходов, изделий, перед выбросом в атмосферу должен подвергаться очистке. Воздух, удаляемый от токарных, фрезерных, сверлильных и других станков, очищается в сухих циклонах; от полировальных станков в сетчатых фильтрах. Вместо батарейных циклонов, могут быть применены рукавные фильтры.

В цеху должна быть канализация, благодаря которой не загрязняются почва и грунтовые воды. Сточных вод в процессе переработке не образуются. Образующие при переработке твердые отходы производства (литники, не кондиция) не токсичны, обезвреживанию не требуют, подлежат вторичной переработке. Непригодные к переработке отходы производства подлежат захоронению в специально отведенном месте.

Основные опасности при работе на литейной линии: электроопасность, термоопасность, опасность механического травмирования.

На предприятии должен быть организован трёхступенчатый контроль техники безопасности.

На предприятии должны быть инструкции по охране труда для работников цеха.

Для профилактики травм и защиты труда литейщиков на производстве должны быть приняты следующие меры: регулярно проводится технические осмотры машин.

Работающие в литейном производстве должны быть обеспечены специальной одеждой, обувью и средствами индивидуальной защиты.

При выборе средств индивидуальной защиты следует учитывать весь комплекс вредных производственных факторов.

Операции, связанные с выделением пыли, должны выполняться с применением индивидуальных средств защиты органов дыхания.

Для защиты глаз, лица должны обеспечиваться защитными щитками, масками, защитными очками со светофильтрами.

С целью снижения вредного воздействия шума следует использовать средства индивидуальной защиты органа слуха (противошумные заглушки).

С целью снижения вредного воздействия локальной вибрации следует использовать специальные рукавицы с амортизационной прокладкой.

Чистка, стирка и ремонт спецодежды должны производиться централизованно.

Для предохранения кожи рук работающих от воздействия вредных веществ раздражающего характера и проникающих через кожу следует использовать перчатки, защитные мази и пасты в соответствии с "Каталогом-справочником средств индивидуальной защиты работающих на производстве".

Литьевые машины оборудованы специальными устройствами, обеспечивающими безопасность работы при соблюдении правил их эксплуатации (дверцы, защитные клапаны, заземление и др.).

Организация рабочих мест основного производства

Основными параметрами, характеризующими рабочие места, для литьевых машин являются:

– расстояние между осями машин в зоне обслуживания;

– расстояние между осями машин с тыльной стороны;

– габаритные размеры рабочего места – длина и ширина.

Расстояние между осями машин со стороны рабочей зоны ограничивается шириной прохода в зону обслуживания и прохода в зоне обслуживания (не менее 800 мм), а также расстоянием между рабочими столами или столом и термостатирующим агрегатом в зоне обслуживания (неменее 1200 мм). Расстояние между осями машины с тыльной стороны определяется шириной прохода между шкафами или термостатами и «пьезой машиной и между пневмопогрузчиками (не менее 700 мм), а также удобством прокладки коммуникаций и выполнении работ при ремонтах, осмотрах и наладке. Габаритные размеры рабочего места определяются: ширина – расстоянием между осями машин; длина – суммой длины оборудования, половины прохода и половины ширины проезда.[11].

Ширина проезда может быть различной в зависимости от вида средств механизации и их, но она не должна быть меньше 2500 мм для одностороннего проезда и 3500 мм для двустороннего. Ширина прохода может быть также разной, но не менее 800 мм. Для рабочих мест из трёх литьевых машин, при обслуживании которых литейщик в течение рабочего времени должен ходить по проходу, ширина прохода должна быть увеличена на 600 мм.

Заземление и защита от статического электричества

Сопротивление заземляющих устройств должно быть не более 4 Ом.

В качестве заземляющих проводников и заземления используются строительные элементы здания. Контуры заземления выполняются из полосовой стали. Отвод зарядов статического электричества осуществляется путём заземления оборудования.

Освещение

Промышленное освещение должно обеспечивать достаточную освещенность рабочих мест, рациональное направление света, отсутствие резких теней и блесткости, надежность и безопасность эксплуатации осветительной установки.

Для освещения литейных цехов применяется естественное и искусственное освещение. По условиям гигиены труда, для освещения производственных и других помещений должно быть максимально использовано естественное освещение.

Среди характеристик качества освещения ведущее место занимают распределение яркости в поле зрения, в частности, прямая и отраженная блесткость, контраст рассматриваемых объектов с фоном, равномерность освещения и постоянство его во времени, тенеобразование, диффузность, направленность и цветность освещения.

В промышленном освещении применяются в настоящее время источники света с различным спектральным составом. К таким источникам относятся: лампы накаливания, люминесцентные лампы разных типов, ртутные газоразрядные лампы высокого давления, ртутные лампы с исправленной цветностью типа ДРЛ.

Вентиляция в литьевом производстве

Литьевые производства являются источником вредных веществ, образующихся при повышенных температурах выше температуры расплава. Система вентиляции при правильной работе позволяет решить две задачи:

– снизить концентрацию вредных веществ в помещениях ниже ПДКрзи улучшить санитарные условия для производственного персонала;

– осуществить выброс в атмосферу вредных веществ при их многократном разбавлении до концентраций ниже ПДКм на границе СЗЗ (санитарно защитная зона).

Система вентиляции литьевого производства состоит из трехэлементов:

– общецеховая вытяжная вентиляции;

– общецеховая приточная вентиляция;

– местные отсосы (вытяжка).

Производственные помещения должны быть оборудованы механической местной вытяжной и общей приточно-вытяжной вентиляцией по ГОСТ 12.4.021 и СНиП 2.04.05-91, обеспечивающей чистоту воздуха рабочей зоны производственных помещений [10].

При проектировании и эксплуатации литьевых производств необходимо выдержать баланс производительности по воздуху между приточной и вытяжными системами и тепловой баланс, особенно в зимнее время.

Работа литьевого оборудования без включенной вентиляции запрещается. Все машины оснащаются зонтами в зоне над соплом, являющихся элементами местных отсосов. При правильной установке зонтов местные отсосы позволяют удалять до 80-90% вредных выбросов из помещения. Оставшуюся долю удаляет общецеховая вытяжная вентиляция.

Для повышения эффективности разбавления выбросов в атмосфере вытяжные трубы выводятся выше кровли на 1,5-2 м и оснащаются факельными выбросами. Внутри помещения приточные и вытяжные устройства не должны создавать воздушные потоки на рабочих местах выше нормативной скорости 0,5 м/с.[11].

Приточный воздух в зимнее время подогревается до требуемой температуры. В зимнее время при температурах наружного воздуха от-20 до -30 °С для соблюдения пятикратного обмена воздуха в час в литьевом цеху доля энергопотребления теплообменников приточной вентиляции возрастает до 80% от общего энергопотребления на нагрев помещения, а остальная система обогрева помещения потребляет только 20% от общего баланса.

Число вентиляционных установок в литьевом цеху зависит от объемов переработки и числа машин и может достигать нескольких десятков штук .

Противопожарные мероприятия

Территория предприятия, расположение основных цехов, а также сами помещения должны отвечать противопожарным нормам проектирования. Вблизи от огнеопасных объектов должны быть оборудованы пожарные щиты, укомплектованные огнетушителями, ящиками с песком, лопатами, вёдрами и другими необходимыми инструментами. Кроме пожарных щитов на предприятии должны быть пожарные гидранты.

Сопротивление заземляющих устройств должно быть не более 4 Ом.

В качестве заземляющих проводников и заземления используются строительные элементы здания.

Контуры заземления выполняются из полосовой стали.

Отвод зарядов статического электричества осуществляется путём заземления оборудования.

Противопожарные мероприятия на предприятии осуществляются пожарной охраной. Работники предприятия на случай пожара разделяются на группы, которые имеют свои непосредственные задачи: тушение, водоснабжение, защита, охрана [11].

Мероприятия по обеспечению жизнедеятельности при чрезвычайной ситуации.

Производственное оборудование должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.003-74.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе курсового проекта рассмотрена технология изготовления изделий из полипропилена методом литья под давлением. В технологической части работы приведена характеристика исходного сырья и готовой продукции.

Описан метод переработки и физико-химические основы технологического процесса. Приведено описание контроля производства. Освещён вопрос охраны окружающей среды.

Таким образом, технология получения изделий из полипропилена методом литья по давлением довольна развита. Полипропилен является износостойким, непроницаемым к паро- и газообразным веществам, прочным и недорогим материалом, который используется на производстве. Метод литья под давлением обладает высокой производительностью, точностью и чистотой поверхности. Этот метод полностью подвергается автоматизации.

Список литературы.

1.Современные методы переработки полимерных материалов. Ю. Т. Панов, Л. А. Чижова, Е. В. Ермолаева.

2.Современные методы переработки полимерных материалов.Ю. Т. Панов, Л. А. Чижова, Е. В. Ермолаева.

3.Производство изделий из полимерных материалов. В. К. Крыжановский, М. Л. Кербер, В. В. Бурлов, А. Д. Паниматченко .

4.Переработка пластмасс. О. Шварц, Ф. В. Эбелинг, Б. Фурт.

5.Оборудование заводов по переработке пластмасс. Р. В. Торнер , М. С. Акутин.

6.Оборудование для литья пластмасс под давлением.Э. Л. Калинчев, Е.И.Калинчева .

7.Справочник по проектированию оснастки для переработки пластмасс. А.П. Пантелеев , Ю. М. Шевцов ,И. А. Горячев.

8.Производство изделий из пластических масс Том 2.Технология переработки пластических масс. В. Г. Борткиков.

9. Промышленная экология 3-е издание . В. Г. Калыгин.

10. Промышленная экология. Т.А. Хван.

11. Основы промышленной экологии.А.Н. Голицин.

Просмотров работы: 16