第三章 橡塑制品厂典型车间工艺设计与布置2课件.ppt
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1、第三章第三章橡塑制品厂典型车间橡塑制品厂典型车间工艺设计与布置工艺设计与布置第一节第一节 橡胶制品厂典型车间工艺设计与布置橡胶制品厂典型车间工艺设计与布置 橡塑制品是以车间为单位进行生产橡塑制品是以车间为单位进行生产的。有些制品是在一个车间生产,有的的。有些制品是在一个车间生产,有的在几个车间生产。所以橡塑制品工艺设在几个车间生产。所以橡塑制品工艺设计与布置一般以车间为单位。计与布置一般以车间为单位。 橡塑制品种类和加工方法繁多,因橡塑制品种类和加工方法繁多,因加工方法和品种不同,生产车间的工艺加工方法和品种不同,生产车间的工艺设计与布置也不同设计与布置也不同 。 第一节第一节 橡胶制品厂典型
2、车间工艺设计与布橡胶制品厂典型车间工艺设计与布置置(1 1)各种橡胶制品)各种橡胶制品 轮胎、胶管、胶带、胶鞋、密封制品等轮胎、胶管、胶带、胶鞋、密封制品等(2 2)各种制品的加工工艺流程)各种制品的加工工艺流程 举例分析举例分析(3 3)通用加工工艺)通用加工工艺 生胶生胶烘胶烘胶切胶(切胶切胶(切胶烘胶)烘胶)破破胶胶塑炼塑炼混炼混炼压延(或压出)压延(或压出)硫化硫化 下面我们以轮胎生产工艺为例讲解各车下面我们以轮胎生产工艺为例讲解各车间工艺设计与布置。间工艺设计与布置。烘胶的目的烘胶的目的为了烘去表面水份;为了烘去表面水份;保证切胶机的安全操作和工作效率;保证切胶机的安全操作和工作效率
3、;保证炼胶机的安全操作和塑炼效率的提高;保证炼胶机的安全操作和塑炼效率的提高; 对结晶橡胶也可解除结晶。对结晶橡胶也可解除结晶。(一)烘胶(一)烘胶(一)烘胶(一)烘胶烘胶设备(设施)烘胶设备(设施)烘房:适用于大规模生产。烘房:适用于大规模生产。烘箱:适用于小规模生产以及科研部门烘箱:适用于小规模生产以及科研部门和实验室试验。和实验室试验。红外线:适用于先进工业生产,效率高。红外线:适用于先进工业生产,效率高。高频电流:适用于先进工业生产,效率高频电流:适用于先进工业生产,效率最高。最高。 采用烘房烘胶,天然橡胶的烘胶温度为5060,烘胶时间在春、夏、秋季一般为2436h,冬季一般为4872
4、h;氯丁橡胶的烘胶温度为5060,烘胶时间为150180min,或烘胶温度为2440,时间为46h。烘胶温度不宜过高,否则会引起橡胶老化而影响物理机械性能。 采用红外线加温,时间一般为23h。 采用高频电流烘胶交流频率为2070MHz,时间一般为2030min。(一)烘胶(一)烘胶切胶目的切胶目的(1)便于称量(2)便于投料(3)保护设备单刀油压立式切胶机:适用于中小规模工业生产。多刀卧式切胶机前者:适用于大规模工业生产。(二)切胶(二)切胶(二)切胶(二)切胶“先烘胶后切胶先烘胶后切胶”及及“先切胶后烘胶先切胶后烘胶”两种两种工艺特点对比:工艺特点对比:“先烘胶后切胶先烘胶后切胶”特点:切胶
5、容易、速度快、特点:切胶容易、速度快、动力消耗较少、切胶机易损伤程度小,但动力消耗较少、切胶机易损伤程度小,但烘胶胶温的均匀性较差,烘胶时间较长。烘胶胶温的均匀性较差,烘胶时间较长。“先切胶后烘胶先切胶后烘胶”特点:烘胶胶温的均匀性特点:烘胶胶温的均匀性好,烘胶时间短,但动力消耗较大,切胶好,烘胶时间短,但动力消耗较大,切胶机易损伤程度较大。机易损伤程度较大。切胶机 天然橡胶和氯丁橡胶的切胶胶块,在塑天然橡胶和氯丁橡胶的切胶胶块,在塑炼前需用破胶机进行破胶炼前需用破胶机进行破胶 。专用破胶机破胶:适用于大规模专用破胶机破胶:适用于大规模开炼机破胶:适用于小规模开炼机破胶:适用于小规模(三)破胶
6、(三)破胶 开炼机塑炼、密炼机塑炼和螺杆塑炼机开炼机塑炼、密炼机塑炼和螺杆塑炼机塑炼三种。塑炼三种。开炼机塑炼开炼机塑炼A、特点:、特点: 劳动强度大、生产效率较低、操作条件劳动强度大、生产效率较低、操作条件差,但塑炼胶可塑性均匀、适应面宽,比较差,但塑炼胶可塑性均匀、适应面宽,比较机动灵活,投资较小。适用于胶种变化较多、机动灵活,投资较小。适用于胶种变化较多、耗胶量较少的场合。目前工厂耗胶量较少的场合。目前工厂(特别是生产规特别是生产规模较小的工厂模较小的工厂)生产中仍在使用。生产中仍在使用。(四)塑炼(四)塑炼B、开炼机塑炼方法:开炼机塑炼方法: 薄通塑炼、一次塑炼、分段塑炼及化学薄通塑炼
7、、一次塑炼、分段塑炼及化学塑解剂塑炼等方法。塑解剂塑炼等方法。a a、薄通塑炼法:塑炼效果好,可塑性较高、薄通塑炼法:塑炼效果好,可塑性较高且均匀,缺点是生产效率较低。且均匀,缺点是生产效率较低。b b、一次塑炼法:塑炼时间较短、操作方便、一次塑炼法:塑炼时间较短、操作方便、劳动强度低,但塑炼胶可塑性不够均匀等。劳动强度低,但塑炼胶可塑性不够均匀等。(四)塑炼(四)塑炼c c、分段塑炼法:生产效率高,可塑性高且、分段塑炼法:生产效率高,可塑性高且均匀,但生产管理较麻烦,占地面积大,均匀,但生产管理较麻烦,占地面积大,不适合连续化生产。不适合连续化生产。d d、化学塑解剂塑炼法:提高塑炼效率,缩
8、、化学塑解剂塑炼法:提高塑炼效率,缩短塑炼时间短塑炼时间( (如天然橡胶用如天然橡胶用0.50.5份促进剂份促进剂M M,塑炼时间可缩短塑炼时间可缩短5050左右左右) ),降低塑炼胶弹,降低塑炼胶弹性复原和收缩性复原和收缩 。(四)塑炼(四)塑炼密炼机塑炼密炼机塑炼A A、特点:、特点: 生产能力大,塑炼效率高,自动化程生产能力大,塑炼效率高,自动化程度高,电力消耗少,劳动强度和卫生条件度高,电力消耗少,劳动强度和卫生条件较好。但硫化胶物理机械性能下降,而且较好。但硫化胶物理机械性能下降,而且设备造价较高,占地面积大,设备清理维设备造价较高,占地面积大,设备清理维修较困难,适应面较窄,故一般
9、适用于胶修较困难,适应面较窄,故一般适用于胶种变化少,耗胶量大的工业生产。种变化少,耗胶量大的工业生产。(四)塑炼(四)塑炼B B、密炼机塑炼方法:、密炼机塑炼方法:a a、一段塑炼法:塑炼周期短,占地面积小,且操、一段塑炼法:塑炼周期短,占地面积小,且操作简便。但塑炼胶的可塑性较低,适用于可塑性作简便。但塑炼胶的可塑性较低,适用于可塑性要求不太高的塑炼胶要求不太高的塑炼胶( (如轮胎胎面塑炼胶如轮胎胎面塑炼胶) )的制备。的制备。 b b、分段塑炼法:用于制备较高可塑性塑炼胶,由、分段塑炼法:用于制备较高可塑性塑炼胶,由于密炼机塑炼的塑炼胶热可塑性较大,所以实际于密炼机塑炼的塑炼胶热可塑性较
10、大,所以实际生产中制备较高可塑性的塑炼胶生产中制备较高可塑性的塑炼胶( (如轮胎帘布胶如轮胎帘布胶) )时,常用分段塑炼法塑炼。时,常用分段塑炼法塑炼。c c、化学塑解剂塑炼法:提高塑炼效率,缩短塑炼、化学塑解剂塑炼法:提高塑炼效率,缩短塑炼时间降低塑炼胶弹性复原和收缩时间降低塑炼胶弹性复原和收缩 。(四)塑炼(四)塑炼螺杆机塑炼螺杆机塑炼: A A、特点:、特点: 连续化、自动化程度高,生产能力大,连续化、自动化程度高,生产能力大,动力消耗少,占地面积少,劳动强度低等动力消耗少,占地面积少,劳动强度低等优点。最适用于生胶品种少、耗胶量大的优点。最适用于生胶品种少、耗胶量大的大规模工业生产。但
11、从目前国内使用螺杆大规模工业生产。但从目前国内使用螺杆机塑炼来看,还存在一些如排胶温度高、机塑炼来看,还存在一些如排胶温度高、塑炼胶热可塑性大、可塑性不均匀塑炼胶热可塑性大、可塑性不均匀(夹生现夹生现象象)和较低等缺陷,因此在应用上受到一定和较低等缺陷,因此在应用上受到一定限制。限制。 目前,螺杆机塑炼仅适用于天然橡胶。目前,螺杆机塑炼仅适用于天然橡胶。 (四)塑炼(四)塑炼B B、螺杆机塑炼螺杆机塑炼方法:方法: 螺杆一段塑炼机和双螺杆两段塑炼机两种。螺杆一段塑炼机和双螺杆两段塑炼机两种。 a a、螺杆一段塑炼机:可塑度低螺杆一段塑炼机:可塑度低b b、双螺杆两段塑炼机:可塑度高双螺杆两段塑
12、炼机:可塑度高(四)塑炼(四)塑炼(5 5)混炼)混炼 混炼方法分间歇式和连续式两类。开炼混炼方法分间歇式和连续式两类。开炼机和密炼机混炼属于间歇式,此种方法应机和密炼机混炼属于间歇式,此种方法应用最早,至今仍在广泛使用,连续混炼是用最早,至今仍在广泛使用,连续混炼是近年来国外刚刚发展起来的一种混炼方法,近年来国外刚刚发展起来的一种混炼方法,目前国内尚未使用。目前国内尚未使用。 (五)混炼(五)混炼开炼机混炼开炼机混炼A A、特点:是应用最早的混炼方法,生产效率低、劳特点:是应用最早的混炼方法,生产效率低、劳动强度大、环境卫生及安全性差、胶料质量不高,动强度大、环境卫生及安全性差、胶料质量不高
13、,已趋于逐渐淘汰,但其灵活性大。已趋于逐渐淘汰,但其灵活性大。B B、适用范围:适用于小规模、小批量、多品种的生适用范围:适用于小规模、小批量、多品种的生产,尤其适用于海绵胶、硬质胶等特殊胶料及某产,尤其适用于海绵胶、硬质胶等特殊胶料及某些生热量较大的合成橡胶些生热量较大的合成橡胶(如高丙烯腈含量的硬丁如高丙烯腈含量的硬丁腈橡胶腈橡胶)和彩色胶料的混炼。目前国内在小型橡胶和彩色胶料的混炼。目前国内在小型橡胶工厂中使用开炼机混炼仍占有一定比重。工厂中使用开炼机混炼仍占有一定比重。(五)混炼(五)混炼开炼机混炼开炼机混炼C C、方法:一段混炼和分段混炼两种方法:一段混炼和分段混炼两种 一段混炼法:
14、一段混炼法:对含胶率高或天然橡胶与少对含胶率高或天然橡胶与少量合成橡胶并用,且补强填充剂用量少的量合成橡胶并用,且补强填充剂用量少的胶料,通常采用一段混炼法。胶料,通常采用一段混炼法。 两段混炼法:两段混炼法:对天然橡胶与较多合成橡胶对天然橡胶与较多合成橡胶并用,且补强填充剂用量较多的胶料,可并用,且补强填充剂用量较多的胶料,可采用两段混炼方法,以便两种橡胶与配合采用两段混炼方法,以便两种橡胶与配合剂混炼得更均匀。剂混炼得更均匀。(五)混炼(五)混炼密炼机混炼密炼机混炼A A、特点:特点: 装胶容量大、混炼时间短、生产效率高;装胶容量大、混炼时间短、生产效率高;按生产能力论,设备占地面积小;投
15、料、混炼及按生产能力论,设备占地面积小;投料、混炼及排料操作易实现机械化、自动化;劳动强度小,排料操作易实现机械化、自动化;劳动强度小,操作安全;配合剂飞扬损失小,环境卫生条件较操作安全;配合剂飞扬损失小,环境卫生条件较好。但炼胶温度难以控制好。但炼胶温度难以控制(通常在通常在140以上以上),易,易出现焦烧现象,冷却水耗量大;不适宜混炼对温出现焦烧现象,冷却水耗量大;不适宜混炼对温度敏感的胶料、浅色胶料、特殊胶料及品种变换度敏感的胶料、浅色胶料、特殊胶料及品种变换频繁的胶料;设备投资高。频繁的胶料;设备投资高。B B、适用范围:适用于大规模、大批量、品种单一适用范围:适用于大规模、大批量、品
16、种单一的生产。的生产。(五)混炼(五)混炼胶片压延:压片、压型、贴合。胶片压延:压片、压型、贴合。 纺织物挂胶:贴胶、擦胶纺织物挂胶:贴胶、擦胶 贴胶分为贴胶和压力贴胶。贴胶分为贴胶和压力贴胶。(六)压延(六)压延热喂料压出法热喂料压出法 是目前国内采用的主要压出方法。其设是目前国内采用的主要压出方法。其设备结构简单,动力消耗小,胶料均匀一致;备结构简单,动力消耗小,胶料均匀一致;半成品表面光滑,规格尺寸稳定。但由于半成品表面光滑,规格尺寸稳定。但由于胶料需要热炼,增加了压出作业工序,使胶料需要热炼,增加了压出作业工序,使总体的动力消耗大,占地面积大。总体的动力消耗大,占地面积大。 热喂料压出
17、法可分为有芯压出和无芯热喂料压出法可分为有芯压出和无芯压出,按半成品组合形式,可分为整体压压出,按半成品组合形式,可分为整体压出和分层压出。出和分层压出。 (七)压出(七)压出冷喂料压出法冷喂料压出法 由于胶料无需热炼,故简化了工序,由于胶料无需热炼,故简化了工序,节省了人力和设备,劳动力可节约节省了人力和设备,劳动力可节约50以上;以上;压出工艺总体消耗能源少,设施占地面积压出工艺总体消耗能源少,设施占地面积小;应用范围广,灵活性较大,不存在热小;应用范围广,灵活性较大,不存在热炼工序对半成品质量的影响,使压出物外炼工序对半成品质量的影响,使压出物外形更趋一致,而且不易产生焦烧现象;自形更趋
18、一致,而且不易产生焦烧现象;自动化、,连续化程度高,但却存在压出物动化、,连续化程度高,但却存在压出物表面容易出现粗糙的现象,压出机昂贵等表面容易出现粗糙的现象,压出机昂贵等缺陷。缺陷。(七)压出(七)压出(八)胶料冷却 塑炼胶或混炼胶经压片机或挤出压片机出片后,喷涂或浸渍皂液隔离剂,进行冷却和停放。 目前可供选用的胶片冷却装置有两种:挂架式胶片冷却装置和小型简易挂架式胶片冷却装置。前者有两种形式:落地式或架空式。架空式可充分利用空间,有利于车间胶料存放和车辆通行。(八)胶料冷却 塑炼胶和混炼胶的停放时间,主要依据塑炼胶和混炼胶的停放时间,主要依据上下工序开动的班次、胶料冷却程度、快速上下工序
19、开动的班次、胶料冷却程度、快速检验周期等因素确定。停放时间一般为检验周期等因素确定。停放时间一般为424h,下限,下限4h为工艺快速检验和质量所要求,为工艺快速检验和质量所要求,上限上限24h为上下工序之间生产调度所需的贮为上下工序之间生产调度所需的贮备量。一般胶料存放时间不宜过长,否则胶备量。一般胶料存放时间不宜过长,否则胶料易出现喷霜或自硫,影响产品质量。料易出现喷霜或自硫,影响产品质量。(九)滤胶 对某些质量要求较高必须除去胶料中的对某些质量要求较高必须除去胶料中的杂质,特别薄壁制品或气密性要求高的制品杂质,特别薄壁制品或气密性要求高的制品一般都要求滤胶,如汽车内胎和胶管内层胶一般都要求
20、滤胶,如汽车内胎和胶管内层胶等所用的胶料需要过滤,以除去胶料中的杂等所用的胶料需要过滤,以除去胶料中的杂质。目前,滤胶机有两种布置方式:一是滤质。目前,滤胶机有两种布置方式:一是滤胶机布置在密炼机组压片机附近;一是布置胶机布置在密炼机组压片机附近;一是布置在半成品挤出机附近。前者是将压片机下片在半成品挤出机附近。前者是将压片机下片的胶条,送滤胶机过滤并称量后,立即返回的胶条,送滤胶机过滤并称量后,立即返回压片机按配方加促进剂和硫黄,混炼均匀后压片机按配方加促进剂和硫黄,混炼均匀后经压片机下片、冷却,停放备用。经压片机下片、冷却,停放备用。 后者是将需要过滤的胶料,先经压片机后者是将需要过滤的胶
21、料,先经压片机下片、冷却、停放后,送至用料车间下片、冷却、停放后,送至用料车间(如内胎如内胎车间车间)的滤胶机进行过滤,过滤后的胶料在开的滤胶机进行过滤,过滤后的胶料在开炼机加促进剂、硫黄,然后直接供挤出机使炼机加促进剂、硫黄,然后直接供挤出机使用。上述两种方法一般适用于天然橡胶为主用。上述两种方法一般适用于天然橡胶为主的胶料配方。如果采用丁基橡胶配方,一般的胶料配方。如果采用丁基橡胶配方,一般则采取先加促进剂、硫黄,随后滤胶,直接则采取先加促进剂、硫黄,随后滤胶,直接供挤出机使用。目前可供选用的滤胶机有供挤出机使用。目前可供选用的滤胶机有XJ或或XJL系列的各种规格。系列的各种规格。(九)滤
22、胶(十)胶料快速检验 为了及时检验塑炼胶和混炼胶的可塑度为了及时检验塑炼胶和混炼胶的可塑度和炭黑等各种配合剂的分散均匀性,在炼胶和炭黑等各种配合剂的分散均匀性,在炼胶车间需专门设置快速检验站。以便取样和解车间需专门设置快速检验站。以便取样和解决问题。对塑炼胶一般只测可塑度或门尼黏决问题。对塑炼胶一般只测可塑度或门尼黏度,对混炼胶一般要求测硬度、可塑度和密度,对混炼胶一般要求测硬度、可塑度和密度,通常配备的快速检验设备和仪器有:可度,通常配备的快速检验设备和仪器有:可塑性试片切片机;电热式可塑性试验机;小塑性试片切片机;电热式可塑性试验机;小型平板硫化机;邵氏硬度计;密度计;门尼型平板硫化机;邵
23、氏硬度计;密度计;门尼黏度仪等。随科学技术发展和胶料连续炼胶黏度仪等。随科学技术发展和胶料连续炼胶要求,目前在快检中推广流变仪和硫化仪来要求,目前在快检中推广流变仪和硫化仪来测量胶料的工艺性能和硫化性能,有时也采测量胶料的工艺性能和硫化性能,有时也采用强力机抽查胶料物理机械性能。用强力机抽查胶料物理机械性能。(十一十一)胶料的运输和控制胶料的运输和控制 混炼和塑炼好的胶料一般经压片、冷却混炼和塑炼好的胶料一般经压片、冷却后裁断、叠放在存放架上,用夹持运输带进后裁断、叠放在存放架上,用夹持运输带进行车间内的运输。小厂采用电瓶车或者叉车行车间内的运输。小厂采用电瓶车或者叉车运输运输 塑炼和混炼过程
24、的控制,对炼胶质量有塑炼和混炼过程的控制,对炼胶质量有较大的影响。炼胶控制的采用方法有时间、较大的影响。炼胶控制的采用方法有时间、温度、功率控制法,前两者方法受其它因素温度、功率控制法,前两者方法受其它因素影响较大、炼胶质量波动性较大,后一者方影响较大、炼胶质量波动性较大,后一者方法是根据炼胶所消耗的能量进行控制、质量法是根据炼胶所消耗的能量进行控制、质量较准确。较准确。 目前,新建的一些橡胶厂实现了自动投目前,新建的一些橡胶厂实现了自动投料、自动称量,自动控制的现代化操作。即料、自动称量,自动控制的现代化操作。即胶料用皮带运输机运输和投料,炭黑等大料、胶料用皮带运输机运输和投料,炭黑等大料、
25、油料全部采用密封运输、称量和投料,对炼油料全部采用密封运输、称量和投料,对炼胶时产生的气味进行吸收和净化处理,设置胶时产生的气味进行吸收和净化处理,设置了噪音吸收装置等。整个混炼过程采用计算了噪音吸收装置等。整个混炼过程采用计算机集中控制,使配炼车间环境优美,布置合机集中控制,使配炼车间环境优美,布置合理,实现了文明生产。理,实现了文明生产。(十一十一)胶料的运输和控制胶料的运输和控制(十二)炼胶车间工艺布置要点 配炼车间是橡胶厂的主要生产车间,在车间内配炼车间是橡胶厂的主要生产车间,在车间内安装有密炼机,开炼机等大型设备,也是橡胶电力安装有密炼机,开炼机等大型设备,也是橡胶电力消耗中心部位,
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- 第三 制品厂 典型 车间 工艺 设计 布置 课件
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