年产5000吨硬质pvc管材车间设计毕业论文(编辑修改稿)

年产5000吨硬质pvc管材车间设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

结构的聚氯乙烯管材。 随着聚氯乙烯管材市场的扩大 ,大口径公用工程管 ,尤其是下水道管需求量逐年增加 ,管材直径越做越大 ,管材壁厚和用料也增加 ,使管材生产成本上扬。 为降低大口径管材的生产成本 ,国外做了大量的工作 ,一是开发了径向有增强肋的薄壁大口径管材 ,比旧工艺节约树脂 40%,生产方法简单 ,管材有较高的抗冲击强度和韧性 ,由于加工方法简便、原料消耗量低 ,管径可做到 500mm 左右。 二是开发了一种空心壁的聚氯乙烯大口径管 ,管径可 做到。 生产方法是先挤出矩形空心型材 ,然后螺旋缠绕并用红外线焊接成管材 ,而且加工速度与挤出加工相同 ,节约树脂50% ～ 60%,具有与实心壁管材一样的强度和韧性。 在美国 ,这种管材采用在现场生产的方式 ,原料由供料汽车送到施工现场 ,采用连续作业 ,挖土机先挖出地沟 ,管材加工车随加工便将管材输人地沟 ,然后掩埋。 不但节约了管材的运输费用 ,而且不需庞大的料场和仓库。 生产工艺流程概述 硬质 PVC 管材规格和形式很多，其生产工艺流程基本上如下图 11所示： 6 图 11 生产工艺流程图 PVC 管材生产工艺流程可分为三个过程：①成型料准备过程，包括配方、混合（高速和低速）、过筛或者造粒。 ②挤出成型过程，将 配好的物料在上料器的作用下，由料仓送至挤出机的加料斗中，然后物料由加料斗进入挤出机进行加热、塑化。 塑化完全后，塑化料被定量挤出。 ③定型包装过程，经过冷却定径箱泠却定型，再经过牵引机、切割机，上光烘干固化后，检验合格即为成品。 原料配方的 确定 如下表 11 列出所示。 表 11 原材料及其配方确定 组分名称 组分份数 百分率（ %） 用途 PVC XS4 100 树脂 CPE(36%) 10 增韧剂 ACR401 4 抗冲改性剂 马来酸二丁基锡 2 稳定剂 UV9 1 光稳定剂 氯化石蜡 2 润滑剂 硬脂酸 2 润滑剂 轻质 CaCO3 20 填料 金红石型 TiO2 5 色料 Sb2O3 5 阻燃剂 产品质量指标 我国采用 ISO 国际标准的对应技术文件，结合国内 PVCU 管材的发展情况和质量水平，制定了符合我国国情并向国际标准靠拢的国家标准和行业标准。 不切割 捆扎包装 成品 牵引 挤出 冷却定型 印商 高速混合 原料及助剂 低速搅拌 7 同的用途有不同的 产品标准如表 12。 表 12 产品标准 项目 国家标准 项目 国家标准 化工用硬 聚氯乙烯（ PVCU）管材 GB/T42191996 建筑排水用硬 聚氯乙烯（ PVCU）管材 GB/ 给水用硬 聚氯乙烯（ PVCU）管材 GB/6 埋地排污、废水用硬 聚氯乙烯（ PVCU）管材 GB/ 低压输水灌溉用薄壁硬 聚氯乙烯（ PVCU）管材 GB/T1366492 农用硬 聚氯乙烯（ PVCU）管材 JB/T512591 另外，环保安全的 PVCU 管材的主要原料为 PVC 粉，辅料包括填充剂、热稳定剂、抗冲击剂、润滑剂、改良剂、发泡剂、着色剂等。 PVCU 给水管中 PVC粉含量在 95%以上； PVC 排水管中 PVC 粉含量在 90%以上，其余部分为上述辅料成份的总和。 在 PVCU 管材中，填充剂 (碳酸钙 )的主要作用为降低管材成本（碳酸钙的吨价与 PVC 粉吨价比例为 1： 16）。 碳酸钙与 PVC 粉的比例关系直接决定了管材质量的好坏。 如果碳酸钙含量过高，虽然也能生产出管材，但质量无法得到保证，更不能满足 PVCU 管材 50 年之使用寿命。 采用非铅盐稳定剂取代传统铅盐热稳定剂来 生产 PVC－ U 管材的厂家。 铅盐热稳定剂中含有铅元素，在管材的使用过程中会渗入水中。 铅进入人体中较难排出，积累过多会引发铅中毒。 国家建设部也明文规定饮用水 PVCU 管材禁用铅盐热稳定剂。 8 第 2章 硬 PVC 管生产车间 物料平衡 计算 计算基准的选取 （ 1）年工作时间 36510（法定节假日） =355=8520h （ 2）设备大修 25 天 /年 =600h/年 （ 3）特殊情况停车 15/年 =360h/年 （ 4） 机头清理 换过滤网 1次 /6天， 8h/次 [365 天 （ 25 天 +15 天） ] 1次 /6 天 8h/次 =433h （ 5）实际开车时间 365 天 10 天 25 天 15 天 18 天 =297 天 =7128h (6)设备利用系数 k=实际开车时间 /年工作时间 =7128/8520= 物料衡算 （ 1）挤出成型工段 挤出成型工段挤出成型工段物料损耗率如下 表 21： 表 21 挤出成型工段挤出成型工段物料损耗率一览表 工序 自然损耗 扫地 下脚料 一次成品 百分比 /% 94 物料衡算 输出物料量：  自然损耗量： 5 .3 2 t0 .1 %5 3 1 9 .1 5  扫角料： 2 1 .2 8 t0 .4 %5 3 1 9 .1 5  下脚料： 2 9 2 . 5 5 t5 . 5 %5 3 1 9 . 1 5  下脚料回收破碎量： 2 7 7 . 9 2 t5%12 9 2 . 5 5  ）（ 颗粒料中需加回收料量（总量的 5%）： %5 3 1 9 .1 5  回收率： 9 0 . 9 %1 0 0 %2 9 2 . 5 52 6 5 . 9 6  ③ 挤出成型工艺物料平衡表见表 22 9 表 22 挤出成型物料工段表 工序 物料量 /t 工序 物料量 /t 输出物料量 下脚料 自然损耗量 成品 5000 扫地料 （ 2）造粒工段 ① 确定各岗位物料损失率 塑化造粒工段损耗系数见表 23 表 23 塑化造粒工段物料损耗系数一览 工序 筛选输送 高速混合 冷却混合 挤出造粒 粒料风送 损耗率 /% 总损失 % ② 物料平衡计算 进入本工序的物料量 =出料量 /（ 1本工序的损失率） 进入风送物料量： 5 0 6 3 . 3 2 t0 . 2 %1 2 6 5 . 9 65 3 1 9 . 1 5  进入挤出造粒的物料量： 5 0 8 8 .7 6 t0 .5 %15 0 6 3 .3 2  进入冷混机的物料量： 5 0 9 3 .8 5 t0 .1 %15 0 8 8 .7 6  进入高混机的物料量： 5 0 9 8 .9 5 t0 .1 %15 0 9 3 .8 5  进入筛选输送的物料量： 5 1 2 4 .5 8 t0 .5 %15 0 9 8 .9 5  ③ 塑化造粒工段物料平衡表见表 24 10 表 24 塑化造粒工段物料平衡表 工序 物料 /t 输入 回收 /t 小计 /t 物料 /t 输入 损失 /t 小计 /t 筛选输送 高混 冷混 挤出造粒 风送 半成品 合计 （ 3）粉料中各组分需要量 粉料中各组分需要量计算方法如下： ① 求出每吨产品消耗量（ kg） 1000组分占整个粉料量的百分率（ 100%） =每吨产品消耗量 组分占整个粉料量的百分率 =组分占份数 /各组分份数总和 100% ② 年组分需要量（ t） 粉料年需要量 组分占整个粉料量的百分率 =组分年需要量 ③ 日组分需要量（ t） 年组分需要量 实际开车天数（ ） =日组分需要量 ④每小时组分需要量（ kg） 年组分需要量 实际开车时（ 7140） =每小时组分需要量 根据衡算，计算出实际每年需要量及日需要量和每小时需要量，见表 25 11 表 25 每年需要年及日需要量和每小时需要量 原料名称 配方中份数 百分率 /% 每吨产品消耗量/kg 每年需要量 /t 每天需要量 /t 每小时需要量 /kg PVC XS4 100 CPE(36%) 10 ACR401 4 马来酸二丁基锡 2 UV9 1 氯化石蜡 2 硬脂酸 2 轻质CaCO3 20 金红石型TiO2 5 Sb2O3 5 根据计算结果画出物料衡算流程图 如下 21所示 ： 图 21 物料衡算流程图 一阶段损失 加回收料 段损失 +下脚料 5000t/ 年制品 12 第 3章 设备选型和台数计算 定型设备的选型及计算 挤出机及辅机的确定和计算 由于工艺和经济上的原因，每种规格的挤出成型机生产的管材尺 寸有一定范围。 挤出成型机规格与所生产的管材尺寸关系见表 31。 表 31 挤出成型机规格与所生产管材的尺寸关系 挤出机螺杆直径 /mm 挤出管材外径范围 /mm 45 20 60 20～ 50 90 40～ 75 120 90～ 160 150 160～ 250 根据此表，选用Ф 120 型管材挤出机。 设计选用 SJ120A 型塑料 挤出机， 其技术参数 见表 32。 表 32 SJ120A 型塑料挤出机 技术参数 SJ120A 型 螺杆直径 120mm 螺杆长径比 L/D 28 螺杆转速 12～ 72r/min 生产能力（最高产量） 160kg/h 电动机功率 30～ 45KW 机器中心高 1000mm 外形尺寸 3200mm 800mm 1600mm 加热功率 25KW 设备重量 1800kg 设备电源 380v 价格 约 98 万 /台 成型机台数的计算：根据制品的形状、冷却定型的难易程度，选择牵引速度为 (一般在 ～ 2m/min范围 )。 本设计硬聚氯乙烯管材（φ 90 ），查的线重为： ／ m，所以： 生产能力 =线重牵引速度 =1400g/m 60s/min/1000 13 =则需要挤出成型机台数为：台数 =（ 1000） /(7128)=(台 )， 所以选用 6 台 SJ120A型塑料挤出机。 挤出辅机包括冷却装置、牵引装置、切割装置、支架等几部分。 SJGE120B型辅机可与 SJ120A塑料挤出机配套使用，连续生产一定规格的硬聚氯乙烯管材。 挤出辅机型号及参数见表 33。 表 33 SJGE120B 型辅机主要参数 辅机装置 外形尺寸 /mm 重量 /kg 冷却装置 3000 720 1150 200 牵引装置 1435 819 1360 800 切割装置 1950 1075 1210 390 支架 3000 400 1042 100 挤出造粒机的选取和计算 为了提高生产能力，提高粒料的质量，选择 SJ200 型挤出造粒机，其主要技术参数见表 34。 表 34 SJ200 型挤出造粒机主要技术参数 主要技术参数 SJ200 型 螺杆直径 200mm 螺杆长径比 25～ 32 螺杆转速 5～ 15r/min 生产能力 500～ 1000kg/h 电动机型号 JZS101 功率 160～ 280KW 转速 1050/350r/min 电压 380v 机器中心高 1100m 外形尺寸（长宽高） 5880mm 2670mm 2975mm 参考价格 万元 进入挤出造粒工段的物料量： 吨 /年247。 7128h=根据 SJ200A 型挤出造粒机的生产能力 500～ 1000kg/h，选取 700kg/h， 14 则需要造粒机台数：（ 1000） /(700 7128)= 台 ) 所以选用 2 台 SJ200 型挤出造粒机。 高速混合机的选取和计算 选用 SHRL300。