Проект подготовительного цеха

ЗМІСТ 

ВСТУП 3

1 Загальна частина 4

1.1 Стисла характеристика готової продукції 4

2 ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 6

2.1 Вибір та обґрунтування рецептур гумових сумішей 6

2.1.1 Обґрунтування рецептури гумової суміші для виготовлення бігової частини протектору 8

2.1.2 Обґрунтування рецептури гумової суміші для виготовлення боковини 11

2.2 Матеріальний баланс 13

2.3 Розрахунок необхідного технологічного обладнання 17

2.4 Розрахунок бункерів. Вибір терезів 23

2.5 Вибір, обґрунтування та опис технологічного процесу виготовлення гумових сумішей 30

2.6.1 Підготовка, транспортування, розважування та подача у гумозмішувач каучуків 30

2.6.2 Підготовка, транспортування, розважування та подача у гумозмішувач технічного вуглецю 32

2.6.3 Підготовка, транспортування, розважування та подача у гумозмішувач сипких інгредієнтів 34

2.6.4 Підготовка, транспортування, розважування та подача у гумозмішувач рідких інгредієнтів 35

2.6.5 Виготовлення гумових сумішей 36

3 Охорона праці та навколишнього середовища 40

3.1 Охорона праці 40

3.2 Охорона водного басейну 41

3.3 Охорона повітряного басейну 42

ВИСНОВКИ 43

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ 44 
 

ВСТУП

    Шинна промисловість – одна з провідних  галузей нафтопереробної і нафтохімічної  промисловості. Розвитку шинної промисловості  надається величезне значення, оскільки головне народногосподарське значення промисловості полягає в тому, що від кількості і якості продукції  помітно залежить розвиток таких  ключових галузей, як автотракторна  промисловість, автотранспорт, авіація, сільське господарство, будівництво. Сукупність технічних властивостей шини як одного з найважливіших конструкційних елементів машини безпосередньо  визначає швидкісні та навантажувальні  параметри автомобілів та інших  наземних транспортних засобів, безпеку  руху, прохідність при важких умовах, ефективність роботи тракторів, комбайнів  та інших сільськогосподарських та будівельно–дорожних машин, швидкість зльоту і вантажопідйомність і т. д.

    Шинна промисловість характеризується складною системою міжгалузевих зв’язків з  численними галузями – постачальниками  сировини та обладнання і споживання (машинобудування, транспорт, сільське господарство та ін.). На підприємствах  галузі випускаються кілька сот типорозмірів шин різного призначення для  різних видів техніки. Нові шинні  заводи являють собою великі промислові підприємства з високим ступенем механізації та автоматизації виробництва. У промисловості накопичено великий  науково – технічний потенціал, що є надійною основою для подальшого технічного виконання поставлених  перед нею завдань. Шинна промисловість  країни характеризуються високим ступенем концентрації виробництва.

    Зростання механізації виробничих процесів у  добувній та обробній промисловості, розвиток транспорту і сільського господарства 
 

    1 Загальна частина

1.1 Стисла  характеристика готової продукції

    Шина 12.00R20 випускається згідно ГОСТ 5513-97 та є пневматичною шиною для вантажних автомобілів причепів до них, автобусів та тролейбусів.

    Основним  призначенням шин є пом'якшення  та гасіння ударів, поштовхів та інших динамічних навантажень, що виникають  при русі автомобіля.

          Найбільш важливою й складною по конструкції частиною пневматичної шини є покришка, що представляє собою міцну гумовокордну оболонку тороподібної форми. Покришка сприймає на себе масу автомобіля й вантажу, тягові й гальмові зусилля, забезпечує зчеплення шини з дорогою. Крім основних деталей (каркас, брекер, протектор, два борти й боковини) у сучасній конструкції покришки міститься значне число більш дрібних елементів (рис. 2).

    Протектор — зовнішня гумова частина покришки, що безпосередньо контактує з дорогою; протектор забезпечує зчеплення шини з дорогою й захищає брекер і каркас від ушкоджень. У складі протектора виділяють бігову частину - поверхневий шар з певним малюнком, підканавочный шар, розташовуваний між біговою доріжкою й брекером, і плечові зони, що з'єднують бігову доріжку й підканавочный шар з боковинами.

    Боковина  представляє собою шари гуми, що покривають бокові стінки каркасу покришки. Призначена для запобігання каркасу  від механічних пошкоджень, а також  від вологи і старіння.

    Каркас  є основною силовою частиною пневматичної шини й звичайно складається з декількох шарів обгумованого текстильного корду (іноді металокорду). Число шарів і напрямок кордних ниток залежать від конструкції покришки й необхідної вантажопідйомності шини. В нашому випадку шина радіальна, одже витримує високі навантаження. Поверх основних шарів каркаса розміщюється брекер, що представляє собою декілька (2—4) шарів корду з меншою частотою ниток. Головне призначення брекера - захист каркаса від різких ударних навантажень, а також підвищення механічної міцності пневматичної шини.

         Борта покришки призначені для закріплення шини на обіді колеса, тому повинні бути твердими й нерозтяжними

1 - брекер; 2 - протектор (бігова доріжка); 3 - підканавкова частина протектора; 4 - боковина;

5 - кінці заворотів шарів каркаса; 6,7 - бортові стрічки; 8, 9 - бортові кільця; 10 - наповнювач між групами шарів; 11 - наповнювальний шнур; 12 - крильова стрічка

Рисунок 1 - Склад пневматичної шини:

    2 ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА

    2.1 Вибір та обґрунтування рецептур гумових сумішей

    Створення гум з заданим рівнем техніко-економічних  показників є однією з найскладніших  задач сучасної технології. Основними положеннями при створенні нової гуми є:

    - склад гуми має забезпечити  задані технологічні та технічні  властивості;

    - гумова суміш повинна легко  виготовлятися та перероблятися  на промисловому обладнанні, тобто  бути технологічною;

    - матеріальні, енергетичні, трудові  витрати повинні бути мінімальними;

    - гумова суміш повинна мати  допустимі санітарно-гігієнічні  характеристики.

    Перелічені  вимоги дуже суперечливі, тому при розробці оптимального складу гум необхідно  враховувати безліч різних факторів: доступність каучуків та інгредієнтів, взаємодію компонентів, їх оптимальну концентрацію, порядок поєднання  з каучуком, температурно-режимні  параметри змішування і переробки  гумових сумішей та ін. З урахуванням  цих факторів оптимальний склад  гуми є компромісним рішенням.

    Шини  працюють у різноманітних умовах, і саме тому розрізняють три основні  режими роботи гумових виробів:

    - постійного напруження;

    - постійної деформації;

    - постійної роботи деформації.

    В режимі постійної деформації виникаюче  напруження прямо пропорційне модулю його пружності. При такому режимі у  більш м'якому матеріалі розвивається менше напруження, тобто він знаходиться  у більш вигідних умовах.

    В режимі постійного напруження величина напруження, яке зазнає гума, залишається  постійною, незалежно від жорсткості гуми, а величина деформації змінюється обернено-пропорційно модулю пружності  матеріалу. Саме тому у режимі постійного напруження у більш вигідних умовах знаходиться високомодульна гума.

    Режим постійної роботи є проміжним  між режимами постійного напруження та постійної деформації; при цьому  режимі незалежно від пружніх  властивостей гум робота деформації залишається постійною, а саме: робота та деформація змінюються так, щоб зберегся сталим їх добуток.

    Виходячи  з наведених міркувань, для найбільш відповідальних деталей шин однією з основних задач є досягнення високих пружньо-жорсткісних характеристик  при збереженні високих міцносних  властивостей.

    Для забезпечення високої міцності та витривалості при втомленні необхідна наявність  мікрогетерогенних вулканізувальних вузлів, навколо яких проходить асоціація  макромолекулярних ланцюгів еластомерів  і які підвищують долю "слабких" (фізичних) зв'язків різної природи. При деформації вулканізату такі зв'язки руйнуються скоріше, ніж хімічні  вулканізаційні зв'язки, що сприяє зменшенню  локальних перенапружень.

    У наповнених вулканізатах значний вклад  у пружньо-жорсткісні та міцносні властивості  вносить інтенсивність міжфазної  взаємодії. Чим більше вміст зв'язаного (адсорбованого) на наповнювачі еластомеру, тим вище модуль пружності та міцність наповненої гуми. 
 
 
 

2.1.1 Обґрунтування  рецептури гумової суміші для  виготовлення бігової частини  протектору

    У протекторі вантажних шин, що експлуатуються на тривалих перевезеннях, протекторні  гуми виготовляються на основі ізопренових  каучуків, які надають протектору гарну стійкість до механічних ушкоджень, низьке теплоутворення.

    Протекторні гуми повинні володіти опору стиранню, раздиру, розростанню порізів і  тріщин, еластичністю, високою витривалістю при втомлені. Тому, крім СКІ-3 у протектор уводиться СКД. Цей каучук надає гумам на його основі високу еластичність, морозостійкість, зносостійкість. СКІ-3 у сполученні зі СКД є найкращим варіантом для протекторної гуми.

    Заміна  частини СКІ-3 на СКМС-30АРКМ-15 дозволяє підвищити коефіцієнт тертя, що особливо важливо для бігової частини  протектору, яка контактує з покриттям  дороги, опір гуми тепловому старінню та опір проколам

    Сірка є основною вуканізуючою речовиною для ненасичених каучуків загального призначення.

    Процес вулканізації в присутності однієї тільки сірки протікає дуже повільно, для скорочення тривалості процесу вулканізації вводять спеціальні хімічні речовини – прискорювачі вулканізації (сульфенамід М). Прискорювачі вулканізації не тільки підвищують швидкість вулканізації, але й впливають на властивості одержуваних гум, теплостійкість, міцність, динамічну витривалість.

    Поряд з вулканізуючими речовинами й прискорювачами вулканізації необхідними компонентами, головним чином сірковмісної вулканізуючої групи, є активатори вулканізації.

    Активатори вулканізації поліпшують технічні властивості гум і трохи скорочують час досягнення оптимуму вулканізації. Із застосуванням активаторів виходять гуми з більш високим значенням модуля, Активатори підвищують опір розриву й раздиру, а також динамічну витривалість гум. Цинкові білила – найбільше широко застосовуваний активатор каучуків загального призначення. Найбільш ефективно цинкові білила діють в присутності жирних кислот, що є вторинними активаторами. Ці кислоти покращують його розподілення в маточній суміші. При введенні білил цинкових та стеаринової кислоти зменшується ступінь сульфідності поперечних зв'язків, що підвищує вулканізату міцність ,опір роздиранню та динамічну стійкість гум.

    Уповільнювачі підвулканізації (фтальовий ангідрид) необхідні у випадку застосування високоактивних вулканізуючих речовин і прискорювачів вулканізації. Введення уповільнювачів підвулканізації дозволяє в значній мірі запобігти загрозі передчасної вулканізації гумових сумішей у процесі їхнього виготовлення й переробки.

    Для забезпечення високої втомної витривалості й атмосферостійкості в рецепт додають ефективні протистарювачі хімічної дії: діафен ФП та ацетонаніл Р. Ця комбінація захищає шину також від теплового та озонного старіння. У якості фізичного протистарювача вводять захисний віск. Він мігрує на поверхню гумової суміші, утворюючі захисну плівку, яка запобігає окисленню.

    Пластифікатори застосовують для підвищення пластичності й розширення інтервалу високоєластичного стану полімерних матеріалів. Дія пластифікатора проявляється в зниженні в'язкості гумової суміші, що приводить до зниження температури змішання, а, отже, до зменшення небезпеки передчасної вулканізації; у полегшенні диспергирування в полімері сипучих матеріалів; регулювання клейкості гумової суміші. У даному рецепті пластифікаторами є масло ПН-6, а пом’якшувачі  вуглеводнева смола та Октофор N який використовується для когезійної клейкості.

    Технічний вуглець П-245 є активним наповнювачем, надає протекторній гумі поліпшені технологічні властивості, знижує схильність гумової суміші до підвулканізації.

    Таким чином, для бігової частини протектору прийнята рецептура гумової суміші, склад якої наведено у таблиці 2.1. У таблиці 2.2 наведені норми прискорених випробувань вулканізатів та фізико-механічних властивостей вулканізатів.

    Таблиця 2.1 – Рецептура гумової суміші для виготовлення бігової частини протектору

    Таблиця 2.2 – Фізико-механічні показники  вулканізатів

    Кількість аналізуємих заправок – 1 в зміну

    Кількість аналізуємих заправок – 0,5 в зміну

    У другій колонці наведені показники  прискорених випробувань.

    Відсоток  аналізуємих заправок – 10 

    2.1.2 Обґрунтування рецептури гумової суміші для виготовлення боковини

    Для каркаса прийнята рецептура гумової суміші, склад якої наведено у таблиці 2.3. У таблиці 2.4 наведені норми прискорених випробувань вулканізатів та фізико-механічних властивостей вулканізатів. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Таблиця 2.3 – Рецептура гумової суміші для виготовлення боковини

    Таблиця 2.4 – Фізико-механічні показники вулканізатів

    Кількість аналізуємих заправок – 1 в зміну

    Кількість аналізуємих заправок – 0,5 в зміну

    У другій колонці наведені показники  прискорених випробувань.

    Відсоток  аналізуємих заправок – 10 

    2.2 Матеріальний баланс 

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

    Розрахунок матеріального балансу проводиться за заданим асортиментом готової продукції з урахуванням добової та річної потреби виробництва і кількості робочих днів у році:

                                                                                                          шинний завод

календарний річний фонд часу -	365
вихідних  днів у році -	115
святкові  дні -	10
пускові зміни -	17
кількість робочих днів у році -	250
добовий фонд часу роботи підготовчого цеху, години  -	23

    У таблицях 2.5 – 2.6 наведено розрахунок добової та річної програми виробництва 1,27 млн. шин у рік розміру 12.00R20, потрібної кількості гумових сумішей для виконання заданої програми; у таблицях 2.7 – 2.8 – матеріальний баланс інгредієнтів для виготовлення протекторної (бігової) та боковинної гумових сумішей і загальна таблиця матеріального балансу інгредієнтів. 

    Таблиця 2.5 – Розрахунок добової та річної програми виробництва виробів

    Таблиця 2.6 – Розрахунок необхідної кількості гумових сумішей для виконання програми випуску виробів