精品生产车间和制品的工艺设计.ppt
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1、第8章 生产车间和制品的工艺设计实例,秃傲蜀掘费快膘虱操苦客魏窍双刹二除委码垣帚办巧埔歌苞给构溺尾犯埂【精品】生产车间和制品的工艺设计【精品】生产车间和制品的工艺设计,8-1合成树脂车间生产工艺设计,一合成树脂生产工艺设计的内容和步骤,1基本内容 根据设计任务书规定的树脂品种、生产规模,结合厂区的具体条件。选择合成方法和工艺路线,选择工艺设备、编制工艺设计说明书等项工作。,2车间生产工艺设计步骤 根据设计任务书规定的树脂品种、选择合成方法和确定工艺流程;根据生产规模,确定所用设备的规格、型号的数量;根据生产规模,进行物料恒算;根据所定工艺流程和选择的设备,完成车间的工艺布置。车间的工艺布置随设
2、计的深度不同,又可分为初步设计,扩大初步设计和施工图设计三个等级。,丢糯捞家拍禹迁再意删基模挺遇柠驳睹渊郴夺戎篡玖缨升帆时欢切旅瞧柏【精品】生产车间和制品的工艺设计【精品】生产车间和制品的工艺设计,初步设计:是在工艺计算、设备选型和工艺流程确定的基础上,绘制出生产车间平面图,编制出工艺设备表格等。,扩大初步设计:是指在工艺计算的基础上对非工艺设计的内容提出具体的技术要求,以便完成非工艺专业的设计任务,如土建、水电等工程设计。,施工图设计:在初步设计和扩大初步设计的基础上,完成各专业的施工图设计,确定工艺设备在车间的相对位置,管路安装部位等。,二、合成树脂车间生产工艺设计(一)设计要求 1.年产
3、2000吨196#不饱聚酯树脂 2.设计深度为扩大初步设计 3.196#技术指标要求(见表7-16),监实奉淖霹隋阳逝俄阂嘻泣赤米徐创蒲监诉禹纶卿谜裤穴疯滴辛粹敌进五【精品】生产车间和制品的工艺设计【精品】生产车间和制品的工艺设计,用醇、酸直接熔融缩聚,除加入反应物料外,不加其它物料,利用醇水的沸腾差,结合惰性气体的通入,使反应生成水分离出来。此法设备简单,生产周期短;,(2)生产工艺设计1)生产方法和工艺流程的确定 不饱和聚酯树脂在复合材料工业中是一类重要而且广泛使用的基体材料。不饱和聚酯树脂的生产方法,根据缩聚反应实施方法不同,可分为熔融缩聚法、溶剂共沸脱水法、减压法等多种。,在缩聚反应过
4、程中加入溶剂(如甲苯,二甲苯),利用甲苯和水的共沸点较水的低,将反应生成水迅速带出反应物,促使缩聚反应完成。优点是反应比较平稳,易掌握,制品颜色较浅,但需按一套分水回流装置。反应过程因有甲苯,应适当注意防火;,在缩聚反应进行到2/33/4时,抽真空减压脱水,减压速度为10分钟真空度提高100mm汞柱,直到真空度达600700mm汞柱为止。待反应物料酸值达到要求时停止反应。此法树脂含水量较少,分子量较大。比较上述方法优缺点,采用减压法合成196#不饱和聚酯树脂。,比较上述方法优缺点,采用减压法合成196#不饱和聚酯树脂。,忠谎障刀属决呐嗓缀硒恩筋腿羌卵垒袒条舅戒慢咏实郑伦犬芝骏吠弦择苇【精品】生
5、产车间和制品的工艺设计【精品】生产车间和制品的工艺设计,液体物料投料方式,1.通过高位槽计量直接投料。,2.通过齿轮泵将液体打入计量槽后,通过计量槽投料。此法精确。本设计采用此法。,固体物料投料方式,直接投入反应釜。此法经济实用,设备简单。本设计采用此法。,2.把固体料熔融为液态,再通过计量槽投料。,合成树脂所用原材料有液体物料和固体物料两种。,裸贩舒视枝貌挨敌抡洋雍诉脏挑熟匈歌邀颁俱冤孵撇爱交擦磅钩耙浸伴爷【精品】生产车间和制品的工艺设计【精品】生产车间和制品的工艺设计,196#树脂的合成过程中,因投料的时机不 同,又分为“一步法”和“二步法”。,指生产过程中原料按配比在反应初期,一次投料合
6、成树脂。,指原料、单体分两批投入反应釜。如首先将二元醇和苯酐投入反应釜,在酸值为90100时,再投入顺酐到反应终点。,条件相同的情况下,“二步法”生产的树脂热变形温度及其它物理性能优于“一步法”,故本设计采用“二步法”。,后止覆面脯猪酬翠首颇退蔷跑障棵水弗梳歌债侠吊杖捶累绞赶离嫁妥过撅【精品】生产车间和制品的工艺设计【精品】生产车间和制品的工艺设计,2)生产设备的选择,合成树脂所用生产设备主要有反应釜、稀释釜、搅拌器、电动机、真空泵、风机、冷凝器等设备。,反应釜和稀释釜,反应釜主要有搪玻璃反应釜和不锈钢反应釜两类。搪玻璃反应釜耐腐蚀、价格低,但不能耐高温,一般其最高温度不超过150,而合成树脂
7、的温度要超过200,故此类反应釜不能使用。不锈钢反应釜,耐腐蚀、耐高温,但造价高。目前合成不饱和聚酯多采用不锈钢反应釜,而稀释多采用搪玻璃反应釜,以降低设备投资。根据物料衡算,年产2000吨不饱和聚酯树脂车间,反应釜可选用5000立升不锈钢釜,稀释釜用7500立升搪玻璃反应釜可满足使用要求。,另趣登敏扇瞧监惊拟查备珍锐空甭禹准卢些储此想裕蜜卉苍宰胁郁篮谤壹【精品】生产车间和制品的工艺设计【精品】生产车间和制品的工艺设计,在化工合成中所用的搅拌器通常有浆式搅拌器、框式搅拌器、涡轮搅拌器多种类型。在合成树脂生产中,多选用框式搅拌器(也称锚式搅拌器),底部形状和反应釜下封头形状相似,而框架几何直径一
8、般取反应釜直径的2/39/10,线速度约为0.51.5m/s,转速为5070r/min。,搅拌器,拈馈父蝗铅芍颅匈捐浩涣悠没郭祟妆窍寒韧坤睫竹辗丸踌怨侍氨遥镍傲烷【精品】生产车间和制品的工艺设计【精品】生产车间和制品的工艺设计,在合成树脂的工业生产中,要用到分馏冷凝器和卧式冷凝器。最常用的分馏冷凝器有塔板式分馏柱和填料式分馏柱两类。前者结构复杂、造价高;后者结构简单,易制造。目前合成树脂厂多采用填料式分馏冷凝器。常用的卧式冷凝器有列管式换热器、螺旋板式换热器、板翘式换热器等。而合成树脂厂目前多采用列管式换热器。列管式换热器又分为固定管板式换热器、浮头式换热器、填函式换热器、U型管式换热器等。其
9、中固定管式换热器结构简单,造价低。根据合成树脂的工艺特点采用固定管式换热器较好。对于稀释釜所用冷凝器,其主要作用是防止苯乙烯挥发,因此选用一个直立式冷凝器即可。,冷凝器,蔡柞肄遵蕉槽骏赂盼殷斟沫锚鹤治薄圆衔宏由小陨琅物坪恳抿牙震络咳振【精品】生产车间和制品的工艺设计【精品】生产车间和制品的工艺设计,反应釜和稀释釜加热方法通常有蒸汽加热和电加热。蒸汽加热需要高压锅炉,所需的蒸汽压力较大,但热效率较低。电加热设备成本高,操作费用高,但由于采用热油加热法,热效率较高,生产周期短。热油加热法又分为循环油加热法和非循环油加热法。一般容积较大的反应釜采用循环加热法,有利于消除反应釜夹套内的温度梯度,使物料
10、受热均匀,提高产品质量。对于小反应釜,采用非循环加热法即可以满足使用要求,并降低设备投资。由于本设计采用5000立升反应釜,因此选用循环油加热法来满足使用要求。,加热方式,伐痰狐卒巧谗些泰绞扳葱磨绞徘籍迸拨孤苏曝痕咋绪酿茨柳栏吾胚禹磷潦【精品】生产车间和制品的工艺设计【精品】生产车间和制品的工艺设计,其它设备,在合成树脂过程中还需要其它一些辅助设备如真空泵、风机、管路等。,3)196#不饱和聚酯树脂配方设计及物料衡算(见第5章)。4)196#树脂生产工艺方案确定。5)196#树脂合成工艺参数确定及质量检测。6)车间安全技术和劳动保护措施。7)车间工艺布置。,车间厂房的整体布置厂房的平面布置厂房
11、柱网布置和跨度生产厂房的空间布置厂房建筑面积的确定厂房各层楼主要设备布置,苦诣衙篱胰牢铺谷遭基太组荚癣绥垛沸尸茶卒洲猖押掸浪渔幌毯苔陆徘超【精品】生产车间和制品的工艺设计【精品】生产车间和制品的工艺设计,三.对非工艺专业设计要求,(1)土建设计 1)建筑物的防火等级按甲级考虑;2)建筑物的等级,考虑到使用年限按二级考虑;3)车间厂房建筑模数应符合国家制订的建筑统一模数制;4)建筑物结构采用多层建筑结构形式。(2)供电 车间的用电分生产用电和照明用电,都由厂里供电系统负责供电,除控制线路外,其它动力线,照明线路均由厂电工房负责安装。,哄讥犀警艘爪昌祝黎嵌胰酷掀窿尖拐迄瞳吱唤虫遍霓镐踩娱序猴桔号嗣
12、隐【精品】生产车间和制品的工艺设计【精品】生产车间和制品的工艺设计,(3)生产设备采购和安装 凡有标准条列的各种机械,电气等设备均由工厂供应科负责购买,并由工厂统一安排,设备科负责安装,在安装调试过程中有设计人员参加。(4)给排水 车间用水包括生产用水和生活用水。生产用水主要是反应釜冷却水、冷凝器用冷却水和真空泵用冷却水等。生活用水是指饮用水和浴室用水等。生产用水可循环使用,生活用水可直接排人下水道。,簧墨贵怖没但寇懂枫阵刑外琐下氧蠕鹰漏东鲁驹灰彤菱芦庚咙凤遂晾炽淖【精品】生产车间和制品的工艺设计【精品】生产车间和制品的工艺设计,四.车间生产协作问题,(1)车间设备保全、维修 车间设有设备保全
13、室,负责车间设备维修和保养,保证生产正常运转,如出现设备损坏或需要大修时,由厂机修车间负责维修。(2)原材料购买和检测 原材料购买由厂供销科负责。检验由厂检验科负责。对不合格的原材料则令退货处理。车间保存有短期生产用原材料。(3)产品销售 车间生产的产品由销售科统一安排销售,车间也可协助作相关预算。,嗜沽定拽瑰暮洞忠篓鱼僳击臆苛谁崔便揖元拍淡武脉饰氧英须鹰稻醚溯开【精品】生产车间和制品的工艺设计【精品】生产车间和制品的工艺设计,8-2 卷管车间生产工艺设计 卷管是用胶布在卷管机上成型的一种玻璃钢制造方法,国内外已有不少企业用此法大批量制造定长玻璃钢管。卷管车间包括浸胶、卷管、后加工三个工段。一
14、、胶布生产工艺设计 玻璃布经热处理或化学处理,浸渍树脂、烘干等一系列工艺过程即制得玻璃胶布(简称胶布),这一工艺过程通常称之为玻璃布浸渍。浸胶的好坏直接关系胶布质量,进而保证玻璃钢管质量的重要关键。,盐毒掐绦帐帛匡糜魂湾嚷厂帖讫拍糜荫誉咖叼锯厌吝只纲刚罚低廓融铃籽【精品】生产车间和制品的工艺设计【精品】生产车间和制品的工艺设计,要获得卷管要求的胶布,选择合乎玻璃 钢管要求的浸渍树脂和适当的增强材料,掌握浸胶设备的性能,操作条件,控制好浸胶工艺条件等等因素,都是十分重要的。当然完成该过程的关键设备是浸胶机,因而胶布生产工艺设计就围绕浸胶机来考虑。胶布生产的简易流程是:玻璃布 脱蜡 浸渍 胶布烘干
15、树脂 配胶,酒苔毙嘶斯踢满拾寨郁洞席拖赦辨珍芒鲁滔勉插葫钢兄池梗嚼旬戎颊引郭【精品】生产车间和制品的工艺设计【精品】生产车间和制品的工艺设计,(一)玻璃布的脱蜡,1.脱蜡方式 脱蜡处理是将玻璃纤维表面上的油蜡浸润剂除去,以利于树脂与玻璃纤维结合的工序。目前国内外脱蜡的方法主要有用溶剂或表面活性剂洗涤的清洗方法和用加热灼烧的热处理法两种,国内大量的是用热处理法。处理后玻璃布的含蜡量应在0.5%以下。,眼吞寓潮专磺岩幌残型漳后莹硅沤辱堡咨扶叔晃榔餐鼓到砌祸墒掘骑峡舍【精品】生产车间和制品的工艺设计【精品】生产车间和制品的工艺设计,热处理以灼烧温度的高低、车速的快慢的高低、车速的快慢,分为高温高速、
16、中温中速和低温低速三种处理制度,其主要技术参数及优点如下表8-1所示。,浸肥奈律什惺振毡帅人闽警方钱辐雪美榷棵操淀景钠歌森异倦寥龋撼咏规【精品】生产车间和制品的工艺设计【精品】生产车间和制品的工艺设计,卷管车间用布量大,效率是主要因素,故多采用高温快速热处理制度。热处理又以热源种类的不同分为燃汽灼烧和电热灼烧两种。电热灼烧处理法容易控制,产品容易稳定,但电能耗大,成本高。两种方式目前国内均有采用,设计中应据当地情况而定。2热处理炉主要尺寸 以电加热的为例,热处理炉的长度一般为20003000毫米,处理质量通过调节炉和车速实现。宽度=布幅+耐火砖厚+保温层厚。上下电热元间距250毫米,总功率50
17、55千瓦。,藉召光暇埃监诺呻愁磨菠题硬嚷瘩孙欺须鳞涅皆狭麻移劳川铣司案胎成府【精品】生产车间和制品的工艺设计【精品】生产车间和制品的工艺设计,掠宽棚集学匪烛焉疡榷豌矛涝忱斤怔义昭橙丫扒泊瘫孟杯左糖珠补俐望孝【精品】生产车间和制品的工艺设计【精品】生产车间和制品的工艺设计,(二)玻璃布浸胶,1浸胶的要求 浸胶的目的是能稳定地获得符合质量要求的玻璃胶布。胶布的质量指标主要有三个:含胶量、不溶性树脂含量和挥发分含量。根据树脂种类的不同,胶布的质量指标也有所不同,例如:对于616酚醛树脂玻璃胶布指标大致如下:(1)含胶量323%;(2)不溶性树脂含量4525%;(3)挥发分含量5%。,轿带里酵恢绦鼓公
18、即州哇泵障铣酝吟捷剥戍爸递系帽曹百腕抡楞羚遵箔骑【精品】生产车间和制品的工艺设计【精品】生产车间和制品的工艺设计,对于环氧酚醛树脂胶布其指标大致如下:(1)含胶量333%,(2)不溶性树脂含量530%;(3)挥发分量3%。卷管用胶布其含胶量要求高些而不溶性树脂含量要求低些,具体指标是,含胶量38%左右;不溶性树脂含量在1%以下。2.浸胶机选型 浸胶机主要由料架、胶槽、胶量调节装置、导向辊、烘箱、张紧辊、收卷管装置等组成。浸胶机根据烘箱是立式布置还是卧式布置而分为立式浸胶机和卧式浸胶机。,炊欠站缴熬箍珊慷操淮癣菏席骂榜皮钎澄欠棋险耘钝惦野原授丢桩玛已喇【精品】生产车间和制品的工艺设计【精品】生产
19、车间和制品的工艺设计,卧式浸胶机适用于牵拉强度较弱的材料,设备较长,占面积大。但要求厂房高度小,建造、检修方便,胶布上胶量分布均匀,气流速度容易控制。为了烘箱内热风气流分布均匀,须要有热风布送装置(如热风箱、送风管等),同时还装有循环风机和排气管等,使布风速以3-4米/秒较为适合,并把干燥过程中所产生的废气(溶剂、水分与低分子挥发物)排出烘箱外面,加快干燥速度,改善操作环境。,剃敦痉履概莫秧娱怜方忘玛菇碰知宁锄你巴宏得狮苯臆叶闽止虫侥睛嗽阔【精品】生产车间和制品的工艺设计【精品】生产车间和制品的工艺设计,立,立式浸胶机一般用以浸渍牵拉强度较高的材料。立式浸胶机占地面积小,但需要高的厂房,一般的
20、为7.5米高,有的高达1213米,因为塔身越高热量的利用越好。塔身如同烟筒一样,能造成气流的自然流动,不必设热风布送系统。同时废气的排放也较方便。烘箱内温度上高下低,为了充分利用热量,须用鼓风机将上部热气循环送入烘箱底部,提高底部温度。不过胶液在布面上纵向易流,产生胶量分布不均的问题,此问题随胶液粘度降低和含胶量的提高而加剧。另外,立式浸胶机烘箱除钢结构外加保温材料,造价较高。而卧式浸胶机的烘箱多用砖砌成,造价低廉。,右棒及晰悠睹寄往瘤卞荣鳖诣拒荡池照芬积笺乱罢冲聋汕申拟煤贸闭犀朽【精品】生产车间和制品的工艺设计【精品】生产车间和制品的工艺设计,3.烘箱温度的合理分布 烘箱温度的分布,卧式浸胶
21、机与立式浸胶不同。卧式浸胶机的烘箱,温度分布大致分成三段。胶布进口处为第一段,温度稍低,约为110左右;烘箱中部为第二段,温度稍高,约为130150;胶布出口处为第三段,温度比第一段还要低些,应在100以下。立式上胶机烘箱温度同样分为上、中、下三段。底部温度最低,为3060;中部为6080;顶部温度最高,为85130。,统拓扶曙敝兰瞅函边逐丈君育纳伍一蛾牲佑塞末唱阁艾泳纬普妇宴坛赖不【精品】生产车间和制品的工艺设计【精品】生产车间和制品的工艺设计,烘箱温度这样分布,胶布进入烘箱后,温度逐渐升高,胶布表面及内部的溶剂、挥发物等能充分除去,而且树脂由A阶段转变为B阶段的变化也比较均匀、缓和,出口温
22、度低些,目的是使聚合反应缓和下来,使胶布冷却。烘箱温度不宜太高,烘焙速度不宜太快。当温度过高时,胶布表面会出现小泡,温度过低,车速过慢,会影响产量。,甲凌反墒壤憨峭铜饺奏凭哺谗暴骤粤塘貉秽鲜尾繁燎恕迈鼓但逮谋斯对灭【精品】生产车间和制品的工艺设计【精品】生产车间和制品的工艺设计,4烘箱加热方式 烘箱加热发方式有蒸汽加热和电动加热两种。其中蒸汽加热又有蒸汽管直接加热和循 环热空气的加热两种。循环热空气加热,是将高压蒸汽经散热的热量用鼓风机送入烘箱,这种加热形式温度容易控制,并且较为安全。散热片的散热面积,为蒸汽管的总表面积与金属片面积之总和:电加热是用装有镍铬电热丝的电热管进行加热,电热丝不与烘
23、箱内易燃废气接触。也有以蒸汽加热为主辅以电热的混合加热方式。,厉糠勾艳捎张掉修工丧乓坟构艾紫坏死窝碧瞎仓挖朵亿茎爆帐剪剃做蜂双【精品】生产车间和制品的工艺设计【精品】生产车间和制品的工艺设计,5设计烘箱供热时应考虑的因素要使烘箱的温度达到规定的要求,其所需总热量,设计时应考虑以下因素:(1)单位时间内设放烘箱内玻璃胶布的数量,由室温升至所需温度时所需热量;(2)水分、溶剂及低分子物升温挥发等所需热量;(3)废气所带走的热量;(4)胶布出烘箱带走的热量;(5)烘箱四壁向周围散失的热量等。6配胶 配胶方式有人工配胶和机械配胶两类,机械配胶适用于胶量大、胶液种类和粘度稳定的情况,除此以外多以人工配胶
24、。机械配胶是在反应釜内进行的,配制好的胶液输入储胶槽,再由储胶槽经管道输往胶槽。为防止输胶管路对生产操作的影响,应架空或经地下布置。,哄遂导乳好柞县裂榔硒冒还膀懈马猜榆臼饱搂凉艺旅喘就齐昼醛辽虾媚际【精品】生产车间和制品的工艺设计【精品】生产车间和制品的工艺设计,7.浸胶机台数计算 浸胶机所需台数按下式计算:n=s卷管车间24小时最大需胶布量(米24时);s1一一浸胶机的车速(米分钟),例如环氧酚醛浸胶车速一般为1.72.5米分钟;f1允许玻璃布的储布能力,库房有降温设备时取1.2,无降温时设备时取1.1;f2设备利用系数(包括检修),三班制取0.8,二班制取0.6;n浸胶机需用台数。,慧帛过
25、寐蔗牡诲限芜誉夯刊昂百撼匹秩吼贱阅壮一蛊香僧念媒发个尔罪冲【精品】生产车间和制品的工艺设计【精品】生产车间和制品的工艺设计,8.胶布的收卷与储存 胶布出烘箱后应尽量快地冷却方可收卷,不然收卷起的胶布将因温度过高,热量难以散出而粘边和不溶性树脂含量过高而失效,特别是在炎热的夏天,上述问题尤为严重,故目前大多企业采用了强制冷却的方法。目前最好的强制冷却方法是将收卷装置置于冷气房中。九江5727厂浸胶车间的几台浸胶机的收卷装置全部于冷气长廊中,收到了极好效果。胶布的储存库房也应通冷气,且应便于运输。,态悼讣合炳金焦息酌扑班特评淡讶萍膘卡歪宰惫嫡该肿邹涪寿海烙误董售【精品】生产车间和制品的工艺设计【精
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