Обоснование способа производства

Экструзия (выдавливание) вязких материалов как способ их промышленной обработки известна уже около 200 лет. На нашем производстве мы будем использовать именно ее.

Экструзия представляет собой непрерывный технологический процесс, в результате которого готовые изделия получаются посредством продавливания расплавленного материала сквозь формующий инструмент (фильеру, экструзионную головку, отверстие). Материал, который используется в процессе экструзии, характеризуется высоким уровнем вязкости, а изделия получаются с поперечным сечением нужной формы.

Экструзию, другими словами, можно опередить как комплексный физико-химический процесс, протекающий под воздействием механических усилий, высокой температуры и влаги. Перерабатываемое сырье нагревается за счет тепла, которое выделяется в процессе преодоления внутреннего трения и деформации материала, а также благодаря внешнему нагреву. Переменными параметрами процесса экструзии является состав и влажность перерабатываемого материала, а также давление, температура, интенсивность и продолжительность воздействия на сырье. К основным методам экструзии можно отнести холодное формование, тепловую обработку и метод «горячей экструзии» (формовки).

Экструдер представляет из себя агрегат, предназначенный для формования пластичных материалов посредством продавливания сквозь формующий инструмент.

Экструдер оснащен следующими механизмами:

- шнековой парой с нагревателями, термопарами, кожухами и вентиляторами;

-редуктором с узлом упорного подшипника;

-асинхронным двигателем;

-пультом управления;

-сварной рамой.

Экструдер является основным оборудованием, входящим в состав комплексных экструзионных линий, которые предназначены для изготовления широкого спектра изделий из пластмасс. Сырьем для использования на экструзионных линиях служат гранулы, дробленка или агломерат. Исходный материал расплавляется, после чего выдавливается сквозь формующий инструмент.

Основные виды экструзионных машин представлены следующими агрегатами:

-одношнековыми,

-двухшнековыми,

-поршневыми

-дисковыми агрегатами.

Существуют также многошнековые экструдеры, выдувные, пленочные, а также специальные экструзионные линии для производства труб. В зависимости от типа экструдера главным рабочим органом является шнек (винт/червяк), диск или поршень. Экструдеры оснащаются многоцелевыми шнеками, которые способны перерабатывать разные виды пластмасс, или механизмами специализированного назначения. Существуют шнеки с наборными элементами, которые адаптируются под изготовление отдельных композиций.

Одношнековые экструдеры являются оборудованием, которое наиболее часто работает в составе экструзионных линий. На машинах данного типа производят пленки, листы, трубы, различные профили. Установка барьерных шнеков в значительной степени повышает уровень производительности таких агрегатов за счет увеличения коэффициента передачи тепла от цилиндра к расплаву. Снизить потребление энергии при одновременном увеличении производительности экструдера позволяет зона загрузки с прямой или винтовой нарезкой, а также наличие системы охлаждения водой.

Двухшнековые экструдеры представлены коническими и параллельными агрегатами. Конические экструдеры перерабатывают ПВХ, который представлен в виде порошка или гранул и предназначен для изготовления профильных изделий. Данный тип машин способен генерировать давление, которое обеспечивает высокий уровень гомогенизации расплава ПВХ в условиях короткого рабочего цикла. Данные машины могут оснащаться разнообразными системами управления, сушильными бункерами и загрузчиками сырья в зависимости от потребностей производителя.

Параллельные экструдеры используются в случаях, когда необходимо смешивать несколько видов полимеров. Система охлаждения жидкостью, входящая в состав конструкции экструдеров данного типа, позволяет точно регулировать температуру расплава полимеров. Наборные шнеки, распределительные и смесительные элементы позволяют легко адаптировать агрегат для работы с различными видами композиций.

Поршневые (бесчервячные) экструдеры применяются редко из-за невысокого уровня пластификационной производительности и давления. Такие машины, в основном, работают с материалом политетрафторэтилен. Они являются дорогим и сложным оборудованием, которое требует больших производственных площадей и комплексного обслуживания.

Дисковые экструдеры, также как и поршневые, используются редко. Работа дискового экструдера заключается в перемещении полимерного сырья и нагнетании давления благодаря адгезии материала к подвижным частям конструкции машины. Экструдеры данного типа могут быть однодисковыми или многодисковыми. Многодисковый агрегат позволяет нагнетать давление расплава на выходе намного выше, чем давление расплава в обычном одношнековом экструдере. Не смотря на это, данное преимущество не сопоставимо со стоимостью многодискового агрегата из-за сложности его конструкции.

Пленочные экструдеры производят различные типы пленок: обычные полиэтиленовые пленки, термоусадочные, многослойные, армированные, полипропиленовые и т.п. Данная продукция широко востребована в современной хозяйственной деятельности. Комплектация такого оборудования зависит от типа перерабатываемого материала и предназначения пленки.

На проектируемом предприятии будет использоваться экструзионнная линия, в составе которой будет одношнековый экструдер. Преимуществами которого являются: низкая стоимость агрегата, низкое потребление энергии, ремонт и сервисное обслуживание заключается исключительно в смене и чистке сеток-фильтров, замене масла в приводе, ремонте нагревательных цилиндров и замене электрических предохранителей./ /