1、南京工业大学本科生毕业设计I摘 要PVC 异型材是通过挤出成型方法制得的非规则截面的塑料制品，其应用范围广泛，本设计从聚氯乙烯扣板生产工艺着手，选择普遍使用的双螺杆挤出成型的成型方法生产 PVC 扣板，通过配方选择、物料衡算、设备选型、工艺参数控制等过程对整个工艺流程作了较为详尽的阐述。指出 PVC 扣板成熟的生产工艺路线，计算其生产车间所需的各种生产设备和总投资成本，绘制出工艺流程图和生产车间设备平面布置图，对实际投资建设 PVC 扣板产车间的各个方面具有积极的指导作用。关键词：PVC 异型材；生产工艺；车间设计；AbstractIIAbstractPVC profile plastic p
2、roducts is obtained irregular cross-section by extrusion molding method and its wide range of applications, the design of the production process from the start of PVC wall panel, select the widespread use of twin-screw extrusion molding method to produce PVC pinch through recipe selection, material
3、balance, equipment selection, process parameters such as process control of the entire process made a more detailed elaboration. Pointed out that the PVC Panels mature production process route, calculate the production workshop and production equipment required for the total investment cost, draw fl
4、ow chart and workshop equipment layout plan, the actual investment in the construction of various PVC wall panel production plant has a positive role in guiding.Keyword: PVC profile; production process; plant design;南京工业大学本科生毕业设计1目 录摘要IABSTRACTII第一章 文献综述 .11.1 行业定义 .11.2. 型材产品的种类 .11.3 PVC 异型材国内市场现状
5、 11.4 塑料异型材发展前景 .21.5 PVC 异型材生产设备 51.6 设计依据 .71.7 产品方案 .71.8 产品质量指标 111.9 工艺流程叙述 .12第二章 工艺计算 172.1 物料衡算 172.1.1 计算基准 .172.1.2 物料衡算 .172.2 能量衡算 .21第三章 设备计算 .263.1 挤出生产线的设备计算 263.2 混合机组的设备计算 263.3 筛选设备计算 263.4 扣板上光、印花设备的计算 263.5 其它设备计算 27第四章 主要技术经济指标 .344.1 主要经济技术指标 344.2 原料的技术参数 35第五章 工艺参数 .41第一章 文献综
6、述25.1 配方 415.2 工艺控制指标 42第六章 生产成本估算 .436.1 固定成本计算 436.2 可变成本计算 .466.3 生产总成本计算 496.4 利润计算 506.5 主要经济指标 51第七章 设备一览表 .52第八章 生产车间平面布置图和工艺流程图说明 538.1 生产工艺要求 538.2 设备安转、检修 53第九章 安全防范与环境保护 559.1 安全方面 559.2 环保方面 .55结束语 57参考文献 .58致 谢 59南京工业大学本科生毕业设计1第一章 文献综述1.1 行业定义异型材是指除管材、板材、棒材、薄膜等挤出制品外，由挤出法连续挤出成型的、其截面形状相同的
7、塑料制品。1.2. 型材产品的种类 1按开启方式分为:平开、推拉、提拉等;按尺寸分为:50 、55 、60 、65 、70 、 75 、 80 、90 、 100 等系列;按颜色分为: 白色、彩色两大类; 按表面彩色装饰类型分为:覆膜、涂装、共挤、通体、烫印等。1.3 PVC 异型材国内市场现状在 2008 年奥运会申办成功，住房改革顺利进行的大好情势下，从 2001 年到 2010 年国家发张规划中建筑行业将是经济发展的热点，在这 10 年中，国家将建设新的城市居民住宅 33.5 亿平方米，建筑新的村镇住宅 50 亿平方米。我国塑料异性材生产及塑钢门窗的发展在世界建筑用塑料史上均具有举足轻重
8、的作用。据中国塑料加工工业协会的统计资料显示，到 2002 年底全国有塑料型材生产线 3800 多条，总生产能力达 280 万吨。塑料门窗生产企业近万家，生产能力超过 2.5 亿平方米。大连实德集团塑料型材生产能力已达到 48 万吨/年，芜湖海螺型材生产能力已达到 28 万吨/年，这两家企业已成为世界型材生产企业的前 2 名。我国年产塑料型材与门窗的数量已位居世界第一位，但质量档次和国际先进水平相比还有很大差距。我国塑料门窗的市场占有率和德国、法国、美国等先进国家相比还有待提高。表 1.1 中国塑料异型材市场产量分析（万吨）第一章 文献综述2表 1.2 2007-2012 年中国 PVC 异型
9、材行业需求情况（单位：万吨）表 1.3 2007-2012 年我国 PVC 异型材销售情况分析（单位：千元）1.4 塑料异型材发展前景 随着工业化的继续和个人、商业收入的增加，建筑工业上的健康收益将促动对门窗需求量的增加。对住房面积、住宅私有化和国外投资需求的增加，以南京工业大学本科生毕业设计3及国内消费市场的迅速扩大也会促进门窗产品市场的收入增加。尤其是对塑料门窗 的需求速度大大超过对金属门窗的需求速度，到2011年其需求量将以每年13的速度增加。塑料门窗之所以能在中国门窗市场中占有如此重要的地位是由于其具有来自政府的原料支持。目前，我国每年新建的建筑中，铝合金门窗约占51以上、塑料窗35左
10、右。表 1.4 2012 年我国 PVC 异型材主要产品需求量情况（单位：万吨）表 1.5 2012 年 PVC 异型材行业工业经济效益指标情况第一章 文献综述4表 1.6 2007-2012 年我国 PVC 异型材行业企业单位数对比分析表 1.7 2007-2012 年 PVC 异型材行业产值利税率对比分析南京工业大学本科生毕业设计5表 1.8 中国塑料异型材产品产量预测表 1.9 中国塑料异型材产品需求预测1.5 PVC 异型材生产设备单螺杆挤出机和双螺杆挤出机的结构特点和工作原理挤出成型工艺是聚合物加工领域中生产品种最多，变化最多、生产率高、适应性强、用途广泛、产量所占比重最大的成型加工
11、方法。挤出成型是使高聚物的熔体（或粘性流体）在挤出机的螺杆的挤压作用下通过一定形状的口模而连续成型，所得的制品为具有恒定断面形状的连续型材。螺杆挤出机又可分为单螺杆挤出机和多螺杆挤出机，目前单螺杆挤出机是生产上用得最多的挤出设备，也是最基本的挤出机。多螺杆挤出机中双螺杆挤第一章 文献综述6出机近年来发展最快，其应用也逐渐广泛。目前，在 PVC 塑料门窗型材的加工中，双螺杆挤出机己成为主要生产设备，单螺杆挤出机已被逐步淘汰。但在其它聚合物的挤出加工中单螺杆挤出机仍占主导地位。单螺杆挤出机：，结构简单，价格低。，适合聚合物的塑化挤出，适合颗粒料的挤出加工。对聚合物的剪切降解小，但物料在挤出机中停留
12、时间长。，操纵容易，工艺控制简单。双螺杆挤出机：，结构复杂，价格高。，具有很好的混炼塑化能力，物料在挤出机中停留时间短，适合粉料加工。，产量大，挤出速度快，单位产量耗能低。挤出机的基本工作原理是将聚合物熔化压实，以恒压、恒温、恒速推向模具，通过模具形成产品熔融状态的型坯。但单螺杆挤出机与双螺杆挤出机结构不同，工作原理不同，其控制的工艺条件也不相同。 PVC 异型材主要用双螺杆挤出机，这里重点介绍双螺杆挤出机双螺杆挤出机的工作原理双螺杆挤出机的结构尽管与单螺杆挤出机很相似，但工作原理差异却很大。在双螺杆挤出机中，物料由加料装置(一般为定量加料)加入，经螺杆作用到达机头口模。在这一过程中，物料的运
13、动情况因螺杆的啮合方式、旋转方向不同而不同。非啮合型双螺杆挤出系统物料在非啮合双螺杆挤出系统中，除了向机头方向的运动形式外，还有多种流动方式。由于两螺杆不啮合，它们之间的径向间隙很大，其有较大的漏流。主要流动方式：1 由于两螺杆的螺棱的相对位置是错开的，即一根螺杆的推力面的物料压力大于另一螺杆拖带面的物料压力，从而产生了流动；2 即物料从压力较高的螺杆推力面向另一螺杆拖带面的流动，同时随着螺南京工业大学本科生毕业设计7杆的旋转，在两螺杆的间隙处物料不断受到搅动并被不断带走而更新（不论两螺杆的转向如何） ，特别是在异向旋转过程中，物料在 A 处受到阻碍，产生了流动；3 其它多种物料的流动形式包括
14、由于在两根螺杆的相互作用下产生的各种流动。所有这些流动形式都增加了对物料的混炼和剪切。但这种双螺杆没有自清洁作用。故一般仅用于混料，不适合 PVC 型材的生产。啮合型异向旋转双螺杆挤出系统啮合型异向旋转双螺杆挤压系统中物料的运动情况见图。在啮合型异向旋转的双螺杆挤出中，两根螺杆是对称的，由于回转方向不同，一根螺杆上物料螺旋前迸的道路被另一根螺杆的螺棱堵死，不能形成”字型运动。在固体输送部分，物料是以近似的密闭”C”形小室的形态向前输送。但为了使物料混合设计中将一根螺杆的外径与另一根螺杆的根径之间留有一定的间隙量，以便使物料能够通过。物料通过两螺杆之间的径向间隙时，受到强烈的剪切、搅拌和压延作用
15、，因此，物料的塑化比较好，多用于加工制品。由于两螺杆的径向间隙比较小，因此，有一定的自洁性能，但自洁性比同向旋转的双螺杆要差。表 1.10 双单螺杆挤出机生产的 PVC 扣板的物理、力学性能比较项目 指标 双螺杆生产扣板 单螺杆生产扣板 检测标准密度/（g/m3） 1.51.8 1.51.8 1.51.8 GB/T1033-1986拉伸强/MPa 18 28 10 GB/T1022-1991落球冲击强度 10 不破裂 10 次不破裂 2 次不破裂 GB/T1112-1985维卡软化点/c 75 80 70 GB/T1633-1979所以，通过对双单螺杆挤出机生产的 PVC 扣板的物理、力学性能
16、比较，本车间选用双螺杆生产设备。1.6 设计依据本设计主要依据生产聚氯乙烯装饰扣板项目任务书以及国家标GB/T2133-95室内装饰用硬聚氯乙烯（PVC-U）挤出型材 。1.7 产品方案1.7.1 产品规格第一章 文献综述8通过对市场的了解，产品规格为 250.5 的产品市场销售情况最好，所以产品的规格确定为 60002505mm，同时该规格也符合国家标准的规定。1.7.2 产品配方生产 PVC 扣板的配方很多，但配方的组成大致相同。通过查询资料比较，采用如下的生产配方 2,3,4。表 1.11 扣板配方1.7.3 配方各组分作用说明PVC 制品生产过程中必须加入各种助,加入各种助剂的目的是：
17、改善加工性能；提高制品的力学、物理、光、热、电等性能；降低制品的成本。加入的助剂要与树脂的相容性好，助剂就分布均匀，所起的作用就可持久。但必须是对树脂的分子结构无明显影响的物质。加工聚氯乙烯制品需加入助剂的种类，按其功能大致可分为：稳定剂、增塑剂、着色剂、润滑剂、填充剂等。(1)聚氯乙烯树脂PVC 是我国第一、世界第二大通用型合成树脂材料，由于具有优异的难燃性、耐磨性、抗化学腐蚀性、综合机械性、制品透明性、电绝缘性及比较容易加工等特点，目前，PVC 已经成为应用领域最为广泛的塑料品种之一，在工业、建筑、农业、日常生活、包装、电力、公用事业等领域均有广泛应用，与聚乙原辅材料 作用 单位（质量份）
18、PVC（SG-6 ） 树脂 100三盐基硫酸铅 热稳定剂 4.0二碱式亚磷酸铅 复合稳定剂 2.0硬脂酸铅 润滑剂 1.0硬脂酸钙 润滑剂 1.0活性重质碳酸钙 填充剂 20.0邻苯二甲酸二辛酯（DOP） 增塑剂 4.0ACR 加工流动改性剂 6.0氯化聚乙烯 冲击改性剂 5.0钛白粉 着色剂 2.0南京工业大学本科生毕业设计9烯（PE ） 、聚丙烯（PP） 、聚苯乙烯（ PS）和 ABS 统称为五大通用树脂。物化性质：PVC 粉末为一种白色粉末 , 密度在 1. 351. 45g/ cm3 之间,表观密度在 0. 40. 5g/ cm3 .5本色为微黄色半透明状，有光泽。透明度胜于聚乙烯、聚
19、苯烯，差于聚苯乙烯，随助剂用量不同，分为软、硬聚氯乙烯，软制品柔而韧，手感粘，硬制品的硬度高于低密度聚乙烯，而低于聚丙烯，在屈折处会出现白化现象。具有阻燃（阻燃值为 40 以上） 、耐化学药品性高（耐浓盐酸、浓度为 90%的硫酸、浓度为 60%的硝酸和浓度 20%的氢氧化钠） 、机械强度及电绝缘性良好的优点。但其耐热性较差，软化点为 80，于 130开始分解变色，并析出 HCI。 国产 PVC 树脂按平均聚合度将 PVC 树脂分成了很多种型号 6，即：表 1.12 PVC 树脂型号表序号 型号 K 值1 SG1 77752 SG2 74733 SG3 72714 SG4 70695 SG5 6
20、8666 SG6 65637 SG7 62608 SG8 5955生产 PVC 扣板所用的树脂必须符合挤出加工的要求，本设计中选用 SG-5 型号的 PVC 树脂可行。这种树脂一般要求 K 值为 68 左右，挥发物0.4%，同时对树脂的白度及杂质含量如黄、黑点及鱼眼等也有一定的要求。PVC 树脂的堆密度对挤出工艺有一定的影响，生产时应视具体情况对工艺作相对的调整。(2) 稳定剂 7纯的 PVC 树脂对热极为敏感，当加热温度达到 90以上时，就会发生轻微的热分解反应，由于 PVC 树脂分子结构的热不稳定性，所以在加工过程中产生降解作用，释放出 HCl 气体，随着降解程度的加剧，PVC 树脂由白色
21、淡黄色橘黄色橘红色棕色黑色。从变黄开始伴有刺鼻的 HCl 酸味。PVC 降第一章 文献综述10解的原因和历程比较复杂，主要是 PVC 分子中存在端双链及叔氯原子，处于这些不稳定处的 H+和 Cl-原子容易脱除，生成 HCl 逸出，如果不抑制 HCl 的产生，则会继续降解，不断脱出 HCl，使 PVC 分子链形成共轭多烯结构，并使 PVC大分子裂解成许多工作小分子，因此在 PVC 型材的生产加工中 , 热稳定剂必不可少。热稳定剂中的金属盐可吸收 PVC 分解出的 HCl, 因此可延缓 PVC 分解速度并延长分解时间。PVC 型材生产中最常用的为复合铅盐类 , 其热稳定效率高, 价格低廉, 一般用
22、量为 35 份 8。(3)润滑剂 9润滑剂的主要作用是降低聚合物与加工设备之间和聚合物内部分子之间的相互摩擦, 防止了因摩擦热过大而引起的树脂降解, 提高了热稳定剂的效率。型材生产中常用的润滑剂是脂肪酸及其酯类，如硬脂酸、硬脂醇、硬脂酸丁酯等, 用量一般在1%左右 10。(4)加工流动改性剂 11PVC 型材生产中如不加抗冲击改性剂 , 型材会十分脆硬 , 稍加冲撞, 极易破碎。添加改性剂的目的是为了克服PVC制品性能上的固有缺陷，或希望其达到某一种特殊性能要求。通常只是为了改善PVC制品在较低温度下工作时所呈现的脆性。PVC 型材生产中常用的抗冲击改性剂主要有以下三类: 氯化聚乙烯(CPE)
23、 、聚丙烯酸酯类( ACR) 、乙烯- 醋酸乙烯共聚物( EVA) 。其中CPE 由于性价比适中而被广泛应用。在PVC 型材生产中使用量一般为6 12 份 12。(5)填充料填充料是一种能赋予塑料某些优良性能，而不影响其质量，并能降低塑料成本的一种助剂。主要的填充剂是碳酸钙。碳酸钙是无机化合物，它的表面是亲水疏油，在聚合物内部分散性极差，也不能与聚合物产生化学结合。要成为优良的填充剂，必须对其表面进行活性改性。填料的主要指标为：白度、粒径、颗粒形状和颗粒表面活性。碳酸钙加入对PVC制品热变形温度上升影响不大，但会PVC 板材热膨胀系数减小，因而成型收缩率降低，提高了PVC板材尺寸精密度。加入碳
24、酸钙能使PVC 材料热导率提高，有利于其加热熔融及冷却固化。碳酸钙加入可产生消光现象，影响PVC材料的光泽度和透明性，增加相对密度和吸油性，降低耐化学腐蚀性能。大量加入碳酸钙还会影响PVC材料的加工性南京工业大学本科生毕业设计11能。(6)着色剂着色剂不仅可以美化塑料管材的外观，而且兼有抗氧、耐热、耐光和稳定作用。PVC-U 管常用的着色剂是颜料。主要品种有：钛白粉、炭黑、酞青蓝等。群青颜料最鲜艳的蓝色颜料，无毒害、环保，属无机颜料范畴。它用于提白，可消除白色涂料或其它白色颜料中的黄色光，不溶于水、耐碱、耐高温，在大气中对日晒及风雨侵蚀极其稳定，但不耐酸，遇酸分解变色。(7)加工助剂为了提高配
25、方混合料在混合过程中的分散均一性，缩短在挤出过程中的 熔融塑化时间，增加凝胶扭矩，减少挤出时因压力波动而造成的物料流动态的波动和改善产品的外观质量，添加少量的加工助剂是必要的，同时也有利于产品性能的优化。在PVC塑料中常选用丙烯酸类共聚物，其中ACRA，又称ACE是使用最多的加工助剂。1.8产品质量指标1.8.1 外观尺寸型材表面不应有影响使用的凹凸、伤痕、变形、杂质、色差、光泽不匀等缺陷。型材侧边的弯曲应成1.5mm/m，长度不允许负偏差，材壁厚应2.5mm 13。1.8.2 理化性能在国标GB 8814 -1998中对PVC 异型材的各项理化性能都做了明确的规定，如下表 14第一章 文献综
26、述12表1.13 PVC 异型材检测指标1.9 工艺流程叙述PVC扣板规格和形式很多，但生产工艺流程基本上如下图所示 15:南京工业大学本科生毕业设计13PVC扣板工艺流程图PVC管材生产工艺流程可分为三个过程：成型料准备过程，包括配方、混合（高速和低速）、过筛或者造粒。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。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。1.9.1成型料的准备PVC板材所用的成型料并不是单一的PVC 树脂，为了改进板材的加工性
27、能，改善板材的使用性能和降低成本，需要加入稳定剂、润滑剂、填充剂、加工改性剂等助剂。所以成型料是以PVC树脂为主的混合料（一般称之为干混料）。成型料的准备过程是根据已选定的配方，还原、辅料进行必要的预处理、计量、输送及混合。混合是将原辅料各组分相互分散以获得均匀物料的过程。原辅料相互间混合后的均匀程度将直接影响板材质量，因此混合是PVC板材制造过程中的一个关键环节。(1) 原料的预处理由于原辅料在生产和装运过程中可能混入一些机械杂质，为了板材生产安全，保证产品质量，需要进行过筛和磁吸处理，除去杂质。(2) 原辅料的计量按照确定的配方将原辅料精确计量。虽然原料是袋装或桶装，一般有规定的重量，也必
28、须复称。并保证各组分的称量误差应控制在1%以内。(3) 原辅料的混合第一章 文献综述14PVC板材的原辅料大多是固体粉料（只有少量助剂是液态），因此PVC板材成型料是通过物料间对流作用和剪切作用进行混合制备的。目前绝大部分企业都是采用高速混合机将原辅料进行混合，再用低速冷混机将混合好的物料进行冷却 16。混料工艺的主要参数有热混温度、冷混放料温度、热混时间、冷混时间、停放时间等 17。在高速混合时，搅拌过程借外加热和剪切磨擦产生的热，逐渐使助剂渗入PVC树脂的空隙，一方面可使助剂在树脂中均匀分散，另一方面则使树脂半凝胶化，形成松散粉料。要求应在加入PVC树脂后即启动热混合机再按如下顺序投料：稳
29、定剂、各种加工助剂，色料、填充料（碳酸钙） 18，在实际生产中高速热混合机启动后，混合机内呈现微正压，故很难投入辅料，所以大都是将原辅料全部投入后再启动高速热混合机。1.9.2挤出成型工艺双螺杆挤出机生产PVC板材，主要用锥形异向旋转双螺杆。生产PVC板材的挤出机螺杆设计都有三个区段：加料段（送料段）、熔化段（压缩段）、计量段（均化段）。此三段所起的作用不同。加料段是把料斗来的固体塑料升温到它的软化点，并将它送到熔化段，只是一个升温和输送过程，塑料仍是固体状态。熔化段一般在螺杆中部，塑料在这段中除受热和前移外，同时粒状固体逐渐压实和熔化为连续状的熔体，还将包在料内的空气向送料段排出，塑料在这段
30、是由固态逐渐转化为熔融状态。计量段是螺杆的最后一段，熔体在这段中进一步均匀塑化，并使料流定量、定压由机头流道均匀挤出，所以又称均化段。挤出机螺杆的三个区段（即三段）相对应的组成了三个功能区：固体输送、物料塑化区、熔体输送。要使挤出机的这三个功能区段相吻合，必需选择适当的配方、适当的料筒温度与螺杆温度及适当的螺杆转速。如果工艺条件选择不适当，就会破坏三个功能区的分布，造成产量降低或塑化不良。总之，在挤出机实际生产中，根据配方、螺杆转速及各段控制温度等，已达到塑化和挤出量的最佳效果。根据要求要符合5000吨/年的聚氯乙烯扣板生产车间的条件，从必需的年产量、生产能力、等各方面进行考虑，本设计选择SJ
31、Z-65 型的锥形异向向外双螺杆挤出机作为挤出设备最为合理。南京工业大学本科生毕业设计15表1.14 部分可用于生产扣板的双螺杆挤出机主要参数型号SJZ-45 SJZ-55 SJZ-65 SJZ-80螺杆直径D/mm 45/90 55/100 65/120 80/143螺杆数量 2 2 2 2螺杆特征 锥形异向向外转速n/(r/min) 145.5 134.8 134.7 136.9螺杆有效工作长度L/mm989 1195 1440 1800主电机功率P/kW 15 25 37 55机筒加热功率P/kW115 15 24 36生产能力Q/(kg/h) 80 150 250 360中心高度H/m
32、m 1000 1000 1000 1000外形尺寸(长 宽高)/mm336012902127 362010502157 423515202450 4750155024601.9.3 机头选择机头的作用是使挤出成型机连续提供的熔化的和具有压力的塑料熔体通过其特定的流道进入口模而形成特定的结构或形状。PVC扣板主要采用直角机头，主要是因为这样使熔体流动的阻力小。同时PVC扣板的质量很大程度上取决于模具的设计和加工精度，必须保证熔体呈流线型，保证扣板表面的光滑。参数第一章 文献综述161.9.4 挤出辅机扣板挤出辅机一般由定型冷却装置、牵引装置、切割装置等组成。(1)冷却定型装置由于PVC扣板是一种
33、内部多孔的异型板材，对于这种形式的产品主要采用的是夹套式定型装置的方法。是一种借助板外抽真空而将板材外壁吸附在定径套内壁上进行冷却，以确定板材外径尺寸。由于定型装置中不用阻住管内的压缩空气，无需气塞，使操作相对容易。夹套内分隔成三个密封室：中部为真空室，比较靠近进料端；两端是冷却室，供冷却水循环。为了提高冷却效率，冷却室中可设置挡板。真空段在定型套内壁上有真空孔与真空室相通。为保证管壁充分吸附，孔的分布比较密集且均匀。孔径为0.50.7mm。定型与冷却装置组合在一起，达到冷却定型的目的。（2）牵引装置牵引设备一般有滚轮式和履带式，而滚轮式主要用于管材的生产，对于板材通常采用履带式牵引设备。履带
34、式牵引机一般用2条、3条或6条履带组成。履带上嵌有一定数量的橡胶块，管材牵引机履带上的橡胶块上表面制成型凹槽，以增加对板材施加径向压力的面积。为了适应不同厚度和方便操作，履带间的距离和夹紧力履带与板材的接触面大，故有牵引力大，不易打滑的特点。(3）切割装置牵引装置把冷却定型后的板材牵引到一定距离后，即可开动切割装置将管材切断。切割装置是根据需要的长度自动或半自动将连续挤出的板材切断的设备。目前板材切割方法有两种：一种是自动或手动圆盘切割机。1.9.5 扣板印花主要是对板材进行凹板油墨印花，使板材具有木纹和花纹，然后刷涂可辐射交固化的丙烯酸酯化聚氨酯上光涂层，涂层在强紫外线高压汞灯等组成的烘干箱
35、中于100左右进行干燥固化，以使印好花纹的板材表面形成一层透明保护膜。不仅可以改善装饰板的表面光泽、耐磨性、耐腐蚀性，还可使表面不易沾污和变黄，保持长时间不褪色。南京工业大学本科生毕业设计17第二章 工艺计算2.1 物料衡算2.1.1 计算基准年工作日的确定（年工作小时）（1）年工作日 365-19（法定假日）=346 天（2）设备大修 18 天/年=600 小时（3）特殊情况停车 10 天/年=360 小时（4）机头清洗 换过滤网 1 次/6 天 8 小时/次346 天 -（18 天+10 天）1/6 次/天8 小时/次=424 小时（5）实际开车时间365 天-19 天-18 天-10 天
36、-177 天=300.3 天300 天300 天24=7200 小时设备利用系数:K=实际开车时间 /年工作时间=7200/8592=0.84 产品规格 60002505mm2.1.2 物料衡算(1)捏合工段确定各岗位物料损失率经过经验数据,由于工人操作不慎以及设备残留等因素,使物料有一定的损失,首先。列表如下：表 2.1 捏合工段物料损耗系数一览表筛选输送工序自然 扫地高速混合 低速混合 输送损耗率% 0.2 0.3 0.1 0.1 0.2合计损耗率% 0.5 0.1 0.1 0.2总损耗% 0.9生产能力计算kg4.7019.7205合 格 率年 生 产 时 数装 置 产 量 （ 公 称
37、产 量 ）每 小 时 设 计 产 量 6835日 生 产 时 数每 小 时 设 计 产 量每 天 设 计 产 量第二章 工艺计算18kg508724.01年 生 产 时 数每 小 时 设 计 产 量年 设 计 产 量物料平衡计算 进入本工序的物料量=出料量/1-本工序的损失率进入输送的物料量:950*/(1-0.2)=951.9kg* 半成品混合料 1 吨其中有加入回收料 5%,则 1000(1-5%)=950kg进入低速混合的物料量:951.9kg/(1-0.1%)=952.9kg进入高速混合的物料量:952.9kg/(1-0.1%)=953.9kg进入筛选输送的物料量:953.9kg/(1
38、-0.5%)=958.7kg混合工段物料平衡表表 2.2 混合工段物料平衡表输入 输出工序物料 kg 回收 kg 小计 kg 物料 kg 损失 kg 小计 kg筛选输送 958.7 958.7 953.9 4.8 958.7高速混合 953.9 953.9 952.9 1.0 953.9低速混合 952.9 952.9 951.9 1.0 952.9输送 951.9 951.9 950 1.9 951.9半成品 950 50 1000 1000 1000合计 1000 1000(2)挤出成型工段物料衡算挤出成型工段损耗率:表 2.3 挤出成型工段损耗率工序 自然损耗 扫地 下脚料 一次成品百分
39、率% 0.1 0.4 5.5 94物料平衡计算:混合料需求量:(5000 吨/年)/94%=5319 吨/ 年自然损耗占:53190.1%=5.2 吨南京工业大学本科生毕业设计19扫地料占: 53190.4%=21.3 吨下脚料占: 53195.5%=292.5 吨下脚料回收破碎量:175.5(1-5%)=278 吨混合料中需加放的回收量:531950/1000=266 吨回收率:266/292.5100%=90.4%挤出成型工段物料平衡表:表 2.4 挤出成型工段物料平衡表工序 物料输送 自然损耗量 扫地料 下脚料 成品物料量 T 5319 5.2 21.3 292.5 5000(3)物料中
40、各组分的需要量表 2.5 物料中各组分的需要量5000 吨制品消耗原材料原料名称 配料份数 百分率(%)每吨产品消耗定额(kg) 每年消耗量(t)每天消耗量(t)每小时消耗量(kg)PVC 100 68.96 689.6 3448 11.493 478.89三盐 4 2.76 27.6 138 0.46 19.16二盐 2 1.37 13.7 68.5 0.228 9.51Pbst 1 0.68 6.8 34 0.113 4.72Cast 1 0.68 6.8 34 0.113 4.72CaCO3 20 13.8 138 690 2.3 95.83DOP 4 2.75 27.5 137.5 0
41、.458 19.09ACR 6 4.14 41.4 207 0.69 28.75CPE 5 3.49 34.9 174.5 0.582 24.27TiO2 2 1.37 13.7 68.5 0.228 9.51(4)根据衡算, 计算出实际每年需求量及日需要量和每小时需要量根据物料衡算,混合料年需要量为 5319 吨,计算出每年需要配好的粉料量为5366.87 吨,即 5319(1+0.9%)=5366.87t考虑到回收,则新料量=总物料量-回收量=5366.87-266 =5100.8第二章 工艺计算20根据计算结果画出物料衡算流程图:表 2.6 原料消耗综合表消耗量原料名称 配料份数 百分率
42、(%)每吨产品消耗定额(kg)每年(t) 每天(t) 每时 kg)用途PVC 100 68.96 689.6 506.9 11.69 487.06. 树脂三盐 4 2.76 27.6 140.78 0.47 19.56 热稳定剂二盐 2 1.37 13.7 69.88 0.23 9.7 稳定剂Pbst 1 0.68 6.8 34.69 0.12 4.82 润滑剂Cast 1 0.68 6.8 34.69 0.12 4.82 润滑剂CaCO3 20 13.8 138 703.91 2.35 97.8 填充剂DOP 4 2.75 27.5 140.27 0.47 19.5 增塑剂ACR 6 4.1
43、4 41.4 211.17 0.71 29.3 改性剂CPE 5 3.49 34.9 178.02 0.59 24.72 改性剂TiO2 2 1.37 13.7 69.88 0.23 9.70 着色剂南京工业大学本科生毕业设计212.2 能量衡算2.2.1 电能查得SJSZ-65/132锥形双螺杆挤出机的生产能力 250kg/h,则需生产线条数:5319/(72000.25)=2.9，则选择三条生产线满足生产要求。破碎机耗能全年需要破碎下脚料为292.5吨,选用SWP-210型破碎机 ,破碎量力80-120kg/h,功率为4kW,则全年的使用时间为:292.51000/120=2437.5h消
44、耗功率:2437.54=9750 kW h(2)磨粉机全年需磨粉废品量,每小时破碎量为50-150kg/h,功率 30 kW,全年的使用时间:292.51000/150=1950h消耗功率: 195030=58500kW h混合机组因为车间共有三条生产线,每条生产线连续生产,每条生产线需要一台混合机组.选用SHRL-200/500型高速加热/冷却混合机组。热混机:有效容积150L,混合时间10min,则一次最大混合量： 1501.9=285kg5340.31000/(2856)=3123h三台混合设备的消耗功率:3123423=393496kW冷混机:每锅使用时间:8min总使用时间:5334
45、.9/0.2858/60=2522h则三台设备总消耗功率:2522113=83240 kWh第二章 工艺计算22扣板生产线扣板生产线的配套设备如下表:表2.7 扣板生产线设备表生产线配置 设备名称 功率Kw 总功率Kw主机驱动电机 37真空泵 1.5油循环泵 0.55冷却风机 60.25陶瓷加热器 20主机部分自动上料器 2.262.75真空泵 4冷却定型水泵 0.754.75牵引机 电机 3 3切割机 切割机 1.1 1.1扣板生产线功率:62.75+4.75+3+1.1=71.6 kW三条线总耗电量:71.672003=1546560kWh(4)扣板印花机扣板印花机装机功率15.1kW,印
46、花速度:25m/min。实测0.525600cm扣板2.55kg/m2。则挤出速度: 531910006/(72002.551.5)=1159m/h( 即19.3m/min)所以,一台设备满足生产条件。年使用时间：11597200/（ 2560）=5563h消耗电能：556315.1=84004 kWh(5)振动筛选用ZD-1000, 生产能力1000kg/h ，功率1.85kW 。原料的小时消耗量:南京工业大学本科生毕业设计235366.81000/7200=745kg/h所以一台设备满足要求。其主要用于PVC树脂、回收料及CaCO3筛选。则使用时间:5100.8(68.9+13.8) 10
47、0%+266=4487h耗电量:1.854487=8302.7 kWh(6)照明设备车间照明设备30盏,功率0.4kW使用时间取最大值5000小时,则耗电量为:0.4305000=60000kWh（7）冷水机耗电量选用冷机功率为33.2kW 根据年使用时间 7200h，则总的耗电量为：720033.2=239040kWh(8)空气压缩机耗电量选用空气压缩机的功率为18.5kW，因为压缩机为间隙工作,取其使用时间为生产总时间的10%，则耗电量:18.5720010%=13320kW(9)冷却水泵选用冷却水泵功率为:2kW，年总使用时间与生产线时间相同，则消耗功率为:27200=1440kW因此，
48、车间的总的年耗电量:第二章 工艺计算24表2.8 耗电量综合计算表设备名称 数量/台 功率/Kw 总功率/kW 年使用时间/h 耗电量/kWh粉碎机 1 4 4 2437.5 9750磨粉机 1 30 30 1950 58500高速混合机 3 42 126 3123 393496低速混合机 3 11 33 2522 83240扣板生产线 3 71.6 214.8 7200 1546560印花生产线 1 15.1 15.1 5563 84004振动筛 1 1.85 1.85 4487 8302冷水机 1 33.2 33.2 7200 239040空气压缩机 1 18.5 18.5 720 13320冷却水泵 1 2 2 7200 14400照明设备 30 0.4 12 5000 60000合计 365.85 2510612取损耗系数为80%，取实际耗电量为: 2510612/80%=3138265kWh2.2.2泠却水根据设备的技术参数:混合机组:5m3/h扣板生产线:4m3/h年总耗水量: 525222+720043=124230m3考虑到到一定的损耗量，取系数：冷却水1.20,则实际为：1232301.2=149
