15000噸年P(guān)C、ABS共混料擠出生產(chǎn)工藝設(shè)計

1、15000噸/年P(guān)C/AB乳混料擠出造粒生產(chǎn)工藝設(shè)計摘要綜述了PC樹脂、ABSW脂單一材料的性能以及PC/ABSe混料的性能，近年來我國PC/ABS共混料的發(fā)展現(xiàn)狀以及國內(nèi)外的一些研究進展，知道了PC/ABS共混料在國內(nèi)的應(yīng)用與發(fā)展前景,尤其是在電器外殼方面方面。PC/ABS共混料比起單一的PC樹脂、ABS樹脂具有更加優(yōu)越的力學(xué)性能與更好的適應(yīng)性能，可以適應(yīng)更多不同的使用環(huán)境。本設(shè)計詳細的介紹了PC/ABS#混料的擠出工藝，PC/ABS共混造粒生產(chǎn)線的工藝并不復(fù)雜，選擇普遍使用的雙螺桿擠出造粒的成型方法生產(chǎn)PC/ABS粒料，通過配方篩選、物料衡算、設(shè)備選型、工藝參數(shù)控制等過程對整個工藝流程作了

2、較為詳盡的闡述。并從降低成本、提高性能、應(yīng)用前景等各方面考慮設(shè)計了較為合理的PC/ABS#混造粒生產(chǎn)配方和留有發(fā)展?jié)摿Φ纳a(chǎn)設(shè)備，計算其生產(chǎn)車間所需的各種生產(chǎn)設(shè)備和總投資成本，對實際投資建設(shè)PC/ABS#混料造粒生產(chǎn)車間的各個方面具有積極的指導(dǎo)作用。關(guān)鍵詞：PP/ABS共混料、性能、生產(chǎn)線、擠出造粒、工藝設(shè)計15000tons/yearofPC/ABSblendmaterialextrusionprocessdesignAbstractPCresin,ABSresin,summarizedthesinglematerialperformanceandtheperformanceofthePC/

3、ABSblendmaterial,PC/ABSblendmaterialsinourcountryinrecentyearsthedevelopmentofthestatusquoandsomeresearchprogressbothathomeandabroad,andknowthatthePC/ABSblendmaterialsindomesticapplicationanddevelopmentprospects,especiallyintheareaofelectricalenclosure.PC/ABSblendmaterialscomparedwithsinglePCresin,A

4、BSresinhasbettermechanicalpropertiesandbetteradapttotheperformance,theuseofmorecanadapttodifferentenvironment.Thisdesigndetailedintroducestheextrusionprocess,thePC/ABSblendmaterialsofPC/ABSblendgranulationproductionlineprocessisnotcomplicated,choosecommonlyuseddoublescrewextrusiongranulationformingm

5、ethodofPC/ABSmaterial,throughtheformulationselection,materialbalance,equipmentselection,processparametercontrolprocessofthewholeprocessindetailsinthispaper.Andfromthelowercosts,improveperformance,applicationandsoonvariousaspectstoconsiderdesignamorereasonableformulaofPC/ABSblendgranulationproduction

6、andproductionequipment,withthedevelopmentpotentialofcalculatingthevarietyofproductionequipmentfortheproductionworkshopandtotalcostofinvestment,theactualinvestmentconstructionofPC/ABSblendmaterialsgranulationallaspectsoftheproductionworkshophasapositiveguidingrole.Keywords:PP/ABS,blendingmaterial,per

7、formance,productionline,extrusiongranulation,andprocessdesign目錄摘要1Abstract2第一章概述51.1 簡介51.1.1 PC簡介51.1.2 ABS簡介51.1.3 PC/ABS共混料簡介61.2 PC/ABS共混料的市場現(xiàn)狀和應(yīng)用61.2.1 PC/ABS共混料的市場現(xiàn)狀61.2.2 PC/ABS共混料的應(yīng)用71.3 PC/ABS共混料擠出造粒生產(chǎn)線設(shè)計簡介91.3.1 配方91.3.2 工藝91.4 工藝流程敘述101.4.1 成型料的準(zhǔn)備101.4.2 擠出成型技術(shù)11第二章工藝計算172.1 物料衡算172.1.1 計

8、算基準(zhǔn)172.1.2 物料衡算172.2 能量衡算212.2.1 電能212.2.2 冷去口水222.2.3 耗氣量23第三章設(shè)備計算243.1 擠出生產(chǎn)線的設(shè)備計算243.2 混合機組的設(shè)備計算243.3 篩選設(shè)備計算243.4 切粒機的計算243.5 其它設(shè)備計算253.6 生產(chǎn)線平面布置圖和工藝流程圖說明253.6.1 生產(chǎn)工藝要求253.6.2 設(shè)備安轉(zhuǎn)、檢修25第四章工藝參數(shù)264.1 配方參數(shù)264.2 工藝控制指標(biāo)274.2.1 混合274.2.2 共混造粒274.2.3 冷卻切粒274.2.4 篩分274.3 設(shè)備參數(shù)27第五章生產(chǎn)成本估算315.1 固定成本計算315.1.1

9、 設(shè)備投資成本315.1.2 車間定員及人員工資325.1.3 車間選址及廠房投資335.2 可變成本計算345.2.1 原料費用計算345.2.2 水電費用計算345.3 生產(chǎn)總成本計算355.3.1 制造費用355.3.2 管理費用365.3.3 銷售費用365.3.4 財務(wù)費用365.4 利潤計算375.4.1 銷售收入375.4.2 稅金375.4.3 禾U潤385.4.4 主要經(jīng)濟指標(biāo)38第六章設(shè)備一覽表39第七章安全防范與環(huán)境保護397.1 安全方面397.2 環(huán)保方面40結(jié)束語41參考文獻42第一章概述1.1 簡介1.1.1 PC簡介PC是聚碳酸酯的英文縮寫的簡稱，聚碳酸酯的英文

10、是Polycarbonate,簡稱PC工程塑料。PC材料其實是我們所說的工程塑料中的一種，作為被世界范圍內(nèi)廣泛使用的材料，PC有著自身的特性和優(yōu)缺點,PC是一種或綜合性能優(yōu)良的非品型熱塑性樹脂，具有優(yōu)異的電絕緣性、延伸性、尺寸穩(wěn)定性和耐化學(xué)腐蝕性，擁有較高的強度、耐熱性和耐寒性；還具有自熄、阻燃、無毒、可著色等優(yōu)點，在你的生活中各個角落都能看到PC塑料的影子，大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)幾容易加工的特性也使其價格及其低廉。PC塑料也擁有自身的不足，PC的缺口伊估德沖擊強度非常高，并且收縮率很低，一般為0.1%-0.2%。具有很好的機械性能，但是其流動性能較差，和金屬相比其硬度不足，這也導(dǎo)致它的外觀較容易被刮

11、花，不耐強酸、強堿、紫外線等等。PC的融化溫度為：260-340C,耐高溫125C、耐低溫-40C0PC材料的應(yīng)用領(lǐng)域：作為一種透明性能良好的工程塑料，PC塑料可作為光盤基材、眼鏡鏡片。PC也具有良好的透光性能，在透明窗材高層建筑幕墻、機場和體育場透明建筑材料方面應(yīng)用非常普遍和具有潛力，今后的重點是提高表面硬度和抗靜電性。PC塑料因為具有其優(yōu)越的性能，在阻燃環(huán)保的通信電器、精細產(chǎn)品外盒、航空航天工業(yè)、汽車零件、醫(yī)療器械等等都具有超級廣泛的應(yīng)用前景。1.1.2 ABS簡介ABSW脂是五大合成樹脂之一，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。丙烯月青-丁二烯-苯乙烯共聚物是由丙烯月青，丁二烯和苯乙烯組成的

12、三元共聚物。英文名為acrylonitrile-butadiene-styrenecopolymer,簡稱ABSABS通常為淺黃色或乳白色的粒料非結(jié)晶性樹脂。ABS為使用最廣泛非通用塑料之一。ABS是丙烯月青、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯月青，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。ABSW脂物主鏈的接枝共聚物；或以橡膠彈性體和堅硬的AS樹脂混合物。這樣，不同的結(jié)構(gòu)就顯示不同的性能，彈性體顯示出橡膠的韌性，堅硬的AS樹脂顯示出剛性，可得到高沖擊型，中沖擊型，通用沖擊型和特殊沖擊型等幾個品種。具體講，隨橡膠成分B的含量（一般為5%30%增加，樹脂的彈性和抗沖擊性就會增加；但抗拉強度，流動性，耐候性

13、等則下降。樹脂組分AS的含量（一股為70%95%含量增大，則可提高表面光澤，機械強度、耐候性、耐熱性、耐腐蝕性、電性能，加工性能等。而沖擊強度等則要下降。樹脂組分中A與B的比例分別為30%35%/80%65班抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性及電氣性能優(yōu)良，還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點，容易涂裝、著色，還可以進行表面噴鍍金屬、電鍍、焊接、熱壓和粘接等二次加工，廣泛應(yīng)用于機械、汽車、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等工業(yè)領(lǐng)域，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。AB&卜觀為不透明呈象牙色粒料，具制品可著成五顏六色，并具有高光澤度。ABSffi對密度為1.05G/CM3左

14、右，吸水率低。ABS同其他材料的結(jié)合性好，易于表面印刷、涂層和鍍層處理。ABS的氧指數(shù)為1820,屬易燃聚合物，火焰呈黃色，有黑煙，并發(fā)出特殊的臭味。ABS樹脂的最大應(yīng)用領(lǐng)域是汽車、電子電器和建材。汽車領(lǐng)域的使用包括汽車儀表板、車身外板、內(nèi)裝飾板、方向盤、隔音板、門鎖、保險杠、通風(fēng)管等很多部件。在電器方面則廣泛應(yīng)用于電冰箱、電視機、洗衣機、空調(diào)器、計算機、復(fù)印機等電子電器中。建材方面，ABS管材、ABS衛(wèi)生潔具、ABS裝飾板廣泛應(yīng)用于建材工業(yè)。此外ABS還廣泛的應(yīng)用于包裝、家具、體育和娛樂用品、機械和儀表工業(yè)中。1.1.3 PC/ABS共混料簡介PC/ABS聚碳酸酯和丙烯月青-丁二烯-苯乙烯共

15、聚物和混合物，是由聚碳酸酯(Polycarbonate)和聚丙烯月青(ABS)合金而成的熱可塑性塑料。PC/ABS是一種通過混煉后合成的改性工程塑料。其中，PC就是聚碳酸脂，ABS就是丙烯月青(A)、丁二烯(B)和苯乙烯(S)的共聚物。這種改性塑料比單純的PC和ABS性能更好，例如：抗沖擊性提高，耐熱性提高，硬度提高等等。ABSffi料的特點：1、綜合性能較好，沖擊強度較高，化學(xué)穩(wěn)定性，電性能良好。2、與372有機玻璃的熔接性良好，制成雙色塑件，且可表面鍍銘，噴漆處理。3、有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強、透明等級別。4、流動性比HIPS差一點，比PMMAPC等好，柔韌性好。5、機械性能的卓越平衡

16、。6、低溫時也具備高沖擊強度。7、室內(nèi)紫外線穩(wěn)定性。8、較高的熱變形溫度(80125C)。9、耐燃性(UL945VB)。10、色彩范圍廣泛。11、易于注塑和擠塑，吹塑加工。12、良好的電鍍性。13、一般密度在1.05-1.20問。1.2 PC/ABS共混料的市場現(xiàn)狀和應(yīng)用1.2.1 PC/ABS共混料的市場現(xiàn)狀改革開放30多年來，中國PC/ABSE料原料從無到有，從小到大、從總量快速擴張到結(jié)構(gòu)明顯升級，逐步形成了有中國特色的多樣化、多層次的消費市場。PC/ABSE料原料市場規(guī)模比改革開放初期擴大了幾倍乃至幾十倍，其發(fā)展成就令世界矚目。目前全球PC應(yīng)用已向高功能化、專業(yè)化方向發(fā)展，鑒于我國PC生

17、產(chǎn)能力和市場需求均呈現(xiàn)快速發(fā)展局面，尤其是國內(nèi)多套規(guī)?；b置的建設(shè)，加上汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，未來幾年我國PC工業(yè)將進入一個新的發(fā)展階段，其中最為關(guān)鍵的是加快PC的應(yīng)用研究。首先國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)充分利用國內(nèi)生產(chǎn)能力增加和塑料在改性及塑料合金方面積累的經(jīng)驗，加快PC合金等復(fù)合材料開發(fā)、生產(chǎn)及應(yīng)用，其中最為重要的是PC/ABS金。PC/AB的金，PC與ABS共混物可以綜合PC和ABS的優(yōu)良性能，提高ABS的耐熱性、抗沖擊和拉伸強度，降低PC成本和熔體粘度，改善加工性能，減少制品內(nèi)應(yīng)力和沖擊強度對制品厚度的敏感性。目前PC/ABS金發(fā)展迅速，全球產(chǎn)量約為80萬噸/年左右，世界各大公司紛紛開發(fā)推出PC/A

18、BS合金新品種，如阻燃、玻纖增強、電鍍、耐紫外線等品種，尤其是在汽車工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，另外還廣泛應(yīng)用于計算機、復(fù)印機和電子電氣部件等。我國近年來也開始一定研究和生產(chǎn)，如上海杰事杰公司的PC/ABS金材料已應(yīng)用于汽車裝飾件、燈殼和耐熱電器殼體；中科院長春應(yīng)用化學(xué)所開發(fā)的高耐熱、高耐熱高抗沖、高耐熱阻燃三個品級的PC/ABS合金材料已被國內(nèi)數(shù)家汽車制造公司使用，用做前裝飾板、儀表板及物品箱蓋專用料等。蘭州大學(xué)研究在PC/ABS#混體系中加入高壓聚乙烯進行增容改性，得到混合物流動性好且低溫韌性與模量幾乎不受影響，適用于制作薄壁板材；國內(nèi)研究人員為了降低PC/ABSM相之間的界面能，在PC和ABS中

19、加入抗沖擊劑MBS合金的空沖擊度可以達到極高值，PC/ABS/MB9卜觀呈象牙白、質(zhì)地均勻、手感極佳。1.2.2 PC/ABS共混料的應(yīng)用PC/ABS作為世界上銷售量最大的商業(yè)化聚合物合金，近幾年都以10%£右的需求速度增長。PC/AB蹴之PC提高了流動性，改善了加工性能，減少了制品對應(yīng)力的敏感性，因而廣泛應(yīng)用于汽車內(nèi)飾，外飾，車燈等高強度，高耐熱零件。隨著人們環(huán)保意識的提高，汽車行業(yè)ELV等環(huán)保可回收法規(guī)的相繼出臺，原材料廠商也不斷提供新的解決方案。作為工程塑料行業(yè)的領(lǐng)先者適時的推出了新一代PC/ABS合金系列材料，它主要包括了耐水解穩(wěn)定性的PC/ABS用于免噴涂內(nèi)飾的超低光澤PC

20、/ABS耐化學(xué)品優(yōu)異不易被油漆等侵蝕的耐化學(xué)溶劑PC/AB彌系列產(chǎn)品。耐水解穩(wěn)定性系列PC/ABS(HAC8250R)要應(yīng)用于汽車儀表板骨架等汽車內(nèi)飾產(chǎn)品。汽車儀表板骨架作為整個儀表板的支撐結(jié)構(gòu)件，其重要性不言而喻，因此主機廠對儀表板材料提出了更苛刻的要求。目前，儀表板骨架不僅要求有良好的機械性能，加工性能，而且要有優(yōu)秀的耐水解性能和熱老化性能，以適應(yīng)汽車在極端高溫，高濕的環(huán)境下使用。新一代耐水解穩(wěn)定性PC/ABS在PCT(PressureCookerTest)測試中，在95%RH100c高溫高濕環(huán)境1000h后，該PC/ABSt的PC相仍然保持90%上的分子量，未發(fā)生嚴(yán)重的水解；而合金的沖擊

21、性能僅下降15%相比一般PC/ABS高30%Z上的性能。此外，該系列材料為了適應(yīng)儀表板薄壁化的要求，降低了材料在高剪切下的粘度，克服了過去片面提高溫度來提高材料流動性所帶來的材料熱分解的弊端。新一代耐水解穩(wěn)定性PC/ABS材料，由于具有良好的耐水解性和熱穩(wěn)定性，甚至可以進行回收利用。當(dāng)添加25%Z下的回收料以后，材料的多軸沖擊性能僅下降11%并且為韌性斷裂，充分顯示了新一代PC/ABS的優(yōu)越性能。同時該系列材料也經(jīng)過了大眾實驗室的評測，在80%RH90c高溫高濕水解600h后，缺口沖擊強度僅下降8.5%。汽車內(nèi)飾材料一般都有啞光的要求，這樣有利于減少駕駛員的視覺疲勞，從而提高了駕駛安全性。PC

22、/ABS的綜合性能良好，但由于其表面的光澤度較高，而需要噴啞光漆等二次加工來實現(xiàn)啞光與美觀的效果。隨著汽車ELV法規(guī)的出臺，需要免噴涂的環(huán)保解決方案來實現(xiàn)制品直接進行回收處理。免噴涂解決方案不僅可以大幅降低成本，而且可以減少噴漆過程造成的環(huán)境污染。為了配合這一需求，錦湖日麗與延鋒偉世通合作成功開發(fā)了新一代PC/ABS超低光澤材料HAC8250ZTHAC8260Z該材料不僅滿足了汽車內(nèi)飾腰線以下零件的低光澤要求，而且很好的平衡了流動性和耐熱性。新一代超低光澤PC/ABS由于其杰出的低光澤已經(jīng)成功應(yīng)用于上海大眾汽車斯柯達晶銳的方向盤上下蓋板上，零件的表面光澤度在600下的測試值為4.2(皮紋為K3

23、1、1.5°,顏色9B9),滿足了汽車腰線以下內(nèi)飾的光澤度要求。同時，錦湖日麗還與客戶共同開發(fā)了PC/ABSHAC8260農(nóng)表板啞光材料，該材料不僅替代了原來鋼鐵的儀表板骨架，而且做為儀表板的下體材料直接外露無需噴漆，目前應(yīng)用在上汽紅巖的依維柯車型上。我們深信新一代PC/ABSS低光澤材料將隨著ELV法規(guī)的逐步實施而不斷被應(yīng)用。PC/ABS的綜合性能優(yōu)良，但是其耐化學(xué)品性能差而容易受到比較強的化學(xué)溶劑侵蝕而導(dǎo)致制品開裂等缺陷。特別是當(dāng)PC/ABS制品噴涂某些車身外飾漆時，由于其溶劑的強腐蝕性，易導(dǎo)致制品出現(xiàn)應(yīng)力痕，龜裂，甚至開裂。優(yōu)暢錦湖針對這種情況,開發(fā)了新一代耐化學(xué)溶劑的PC/A

24、BSHAC8265臉種材料經(jīng)過了模擬化學(xué)品溶劑的應(yīng)力侵蝕，其產(chǎn)生裂紋的時間比普通PC/ABS提高了3倍。新一代耐化學(xué)溶劑PC/AB改變了傳統(tǒng)的合金材料往往以一種性能的犧牲來換取另一種性能的提高的誤區(qū)，做到了優(yōu)秀耐化學(xué)品性的同時，保持了沖擊強度與流動性的平衡。目前該材料已經(jīng)應(yīng)用在通用汽車的后牌照板，大眾汽車?yán)室莸奈查T裝飾條等零件。PC/ABS聚碳酸酯和丙烯月青-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物，是由聚碳酸酯（Polycarbonate）和聚丙烯月青（ABS）合金而成的熱可塑性塑膠，結(jié)合了兩種材料的優(yōu)異特性，ABS材料的成型性和PC的機械性、沖擊強度和耐溫、抗紫外線（UV）等性質(zhì)，可廣泛使用在汽車內(nèi)部

25、零件、事務(wù)機器、通信器材、家電用品及照明設(shè)備上。1.3 PC/ABS共混料擠出造粒生產(chǎn)線設(shè)計簡介1.3.2配方表1.1PC/ABS共混料造粒配方組成組分質(zhì)量份數(shù)配方/份質(zhì)量百分數(shù)配方/%PC7043.40ABS3018.60相容劑(PE-g-MAH)53.10抗靜電劑（二價烷基苯磺酰鹽）53.10阻燃劑APP2213.64PER84.96增強劑（短玻璃纖維）159.30增韌劑(EMA和ABS-HRP)63.72抗氧劑（168）0.30.18總計161.31001.3.2工藝配料一混合一擠出一牽引冷卻一切粒一篩分一包裝按配方設(shè)計份數(shù)稱混合，投進高速混合機內(nèi)在100105c下攪拌15min,使物料

26、分散均勻，在雙螺桿擠出機熔融擠出；擠出機L/D比在2840;螺桿的壓縮比（進料口面積與出料口面積之比）為2.5:13.5:1;壓縮段、均化段都較長，均化段的槽深比一般擠出機螺桿淺一些；擠出機料筒溫度控制為：送料段180190C,熔融段220230C,計量段，機頭溫度230240C,口模溫度210220C；主螺桿轉(zhuǎn)速280r/min,喂料螺桿轉(zhuǎn)速20r/min1.4 工藝流程敘述PC/ABS共混造粒生產(chǎn)線流程基本上如下圖所示：PCABS樹脂及助劑低速攪拌混合高速攪拌混合擠出成型包裝入庫W產(chǎn)品檢驗解分.切粒*冷卻牽引圖1.1PC/ABS共混造粒生產(chǎn)線流程圖1.4.1 成型料的準(zhǔn)備PC/ABS共混造

27、粒所用的成型料并不是單一的PCABS樹脂，為了改進粒料的加工性能，改善粒料的使用性能和降低成本，根據(jù)生產(chǎn)配方的需要加入不同的助劑，如相容劑、潤滑劑、抗氧劑等。所以成型料是以PCABSM脂為主的混合料(一般稱之為干混料)。成型料的準(zhǔn)備過程是根據(jù)已選定的配方，還原、輔料進行必要的預(yù)處理、計量、輸送及混合?；旌鲜菍⒃o料各組分相互分散以獲得均勻物料的過程。原輔料相互間混合后的均勻程度將直接影響粒料質(zhì)量，因此混合是PGABS#混造粒制造過程中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。(1)原料的預(yù)處理由于原輔料在生產(chǎn)和裝運過程中可能混入一些機械雜質(zhì)，為了粒料生產(chǎn)安全，保證產(chǎn)品質(zhì)量，需要進行過篩和磁吸處理，除去雜質(zhì)。(2)原輔料

28、的計量按照確定的配方將原輔料精確計量。雖然原料是袋裝或桶裝，一般有規(guī)定的重量，也必須復(fù)稱。并保證各組分的稱量誤差應(yīng)控制在1%以內(nèi)。(3)原輔料的混合PC/ABS共混造粒的原輔料大多是固體粉料(只有少量助劑是液態(tài))，因此PC/ABS共混造粒成型料是通過物料間對流作用和剪切作用進行混合制備的。目前絕大部分企業(yè)都是采用高速混合機將原輔料進行混合，再用低速冷混機將混合好的物料進行冷卻。物料混合質(zhì)量是否達到了預(yù)定的要求，即生產(chǎn)中混合過程終點如何判斷是混合操作中的重要指標(biāo)?；旌辖K點的測定，理論上可通過取樣進行分析，但在工廠實際生產(chǎn)過程中，混合終點一般是以時間控制的，這個控制時間大多是靠經(jīng)驗而定，因此物料混

29、合的均勻度不大可能十分精確，這就要求配方中采用的各種原輔料密度和細度盡可能很接近。原輔料混合工藝中物料的輸送是根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和設(shè)備來布置，可選用風(fēng)送、螺旋輸送器或人工接袋輸送等。而本設(shè)計是要設(shè)計15000噸/年P(guān)C/ABS#混料擠出生產(chǎn)車間，就規(guī)模來說屬于大中型車間，物料輸送要求時間間隔緊密，因此選用中型的螺旋上料機作為物料輸送設(shè)備。1.4.2 擠出成型技術(shù)生產(chǎn)PC/ABS粒料的擠出機螺桿設(shè)計都有三個區(qū)段：加料段（送料段）、熔化段（壓縮段）、計量段（均化段）。此三段所起的作用不同。加料段是把料斗來的固體塑料升溫到它的軟化點，并將它送到熔化段，只是一個升溫和輸送過程，塑料仍是固體狀態(tài)。熔化段一般在

30、螺桿中部，塑料在這段中除受熱和前移外，同時粒狀固體逐漸壓實和熔化為連續(xù)狀的熔體，還將包在料內(nèi)的空氣向送料段排出，塑料在這段是由固態(tài)逐漸轉(zhuǎn)化為熔融狀態(tài)。計量段是螺桿的最后一段，熔體在這段中進一步均勻塑化，并使料流定量、定壓由機頭流道均勻擠出，所以又稱均化段。擠出機螺桿的三個區(qū)段（即三段）相對應(yīng)的組成了三個功能區(qū)：固體輸送、物料塑化區(qū)、熔體輸送。要使擠出機的這三個功能區(qū)段相吻合，必需選擇適當(dāng)?shù)呐浞?、適當(dāng)?shù)牧贤矞囟扰c螺桿溫度及適當(dāng)?shù)穆輻U轉(zhuǎn)速。如果工藝條件選擇不適當(dāng)，就會破壞三個功能區(qū)的分布，造成產(chǎn)量降低或塑化不良?？傊?，在擠出機實際生產(chǎn)中，根據(jù)配方、螺桿轉(zhuǎn)速及各段控制溫度等，已達到塑化和擠出量的最佳

31、效果。根據(jù)設(shè)計要求要符合15000噸/年的PC/ABS共混料造粒生產(chǎn)線的條件，從必須的年產(chǎn)量、生產(chǎn)能力等各方面因素的綜合考慮，本設(shè)計選擇張家港市新利機械有限公司的JWP-135型的同向平行雙螺桿擠出機作為主要的擠出設(shè)備。表1.2JWP系列高扭矩、高轉(zhuǎn)速同向平行雙螺桿擠出機組參數(shù)表設(shè)備型號Typ«螺桿直徑(ee)Diameter長徑比UDffllfftiSCrpm)Screwspeed功率(kw)MotorPower生產(chǎn)能力(kg/hOutputJWP-202228-6460040,15T5JWP-3S355001530-0060018.540-80JWP-5050,528-64500

32、45130-23060055160-280JWP-6562,440055160-28050075220-3800Q090220-280JWP7571密&40090220-380500110-132390-55060000390-660JWP-959328-64400250750-1300SOO2弱750-1300600315W01580JWP-13S1S328-644005S0I0W-2T8O5W75022OO-38OOJWP-135水冷拉條造粒機組配置：機組配置：JWP-135雙螺桿混煉擠出機組，長徑比28:1,主電機750KV代流1、JWP-135雙螺桿計量喂料機一臺1）喂料電機為

33、交流電機，主喂料電機功率：1.5KW2）調(diào)速系統(tǒng)采用英威騰變頻器調(diào)速。3）螺桿為雙頭螺桿，減速箱速比：17:1。4）電機與減速機采用直聯(lián)式，喂料體中帶臥式攪拌器，喂料平穩(wěn)均勻，不架橋。5）喂料體與料斗均為流線型，下料順暢，清理方便。2、齒輪減速箱1）減速比：3:12）輸出軸"$速：MAX500RPM3）輸入軸"$速：MAX1500RPM4）主機傳動箱減速與扭矩分配部分合為一體，采用平行三軸式設(shè)計，結(jié)構(gòu)緊湊。減速、扭矩分配及兩根輸出軸徑向軸承均使用NSKM承。3、潤滑油冷卻系統(tǒng)1）油泵電機0.55KW2）潤滑油型號：上海海牌6402中負荷齒輪油，型號85W/90GL-43）冷

34、凝器型號：SL-3054）潤滑油泵型號：NB-B64、主機電機1）主機電機：750KW2）電機轉(zhuǎn)速（MAX）:1500RPM5、螺桿1）螺桿直徑：133mm2）L/D=28:13）螺桿為積木式4）螺桿芯軸為40CrNiMoA材質(zhì)，螺紋元件與芯軸為漸開線聯(lián)結(jié)，強度高,承載負荷大，拆裝組合方便。5）螺桿元件材質(zhì)為優(yōu)質(zhì)高速工具鋼W6MO5Cr4V2,溫真空淬火熱處理。6）整體硬度HRC58626、料筒1）機筒：長度L=240mn>,共10節(jié)筒體，材質(zhì)為45鋼鑲合金套（a101材質(zhì)），筒體采用水冷卻。2）第一節(jié)筒體為喂料筒體，第九節(jié)筒體為抽真空筒體，其余為閉口筒體。7、加熱系統(tǒng)控溫段料筒段加熱片

35、型式進料區(qū)第一段不加熱一區(qū)第二段鑄銅二區(qū)第三段鑄銅三區(qū)第四段鑄鋁四區(qū)第五段鑄鋁五區(qū)第六段鑄鋁六區(qū)第七段鑄鋁七區(qū)第八段鑄鋁八區(qū)第九段鑄鋁九區(qū)第十段鑄鋁十區(qū)換網(wǎng)機頭鑄鋁用熔溫?zé)犭娕紝y物料熔融溫度，用壓力傳感器專測物料壓力8、真空脫氣裝置1）SK-0.4水環(huán)真空泵，淄博聯(lián)誼真空泵廠2）驅(qū)動電機：1.5KW交流3）最大吸氣量：62m3/h4）工作液量：0.2m3/h5）真空管道鍍銘處理9、軟水循環(huán)系統(tǒng)1）機筒內(nèi)采用軟水冷卻2）軟水箱與機體整體，便于清洗和維修3）荷蘭進口喬克電磁閥4）水管采用紫銅鍍銘處理。5）冷卻形式：水冷6）冷卻泵：0.55KW10、聯(lián)鎖控制系統(tǒng)1）油潤滑系統(tǒng)與主機聯(lián)鎖，既啟動油泵

36、后，才能啟動主機。2）喂料系統(tǒng)與主機聯(lián)鎖，即啟動主機后，才能啟動喂料機。3）壓力系統(tǒng)與主機聯(lián)鎖，即過壓時，主機及喂料均停止工作。4）電流與主機聯(lián)鎖，即過電流時，主機及喂料均停止工作。11、換網(wǎng)系統(tǒng)液壓板式換網(wǎng)，液壓站電機功率1.5KW12、水冷拉條機頭及輔機系統(tǒng)1）機頭為水冷拉條冷切機頭，口模條孔數(shù)11-41套1）4米不銹鋼水槽1臺2）吹干機1.5KW1臺3）300型切粒機（4KW1臺B、電氣控制系統(tǒng)1、3X380V,交流50Hz.2、主要電器控制元件為正泰產(chǎn)品3、主電機為交流電機，75KW4、喂料機調(diào)速裝置為英威騰變頻調(diào)速器5、日本RKS司智能型溫控儀表6、壓力表量程為050Mpa7、電磁閥

37、采用荷蘭喬克電磁閥8、加熱由溫控表通過固態(tài)繼電器控制，采用耐高溫導(dǎo)線9、電器控制柜控制包括：溫控系統(tǒng)；驅(qū)動系統(tǒng)；聯(lián)鎖聯(lián)控系統(tǒng)三、機組組成：共混造粒擠出輔機一般由拉絲冷卻水槽、牽引輾、切粒機、干燥器、振動篩等組成。(1)拉絲冷卻水槽水槽從下游進冷卻水，上游出水，一條水槽只需一臺水泵作為動力帶動水循環(huán)。(2)牽引輾牽引輾不需要動力，只起導(dǎo)向作用，靠切粒機拉動絲條向前運動。(3)切粒機本設(shè)計采用泰州科佳橡塑機械有限公司LQ300懸臂立式塑料切粒機，與同類廠家相比具有最佳的成本效益、性價比優(yōu)勢。通過最佳的料條導(dǎo)入和料條定位進行精確的切粒，容易使用控制，引進德國裝配技術(shù)和工藝制造，是目前國內(nèi)進口塑料切粒

38、機的替代產(chǎn)品，維護成本更低，更適合產(chǎn)品質(zhì)量要求較高及高性價比的生產(chǎn)線，產(chǎn)品質(zhì)量可靠、穩(wěn)定，全方位人性化安全裝置，確保開蓋自動停機，保證操作人員的安全。主板鑲304不銹鋼板，有效防止塑料粒子遭受污染，軟料龍門式切粒機滾刀與定刀之間的間隙小于0.06mm高精度精密軸芯可加工含玻纖不超過50%勺材料，完全達到德國原產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。所切塑料粒子長短更均勻，成品粒子外觀更美觀、漂亮，可根據(jù)客戶的不同要求裝頂級配置：NSK!口軸承、西門子電機、各種進口變頻器、進口電器等。(4)振動篩本設(shè)計選用張家港市海宏機械有限公司的ZDS80-3型的塑料粒子震動篩顆粒篩選機。此種類型振動篩利用振動電機激振作為振動源，使物料在篩

39、網(wǎng)上被拋起，同時向前作直線運動，物料從給料機均勻地進入篩分機的進料口，通過多層篩網(wǎng)產(chǎn)生數(shù)種規(guī)格的篩上物、篩下物、分別從各自的出口排出。具有耗能低、產(chǎn)量高、結(jié)構(gòu)簡單、易維修、全封閉結(jié)構(gòu)，無粉塵溢散，自動排料，更適合于流水線作業(yè)。表1.3ZDS型振動篩的主要技術(shù)參數(shù)型號功率kw篩面直徑mm體租mm兩層數(shù)mmZDS5040.4450600x670x6202ZDS50-20.4450600x670x7202ZDS50-30.4450600x670x8203ZDS80-10,4750900x900x7801ZDS80-20.4750900x900x9302ZDS80-30.7750920x920x108

40、03ZDS100-10.759501150x1150x8801ZDS100-20759501180x1180x10302ZDS100-30J59501180x1180x11703ZDS1204L511501400x1400x11001ZD5120-271.511501400x1400x13002第二章工藝計算2.1 物料衡算2.1.1 計算基準(zhǔn)年工作日的確定(年工作小時)(1)年工作日365-7(法定假日)二358天(2)設(shè)備大修25天/年二600小時(3)特殊情況停車15天/年二360小時(4)機頭清洗換過濾網(wǎng)1次/6天8小時/次358天-(25天+15天)X1/6次/天X8小時/次二424

41、小時(5)實際開車時間365天-7天-25天-15天-17.7天二300.3天=300天300天X24=7200小時設(shè)備利用系數(shù)：K=實際開車時間/年工作時間=7200/8592=0.842.1.2 物料衡算(1)混合工段確定各崗位物料損失率經(jīng)過經(jīng)驗數(shù)據(jù)，由于工人操作不慎以及設(shè)備殘留等因素，使物料有一定的損失，首先。列表如下：表2.1混合工段物料損耗系數(shù)一覽表工序篩選輸送低速混合高速混合輸送自然掃地損耗率%0.20.30.10.10.2合計損耗率%0.50.10.10.2總損耗%0.9物料平衡計算進入本工序的物料量二出料量/(1-本工序的損失率)進入輸送的物料量：950*/(1-0.2%)=9

42、51.9kg*半成品混合料1噸其中有加入回收料5%,則1000(1-5%)=950kg進入高速混合的物料量：951.9kg/(1-0.1%)=952.9kg進入低速混合的物料量：952.9kg/(1-0.1%)=953.9kg進入篩選輸送的物料量：953.9kg/(1-0.5%)=958.7kg混合工段物料平衡表表2.2混合工段物料平衡表工序輸入輸出物料kg回收kg小計kg物料kg損失kg小計kg篩選輸送958.7958.7953.94.8958.7低速混合953.9953.9952.91.0953.9高速混合952.9952.9951.91.0952.9輸送951.9951.99501.99

43、51.9半成品95050100010001000合計10001000(2)擠出造粒工段物料衡算擠出造粒工段損耗率：表2.3擠出造粒工段損耗率工序自然損耗掃地下腳料一次成品百分率0.10.45.594物料平衡計算：混合料需求量：(15000噸/年)/94%=15957.45噸/年自然損耗占：15957.45X0.1%=15.96噸掃地料占：15957.45X0.4%=63.83噸下腳料占：15957.45X5.5%=878.65噸下腳料回收破碎量：878.65(1-5%)=834.72噸混合料中需加放的回收料量：15957.45X50/1000=797.87噸回收率:797.87/878.65乂

44、100%=90.10%擠出造粒工段物料平衡表表2.4擠出成型工段物料平衡表工序物料輸送自然損耗量掃地料下腳料成品物料量T15957.4515.9663.83878.65150004、物料中各組分的需要量表2.5物料中各組分的需要量料名稱配料份數(shù)百分率(%)每噸產(chǎn)品消耗定額(kg)15000噸產(chǎn)品消耗原材料每年消耗量(t)每天消耗量(t)每小時消耗量(kg)PC7043.40434.06925.5323.08961.92ABS3018.60186.02968.089.90412.23相容劑(PE-g-MAH)53.1031.0494.691.6568.71抗靜電劑(二價烷基苯磺酰鹽)53.103

45、1.0494.691.6568.71阻燃劑APP2213.64136.42176.607.25302.30PER84.9649.6791.492.64109.93增強劑(短玻璃纖維)159.3093.01484.044.95206.12增韌劑(EMA和ABS-HRP)63.7237.2593.621.9882.31抗氧劑(168)0.30.181.828.720.0963.99(4)根據(jù)衡算，計算出實際每年需求量及日需要量和每小時需要量根據(jù)物料衡算,混合料年需要量為15957.45噸，計算出每年需要配好的粉料量為16101.07噸，即15957.45X(1+0.9%)=16101.07t考慮到

46、回收，則新料量=總物料量-回收量=16101.07-797.87=15303.20t根據(jù)計算結(jié)果畫出物料衡算流程圖:篩選15226.65t/a高1遞11.42t/a低速15196.21t/a輸輸.混混送送合合15303.20t/a損失76.55t/a損失15.23t/a損失15.21t/a30.40t/a損失797.87t/a下腳料回收破碎878.65t/a80.78t/a損失15000t/a制品4擠出造粒.15165.81t/a165.81t/a損失圖2.1物料衡算流程圖表2.6原料消耗綜合表料名稱配料份數(shù)百分率(%)每噸產(chǎn)品消耗定額(kg)15000噸產(chǎn)品消耗原材料每年消耗量(t)每天消耗

47、量(t)每小時消耗量(kg)PC7043.40434.06925.5323.08961.92ABS3018.60186.02968.089.90412.23相容劑(PE-g-MAH)53.1031.0494.691.6568.71抗靜電劑(二價烷基苯磺酰鹽)53.1031.0494.691.6568.71阻燃劑APP2213.64136.42176.607.25302.30PER84.9649.6791.492.64109.93增強劑(短玻璃纖維)159.3093.01484.044.95206.12增韌劑(EMA63.7237.2593.621.9882.31ABS-HRP抗氧劑(168)0

48、.30.181.828.720.0963.992.2 能量衡算2.2.1 電能查得JWPffl的同向平行雙螺桿擠出機的生產(chǎn)能力15-2000Kg/h,則需生產(chǎn)線條數(shù)：15957.45/(7200X2)=1.12則選擇兩條生產(chǎn)線滿足生產(chǎn)要求。電機功率750kW則耗電量為：750X7200X2=10800000kWh(1)破碎機兩條生產(chǎn)線全年需要破碎下腳料為834.72噸，則每小時需要破碎量為：834.72/(300X24)=0.116t/h只需一臺破碎機，選用XC-GY10HI®破碎機，破碎量力200-400kg/h,功率為7.5kW,則全年的使用時間為：834.72X1000/400

49、=2086.8h消耗功率：2086.8X7.5=15651kWh(2)高速混合機因為車間共有兩條生產(chǎn)線，每條生產(chǎn)線連續(xù)生產(chǎn)，每條生產(chǎn)線需要一臺混合機組，選用SRL-Z300/600型高速加熱/冷卻混合機組。熱混機：有效容積225L,混合時間10min,則一次最大混合量：225X1.2=270kg15957.45義1000/(225義10)=4564.2h兩臺混合設(shè)備的消耗功率：4564.2X42X2=383392.8kW冷混機：每鍋使用時間：10min總使用時間：15957.45/0.225乂10/60=3647.7h則兩臺設(shè)備總消耗功率：3647.7X11義2=80249.4kWh(3)切粒

50、機選用LQ300懸臂式切粒機，生產(chǎn)能力10001300kg/h,功率4kW兩條生產(chǎn)線各需一臺切粒機，耗電量：4X7200X2=57600kWh(4)振動篩選用ZDS80-3,生產(chǎn)能力0.3t/h,功率2X30kW兩條生產(chǎn)線各需一臺振動篩，耗電量：2X30X7200X2=432000kWh(5)照明設(shè)備車間照明設(shè)備30盞，功率0.4kW使用時間取最大值5000小時，則耗電量為:0.4X30X5000=60000kWh(6)冷水機耗電量選用冷機功率為33.2kW根據(jù)年使用時間7200h,則總的耗電量為：7200X33.2X2=478080kWh(7)冷卻水泵選用冷卻水泵功率為：2kW,年總使用時間

51、與生產(chǎn)線時間相同，則消耗功率為：2X7200X2=28800kWh因此，車間的總的年耗電量：表2.7耗電量綜合計算表設(shè)備名稱數(shù)量/臺功率/Kw總功率/kW年使用時間/h年耗電量/kWh粉碎機17.57.52086.815651高速混合機242844564.2383392.8低速混合機211223647.780249.4擠出機27501500720010800000切粒機248720057600振動篩230607200432000冷水機233.266.47200478080冷卻水泵224720028800照明設(shè)備300.412500060000合計1763.912335773.2取損耗系數(shù)為90

52、%取實際耗電量為：12335773.2/90%=13706414.67kWh2.2.2 冷卻水根據(jù)設(shè)備的技術(shù)參數(shù)：混合機組:5m3/h造粒生產(chǎn)線:4m3/h年總耗水量：5X3647.7義2+720OX4X2=94077m3考慮到到一定的損耗量，取系數(shù)：冷卻水1.10,則實際為:94077X1.10=103484.7m32.2.3 耗氣量冷混合機組:0.4m3/min總耗氣量:(4564.2+3647.7)X2X0.4X60=394171.2m3考慮到到一定的損耗量，壓縮空氣1.20。則實際耗氣量：394171.2X1.20=473005.44m3將能量消耗統(tǒng)計如下表：表2.8能量消耗綜合表序號

53、名稱單位母噸產(chǎn)品消耗定額消耗量每時每天每年1電能kWh601.71903.6745688.0513706414.672冷卻水3m20.714.4344.9103484.73氣3m94.665.71576.68473005.44第三章設(shè)備計算3.1 擠出生產(chǎn)線的設(shè)備計算依據(jù)設(shè)計任務(wù)書，要求設(shè)計年產(chǎn)量15000噸/年P(guān)C/AB即混造粒生產(chǎn)線，生產(chǎn)時間設(shè)置為7200小時，則每小時產(chǎn)量為：15957.45/(300X24)=2216kg/h,兩條不同配方生產(chǎn)線平均是1108kg/h。選擇的擠出機為JWP-135型的同向平行雙螺桿擠出機，其生產(chǎn)能力為2000kg/h,則所需擠出機臺數(shù)為：2216/2000=1.1臺，實際中取為2臺。既能完全符合產(chǎn)量要求，且留有增大產(chǎn)量空間，可減少機器滿負荷運轉(zhuǎn)的時段。并且該造粒生產(chǎn)線具有性能穩(wěn)定，變頻調(diào)速等多項特點。3.2 混合機組的設(shè)備計算根據(jù)物料衡算，SRL-Z300/600型高速加熱/冷卻混合機組有效容積為225L,用于各種塑料的配料、混合、干燥、著色等工藝。該設(shè)備熱混具有自摩擦和電加熱及蒸汽加熱功能，鍋蓋采用雙道密封。冷混亦采用拱形鍋蓋，具有不易變形的特點。一次最大混合量：