IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

ВВЕДЕНИЕ

Полимеры уже на протяжении практически ста лет используется в качестве сырья для самых различных сфер применения. Лишь несколько десятилетий назад в ряду инновационной продукции из полимеров были представлены упаковочные пленки, изоляция для кабеля и стационарные телефоны. А сегодня из полимеров уже изготавливаются микродетали для сердечных катетеров и миниинвазивной хирургии.

Можно прогнозировать, что в ближайшие несколько лет результатом технологического прогресса станет разработка экономичных светодиодов и компактных планшетных дисплеев. Ведь только современные полимеры открывают человечеству новые возможности и преимущества. Полимерная продукция играет ключевую роль при внедрении возобновляемых источников энергии, например, производство роторных лопастей для ветряных электростанций возможно только благодаря современным композитным материалам, или мембранные технологии нанесения покрытий пленочных модулей, применяемые при изготовлении фотогальванических элементов - спектр применения пластмасс в современной энергетике очень широк.

Пластмассы отличаются еще одним, казалось бы, незаметным качеством, которое не значится ни в одном списке параметров, ни на одном изделии: пластмассы отличаются исключительной энергоэффективностью. И поэтому пластмассы являются ключом к ресурсосберегающим технологиям с низкими затратами материальных ресурсов. Так, использование пластмасс, например, обеспечивает большие преимущества при теплоизоляции зданий, или же мобильность легких конструкций в автомобилях, автобусах, поездах и самолетах.

В рамках мирового саммита по вопросам изменения климата, состоявшегося в Копенгагене в конце 2009 года, эксперты отрасли пришли к выводу: применение пластмасс играет все более важную роль в борьбе с климатическими изменениями. Ведь если бы везде, где возможно, искусственные материалы были заменены на традиционные материалы, то в одной только Европе уровень выброса парниковых газов вырос бы на 50% - до 120 миллионов тонн ежегодно,

в то время, как энергопотребеление увеличилось бы на 46%, составив 2,300 терраджоулей (TJ). А если затронуть вопрос энергосбережения на основе применения пластмасс вместо традиционных материалов, то оно соответствует общему объему эмиссий Бельгии. Это означает, что благодаря использованию современных пластмасс существенно сокращаются объемы выброса парниковых газов в Европе.

Переработка пластмасс – особая область современной технологии,в которой соединяются достижения химии полимеров и материаловедения, химического машиностроения и автоматизации сложно- и труднорегулируемых процессов. Переработкой пластмасс заняты практически во всех отраслях народного хозяйства: химической промышленности – на специализированных заводах, в машино-, приборо-, авиа-, автостроении и других отраслях.

Существует множество методов переработки пластмасс, но прессование – самый старейший и широко распространённый способ переработки пластмасс в изделия разного назначения. Изделия, получаемые прессованием, разнообразны как по массе, так и по конфигурации и размерам.

Для повышения качества получаемых изделий важно располагать информацией о физической структуре полимерного материала на каждой стадии переработки и в разных узлах перерабатывающего оборудования. Естественно, что необходима так же обстоятельная информация о реологических и теплофизических свойствах полимеров и методов их регулирования в процессе переработки.

По этому, при учете всех нюансов переработки, можно удовлетворить потребности народного хозяйства в качестве изготавливаемых изделий из пластмасс.

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1.Характеристика готовой продукции

Детали «Распределитель», «Клапан», «Заглушка типа I», «Заглушка типа II», «Колодка׀», «Колодка ׀׀», «Колодка ׀׀׀», «Колодка ׀˅», «Ручка» являются составными частями счетчиков газа, горячей и холодной воды.

Внешний вид всех деталей должен соответствовать контрольному образцу.

Рабочая температура не должна превышать 100 ⁰С, детали должны быть работоспособными при атмосферном давлении 460 мм. рт. ст., стойкими к воздействию грибковой плесени, достаточно водостойкими.

Поверхность формовых деталей должна быть гладкой, ровной, без трещин и других повреждений, в разрезе детали должны быть монолитными без пор и пузырей. На поверхности детали допускается лишь не значительная шероховато-сть. Допускается зашлифовка поверхности детали в пределах допуска на размеры.

Детали должны соответствовать требованиям настоящих технических условий, чертежам и контрольным образцам, согласованным и утвержденным в установленном порядке. Должны быть изготовлены по технологической документации, утвержденной в установленном порядке.

Вид и марка фенопласта выбирается разработчиком в соответствии с конструкцией и техническими требованиями предъявляемым к изделию.

Форма и размеры изделия определяются чертежами. Размеры, подлежащие контролю, особо указываются на чертежах или в других документах, согласованных между потребителем и изготовителем.

Внешний вид детали должен соответствовать контрольным образцам, утвержденным в установленном порядке.

Детали должны иметь маркировку в соответствии с указаниями в чертеже. Транспортная тара должна маркироваться с указанием: наименование изготовителя, количества деталей, номера партии, даты изготовления, обозначения ТУ.

Правила приемки.

Детали предъявляют к сдаче партиями. Партией считается совокупность

деталей одного наименования изготовленных за ограниченный период времени по одной технической документации.

Для проверки соответствия деталей требованиям настоящих технических условий проводят приемно-сдаточные, периодические и типовые испытания. При получении неудовлетворительных результатов испытаний хотя бы по одному из показателей, проводят повторное испытание по этому показателю удвоенного количества деталей, взятых от той же партии. При неудовлетворите-льных результатах повторной проверки партию бракуют.

Методы контроля.

Размеры деталей проверяют универсальными мерительными инструментами или калибраторами, обеспечивающими необходимую точность контроля измерений. Внешний вид деталей проверяют визуально с применением увеличительных приборов.

Транспортирование и хранение.

Транспортирование деталей производят железнодорожным и автомобильным транспортом в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на данном виде транспорта.

Детали хранят в сухом закрытом отапливаемом помещении на расстоянии не менее 1.5 м от отопительных приборов, упакованными или защищенными другими методами от попадания солнечных и тепловых лучей, от механических повреждений и загрязнений. Хранение деталей навалом (без тары) недопустимо. Хранение вместе с деталями кислот, щелочей, органических растворителей недопустимо.

Гарантии изготовления.

Гарантийный срок хранения устанавливается равным 12-ти месяцам со дня отгрузки их потребителям при соблюдении правил транспортировки и хранения.

По истечению гарантийного срока хранения детали подлежат проверке и считаются годными для использования при соответствии их требованиям настоящих технических условий.

1.2.Обоснование выбора сырья

С ростом спроса на товары народного потребления увеличиваются мощности по производству данных товаров, следовательно, увеличивается объем производства пластических масс при производстве товаров народного потребления, радиоэлектронной, автомобильной промышленности и различных областей науки и техники.

Детали «Распределитель», «Клапан», «Заглушка типа I», «Заглушка типа II», «Колодка I», «Колодка II», «Колодка III», «Колодка IV», «Ручка» предназначены для счетчиков газа, так же горячей и холодной воды. Фенопласты - термореактивные прессовочные массы, получаемые при совместной обработке фенолоформальдегидных смол или их модификаций, наполнителей, окрашивающих веществ и других добавок. Фенопласт 03-010-02 термореактивная композиция на основе фенолоформальдегидной смолы, органического наполнителя и специальных добавок. Применяется для изготовления армированных или неармированных деталей общетехнического и бытового назначения, используемых при температуре от -50ºС до+110ºС. Технические характеристики приведены в табл. 1.1.

Таблица1.1

Технические характеристики фенопласта 03-010-02

Характеристика	Значение
Ударная вязкость по Шарпи, кДж/м2	не менее 5,9
Изгибающее напряжение при разрушении, МПа	не менее 70
Теплостойкость по Мартенсу, 0С	не менее 130
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом·см	не менее 1011
Электрическая прочность, кВ/мм	не менее 14
Водопоглощение, мг	не более 55

Фенопласт 03-010-02 поставляется в мешках, мягких контейнерах или другой таре по согласованию с заказчиком. Гарантийный срок хранения материала при температуре не выше 25 ºС - 8 месяцев. Фенопласт 03-010-02 перерабатывается в изделия методами прямого или трансферного прессования в таблетированном или нетаблетированном виде. Таблетирование – в любых типовых таблетировочных машинах. Рекомендации по переработке материала приведены в табл. 1.2.

Таблица1.2

Рекомендации по переработке фенопласта 03-010-02

Вид переработки	Значения
Температура прессования,ºС	175-200
Удельное давление, МПа	14,7-44,1
Выдержка на 1 мм толщины изделия: - без предварительного подогрева,мин - с предварительным подогревом, мин	0,25-0,4 0,06-0,35

Поэтому наиболее подходящим материалом, обеспечивающим заданный комплекс свойств для деталей, применяемых для данных изделий, является фенопласт марки 03-010-02. Использование материала марки 03-010-02 с малым содержанием свободного фенола, обеспечивает получение более стабильных по размерам изделий. Так же, можно отметить тот факт, что в сочетании со всеми его преимуществами данный материал имеет относительно низкую цену. Несмотря на продолжительное использование фенопластов, материал не потерял актуальность в своем применении. В первую очередь это обусловлено его востребованностью как конструкционного материала. Среди других областей, где востребован этот полимер, можно назвать судостроение. Фенопласты легко заменяют высоколегированные стали, стекло, активно применяются и во вспененном состоянии как изолирующий материал.

Исходя из анализа потребностей для производства счетчиков воды и газа, подтвержденных данными базового предприятия, принимается следующая годовая программа выпуска деталей, программа приводится в табл. 1.3.

Таблица1.3

Ассортимент и объем выпуска продукции

Наименование детали	Сырье (стандарт)	Годовая программа тыс.шт./год	Масса
			Ед-цы, г	Годовой продукции, т
Распределитель	Фенопласт 03-010-02 ГОСТ 5689-79	200	48	9,6

Клапан	Фенопласт 03-010-02 ГОСТ 5689-79		400		30		12
Заглушка I		Фенопласт 03-010-02 ГОСТ 5689-79		200		55		11
Заглушка II		Фенопласт 03-010-02 ГОСТ 5689-79		200		35		11
Колодка I		Фенопласт 03-010-02 ГОСТ 5689-79		300		40		10,5
Колодка II		Фенопласт 03-010-02 ГОСТ 5689-79		300		50		11,4
Колодка III		Фенопласт 03-010-02 ГОСТ 5689-79		500		48		13,3
Колодка IV		Фенопласт 03-010-02 ГОСТ 5689-79		300		45		12
Ручка		Фенопласт 03-010-02 ГОСТ 5689-79		200		55		9,2
Итого								100

1.3.Характеристика сырья

Фенопласты - термореактивные пластические массы на основе фенолоальдегидных смол ( главным образом фенолоформальдегидных ), в состав

которых входят разнообразные наполнители, отвердители и другие добавки.Новолачные смолы не содержат активных функциональных групп, и для и отверждения в материал вводится до 15 % отвердителя, как правило, уротропина (гексаметилен-тетрамина), который в результате химических реакций при повышенных температурах приводит к отверждению смолы, т. е. образованию пространственно-сшитойструктуры. Резольные смолы включают ряд функциональных групп, которые способны самопроизвольно вступать в реакцию конденсации, образуя пространственную структуру как при обычной температуре, так и при нагревании. В процессе отверждения в обоих случаях сначала возрастает вязкость, затем теряется текучесть, и материал переходит в твердое состояние. Процесс отверждения сопровождается выделением летучих продуктов конденсации (вода, аммиак и др.), что ведет к возникновению в готовых изделиях значительных внутренних напряжений, снижающих их прочность. Благодаря использованию большого круга наполнителей, содержание которых может достигать 60 % и более, в фенопластах удается реализовать широкий диапазон как прочностных, так и специальных показателей — электрических, фрикционных, термостойкости и др. Совмещение фенолоформальдегидных смол с другими моно-, олиго- и полимерами позволяет значительно увеличить перечень положительных качеств этих материалов. Изделия из фенопластов обладают хорошими диэлектрическими свойствами, довольно высокими механическими характеристиками, теплостойкостью. А так же такие изделия обладают высокой антикоррозийной стойкостью, изделия не только не подвергаются разрушительному воздействию кислорода, но и успешно противостоят другим агрессивным химическим средам. Слабое сопротивление оказывается материалом только при взаимодействии с концентрированными кислотами и щелочами.

Это сочетание обеспечило широкое применение фенопластов в электротехнике, электронике, автомобильной промышленности и в других отраслях народного хозяйства. Характеристики фенопластов общего назначения с повышенными механическими показателями приведены в табл. 1.4.

Таблица1.4

Характеристики фенопластов по ГОСТ 5689-79

Наименование показателя	02-010-02	03-010-02	Сп1-342-02	Сп3-342-02	Э2-330-02	Э9-342-73	Э10-342-63
Коэффициент уплотнения	2,8	2,8	2,6	2,6	4,0	2,3	2,1
Удельный объём, мл/г, не более	2,2	2,2	2,2	2,2	2,8	2,2	2,2
Маслостойкость за 24ч,	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03
Температура хрупкости при изгибе, ºС	-60	-60	-	-	-	-	-
Удельная теплоёмкость, Дж/кг, при 20-30ºС	1340-1382	1340-1382	2345	1160	1465-1507	12885	-
Теплопроводность, Вт/м. К, при 20-30ºС	0,21-0,23	0,21-0,23	0,16	0,21	0,21-0,23	0,42	0,41
Рабочая температура, ºС	-	От –50 до +110	От –60 до +115	От –50 до +110	От –60 до +115	От –50 до +125	От –50 до +125
Коэффициент вязкости при 120ºС, Па·с	-	(8-20)·106	(14-20) ·106	14·106	(20-40) ·106	(10-15) ·106	(4-8) ·106
Время отверждения при 170ºС и напряжение сдвига 5,9 Мпа, с	-	50-80	120-150	115	120-140	120-140	110-140
Время выдержки, с, не более	80	70	-	-	-	-	-
Теплостойкость по Мартенсу, ºС, не менее	-	-	130	130	-	-	-
Водопоглощение, мг, не более	-	-	55	55	-	-	-
Плотность, г/см3, не более	1,45	1,40	1,40	1,40	1,37-1,42	1,85	1,85
Насыпная плотность, г/см3, не менее	0,50	0,45-0,75	0,50	0,50	0,30	0,80	0,80
Ударная вязкость по Изоду, кДж/м2	-	3,3-6,0	-	-	2,6-3,2	-	-
Усадка, %	0,4-0,8	0,4-0,8	0,4-0,8	0,4-0,8	0,4-0,8	0,4-0,8	0,4-0,8

Исходя из характеристик для изготовления деталей, применяемых для производства представленных изделий, наиболее подходит фенопласт марки 03-010-02.

Он более теплостоек, выдерживает большее разрушающее напряжение, чем фенопласты других марок. В состав фенопласта 03-010-02 в соответствии с ГОСТ 5689-79 входит:

• Новолачная смола – 42.8 м.ч.;

• Уротропин – 6.5 м. ч.;

• Древесная мука – 43.68 м. ч.;

• Мумие – 4.4 м. ч.;

• Известь – 0.9 м. ч.;

• Смазывающие вещества – 0.7 м. ч.

Древесную муку применяют с целью уменьшения усадки, повышения прочности при ударе и регулирования текучести.

Мумие – природная окись железа, добавление ее в пресс-порошки способствует снижению водопоглащения и повышению теплостойкости изделия.

Известь вводят для нейтрализации кислоты, оставшейся в смоле.

Смазывающие вещества добавляют в пресс-порошок для предотвращения прилипания материала к пресс-форме.

Фенопласты упаковываются в четырехслойные бумажные мешки по ГОСТ 2226-75 массой не более 30 кг или в контейнерах. Гарантийный срок хранения материала при температуре не выше 25°С составляет 8 месяцев. Транспортировка осуществляется любым видом транспорта в соответствии с правилами перевозки грузов.

Режим переработки фенопласта 03-010-02 в соответствии с ГОСТ 5986-79 приводится в табл. 1.5 [9]

Таблица 1.5

Режим переработки фенопласта 03-010-02 в соответствии с ГОСТ 5986-79

Метод	Температура, 0С	Удельное давление, МПа	Выдержка (на 1 мм толщины изделия), мин
Компрессионное прессование с предварительным подогревом	175-180	25-30	0,8-1,0

Таким образом, для изготовления деталей «Распределитель», «Клапан», «Заглушка типа I», «Заглушка типа II», «Колодка׀», «Колодка ׀׀», «Колодка ׀׀׀», «Колодка ׀˅», «Ручка» применяем фенопласт 03-010-02 ГОСТ 5689-79, так как он дешевый и обладает комплексом всех заданных свойств.

1.4 Обоснование выбора метода переработки

Прессование пластмасс позволяет получать изделия всевозможной, в том числе, сложной формы, различной толщины и размеров. Среди недостатков прессования пластмасс — невысокая производительность, но успешное решение данного вопроса, повышение уровня автоматизации производстве.

Материалы, которые наиболее часто используются в процессе промышленного прессования пластмасс называются реактопластами. К реактопластам относятся фено- и аминопласты, а также пресс-композиции на эпоксидных и полиэфирных смолах.

Прессование - это способ производства изделий из пластмасс в пресс-формах, заключающийся в размягчении материала при нагревании и фиксации формы изделия в результате выдержки под давлением. При прямом (компрессионном) прессовании материал нагревают в пресс-форме.

Для изготовления деталей «Распределитель», «Клапан», «Заглушка типа I», «Заглушка типа II», «Колодка I», «Колодка II», «Колодка III», «Колодка IV», «Ручка» из фенопласта марки 03-010-02 выбран метод компрессионного прессования по следующим причинам:

• Расход пресс-материала при литьевом прессовании больше, чем при прямом из-за того, что часть пресс-материала остается на в литьевых каналах пресс-формы;

• Механическая прочность изделий ниже, чем изделий, полученных прямым прессованием вследствие преимущественной ориентации наполнителей в одном направлении;

• Интенсивное выделение тепла за счет трения при литье под давлением может повлечь за собой деструкции смолы;

• Практика показала что при прямом прессовании детали получаются максимального чистого цвета;

• При формовании изделий литьем под давлении необходимо использовать гранулированный материал, обладающий достаточным временем пребывания в вязкотекучем состоянии и сравнительно высокой скоростью отверждения, для чего фенопласт 03-010-02 не подходит.

Поэтому наиболее дешевый и простой метод изготовления деталей с заданным комплексом свойств – компрессионное прессование.

1.5. Физико-химические основы технологического процесса

Фенопласты (фенольные пластики)– термореактивные пластмассы на основе феноло-альдегидных смол. Кроме смолы (связующего), могут содержать наполнитель (50-70%), отвердитель, смазочное вещество, краситель и др. Наполнителями в фенопластах служат порошки (например, древесная, кварцевая, слюдяная мука, графит, микроасбест), целлюлозные, хлопковые, асбестовые, стеклянные и другие волокнистые материалы (в виде элементарных волокон, нитей, жгутов, лент, тканых и нетканых полотен, шпона). Фенопласты трудногорючи, стойки к действию воды, растворов кислот и солей, органических растворителей, атмосферостойки, коррозионностойки, обладают высокими диэлектрическими и физико-механическими свойствами, длительно сохраняющимися при температурах до 200⁰С, мало подвержены старению.

Фенолформальдегидные смолы получают путём реакции поликонденсации

одноатомного фенола и формальдегида. В зависимости от условий протекания

реакции образования фенолоспирта (мономера в реакции поликонденсации), возможно образование двух видов мономеров, из которых в последующем можно получить различные виды фенолформальдегидных смол:

а) в кислой среде при избытке фенола:

б) в щелочной среде при избытке формальдегида:

Фенолоспирты конденсируются с образованием фенолформальдегидных смол.

1.Еслиреакция идёт при избытке фенола в кислой среде при обычномнагревании, то образуется термопластичная новолáчная смола (новолáк):

Термопластичные полимеры – это полимеры, которые при нагревании меняют свои физические свойства, но при последующем охлаждении вновь восстанавливают свои свойства.

Новолачные смолы не содержат дополнительных метиленовых групп (-СН₂), поэтому не образуют разветвлённой пространственной структуры и имеют линейное строение. Используются для производства лаков, клея и др.

2.Если реакция идёт при избытке формальдегида в присутствии щелочного катализатора при более сильном нагревании, то образуется термореактивная резόльная смола (резόлы):

резольная смола

Термореактивные полимеры– это полимеры, которые после нагревания с последующим охлаждением свои физические свойства не восстанавливают.

Резольные смолы (резолы) содержат дополнительные метиленовые группы (-СН₂-), поэтому могут вступать в дальнейшие реакции поликонденсации, что приводит к получению полимера пространственной структуры – резита. Смолы в стадии резита неплавки. Резольные смолы вырабатывают в виде пластиков (слоистых, литых), пресс-порошков, лаков, клея БФ.

Фенолформальдегидные пластмассы изготовляют на основе новолачных и резольных смол.

Применение: теплозащитные, теплоизоляционные, антикоррозионные материалы; в производстве изделий общетехнического назначения, деталей автотракторного зажигания, деталей радио- и электротехники, печатных плат, фрикционных и антифрикционных изделий, фольгированных диэлектриков, изделий бытового назначения.

К недостаткам фенопластов относятся: недостаточная светостойкость (темнеют на свету), неустойчивость к горячей воде.

Фенолформальдегидные смолы – первые промышленные синтетические смолы; их производство под названием «бакелит» было начато в 1909 г.[17]

Характер необратимых химических превращений смолы позволяет отнести процесс отверждения реактопластов к реакциям поликонденсации в расплаве. по характеру течения пресс-материалы в нагретом состоянии представляют собой неньютоновские псевдопластические жидкости.

Формование изделия происходит в результате растекания пресс-материала по формующей полости, таким образом, удельное давление, которое возникает в момент заполнения формы расплавом, зависит от вязкости, скорости опускания пуансона, а так же от размеров изделия. Поэтому температуру нагревания материала следует выбирать с учетом возникающего давления, а так же длительности вязкотекучего состояния. В конце формования изделия, когда растекание материала прекращается, давление в формующей полости почти выравнивается и достигает максимального значения. Удельное давление обычно задается по усилию прессования гидравлического пресса с учетом площади изделия или загрузочной камеры. Чем больше давление, создаваемое в пресс-форме, тем выше плотность изделия. Аналогичная зависимость от давления наблюдается и для прочности. Плотность и прочность достигают максимальных значений в форме при давлении 20-35 МПа.

Термическая деструкция полимера начинается приблизительно при 300 ⁰С. В интервале температур от 300 ^оС до 600 ^оС скорость деструкции достигает максимального значения и выделяется основная часть газообразных продуктов разложения: вода, оксид и диоксид углерода, метан, фенол, крезолы и кселенолы.

На первой стадии термоокислительной деструкции происходит образование гидропероксидов, сопровождающееся их разложением[18].

Затем при температуре выше 300 ^ОС начинается декарбоксилирование:

Дальнейшие реакции – особенно после 400 ^ОС приводят к образованию крезолов и метана:

Необходимым условием образования толуола, бензола и бензальдегида является отщепление гидроксильной группы:

Фенольные соединения легко окисляются до более высокомолекулярных веществ, содержащих фенольные и хиноидные структурные элементы:

Таким образом, при термоокислительном воздействии в структуре отвержденных фенольных смол обнаруживают два особо слабых места: метиленовая связь и фенольная гидроксильная группа. Термостойкость фенольного полимера может быть повышена сшиванием соединения с гетероатомами или блокированием фенольной гидроксильной группы [18].

1.6.Описание технологической схемы производства

Технологический процесс прессования изделий из реактопластов состоит из следующих операций: подготовка сырья, дозировки его (включая таблетирование), предварительного подогрева, собственное прессования, механической обработки, контроля готовых изделий и их упаковки.

Фенопласт 03-010-02 поставляют на предприятие в четырех – пятислойных бумажных мешках по ГОСТ 2227-65. В таком виде сырье при помощи электропогрузчика (ЭП) поступает на склад участка (СУ). При помощи электроштабелёра (ЭШ) мешки с фенопластом поступают на растаривание в растарочное устройство (РУ). Далее фенопласт в контейнере (К) при помощи тележки (Т1) отправляется на таблетирование к позиции ТМ. На стадии таблетировании материал подвергается холодному прессованию при усилии прессования 40 кН и приобретает форму таблетки. Таблетки фенопласта в контейнере (К) на тележке (Т2) перевозит на склад таблеток (СТ).

Затем таблетки из фенопласта при помощи тележки (Т3) поступают на нагрев в генераторе ТВЧ. Продолжительность нагрева таблеток 0.5 – 1.5 мин. при температуре 100 – 120⁰С. Нагретые таблетки поступают на прессование к позиции П, где укладываются в форму установленную на гидравлическом прессе. Происходит смыкание пресс-формы. Прессование ведется по типовому технологическому процессу. Температура прессования 180±5⁰С, удельное давление прессования 25 МПа. Материал отверждается, происходит размыкание формы. Готовые детали на тележке (Т4) в контейнере (К) транспортируется на механическую обработку к позиции МО. Механическая обработка заключается, главным образом, в удалении облоя и доводки от прессованных деталей с учётом предъявляемых к ним требований. При этом используются вспомогательные инструменты: напильник ГОСТ 1465-80 и надфиль ГОСТ 1513-77.

Готовые детали поступают на контроль к позиции КУ, где окончательно определяется качество деталей. Проверяется соответствие фактических размеров деталей указанных на чертеже при помощи специальных инструментов. Готовые детали упаковываются в контейнеры (К) и отправляются на тележке (Т5) на цеховой склад готовой продукции (СГП). Отходы производства деталей на тележке (Т6) поступают к позиции Д на дробление, а затем измельчённые отходы поступают на взвешивание, после чего отправляются на утилизацию.

1.7. Нормы технологического режима и контроль производства

Контроль прессовщика:

Прессование на гидравлических прессах изделий особо сложной конфигурации с запрессовкой большого количества предварительно обработанной тонкой и сложной арматуры, покрытой специальными клеями, лаками, с применением уникальных пресс-форм. Прессование изделий из различных пресс-материалов на гидравлических прессах, оснащенных программным управлением. Наладка и управление установкой токов высокой частоты. Подготовка обслуживаемого оборудования к прессованию. Расчет поправок для программного управления режимом прессования. Корректировка режима прессования. Контроль качества отпрессованных изделий. Участие в

ремонте обслуживаемого оборудования. Ведение записей в технологическом журнале.

Должен знать: технологию процесса прессования изделий из пластмасс; устройство и принцип работы обслуживаемого оборудования; правила пользования контрольно-измерительными приборами; влияние различных технологических параметров процесса прессования и качественных показателей используемых пресс-материалов на качество отпрессованых изделий; меры по устранению брака; государственные стандарты и технические условия на изделия из пластмасс.

Контроль мастера:

Организует на закрепленном участке работу по контролю и повышению качества продукции, комплектности выпускаемых изделий и учету брака. Контролирует правильность установления сортности продукции , ее соответствие утвержденным образцам (эталонам), стандартам, техническим условиям и другой нормативно-технической документации, соблюдение технологических режимов на всех стадиях производственного процесса, инструкций и методик по техническому контролю на рабочих местах, качество тары и упаковки, техническое состояние оборудования и средств транспорта, хранение сырья, материалов, полуфабрикатов, комплектующих изделий, готовой продукции. Руководит работой по оформлению технической документации, удостоверяющей качество и комплектность выпускаемых или поставляемых изделий (паспортов, сертификатов), аттестации продукции по категориям качества. Следит за соблюдением графиков проверки на точность производственного оборудования и оснастки, состоянием контрольно-измерительных средств, их наличием на рабочих местах. Принимает меры по

предотвращению производства продукции, не соответствующей установленным требованиям, выявлению причин и виновников брака. Осуществляет контроль за соблюдением подчиненными правил охраны труда, техники безопасности, производственной и трудовой дисциплины, правил внутреннего трудового распорядка. Вносит предложения о поощрении работников или применении мер материального воздействия, а также привлечении к дисциплинарной

ответственности нарушителей трудовой и производственной дисциплины.

Мастер контрольный (участка, цеха) должен знать: законодательные и нормативные правовые акты, методические и другие материалы по управлению качеством продукции; технологические процессы и режимы производства; основные технологические и конструктивные данные выпускаемой продукции; технические и экономические требования к сырью, материалам, полуфабрикатам, комплектующим изделиям и готовой продукции; действующие в отрасли и на предприятии стандарты, технические условия, нормативы качественных показателей, технологические инструкции; системы, средства и методы технического контроля производства; правила приемки и хранения готовой продукции сырья, материалов, полуфабрикатов, комплектующих изделий, методы отбора проб, порядок маркировки и упаковки продукции; положение о товарных знаках и кодах; порядок аттестации качества промышленной продукции; виды производственного брака, методы его предупреждения и устранения; правила проведения испытаний и приемки продукции; порядок оформления технической документации, удостоверяющей качество продукции (работ, услуг); основы экономики, организации труда, производства и управления; правила внутреннего трудового распорядка; основы трудового законодательства; правила и нормы охраны труда.

Контроль ОТК:

ОТК — самостоятельное подразделение производственной организации (предприятия), которое осуществляет независимый контроль соответствия продукции установленным требованиям и гарантирует это соответствие потребителю. Отдел технического контроля подчиняется высшему руководству организации (предприятия), что обеспечивает независимость контроля.

Требования к продукции устанавливают в контрактах (договорах), в нормативной (стандарты) и технической (конструкторской и технологической) документации. Факт приёмки продукции ОТК и гарантийные обязательства организации отражают в паспорте продукции (или в другом заменяющем его документе: сертификате, ярлыке, этикетке, свидетельстве о приёмке, руководстве по применению).

Основной целью контроля является обеспечение выпуска продукции в соответствии с утвержденными стандартами, техническими условиями, чертежами.

Входной контроль материалов, поступающих на предприятие должен осуществляться отделом технического контроля согласно стандартам на материал и перечню основных материалов, принадлежащих входному контролю. Для испытаний от каждой партии материала работник складского хозяйства отбирает среднюю пробу согласно стандартам на материал, пробу упаковывает в под пергаментный пакет. При соответствии материала установленным требованиям, он передается на переработку. Входной контроль сырья при производстве деталей из фенопласта 03-010-02 ГОСТ 5689-79 представлен в табл. 1.6.

Таблица 1.6

Входной контроль сырья

Наименованиемарки сырья	Контролируемыепараметры	Норма илитехническийпоказатель	Метод контроляили средстваконтроля
Фенопласт 03-010-02 ГОСТ 5689-79	Содержание влаги и летучих	2,0-4,5%	Высушивание пробы до постоянной массы
	Скорость отверждения при предварительном нагреве в ТВЧ	10-15 с/мм	По конусному стаканчику
	Текучесть	110-190 мм	Метод Рашинга

К переработке допускаются материала, получены со склада с сопроводительными документами (сертификат, паспорт), удостоверяющими соответствие материала ГОСТ или ТУ с указанием номера партии, даты изготовления.

Контроль производства деталей из фенопласта 03-010-02 ГОСТ 5689-79 приводиться в табл.1.7.

Таблица 1.7

Контроль производства

Стадия и место замера	Что контролируется	Частота контроля	Норма или механи-ческий показатель	Метод контроля	Кто контролирует
Таблетирова-ние	Масса таблеток	Периоди-чески	1,15 г	Весы лаборато-рные	Аппаратчик таблетирования
Подогрев таблеток в генераторе ТВЧ	Время нагрева	Периоди-чески	0,5-1,5 мин	Реле времени	Прессовщик
Прессование	Температура Выдержка под давлением Удельное давление	Постоянно Постоянно Постоянно	180±5 0С По техкарте на деталь 25 Мпа	По прибору контроля Реле времени Манометр	Прессовщик Прессовщик Прессовщик
Механическая обработка	Размеры деталей Внешний вид	10% от партии Постоянно	По эталонам По эталонам	Калибры Визу-ально	Обработчик Обработчик
Контроль готовой продукции	Размеры деталей	Каждые 100 шт.	По эталону	Визу-ально	Контролер ОТК

Время выдержки деталей после изготовления до начала контроля (в зависимости от квалитета точности контролируемого размера) от 3 до 12 часов

Все детали должны соответствовать требованиям технологической инструкции, которая разработана для контроля внешнего вида пластмассовых

изделий согласно ОСТ 84-1602-88.

1. Детали должны иметь поверхность без вздутий, трещин, раковин и недопрессовок.

2. Шероховатость поверхности деталей, получаемых прессованием, должна быть не ниже 6 по ГОСТ 2789-59.

3. Облой с поверхности детали должен быть удален, а острые кромки притуплены.

4. Допускается механическая обработка деталей, если ее недопустимость не указана в чертеже, шероховатость обратной поверхности должна быть не ниже 4 по ГОСТ 27-89-59.

5. Общий тон цвета деталей должен соответствовать цвету, указанному в ТУ или ГОСТ на материал.

6. На деталях допускаются:

• Следу от выталкивателей с утоплением относительно поверхности детали 0,5 мм max, но не более половины толщины стенки, на которой расположен выталкиватель;

• Отпечатки от пресс-формы, не выводящие детали из чертежных размеров;

• Разнотонность окраски деталей в пределах цветов, оговоренных в ТУ или ГОСТ на материал;

• Выцветание красителя при прессовании;

• Матовость на любой поверхности;

• Технологическое клеймение с выступанием маркировочных знаков до 0,3 мм. Месторасположение маркировочных знаков указывается в чертеже;

• Незначительные срывы букв или цифр маркировочных знаков, если при этом не затрудниться их чтение;

• Местные сколы или срезы пластмассы в местах снятия облоя глубиной 0,5 мм max; сколы от сверления, получаемые при выходе сверла в радиальном направлении не боле 1/10 диаметра сверл.

1.8. Виды брака и способы его устранения

Различные отклонения от нормального хода технологического процесса на

всех его стадиях приводит к дефектам детали. Дефекты – допускаемые

отклонения по техническим условиям на изделие). Брак – это недопустимые дефекты. Даже при исправное пресс-форме, доброкачественном материале и

хорошо работающем оборудовании возможно появление технологического брака. Основные виды брака и способы их устранения представлены в табл. 1.8.[19]

Таблица 1.8

Виды брака и способы их устранения

Вид брака	Причина появления брака	Способ устранения брака
Недопрессовка	Низкая текучесть материала, малая навеска, преждевременное охлаждение материала из-за медленного смыкания формы	Увеличение температуры и давления
Толстый облой	Большая навеска, недостаточное давление, низкая температура, низкая текучесть материала	Уменьшить навеску, заменить материал
Матовость, серый налет	Низкая температура, малая выдержка, износ хромного покрытия оформляющих частей формы	Увеличить температуру, выдержку, хромированную форму
Вздутия, пузыри	Повышенное содержание летучих веществ в материале, высокая температура, недостаточная выдержка	Увеличить высоту и количество подпрессовок, отрегулировать температуру, увеличить время выдержки
Коробление	Усадка материала при неодинаковой толщине изделия, неравномерный нагрев оформляющих частей	Применять рихтовку, пересмотреть расположение нагревательных приборов в пресс-форме
Посторонние включения	Плохая чистка пресс-формы, нарушение условий хранения материала, смещение материала	Сменить материал, перечистить пресс-форму

1. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ

1. Общие требования охраны труда:

   1. К работе в производстве, связанном с выделением в воздух рабочих помещений пыли, паров, ядовитых газов допускаются литейщи­ки, прессовщики, обработчики деталей из пластмасс:

• не моложе 18 лет;

• прошедшие медицинский осмотр;

• прошедшие инструктаж по охране труда (вводный, первичный на рабочем месте в цехе);

• обученные безопасным методам и приемам труда;

• изучившие настоящую инструкцию;

• имеющие I группу по электробезопасности.

1.  

   1. Прохождение инструктажа по охране труда документально оформляется в журнале инструктажа с подписями инструктируемого и проводившего инструктаж.

   2. Повторный инструктаж проводится не реже 1 раза в квартал.

   3. Рабочий обязан пройти инструктаж по пожарной безопасно­сти и уметь пользоваться первичными средствами тушения пожара.

   4. Рабочий должен знать, где находятся в цехе пожарные шиты, телефоны, огнетушители, медицинская аптечка; уметь оказывать первую медицинскую помощь.

   5. Рабочий обязан знать правила эксплуатации оборудования, пра­вила электробезопасности, особенности перерабатываемо» о материала.

   6. В ряде производств в процессе работы происходит выделение вредных газов, паров и пыли, вследствие чего состав воздуха в поме­щениях претерпевает некоторые изменения. Эти изменения вредно отражаются на здоровье и самочувствии рабочих.

   7. Выделение пыли связано с процессами механического измель­чения, экструдирования, растаривания пресспорошков, механической обра­ботки деталей и т.д.

1.  

   1. От химического состава пыли зависит ее биологическая ак­тивность. в результате чего пыль оказывает на организм человека токсическое (отравляющее), раздражающее воздействие:

• на дыхательные пути, при этом поражаются органы дыхания;

• на кожные покровы, вызывая заболевания кожи;

• на глаза, раздражая слизистые оболочки и вызывая заболевания глаз.

1.  

   1. Опасными и вредными производственными факторами являются пары и газы, которые, попадая в организм человека через органы дыха­ния, могут вызвать при определенных условиях острые или хронические от­равления.

   2. По характеру действия на человека производственные пары и газы могут, быть разделены на раздражающие и ядовитые.

   3. Пары и газы раздражающего характера действуют главным образом на слизистые оболочки дыхательных путей.

   4. Ядовитые пары и газы действуют на внутренние органы человека: нервную систему, органы дыхания, сердечно-сосудистую систему.

   5. Совершенствование. технологических процессов и оборудования, герметизация, вентиляция производственных помещений являются главным направлением уменьшения выбросов в воздушную среду вредных газов, паров, пыли.

   6. Рабочее место должно быть хорошо освещено, оборудовано Спецодежда и индивидуальные защитные приспособления в некоторых производственных условиях являются дополнительными средствами для защиты кожных покровов, предохранения рабочих от отравлений и профессиональных заболеваний.

   7. Рабочие не реже 1 раза в год обязаны проходить медицинский осмотр.

   8. Рабочий обязан соблюдать правила внутреннего трудового распорядка, режимов труда и отдыха.

   9. Распитие спиртных напитков, нахождение на территории завода и на рабочем месте в нетрезвом состоянии запрещается. Курить разре­шается в отведенном для этого месте.

1.  

   1. Рабочий обязан соблюдать правила личной гигиены.

   2. Работодатель обязан обеспечить прессовщиков, литейщиков и обработчиков деталей из пластмасс соответствующей спецодеждой и средствами индивидуальной защиты в соответствии с типовыми отрасле­выми нормами, утвержденными постановлением «Министерства труда и социального развития РФ» № 66 от 25-.12.97 г.

Для прессовщиков деталей из пластмасс (том 1, стр.365, п. 12):

• халат хлопчатобумажный сроком на 1 год;

• рукавицы комбинированные или перчатки хлопчатобумажные 12 пар сроком на 1 год.

Для литейщиков деталей из пластмасс (том 1, стр.365, п. 12):

• халат хлопчатобумажный сроком на 1 год;

• рукавицы комбинированные или перчатки хлопчатобумажные 12 пар сроком на 1 год.

Для обработчиков деталей из пластмасс (том 3, стр. 365, п. 751):

• полукомбинезон (или халат хлопчатобумажный) сроком на I год;

• рукавицы комбинированные 12 пар сроком на 1 год.

• очки защитные, респиратор - до износа.

1.  

   1. Руководство цеха обязано создать для работников безопасные условия труда и обеспечить всем необходимым для безопасного выполнения работ.

   2. Контроль за соблюдением требовании инструкции возлагается на руководство цеха.

   3. Лица, нарушающие требования охраны труда и требования инструкции, привлекаются к ответственности в соответствии с действующим законодательством Российской Федерации.

2. Экологичность производства.

В производстве применяются токсичные материалы. И фенол, и формальдегид ядовиты и огнеопасны. Формальдегид обладает канцерогенным действием.

Фенолформальдегидные смолы оказывают вредное воздействие на кожу, они вызывают дерматиты и экземы. Неотверждённая фенолформальдегидная смола может содержать до 11 % свободного фенола.

При отвержении фенолформальдегидных смол в пластмассе (фенопласты) происходит сшивка олигомерных фрагментов смолы с участием содержащегося в ней свободного фенола, при этом содержание фенола, инкорпорированного в фенопласте, снижается до следовых количеств; санитарными нормативами РФ регламентируются допустимые количества миграции фенола и формальдегида для изделий из фенопластов; в частности, для изделий, контактирующих с пищевыми продуктами для фенола — 0,05 мг/л, для формальдегида — 0,1 мг/л.

Обезвреживание газовых выбросов, содержащих фенол, формальдегид и метанол, осуществляется в основном методами абсорбции и адсорбции. При обработке больших потоков газа предпочтительнее применение абсорбции, которая отличается сравнительно невысокой энергоемкостью. Самым доступным поглотителем является вода, однако при водной очистке невозможно добиться большой глубины очистки.

Более перспективен метод хемосорбции, в котором вещества, загрязняющие воздух, нейтрализуются, реагируя с активной частью поглотительной жидкости. В качестве хемосорбентов находят применение водные растворы щелочи. Недостаток - взаимодействие содержащегося в воздухе углекислого газа со щелочью.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Методические указания к практическим занятиям по теме « Расчет стоимости энергозатрат» расчет стоимости электроэнергии. / сост.: Е.Ф Богданова., Т.П.Симоненко. – Владимир: из-во Влад. политех. ин-та,198.- 20с

2. Оленев Б. А. Проектирование производств по переработке пластических масс: учеб пособие для химико- технологических вузов/ Б.А. Оленев. - М.: Химия, 1982.- 256с.

3. Красовский В.Н. Сборник примеров и задач по технологии переработки полимеров.- Минск: Высшая школа,1975.- 320с.

4. Завгородний В.К. Оборудование для переработки пластмасс: справочное пособие.-М: Машиностроение, 1976.- 408с.

5. Завгородний В. К. Оборудование для переработки пластмасс: учеб пособие. - Л:Химия, 1972.- 464с.

6. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Проектирование производств по переработке пластмасс»/ сост.: А.Ф. Ковалев. - Владимир: из-во Влад. политех. ин-та, 1993.-32 с.

7. Альшиц И.Я. Проектирование деталей из пластмасс. - М: Машиностроение, 1977.- 215 с.

8. Мирзоев Р.Г. Основы конструирования и расчета деталей из пластмасс и технологической оснастки для их изготовления. - М: Машиностроение, 1972.- 416 с.

9. Вострокнутов Е. Г. Переработка каучуков и резиновых смесей/ Е.Г.Вострокнутов . - М.: Химия,1980.- 280 с.

10. Бекин Н.Г. Оборудование и основы проектирования заводов резиновой промышленности. - Л.: Химия, 1985.- 504 с.

11. Методическое руководство к курсовому и дипломному проектированию для специальности 0831 « Химическая технология стекла и ситаллов» / сост.: Е.С. Ахлестин; - Владимир: из-во Влад. политех. ин-та, 1979.- 79 с

12. Калиничев Э. А., Саковцев М. Б.,- Выбор пластмасс для изготовления и эксплуатации изделий. Ленинград.: Химия, 1987-413 с.

1. Китаев В. М, Попов В. А., Сажина Б. И. Справочник по пластическим массам., - М: Химия-1975. 1 том. 446 с.

2. Брахицин Е. А., Стрельцов С. С., Миедлин Е. А. Переработка пластических масс в изделия.– М.: Химия-1966. 400 с.

3. http://knigitut.net/2/92.htm (дата обращения 03.05.2016).

4. http://april-plast.ru/katalog-tovarov/drobilki/dlya-plastmass/ngm-16-21 (дата обращения 03.05.2016).

5. http://www.polymermash.ru/content/view/31/60/lang,ru/ (дата обращения 03.05.2016).

6. Методические указания к выполнению курсового и дипломного проектов по теме «Проектирование производств по переработке пластмасс методом прессования»/ Владим. гос. ун-т; сост.: З. А. Кудрявцева. Владимир; из-во Влад. гос. ун-та, 1999.-48 с.

7. Нормоконтроль и оформление дипломных и курсовых проектов, дипломных работ и выпускных квалификационных работ бакалавров. разраб. Н.А Козлов,– Владимир: из-во Влад. гос. ун-т, 2008. - 120с.

Код для цитирования: Скопировать