年产8000吨热塑性检查井盖生产车间的初步工艺设计

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1、毕业设计（论文）题 目 年产8000吨热塑性检查井盖生产车间的初步工艺设计学 院 材 料 科 学 与 工 程 学 院 专业班级 学生姓名 指导老师 成 绩 目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1概述11.1.1 项目目的、前景11.1.2 产品分类21.1.3 产品优点41.2 设计依据41.3 厂址选择51.3.1 厂址选择的基本原则51.3.2 厂址的基本要求51.3.3 厂址的比较61.3.4 厂址的确定81.4 产品性能指标81.4.1 产品性能81.4.2 产品规格91.5 三废处理101.6 设计范围101.7 生产制度101.7.1 工作制度111.7.2 安全防

2、火制度111.7.3 机器维护保养制度11第2章 生产方法及工艺流程132.1 配方设计132.1.1 配方设计原则132.1.2 原料的来源、选择及配方确定132.2生产方法的选择152.2.1 成型方法的选择152.2.2 螺杆挤出机的选择192.3工艺流程确定及叙述。212.4工艺条件的控制及工艺参数222.4.1工艺条件222.4.2 工艺参数232.5 产品质量23第3章 工艺计算253.1 物料衡算253.1.1 计算基准的确定253.1.2 各工段物料损失253.1.3 原料中各组分需要量283.1.4 根据衡算，计算出实际需要量303.1.5物料衡算流程图31第4章 设备选型及

3、计算334.1主要设备选型334.2 专用设备选型354.3 主要生产设备一览表39第5章 能量衡算405.1 电能消耗405.1.1 连续生产设备用电量405.1.2 非连续生产设备用电量405.1.3 照明用电量415.1.4 总用电量425.2 水的消耗43第6章 公用工程456.1 防雷设计 防电设计 防火设计456.1.1 防电设计456.1.2 防雷设计456.1.3 防火设计456.2 采暖和通风466.2.1 采暖466.2.2 通风466.3 车间布置设计原则476.4 车间布置476.4.1 车间各室面积476.4.2 工厂人员配备48第7章 经济核算507.1 经济效益分

4、析507.2 资金的投入507.2.1 各原料的市场价格507.2.2 各原料的支出517.2.3 设备的投入资金527.2.4 工厂建设的资金投入547.2.5 职工工资547.2.6 水电及管道资金投入557.2.7 总投入557.3 产品销售及利润557.3.1 销售额55结束语56参考文献57致谢59 2摘 要本设计为年产8000吨热塑性检查井盖生产车间初步设计。此设计着重对生产方法、工艺流程的选择、配方设计、工艺计算、设备选型、公用工程、经济核算等作了详细的设计说明，生产方法选用模压法。工艺流程：粉煤灰、偶联剂混合干燥再生聚乙烯、炭黑、KH550、Hst、抗氧剂1010混合混合挤出保

5、温开炼模压制品。配方选用再生聚乙烯与粉煤灰混合并加入一些其他助剂。图纸详细画出了工艺流程及车间平面布置。而对其它非工艺部分仅从工艺的角度提出必要的要求。在设计中客观地、科学地借鉴新资料、利用新理论、结合实际、对生产工艺加以改进。本设计中参阅各种资料，通过对比选择了一种合理的配方，可以设计出一条比较合理的流程图。在设备选型时，本设计注重对国内先进设备的利用，为促进国内新技术的广泛利用起到了很大作用，通过对比设计出一套结合实习并且行之有效的设备。关键词：废旧聚乙烯 粉煤灰 流程 设计 生产工艺 设备IAbstractThe design of 8000 tons of thermoplastic

6、inspection covers production workshop preliminary design. This design focuses on the production method, process selection and calculation formula design, process, equipment selection, utilities, economic accounting has made the detailed design, production methods selection method of mould. Process:

7、fly ash, coupling agent and regeneration polyethylene, dry mixing carbon, KH550 and Hst, antioxidants, mixing, extrusion 1010 mixing and refined, moulding and open preservation and products. Choose polyethylene and fly ash regeneration formula mixed with some other additives. Drawing the detailed pr

8、ocess and the workshop layout. The process of other parts from the perspective of the process is only necessary requirement. In the design of scientific reference for objectively, new material, new theories, combine with reality, to improve the production process. The design of all kinds of material

9、, through contrast to choose a reasonable formula, can design a more reasonable flow. In the selection of equipment, the design of domestic advanced equipment to use, to promote the new technology of the extensive use of domestic played a large role, through comparing design a set of combining pract

10、ice and effective equipment.Keywords: Waste polyethylene fly ash process design Production process EquipmentII第1章 绪论1.1概述1.1.1 项目目的、前景近年来，随着社会发展和生活水平提高,人类对自己生存环境要求越来越高,为减轻以至消除废塑料对环境造成的污染,人们在致力于可降解塑料和高性能塑料研究的同时,更重视现阶段存在的废塑料回收利用技术的研究1,我国每年粉煤灰的排放量约为2亿吨,造成了严重的“黑色污染”,用废塑料和粉煤灰制备建筑材料是一种消除“白色污染”和“黑色污染”的积极方法

11、2,而以粉煤灰与废旧塑料复合制成的井盖90%以上是利用废物，没有任何钢材或其他材料作为骨架，成本低经济效益显著，与同类铸铁制品售价低10%-20%，因此采用这种“绿色井盖”即可防止丢失，又有很强的市场竞争力。复合材料检查井盖具有可以避免造成资源浪费，减少污染和经济损失，美化城市形象，降低井盖的生产和使用成本等意义。目前我国废旧塑料的年排放量为1160万吨，粉煤灰的排放量为1.1亿吨3，如此庞大的排放量为环境污染防治工作带来了巨大的困难，废旧塑料与粉煤灰合成的诞生为综合治理这两项废弃物为主要原材料，因此其价格十分低廉，其产品的质量也优于其他同类产品，市场潜力十分的巨大，应用范围极为广阔。中国长春

12、应用化学研究所为加快废物资源化进程，推动我国再生资源高附加值综合利用，对粉煤灰与废旧塑料进行了多年的复合改性研究。现在成功开发具有国际先进水品的粉煤灰很合树脂系列配方，并批量生产了多种可替代金属制品的廉价产品，该项成果在长春通过了技术鉴定。针对两大污染带来的环保难题，中科院长春应化所的研究人员经多年对粉煤灰与废旧塑料的复合改性研究，并很快在吉林省镇赛县松海塑料制品厂等数家企业得到转化4。用这种新材料生产的护树板，其抗压、抗弯、抗冲击强度及耐候性等综合性能良好。经过各地的实际使用，其质量达到并超过了同类铸铁产品的水平【5】。工业废渣经过处理作为塑料的填料,在60年代末期台湾汤洪山等将赤泥处理为塑

13、料填料之后,引起人们的普遍关注,世界各国相继开展研究,并取得一定成果6。在热塑性塑料加工过程中,须加入无机填料以改善塑料制品的耐摩擦性、耐热性、尺寸稳定性、刚性等。要求填料具有化学稳定性,颗粒细小均匀,密度小,资源丰富,价格低廉等性能。塑料工业最常用的填料为碳酸钙,可分为轻质碳酸钙和重质碳酸钙。粉煤灰作为塑料填料,其中含有圆而光滑的珠体,颗粒间聚集力小,加工时易分散到树脂中且分布均匀。粉煤灰粒径较小,不必象轻质碳酸钙那样需专门煅烧、干燥,只需将其适当处理就可填充于塑料,并大大节省投资,降低原材料成本7。利用粉煤灰作为填料优点甚多,取材方便,生产处理工艺简单,不需要复杂的设备和大量的投资,能减轻

14、废渣占地和污染,大幅度节省能源、资源,制得的产品成本低、性能优良8。但有一个缺点,产品具有颜色,不能用制浅色制品,填充时有些可以改善PE制品的性能,也有可能会产生不利影响,必须根据制品的性能要求有选择地利用,在某些领域中替代碳酸钙。总之,将粉煤灰用在塑料加工中,特别是废旧塑料回收,可大大降低废旧塑料回收成本,达到以废治废的目的,还能带来可观的经济效益和社会效益9。利用粉煤灰和废弃塑料共混加工成新产品，被誉为变“黑白双污”为宝的利国利民的举措，其应用前景不可限量。1.1.2 产品分类检查井盖由铁铸检查井盖发展到现在的复合材料检查井盖。复合材料井盖有三大类,即钢纤维混凝土井盖、再生树脂复合材料井盖

15、、纤维增强树脂基复合材料井盖。这三种井盖都不含或含少量金属,防盗价值高10。国内有研究单位较早开始了针对煤粉灰与废旧塑料共混的研究,并且总结出了一套行之有效的废旧塑料和煤粉灰复合新材料的配方及工艺,其研究已处于国际先进水平11。以粉煤灰和废塑料为原料合成的树脂基复合材料井盖,刚柔相济,外型美观,还能节约大量能源和钢铁资源,可消化掉大量的粉煤灰和废旧塑料,符合国家节能与环保政策要求。这种复合材料井盖90%以上利用废旧物质,没有任何钢材或其他材料作骨架,在成本上比同类铸铁制品低10-20%,经济效益显著。采用这种“绿色井盖”不仅解决了井盖的防盗问题,而且还具有不腐蚀、不生锈等优点,因此具有很强的市

16、场竞争力。2001年12月27日,中科院长春应化所承担的粉煤灰和废旧塑料复合新材产业化中试基地顺利通过专家评估,从而为上述经济和社会效益的再扩大提供了技术及产业方面的支撑。在吉林省环保局和科技厅支持下,中科院长春应化所在国内外较早开始了针对粉煤灰与废旧塑料共混的研究。几年来,在广泛调研和分析的基础上,对多种废旧塑料和粉煤灰共混的不同配比、粒度、辅助剂的协同效应及在线反应加工等,进行了深入探讨。并经反复实验,总结出了一套行之有效的废旧塑料和粉煤灰复合新材料配方及工艺,其研究目前已处于国际先进水平,从而为粉煤灰、废旧塑料的综合利用11,开辟了一条可靠途径,仅以排水井盖为例,目前城镇中的“马路陷阶”

17、屡见不鲜。而以粉煤灰与废旧塑料复合制造的并盖,由于90%以上利用废旧物质,没有任何钢材或其它材料作骨架,成本低,经济效益显著,比同类铸铁制品售价低10%-20%。因此采用这种“绿色井盖”,既可防止丢失,又有很强的市场竞争力。值得一提的是用这种新材料生产的下水井盖,其抗压、抗弯、抗冲击强度等综合性能良好,经过各地的实际使用,受到极高的评价,其质量达到并超过了同类铸铁产品的水平。2001年,中科院长春应化所同北京市政工程局所属的北京华夏恒市政建筑工程有限公司合作,开发出高性能高承载的市政工程用检查井井盖,其力学指标经北京市政工程研究院检测已超出国标检测铸铁检查井井盖的承载指标(应化所的制品承载42

18、吨,铸铁井盖国标36吨)。据中科院长春应化所科研人员介绍,应用这种复合新材料还可以开发出许多种物美价廉的产品,如墙壁分线盒、簿板材、枕木等。他们目前已根据市场需要,开发出了可应用于建筑、电子、汽车、公路、给排水、城市绿化等领域的新产品。现在,有关课题组已申请国家发明专利3项,实用新型专利3项,现已授权2项,并获得了2001年国家重点环保推广实用技术证书12。目前已有大量专利技术涉及到复合材料井盖,有越来越多的企业从事复合材料井盖的研制和生产。随着我国经济的持续快速发展,井盖在城市规划和道路建设中得到越来越广泛的应用。这预示着一个新型材料井盖产业的兴起。从技术上讲,不同的复合材料井盖完全可以替代

19、铸铁井盖在不同的条件下使用,高性能FRP井盖能替代铸铁井盖在各种条件下使用。对现有的三种复合材料检查井盖进行对比，我选择再生树脂复合材料检查井盖，因为再生树脂复合材料井盖是利用废旧塑料与煤粉灰在熔融状态下混炼、压制成型。采用煤粉灰和废旧塑料生产的井盖,其抗压、抗弯、抗冲击强度等综合性能良好,经过各地的实际使用,受到了较好的评价,其质量达到或超过了同类铸铁产品的水平。但是再生树脂复合材料井盖在使用过程中,尤其是在气温较高的环境中,在车辆不断碾压下井盖会发生蠕变,致使井盖中间部位不断下沉,最后导致脱落。这样将会产生很大的安全隐患,一般只可以替代铸铁井盖在没有车辆通过、井盖受力要求不高的地方使用13

20、。1.1.3 产品优点复合材料检查井盖比铸铁检查井盖具有的优点1、防盗.检查井盖的主要损失有两方面,一是正常的磨损与折旧,比如超载车辆过多造成破损,这一项所占比例非常低.另外就是被盗,几乎占“90%”以上。此种检查井盖主要材科是废旧塑料、粉煤灰等，防盗价值高，因而只有使用复合材料检查井盖才能从根本上解决检查井盖被盗问题。2、强度高。目前三大类复合材料检查井盖承载能力及其它各项指标均能满足再生树脂复合材料检查井盖CT/121-2000行业标准。3、新颖美观、品种多样。复合材料检查井盖品种多样，可根据顾客要求，推行个性化设计!在加工过程中制成红、黄、蓝、绿、黑等多种和使用场地协调一致的颜色，在检查

21、井盖上表面设计标志性的图案、文字、标识、使检查井盖更具人性化、人文化，及艺术气息，更容易被客户所接受。随着社会的发展，城市建设均强调绿色环保，因铸铁检查井盖生锈而常常影响城市如公园、小区、高档住宅等的形象。复合材料检查井盖环保、不生锈，这不但提高了城市品味，同时又大大美化城市。4、材质好。复合材料产品重量轻，仅是铸铁重量的二分之一，大大减轻了养护工人开启的劳动强度，运输方便；由于其韧性好、不易产生刚性断裂!其检查井盖与井座吻合好，行车舒适，车压不打滑、无弹跳、无声响、有效地减少城市噪音污染!具有环保作用；加入了防腐，防热（冻）材料，耐腐蚀、抗老化、能适应不同气候和环境的场地使用。5、价格低。铸

22、铁型井座与检查井盖价格较高，一套井座与检查井盖材料价钱约“600”元左右，而复合材料井座与检查井盖售价“300-400”元左右，因此复合材料产品价钱相对便宜，售价约为铸铁的一半至三分之二左右14。1.2 设计依据1、 齐齐哈尔大学材料科学与工程学院高分子材料与工程专业下发的毕业设计任务书。2、 检查井盖行业标准：EN 124车道步行道的泄水沟盖和检查井盖、CJ/T 121-2000再生树脂复合材料检查井盖、CJ/T130-2001再生树脂复合材料水箅等。3、 齐齐哈尔大学材料科学与工程系高分子材料科与工程教研室2003年3月修订的毕业设计教学环节文件汇编4、 齐齐哈尔大学高分子材料科学与工程教

23、研室编写的毕业设计任务书5、 由周永强、胡玉杰、武卫莉编写的高等学校毕业设计（论文）指导6、 齐齐哈尔大学实践教学设备管理处2005年1月编写的齐齐哈尔大学本科生毕业设计（论文）工作手册1.3 厂址选择1.3.1 厂址选择的基本原则1、厂址选择必须遵守从国家法律、法规，贯彻执行国家方针、政策，坚持基本建设程序，符合国家长远规划及行政布局、国土开发整治规划、城镇发展规划。2、从全局出发，正确处理工业与农业、城市与乡村、远期与近期以及协作配套等各种关系，并因地制宜、节约用地、不占或少占耕地及林地。3、注意资源合理开发和利用；节约能源，节约劳动力；注意环境保护和生态平衡；保护风景和名胜古迹。4、同时

24、，还要做到有利生产、方便生活、便于施工。1.3.2 厂址的基本要求1、厂址应符合国家工业局、城市或地区的规则要求；2、选厂时注意当地自然环境条件，并对工厂投产后可能造成的环境影响做出估测与评价；3、选厂址时注意节约用地，不占用或少占用良田。厂区的大小，形状和其余条件应满足工艺流程合理布置的需要，并应有发展的余地；4、厂址宜选在原料、燃料供应和产品销售便利的地区；5、厂址应尽可能的靠近原有交通线（水运、铁路、公路），即交通便利的地区；6、厂址要便于排除雨水，不受洪水、海潮的影响或大型水坝溃坝的威胁；不处在窝风多雾地区；地层稳定，避开地震带；7、厂址应靠近水源，保证供水的可靠性并满足对水质、水量、

25、水温的要求；符合排放标准的废水或经处理后的废水便于排入附近江河下游或城市下水系统，必须注意对周围环境的影响。8、厂址地区要求工业电源及其他动力电源来源可靠，并邻近电源和其他动力源中心。9、厂址应不妨碍或不破坏农业水利工程，应尽量避免拆迁；10、厂址应避免建在地震、洪水、泥石流等自然灾害易发生地区，采矿区域，风景及旅游地，文物保护区，自然疫源区等。1.3.3 厂址的具体选择由于我国东北地区建筑业消费的增长较迅速，根据振兴东北老工业基地的有利政策，厂址暂定在黑龙江省哈尔滨市、黑龙江省齐齐哈尔市富拉尔基区和辽宁省大连市中进行选择。 1、哈尔滨哈尔滨是中国黑龙江省省会，是我国东北北部政治、经济、文化中

26、心，也是我国省辖市中面积最大、人口居第二位的特大城市。地处东北亚中心位置，松辽平原的松花江中下游，冬季漫长寒冷，素有“冰城”之称。哈尔滨工业基础雄厚，是个以机电为主体，纺织、医药、石化、食品、汽车、建材等工业门类齐全的重要工业基地，在全国城市综合实力50强中，哈尔滨位列前10。科技力量雄厚，各类专业技术人员达37万多，居全国大中城市的第六位。全市已发现的矿种为63种，已探明资源储量的矿种共计25种，其中能源矿产1种、金属矿产10种、非金属矿产14种。按我国的气候带划分，哈尔滨市的气候属于中温带大陆性季风气候,冬长夏短,四季分明。极端最高气温为36.2,最低气温为-41。降水主要集中在6-9月，

27、年平均降水量567毫米,无霜期150天,结冰期190天。冬季严寒，降水较少（量少，但气旋活动导致的降水次数并不少）。夏季高温，但时间短。冬季盛行偏西或偏北风，夏季盛行偏南或东南风。春、秋季较短， 偏南、偏北风交替变更。 哈尔滨地区人口众多，劳动力资源丰富。哈尔滨铁路主要有哈大、滨绥、滨州、滨北、拉滨五条铁路连通国内。哈尔滨境内的大小河流均属于松花江水系和牡丹江水系，哈尔滨水运航线遍及松花江、黑龙江、乌苏里江和嫩江，并与俄罗斯远东部分港口相通，经过水路江海联运线，东出鞑靼海峡，船舶可直达日本、朝鲜、韩国和东南亚地区。 2、大连市大连，位于欧亚大陆东岸，中国东北辽东半岛最南端，西北濒临渤海，东南面

28、向黄海，有包括大小岛屿260个。是中国的副省级城市、计划单列市，也是全国14个沿海开放城市之一；是中国辽宁省的一个重要沿海港口城市，省内第二大城市，是中国东北主要的对外门户；也是东北亚重要的国际航运中心、国际物流中心、区域性金融中心。劳动力成本高、技术含量高。厂区价格昂贵。按我国气候带划分，大连属于海洋性的暖温带季风气候。冬无严寒，夏无酷暑，四季分明。年平均气温10.5，极端气温最高35.3，最低-18.8。年降水量550-950毫米，全年日照总时数为2500-2800小时。属于震区、非洪涝地区。大连是京津的门户，北依营口市，辽宁省、吉林省、黑龙江省和内蒙古自治区是大连的广大腹地，南与山东半岛

29、隔海相望，与日本、韩国、朝鲜和俄罗斯远东地区相邻，是东北、华北、华东以及世界各地的海上门户，是重要的港口、贸易、工业、旅游城市。位置在东经120度58分至123度31、北纬38度43分至40度10分之间。且资源丰富，原料供应丰富。3.齐齐哈尔富拉尔基区富拉尔基区是我国重要的机械工业基地，可使用的地区较大，而且交通比较发达，地上地下水资源丰富；非地震区；很少发生洪涝灾害；劳动力资源丰富。齐齐哈尔地域较平坦，属于平原地区。冬长严寒，夏秋凉爽。年降水量415mm，年均温3.2，1月均温25.7，7月均温22.8。春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季暂短霜早，冬季干冷漫长。齐齐哈尔南部属温暖干旱农业气候区

30、，中部属温和半干旱农业气候区，北部属温凉半湿润农业气候区。1.3.4 厂址的确定对这三个地区进行比较，三个城市都具备一定的建厂条件，但是相较之下，齐齐哈尔市富拉尔基区占有一定的优势，又在建设哈大齐工业走廊，政策上十分有利，因此可将厂址定在综合条件较好的齐齐哈尔市富拉尔基区。三个地区比较列于表1-1表1-1厂址选择比较表地理位置哈尔滨市大连市齐齐哈尔市富区地形平原平原平原交通较好好一般厂址面积适合（较贵）适合（较贵）适合（较低）给排水松花江（方便）一般嫩江（方便）气象适宜适宜适宜工程水文非震区、洪涝地区震区、非洪涝地区非震区、洪涝地区资源条件资源丰富资源丰富、原材料供应方便电力、燃料资源丰富劳动

31、力成本、技术要求劳动力成本高、技术先进劳动力成本高、技术先进劳动力成本低、技术适中根据上述资料显示，厂区定于齐齐哈尔市富拉尔基区。1.4 产品性能指标1.4.1 产品性能再生树脂复合材料检查井盖定义和性能要求根据中华人民共和国建设部2001-01-09发布:再生树脂复合材料检查井盖“中华人民共和国城镇建设行业标准CJ/T 121-2000”(下简称“标准”),2001-06-01实施,定义是:以热塑性树脂和粉煤灰为主要原料,在一定温度压力条件下,经助剂的理化作用形成的材料15。规定此类井盖承载能力应符合表1-2要求：表1-2再生树脂复合材料检查井盖承载能力检查井盖等级试验荷载/kN允许残留变形

32、/mm轻型20D/500普型100D/500重型240D/500注：D=700mm规定此类井箅承载能力应符合表1-3要求：表1-3 井盖井箅性能测试项目单位部分标准检测结果重型井盖承载力kN240360重型井盖残余变形mmD/5000.75轻型井盖承载力kN100120轻型井盖残余变形mmD/5000.90重型井箅承载力kN10210重型井箅残余变形mmD/5001.1*按国家建设部颁布的再生树脂复合材料检查井盖城镇建设行业标准（CT/121-2000），D=700mm。161.4.2 产品规格制件装配图，见图1-1。图1-1井盖尺寸：直径：700mm，厚度：70mm.S井盖=0.385m2,

33、V井盖=0.027m3，=1.852g/cm3 ,m=V=1.8520.0271000=50.00kg。井座尺寸：,V0.013m3, m井座=V=1.8520.0131000=24.08kg。1.5 三废处理三废是指工业生产中的废气、废液、废渣。本设计为中型塑料制品厂，几乎无三废、无污染，处理简单。1、废水：生产用水基本为多次循环水，生活用水可直接排入地下。2、废气：生产中产生的少量粉尘、挥发性气体。故采用排风罩，将其排放到车间外。3、废渣：生产中基本无废渣，一般机头料和一些不合格的挤出产品都粉碎回收。1.6 设计范围包括厂址选择、配方设计、生产方法选择、工艺流程选择、物料衡算、能量衡算、设

34、备选型、车间平面布置。此设计着重对生产方法、工艺流程的选择、配方设计、工艺计算、设备选型、公用工程、经济核算等作了详细的设计说明，生产方法选用模压法。工艺流程：粉煤灰、偶联剂混合干燥再生聚乙烯、炭黑、KH550、Hst、抗氧剂1010混合混合挤出保温开炼模压制品。配方选用再生聚乙烯与粉煤灰混合并加入一些其他助剂。图纸详细画出了工艺流程及车间平面布置。而对其它非工艺部分仅从工艺的角度提出必要的要求。在设计中客观地、科学地借鉴新资料、利用新理论、结合实际、对生产工艺加以改进。本设计中参阅各种资料，通过对比选择了一种合理的配方，可以设计出一条比较合理的流程图。1.7 生产制度实行三班两倒制，每条生产

35、线四组人，十二个小时一班。为了促进企业的发展，确保产品质量，严肃厂纪厂规，确保生产车间正常运作，特制定本管理制度，所有车间成员均须遵守厂纪厂规。1.7.1 工作制度1、严格保证上班时间，不可迟到早退，一个月内迟到早退两次以上者扣当月奖金。2、上班时按要求穿戴好工作服、工作帽、工作鞋,挂好上岗证,不允许短裤、赤背或衣帽不整，进出生产车间必须立即随手关门。工作服不得穿出车间, 违者罚款处理。 3、各级工作人员上班时间不得随意离岗、串岗，因事短时间离岗时必须经上级批准并安排熟悉本岗位的人员接替并已做好交接工作，方可离开。4、不得在车间工作时与车间管理人员争吵，或与其它职工相互打骂、吵闹。生产中不得聊

36、天说笑、看书看报，不准会客、打电话、吃零食、睡觉。5、加强现场管理随时保证场地整洁、设备光洁。保证车间无尘化。操作人员下班前均要打扫场地和设备卫生。6、操作机器要切实做到人离关机停止使用时要及时切断电源，节约水、电、汽。下班或交班前，应检查确认本人的工作及其环境已作妥善处理；必须检查确认需要关闭的水、电、汽已关好，门窗已关好，其它安全措施已做好后方可离开。7、不按正确方法操作设备而导致设备损坏，依损坏程度给予相应处罚。1.7.2 安全防火制度1、加强安全防火，各工段每天指定安全防火值日，要把安全防火列入正常工作中，经常检查，消除隐患，出现的不安全防火问题要及时解决。2、车间内禁止吸烟，吸烟要到

37、指定地点，吸完后熄灭烟头，不准乱扔，防止火灾发生；造成危害者，追究其经济、行政及刑事责任。3、要严格遵守各项操作规则，一切防火用具必须有专人管理，定点存放，保持安全有效，平时严禁动用防火工具。4、组织有关人员定期检查安全防火工作，定期向职工进行安全防火教育。1.7.3 机器维护保养制度1、开车前要仔细检查设备及水、电系统是否处在正常、安全可靠状态。启动各运转设备，检查运转是否正常。2、当确认机器无误、工作温度适宜时，即可开车；随时检查电流表、压力表，看是否正常。3、停车时停止加料，将剩余物料挤完，关闭（包括辅机电源在内）所有电源，以便下次操作。4、严禁跨越或坐在任何机械部位，严禁随意拆除、挪动

38、设备。5、保持主机和辅机设备及操作台上整洁。第2章 生产方法及工艺流程2.1 配方设计2.1.1 配方设计原则热塑性检查井盖配方设计，是以再生PE和粉煤灰为主体、适当加入偶联剂、耐紫外、老化、热稳定剂、抗氧剂和润滑剂。检查井盖的配方是根据不同的性能要求，考虑材料来源，价格等因素设计的，现分别叙述如下：1、制品的性能、结构、用途、使用的环境条件和期望寿命。检查井盖的应用范围十分广泛，由于使用的场合、条件、环境等差异，对塑料材料性能也就提出了各种不同的要求。比如，物理机械性能、化学稳定性及外观等。还有无毒、防紫外线、耐老化、高抗冲等特殊要求。所以，配方人员在设计前必须细致地了解产品使用的具体要求，

39、作为设计检查井盖配方的主要依据。2、各类原材料的来源和成本：在配方设计时，必须合理的结合我国资源情况选用原料。在选用助剂时，应考虑原材料的生产的可能及成本。在满足性能要求的情况下，应尽量使产品的成本最低。否则会出现销售没有市场的问题。3、各类原材料的选择及用量：各组分间的有机组合搭配，互相影响及协同效应。4、成型加工用的设备，成型加工方法和成型工艺对配方的要求。检查井盖的成型方法是多种多样的，各种加工方法所用的设备也不同。由于成型方法不同，其加工温度、时间和机械加工设备及塑料在设备所承受的热和压力也不同。因此，在配方设计中，必须慎重选择各种助剂及其用量，以适应成型工艺的特点，减少成型中所产生的

40、种种困难。2.1.2 原料的来源、选择及配方确定1、原料要求及选择为做出符合性能指标的检查井盖，原料要求如下：再生聚乙烯：在本设计中选用110份再生PE。再生PE的杂质含量不超过20%。填充剂（粉煤灰）：在本设计中选用80份粉煤灰17。为了降低成本、提高刚性和耐热性、改善耐候性、增加尺寸稳定性等需要，往往在配料中加入一定的填充剂。某些填充剂还可以用来提高制品的绝缘性、导热性、阻燃性、耐熔性等。本设计选用的填充剂为粉煤灰。粉煤灰的含水量不要太高18。还要考虑不可分解的添加剂对粉煤灰的影响19。偶联剂：选用硅烷偶联剂（KH550），在本设计中选用1份KH550。偶联剂是一类具有两不同性质官能团的物

41、质，它们分子中的一部分官能团可与有机分子反应，另一部分官能团可与无机物表面的吸附水反应，形成牢固的粘合。偶联剂在复合材料中的作用在于它既能与增强材料表面的某些基团反应，又能与基体树脂反应，在增强材料与树脂基体之间形成一个界面层，界面层能传递应力，从而增强了增强材料与树脂之间粘合强度，提高了复合材料的性能，同时还可以防止不与其它介质向界面渗透，改善了界面状态，有利于制品的耐老化、耐应力及电绝缘性能。润滑剂：选取硬脂酸（HSt）为润滑剂。在本设计中选用4份硬脂酸，起到内润滑作用，减少聚合物分子间的摩擦力。防紫外线和着色剂：选取炭黑为防紫外线和着色剂。在本设计中选用1.5份炭黑。能有效的防止塑料受阳

42、光照射而产生光氧化降解。炭黑作为紫外光稳定剂在塑料中所起的作用有：把光能转化为热能；保护塑料表面而免遭一定波长的射线照射；截取原子团而产生防老化作用，从而阻止催化降解。紫外线对聚烯烃特别有害，试验证明当一定细度的炭黑的浓度为百分之二时可以达到完美的紫外线屏蔽作用。还可以起到着色剂的效果。抗氧剂、稳定剂：选取抗氧剂1010为抗氧剂、稳定剂。在本设计选用3.5份抗氧剂1010。加入抗氧剂可以保持高分子材料的优良性能，延长使用寿命。防止其分解、老化的试剂。表2-1 原料来源名称参数厂家再生聚乙烯一级东莞市黄江华鼎塑料原料经营部粉煤灰一级嘉兴市宇通贸易有限公司KH550南京市兴辉工贸有限公司Hst三级

43、、95%河北景县鑫源橡胶化工有限公司炭黑N330章丘市永振炭黑设备厂抗氧剂101098%深圳市辰光贸易有限公司2、配方确定根据检查井盖的行业标准和实际生产要求，经多方查证和实验确定检查井盖配方，配方如表2-2。表2-2 配方配比作用名称配比作用再生聚乙烯110原料粉煤灰80添加剂KH5500.8偶联剂Hst4润滑剂炭黑1.7防紫外线和着色剂抗氧剂10103.5抗氧剂、稳定剂2.2生产方法的选择2.2.1 成型方法的选择塑料成型是将各种形态(粉料、粒料、溶液和分散体）的塑料制成所需形状的制品或坯件的过程。成型的方法多达三十几种。它的选择主要决定于塑料的类型(热塑性还是热固性)、起始形态以及制品的

44、外形和尺寸。加工热塑性塑料常用的方法有挤出、注射成型、压延、吹塑和热成型等，加工热固性塑料一般采用模压、传递模塑，也用注射成型。层压、模压和热成型是使塑料在平面上成型。下面将对注塑法和模压法进行对比：1、注塑法：受热融化的材料由高压射入模腔，经冷却固化后，得到成形品的方法。该方法适用于形状复杂部件的批量生产，是重要的加工方法之一。 注射成型过程大致可分为以下6个阶段 ：合模、注射、保压、冷却、开模、制品取出 上述工艺反复进行，就可连续生产出制品。 现今加工工艺的趋势正朝着高新技术的方向发展，这些技术包括：微型注塑、高填充复合注塑、水辅注塑、混合使用各种特别注塑成型工艺、泡沫注塑、模具技术、仿真

45、技术等。注塑过程应注意：（1）温度控制料筒温度：注射模塑过程需要控制的温度有料筒温度，喷嘴温度和模具温度等。前两种温度主要影响塑料的塑化和流动，而后一种温度主要是影响塑料的流动和冷却。每一种塑料都具有不同的流动温度，同一种塑料，由于来源或牌号不同，其流动温度及分解温度是有差别的，这是由于平均分子量和分子量分布不同所致，塑料在不同类型的注射机内的塑化过程也是不同的，因而选择料筒温度也不相同。喷嘴温度：喷嘴温度通常是略低于料筒最高温度的，这是为了防止熔料在直通式喷嘴可能发生的流涎现象。喷嘴温度也不能过低，否则将会造成熔料的早凝而将喷嘴堵塞，或者由于早凝料注入模腔而影响制品的性能。模具温度：模具温度

46、对制品的内在性能和表观质量影响很大。模具温度的高低决定于塑料结晶性的有无、制品的尺寸与结构、性能要求，以及其它工艺条件（熔料温度、注射速度及注射压力、模塑周期等）。（2）压力控制注塑过程中压力包括塑化压力和注射压力两种，并直接影响塑料的塑化和制品质量。塑化压力：（背压）采用螺杆式注射机时，螺杆顶部熔料在螺杆转动后退时所受到的压力称为塑化压力，亦称背压。这种压力的大小是可以通过液压系统中的溢流阀来调整的。在注射中，塑化压力的大小是随螺杆的转速都不变，则增加塑化压力时即会提高熔体的温度，但会减小塑化的速度。此外，增加塑化压力常能使熔体的温度均匀，色料的混合均匀和排出熔体中的气体。一般操作中，塑化压

47、力的决定应在保证制品质量优良的前提下越低越好，其具体数值是随所用的塑料的品种而异的，但通常很少超过20公斤/平方厘米。注射压力：在当前生产中，几乎所有的注射机的注射压力都是以柱塞或螺杆顶部对塑料所施的压力（由油路压力换算来的）为准的。注射压力在注塑成型中所起的作用是，克服塑料从料筒流向型腔的流动阻力，给予熔料充模的速率以及对熔料进行压实。（3）成型周期完成一次注射模塑过程所需的时间称成型周期，也称模塑周期。它实际包括以下几部分：成型周期:成型周期直接影响劳动生产率和设备利用率。因此,在生产过程中,应在保证质量的前提下,尽量缩短成型周期中各个有关时间。在整个成型周期中,以注射时间和冷却时间最重要

48、,它们对制品的质量均有决定性的影响。注射时间中的充模时间直接反比于充模速率,生产中充模时间一般约为3-5秒。注射时间中的保压时间就是对型腔内塑料的压力时间,在整个注射时间内所占的比例较大,一般约为20-120秒(特厚制件可高达5-10分钟)。在浇口处熔料封冻之前,保压时间的多少,对制品尺寸准确性有影响,若在以后,则无影响。保压时间也有最惠值,已知它依赖于料温,模温以及主流道和浇口的大小。如果主流道和浇口的尺寸以及工艺条件都是正常的,通常即以得出制品收缩率波动范围最小的压力值为准。冷却时间主要决定于制品的厚度,塑料的热性能和结晶性能,以及模具温等。冷却时间的终点,应以保证制品脱模时不引起变动为原

49、则,冷却时间性一般约在30120秒钟之间,冷却时间过长没有必要,不仅降低生产效率,对复杂制件还将造成脱模困难,强行脱模时甚至会产生脱模应力。成型周期中的其它时间则与生产过程是否连续化和自动化以及连续化和自动化的程度等有关。注塑法工艺：粉煤灰和有关助剂活化干燥废旧塑料和有关助剂活化热处理混合挤出切粒注塑制品堆放。2、模压法：模压成型(又称压制成型或压缩成型)是先将粉状,粒状或纤维状的塑料放入成型温度下的模具型腔中,然后闭模加压而使其成型并固化的作业.模压成型可兼用于热固性塑料,热塑性塑料和橡胶材料.模压成型工艺是复合材料生产中最古老而又富有无限活力的一种成型方法。它是将一定量的预混料或预浸料加入

50、金属对模内，经加热、加压固化成型的方法。模压成型工艺的主要优点：生产效率高，便于实现专业化和自动化生产；产品尺寸精度高，重复性好；表面光洁，无需二次修饰；能一次成型结构复杂的制品；因为批量生产，价格相对低廉。模压成型的不足之处在于模具制造复杂，投资较大，加上受压机限制，最适合于批量生产中小型复合材料制品。随着金属加工技术、压机制造水平及合成树脂工艺性能的不断改进和发展，压机吨位和台面尺寸不断增大，模压料的成型温度和压力也相对降低，使得模压成型制品的尺寸逐步向大型化发展，目前已能生产大型汽车部件、浴盆、整体卫生间组件等。模压成型工艺按增强材料物态和模压料品种可分为如下几种：纤维料模压法 是将经预

51、混或预浸的纤维状模压料，投入到金属模具内，在一定的温度和压力下成型复合材料制品的方法。该方法简便易行，用途广泛。根据具体操作上的不同，有预混料模压和预浸料模压法。碎布料模压法 将浸过树脂胶液的玻璃纤维布或其它织物，如麻布、有机纤维布、石棉布或棉布等的边角料切成碎块，然后在模具中加温加压成型复合材料制品。织物模压法 将预先织成所需形状的两维或三维织物浸渍树脂胶液，然后放入金属模具中加热加压成型为复合材料制品。层压模压法 将预浸过树脂胶液的玻璃纤维布或其它织物，裁剪成所需的形状，然后在金属模具中经加温或加压成型复合材料制品。缠绕模压法 将预浸过树脂胶液的连续纤维或布（带），通过专用缠绕机提供一定的

52、张力和温度，缠在芯模上，再放入模具中进行加温加压成型复合材料制品。片状塑料（SMC）模压法 将SMC片材按制品尺寸、形状、厚度等要求裁剪下料，然后将多层片材叠合后放入金属模具中加热加压成型制品。预成型坯料模压法 先将短切纤维制成品形状和尺寸相似的预成型坯料，将其放入金属模具中，然后向模具中注入配制好的粘结剂（树脂混合物），在一定的温度和压力下成型。模压料的品种有很多，可以是预浸物料、预混物料，也可以是坯料。当前所用的模压料品种主要有：预浸胶布、纤维预混料、BMC、DMC、HMC、SMC、XMC、TMC及ZMC等品种。模压法工艺流程：粉煤灰和有关助剂活化干燥废旧塑料和有关助剂活化热处理混合挤出模

53、压制品堆放20。经过对比可以确定模压法更适合本设计，所以使用模压法。2.2.2 螺杆挤出机的选择成型方法确定后，对挤出机的螺杆工艺进行对比，挤出机的种类有单螺杆挤出机和双螺杆挤出机。1、单螺杆挤出机原理（1）料口最后一道螺纹开始叫输送段 物料在此处要求不能塑化，但要预热、受压挤实，过去老挤出理论认为此处物料是松散体，后来通过证明此处物料实际是固体塞，就是说这里物料受挤压后是一固体象塞子一样，因此只要完成输送任务就是它的功能了。（2）第二段叫压缩段 时螺槽体积由大逐渐变小，并且温度要达到物料塑化程度，此处产生压缩由输送段三，在这里压缩到一，这叫螺杆的压缩比3：1，有的机器也有变化，完成塑化的物料

54、进入到第三段。（3）第三段是计量段 此处物料保持塑化温度，只是象计量泵那样准确、定量输送熔体物料，以供给机头，此时温度不能低于塑化温度，一般略高点。参数单螺杆挤出机是塑料挤出生产线中的一种机型，它的技术参数和型号如下：（1）单螺杆挤出机技术参数：挤出机生产能力Q：每小时挤出的塑料量比流量每小时每转一周挤出机生产能力名义比功率 每小时加工kg塑料所需电机功率螺杆长径比L/Db：螺杆工作部分长度与螺杆直径比值螺杆直径Db：指大径，系列标准20、30、45、65、90、120、150、165、200、250、300驱动螺杆电机功率P：kW螺杆转速范围：nmin-nmax rpm2、双螺杆挤出机剖分式

55、同向平行双螺杆挤出机的显著特点即为：机筒可剖分式同时，螺杆和机筒内衬套可随意组合性。（1）剖分式机筒。以往的双螺杆挤出机机筒是整体式的，无法打开。而剖分式双螺杆挤出机是分体式的，它由上下两半机筒组成，下半机筒固定在机架上，上半机筒通过蜗轮减速器联接在下半机筒上。平时上半机筒和下半机筒用两排螺栓栓紧，当需要打开机筒时，只需松开螺栓，将蜗轮箱手柄转动即开启机筒。（2）积木式螺杆和机筒。剖分式双螺杆挤出机主机的螺杆、机筒均用先进的“积木式”设计，螺杆由套装在芯轴上的各种形式的螺块组合而成，筒体内的内衬套根据螺块的不同可以调整，从而根据物料品种等工艺要求灵活组合出理想的螺纹元件结构形式，实现物料的输送

56、、塑化、细化、剪切、排气、建压以及挤出等各种工艺过程，从而较好地解决了一般难以兼顾的所谓螺杆通用性与专用性的矛盾，达到一机多用、一机多能的目的。“积木式”设计的另一优点是对于发生了磨损的螺杆和筒体元件可进行局部更换，避免了整个螺杆或筒体的报废，大大降低了维修成本。（3）主机双螺杆为高速同向啮合式，在各种螺纹及混炼元件中可产 生十分强烈而复杂的物料传递交换、分流掺合以及剪切捏合等作用。这些作用可通过改变螺杆构型及操作工艺条件实现充分自如的调节控制，以满足适应各种工艺的要求。（4）准确的计量、合理的加料方式是严格执行配方的关键，也是保证产品质量的第一关，我们根据物料的性能，用户的需要，配有多种喂料

57、方式，如体积计量、动态失重计量等等，以满足不同产品的需要。（5）先进的控制系统。该挤出机配有先进、美观的控制系统，其控制元件大部分都采用进口元件，质量好，灵敏度高。主机的运转参数如电流、电压、温度，扭矩等都很直观，所以操作起来非常方便，对操作工的要求也不高。（6）系统配有拉丝水冷切粒、热切水冷、热切风冷等几种切粒方式。可根据材料不同、用户的要求进行配置。优点 （1）直观了解易损件的磨损情况。由于打开方便，所以能随时发现螺纹元件、机筒内衬套的磨损程度，从而进行有效的维修或更换。不至于在挤出产品出现问题时才发现，造成不必要的浪费。（2）降低生产成本。制造母粒时，经常需要更换颜色，如果有必要更换产品

58、，在数分钟时间内打开开启式的加工区域，另外还可通过观察整个螺杆上的熔体剖面来对混合过程进行分析。目前普通的双螺杆挤出机在更换颜色时，需要用大量的清机料进行清机，既费时、费电，又浪费原材料。而剖分式双螺杆挤出机则可解决这个问题，更换颜色时，只要几分钟时间就可快速打开机筒，进行人工清洗，这样就可不用或少用清洗料，节约了成本。（3）提高劳动效率。在设备维修时，普通的双螺杆挤出机经常要先把加热、冷却系统拆下，然后再整体抽出螺杆。而剖分式双螺杆则不用，只要松开几个螺栓，转动蜗轮箱手柄装置抬起上半部分机筒即可打开整个机筒，然后进行维修。这样既缩短了维修时间，也降低了劳动强度。（4）高扭矩、高转速。目前，世

59、界上双螺杆挤出机的发展趋势是向高扭矩、高转速、低能耗方向发展，高转速带来的效果即是高生产率。剖分式双螺杆挤出机即属于这个范畴，它的转速可达加500转分钟。所以在加工高粘度、热敏性物料方面具有独特的优势。（5）应用范围广泛，可适用于多种物料的加工（6）具有普通的双螺杆挤出机所具有的其它优点，可实现高产量、高质量、高效率。根据双螺杆挤出机的优点，所以选择双螺杆挤出机。2.3工艺流程确定及叙述。2.3.1 工艺流程方案工艺流程方案一：粉煤灰、偶联剂混合干燥再生聚乙烯、炭黑、KH550、Hst、抗氧剂1010混合混合挤出造粒注射成型制品。工艺流程方案二：粉煤灰、偶联剂混合干燥再生聚乙烯、炭黑、KH55

60、0、Hst、抗氧剂1010混合混合挤出保温开炼模压制品。工艺流程方案三：粉煤灰、偶联剂混合干燥再生聚乙烯、炭黑、KH550、Hst、抗氧剂1010混合混合塑炼模压制品。方案一：由于粉煤灰的成型压力大和粒径比较大易堵注射机机头，所以不能选用注射成型方法。方案二：可以较好使粉煤灰与再生聚乙烯和其他助剂混合，经过先挤出后开炼能是物料更好的混合达到产品要求，模压成型可以避免粉煤灰成型压力大和粒径大易堵注射机机头的缺点。方案三：不能达到更好的混合效果，产品质量部能的到保障。根据前面叙述，经论证及考察确定工艺流程方案二适合本设计。2.3.2 工艺流程叙述 用等比例容量的乙醇溶解稀释KH550，将稀释的KH

61、550与粉煤灰经高混机混合，再生聚乙烯与炭黑、抗氧剂1010及Hst经高混机混合，分别通过风机传送至4个储物罐中，在储物罐上部放置旋风分离器以回收风量，储物罐下接震动电子称用来按时间称取原料加入挤出机中，挤出后在机头处放置一台切刀，根据挤出机的挤出量按制件重量按时间切割，切割后放入铁盘中经运输带送至开炼机，开炼后在检斤称上称取相应重量经运输带加热后运送至模压机中模压。2.4工艺条件的控制及工艺参数2.4.1工艺条件1、 混合高混机中原料及助剂的充分混合是加工中的一道重要工序。混合效果的好坏直接影响产品的质量。其主要影响因素有加料量，加料顺序及混合时间。当加料量为50%-70%时效果最佳；加料量小于50%时，升温速度慢，耗能多。加料量大于70%时物料翻腾变慢，设备负担增加，转速下降，不利于混合均匀。为更好点的达到混合效果，本设计采用粉煤灰与偶联剂混合和再生聚乙烯与KH550、Hst、炭黑、抗氧剂1010混合。混料的时间大约为8-10min为最佳。2、 送料采用鼓风送料器，混合后通过物料管道送到储料罐中。在储料罐上部带有旋风分离器回收风能，充分利用设备。3、 挤出在挤出的过程中，物料要经过三态变化，玻璃态、高弹态、黏流态。所以温度的变化要符合这种要求。其中加料段温度最低，以后逐段上升，到最后使物料以黏流态流入机头，机头温度在黏流温