Отчет по производственной практике

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Волгоградский государственный технический университет»

Химико-технологический факультет

Кафедра «Химия и технология переработки эластомеров»

НАПРАВЛЕНИЕ

      на производственную практику             

Студента ВолгГТУ:____________________________

Химико-технологического факультета, группа       ХТ-      

На кафедре          Химия и технология переработки эластомеров____________

Срок прохождения практики

с ______г. по  27.07.2020 г.

декан ХТФ

________Шишкин Е.В.

« »         2020 г.

Направление выдано в соответствии с договором о прохождении практики

Между ВолгГТУ и

От «    »             20    г.

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Волгоградский государственный технический университет»

Химико-технологический факультет

Кафедра «Химия и технология переработки эластомеров»

«Утверждаю»

Зав. кафедрой ______

________________

«__»                2020 г.

Задание

      на производственную практику             

Студенту:  _______________________________ Группа   ХТ-______

Дата выдачи задания «___»                2020 г.

Руководитель практики

от университета: __________ ______________

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Волгоградский государственный технический университет»

Химико-технологический факультет

Кафедра «Химия и технология переработки эластомеров»

ОТЧЕТ

О производственной практике

        на кафедре Химия и технология переработки эластомеров     

Руководитель практики от

университета: __________   _____________

Студент гр.ХТ-____ __________ _____________

Отчет защищен с оценкой____________

«__»  ______ 2020г.

ОТЗЫВ

Руководителя практики от

профильной организации                                                            

    ВолгГТУ, кафедра Химия и технология переработки эластомеров

студент (ка)                                                   

Прибыл (а) на практику в организацию ВолгГТУ, кафедра ХТПЭ,   .07.2020

И завершил (а) практику                               27.07.2020                                    

За время практики студент (ка)   ____________________________________

Выполнил (а) полный объем производственной практики. Изучил ассортимент оборудования, применяемого для подготовки каучуков к смешению, разработал операторную схему процесса получения резиновой смеси на основе этилен-пропиленового каучука, произвел анализ научно-технической и патентной литературы в области оборудования, применяемого для подготовки каучуков к смешению.

Показал (а) уровень знаний, качество выполнения индивидуального задания на практику и уровень технических решений      

Оценка по практике___________

Руководитель практики от

университета: __________   ______________

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................................6

1. Ассортимент оборудования, применяемого для подготовки каучуков к смешению….……………………………………….………………......................7

2. Операторная схема процесса получения резиновой смеси на основе этилен-пропиленового каучука……………………………………………..…………...14

3. Анализ научно-технической и патентной литературы в области оборудования, применяемого для подготовки каучуков к смешению…………………..……………………………………………...….…15

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.............................................21

ВВЕДЕНИЕ

Натуральный каучук – это углеводород, который содержится в соке Гевеи (его также называют латексом) и некоторых других растениях - каучуконосах. В чистом виде натуральный каучук практически не используется из-за его поведения в низких и повышенных температурах. А вот вулканизированный натуральный каучук чаще всего служит сырьем для производства резины и всевозможных изделий из нее. В первую очередь, именно шинная промышленность нуждается в каучуке природного происхождения. Из него производят летние и зимние шины, а также шины для велосипедов, автомобилей, тракторов, специальной техники.

Стоит понимать, что для производства резины и шин, в том числе, используется не только каучук, но и различные наполнители, пластификаторы, противостарители, катализаторы и другие вещества. И конечно, необходимо смешение всех этих ингредиентов.

Смешение проводится с целью равномерного диспергирования ингредиентов в каучуке. Различают два способа проведения смешения :периодический и непрерывный. Для периодического смешения применяют вальцы и резиносмеситель, а для непрерывного смешивания шприц-машины или трансфермиксы.

Цель работы заключается в изучении ассортимента оборудования, применяемого для подготовки каучуков к смешению, разработке операторной схемы процесса получения резиновой смеси на основе этилен-пропиленового каучука, анализ научно-технической и патентной литературы в области оборудования, применяемого для подготовки каучуков к смешению.

1. Ассортимент оборудования, применяемого для подготовки каучуков к смешению

Подготовка каучука и ингредиентов к смешению, точность их взвешивания, определенная последовательность введения ингредиентов в каучук, температура и скорость смешения, давление на смесь в резиносмесителе, тип смесительного оборудования существенно влияют на свойства полученных смесей. Выполнение каждой технологической операции подготовки каучука к смешению осуществляется по определенному регламенту на специальном оборудовании и требует затраты значительного количества энергии и времени.

Прежде чем подать каучук на смешение в резиносмеситель, его надо измельчить. Натуральный каучук (НК), поступающий в виде кип, режут на куски, кладут на загрузочный транспортер вместе с другими ингредиентами и транспортируют в закрытый смеситель. Часто для нарезки каучука применяют грануляторы. Такая процедура сокращает время введения и улучшает диспергирование технического углерода.

Для облегчения дозирования натурального и синтетических каучуков их гранулируют с помощью специальных машин (грануляторов). Наиболее широко применяют грануляторы червячного типа (рисунок 1).

Рисунок 1 – Гранулятор червячного типа:

1 - станина; 2 - упорный подшипник; 3 - большая приводная шестерня; 4 - хвостовая часть червяка; 5 - сальниковое уплотнение; 6 - роликовый подшипник; 7 - труба; 8 - загрузочная воронка; 9 - рабочий цилиндр; 10 - пневматический цилиндр; 11- резательные ножи; 12 - кожух для приема гранул; 13 - редуктор; 14 - ременная передача; 15 - электродвигатель; 16 - приводное устройство; 17 -головка; 18 - полый вращающийся вал; 19 - неподвижный вал; 20 - перфорированная шайба; 21 - сменная насадка; 22 - сменная гильза; 23 - червяк.

На станине 1 установлен рабочий цилиндр 9, внутри которого запрессована гильза 22 из износостойкой стали. В цилиндре есть загрузочное отверстие и рубашка для подачи холодной или горячей воды. В рабочей зоне червяк 23 имеет однозаходную нарезку с переменным шагом (при такой нарезке червяка обеспечиваются хороший захват материала в загрузочной зоне и меньшее тепловыделение в рабочей зоне).

Отношение длины рабочей части червяка к диаметру равно 3,5, его витки имеют закаленную поверхность гребней или специальную наплавку из твердых сплавов. На конце червяка установлена сменная насадка 21, обеспечивающая равномерную подачу каучука (или резиновой смеси) под давлением на перфорированную пластину. Насадка имеет двухзаходную нарезку с большим углом подъема винтовой линии. Зазор между насадкой червяка и перфорированной пластиной составляет 1,5--2 мм.

Для охлаждения во внутреннюю полость червяка по трубе 7 подается холодная вода. Хвостовая часть 4, расположенная в заднем цилиндре, установлена на радиальных роликовых подшипниках 6 и снабжена упорным подшипником 2. На хвостовую часть червяка насажена большая приводная шестерня 3, которая входит в зацепление с шестерней редуктора привода машины. Частота вращения червяка в зависимости от размера машины 20--30 об/мин.

Над загрузочным отверстием рабочего цилиндра устанавливается воронка 8 с пневматическим толкателем, который предназначен для обеспечения равномерной подачи каучука и предотвращения скольжения его по червяку, что повышает коэффициент полезного действия машины. Работа толкателя автоматизирована.

На конце цилиндра машины при помощи байонетного затвора закрепляется головка, в корпусе головки, являющемся продолжением затвора, установлен неподвижный вал 19, на который насажен полый вращающийся вал 18. Вал 18 приводится во вращение от мотора 15 через шкив и редуктор 16, связанные последовательно друг с другом ременными передачами 14.

На конце полого вала 18, обращенного к перфорированной пластине 20, закреплена оправка с четырьмя стальными ножами 11. Зазор между ножами и шайбой составляет 0,4-0,5 мм.

При продавливании через отверстия перфорированной шайбы 20 каучук срезается ножами 11. Размер гранул зависит от частоты вращения ножей, которая может изменяться с помощью гидравлического редуктора 13.

Температура выходящих гранул каучука 70--150 °С. Для охлаждения и предупреждения слипания гранулы при последующем их транспортировании и хранении обрызгивают водной каолиновой суспензией, влага из которой затем испаряется. Обрызгивание гранул производится в головке 17 гранулятора. Гранулирование натурального каучука можно совместить с пластикацией. В червячных машинах для гранулирования каучуков применяют червяки диаметром от 380 до 450 мм. Производительность их соответственно составляет от 600 до 700 кг/ч.

Поточные автоматические линии для гранулирования каучуков помимо грануляторов включают устройства для охлаждения, сушки, транспортирования и хранения гранул, а также для подачи их на ленточный транспортер для дозирования и загрузки в резиносмеситель.

Транспортирование гранул осуществляют ленточными транспортерами, элеваторами и пневмотранспортом.

Гранулы хранят в секционных составных бункерах, состоящих из нескольких секций, каждая из которых имеет свое днище. Секции бункера заполняются автоматически в следующей последовательности: при выгрузке из нижней секции сигнализатор ее уровня дает импульс соленоидному клапану, который затем подает сжатый воздух в пневматические цилиндры расположенной выше секции. Поршни цилиндров выдвигают днище, и гранулы каучука пересыпаются в опорожненную секцию. Последующие секции срабатывают аналогично. В процессе работы гранулы пересыпаются из одной секции в другую.

Применение бункеров такой сложной конструкции объясняется необходимостью предупреждения слипания гранул под действием собственного веса.

Взамен ленточных транспортеров для сушки гранул и секционных бункеров для их хранения используют наклонные вращающиеся барабаны, в которых происходит меньшее слипание гранул. Барабаны имеют продольно направленные изогнутые ребра для захвата и подъема гранул, а также винтообразные ребра для продольного передвижения гранул. Наиболее распространены барабанные бункера диаметром 1,8 м и длиной 9 м.

Каучуки и резиновые смеси целесообразно гранулировать на тех предприятиях, где используется небольшой ассортимент каучуков и резиновых смесей при больших объемах производства, например в шинной промышленности.

Существует также гранулятор ножевой (рисунок 2). Применяется для измельчения ножевым методом кусочков резины размером ≤15 мм в резиновую крошку (гранулы резины).

Рисунок 2 – Гранулятор ножевой.

В таблице 1 представлены его технические характеристики.

Таблица 1 - Технические характеристики ножевого регулятора

Принцип работы: гранулятор резины имеет горизонтальное строение. Резиновые фрагменты подаются в загрузочную горловину, где попадают на главный вал. Главный вал поддерживается двумя роликовыми подшипниками. Измельчение резины производится двенадцатью подвижными ножами, закрепленными на валу, и четырьмя неподвижными ножами, закрепленными на корпусе.

После того, как сырье достигнет нужного размера, оно отводится при помощи пневмотрасcы. В конструкции гранулятора присутствует система охлаждения камеры дробления и материала воздухом.

Допускается дробление резиновой смеси с включениями тканевого корда как в распушенном виде, так и в виде нитки. Включения текстиля в резиновой крошке сказываются на производительности гранулятора: чем больше содержание текстиля, тем ниже производительность на выходе.

Ножевой гранулятор предназначен для вторичного дробления крупных фракций резиновой крошки. Идеально подходит для доизмельчения крошки, полученной при первичном измельчении на вальцах и шнековых грануляторах.

Хорошая подготовка к смешению осуществляется, например, в компании PALLMANN. Изучим их технологию.

Для экономичного измельчения натурального и синтетического каучука любого рода - будь то брикеты, листы или чипсы, вулканизированный или невулканизированный каучук, с текстильными вставками или без них - PALLMANN предлагает воспользоваться ультрагранулятором серии PS-C.

Грануляция каучука Компания PALLMANN разработала специальные гильотинные роторы открытого типа без поперечного вала и с маховиком высокого импульса (рис. 3). Благодаря этой конструкции достигается низкий коэффициент трения и, как следствие, измельчение происходит при щадящих температурах. Кроме того, имеется запатентованный загрузочный лоток с затворными клапанами, что позволяет контролировать и дозировать подачу загружаемого материала.

Для получения дополнительной информации по обработке каучука см. Гранулирование каучука Ультрагрануляторо серии PS-C.

PALLMANN предлагает различные установки и системы для измельчения, на которых достигается необходимое качество материала и его конечная тонкость.

Рисунок 3 – Ультрагранулятор серии PS-C

Например, применяются дисковые мельницы типа PKM и турбомельницы типа PP. Мельницы Turbofiners типа PLM, штифтовые мельницы типа PPST и системы криогенного измельчения используются для особенных областей применения.

Рисунок 4 – Турбомельница для измельчения

Исходный продукт в форме гранул подается в мельницу посредством специальных систем дозирования. С помощью вакуумной системы, оптимально подходящей для данного применения, измельченный материал выгружается из мельницы. Используются различные системы сортировки для достижения желаемых качеств порошка.

Отсортированный грубый материал возвращается в мельницу по замкнутому контуру. Готовый продукт в зависимости от требований заказчиков развешивается в мешки, загружается в контейнеры или перемещается на производственную линию.

Предусмотрена установка систем на производственной площадке. В зависимости от условий на месте, возможна установка в многоуровневых зданиях.

В таблице 2 представлено основное оборудование для подготовки каучука к смешению.

Таблица 2 – Основное оборудование для подготовки каучука к смешению

2. Операторная схема процесса получения резиновой смеси на основе этилен-пропиленового каучука

Среди перекисей для вулканизации этилен-пропиленового каучука самой важной является перекись дикумила [80, 83—931. Вулканизация проводится обычно при 155 °С и продолжается 45 мин. Чтобы добиться эффективной дополнительной вулканизации можно произвести кратковременное (—1—2 мин) нагревание до 200 °С. Температура должна быть 145 °С, так как перекись дикумила стабильна при более низких температурах. Перекисная вулканизация (Р = полимер):

Перекисная вулканизация может быть ускорена за счет одновременного добавления серы. Образуются серные мостики.

Рисунок 5 – Операторная схема процесса.

Операторная схема процесса вулканизации представлена на рисунке 5.

В оператор смешения 1 поступают реагенты: каучук, сера, перекиси. Затем они нагреваются в операторе 2, сжимаются в операторе 3. В операторе 4 происходит химическое превращение – образуются серные мостики. Из оператора 4 выходит готовая резина.

3.Анализ научно-технической и патентной литературы в области оборудования, применяемого для подготовки каучуков к смешению

Рассмотрим патент РФ № 2375188 Черепанова С. В «Пресс-гранулятор» [8]. Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам гранулирования, и может быть использовано в химической, строительной, сельскохозяйственной, пищевой и других областях промышленности. Пресс-гранулятор содержит корпус, перфорированную цилиндрическую матрицу, два прессующих ролика и, по меньшей мере, один привод. Прессующие ролики имеют механизм регулирования зазора между матрицей и роликами. Каждый привод вращения установлен на основании за главным валом. Привод связан с валом посредством двухступенчатой передачи через промежуточный вал с использованием многоручьевых ремней. Для регулирования зазора использованы двуплечий и одноплечий рычаги, которые одним плечом соединены между собой посредством тяги. Тяга имеет разнонаправленную резьбу и две резьбовые проушины. Второе плечо двуплечего рычага соединено с неподвижной осью при помощи двух тяг с разнонаправленной резьбой и резьбовой втулки. В результате обеспечивается уменьшение габаритов, повышение безопасности работы и монтажа установки, надежность работы установки, увеличение ее производительности, сокращение потерь материала и улучшение качества конечного продукта.

Рисунок 6 – Пресс-гранулятор

Патентная документация сведена в таблицу 3.

Таблица 3 – Патентная документация.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ