Описание технологического процесса

Автоматизация технологических процессов и производств

Производство одноразовой посуды экструзионным процессом

 

Пермь 2010

Содержание

1. Введение

2.Описание технологического процесса

2.1 Общее устройство линии для пленок глубокой вытяжки

2.1.1 Принцип действия шнекового экструдера

2.1.1.1 Устройство экструдера

2.1.1.2 Привод экструдера

2.1.1.3 Редуктор

2.1.1.4 Цилиндр и загрузочное отверстие

2.1.1.5 Загрузочный бункер

2.1.1.6 Шнек

2.1.1.7 Экструзионная головка

2.1.1.8 Фильтры и устройства для автоматической смены фильтров

2.1.1.9 Системы нагрева и охлаждения

2.1.2 Каландр

2.1.2.1 Станина оборудования с ходовым механизмом

2.1.2.2 Валки каландра

2.1.2.3 Привод валков

2.1.2.4 Регулировка щели

2.1.3 Намоточное устройство

2.1.3.1 Компенсатор

2.1.3.2 Промежуточный вытяжной прибор

2.1.3.3 Устройство продольной резки

2.1.3.4 Направляющая рама для пленки

2.1.3.5 Вспомогательное съемное устройство

2.1.3.6 Антистатическое оборудование

2.2 Линия термоформования

3. Анализ структуры системы автоматизации

3.1 Общее управление процессом

3.2 Истинное полное управление процессом экструзии

3.3 Функциональные возможности системы управления

3.4 Наиболее важные параметры

3.4.1 Контроль давления

3.4.2 Контроль температуры

3.4.3 Другие параметры

4. Система автоматизации на различных участках технологического процесса

4.1 Принцип работы управляющей системы

4.1.1 Общие сведения

4.2 Управляющая система на разных участках тех. цикла

4.2.1 Дозаторный блок

4.2.2 Привод экструдера

4.2.3 Обогрев экструдера

4.2.4 Вакуум-насос

4.2.5 Датчик давления расплава на экструдере

4.2.6 Ситообменник

4.2.7 Термодатчик для расплава

4.2.8 Датчик давления расплава на входе насоса для расплава (MP2)

4.2.9 Насос для расплава

4.2.10 Датчик давления расплава на выходе насоса для расплава (MP3)

4.2.11 Датчик давления расплава на фильере (MP4)

4.2.12 Приводы валков

4.2.13 Датчик зазора валков

4.2.14 Гидроагрегат подвода валков

4.2.15 Приводы регулировки зазора валков

4.2.16 Агрегаты термостатирования валков

4.2.17 Привод перестановки каландра по высоте

4.2.18 Привод шасси каландра

4.2.19 Привод тянущего механизма      

4.2.20 Пневмопривод тянущего механизма

4.2.21 Намотчик/измельчитель обрезаемых кромок

4.2.22 Толщиномер

4.2.23 Намотчик

4.3 Выбор аппаратных средств

4.3.1 Подсистема регулирования температуры

4.3.2 Подсистема регулирования давления в фильере     

4.3.3 Основные характеристики узлов входящих в систему управления

4.3.4 Датчики давления       

4.3.5 Датчики температуры

5. Контроль температурного режима

5.1 Теоретические сведения

5.2 Тепловые характеристики системы

5.3 Настройка параметров регулятора

5.3.1 Характеристики работы терморегулятора

5.3.2 Влияние PID-параметров на режим работы регулятора

5.4 Тепловые характеристики экструдера Reifenhauser 3201

5.4.1 Метод Циглера-Николса

5.4.2 Регуляторы температуры с фиксированными характеристиками

6. Заключение

7. Список литературы

Введение

Всё производство одноразовой посуды может быть разделено на два основных этапа. Первый, наиболее трудоёмкий этап, заключается в производстве плёнки глубокой вытяжки. На втором этапе плёнка, смотанная в рулоны, загружается в формовочную машину, которая и производит конечный продукт. В данной работе в основном будет рассмотрен процесс получения плёнки глубокой вытяжки. Этот процесс является наиболее трудоёмким, следовательно требует тщательного контроля.

Теория процесса формовки будет изложена только в качестве ознакомительного материала.

Описание технологического процесса

Стандартный процесс изготовления одноразовой посуды выглядит так.

Сырье доставляется на производство в виде гранул. Они подаются в плоскощелевой экструдер - машину, где получается расплав, который перемешивается с помощью шнекового пресса (как в мясорубке). Затем выдавленную через плоскую щель массу с помощью больших валов (каландров) превращают в лист, толщина которого может быть от долей миллиметра до нескольких миллиметров. Требования к валам-каландрам жесткие: их биение не должно превышать нескольких микрон, и с высокой степенью точности должна регулироваться температура (особенно капризен полипропилен). На специальных экструдерах можно получать многослойный лист. Одно из главных требований: его толщина должна быть равномерной. Разнотолщинность - плюс-минус 20% (что типично для азиатского оборудования) - увеличивает расход сырья примерно на те же 20%; к тому же ухудшается качество изделий. Затем лист поступает в формовочную машину. С помощью пресс-форм получают стаканчик или тарелку, которые здесь же или чуть позже вырубаются из листа. Переход на новое изделие осуществляется после изготовления или покупки соответствующей пресс-формы. Требования к ней очень высоки, ведь каждые несколько секунд она механически смыкается и размыкается, испытывая ударную нагрузку. Даже незначительные дефекты сразу дают о себе знать.

Линия для производства одноразовой посуды, находящаяся на предприятии ООО «Upax-Unity», г.Пермь, ул. Героев Хасана 76, состоит из следующих агрегатов.

Экструзионная линия:

Загрузчик: Гравиметрическое устройство дозирования и смешивания GRAVICOLOR 100 фирмы Motan.

Экструдер: Reifenhauser 5801.

Соэкструдер: Reifenhauser 3201.

Привод экструдера: Электродвигатель Siemens.

Частотный преобразователь: Siemens.

Редуктор: POSIREX I – XCIL40 – R11 –H14 – 14 – Z3 – 464 фирмы PIV Drives GmbH.

Ситообменник: FSC-180 фирмы Maag Pump Systems.

Насос для расплава: Extrex ST.

Система соэкструзии: фирмы Reifenhauser.

Каландр: MIREX-S фирмы Reifenhauser.

Намотчик: фирмы LSF.

Измельчитель: Rapid 4300.

Линия термоформования:

Термоформовочная машина ILLIG RDM 45/3.