PP排水管课程设计资料.pdf

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1、广 东 石 油 化 工 学 院 课 程 设 计 设计题目 : 1000 吨/年聚丙烯排水管生产车间工艺设计 学院: 笑嘻嘻 班别: 笑嘻嘻 姓名: 笑嘻嘻 学号: 笑嘻嘻思想 指导教师 : 笑嘻嘻 学院院长 : 学习 日期: 学习 1 设计任务书2 一、概述 . 3 1.1PP排水管的简介 3 1.2 PP排水管的优点 . 3 1.3 PP具有良好的国内发展前景 4 1.4 国内外主要生产工艺 . 5 1.5 设计依据. 5 二、产品方案6 2.1 产品质量指标 . 7 2.2 生产工艺8 2.3 工艺流程8 2.4生产配方8 2.5 产品规格9 三、工艺计算 9 3.1 生产能力计算. 9

2、3.2 物料衡算 10 3.3 原料消耗计算 11 四、设备选型与台数计算 . 错误！未定义书签。 4.1 高速混合参数12 4.2 螺杆挤出机计算13 4.3 挤出管辅机及其他设备计算13 4.3.1 真空定型机13 4.3.2 牵引机14 4.3.3 破碎机14 4.3.4 喷码机14 4.4 工艺参数15 4.5 设备一览表16 五、安全与环保. 错误！未定义书签。 5.1安全卫生 16 5.2安全防护16 5.2.1操作防护16 5.2.2事故预防的标志17 5.2.3生产车间管理制度17 5.3 环境安全18 5.3.1废水处理18 5.3.2工业废物18 参 考 文 献 18 2

3、广 东 石 油 化 工 学 院 专 业 课 程 设 计 任 务 书 笑嘻嘻 学院XXX 专业 笑嘻嘻小班学生笑嘻嘻 一、课程设计课题聚丙烯排水管生产车间工艺设计 二、课程设计工作自2012 年 12 月 15 日 起 至 2013 年 01 月 08 日止 三、课程设计进行地点本校 四、设计原始数据 : （一）车间生产能力1000 吨/年聚丙烯排水管； （二）年生产时间7200小时； （三） PP管材合格率99%； （四）产品规格自 定 （五）物料损耗系数 工序配料高速混合挤出成型成型后处理 损耗率0.2 0.4 0.3 0.3 五、课程设计的内容要求 （一）计算及说明部分内容 1、概述包括产

4、品的市场需求情况、国内外主要工艺路线介绍、设计依据、 产品方案、产品质量指标、工艺流程叙述和生产配方等； 2、工艺计算包括物料衡算； 3、设备计算对主要设备进行工艺计算和选型； 4、工艺参数； 5、安全与环保； 6、设备一览表； 7、参考文献资料。 （二）设计图纸：车间设备平面布置图（三号图） （三）基本要求：提交的设计说明书要数据可靠、计算准确，内容完整、层次 分明、文字简练、语句通顺、结论正确。画图规范。设计说明书要八千字以上。 教研室负责人XXX 指导教师r r r 接受任务日期 2013 年 01 月 06 日 学生签名 3 一、概述 1.1 PP 排水管的简介 PP是一种半结晶性材料

5、。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚 物型的 PP温度高于 0C以上时非常脆， 因此许多商业的PP材料是加入 14% 乙烯 的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的PP材料有较 低的热扭曲温度（ 100C ）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有有更强的抗冲 击强度。 PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。 PP 的维卡软化温度为150C 。 由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。 PP 不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热 塑橡胶的方法对 PP进行改性。 PP的流动率 MFR 范围在 140。低 MFR 的 PP材料 抗冲击特性较

6、好但延展强度较低。对于相同 MFR 的材料，共聚物型的强度比均聚 物型的要高。由于结晶， PP的收缩率相当高，一般为1.82.5%。并且收缩率的 方向均匀性比 PE-HD等材料要好得多。 加入 30% 的玻璃添加剂可以使收缩率降到 0.7%。 均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、 抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抵 抗力。 作为一种新型塑料管材产品，聚丙烯（PP ）排水管不仅质轻、无毒，而且具 有诸多的特殊性能， 包括超强的耐化学腐蚀性、 优良的抗冲击性能、 安装方便快 捷性能等，从而成为在工业和民用建筑领域替代柔性铸铁管的理想选

7、择。随着我 国建筑行业的快速发展， 以及相应管材生产线的国产化，聚丙烯静音排水管在我 国将迎来极好的发展机遇。 聚丙烯排水管是一种在建筑排水管领域可替代柔性铸铁管的管材产品，它克 服了后者无法抵抗酸碱腐蚀等缺点。该产品采用三层共挤的生产工艺，原材料为 可回收利用的环保型耐冲击共聚聚丙烯树脂和特殊吸声材料，经过改性处理后， 这种材料其具有良好的降噪静音性能、耐化学腐蚀性能和耐热性能。 该管材在建 筑领域应用广泛，可用于写字楼、高档公寓、医院、疗养院、使馆、学校、AAA 级住宅以及工业建筑的排水排污等。 1.2 PP 排水管的优点 聚丙烯排水管产品之所以能够得到广泛的应用，不仅是因为它像很多塑料管

8、 材一样具有质轻、无毒等优点，更因为它具有以下诸多的特异性能： (1) 超强的耐化学腐蚀性。聚丙烯排水管系统可以排放酸碱度在PH2 12的 液体，从而完全避免了铸铁管不耐酸碱，管壁容易形成点状、孔状腐蚀，以及使 用中较多修补操作的弊病，大幅提高了排水系统的使用寿命。 (2) 优良的抗冲击性能。 PP排水管虽不及金属管道的抗冲击性能强，但足以 满足高层建筑的使用。 来自“国家化学检测中心” 的扁平测试和环刚度测试的结 果（不破裂、不分脱；12kN/m2 ），足以证明它是塑胶类排水管道中最优良的 产品之一。该管材以突出的“以柔制刚”的物理弹性特征替换了铸铁管“以刚制 4 刚”的方式，从而避免了铸铁

9、管易碎易裂的缺点。 (3) 方便快捷的安装。 聚丙烯排水管的总质量只有铸铁管的20% ，管材与管件 采用承插式柔性连接、胶圈密封，安装方便快捷；不使用伸缩节，降低了安装费 用，在节约管件的同时，管道的维护、保养和改造也特别方便，从而实现了“即 拆即装”；“管箍”管件与其他管件不同，不设有“限位装置”，从而可以方便 管道系统的拆装。 (4) 优异的低噪声排放性。通过添加特殊吸声材料来调整管材的内部微观结 构，吸收可闻及声波，并阻止声波传出；通过使用“承插式连接”避免了水流冲 击管壁时声音向下一段管件传递而引起共鸣，从而进一步降低了噪声。 (5) 优越的耐高温性。经过特殊改性处理的内层聚丙烯树脂，

10、在保持其原有 良好的抗冲击性能和使用寿命长等特点外，可以长期承受95左右的热水排放， 保证了住户的洗碗机、消毒柜和热水器的长期使用。 (6) 优秀的环保性能。 产品的无毒性和可回收重复利用性，可避免污染环境； 使用承插式柔性连接， 无需像 U-PVC产品需要胶粘方式连接， 则杜绝了室内甲醛、 苯类物质的污染（胶粘剂中含有大量的甲醛，苯类物质）。 (7) 优良的性价比。由于聚丙烯原料属于一种通用塑料，其成本低于铸铁材 料，加之聚丙烯拥有可回收重复利用特性，并采用承插连接而不需要其他配件， 使得聚丙烯静音排水管的工程造价远低于柔性铸铁管。 1.3 PP 具有良好的国内发展前景 六十年代初， PVC

11、 管材进入中国后，以其轻质，光滑，节能等优越的特性， 在建筑排水领域迅猛的推开。 进入九十年代以后， 行业格局发生了变化， 产品也 由单一的实壁管衍生出了发泡管， 螺旋管，空壁螺旋管等。据有关组织粗略统计， 2003年以后每年的市场交易额达60 多个亿，被大大小小的近千家企业瓜分，而 其中的一半被排在前10 至 20 位的企业获取。 四十多年的时间里， 在排水市场上 PVC-U管材始终未能完全替代铸铁管， 原 因是多方面的。 铸铁管降噪， 耐热，但重量大， 不环保，安装困难，施工费用高。 1999年 11 月，国家建设部，经贸委，质量监督局，建材局等五部委就联合颁布 了关于加强技术创新， 推进

12、化学建材产业的若干意见和 推广应用化学建材和淘 汰落后技术与产品管理办法 等文件，要求在今后两至三年内全国主要城镇都要 陆续限制和淘汰铸铁管， 镀锌钢管等产品， 推广应用新型塑料管材。 但仅有少数 省市建设主管部门作出响应，限制了铸铁管的使用。 再是随着生活质量的提高，人们对生活用建材产品功能上的更高的要求， PVC-U管材就显现出了自身的不足，如隔音效果差，落水噪声大，热水的排放对 系统寿命的影响， 在高层应用的受限等等， 特别是很多厂家为追求高利润而超比 例的添加碳酸钙使管材质量良莠混杂，强度不堪一击。 设计人员和使用单位难以 选择，混乱的市场价格面前又难于取舍。诸多因素的存在与制约， 市

13、场急需一种 能克服以上问题，涵盖以上两种管材优点的替代产品推出。 20世纪90年代，聚丙烯排水管首先出现在欧洲， 随后便以可降低噪声和可以 排放热水、耐化学腐蚀等多项优点， 在欧洲和北美的新建住宅中得到了日趋广泛 的应用。本世纪初，以浙江双林塑料机械有限公司为代表的一些国内塑料管材设 5 备生产商开始研发聚丙烯超静音排水管生产线并取得了成功，这极大地推动了聚 丙烯静音排水管在我国的应用发展。 我国也因此有了可以和荷兰WAVIN 产品相媲 美的名牌产品。 随着近年来我国经济建设的快速发展，人民生活水平的提高， 对 居住建筑的要求也越来越高。 而畅通的排水管网， 是一栋建筑乃至一个城市重要 的基础

14、设施之一， 可为人们的生活和生产提供有力的保证。聚丙烯超静音排水管 作为一种可替代铸铁管道的新型产品，无疑以它优越的静音性、 先进的柔性连接 等性能在我国建筑排水工程中将得到更广泛的应用。 我国自 2000 年明令禁止在新建住宅中使用镀锌管作为供水管道后，聚丙烯 管、聚乙烯管得到了长足发展。其中PPR 管材是欧洲上世纪90 年代初开发的 改性 PP管材大的第三代产品。 欧洲是 PP-R管材的发源地，也是大量推广应用的地区。1993-1996年欧洲 PP-R管的使用量由 3万 t/a 发展到 4.4 万 t/a ，平均每年递增大于 15% ，目前欧洲 已经有 80% 以上室内自来水管道使用PP-

15、R管材。 应用量较大国家有意大利、 德国、 丹麦、土耳其、捷克等。意大利年使用PP-R管材达到 3000万 m ，约占欧洲总量 的22% ，自1988-1996年，德国塑料管材用量在建筑内饮水和热水系统中应用由5% 增至37% ，而不同种类塑料管材在饮用水和热水系统中，丙烯共聚物管材 28% ，从 1996年起，在室内排水管应用方面， 由于良好的耐热性和燃烧时无害，在新建筑 中全部采用丙烯共聚物管材。 上海建筑材料厂于 1997年从德国引进生产设备和技术，建成我国最早生产 PP R管材和管件的生产线，其生产能力为500t/a 。1991年，我国山东建成第一 条丙烯共聚物管材国产化生产线。自20

16、02年以来我国一些有实力的塑料管道生 产企业开发的聚丙烯静音排水管产品相继投放市场。几年来该产品由于在住宅室 内排水工程中的优异性能， 市场占有率不断扩大， 大面积推广应用具有良好好的 社会效益和经济效益。 如今，国内 PP-R管材生产线 30余条，总生产能力达到 1.5 万 t/a ，全国有近 1000万建筑的冷水热水使用了PP-R管道。 1.4 国内外主要生产工艺 目前国内不少厂家对聚丙烯静音管的生产工艺进行了深入的研究与开发。产 品采用 3层共挤的生产工艺制成，其外层和内层以改性聚丙烯树脂为原料，中间 层由无机矿物填料、 PP 和热塑性弹性体三元共混的粘弹性材料组成。 1.5 设计依据

17、（1）通过核磁共振数据判定： PP-H 是均聚聚丙烯，也就是我们所说的型聚丙烯。我们可以知道，它是 由单一聚丙烯单体聚合而成，分子链中不含乙烯单体。PP-H 分子链的整规度很 高，因此材料的结晶度高、耐冲击性能差。 PP-B 为嵌段共聚聚丙烯，也就是我们所说的型聚丙烯。它的乙烯含量较 6 高，一般为 7-15% 。在分子序列中，两个乙烯单体及三个单体连接在一起的概率 非常高，说明乙烯单体仅存在嵌段相中。 以嵌段形式存在的乙烯链段使材料的冲 击强度得到了很大的改善，但由于不能将PP-H分子链的等规度降低，材料的结 晶度、熔点和耐热性能不能得到根本改善。 PP-R 是无规共聚聚丙烯，也就是我们所说

18、的型聚丙烯。它是由丙烯单体 和少量乙烯单体在加热、 加压和催化剂作用下共聚得到的。乙烯单体随机地分布 到丙烯长链中，其中乙烯单体一般控制在3-5%之间。乙烯单体的无规加入降低 了聚合物的结晶度、熔点，改善了冲击性能和耐热性能。 （2）三种管材对比（表1.5-1 ）： 管材名称PVC-U 铸铁管聚丙烯管 噪音水平 dB 58 46.5 45 管材密度 g/cm 1.4 7.8 1.2-1.8 壁厚 mm 3.2 5.5 4.5 材质聚氯乙烯铸铁聚丙烯及吸声材料 价格低高中 安装易难易 耐酸碱水平低不耐酸碱高（PH2-PH12） 寿命30-50 年50 年50 年以上 表 1.5-1三种管材对比（

19、以110 管径为例） （3）执行标准： GB4217-84 热塑性塑料管材的公称外径和公称压力 聚丙烯静音排水管材及管件CJ/T273-2008； 大气污染物综合排放标准（GB16397-1996 ） 环境空气质量标准（ GB3095-1996 ） 工业企业设计卫生标准 GB/T18742.1-2002冷热水用聚丙烯管道系统第一部分：总则 GB/T18742.2-2002冷热水用聚丙烯管道系统第二部分：管材 GB/T18742.3-2002冷热水用聚丙烯管道系统第三部分：管件 GB/T 50349-2005建筑给水用聚丙烯管道工程技术规范 所以本方案选择生产PP-R排水管。 二、产品方案 聚丙

20、烯极好的流动性能和宽范围的流速，以及其它独特的聚合物特性 相结合，使它具有优异的加工性能。成型的方法很多，可注塑、吹塑、真 空热成型、涂覆、旋转成型、电镀和发泡，还可以在金属表面喷涂。其中 7 注塑成型的比例最大，为防止后结晶产生的收缩变形，制品一般需经热水 浸泡处理。 使用管式水冷激工艺可以把PP 加工成共挤出吹制薄膜以及单层薄膜。 PP 还可以挤塑成管状产品，如饮料吸管和饮用水管。PP 在线缆涂层方面 也有用途。一般而言，低流速配方材料用于生产厚壁产品和那些要求韧性 的产品。高流速的材料用于生产薄壁部件和要求快速加工的产品。 2.1 产品质量指标 PP-R管材的生产对原料的要求比较严格，主

21、要生产商在欧洲。国内大部分 的 PP-R树脂生产还不过关， 因此目前一般采用进口PP-R数值较为合适。 用于挤 出成型加工 PP-R管材的树脂性能与加工其他PP-R制品（包括注塑管件） 有一定 区别。就加工性能而言，由于生产PP-R管材所用的树脂的熔融粘度较大，熔体 指数小（ 0.1 0.4g/10min ），因此，它具有一定的加工难度和加工要求。下表 为 PP-R专用料性能表，见表1.7-1 。 性能指标测试方法 密度 / （g/cm 3） 0.9 按 ISO1183 规定 熔体指数（ 230，2.16kg ） / （g/10min ）0.3 按 ISO1133 规定 拉伸屈服应力 /MPa

22、 26 按 ISO527-2 规定 拉伸断裂应力 /MPa 21 按 ISO527-2 规定 拉伸弹性模量 /MPa 808 按 ISO527-2 规定 弯曲模量 /MPa 874 按 ISO178 规定 弯曲应力 /MPa 30.5 按 ISO178 规定 简支梁缺口冲击强度/ （kJ/m 2） 23 0 -20 22.9 4.53 1.86 按 ISO179/1A 规定 悬臂梁缺口冲击强度/ （kJ/m 2） 23 0 -20 22.5 5.56 3.4 按 ISO179/1A 规定 邵氏硬度60 按 ISO868 规定 洛氏硬度50 按 ISO2039-2 规定 维卡软化温度 / 131

23、.1 按 ISO306 规定 熔点 / 131.3 按 ISO3146-19 规定 比热容（ 20） / （J/g?K）2.0 按 DSC规定 热传导率（ 1060） / （W/m? ）0.21 按 DIN52612 规定 表 2.1-1 PP-R专用料性能 8 产品主要技术指标： 项目指标 溶体质量流动速率（230 度， 2.16KG）0.9G/ 立方厘米 拉伸强度=20MPa 弹性模量（ 20 度）800MPa 热膨胀系数1.5X10-4/k 导热系数2.1W/mk 纵向回缩率=2% 冲击试验（ 0 度， 2h，15j ）=10% 液压 20 20 度，环应力16MPa ，1h 无渗漏 试

24、验95 度，环应力3.5MPa，1000h 无渗漏 表 2.1-2产品主要技术指标 2.2 生产工艺 PP R管的生产工艺为挤出成型工艺，首先加料斗内的 PP R原料靠自重进 入挤出机， 在挤出机料筒内经加热挤压混合，充分塑化后从挤出机口模挤出，进 入定型台，定型后的管材经牵引机，通过定长测定，由切割机切断，管材经检验 合格后入库。 2.3 工艺流程 图 2.3-1 工艺流程图 2.4 生产配方 PP与各种助剂、填料原料混合、干燥真空上料 定径套单螺杆挤出机喷淋真空定型喷淋冷却水箱 喷码机履带牵引成品检测包 9 PP的加工成型方法主要采用注塑成型、挤出成型、吹塑等成型方法，也可 进行二次加工。

25、所以本设计的生产配方选择的PP-R管配方，如表 2.4-1 。 表 2.4-1 抗老化 PP配方 2.5 产品规格 本设计年产量为 1000 吨，鉴于规模较小，故只做4 种规格的条形管材。 表 2.4-2 产品规格（单位：mm ） 三、工艺计算 设计原始数据 : （一）车间生产能力1000 吨/年聚丙烯排水管； （二）年生产时间7200小时； （三） PP管材合格率99%； （四）产品规格自 定 （五）物料损耗系数 工序配料高速混合挤出成型成型后处理 损耗率0.2 0.4 0.3 0.3 3.1 生产能力计算 kg29.140 99.07200 10001000 合格率年生产时数 装置产量（公

26、称产量） 每小时设计产量 kg96.33662429.140日生产时数每小时设计产量每天设计产量 序号原料型号品牌配比价格（元 /t ） 1 PP C4220 燕山石化公司100份12300 2 抗氧剂1010 巴斯夫（汽巴）0.4 份48000 3 脱氧剂XHLL XHLL 0.3 份1900 4 稳定剂770 巴斯夫（汽巴）0.1 份110000 5 紫外线吸收剂UV-531 昱信0.2 份53000 6 硬脂酸钙- 茂丰6 份6800 7 色母粒（白色）M0011 卡帝德4 份8000 10 kg1010088720029.140年生产时数每小时设计产量年设计产量 3.2 物料衡算 （1

27、）按每天物料在各工序中进出料量进行计算： （2）得出生产物料衡算表（表 3.2-1）与生产流程损耗图（图3.2-1 ）。 表 3.2-1生产物料衡算表 3407.66 3400.85 3387.25 3377.09 3366.96 损耗6.81 13.60 10.16 10.13 图 3.2-1 生产流程损耗图 工序输入物料输出物料损耗 配料3407.66 3400.85 6.81 混合3400.85 3387.25 13.60 成型3387.25 3377.09 10.16 后处理3377.09 3366.96 10.13 总计3407.663366.9640.70 kg09.3377 %3

28、.01 96.3366 1 后处理物料损耗率 每天设计产量 日进入后处理的物料量 kg25.3387 %3.01 09.3377 1 挤出成型物料损耗率 日进入后处理的物料量 量日进入挤出成型的物料 kg85.3400 %4.01 25.3387 1 高速混合机物料损耗率 量日进入挤出成型的物料 料量日进入高速混合机的物 kg66.3407 %2.01 85.3400 1 配料物料损耗率 料量日进入高速混合机的物 日进入配料的物料量 配 料 混 合 成 型 后处理产 品 11 3.3 原料消耗计算 分配方的总分数111462.01.03.04.0100 012.1 96.3366 66.340

29、7 日产量 日消耗原料量 总单耗 各种原料单耗总量： 成品总单耗 配方总分数 配方分数 树脂单耗t/ t912.0012.1 111 100PP PP 成品年设计产量树脂单耗年消耗量t/t200.921088.1010912.0PP 成品总单耗 配方总分数 配方分数抗氧剂 抗氧剂单耗t/t00365.0012.1 111 4.0 成品年设计产量抗氧剂单耗年消耗量t/t687.3088.101000365.0 成品总单耗 配方总分数 配方分数脱氧剂 脱氧剂单耗t /t00274.0012.1 111 3.0 成品年设计产量脱氧剂单耗年消耗量t/t768.2088.101000274.0 成品总单

30、耗 配方总分数 配方分数稳定剂 稳定剂单耗t/ t00091.0012. 1 111 1.0 成品年设计产量稳定剂单耗年消耗量t /t920.0088.101000091.0 成品总单耗 配方总分数 配方分数紫外线吸收剂 紫外线吸收剂单耗t/t00182.0012.1 111 2.0 成品年设计产量紫外线吸收剂单耗年消耗量t/t838.1088.101000182.0 成品总单耗 配方总分数 配方分数硬脂酸钙 硬脂酸钙单耗t/ t0550.0012.1 111 6 成品年设计产量硬脂酸钙单耗年消耗量t/t555.55088.1010055.0 成品总单耗 配方总分数 配方分数色母粒 色母粒单耗

31、t /t0365.0012.1 111 4 成品年设计产量色母粒单耗年消耗量t /t868.36088.10100365.0 12 得出主要原料消耗表（表3.3-1）： 表 3.3-1 主要原料消耗 四、设备选型与台数计算 PP R 导热性比较低，分子质量高，M-FR 低，消耗功率大，挤出设备应具有 较大的长径比 ( 不小于 30：1) 和驱动功率及准确的电子控温装置。而且，螺杆妻 采用新型 昆炼式螺杆，使物料充分塑化，以达到低温挤出的目的。 由于PP R的记忆特性，在模具方面不可采用普通的挤管模具。目前国内多 使用新型的螺旋式挤管模具，这种模具分流效果好，无熔接痕，机头压缩比小， 既可改善产

32、品质量又有利于提高生产效率。PP R管材的定径采用真空定径方式。 由于PP R 导热性能差，冷却过程放热量大，加之管壁较厚， 0mm 口径以下的管 材， 真空定径箱长度不低于 6m ； 0 75mm 口径的管材，真空定径箱长度不低于 12m ； 对于们 5mm 以上口径的管材， 真空定径箱长度在 18m 以上，最好采用双泵分级抽真 空。本 PP 管配料表观密度为 1.6kg/L 。 4.1 高速混合机 本设计选择新富盛混合机资料选取SHR 200A 高速混合机，有效容积为 150L。详细如表 4.1-1 。 品牌 新富盛 产品型号SHR-200A 总容积200L 有效容积150L 搅拌浆数3

33、个 主轴转速475/950 原料型号品牌单耗量年耗量 PP C4220 燕山石化公司0.912 921.200 抗氧剂1010 巴斯夫（汽巴）0.00365 3.687 脱氧剂XHLL XHLL 0.00274 2.768 稳定剂770 巴斯夫（汽巴）0.00091 0.920 紫外线吸收剂 UV-531 昱信 0.00182 1.838 1硬脂酸钙- 茂丰0.0550 55.555 2色母粒（白 色） M0011 卡帝德0.0365 36.865 kg99.141 24 66.3407 日生产时数 量日进入高速混合机物料 每小时设计产量 L744.88 6.1 199.141 配料表观密度

34、操作周期每小时设计产量 每批混合物料量 13 混合时间 610 分钟/ 锅 驱动电机 AC380 50HZ 电机功率 6KG 价格17000 元/ 台 表 4.1-1 SHR 300A高速混合机参数 台 有效容积 设计量 混合机的台数6.0 150 744.88 由以上数据可知高速混合机需要1台。 4.2 螺杆挤出机计算 本设计挤出机选取单螺杆挤出机。 依照每小时的生产量， 本设计选取了震雄机械制造的型号为SJ90/30 的单螺 杆挤出成型机，如表4.2-1 。 品牌震雄机械 型号SJ90/30 螺杆直径90（mm ） 电动机功率55（kw） 加热功率32kw 产量150kg/h 长径比30:

35、1 外形尺寸4500*1200*1650 （mm） 价格88000 元/ 台 表 4.2-1 SJ90/30 型号单螺杆挤出机参数 所以，本设计选取的挤出机数量为1 台。 4.3 挤出管辅机及其他设备计算 由 2.5 产品型号可知产品外径有50mm 、75mm 、110mm 、160mm 四种型号，对 应的壁厚为 3.2mm 、3.8mm 、4.5mm 、5.0mm 。 4.3.1 真空定型机 本设计选择曙光的真空定型机，型号为GZDY-180 ，因为只有一台挤出机， 所以配备 1 台真空定型机。 kg14.141 24 25.3387 日生产时数 量日进入挤出成型的物料 每小时设计产量 台挤

36、出机的台数94. 0 150 14.141 t/a1080 1000 7200150 1000 年生产时数最大挤出率 设备年生产能力 14 品牌曙光 型号GZDY-180 管材口径50-180mm 电动机功率7.5KW 真空箱长度6000mm 喷淋冷却水泵 1 台5.5kw 真空泵 1 台5.5kw 价格8000元/ 台 表 4.3.1-1曙光真空定型机参数 根据产品的规格，本设计选用顺宇型号为三爪牵引/1 的牵引机，台数位1 台。详细参数如表4.3.2-1 。 品牌顺宇 型号三爪牵引 /1 牵引力9750(N) 有效长度1850(mm) 速度0.5-6( 米/ 分) 规格50-250 价格2

37、8000 元/ 台 表 4.3.2-1 顺宇牵引机参数 4.3.3 破碎机 因产品合格率为 99% ，经计算，每日产生废料量为40.70kg。所以本设计选 择为海马 HM-3pc的破碎机，数量 1 台，详细参数如表 4.3.3-1 。 品牌海马 型号HM-3pc 破碎室口径185*150(mm) 破碎能力100-150(kg/h) 动刀9(片) 定刀2(片) 电机功率2.2kw 价格6500元/ 台 表 4.3.3-1 海马 HM-3pc破碎机参数 4.3.4 喷码机 根据产品规格与产量，本设计喷码机选用康尼C500 ，数量 1 台，详细参数 如表 4.3.4-1 。 品牌康尼 型号C500

38、打印范围100000000（mm ） 喷印高度3-17mm 15 喷印速度0.7 米秒 喷印精度200*100-200dpi 喷印距离1-15mm可调节 价格6500元/ 台 表 4.3.4-1 康尼 C500详细参数 4.4 工艺参数 PP R 管的生产工艺为挤出成型工艺， 首先加料斗内的 PP R原料靠自重进入 挤出机，在挤出机料筒内经加热挤压混合，充分塑化后从挤出机口模挤出。生产 出高质量 PP-R 管材必须有塑化良好及稳定的熔体流动，除了以上材料及设备因素 之外，工艺控制也十分重要。PP-R 管材的成型工艺温度一般在210260之间。 螺杆转速为 70-90r min（高速线）。真空度

39、一般为 005008a，调整应遵 照原则见下表（表 4.4-1 ）。 表 4.4-1 真空度调整遵照原则 通常在满足管材外观质量要求的前提下，真空度应尽可能的低， 以减少内应 力，这样管材在存放过程中收缩变形小。 PP-R 管材生产典型工艺条件见下表（表4.4-2 ）： 表4.4-2 PP-R 管材生产典型工艺条件 管材的牵引速度与挤出速度要匹配，注意不能影响管径和壁厚。 过快的牵引 速度会拉薄管壁，定型不充分，出现拉伸定向的现象，影响环应力，导致耐压性 16 能下降。喷淋水温应控制在1020。水温过高，形成结晶颗粒粗大，冲击性 能差；过低，强制冷却后，因导热性能差，形成温度梯度，产生内应力，

40、影响管 材质量。 PP R管生产过程中产生的残次品，经破碎后可再次加以利用，这就提高了 原料的利用率，并可降低生产成本，提高经济效益。 4.5 设备一览表 序号设备名称型号规格台数 1 高速混合机新富盛 SHR-200A 1 2 单螺杆挤出机震雄机械 SJ90/30 1 3 真空定型机曙光 GZDY-180 1 4 牵引机顺宇三爪牵引 /1 1 5 破碎机海马 HM-3pc 1 6 喷码机康尼 C500 1 表 4.5-1 设备一览表 五、安全事项 5.1 安全卫生 在生产过程中产生微量的氯气、 少量的粉尘和噪声等， 此外还存在着带电设 备漏电、传动机械伤人以及火灾等潜在危险因素。本设计充分重

41、视操作人员的职 业安全卫生问题，在工程设计中选择排污量少、 机械化程度高的生产工艺及设备， 降低污染物排放量， 以保护工人的身体健康和减轻工人的劳动强度。同时，对影 响操作人员及卫生条件的各种有害因素，都考虑采取有效的防护及治理措施，以 保证操作人员的安全和良好的工作环境。工艺生产系统、 动力系统、 辅助系统等 均设有办公室， 各车间生产工人均设有休息室，以及浴室、 食堂等其他生活辅助 设施，以保证有较好的休息场所和卫生条件。根据劳动保护的有关规定， 不同工 种的工人配备必要的劳动保护用品。 5.2 安全防护 5.2.1 操作防护 （1）开车前有专人启动运转设备，检查设备运转是否正常， 如果发

42、现故障及 17 时排除。 （2）开启电热器，对挤出机的机头、机身均匀加热升温，使各部分温度超出 正常生产温度 10左右时，恒温 30-60 分钟，使设备内外温度一致。 （3）要以低速起动开车， 检查螺杆有无异常及电动机电流表有无超负荷的现 象，压力表是否正常。 （4）刚开始要少量加料， 当物料挤出口模时方可大量加料，在物料被挤出之 前，任何人均不得处于口模的正前方。 （5） 螺杆、 机筒清理时可用软聚氯乙烯等塑料通过最后挤压来清理螺杆机筒， 停车时要加入清洗料。 （6） 挤出时应注意的安全事项有电、热、机械的传动和笨重部件装卸等， 拆卸挤出机时要先拆出螺杆，后拆机筒。 5.2.2 事故预防的标

43、志 事故预防或安全标志是放置在工作场所的一些标志，它们用于： （1）防止事故； （2）警告健康和安全方面的危险； （3）指出那里放有紧急应急设备； （4）告诉工人在那里必须佩戴个人劳保用品。 不同的颜色和形状的安全标志表示不同的信息： （1）禁止标志红色圆圈和斜道表示禁止的行为。（如禁止吸烟的标志） （2）警告标志黄色三角标志显示可能的工作场所危险。 （3）命令标志蓝色圆圈表示所必须佩戴的个人劳保用品。 （4）灭火设备标志红色长方形表示出灭火装置所处的位置。 （5）加标锁定标志红色的标牌用于机械设备上来表示控制和锁定电和其它能 源。 5.2.3 生产车间管理制度 范围：生产车间所有员工及进出车

44、间人员。 （1）上班时按要求穿戴好工作服、工作帽、工作鞋, 挂好上岗证 , 工作服不 得穿出车间。 （2）车间严格按照生产计划部指令, 根据车间设备状况和人员 , 精心组织生 产。 （3）车间如遇原辅材料、包装材料不符合规定, 有权拒绝生产 , 并报告质保 部和生产计划部。如继续生产造成损失，将按质量管理条例进行处罚。 18 （4）员工在生产过程中应严格按照质量标准、工艺规程进行操作 , 不得擅自 提高或降低标准 , 在操作的同时并作好记录。造成较大经济损失将按质量管理 条例进行处罚。造成安全事故者将交公司处罚 （5）开车必须办理开车操作票，检查并确认水、电、汽（气）必须符合开 车要求，各种原

45、料、材料、辅助材料的供应必须齐备、合格。投料前必须进行分 析验证。 （6）正常停车必须按停车方案中的步骤进行。用于紧急处理的自动停车联 锁装置，不应用于正常停车，加强与有关岗位和部门的联系。 （7）加强现场管理随时保证场地整洁、设备光洁。操作人员下班前均要打 扫场地和设备卫生。 （8）车间生产所剩的边角余料将由专职人员运出车间, 由其他部门统一处 理。 （9）车间员工和外来人员进入特殊工作岗位应遵守特殊规定, 确保生产安 全。 5.3 环境安全 不恰当地操作或处理废弃物会造成环境破坏并招致巨额的政府环保部门的罚款 而且产生不良的公众影响。 因此，对于员工来说， 很好地管理他们范围内产生的 废弃

46、物是极端重要的。 5.3.1 废水处理 （1） 确保油类物质（润滑油，液压油等）和溶剂类（如香蕉水）不能倾倒入下 水道。这些物质应单独处理。 （2）对废水处理有任何疑问，联系安全环保部人员。 5.3.2 工业废物 （1）确保有用于紧急事件的设备，比如吸收垫，灭火器可以使用。 （2）盛放废弃物的容器应在除倾倒时外保持封闭。 （3） 绝对不要过多的装满废弃物容器。在容器顶部和废弃物之间应有10 厘米 的间距。 （4）不相容的废弃物不能放在一个容器内。在将废弃物丢入容器前应阅读容器 上的标签。 （5）绝对不要将任何工业废弃物倾倒入下水道。 （6）如果有任何有关工业废物倾倒的疑问，联系安全环保部人员。

47、 参 考 文 献 1 张玉龙、张子钦塑料挤出制品配方设计与加工实例北京：国防工业出版社 2006 2 张小文塑料管道及管件加工与应用北京：中国石化出版社 2003 3 吴大鸣特种塑料管材北京：中国轻工业出版社 2000 4 强信然、黄元森、吴勇、陈建业最新塑料制品的开发配方与工艺手册北京：化学工 19 业出版社 2001 5 黄晓燕、李德群 PPR 管材气体辅助挤出成型机头设计模具工业 2007 第 33 卷第 10 期 6 王金保、王晓茹 PP-R 管材的生产与应用现代塑料加工应用 2001 第 13 卷第 6 期 7 柴冈 PP-R 管在供水系统中的选择与应用中国塑料加工工业协会塑料管道专业委员 会 2008 8 丁玉梅、杨卫民、吴大鸣塑料管材的真空定径中国塑料 1999 第 13 卷第 5 期 9 刘佑习 , 郭誉文 , 杨始至高分子学报 1995 （2）： 135