201120090125-周辰峰-年產(chǎn)2000噸可冷彎PVC電工套管原料車間工藝設(shè)計

1、東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 作者聲明 畢業(yè)設(shè)計 題 目 年產(chǎn)2000噸可冷彎PVC電工套 管原料車間工藝設(shè)計 英文題目 The Design of Raw materials Workshop Process of PVC Electrical Casing with 2000 Tons Annual Output 學(xué)生姓名：周辰峰 申請學(xué)位門類：工士學(xué)位 學(xué) 號： 201120090125 專 業(yè)： 材料科學(xué)與工程 學(xué) 院： 化學(xué)生物與材料科學(xué)學(xué)院 指導(dǎo)教師： 朱國平 職稱： 講師 二0一五年六月 一 日作 者 聲 明本人以信譽鄭重聲明：所呈交的學(xué)位畢業(yè)設(shè)計（論文），是本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下

2、由本人獨立撰寫完成的，沒有剽竊、抄襲、造假等違反道德、學(xué)術(shù)規(guī)范和其他侵權(quán)行為。文中引用他人的文獻、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標(biāo)注出，不包含他人成果及為獲得東華理工大學(xué)或其他教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。對本設(shè)計（論文）的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本畢業(yè)設(shè)計（論文）引起的法律結(jié)果完全由本人承擔(dān)。本畢業(yè)設(shè)計（論文）成果歸東華理工大學(xué)所有。特此聲明。畢業(yè)設(shè)計（論文）作者（簽字）： 簽字日期： 年 月 日 本人聲明：該學(xué)位論文是本人指導(dǎo)學(xué)生完成的研究成果，已經(jīng)審閱過論文的全部內(nèi)容，并能夠保證題目、關(guān)鍵詞、摘要部分中英文內(nèi)容的一致性和準(zhǔn)確性。 學(xué)位論文指導(dǎo)教師簽名： 年

3、 月 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 摘要摘 要 聚氯乙烯（PVC）制成的管材具有良好的力學(xué)性能，防腐蝕性能，重量輕等特點而被廣泛使用。由于PVC管材的絕緣性能好，用PVC制成的電工套管質(zhì)量輕、阻燃、絕緣、安裝方便、清潔衛(wèi)生、無污染、價格低、使用壽命長等特點，廣泛應(yīng)用于電氣工程中。本文主要設(shè)計了一條年產(chǎn)兩千噸PVC可冷彎電工套管的原料車間。原料車間的主要任務(wù)是符合要求的原料制成PVC電工套管生產(chǎn)過程中所需的配合料，并送入擠出機煉制，該過程中配料的精準(zhǔn)和生產(chǎn)過程中的穩(wěn)定運行決定電工套管的質(zhì)量。本設(shè)計簡單介紹了PVC電工套管的定義和發(fā)展現(xiàn)狀，主要設(shè)計了PVC可冷彎電工套管生產(chǎn)原料配方，原料車間的工藝

4、流程，原料車間的平面布置以及在原料車間要用到的主要設(shè)備選型。通過對設(shè)計的可行性分析，結(jié)果表明使用造粒，擠出工藝建成的年產(chǎn)兩千噸的PVC可冷彎電工套管工廠需要前期投資大概三千萬元，生產(chǎn)過程中的年利潤一千六百萬元，兩年收回成本，該生產(chǎn)技術(shù)設(shè)計方案可以投入實際使用。關(guān)鍵詞 ：PVC電工套管；原料配方；工藝流程設(shè)計東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） ABSTRACTABSTRACTPVC pipe are widely used because that it has good mechanical properties, corrosion resistance ,light weight, etc .

5、As a result of the PVC pipe good,insulation performance,PVC electrical casing pipe has characteristic such as the quality light, flame retardant, insulation, convenient installation, clean sanitation, no pollution, low price, long life and so on ,so it is widely used in electrical engineering.In thi

6、s paper, we design an electrician casing PVC workshop with annual output of two thousand tons .The main task of the raw material workshop is to meets the requirements of material in the production of PVC electrical casing .The ingredients of raw materials and the stable operation in the process of p

7、roduction determines the quality of PVC pipe.This design briefly introduces the definition and current situation of the development of PVC electrical casing, and mainly designs raw material formula, raw material workshop process, the layout of workshop and main equipment selection in the raw materia

8、l workshop of PVC cold bending electrician casing .Through analyzing the feasibility of the design, the results show that the investment of this kind of workshop is about thirty million yuan with granulation, extrusion process. The year profit is about sixteen million yuan .It will spend two years t

9、o recover the cost,.the design of production technology can be put into practical use.Key Words：PVC electrical casing；Raw material formula；Process design東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 目錄目 錄第一章 緒論11.1 聚氯乙烯（PVC）簡介11.2 PVC電工套管11.3 PVC管材的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展前景21.4 設(shè)計意義21.5 設(shè)計的主要內(nèi)容3第二章 可冷彎PVC電工套管原料的確定和物料衡算42.1 PVC電工套管原料的配方設(shè)計42.1.1 概

10、述42.1.2 PVC電工套管對原料的要求42.1.3 擬定原料成份42.2 原料的選擇52.2.1 原料選擇的原則52.2.2 原料的確定52.3 物料衡算62.3.1 計算基準(zhǔn)的確定62.3.2 物料衡算7第三章 原料車間的組成及工藝流程設(shè)計93.1 車間的組成和說明93.2 車間工藝流程93.2.1 工藝流程布置原則93.2.2 總工藝流程93.2.3 原料工藝流程103.2.4 原料車間平面設(shè)計10第四章 原料車間主要設(shè)備124.1 高速混合機124.2 雙螺桿擠出機134.3 破碎機134.4 篩分機14第五章 設(shè)計可行性分析15東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 目錄5.1 市場前景調(diào)查

11、分析155.2 經(jīng)濟效益分析155.3 產(chǎn)品技術(shù)方案的可行性165.4 環(huán)境保護165.5 可行性結(jié)論和建議17總 結(jié)18致 謝19參考文獻20東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 緒論第一章 緒論1.1 聚氯乙烯（PVC）簡介 氯乙烯單體在偶氮化合物、過氧化物等引發(fā)劑的作用下，或者在光、熱的作用下依據(jù)自由基聚合反應(yīng)的機理聚反應(yīng)生成的聚合物叫做聚氯乙烯，英文名稱為polyvinychloride，簡稱PVC。聚氯乙烯是最先工業(yè)化生產(chǎn)的塑料之一，如今PVC產(chǎn)量僅次于聚乙烯(PE)之后，居于第二位。因為聚氯乙烯具有良好的耐腐蝕、優(yōu)良的絕緣、耐磨損性能、原材料價格低廉、來源廣泛等諸多特點，所以PVC能夠在管

12、材、防腐材料、建筑材料等方面獲得非常廣泛使用，而且也可以在工農(nóng)業(yè)以及日常生活中獲得廣泛地應(yīng)用。 氯乙烯單體合成聚氯乙烯單體的方法主要有本體聚合、乳液聚合、懸浮聚合和微懸浮聚合這四種。在這四種聚合方式中，懸浮聚合生產(chǎn)工藝手段是最成熟的、后處理簡易、產(chǎn)物純度高、生產(chǎn)成本低、使用范圍廣、綜合性能好，是生產(chǎn)PVC樹脂最主要方法，目前世界上絕大部分的PVC樹脂都是通過懸浮聚合反應(yīng)生成。乳液聚合的優(yōu)點是速度快，穩(wěn)定的系統(tǒng)，規(guī)整的粒子結(jié)構(gòu)，連續(xù)生產(chǎn)；缺點是聚合物不易去除乳化劑等雜質(zhì)，這將影響聚合物的透明性，電絕緣性和熱穩(wěn)定性等。 雖然PVC是綜合性能優(yōu)異、應(yīng)用范圍廣的通用塑料。可是PVC樹脂依舊存在嚴(yán)重的不

13、足之處：第一，PVC的熱穩(wěn)定性差，在溫度達到100時PVC開始分解并且釋放出HCl氣體。第二，PVC脆性強，由于PVC硬度比較大，故PVC容易發(fā)生脆性斷裂。第三，PVC的耐老化性很差，在光、熱、氧等因素作用下容易發(fā)生分解、降解等反應(yīng)，所以較容易老化。第四，PVC耐低溫性較差。為了讓PVC在生產(chǎn)生活中獲得更加廣泛的應(yīng)用需要對其性能進行改良，常見改性 PVC方法有進行共聚、交聯(lián)、接枝、填充填料以及共混等。 PVC產(chǎn)業(yè)在全球的迅速發(fā)展和有一個光明的未來，PVC材料正在取代其他材料依靠它優(yōu)越、獨特的性能，為人們展示它的作用和地位。1.2 PVC電工套管 PVC電工套管的主要原料是PVC樹脂，加入穩(wěn)定劑

14、、潤滑劑、改性劑、填料及其它助劑，以擠出和注塑為成型工藝手段加工出來的導(dǎo)線管材，在生活實際中主要用于保護電線，在應(yīng)用方面上主要用在電氣工程上，PVC電工套管的產(chǎn)品執(zhí)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：JG3050-1998。 PVC電工套管擁有以下特點：第一，抗沖擊性好，PVC電工套管機械強度和韌性比其他管材好；第二，耐腐蝕性好，PVC電工套管具有良好的耐酸性和耐堿性，不易被腐蝕；第三，良好的阻燃性，在消防上PVC管材有自熄功能，防火能好；第四，良好的電絕緣性，PVC絕緣，絕緣性能好，避免使用時發(fā)生漏電事故和觸電事故；第五，施工方便，易拼接；第六，質(zhì)量輕，節(jié)省生產(chǎn)費用的投入，降低材料的成本和在施工時安裝的管材費用。當(dāng)

15、前，在電氣工程和通訊線纜套管的選材上大多選用PVC電工套管或者KBG鍍鋅鋼管。隨著PVC材料技術(shù)的逐步發(fā)展，PVC電工套管輕、阻燃、絕緣、安裝方便、清潔衛(wèi)生、無污染、價格低、使用壽命長等特點，廣泛應(yīng)用于電氣工程中。PVC電工套管的市場會隨著我國經(jīng)濟的逐年增長而變的越來越廣闊，其發(fā)展?jié)摿Σ豢尚∮U。1.3 PVC管材的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展前景在很多的PVC產(chǎn)品中PVC管材呈現(xiàn)出快速增長的潛力，而PVC管材也是眾多塑料管材中消費量最大的種類。PVC管材在生產(chǎn)以及應(yīng)用方面獲得較大的進展得益于我國近些年來對PVC管材的宣傳以及推廣，尤其是國家相關(guān)政策的支持，使得PVC管在建筑、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等眾多行業(yè)獲得廣泛的應(yīng)

16、用。自上世紀(jì)80年代以來，中國推出了不同類型的PVC管材生產(chǎn)線，出現(xiàn)了類似大連實德、浙江永高、上海湯臣等大規(guī)模量產(chǎn)PVC管材的廠家。目前，我國PVC管材的總生產(chǎn)能力高于110萬噸/年，生產(chǎn)PVC管材的廠家大約有600多家，有30多家的生產(chǎn)規(guī)模高于10000噸/年的工廠，同時有60多家生產(chǎn)規(guī)模在5000-10000噸/年的工廠，并且生產(chǎn)PVC管材的基本設(shè)施實現(xiàn)了國產(chǎn)化，已經(jīng)不需要從國外進口。在"十五"時期，在塑料管方面主要對PVC管和PE塑料管進行推廣應(yīng)用，并大力開發(fā)其它新式管材。在2005年，全國建設(shè)的工程中，塑料管在建筑用排水管中占五成，塑料管在城市排水管道中占兩成，塑料

17、管在建筑給水、供暖管道方面占六成，塑料管在城市供水管材上占五成，塑料管在村鎮(zhèn)供水上占六成，塑料管在城市燃?xì)夤艿郎险嘉宄?，塑料管在建筑電線保護套上占八成。國內(nèi)生產(chǎn)PVC管材的能力呈快速增長的趨向，據(jù)有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，目前每年我國塑料管材市場的增長率為15%,居世界第一位，預(yù)計在2020年產(chǎn)量將達3000萬噸。根據(jù)近些年P(guān)VC塑料管材的市場形式分析，原料價格保持在高價位將會持續(xù)較長的一段時間，但其價格上漲的空間不會很大。增進國際上的貿(mào)易，開拓世界市場將成為未來PVC管材行業(yè)發(fā)展的方向。專家以為從加強PVC管材的技術(shù)層面入手，同時提高生產(chǎn)出來的PVC管材的質(zhì)量，才能使PVC管材行業(yè)獲得更好的發(fā)展。1

18、.4 設(shè)計意義 PVC作為通用塑料之一，人們在日常生活中隨處可見到PVC塑料品，說明了其應(yīng)用途徑的廣泛性，由此可見對PVC進行研究具有很大的意義。PVC管材具有良好的抗23東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 緒論沖擊性能，優(yōu)良的耐酸性和耐堿性，使用過程中重量輕，安置條件簡單，不需要維修，加工PVC管材的使用年限一般50年左右；但是使用鋼材作為工程管材的原料，它的安裝過程較塑料管材難，而且容易被腐蝕，維護費用相對來說也要高出不少，而且金屬管材的使用年限一般為20年左右。并且相對PVC管材而言金屬管材的造價高，金屬管材使用時會發(fā)生銹蝕的情況，容易對環(huán)境造成污染。由于PVC管材在如今的生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用

19、，因此設(shè)計對PVC電工套管的原料車間的設(shè)計對其生產(chǎn)具有深遠的意義。1.5 設(shè)計的主要內(nèi)容 本設(shè)計主要針對年產(chǎn)2000噸可冷彎PVC電工套管的原料車間進行設(shè)計。主要設(shè)計內(nèi)容包括，生產(chǎn)PVC電工套管的原料配方，確定原料的配合比，以確保得到符合質(zhì)量要求的PVC電工套管，對整個生產(chǎn)工藝流程，原料車間的工藝流程進行設(shè)計，為了合理的組織生產(chǎn)，設(shè)計了原料車間的廠房平面布置圖以及對原料車間所需設(shè)備進行了選型。最后對整個設(shè)計進行可行性分析，從PVC管材市場前景，確定本設(shè)計的實際可操作性；對本設(shè)計運用到實際生產(chǎn)中的經(jīng)濟效益進行分析，確保本設(shè)計能帶來效益并進行實質(zhì)性的生產(chǎn)。并對環(huán)境保護，技術(shù)層面上是否可行進行分析，

20、為該設(shè)計的實際運行提供了有力的保障。東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 可冷彎PVC電工套管原料的確定和物料衡算 第二章 可冷彎PVC電工套管原料的確定和物料衡算2.1 PVC電工套管原料的配方設(shè)計2.1.1 概述 配方設(shè)計是一個決定產(chǎn)物制成需要何種原料和各種材料在配方中的配比的過程。對于PVC電工套管而言它的配方設(shè)計是最重要的部分，所以設(shè)計一個良好的PVC電工套管配方須依據(jù)一定的設(shè)計思路，慢慢摸索。PVC電工套管的配方的設(shè)計思路：（1）了解PVC電工套管的使用性能及其用處；（2）對生產(chǎn)PVC電工套管的原材料進行選擇；（3）產(chǎn)品的設(shè)計和成型方法的組合，以及其他因素，對初始配方進行設(shè)計，此時設(shè)計出的初

21、始配方會有多個；（4）把對工藝、模具以及結(jié)構(gòu)設(shè)計相結(jié)合，對產(chǎn)品進行試制，并對試制樣品進行關(guān)于性能方面的測試；（5）對測試結(jié)果進行詳盡分析后，對設(shè)計的配方進行再次修改以及再次試驗；（6）最后，在綜合考慮種因素后，最終確定了原料配方。 2.1.2 PVC電工套管對原料的要求 電工套管要求有較好的絕緣性，要求原料滿足對產(chǎn)品性能的需要，從經(jīng)濟效益上來說要降低原料的成本等等，對原料的要求如下：（1) 原料質(zhì)量的優(yōu)劣是關(guān)系到PVC電工套管的生產(chǎn)是否優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)；（2)在其他設(shè)計滿足要求，比如產(chǎn)品性能要求以及成型條件要求；（3）在滿足以上條件的情況下要求盡可能降低生產(chǎn)的成本；（4）要充分考慮客戶對產(chǎn)品的特殊要求

22、，如季節(jié)性氣候變化使用，是否需要對耐候性能進行改性等。2.1.3 擬定原料成份 生產(chǎn)可冷彎PVC電工套管原料成分包含PVC樹脂、穩(wěn)定劑、改性劑、潤滑劑、填料及其他添加劑。PVC樹脂是生產(chǎn)產(chǎn)品的主要原料；高溫下PVC樹脂的分解速率會加快，此時必須加入穩(wěn)定劑，同時應(yīng)降低加工時的熱降解和各種條件下的長期使用老化降解；改性劑可以改善PVC樹脂的性能；潤滑劑可以增加聚合物的加工流動性；填料可以提高產(chǎn)品的硬度，降低成本，提高電氣性能，等等。2.2 原料的選擇2.2.1 原料選擇的原則 在對原料進行選擇時要對原料的使用環(huán)境，價格等因素進行考慮，故對原料選擇的原則如下： （1）原料的選擇要滿足產(chǎn)品對性能的要求

23、 ； (2) 產(chǎn)品的使用環(huán)境比如溫度、濕度、酸堿度等； （3） 原料的價格，成品的使用費用以及維護等； （4) 產(chǎn)品的加工性能和使用性能。2.2.2 原料的確定 考慮PVC電工套管的性能，可以確定原料如下（1） PVC樹脂的選擇：PVC樹脂是種白色粉末材料，同時PVC樹脂是沒有氣味、對人體無毒害的物質(zhì)。PVC樹脂的溶解性為不溶于水、汽油、酒精和氯乙烯等，溶于丙酮、二氯乙烷、二甲苯等。其相對水的密度是1.35-1.46g/cm³，常溫下在空氣中折射率為1.544。PVC樹脂的化學(xué)穩(wěn)定性很高，可塑性強。聚合度較低的SG-5型PVC樹脂是生產(chǎn)硬質(zhì)PVC管材的常用原料。PVC樹脂的物理機械性

24、能好和聚合度有關(guān)，物理機械性隨著聚合度的升高而升高，但是PVC樹脂的流動性就會相應(yīng)的越差，不利于生產(chǎn)和加工。而硬質(zhì)PVC管材的生產(chǎn)過程中一般不會加入增塑劑，于是在一般情況下PVC管材的生產(chǎn)會選擇粘度相對較低的SG-5型PVC樹脂。（2）穩(wěn)定劑：穩(wěn)定劑具備使化學(xué)反應(yīng)平衡保持不變以及減緩化學(xué)反應(yīng)速度的能力,使物質(zhì)的表面張力下降，避免了化學(xué)物質(zhì)在光、熱或者氧作用下的分解。簡單來說穩(wěn)定劑是保持聚合物性能的穩(wěn)定，防止聚合物分解以及老化的化學(xué)試劑。（3) 潤滑劑：為了提高產(chǎn)品的脫模能力和提高塑料加工時樹脂的流動性能，防止PVC熔體在生產(chǎn)過程中對機器黏附，減少熔體與加工設(shè)備之間的摩擦對產(chǎn)品性能產(chǎn)生影響，需要

25、在原料配方中添加潤滑劑。聚氯乙烯常用的潤滑劑有烴類，脂肪酸，酯類，脂肪酸酰胺類以及金屬皂類等。根據(jù)潤滑劑的不同作用，可以把潤滑劑分成內(nèi)潤滑劑和外潤滑劑。內(nèi)潤滑劑與聚合物的相容性好，可以降低PVC熔融時的熔體粘度，并防止PVC樹脂由于摩擦產(chǎn)生的熱量致使其分解。外潤滑劑會在生產(chǎn)設(shè)施的表面和PVC熔體的界面處形成潤滑層，從而避免了機器與物料的黏著以及減少摩擦，常見的外潤滑劑有石蠟。（4）改性劑:PVC改性劑分為抗沖擊改性劑和加工改性劑。（5）填料及其他添加劑根據(jù)本設(shè)計中PVC管的特點，確定PVC管的原料配如表1所示表1：PVC管材配方表原料名稱用量（份）PVC（SG-5）100三鹽6二鹽2.5Pb(

26、St)20.8石蠟0.7CPE12ACR3.2輕質(zhì)CaCO38TiO22.82.3 物料衡算本設(shè)計是年產(chǎn)2000噸可冷彎PVC電工套管原料車間工藝設(shè)計，其工藝流程主要包括造粒工藝流程和擠出工藝流程。生產(chǎn)中物料的物理形態(tài)變化過程為：粉狀物料粒狀物料熔融狀物料產(chǎn)品。2.3.1 計算基準(zhǔn)的確定 年工作日的確定（年工作小時）：（1） 理論年工作時間： 一年-法定假節(jié)日天數(shù)=年工作時間 即365-11=354天=8496小時（2） 設(shè)備大修： 24天/年=576小時（3） 特殊情況停車： 18天/年=432小時（4） 機器清理以及維護： 1次/6天 8小時/次354-(24+18)×1/6&#

27、215;8=416小時=17天（5） 實際開車時間： 365-11-24-18-17=295天=7080小時（6） 機器利用率： K=實際開車時間/理論年工作時間=7080/8496=0.83東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 可冷彎PVC電工套管原料的確定和物料衡算 2.3.2 物料衡算 1.擠出成型工段（1） 在擠出成型時物料的損耗率表2：物料在擠出成型工段的損耗率表工序自然損耗清掃下腳料一次成品百分率%0.20.45.893.4（2） 物料衡算 根據(jù)物料在擠出成型時的損耗，得到物料衡算如下：半成品粒料需求量： 2000/0.934=2141.33噸自然損耗量： 2141.33×0.2

28、%=4.28噸清掃料： 2141.33×0.4%=8.56噸下腳料： 2141.33×5.8%=124.20噸下腳料回收破碎量： 124.20×（1-5%）=117.99噸粒料需回收料量： 2141.33×5%=107.07噸回收率： 106.27/117.99=90.07%從上計算可得出物料平衡表，如表3所示表3：擠出成型階段物料平衡表:工序輸送的物料量自然損耗量清掃損耗量下腳料量成品量物料量（噸）2141.334.288.56124.2020002.造料工段（1）確定各崗位物料的損耗率：各崗位物料的損耗率如表4所示表4：各崗位物料損耗率工 序篩選輸送

29、高混冷混擠出造粒粒料風(fēng)送自然清掃自然清掃損耗率%0.20.30.10.10.20.30.2總計損耗率%0.50.10.10.50.2總損失%1.4東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 可冷彎PVC電工套管原料的確定和物料衡算（2） 物料平衡計算 本工序物料進入量=出料量/（1-物料損失率）在半成品粒料中包含有5%的回收料，則半成品生成量：2141.33×（1-5%）=2034.26噸進入風(fēng)送的物料量：2034.26/（1-0.2%）=2038.34噸進入擠出造粒的物料量：2038.34/（1-0.5%）=2048.58噸進入冷混機的物料量：2048.58/（1-0.1%）=2050.63噸進

30、入高混機的物料量：2050.63/（1-0.1%）=2052.68噸進入篩選輸送的物料量：2052.68/（1-0.5%）=2062.99噸 3.原料配方中各組分的需求量 根據(jù)以上步驟可以得出配方中各種原料所需的質(zhì)量，如表5所示表5：原料配方中各組分的需求量原料配方中各組分的份數(shù)所占的百分率%產(chǎn)品消耗量/噸（千克）需求量/年（噸）需求量/天（噸)需求量/小時(千克）PVC（SG-5）10073.53735.301470.604.99207.92三鹽64.4144.1088.200.3012.5二鹽2.51.8418.4036.800.125.00Pb(St)20.80.595.9011.800

31、.041.67石蠟0.70.525.2010.400.041.67CPE128.8288.20176.400.6025.00ACR3.22.3523.5047.000.166.67輕質(zhì)CaCO385.8858.80117.600.4016.67TiO22.82.0620.6041.200.145.83東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 原料車間的組成及工藝流程設(shè)計 第三章 原料車間的組成及工藝流程設(shè)計3.1 車間的組成和說明 原料車間的功能是儲存生產(chǎn)可冷彎PVC電工套管所需要的原料，把質(zhì)量和粒度都合適的原料經(jīng)過精確的配比送入生產(chǎn)車間進行生產(chǎn)。原料車間必須要保證原料的充足以及原料的質(zhì)量，同時原料的儲存

32、也是個需要考慮的問題。同時原料車間大致由原料儲存庫、原料的破碎及篩分、原料混合室以及原理運輸?shù)炔糠纸M成。 （1）原料儲存庫：顧名思義原料儲存庫是存放生產(chǎn)制品所需原料的場所，原料在倉庫中需保持原料性質(zhì)與性能的穩(wěn)定，防止原料受環(huán)境等因?qū)儆绊憦亩绊懏a(chǎn)品的性能。 （2）原料的破碎及篩分:把原料初步加工成適合生產(chǎn)的形態(tài)，以便于生產(chǎn)。 （3）原料混合室：把經(jīng)過初步加工的按照配方配比進行混合，并把其混合均勻。 （4）原料運輸：將混合好的原料輸送至生產(chǎn)車間進行生產(chǎn)。原料車間的設(shè)計原則：1、車間，平面設(shè)計必須滿足整個工廠總平面設(shè)計要求，盡量讓每個車間平面設(shè)計都達到整潔，協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)緊湊，美觀。2、務(wù)必以生產(chǎn)實際

33、基礎(chǔ)，最大程度的滿足產(chǎn)品的生產(chǎn)以及對設(shè)備維護，既要符合生產(chǎn)工藝流程、滿足生產(chǎn)、方便管理和運輸、方便生產(chǎn)設(shè)備的安裝和維護。 3、生產(chǎn)時要保證生產(chǎn)環(huán)境安全4、留有空間以備將來發(fā)展需要；為今后生產(chǎn)發(fā)展，品種改進，技術(shù)改革提供便利。3.2 車間工藝流程3.2.1 工藝流程布置原則工藝流程的布置原則依據(jù)PVC管材的生產(chǎn)流程，將相應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備放在對應(yīng)工藝流程圖的位置上，布置生產(chǎn)產(chǎn)品的流水線。就是根據(jù)類似的活動或類似功能的特征建立的生產(chǎn)線。3.2.2 總工藝流程 生產(chǎn)PVC管材的工藝流程如圖1所示：圖1：生產(chǎn)線工藝流程3.2.3 原料工藝流程 處理PVC原料的工藝流程如圖2所示：圖2：原料工藝流程圖3.2.

34、4 原料車間平面設(shè)計車間的平面布置最重要的是設(shè)備以及設(shè)施按照事先設(shè)計好的生產(chǎn)工藝的步驟安東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 原料車間的組成及工藝流程設(shè)計 置在與之相對應(yīng)的平面圖上。合理的車間布局，對設(shè)備起到多大的生產(chǎn)能力，工廠工人的安全操作設(shè)備，生產(chǎn)周期長，生產(chǎn)效率水平有非常大的影響。在布局上，最合理的平面設(shè)計應(yīng)該從實際生產(chǎn)生活中獲得。平面布置必須最大程度的滿足生產(chǎn)工藝的需要的條件；既要有利于生產(chǎn)，又要使廠房占地面積小，材料輸送路線短；在操作上做到便捷，在生產(chǎn)上確保安全；要為將來的發(fā)展留有余地。車間布置需要的一些注意事項（1）為了節(jié)約生產(chǎn)所需要的動力，車間動力區(qū)的位置應(yīng)當(dāng)緊鄰著車間負(fù)荷區(qū)；(2）大型

35、儲罐設(shè)備應(yīng)安放在室外，但要有防曬，防凍等方面的保護措施；(3）為了避免溶媒氣體的積累，廠房一層的設(shè)計中應(yīng)當(dāng)削減地溝的設(shè)置；(4）在工藝流程不受影響的情況下，盡可能把質(zhì)量大，工作時震動劇烈的的生產(chǎn)設(shè)備安放在工廠的底層（5）為了確保車間的采光和通風(fēng)性，不要將體型大的設(shè)備沿窗布置；(6）在車間設(shè)備布局，背光操作應(yīng)列為首選位置；（7）對車間外墻應(yīng)預(yù)留設(shè)備的安裝和維護；（8）為了方便疏散工作人員，在較大的工作臺或防爆崗位的操作臺上要有兩個樓梯；(9）車間布局應(yīng)與原料存儲，生產(chǎn)要求一致；(10）考慮到未來工藝流程的改善，應(yīng)當(dāng)留有一定的發(fā)展空間。 圖3：原料車間平面圖東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 原料車間主

36、要設(shè)備第四章 原料車間主要設(shè)備 根據(jù)原料車間的原料工藝流程可知原料車間的主要設(shè)備有高速混合機，雙螺桿擠 出機，破碎機，篩分機。4.1 高速混合機 高速混合機：高速混合機由混合室、回轉(zhuǎn)蓋、折流板、葉輪、卸料裝置及傳動裝置等組成，在高速混合機中主要部件是葉輪，葉輪與傳動軸相連，由于葉輪在混合室中可以高速旋轉(zhuǎn)，所以該機命名為高速混合機。高速混合機在工作中，由于物料和葉輪之間的存在著摩擦力以及葉輪的側(cè)面對物料存在著推力，使得物料沿著葉輪做切向運動。同時葉輪在旋轉(zhuǎn)過程中，物料會受到離心力的作用，從而被拋出一定高度。到達一定高度后，由于存在著重力，物料又會掉落重新回到葉輪上。緊接著又會被拋起以及落下，如此

37、反復(fù)下去，使物料在混合室內(nèi)的運動呈現(xiàn)出螺旋狀，進而達到物料混合的作用。高速混合機主要用于塑料壓延、擠出、混色注塑、母料的制備、配料和混合材料的混合，如PVC粉料和填料、增塑劑和其他添加劑之間的混合。 1.卸料口 2.傳動軸 3.葉輪 4.折流板 5 .外套 圖4：高速混合機結(jié)構(gòu)示意圖4.2 雙螺桿擠出機 雙螺桿擠出機：雙螺桿擠出機基本結(jié)構(gòu)包括機筒、加熱器、螺桿、機頭連接器、加料裝置、機座、傳動裝置等，其中螺桿部分是由兩根互相嚙合的螺桿組成。在單螺桿擠出機中由于機筒和材料之間的摩擦，物料得以進行輸送；但是在雙螺桿擠出機中物料的輸送具有強制性，此外物料在雙螺桿擠出機中螺桿對物料有剪切作用。螺桿是螺

38、桿擠出機的重要結(jié)構(gòu)部分，它可以分為加料段，壓縮段以及均化段三個組成部分。雙螺桿擠出機的特點：（1）物料的輸送具有強制性：對于螺桿旋轉(zhuǎn)方向相同的雙螺桿擠出機，其中一根螺桿的螺紋的插入另外一根的螺槽中，這樣物料不會倒流或者停留在螺桿中，從而達到物料的強制輸送性。（2）混合作用：物料在雙螺桿擠出機的擠出過程當(dāng)中會不停的受到水平方向以及垂直方向上的剪切混合，從而達到物料的混合。（3）自清洗功能：對于螺桿旋轉(zhuǎn)方向不同的雙螺桿擠出機，螺槽與螺紋處存在著速度的差異，這個速度差會對粘附于螺桿上物料進行剝離，進而達到自清洗的功能。 1-電動機 2-連接器 3-減速器 4-料斗 5-加速器 6-加熱器 7-料筒

39、8-螺桿 圖5：雙螺桿擠出機結(jié)構(gòu)示意圖4.3 破碎機破碎機：破碎機的作用主要是對PVC樹脂的破碎進行處理。破碎機在進料方式有切向進料與頂部進料兩種形式的區(qū)分；同時在破碎機中刀輥又有空心和實心之分。破碎機的工作原理是靠著電機牽引的力量，動刀可以高速旋轉(zhuǎn)，而破碎機的定刀保持平穩(wěn)不動的狀態(tài)，因此動刀和定刀有一個速度差，從而對PVC樹脂達到破碎的目的，破碎后的PVC樹脂通過篩網(wǎng)過濾出來。東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 原料車間主要設(shè)備1-電機 2-機殼 3-刀片 4-轉(zhuǎn)子盤 5-風(fēng)葉 6-轉(zhuǎn)子軸套 7-篩網(wǎng)圈圖6：破碎機結(jié)構(gòu)示意圖 4.4 篩分機篩分機：篩分機能夠減輕破碎機主電機的負(fù)荷，減少能耗，使電機

40、壽命加長。篩分機利用物料顆粒的質(zhì)量不等，大小不同，同時還有物料沉降速度的不同，利用顆粒物體和篩分機篩面之間的相對運動，達到篩分物料的目的。1-除塵口 2-網(wǎng)籠 3-風(fēng)輪葉片 4-風(fēng)輪 5-主軸 6-粗粒出料口7-進料口 8-螺旋輸送系統(tǒng) 9-驅(qū)動電機 10-細(xì)料出料口圖7：篩分機結(jié)構(gòu)示意圖東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 設(shè)計可行性性分析第五章 設(shè)計可行性分析5.1 市場前景調(diào)查分析塑料管材的在我國經(jīng)濟飛速發(fā)展的帶動下，塑料管材的生產(chǎn)量也隨之增長，其中沿海地區(qū)所占據(jù)產(chǎn)量的比例是最大的。因為與傳統(tǒng)金屬管相比，塑料管具有較多優(yōu)點，所以在許多領(lǐng)域，塑料管獲得了使用，并得到推廣。 近年來，在國家相關(guān)政策的

41、推動下，塑料管材市場的發(fā)展速度越來越快，對塑料管的需求相應(yīng)的市場也越來越大。當(dāng)今對PVC、PPR、PE為原材料的塑料管材用以及加工成為我國管材行業(yè)的主要方向。這三類塑料管材產(chǎn)品全幾乎占據(jù)了塑料管材市場份額。根據(jù)近年來顯示的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，這三種塑料管材占據(jù)的塑料管材市場比例大小依次是PVC塑料管材，PE塑料管材。PVC電工套管由于擁有絕緣性好、抗沖擊性強、良好防火性、能夠耐受酸和堿的腐蝕等等各個方面的優(yōu)點，所以足以讓人們對其未來的發(fā)展?jié)摿Τ錆M信心。在經(jīng)濟發(fā)展帶動下，PVC管的需求量必將日益增加，它必然會占據(jù)管材市場。專家以為從加強PVC管材的技術(shù)層面入手，同時提高生產(chǎn)出來的PVC管材質(zhì)量，才能使PV

42、C管材獲得更好發(fā)展。 通過本設(shè)計生產(chǎn)出PVC電工套管性能優(yōu)越，能夠很好的在電氣工程中得到應(yīng)用；同時本設(shè)計產(chǎn)出的PVC電工套管價格相對其他管材而言要低，從而預(yù)計本設(shè)計生產(chǎn)出來的PVC電工套管在PVC管材市場上面會得到較好的銷售，具有很大的市場前景。5.2 經(jīng)濟效益分析 在對本設(shè)計進行經(jīng)濟效益分析時，需要考慮工廠員工作所需要支出的工資，廠房以及生產(chǎn)設(shè)備投入費用，購買原料的費用以及在生產(chǎn)時的其他費用例如水電煤使用時的費用支出，才可以得出具體的經(jīng)濟效益的計算。（1)本設(shè)計工廠車間中人員為兩班制，設(shè)計每班人數(shù)：擠出成型：5人；造粒：2人；上料：2人；質(zhì)檢：2人；控制室：2人；破碎室：1人；車間主任：1人

43、；技術(shù)員：2人；搬運：2人；總計：19×2=38人考慮實際生產(chǎn)情況工廠工作人員每月工資為車間主任8000元，技術(shù)員6000元，擠出成型和造粒4500元，剩下人員都是4000元。總計為：（8000+2×6000+6×4500+10×4000）×2=17.4萬元；年總工資為：208.8萬元.（2)廠房設(shè)備投資：預(yù)計本設(shè)計廠房面積約為2000，以3000元/，費用為600萬元。高速混合機采購4臺，市場價格為2.5萬元；雙螺桿擠出機采購8臺，市場價格為5.8萬元，總計46.4萬元，其余輔助生產(chǎn)設(shè)備預(yù)計花費70萬元；設(shè)備總計126.4萬元，考慮到購買時的

44、差價預(yù)計價格在150萬元左右。得出在投資建設(shè)工廠以及在生產(chǎn)設(shè)備上的費用預(yù)計為750萬元。（3）原料及其他費用：原料每噸8500元，每噸售價2.7萬元；其他費用（比如水、煤、電等）預(yù)算在200萬元左右，設(shè)備使用時間為20年，工廠廠房使用時間60年。每噸管材成本消耗：0.85+(208.8+600/10+150/20+200）/2000=1.09萬元總投資：208.8+600+150+200+0.85*2000=2858.8萬元利潤：（2.7-1.09）*2000=3220萬元上稅50%后剩余1610萬元收回成本時間2858.8/1610=1.78年最終得出收回成本時間為22個月之后，在一年又十一

45、個月后該工廠才會開始盈利。5.3 產(chǎn)品技術(shù)方案的可行性從該生產(chǎn)PVC電工套管的配方來看改配方對PVC管材的熱穩(wěn)定性，抗沖擊性等都經(jīng)過配方中的助劑及添加劑得到了較大的提升。PVC電工套管使用年限相較于其他管材更長，同時它的耐磨性、耐腐蝕性，防蟲害等性能都有明顯的優(yōu)勢。從中可以看出該配方生產(chǎn)出來的PVC電工套管滿足市場要求。從生產(chǎn)PVC電工套管的工藝流程來看，該生產(chǎn)工藝流程簡潔，工人掌握PVC套管的生產(chǎn)比較容易。綜合以上幾方面的結(jié)果進行分析，得出該產(chǎn)品技術(shù)方案是可用性的，可以投入PVC電工套管的實際生產(chǎn)。5.4 環(huán)境保護 由于在PVC管材的生產(chǎn)時難免會有工業(yè)廢氣和工業(yè)廢水的產(chǎn)生，所以環(huán)境保護是刻不

46、容緩的。因為PVC的熱穩(wěn)定性差致使其在高溫下會發(fā)生分解釋放出HCL，所以需在工廠車間中設(shè)置廢氣處理裝置，同時需要在廠區(qū)內(nèi)多種植些樹木以便吸收生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣，做好廠區(qū)通風(fēng)工作，降低廢氣對人體的危害。這樣PVC管材工廠生產(chǎn)產(chǎn)生的廢氣才會有較好的控制，能更好的保護環(huán)境。為了保護水資源在PVC生產(chǎn)過程中使用冷卻用水不能隨意排放，要經(jīng)過廢水處理，檢測廢水中有害物質(zhì)的含量是否達標(biāo)才能進行排放。生產(chǎn)時產(chǎn)生的廢料也要嚴(yán)格進行處理，在確認(rèn)在不會污染環(huán)境的前提下才能送入垃圾場處理。為了創(chuàng)造一個綠色的工業(yè)廠區(qū)，應(yīng)該在工廠內(nèi)全面實行清潔生產(chǎn)，同時工廠必須加強處理污染的執(zhí)行力，重視對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生廢料的處理以及再

47、利用。加深廠區(qū)內(nèi)人員對環(huán)境保護的的認(rèn)識，并且在生產(chǎn)過程當(dāng)中獲得實際可行的運用。這樣才能最大程度的減少生產(chǎn)對環(huán)境的破壞，對壞境做到切實的保護。5.5 可行性結(jié)論和建議從PVC電工套管的市場前景調(diào)查分析來看，PVC管材的應(yīng)用越來越廣泛，其用量也隨之增長，PVC管材占管材市場的份額較大；從生產(chǎn)PVC電工套管的技術(shù)方面來看，本設(shè)計原料配方設(shè)計合理，工藝流程簡潔，可操作性高，技術(shù)方面成熟；從經(jīng)濟效益方面來看，本設(shè)計的成本投入合理，收回成本的時間短，盈利時間也隨之縮短；從環(huán)境保護方面來看，本設(shè)計處理生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水，廢氣，廢料的手段多樣，能最大程度上減少對環(huán)境的影響；綜合上述幾方面來看，本設(shè)計具有較高的可行性，可投入生產(chǎn)。建議：需時時關(guān)注管材市場的變化，并進行多次調(diào)研；熟練掌握其生產(chǎn)流程；在生產(chǎn)技術(shù)上，應(yīng)當(dāng)日臻完善；投資建廠時，考慮所在地的地價以及原料價格等多方面因素。東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 總結(jié)總 結(jié) 本設(shè)計為年產(chǎn)2000噸PVC電工套管的原料車間工藝設(shè)計，原料配方是其重要組成部分。其原料配方是以PVC樹脂為主，再加入穩(wěn)定劑、改性劑、填料、潤滑劑以