Структура технологической системы производства ( машиностроительное пр-во)

Любое предприятие машиностроительного производства включаетв себя следующие элементы:

- основное производство; - вспомогательное;- обслуживающее;- органы управления предприятия.

Основное производство включаетв себя три этапа, необходимых для получения готовой продукции:

- заготовительное производство, где из исходного сырья, поступающего на предприятия, получают заготовки будущих деталей машин; основные технологии– обработка давлением, литейное производство, кузнечно-прессовая обработка и т. д.;

- обрабатывающее производство, где из заготовок получают готовые детали будущих машин; основные технологии – обработка резанием, термическая и химико-термическая обработка, гальваническое производство – нанесение электролизом специальных покрытий на детали (хромирование, никелирование и др.), окрасочное производство;

- сборочное производство – на этом этапе из отдельных деталей собирают готовые сборочные единицы и машины, при этом используют технологии получения неразъемных (сварка, пайка, склеивание) и разъемных (резьбовые, шпоночные, шлицевые) соединений.

Вспомогательное производствопредназначено для обеспечения устойчивого функционирования основного производства и включает в себя следующие элементы:

- снабжение электрической и тепловой энергией (энергетический цех);

- ремонт и обслуживание основного оборудования (ремонтно-механи-ческий цех);

- изготовление оснастки и инструмента (инструментальный цех).

Обслуживающее производствопредназначено для обеспечения устойчивых связей между основным и вспомогательным производством.

В его состав входят:

- транспортные средства (транспортный цех);

- складское хозяйство (цех, участок);

- тарное хозяйство.

10. Параллельные и последовательные технологические системы

Технологические системы - это совокупность взаимосвязанных операций, технологических процессов и т. д.

По типу технологических связей системы делятся на: параллельные; последовательные; комбинированные.

Основными стратегическими задачами любой производственной системы являются увеличение выпуска продукции и развитие технологии производства. Для решения первой задачи создавались последовательные, а для решения второй – параллельные технологические системы. Если параллельные технологические системы создают благоприятные условия для технологического развития, то органы управления ими должны организовывать работу так, чтобы на отдельных предприятиях отрасли внедрять новые технологии, а затем распространять опыт на другие предприятия отрасли. Примером параллельных технологических систем могут служить отрасли народного хозяйства.

Для руководства последовательной системой технологических процессов – главная задача обеспечение элементов системы всем необходимым. Простой одного элемента приводит к простою всей системы. По мере усложнения систем наблюдается чередование параллельных и последовательных структур: последовательность технологических операций образует последовательную систему технологического процесса; однотипные технологические процессы объединяются в параллельную систему участка цеха; последовательность цехов образует последовательную систему предприятия; однотипные предприятия объединяются в параллельную систему отрасли народного хозяйства; последовательность отраслей образует преимущественно последовательную систему народно-хозяйственных комплексов; разнотипные, не связанные между собой комплексы образуют народное хозяйство страны.

11. Основные закономерности и направления развития систем технологических процессов

Для систем технологических процессов характерны направления развития:

1. Революционное(эвристическое) – необходимым и достаточным условием развития является усовершенствование хотя бы одного из рабочих элементов системы. Достигается применением новых технологий или совершенствованием рабочего хода. Это приводит к увеличению производительности всей системы. Более предпочтителен революционный путь развития для параллельных технологических систем.

2. Эволюционное (рационалистическое) – необходимым и достаточным условием такого развития является усовершенствование вспомогательных действий как внутри элементов системы так и за их пределами. Например, сокращение расстояния между элементами последовательной системы приводит к снижению трудозатрат (приближение заводов к источникам сырья, выбор поставщиков сырь и т.д.).

Рационалистическое развитие предполагает замену живого труда (Тж) на прошлый – (Тп) во вспомогательных элементах. Например, в параллельной системе технологических процессов для налаживания обмена производственным опытом могут использоваться компьютеры, позволяющие накапливать, обрабатывать, сохранять, передавать информацию. Такие компьютерные центры позволяют организовать обучение и подготовку кадров.

2 путь предпочтительнее с экономической точки зрения.

12. Топливно-энергетический комплекс РБ

Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) – многоотраслевая система, которая включает добычу, транспортировку, хранение и распределение всех видов энергоносителей (газа, нефти и продуктов ее переработки, торфа, электроэнергии и теплоты), а также переработку разных видов топлива и производство энергии (тепло- и электроэнергии).

Нефтеперерабатывающая промышленность представлена двумя заводами – в Новополоцке и Мозыре. Они связаны магистральными нефтепроводами с нефтедобывающими регионами Западной Сибири и Поволжья. Для транспортировки нефтепродуктов создана сеть трубопроводов.

Газоснабжение потребителей осуществляется в основном за счет поставок из России (16,3 млрд м³ ежегодно).

Развитие топливной промышленности республики базируется на местных видах топлива и импортируемых ресурсах. Беларусь может удовлетворить потребность в топливе за счет собственных ресурсов на 10–15 %. В Беларуси разведано и открыто около 5 тыс. месторождений и залежей полезных ископаемых, которые включают около 30 видов минерального сырья. Топливно-энергетические ресурсы представлены нефтью, торфом, бурым углем и горючими сланцами.

Различают следующие виды энергии: механическая, электрическая, ядерная, тепловая, химическая, световая, энергия воды. Энергия воды разделяется на энергию рек и энергию морских приливов.

Среди работающих в Беларуси небольших ГЭС выделяются Осиповичская (2,2 тыс. кВт) и Чигиринская (1,7 тыс. кВт).

К нетрадиционным видам энергетики можно отнести ветроэнергетику, гелиоэнергетику, биоэнергетику, геотермальную энергетику, низкотемпературную энергетику, «холодную» энергетику, энергию управляемых термоядерных реакций. Ветроэнергетика использует силу ветра. В настоящее время работают ветроустановки в Гродненской области, под Минском – мощностью 100 кВт. В ближайшие годы в республике планируется разместить 1840 площадок для ветроэнергетических установок.

Биоэнергетика – это энергетика, основанная на использовании биомассы. В условиях Беларуси развитие биоэнергетики экономически целесообразно и технически осуществимо.

Источники биомассы в нашей республике – древесина и древесные отходы, торф, листья, отходы промышленного производства, бытовые отходы, навоз, стебли, ботва и т. д. Если перевести в нефтяной эквивалент все отходы, то
получится около 600–700 тыс. т нефти в год. Только незначительная часть отходов утилизируется на опытном заводе по переработке отходов «Экорес» в Минске. На Поставском льнозаводе освоена японская технология производства теплобрикетов из отходов переработки льна. Эта же технология позволяет делать брикеты из древесных опилок, бытового мусора.

13. Основные виды и источники энергии применяемые в производстве

Различают следующие виды энергии: механическая, электрическая, ядерная, тепловая, химическая, световая, энергия воды.

Механическая энергия проявляется при взаимодействии, движении отдельных тел или частиц. К ней относят энергию движения или вращения тела, энергию деформации при сгибании, растяжении, закручивании.

Электрическая энергия применяется для преобразования в механическую
и является одним из совершенных видов энергии. В промышленности электрическая энергия используется для осуществления механических процессов обработки материалов (дробления, измельчения, перемещения, центрифугирования, сверления и т. д.) и для получения тепловой энергии.

Ядерная энергия высвобождается при делении тяжелых ядер.

Тепловая энергия получается при сгорании топлива. Широко применяется для проведения многочисленных тепловых процессов (нагревания, сушки, перегонки и т. д.), а также в качестве источника теплоты для проведения эндотермических реакций.

Химическая энергия связана с выделением теплоты в экзотермических химических реакциях.

Световая энергия используется в промышленности при создании фотоэлементов, фотоэлектрических датчиков, автоматов и т. д. Энергия воды разделяется на энергию рек и энергию морских приливов.

К нетрадиционным видам энергетики можно отнести ветроэнергетику, гелиоэнергетику, биоэнергетику, геотермальную энергетику, низкотемпературную энергетику, «холодную» энергетику, энергию управляемых термоядерных реакций.

14. Характеристика и перспектива использования нетрадиционных источников энергии

К нетрадиционным видам энергетики можно отнести ветроэнергетику, гелиоэнергетику, биоэнергетику, геотермальную энергетику, низкотемпературную энергетику, «холодную» энергетику, энергию управляемых термоядерных реакций.

Ветроэнергетика использует силу ветра. От ветра получают механическую энергию, которую затем преобразуют в электрическую.

Гелиоэнергетика – энергия, полученная от Солнца. Потенциал ресурсов солнечной энергии в 15 000 раз больше годового потребления атомной энергии и энергии из ископаемых источников. Недостатком является высокая стоимость солнечных батарей. Биоэнергетика – это энергетика, основанная на использовании биомассы. Биомассой являются отходы переработки древесины, зерноперерабатывающей и сахарной промышленности, навоз, городские стоки, мусор и др. Переработка биомассы в топливо осуществляется путем микробиологического анаэробного разложения органических веществ специальными видами бактерий с образованием газообразного топлива (биогаза) или жидкого топлива (бутанола, этанола и т. д.). Геотермальная энергетика – получение энергии от природных термальных источников. Используется для бытовых целей, отопления теплиц.

Холодная энергетика – получение энергоносителей путем физико-химических процессов, идущих при низких температурах.

Управляемая термоядерная реакция синтеза ядер тяжелого водорода с образованием гелия позволит получить неограниченное количество энергии.

15. Минерально-сырьевые ресурсы РБ

Все виды сырья, потребляемые в народном хозяйстве, разделяют на промышленное сырье и сельскохозяйственное. Промышленное сырье добывается и производится в промышленности и потребляется главным образом отраслями тяжелой индустрии. Его разделяют на сырье минерального происхождения, которое добывается из недр земли (руда, уголь, нефть, черные и цветные металлы и др.), и искусственного происхождения, которое получают путем переработки естественного.

Сельскохозяйственное сырье производится в сельском хозяйстве и потребляется в отраслях легкой и пищевой промышленности, это сырье растительного происхождения (плоды и овощи, лен, хлопок, зерно, подсолнечник и др.) и животного происхождения (мясо, молоко, яйца, мед и др.).

Минерально-сырьевые ресурсы, которые извлечены из недр земли и используются в промышленном производстве, называются полезными ископаемыми. Их делят на три группы:

- горючие ископаемые (уголь, горючие сланцы, торф, нефть, природный газ);

- минеральные полезные ископаемые (черные, цветные, благородные и редкие металлы);

- неметаллические полезные ископаемые – сырье для химической промышленности, строительные материалы. В Беларуси разведано и открыто около 5 тыс. месторождений и залежей полезных ископаемых, которые включают около 30 видов минерального сырья. Сырьевая база цементной промышленности представлена 15 месторождениями мергельно-меловых и глинистых пород. Открыто более 9 тыс. месторождений торфа. Запасы каменной соли в Беларуси практически неисчерпаемы. Из всех ресурсов наибольшее значение в жизни и деятельности человека имеет вода. Общий объем воды в республике равен 1465 млн км³, из которого пресная вода составляет 30 млн км³.

16. Основные технологии нефтепереработки (Прямая перегонка)

Прямая перегонка нефти – это разделение нефти на фракции, основанное на различной температуре кипения фракций, входящих в состав нефти. Технологический процесс перегонки состоит из четырех операций: нагрев смеси, испарение, конденсация, охлаждение полученных фракций.

Нагревание нефти и нефтепродуктов осуществляется в трубчатых печах. Нагретую смесь подают в нижнюю часть ректификационной колонны. Давление в колонне ниже, чем в трубах печи, поэтому смесь закипает и разделяется на фракции. Продукты прямой перегонки нефти можно разделить на три группы: топливные фракции, масляные дистилянты и гудрон.

Термический крекинг – химический метод переработки нефти, суть которого заключается в расщеплении длинных молекул тяжелых углеводородов, входящих в высококипящие фракции, на более короткие молекулы легких, низкокипящих продуктов. Термический крекинг протекает при высоких температурах (450–500 °С) и повышенном давлении.

Каталитический крекинг основан на применении катализатора, который позволяет снизить температуру крекинга и не только увеличить количество получаемых продуктов, но и улучшить их качество. Процесс идет при повышенном давлении. При крекинге получают крекинг-бензины, крекинг-газы и крекинг-остаток (смолистые и асфальтовые вещества).

17. Основные технологии нефтепереработки (Ректификация)

В химической технологии жидкие многокомпонентные смеси, такие как нефть, разделяют на составные части (фракции) при помощи методов: перегонки или ректификации.

Ректификация - это процесс разделения смеси веществ, которые имеют различные температуры кипения. Компонент, у которого температура кипения самая низкая является более летучим и называется низкокипящим.

Ректификация- это противоточное взаимодействие двух фаз - жидкости и пара. При этом пар непрерывно перемещается снизу вверх, обогащается низкокипящим компонентом (легколетучим), а жидкость, стекая сверху вниз, насыщается высококипящим (труднолетучим) компонентом.

Ректификацией может быть достигнута любая необходимая степень разделения без изменения химического состава веществ, составляющих смесь.

Ректификация представляет собой многократное чередование процессов испарения и конденсации с целью разделения смеси на чистые компоненты. Процессы ректификации могут быть периодическими или непрерывными, а также проводиться при различных давлениях: под атмосферным давлением, под давлением выше атмосферного, а также под вакуумом.

Установка для ректификации обычно состоит из:

1) куба-испарителя, предназначенного для нагревания смеси до температуры кипения

2) ректификационной колонны, в которой производится непосредственное разделение смеси на отдельные компоненты

3) холодильника для конденсации паров, выходящих из колонны.

Основной аппарат установки для перегонки нефти, представляющей собой смесь углеводородов – ректификационная колонна – это стальной цилиндрический аппарат высотой 50-60 метров и диаметром около 3-х метров. Внутри аппарата на некотором расстоянии друг от друга располагаются горизонтальные перегородки с большим количеством отверстий - тарелки. Пары нефти подаются в колонну снизу и через отверстия в перегородках поднимаются вверх, при этом они постепенно охлаждаясь, сжижаются.

Менее летучие углеводороды конденсируются уже на первых тарелках, образуя 1-ю фракцию (газойлевую), из которой получают дизельное топливо, выше собирается керосин, а затем лигроин - его используют в качестве тракторного горючего. Наиболее летучие углеводороды выходят из верхней части колонны в виде паров и сжижаются, образуя бензин. Остаток после перегонки нефти - мазут - подвергают дальнейшему разделению и получают соляровые, смазочные масла, вазелин, парафин. После отгонки остается гудрон, который применяется в дорожном строительстве.

18. Основные технологии нефтепереработки (крекинг процесс)

Крекинг и пиролиз нефти

В настоящее время в нефтеперерабатывающей промыш­ленности все большее значение приобретают химические процессы. Они позволяют резко увеличить выход целевых продуктов и улучшить их качество.

При перегонке нефти выход бензина составляет в сред­нем 10-25% веса взятого сырья. Такое количество бензи­на не может покрыть возрастающий спрос народного хозяйства на этот вид топлива. Увеличение производства бен­зина (как и других видов моторного топлива) достигается применением крекинга. Он представляет собой химико-тер­мический процесс расщепления молекул тяжелых углево­дородов, в результате которого образуется смесь веществ меньшего молекулярного веса.

Крекингу подвергают различные нефтепродукты, пре­следуя разные цели, но его главная задача — получение бензина, выход которого при этом может достигнуть 70% веса взятого сырья.

Существует два вида крекинга: термический и катали­тический.

Термический крекинг осуществляют при высокой тем­пературе и значительном давлении. В таких условиях мо­лекулы тяжелых углеводородов расщепляются легче.

Установка термического крекинга включает трубчатую печь для нагрева сырья, испарители, ректификационную колонну, газосепараторы.

Особой разновидностью крекинга является пиролиз. Он проводится при температуре 700—720 ⁰С и атмосферном давлении. Исходным материалом для этого процесса слу­жат легкие фракции: нефтелигроин и керосин. Цель пиро­лиза — получение газа и ароматических углеводородов.

Каталитический крекинг — более совершенный про­цесс крекингования, осуществляемый с применением ката­лизатора. Наличие последнего ускоряет разложение высо­комолекулярных углеводородов, позволяет вести процесс при более низкой температуре и давлении близком к ат­мосферному. Таким способом обычно получают авиацион­ный бензин, выход которого достигает 70% веса взятого сырья. Исходным материалом для каталитического кре­кинга служит преимущественно керосиновый и соляровый дистиллят.

Продукты переработки нефти. При переработке не­фти получают большое количество разнообразных продук­тов. Их можно разделить натри обширные группы: горю­чие, смазочные и прочие. К первой группе относится мо­торное, реактивное и котельное топливо, ко второй — смазочные масла и разнообразные консистентные смазки.

19. Производство резинотехнической продукции

Каучук и резина. Свойства, характеристика, получение

Каучук представляет собой углеводород, который от­носится к группе высокомолекулярных соединений. Важ­нейшие его свойства — изменение формы под влиянием внешних сил и способность принимать начальную форму, если действие этих сил устранено.

Каучук имеет огромное значение в технике. На основе каучуков изготавливают резиновые, резино-тканевые и резино-металлические изделия, используемые в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, транс­порта и в домашнем обиходе. Из каучуков изготавливают более 40 000 наименований резиновых изделий: автомо­бильные и авиационные шины, приводные ремни, гибкие шланги и рукава, детали машин, электроизоляционные ма­териалы, предметы санитарии и гигиены и т. д.

Широкое применение резины объясняется ее высокой прочностью, эластичностью, амортизационными свойства­ми, хорошей сопротивляемостью к истиранию. Резина ус­тойчива к многим химическим средам и поэтому применя­ется для футеровки различных химических реакторов и изготовления уплотнительных деталей.

Каучуки подразделяются на натуральные и синтети­ческие.

Как известно, натуральный каучук — это эластичный материал растительного происхождения; применяемый преимущественно для изготовления резины и резиновых изделий. Содержится он в каучуконосных растениях в виде млечного сока (латекса) или отдельных включений в клет­ках их коры и листьев.

В настоящее время новые искусственные каучуки про­изводятся из попутных газов, получаемых при добыче неф­ти, из природных газов и являются как по качеству, так и по стоимости лучшими и более экономичными, чем естест­венный или синтетический каучук, получаемый из пище­вого сырья.

Наиболее распространенным вулканизирующим веществом является сера.

Ускорители сокращают время вулканизации, уменьша­ют потребное количество серы, позволяют снизить темпе­ратуру процесса. В качестве ускорителей применяют окись магния и свинца, гидроокись кальция, окись цинка.

Активаторы сокращают время вулканизации и повы­шают прочность резины. Для органических ускорителей в качестве активаторов применяют цинковые белила и окись магния.

Наполнители в зависимости от влияния на резиновую смесь разделяются на активные (усилители) и неактивные. Активные наполнители вводят в резиновую смесь как для увеличения ее объема, так и для улучшения свойств рези­ны, неактивные — только для увеличения объема.

Для придания резине требуемой окраски в смесь вво­дят органические и неорганические красители, отличаю­щиеся светостойкостью, устойчивостью при вулканизации и большой красящей способностью (окись титана и хрома, цинковые белила, охра).

Для облегчения смешения каучука с порошковыми ма­териалами и обработки резиновой смеси в нее вводят в ко­личестве 5—20% мягчители (мазут, масла, каменноуголь­ные смолы, канифоль и др.).

Под длительным действием кислорода воздуха проис­ходит старение резины, заключающееся в изменении фи­зических, химических и механических свойств. Для пре­дохранения от старения в состав резиновых смесей вводят в количестве 0,5—2% от веса каучука противостарители — вещества, вступающие в химическое взаимодействие с кис­лородом и предохраняющие этим резину от старения.

Классификация резин

По назначению резины подразделяются на следующие группы:

1. Резины общего назначения, эксплуатируемые при температуре от -50 до +150 °С (шины, обувь, ремни, амор­тизаторы и др.).

2. Теплостойкие резины, применяемые при температу­ре выше 150 °С (детали самолетов, машин, электродвига­телей и т. п.).

3. Морозостойкие резины, устойчивые при работе из­делий в условиях Крайнего Севера, Антарктиды и на боль­ших высотах.

4. Химически стойкие резины, устойчивые к озону, кис­лороду, кислотам, щелочам, растворам солей и т. д.

5. Маслостойкие резины, устойчивые в бензине, керо­сине, нефти.

6. Газонаполненные резины, применяемые как тепло­изоляционный материал.

7. Резины, стойкие к действию радиации и применяемые для изготовления деталей рентгеновских аппаратов и т. п.

8. Диэлектрические резины, используемые для изоля­ции кабелей и в других целях.

Технологические процессы изготовления резино-технических изделий

Процесс изготовления резиновых изделий состоит из нескольких стадий:

1) приготовление сырой резиновой смеси из ингредиентов;

2) изготовление или формование заготовок или изделий из сырой резиновой смеси;

3) вулканизация изделий;

4) отделка изделий.

В зависимости от назначения резинового изделия, тре­бований, предъявляемых к его свойствам и форме, приме­няют различные виды переработки.

Каландрование — процесс получения резиновых лис­тов или профильных заготовок, покрытие тканей слоем ре­зины, сдваивание листов и др. Выполняется на специаль­ном оборудовании — каландрах, основным рабочим орга­ном которых являются валки (рис. 36).

По выходе из валков каландровая резина проходит ох­ладительные барабаны и поступает на транспортер, где с прокладочным полотном закатывается в рулоны.

Каландровую резину с гладкой поверхностью и без воз­душных пузырей можно получать толщиной 0,15-1,2 мм.

20. Технологии получения изделий из пластмасс

Состав пластмасс. Высокополимерные вещества применя­ются в чистом виде или с различными добавками. Первые называются простыми пластмассами (органическое стекло), вторые — сложными или композиционными пластиками.

В состав сложных пластмасс входят различные вещест­ва, которые по выполняемым ими функциям называются наполнителями, пластификаторами, красителями, смазы­вающими веществами и др.

Наполнители — вещества, вводимые в полимерные ма­териалы для их упрочения, придания им требуемых физи­ческих свойств и снижения стоимости.

В зависимости от формы частиц наполнители подразде­ляются на порошковые (древесная и кварцевая мука, порош­ки металлов и слюды), волокнистые (асбестовое, стеклянное, хлопчатобумажное и синтетическое волокно) и листовые.

Пластификаторы придают твердому полимеру мяг­кость, пластичность и увеличивают его упругость. Они спо­собствуют превращению твердых и хрупких смол в тесто­образное состояние, удобное для формоизменения.

В качестве пластификаторов применяют камфору, крезилфосфат, дебутилфталат и др.

Красители, вводимые в количестве 1-1,5%, окраши­вают пластмассы в требуемый цвет.

Связывающие вещества (олеиновая кислота, отеарат кальция и др.) предотвращают прилипание прессуемых из­делий к пресс-формам.

Стабилизаторы предотвращают распад полимерного ма­териала под действием света или повышения температуры.

Пожалуй, нет ни одной отрасли промышленности, ко­торая развивалась бы так быстро и широко, как произ­водство пластических масс. Объясняется это тем, что пласт­массы играют огромную роль в развитии техники и в быту.

Особенно широко применяются пластмассы в машино­строении. Большими потребителями пластмасс становятся строительная, электротехническая промышленность, про­изводство упаковочных средств.

Синтетические материалы постепенно вытесняют элек­тросварку. Широкое распространение получило склеива­ние металлов при помощи искусственных смол.

Пластмассы используются при сооружении трубопро­водов для перекачки различных жидкостей. Области при­менения пластмасс все увеличиваются, что объясняет все более увеличивающееся их производство.

Виды пластмасс и способы получения изделий

Процесс получения пластмассы начинается с изготов­ления ее основы — связывающего вещества. Раньше для этих целей использовали натуральный каучук, природные смолы (шеллак, янтарь), казеин и др. В настоящее время пластмассы вырабатывают главным образом на основе син­тетических смол, представляющих собой высокомолекуляр­ные соединения, получаемые, как правило, полимеризаци­ей или поликонденсацией.

Полученную тем или иным способом смолу охлаждают и после затвердевания измельчают, превращая в зернис­тый порошок.

При изготовлении сложных пластмасс, включающих по­мимо смолы другие вещества (наполнители, красители и т. д.) важным этапом производства является подготовка необхо­димых компонентов: дробление, измельчение, просеивание, сушка и т. п. Затем порошкообразные составляющие сме­шивают с измельченной смолой. Смесь пропускают через вальцы для придания ей однородности. Из готовой массы получают пресспорошок, который поступает на дальней­шую переработку в детали.

Из полимеризационных пластмасс широкое применение получили полиэтилен, полимеры и соколимеры хлористо­го винила, фторпроизводные этилена, полиакрилаты, по­липропилен, полиизобутилен, поливинилацетат, полифор­мальдегид и др. Они выпускаются без наполнителя, термо­пластичны, обладают хорошими диэлектрическими свойствами, высокой ударной вязкостью (за исключением полистирола), химически стойки, но большинство из них имеют низкую теплостойкость.

Важную для промышленности группу полимеров состав­ляют поликонденсационные смолы, к которым относятся фенолоальдегидные, полиамидные, полиэфирные, эпоксид­ные и другие смолы.

Изделия из пластмасс изготавливаются преимуществен­но формообразующими операциями, основанными на ис­пользовании пластичности исходного материала. Обработ­ка резанием применяется, как правило, при доводочных операциях.

Недостатки механической обработки, заключаются не только в потерях на отходы, но и в ухудшении свойств материалов.

Перед подачей в форму материалу необходимо придать наибольшую допустимую пластичность, что достигается его подогревом.

Нагрев многих термопластических материалов приво­дит их в такое высокотекучее состояние, что из них могут быть получены детали сложной формы без создания высо­кого давления.

Литьем в формы получают детали различной конфигу­рации, которые затвердевают непосредственно в формах в результате поликонденсации и полимеризации, а также ос­тывания или затвердения растворителя.

Формовое прессование. При формовом прессовании ис­ходным материалом заполняется пресс-форма, а затем по­средством пуансона производится прессование (рис. 30).

Формование при низком давлении и в вакууме. Для из­готовления крупногабаритных деталей применяется фор­мование при низком давлении.

Формы для формования изделий при низком давлении изготавливают из гипса, бетона, дерева, полимерных и лег­коплавких материалов. Формующим силовым элементом является эластичный баллон из резины или из полимерного материала, в который под давлением 8—12 атм подается воздух, вода или масло.

При вакуумном формовании форма с исходным мате­риалом помещается в баллон, из которого затем выкачи­вается воздух.

Плитовое прессование. Методом плитового прессования получают листы и плиты, а также детали более сложной формы (втулки подшипников скольжения, заготовки шес­терен и др.). Плитовым методом прессуют текстолит, асбестотекстолит, гетинакс и др.

Для изготовления слоистых пластиков листовые напол­нители пропитываются связующей смолой и укладывают­ся на плитах или формах, соответствующих конфигура­ции детали, затем заготовки устанавливают на пресс, на­гревают и прессуют.

Количество листов наполнителя зависит от толщины материала и степени его уплотнения.

Литье под давлением. Этим методом в основном фор­муются изделия из термопластичных материалов, но иног­да его используют для получения деталей из термореак­тивных материалов (рис. 31).

Исходный материал загружается в бункер литьевой ма­шины, из которого он определенными дозами поступает в нагревательный цилиндр, после нагрева нагнетательным поршнем материал подается в пресс-форму.

Выдувание. При этом методе заготовка приобретает конфигурацию внутренней полости пресс-формы.

Экструзия. Представляет собой процесс непрерывного выдавливания полимерного материала, находящегося в вязкотекучем состоянии, через отверстие в мундштуке экст-рудера (рис. 32).

В зависимости от формы отверстия мундштука можно получать полосы, листы, трубы и фасонные профили. Этот метод переработки пластмасс применим главным образом для термопластов, но в последние годы освоено выдавли­вание и термореактивных материалов.

Формование из листа применяется при переработке термопластичных материалов и получении из них изделий сложной формы с большой поверхностью и малой толщи­ной стенок.

21. Технология производства искусственных волокон

Химические волокна: свойства, характеристика

Волокна, которые получают химической переработкой синтетических или природных высокомолекулярных соеди­нений, называются химическими волокнами. Они разделя­ются на два вида: синтетические волокна, которые изго­товляют из синтетических смол, и искусственные волокна, изготавливаемые из природных полимеров, большей час­тью из целлюлозы.

Синтетические волокна значительно превосходят при­родные по прочности на разрыв, которая не снижается после их смачивания, и близки по этому показателю к ста­ли; они не уступают природным волокнам по эластичнос­ти и вполне устойчивы к микроорганизмам. Полиамидные волокна (капрон и др.) обладают наивысшей эластичнос­тью и устойчивостью к истиранию и находят самое широ­кое применение. Лавсан ближе всего по внешнему виду к шерсти и в смеси с ней дает ткани, отличающиеся устой­чивостью к истиранию и несминаемостью (не требуют гла­жения). Нитрон отличается наивысшей прочностью к све­ту и нагреванию, близок по внешнему виду к шерсти.

Искусственные волокна уступают хлопку по прочности на разрыв, но более эластичны и близки по этим показате­лям к шерсти. У тканей из вискозного и особенно из аце­татного волокна красивый вид и блеск, что делает их сход­ными с шелковыми. Штапельные вискозные и ацетатные волокна применяют в смеси с хлопком для изготовления штапельных тканей. Высокопрочная вискозная нить близ­ка по свойствам к нити из полиамидных волокон. Ткани из триацетатного волокна характеризуются несминаемостью.

Разработка способов получения химических волокон открыла безграничные возможности создания волокон, пре­восходящих природные волокна по свойствам и отвечаю­щих разнообразным требованиям. Во многих случаях хими­ческие волокна пришли на смену природным — хлопку, льну, шелку, шерсти и др. По темпам развития производ­ство химических волокон опережает производство есте­ственных. Производство химических волокон позволяет применять механизацию и автоматизацию технологических процессов. Себестоимость химических волокон, как пра­вило, ниже себестоимости естественных.

Высокая экономическая эффективность их получения и применения, полная независимость производства от кли­матических и почвенных условий, практическая неисчерпа­емость сырьевых ресурсов и возможность выпуска волокон с новыми, невиданными ранее свойствами. Так, затраты в человеко-днях на производство 1 т волокна составляют: для шерсти — 400, для хлопка — 238, а для вискозного штапеля — всего 50. Если свойства природных волокон изменяются в узких пределах, то химические волокна мо­гут обладать комплексом заранее заданных свойств в зави­симости от их будущего назначения. Из химических воло­кон вырабатываются товары широкого потребления — ткани, трикотаж, меховые изделия, одежда, обувь, обив­ка, спортинвентарь, драпировка, щетки, бортовая ткань, галантерея, заменители кожи, а также технические изде­лия — корд, фильтровальные ткани, обивка для машин, рыболовные снасти, не гниющие в воде, канаты, паруси­на, парашюты, аэростаты, скафандры, искусственная щетина, приводные ремни, брезенты высокой прочности, по­жарные рукава, шланги, транспортерные ленты, хирурги­ческие нитки, различная спецодежда и т. п. Химические волокна используются для герметизации и уплотнения ап­паратов, работающих в агрессивных средах.

Технологические процессы производства химических волокон

В производстве различных химических волокон из при­родных полимеров и из смол имеется много общего, хотя каждый метод одновременно обладает своими характерны­ми особенностями. Принципиальная схема производства химических волокон независимо от исходного сырья делит­ся на четыре стадии:

1) получение исходного материала;

2) приготовление прядильной массы;

3) формование волокна;

4) отделка волокна.

Получение исходного материала может быть осущест­влено не из любого материала, а только из такого, молеку­лы которого обладают строгой линейной или малоразветвленной структурой. Если сырьем является природное вы­сокомолекулярное соединение, то его предварительно необходимо очистить от примесей. Для синтетических во­локон это синтез полимеров — получение смолы.

Приготовление прядильной массы. Для получения ис­кусственных волокон на основе эфиров целлюлозы их раст­воряют в 5-6-процентном растворе едкого натра и таким образом получают прядильный раствор. Прядильную мас­су для изготовления синтетических волокон готовят раст­ворением или расплавлением полимера.

Формование волокна, или прядение, заключается в вы­тягивании нити из раствора или расплава полимера. С этой целью раствор или расплав продавливают через очень ма­ленькие отверстия — фильеры (рис. 33). Тонкие струйки раствора или расплава, выходящие через фильеры, обра­батывают химическими реагентами или охлаждают, в ре­зультате чего они твердеют и превращаются в нити.

Фильеры устанавливают на прядильной машине. Каж­дая машина снабжена 60-100 фильерами. Существует два способа формования волокна — мокрый и сухой.

Мокрый способ используется в случае прядения волок­на из раствора (рис.34). Прядильный раствор продавли­вается через отверстия-фильеры и попадает в раствор, на­ходящийся в осадительной ванне.

Выдавливаемые через фильеры струйки.прядильного ра­створа реагируют с раствором осадильной ванны с образова­нием нитей волокна, которые наматываются на бобину.

Мокрый способ используют для изготовления искус­ственных волокон — вискозного, медно-аммиачного, иног­да — синтетических волокон.

Сухой способ применяется в случае прядения волокна из раствора или из расплава полимера. При сухом формо­вании волокна (рис. 35) попадают в виде тонких струек в шахту прядильной машины, в которую поступает нагре­тый воздух. Сухой способ применяют для получения ис­кусственных волокон, например ацетатного, а также неко­торых синтетических волокон.

Отделка волокна включает удаление загрязнений, суш­ку, в случае необходимости — его отбеливание и окраску. Как правило, все волокна подвергают обработке жиросо-держащими растворами для облегчения их переработки в процессах ткачества, вязания и др.

22. Технология производства серной кислоты

Поиск по сайту: