Технология и оборудование производства изделий из пластмасс и композиционных материалов

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПООБРАЗОВАНИЮ
УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
ИНЖЕНЕРНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра технологии переработкипластмасс
Н.М. Мухин
ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ
ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПЛАСТМАССИКОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Методические указания покурсовому и дипломному
проектированию для студентовочной и заочной форм
обучения специальности 2506.00– Технология
переработки пластмасс иэластомеров
Екатеринбург
2005

ВВЕДЕНИЕ
Целями курсового и дипломного проектирования согласно государственногообразовательного стандарта высшего профессионального образования по направлениюподготовки дипломированных специалистов 655100 — Химическая технологиявысокомолекулярных соединений и полимерных материалов специальности 250600- Технология переработки пластических масс и эластомеров, утвержденного27.03.2000 г., и учебного плана УГЛТУ по специальности 250600 — Технологияпереработки пластических масс и эластомеров по специальности 2506.00“Технология переработки пластмасс и эластомеров” специализации 2506.01“Технология изделий из пластмасс и композиционных материалов” являются:
-    систематизация, закрепление ирасширение теоретических и практических знаний по специальности, применениеэтих знаний при решении конкретных научных, технических, экономических ипроизводственных задач;
-    развитие навыков ведениясамостоятельной работы и овладение методиками исследования иэкспериментирования, технологических, конструктивных и экономических расчетовпри решении прорабатываемых в проекте проблем и вопросов с учетом обеспеченияэкологической чистоты производства и уровня его механизации и автоматизации.
Перед студентами ставится задача комплексного решения производственныхвопросов на основе полученных знаний по дисциплине “Технология и оборудованиепроизводства изделий из пластмасс и композиционных материалов” и другимобщеинженерным и специальным дисциплинам. Осваиваются также различные методырешения производственных задач; расчетно-графические, аналитические и др.
В настоящих указаниях излагаются общие требования к курсовому и дипломномупроектам, последовательность работы над ними, содержание всех частей проекта, переченьнеобходимых чертежей, оформление пояснительной записки и чертежей проекта,методика выполнения энергетической части дипломного проекта.

1. ТЕМАТИКА КУРСОВОГО И ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Тематика курсового и дипломного проектов должна быть актуальной,соответствовать современному состоянию и перспективам развития науки и техники.Темы проектов разрабатывают преподаватели кафедры технологии переработкипластмасс совместно с консультантами с предприятий, научно-исследовательских ипроектных организаций, где проходят технологическую и преддипломную практики, ивыбирают студенты самостоятельно. В соответствии с выбранной темой руководительпроекта выдает студенту задание на курсовой или дипломный проект, утвержденный заведующимкафедрой. Задание выдается по установленной форме перед отъездом натехнологическую или преддипломную практику.

2. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО И ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТОВ
Курсовой или дипломный проекты – это перечень текстовых и графическихматериалов, состоящий из пояснительной записки (ПЗ) и графической части (ГЧ).
ПЗ дипломного проекта содержит следующие исходные документы и основныеразделы:
Титульный лист
Паспорт дипломного проекта (работы)
Задание на проектирование (работу)
Ведомость проекта
Реферат (аннотация)
Содержание
Введение
1.        Аналитический (литературный) обзор
2.        Технико-экономическое обоснование
3.        Технологическая часть:
3.1.    Характеристика готовой продукции
3.2.    Характеристика исходного сырья иматериалов
3.3.    Описание технологического процессапроизводства
3.4.    Технологический контрольпроизводства
3.5.    Виды брака продукции, его причины иметоды устранения
3.6.    Безопасное ведение процесса
4.        Переработка отходов производства иэкологическая оценка технологических решений
5.        Материальный расчет производства
6.        Технологические расчеты, выборосновного и вспомогательного оборудования:
7.        Выбор и расчет технологическихпараметров процесса
8.        Выбор и расчет количестваосновного и вспомогательного оборудования
9.        Расчет норм обслуживанияоборудования
10.     Характеристика, теплового иконструктивного расчета формующей оснастки
11.     Компоновка оборудования иорганизация рабочих мест
12.     Энергетическая часть
14.     Автоматизация производственныхпроцессов
15.     Безопасность жизнедеятельности
16.     Экономическая часть
17.     Заключение
18.     Литература (список использованныхисточников)
19.     Приложения
В ПЗ курсового проекта из вышеуказанных разделов исключаются 7, 8, 9, 10,а разделе 6 исключается подраздел 6.5.
ПЗ дипломной научно-исследовательской работы содержит такие же исходныедокументы, что и в проекте, но другие основные разделы:
1.        Аналитический (литературный) обзор
2.        Цель и задачи исследования
3.        Характеристика объектаисследования
4.        Методики проведения эксперимента
5.        Экспериментальная часть
6.        Обработка и анализэкспериментальных данных
7.        Технологическая часть
8.        Материальный и технологическиерасчеты
9.        Безопасность жизнедеятельности
10.     Экономическая часть
Содержание и объем разделов 2 – 8 ПЗ дипломной работы определяютсяруководителем исходя из целей и задачи работы.
Графическая часть дипломного проекта включает следующий основнойграфический материал.
1.  Технологическую схему производствас обозначением контрольно-измерительных приборов, автоматики и точектехнологического контроля — 1…2 листа.
2.  Схему материальных потоков илитаблицу основных технологических и эксплуатационных свойств перерабатываемогосырья, или химизм реакции, протекающей при переработке полимерного сырья – 1лист (по заданию руководителя).
3.  Чертежи вновь применяемогоосновного или вспомогательного оборудования, формующей оснастки, приспособлений- 2…3 листа (по заданию руководителя).
4.  Компоновочный чертеж оборудования– 1…2 листа.
5.  Схема автоматическогорегулирования одного из технологических параметров – 1 лист (по заданиюруководителя).
6.  Сводную таблицутехнико-экономических показателей проектируемого варианта по сравнению сбазовым – 1 лист.
Графическая часть курсового проекта включает технологическую схему (безсхемы автоматизации), схему материальных потоков или таблицу основныхтехнологических и эксплуатационных свойств перерабатываемого сырья, чертеживновь применяемого основного или вспомогательного оборудования, формующейоснастки и приспособлений.
Графическая часть проектов оформляется согласно действующим стандартам иправилам черчения по ЕСКД и методических указаний[1-3]. Спецификация кчертежам, как правило, дается в приложении к ПЗ и выполняется на писчей бумаге,как и записка. Небольшую спецификацию допускается помещать на чертеже (форматА4).
Графическая часть дипломной научно-исследовательской работы выполняетсяна чертежных листах формата 24. Рамка и штамп наносятся на лист со схемой илиграфиком так же, как и на чертежах дипломного проекта. Число листовопределяется характером работы и должно быть в пределах 8…10.

3. ОФОРМЛЕНИЕ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ
Оформленная пояснительная записка (ПЗ) прочно переплетается в жесткуюобложку.
Титульный лист курсового или дипломного проекта выполняется наспециальном бланке, выдаваемом студенту. Надписи делаются тушью стандартнымшрифтом. Название темы дипломного проекта на титульном листе должно в точностисоответствовать теме, сформулированной в приказе ректора университета. На листеобязательны подписи студента – автора проекта, руководителя, консультантов,рецензента; завершающая подпись заведующего выпускающей кафедры, утверждающаядопуск к защите дипломного проекта или работы. После защиты в титульный листзаписывается решение государственной экзаменационной комиссии, подписанноепредседателем и секретарем комиссии.
Тема курсового проекта утверждается заведующим выпускающей кафедры.
Задание по курсовому и дипломному проектированию, выдаваемое виндивидуальном порядке руководителем проекта на специальном бланке, подшиваетсяв ПЗ после титульного листа без переписывания.
Пояснительную записку необходимо оформлять согласно рекомендациям,изложенным в стандарте УГЛТУ СТП 3-2001[4] и методических указаниях [3, 5]. ПЗдолжна в краткой и четкой форме раскрывать творческий замысел проекта,содержать принятые методы расчета и сами расчеты, их анализ и выводы по ним ит.д. Изложение должно сопровождаться иллюстрациями, графиками, эскизами,схемами, таблицами со ссылками на источник и т. п. В тех случаях, когда впроекте содержатся сложные (или большой объем) математические расчеты (базаданных, статистическая обработка данных, материальные и тепловые расчеты ит.д.), для их проведения следует применять ПЭВМ. Компьютерная распечаткавыполненных расчетов дается в приложениях к ПЗ.
Текст пояснительной записки состоит из разделов, которые располагаются впоследовательности, указанной выше. Текст должен быть изложен с соблюдениемвсех требований [3-5] кратко и четко, литературным языком с применениемтерминологии и определений, используемых в научно-технической литературе попереработке полимерных материалов. Пояснительная записка должна быть оформленаавтором проекта согласно варианта 3 по ГОСТ 2.105-95 [6]: набрана и распечатанана ПЭВМ (“Microsoft Word – Times Roman – 14”). Разделы (части) пояснительнойзаписки разделяются между собой листами из более плотной бумаги, на которыхкомпьютерным набором пишется название раздела (например, “Технологическая часть”и т.д.). Общий объем курсового проекта не должен превышать 60 с., а дипломного– 150 с.

4. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЗДЕЛОВ КУРСОВОГОИ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТОВ
4.1.Ведомость курсового идипломного проектов выполняется по форме, представленной в [3-5], и включаетсяв ПЗ после задания.
4.2. Реферат. В реферате приводятсяназвание темы проекта, объем РПЗ, количество в ней таблиц, рисунков и другихиллюстраций и количество листов графической части, ключевые слова. В краткойформе приводятся основные выводы по проекту и результаты [3-5].
4.3. Содержание ПЗ являетсязаглавным листом ПЗ, поэтому на нем ставится основная надпись [3-5].
4.4. Введение. Во введении даетсяобщая характеристика выпускаемой продукции, показывается общее состояние,история и перспективы развития данного производства в стране и за рубежом.Далее автор ставит цели и задачи проекта и кратко характеризует пути ихрешения. Объем – 2…3 с.
4.5. Аналитический обзор. Этотраздел является составной частью проекта. Тема обзора должна отражать существопроекта и согласовываться с руководителем. Например, современное состояние иперспективы развития промышленного производства отдельных видов пластмасс иполимерных композитов. В качестве исходных материалов используютнаучно-техническую литературу, а также материалы научно-технических ипроектно-конструкторских организаций. Основными источниками сведений потехнологии производства изделий из полимерных материалов являются журналы“Пластические массы”, “Пластикс: индустрия переработки пластмасс”, “Известиявузов. Серия “Химия и химическая технология”, “Механика полимерных композитов”,НТС “Новая техника и технология переработки пластмасс в изделия”, НТРС“Производство и переработка пластмасс и синтетических смол”, РЖ “Химия”,патенты, монографии, сборники научных трудов НИИ и ведущих вузов [РХТУ(МХТИ),МГАТХТ(МИТХТ), СПбГТИ(ТУ)(ЛТИ им. Ленсовета), КГТУ(КХТИ), и др.], справочники испециальная техническая литература. Следует использовать также библиографию,приведенную в отобранной литературе.
Можно рекомендовать следующий порядок работы над составлением обзора.Ознакомление с литературными источниками следует начинать с изучениябиблиографических изданий. При изучении литературы вначале знакомятся с новымиизданиями, затем переходят к изданиям более ранних лет. Работа над материаламидолжна сопровождаться записями. Обязательно на каждую выявленную работузаполняют карточку, где записываются данные о книге или журнале, краткоесодержание работы. После подбора источников проводится оценка и отсевмалоценного материала. Работы, необходимые для обзора, внимательно изучаются,из них отбирается нужный материал для включения в обзор. Завершается работа поизучению материалов составлением обзора. В последнем приводятся различныетехнические решения, сведения о перерабатываемом материале, его свойствах иобластях применения, оборудовании, дается сравнительный анализ и выводы овозможности их использования для решения задач, разрабатываемых в проекте. Наоснове литературных данных дается выбор технологической схемы производства,применяемого оборудования, материалов и технических решений в проекте.Необходимо отметить, что качество проекта во многом определяется тем, насколькошироко, глубоко и квалифицированно собрана и отобрана научно-техническаяинформация по теме проекта. Никакой ценности для проектирования не представляетпростое переписывание общепринятых сведений из учебников. Объем аналитическогообзора – 15…20 с.

4.6. Технико-экономическое обоснованиепроекта (ТЭО). Задача раздела – установление наилучшей техническойвозможности, экономической целесообразности и экологической безопасностимодернизации или расширения, или технического перевооружения, илисовершенствования технологии действующего производства, или альтернативногопроекта строительства нового цеха.
Работу над ТЭО необходимо начать еще в период прохождения технологическойи преддипломной практик на предприятии, во время которой студент должен изучитьи собрать фактические технико-экономические показатели работы цеха(производства) за год или не менее чем за два последних квартала:
­    производственная структура цеха,схема управления;
­    источники снабжения цеха сырьем,полуфабрикатами и энергоресурсами;
­    основные потребители продукции;
­    объем произведенной продукции внатуральных и условных единицах;
­    производительность основныхагрегатов цеха в единицу времени (т/г., тыс. шт/г., м3/ч, м2/ч);
­    простои оборудования по различнымпричинам;
­    организация обслуживанияоборудования;
­    штат работников цеха по категориями профессиям;
­    организация труда в цехе;
­    расстановка рабочих в цехе,совмещение профессий, организация рабочих мест, многоаппаратурное обслуживание;
­    организация заработной платытрудящихся цеха (тарифные ставки и сетки, формы оплаты труда рабочих, системапремирования);
­    производительность труда рабочихцеха.
В процессе изучения вопросов организации производства необходимоиспользовать производственный паспорт цеха.
По вопросам экономики производства:
-    состав производственных фондовдействующего цеха и их стоимость по элементам, нормы амортизационныхотчислений;
-    калькуляция себестоимости плановаяи фактическая на единицу продукции, анализ выполнения плана по себестоимости;
-    резервы роста производительноститруда.
Обязательным условием выполнения данного раздела является рассмотрение неменее двух вариантов мероприятий – основного и альтернативного. Материалы,собранные студентом на преддипломной практике, будут служить основойтехнико-экономического обоснования проекта и основой для выполненияэкономической части дипломного проекта.
При прохождении технологической практики изучаются технологические иэкономические вопросы производства и собирается материал для выполнениякурсового проекта по технологии и оборудованию производства изделий изпластмасс и композиционных материалов.
4.6.1. Технико-экономическое обоснование нового производства попереработке пластмасс. На основе общих принципов размещения предприятийпромышленности следует рассмотреть и обосновать следующие вопросы:
-    оценка потребности в данном видепродукции в экономическом районе;
-    определение номенклатуры ипроизводственной программы (мощности) проектируемого цеха (производства),отдельных агрегатов, выбор способа переработки и технологического процесса;
-    характеристика района и местаорганизации нового производства;
-    обеспечение основными видамисырья, полуфабрикатами, трудовыми и энергоресурсами.
По выбранному пункту должны быть выполнены соответствующие укрупненныерасчеты на годовую производственную мощность.
4.6.2. Технико-экономическое обоснование реконструкции, расширения,технического перевооружения, модернизации, совершенствования технологиидействующего цеха (производства). Наращивание производственной мощности(объема производства продукции или объема переработки сырья) путемреконструкции, расширения, технического перевооружения, модернизации илисовершенствования технологии действующего цеха (производства), направленное нарешение технико-экономических задач по повышению качества продукции илиэкономии сырьевых и энергетических ресурсов, или экологической безопасности,отличается от нового строительства меньшими удельными капитальными затратами,более короткими сроками строительства, меньшим сроком окупаемостидополнительных капитальных вложений. Исходя из этих особенностей, следуетвыполнить следующее обоснование:
-    оценка потребности в данном видепродукции в экономическом регионе;
-    определение наращиваемойпроизводственной мощности реконструируемого цеха, производительной мощностиотдельных агрегатов, оценка технологического процесса;
-    характеристика действующегопредприятия, возможности расширения цеха, наличие свободной производственнойплощади и др.;
-    обеспеченность основными видамисырья, трудовыми и энергоресурсами.
По всем перечисленным пунктам должны быть выполнены расчеты поукрупненным показателям и сделан вывод о целесообразности и возможности реконструкции,расширения, технического перевооружения и т.п. конкретного цеха (производства).

4.7. Технологическая часть
4.7.1. Характеристика готовой продукции. Согласно ГОСТ 15467-80качество продукции – это совокупность свойств продукции, которая обусловливает еепригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ееназначением. Важно, чтобы изделие было надежным и долговечным в эксплуатации иотвечало эстетическим требованиям.
Для конструкционных изделий из полимерных материалов при организациивыпуска новой продукции в случае необходимости в подразделе 6.4 ПЗ осуществитьдизайнерскую и конструктивную проработку изделия [7, 8].
Дается подробная характеристика выпускаемой продукции, химического ифизического состава, показателей качества и методов контроля по ГОСТ или ТУ,гарантийных сроков хранения продукции, упаковки и транспортировки ее. Есливводятся новые методы контроля качества, то дается обоснование их применения.Указываются пункты назначения и отправления готовой продукции, ее планируемаястоимость.
4.7.2. Исходное сырье и материалы. При выборе полимерногоматериала следует исходить из назначения изделия, условий его эксплуатации иметода изготовления. Необходимо стремиться к наиболее полному использованиювозможностей материла при его минимальной стоимости и дефицитности. Выборматериала начинают с анализа условий эксплуатации и физико-механическихсвойств. Сопоставить требуемые эксплуатационные свойства с показателямиимеющихся материалов – это значит правильно выбрать марку, гарантирующуюработоспособность изделия, а следовательно, и всей конструкции в целом втечение всего периода работы [9-13].
Приводятся подробная характеристика основного сырья, вспомогательныхматериалов и полуфабрикатов, требования к их качеству согласно показателей ГОСТили ТУ по химическому и физическому составу и свойствам; показатели,обязательные для входного контроля качества и методы их определения. Есливводятся новые методы входного контроля, то дается обоснование их применения.Обосновывается обеспеченность производства сырьем и приводятся его поставщики,условия транспортировки и хранения, действующие или планируемые цены на сырье иматериалы.
4.7.3. Описание технологического процесса. В проекте реконструкциидействующего производства используется существующая технологическая схемапроизводства, куда вносятся необходимые изменения и дополнения с учетоммероприятий, разработанных в технико-экономическом обеспечении проекта. В техслучаях, когда технология меняется полностью (проект нового производства),должна быть выбрана наиболее современная схема, разработанная на основеновейших достижений науки и техники.
В ПЗ проекта обязательно приводится технологическая схема производства,аналогичная технологической схеме, выполненной на чертеже. Затем дается краткоеи четкое описание технологической схемы в соответствии с графическимизображением и указанием позиций оборудования. При этом приводятсятехнологические режимы производства, в том числе и режимы вспомогательныхопераций (подготовка сырья, механическая обработка и т.п.). Кратко описываютсяи физико-химические процессы, протекающие при переработке полимерного сырья иполучении готовой продукции.
4.7.4. Технологический контроль производства. Материал в этомподразделе приводится в виде табл. 4.1.

Таблица 4.1. Технологический контроль производстваСтадия процесса, контролируемый параметр
Рабочее
значение
параметра
Метод,
приборы
контроля
Точка
отбора
проб
Периодичность
контроля
Кто
контролирует 1 2 3 4 5 6
В этой таблице приводятся сведения контроля всех технологическихпараметров по всей технологической схеме. В разделе приводится лабораторныйконтроль технологического процесса с описанием методик анализа, приборов соссылкой на ГОСТ или ТУ.
4.7.5. Виды брака продукции, его причины и методы устранения.Обычно подраздел выполняется в виде табл. 4.2, в которой характеризуютсявозможные причины брака.
Таблица 4.2. Виды брака продукции, его причины и методы устраненияВиды брака Причины брака Методы устранения 1 2 3
Следует учесть, что мероприятия по устранению брака в проекте должны бытьнаправлены на улучшение качества готовой продукции и технологии еепроизводства. Следовательно, многие виды брака, существующие в базовом вариантепроизводства, в проекте могут быть устранены. При этом описываются техническиерешения по устранению существующих причин брака.
4.7.6. Безопасное ведение процесса. Дается анализ возможныхнеполадок в работе оборудования, которые могут привести к аварийным ситуациям,и меры по их устранению. Данный подраздел также может быть представлен в видетаблицы с соответствующими колонками: возможные неполадки и меры ихпредотвращения и устранения.
4.7.7. Переработка отходов производства и экологическая оценкатехнологических решений. В данном подразделе указываются места образованиявозвратных и безвозвратных отходов в технологическом процессе производстваготовой продукции. Предлагаются технические решения по их переработке илиутилизации (технология и схема переработки, оборудование и т.д.). Данныетехнические решения должны быть обоснованы и увязаны с материальными иэкономическими расчетами соответствующих разделов проекта.
Следует обратить внимание, что в цехах по переработке пластмасс иполимерных композиционных материалов вопросы охраны окружающей среды имеютбольшое значение. В разделе должны быть конкретно, применительно кразрабатываемому в проекте производству, освещены следующие вопросы:
-    характеристика производства сточки зрения влияния на окружающую среду (потенциальные источники загрязненияатмосферного воздуха и окружающей среды): газовые и пылевые выбросы, ПДК и ПДВв воздушной среде, отходы производства, места их образования и хранения, состави характеристика, количество, вредность, сточные воды;
-    состояние охраны окружающей средына действующем предприятии;
-    конкретные мероприятия по очисткесточных вод, газовых и пылевых выбросов, утилизация отходов и т.п., разработанныев проекте (дать техническое решение с соответствующими расчетами и подборомоборудования и, если необходимо, с графической частью);
-    оценить возможные капитальныезатраты на охрану окружающей среды в экономической части дипломного проекта.
Основой для разработки технических решений по охране окружающей среды ивторичному использованию отходов могут служить рекомендации, изложенные в[14,15].

4.8. Материальный расчет производства
Для того, чтобы иметь правильное представление о потоках материалов наразных стадиях производства, о расходах сырья и материалов и их потерях,проводят материальный расчет. Для выполнения материальных расчетоврекомендуется методические указания [16-18]. На основании этого расчетаопределяются нормы расхода сырья и материалов (удельные, суточные, годовые).Материальный расчет производится в соответствии со схемой технологическогопроцесса. Составляется схема материального потока проектируемого производствана основе норм расхода сырья и материалов, а также по проектируемой мощностипроизводства готовой продукции. При проектировании нового производства в основуматериальных расчетов должны быть заложены предельно допустимые нормативныекоэффициенты технологических потерь и отходов [16-18].
В проектах по реконструкции, модернизации или совершенствованиюпроизводства при наличии конкретной выпускаемой продукции материальный расчетсоставляется на основании технических условий на продукцию, технологическихрегламентов базового варианта. Рекомендуется сравнивать расходные коэффициенты,принятые в базовом варианте, с расчетными (нормативными), которые являютсяпоказателем эффективности использования сырья. Материальный расчетзаканчивается составлением схемы материального потока для каждого вида сырья иоформляется в виде сводной таблицы.
В процессе проектирования необходимо стремиться повышать уровеньиспользования сырья при переработке за счет внедрения прогрессивныхорганизационно-технических мероприятий, а следовательно, снижать коэффициентырасхода сырья по сравнению с базовыми.
Исходные данные для выполнения расчетов являются индивидуальными длякаждого производства и готовой продукции.
Рекомендуется материальный расчет выполнить с применением ПЭВМ(“Microsoft Excel”).
4.9. Технологические расчеты, выборосновного и вспомогательного оборудования
4.9.1. Выбор и расчет технологических параметров процесса. Всетехнологические параметры процесса переработки полимерных материалов(температура, давление, время и др.) тесно взаимосвязаны между собой и, крометого, зависят от технологических свойств перерабатываемого материала.Технологические параметры выбирают по материалам производственных практик(технических регламентов, технологических карт), справочным данным илирассчитывают с учетом свойств материалов, геометрии изделий, конструкцииформующего инструмента [9, 16-28].
Выбор и расчет основных параметров процесса литья под давлениемтермопластов сводится к определениютемпературы инжекционного цилиндра литьевой машины по зонам, температурырасплава материала, впрыскиваемого в форму, температуры формы, удельного объемаи плотности изделий, давления впрыска, давления в форме, основного временицикла литья, вспомогательного неперекрываемого времени и нормы штучноговремени.
Выбор и расчет основных параметров процесса экструзии термопластов сводится к определению температуры инжекционногоцилиндра экструдера по зонам, температуры расплава в формующей головке, давлениярасплава на входе в формующую головку, производительности экструдера.
Выбор и расчет основных параметров процесса прессования реактопластов (компрессионного или литьевого) сводится копределению навески пресс-материала для формования изделия, температуры ивремени предварительного подогрева, температуры прессования, времени выдержки,основного (технологического) времени прессования, вспомогательногонеперекрываемого времени и нормы штучного времени, давления прессования иусилия пресса.
4.9.2. Выбор и расчет количества основного и вспомогательногооборудования. При выборе оборудования для проекта нужно исходить из того,что оборудование должно быть современным и высокопроизводительным, а также повозможности отечественного производства. Учитывая, что курсовой и дипломныепроекты в основном будут связаны с такими методами переработки пластмасс иполимерных композиционных материалов, как литье под давлением, экструзия ипрессование, то основными видами оборудования при получении изделий являютсятермопластавтоматы (литьевые машины), экструдеры (червячные прессы),гидравлические прессы [8, 9, 14, 29].
Основное оборудование выбирают по следующим параметрам:
*   Литьевые машины по:
-    расчетному объему впрыска (объемуотливки);
-    пластикационной производительностилитьевой машины;
-    давлению впрыска (давление на расплавполимера);
-    усилию запирания формы;
-    ходу подвижной плиты узлазапирания формы;
-    наибольшему расстоянию междуплитами;
-    расстоянию между колоннами.
*   Экструзионные установки — порасчетной скорости отвода продукции в зависимости от ее типоразмера ипластикационной производительности экструдера.
*   Гидравлические прессы — порасчетному усилию прессования.
Расчет количества основного и вспомогательного оборудования припереработке пластмасс литьем под давлением и прессованием выполняется с учетомтрудоемкости изготовления изделий, определяемой продолжительностью цикла (литьяили прессования), который складывается из основного (технологического) ивспомогательного неперекрываемого времени.
При наличии конкретной номенклатуры изготовления деталей расчетколичества литьевых машин или прессов на выполнение годовой программыопределяется исходя из нормы штучного времени и действительного годового фондавремени [16, 18].
Расчет количества литьевых машин или прессов при отсутствии номенклатурыпрессуемых изделий выполняют, исходя из средней производительности,определенной при литье под давлением по полистиролу, при прессовании пофенопласту О3-010-02 [16, 18].
Расчет количества технологических линий по производству экструзионныхматериалов (рукавной и плоской пленок, листов, труб, шлангов, профилей) показанв [17].
Расчет количества вспомогательного оборудования приведен в [16-18].
После выполнения выше проведенных расчетов по каталогам или справочникам[8, 9, 14, 28, 29], рекламным проспектам заводов-изготовителей подбираетсясоответствующее оборудование. В разделе приводится спецификация основного ивспомогательного оборудования (таблица 4.3).
Таблица 4.3. Спецификация основного и вспомогательного оборудованияТип Марка
Количест
во
Производительность,
кг/ч
(м3/ч)
Мощно-сть,
кВт
Масса,
кг Коэффициент использования 1 2 3 4 5 6 7
Литьевая машина
“Demag” D40-151NC111 2 39,6 19 2500 0,88

4.9.3. Расчет норм обслуживанияоборудования. Определяющим фактором при проектировании рабочего месталитейщика, прессовщика или оператора экструзионных линий, нормировании их трудаявляется норма обслуживания, которая выражается количеством литьевых машин,прессов, технологических линий, обслуживаемых литейщиком, прессовщиком илиоператором в одну смену. Методики расчета обслуживания основноготехнологического оборудования приведены:
-    по литьевым машинам в [16],
-    по экструзионным установкам в[17],
-    по гидравлическим прессам в [18].
4.9.4.Характеристика, тепловой иконструктивный расчеты формующей оснастки. Дается краткая техническаяхарактеристика и принцип работы формующей оснастки (литьевой формы,экструзионной головки, калибрующей насадки, пресс-формы и т.п.), котораяпредставлена в графической части проекта.
Для литьевых форм и калибрующих насадок дается их тепловой расчет иопределяется расход охлаждающего агента (в кг/ч). Если данная оснасткаобогревается, то рассчитывается расход теплоносителя, необходимый дляустановившегося режима ее работы. Примеры соответствующих расчетов приведены в[30].
Тепловой расчет пресс-формы при прессовании реактопластов сводится копределению количества тепла, необходимого для поддержания установившегосятемпературного режима прессования и определению количества тепла и времениразогрева пресс-формы до температуры прессования. Методики теплового расчетапресс-форм приведены в [26, 30].
При выполнении курсового и дипломногопроектов конструктивный расчет формующей оснастки сводится к определению:
-    возможности изготовления изделияиз полимерного материала с заданной точностью;
-    точности (точностной расчет), скоторой должны быть изготовлены оформляющие детали оснастки, чтобы обеспечитьполучение изделия необходимой точности;
-    возможности выполнениятехнологического уклона в пределах допуска, заданного на формуемое изделие.
Методики расчета исполнительных размеров формующих элементов оснасткипредставлены в [26, 30-32].
4.9.5. Компоновка оборудования и организация рабочих мест. Проектына всех стадиях выполняются в соответствии со строительными нормами и правилами(СНиП), являющимися основными нормативными документами. Они предусматриваютнеобходимые эксплуатационные качества зданий, санитарно-технический режим ипожарную безопасность при максимально возможной экономичности проектныхрешений.
Основные компоновочные решения производств изделий из пластмасс в дипломномпроекте сводятся к определению производственной площади, занятойпроизводственным оборудованием, транспортным оборудованием (контейнерами,рольгангами, пневмотранспортом и др.); тара с заготовками и готовой продукцией,которые находятся возле рабочих мест и оборудования.
Компоновочные решения производств по переработке пластмасс должнысоответствовать принятой в технологическом процессе схеме транспортированиясырья и готовой продукции. В производстве литьевых, прессовых и выдувныхизделий применяются прямоточные, петлеобразные и комбинированные схемы. Впроизводстве экструзионных изделий всегда применяется прямоточная схема.
За основу компоновочных решений и организации рабочих мест, расчетачисленности рабочих основного производства берутся материалы преддипломнойпрактики на предприятии, а также методы и подходы, изложенные в [14].
Компоновочные решения представляются в ПЗ и графической части дипломногопроекта
4.10.    Энергетическая часть
В данном разделе приводится расчет расхода электроэнергии, пара, воды,сжатого воздуха на технологические нужды.
4.10.1. Расчет расхода электроэнергии сводится к определениюрасхода силовой электроэнергии, потребляемой на технологические нужды основным ивспомогательным оборудованием, и на освещение как производственных, такадминистративно-бытовых помещений.
Расход силовой электроэнергии, потребляемой электродвигателями каждоговида оборудования, рассчитывается по формуле:
/>, (4.1)
где Wc– количество электроэнергии,потребляемое электродвигателями данного вида оборудования, кВт.ч; Nуст– установленная мощность одного электродвигателя, кВт; Ксп– коэффициент спроса, учитывающий неодновременность работы всехэлектродвигателей и потери электроэнергии в электродвигателях и сети; tд –расчетное время работы электродвигателей в течение года, ч.
При укрупненных расчетах Кспопределяют посправочнику. Установленная мощность электродвигателей Nустопределяется по паспортным данным применяемого оборудования с учетом количестваэлектродвигателей, установленных на нем.
Расход электроэнергии, потребляемой системой обогрева оборудования(литьевой машины, экструдера, пресс-формы и т.п.), определяется по мощностиобогрева (по паспортным данным или на основании теплового расчета) идействительного фонда времени работы оборудования.
Данные расчета годовой потребности в силовой электроэнергии сводятся втаблице 4.4.
Потребность в электроэнергии на освещение определяется по выражению:
/>, (4.2)
где Wосв- годовое потреблениеэлектроэнергии на освещение помещением или производственным участком,кВт.ч/год; Fi – площадь помещения или участка, м2;Kсп- коэффициент спроса, учитывающий неодновременностьработы сразу всех светильников; tр-продолжительность работы светильников в течение года, ч/год; Pуд- удельная мощность освещения, Вт/м2.
Удельная мощность Pудпринимается, исходя из нормминимальной освещенности по СНиП 23-05-95 “Естественное и искусственноеосвещение. Нормы проектирования”.
Время работы светильников на производственных участках рассчитываютисходя из количества рабочих дней и продолжительности работы светильников 8…10ч/сут. Расчетное количество рабочих дней в коридорах и лабораториях – 335 дней,а для наружного освещения — 365 дней. Средняя продолжительность работысветильников принимается равной 13 ч.
Данные расчета годовой потребности в электроэнергии на освещение сводятсяв таблице 4.5.
По таблицам 4.4 и 4.5 определяется общий годовой расход электроэнергииили на выполнение производственной программы.
4.10.2. Расчет годовой потребности в воде выполняется на основанииукрупненных удельных норм расхода.
Общая годовая потребность в воде, т/г, составит:
Таблица 4.4. Расход силовой электроэнергии
Номер по порядку
мерпо
Наименование
оборудования Количество единиц оборудования
Серия и тип
электродвигателя Мощность электродвигателя, кВт
Общее количество
электродвигателей Установленная мощность, кВт Коэффициент спроса Расчетная мощность, кВт Время работы оборудования, ч/год Годовая потребность в электроэнергии, кВт.ч 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Пресс ДБ2430 4 5,5 4 12 0,9 10,8 2300 24840 n Итого S
Таблица 4.5. Расход электроэнергии на освещение
Номер по порядку
мерпо
 Наименование
 помещения
Площадь помещения Fi, м2
Удельная мощность освещения Pуд, Вт/м2 Рабочая мощность, кВт
Коэффициент спроса Kсп
(Kсп аварийного освещения=0,1)
Продолжительность работы освещения tр, ч
Продолжительность работы аварийного освещения tа, ч Годовая потребность в электроэнергии, кВт.ч 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Производственные 2 Лаборатории 3 Вспомогательные 4 Административные  n Итого S
/>, (4.3)
где Втех – расход воды на технологические нужды(охлаждение оборудования, см. п. 4.9.4.) определяется из теплового балансаработы оборудования; Впож – расход воды на противопожарныенужды, т/г, определяется по формуле:
/>, (4.4)
где 52 – количество календарных недель в расчетном году; 5 – время еженедельнойпроверки работы пожарных гидрантов, мин; mн и mв– количество наружных и внутренних пожарных гидрантов, один гидрант устанавливаетсяна площадь 300…500 м2; 600 и 300 – норма расхода воды приеженедельных проверках пожарных гидрантов;
Вбыт- годовой расход воды на бытовые нужды, т/г,определяется по формуле:
/>, (4.5)
где 65 – общий расход воды на человека в смену, л (25 л — дляхозяйственных целей и 40 л – для душевых установок); m – число людей,работающих в наиболее загруженную (дневную) смену; n – число смен всутки; Тр– число рабочих дней в году.
4.10.3. Годовой расход пара, Гкал/г, определяется каксумма:
/>, (4.6)
где Ртех – расход пара на технологические нужды (нагревоборудования, если применяется паровой обогрев) определяется из тепловогобаланса работы оборудования; Рот — годовой расход пара наотопление, Гкал/г, определяется по формуле:
/>, (4.7)
где tсут –число часов работы в сутки отопительной системы (tсут =24 ч); Тот – период отопительного сезона данногогеографического района, дней (принимается по СНиП 2.04.05.91); Рч– часовой расход пара на отопление, Гкал/ч, можно определить на основанииукрупненных расчетов, исходя из удельных показателей, рассчитанных на 1 тперерабатываемого сырья в год [33, см. Приложение]; Рбыт- расход пара на хозяйственно-бытовые нужды, Гкал/г, определяется поформуле:
/>, (4.8)
где q – норма расхода пара на одного человека в смену, (q =0,0013 Гкал/чел, или 2,5 кг/чел); m – число людей, работающих в наиболеезагруженную (дневную) смену; n – число смен в сутки; Тр– число рабочих дней в году.
Полученные укрупненные расчеты потребности в электроэнергии, воде, пареиспользуются в экономической части дипломного проекта при расчете себестоимостипродукции.
4.11.    Автоматизация производственныхпроцессов.
Данный раздел выполняется согласно методическим указаниям кафедры“Автоматизация производственных процессов” [34].

4.12. Безопасность жизнедеятельности
Данный раздел выполняется согласно методическим указаниям кафедры “Охранатруда” [35]. Рекомендуется использовать [36].
4.14. Экономическая часть.
Данный раздел готовится согласно методическим указаниям кафедры“Экономика и организация лесного комплекса ”.
4.15. Заключение.
В этом разделе даются краткие выводы по выполненному проекту или работе.Указывается объем выполненной работы, результаты, что автор внес нового втехнологический процесс производства (механизация и автоматизация трудоемкихпроцессов, увеличение мощности производства на существующих площадях сминимальными затратами, интенсификация технологического процесса, улучшениекачества готовой продукции, снижение брака и производственных потерь,использование вторичных отходов и др.) полученные технико-экономическиепоказатели производства в сравнении с базовым вариантом.
4.16. Литература (список использованных источников). Библиографияв РПЗ указывается согласно ГОСТ 7.032-91 [37].
4.17. Приложения. В приложении обычно даются спецификации кчертежам и схемам, а также распечатка выполненных на ПЭВМ материальных,тепловых или других расчетов.

Основная литература по проектированию
1.        Единая система конструкторскойдокументации: Справ. пособие /С.С. Борушек, А.А. Волков, М.М. Ефимов и др. М.:Изд-во стандартов, 1989. 200 с.
2.        Ведерникова М.И., Таланкин В.С.,Панова Т.М. Общие требования к выполнению и оформлению курсовых и дипломныхпроектов (работ). Ч. 2. Требования к графической части. Екатеринбург: УГЛТУ,2002… 48 с.
3.        Ведерникова М.И., Таланкин В.С.,Юрьев Ю.Л. Нормоконтроль курсовых и дипломных проектов (работ). Екатеринбург:УГЛТУ, 2004. 35 с
4.        СТП. 3-2001. Учебный процесс.Курсовое и дипломное проектирование. Общие требования к оформлению текстовыхконструктивных документов на изделия машиностроения, приборостроения истроительства в курсовых и дипломных проектах и работах. Введ. 16.04.2001.Екатеринбург: УГЛТА, 2001. 61 с.
5.        Ведерникова М.И., Таланкин В.С.,Панова Т.М. Общие требования к выполнению и оформлению курсовых и дипломныхпроектов (работ). Ч. 1. Требования к текстовой части. Екатеринбург: УГЛТУ,2002. 56 с
6.        ГОСТ 2.105-95. Общие требования ктекстовой документации. М.: ИПК Изд-во стандартов, 1995. 37 с.
7.        Бортников В.Г. Производствоизделий из пластических масс: Учебное пособие для вузов в трех томах. Том 1.Теоретические основы проектирования изделий, дизайн и расчет на прочность.Казань: Изд-во “Дом Печати”. 2001. 246 с.
8.        Справочник по технологии изделийиз пластмасс / Г.В.Сагалаев, В.В. Абрамов, В.Н. Кулезнев, С.В. Власов и др. М.:Химия, 2000. 424 с.
9.        Шембель А.С., Антипина О.М.Сборник задач и проблемных ситуаций по технологии переработки пластмасс: Учеб.пособие Л.: Химия, 1990. 272 с.
10.      Калинчев Э.Л., Саковцева М.Б.Выбор пластмасс для изготовления и эксплуатации изделий: Справ. пособие. Л.:Химия, 1987. 416 с.
11.      Каменев Е.И., Мясников Г.Д.,Платонов М.П. Применение пластических масс: Справочник. Л.: Химия, 1985. 448 с.
12.      Технические свойства полимерныхматериалов: Уч.-справ. пос. /В.К. Крыжановский, В.В.Бурлов, А.Д. Паниматченко,Ю.В. Крыжановская. – СПб., Изд-во “Профессия”, 2003, — 240 с.
13.      Макаров В.Г., Коптенармусов В.Б.Промышленные термопласты: Справочник. М.: АНО “Издательство “Химия”,“Издательство “КолосС”, 2003. 208 с.
14.     Оленев Б.А., Мордкович Е.М.,Калошин В.Ф. Проектирование производств по переработке пластических масс. М.:Химия, 1982. 256 с.
15.     Штарке Л. Использованиепромышленных и бытовых отходов пластмасс: Пер. с нем. /Под ред. В.А.Брагинского. Л.: Химия, 1987. 176 с.
16.     Литвинец Ю.И. Основы материальныхрасчетов и выбора оборудования для переработки пластических масс литьем поддавлением: Метод. указ. к практ. занятиям, курс. и диплом. проектированию.Екатеринбург: УГЛТА, 2001. — 44 с.
17.      Литвинец Ю.И. Основы материальныхрасчетов и выбора оборудования для переработки пластических масс литьемэкструзией: Метод. указ. к практ. занятиям, курс. и диплом. проектированию.Екатеринбург: УГЛТА, 2001. — 47 с.
18.      Литвинец Ю.И., Мухин Н.М. Основыматериальных расчетов и выбора оборудования для переработки пластических масспрессованием: Метод. указ. к практ. занятиям, курс. и диплом. проектированию.Екатеринбург: УГЛТУ, 2002. — 49 с.
19.      Бортников В.Г. Основы технологиипереработки пластических масс: Учебное пособие для вузов. Л.: Химия, 1983. 304с.
20.      Бортников В.Г. Производствоизделий из пластических масс: Учебное пособие для вузов в трех томах. Том 2.Технология переработки пластических масс. Казань: Изд-во “Дом Печати”. 2002.399 с.
21.      Основы технологии переработкипластмасс: Учебник для вузов /С.В. Власов, Э.Л. Калинчев, Л.Б. Кандырин и др./;Под ред. В.Н. Кулезнева и В.К. Гусева. М.: Химия, 1995. 528 с.
22.     Техника переработки пластмасс /Подред. Н.И. Басова и В. Броя. М.: Химия, 1985. 528 с.
23.      Мухин Н.М. Методические указанияпо расчету времени выдержки при прессовании изделий из композиционныхматериалов и древесных пластиков. Свердловск, 1983. 31 с.
24.     Дедюхин В.Г., Ставров В.П.Прессованные стеклопластики. М.: Химия, 1976. 272 с.
25.     Ставров В.П., Дедюхин В.Г.,Соколов А.Д. Технологические испытания реактопластов. М.: Химия, 1981. 248 с.
26.      Дедюхин В.Г., Мухин Н.М.Методические указания по курсовому и дипломному проектированию для студентовспециальности 2603 – специализации “Технология древесных плит и пластиков” /По“Технологии производства и переработки масс древесных прессовочных”.Свердловск, 1991. 43 с.
27.      Брацыхин Е.А., Мидлин С.С.,Стрельцов К.Н. Переработка пластических масс в изделия: Учеб. пособие длятехникумов. М.-Л.: Химия, 1966. 400с.
28.      Оборудование для переработкипластмасс: Справ. пособие /Под ред. В.К. Завгороднего. М.: Машиностроение,1976. 407 с.
29.      Рябинин Д.Д., Лукач Ю.Е.Смесительные машины для пластмасс и резиновых смесей. М.: Машиностроение, 1972.272 с.
30.      Пантелеев А.П., Шевцов Ю.М.,Горячев И.А. Справочник по проектированию оснастки для переработки пластмасс.М.: Машиностроение, 1986. 400 с.
31.      Демин Е. Н. Справочник попресс-формам. Л.: Лениздат, 1967… 386 с.
32.     Лейкин Н.Н. Конструированиепресс-форм для изделий из пластических масс. М.-Л.: Машиностроение, 1966. 244с.
33.      Вентиляция и отопление цеховпереработки пластмасс. / М.И. Гримитлин, Г.А. Смирнов, В.И. Филатов, Е.М.Эльтерман, Л.Е. Эльтерман, Л.М. Браиловский. Л.: Химия, 1983. 134 с.
34.     Бабин А.И., Санников С.П.Методические указания по выполнению дипломного и курсового проектирования покурсу “Автоматика и автоматизация производственных процессов” дляспециальностей 2603 и 3302 очной и заочной форм обучения. Екатеринбург: УГЛТА,1998. 20 с.
35.      Лебедев А.Д. Методическиеуказания к сбору материалов и составлению раздела “Безопасность и экологичностьпроекта” в дипломных проектах (работах) для студентов специальностей 2903,3302, 3207. Екатеринбург: УГЛТА, 2000. 12 с.
36.      Папаев С.Т. Охрана труда. М.: ИПК“Издательство стандартов”, 2003. 400 с.
37.      ГОСТ 7.032-91. Система стандартовна информацию, библиографию и издание документов. Отчет о НИР. Структура иправила оформления. М.: Изд-во стандартов, 1991.

ПРИЛОЖЕНИЕ
Удельные технико-экономические характеристики систем отопления ивентиляции предприятий по переработке пластмасс, рассчитанных на 1 тперерабатываемого сырья [33]
Технологический процесс
V
L
Lм
N
Qв
Qо
Nгод
Qгод Прессование 7 55 45 55 800  45 275 1690 Литье под давлением 8 45 35 40 600 140 200 1480 Экструзия труб 3 15  1 20 200  25 100  450 Экструзия листа, вакуумформование 4 25 15 25 400 45 125  890 Экструзия пленки 1,5 10 0,5 10 100 10 50 220 Декорирование пленки 0,3  3  1  3  30  5 15  70 Переработка отходов 0,2  0,5  0,2  2  5  4 10  18
V – удельный объем помещенияпроизводства, м3;
L — удельный расход приточноговоздуха, м3/ч;
Lм– удельный расход удаляемогоотсосами воздуха, м3/ч;
N – удельная установочная мощностьвентиляционных агрегатов, Вт;
Qв – удельная теплопроизводительностьустановок вентиляции, Вт;
Qо — удельная теплопроизводительностьустановок отопления, Вт;
Nгод – удельный расход электроэнергии,кВт.ч;
Qгод — удельный расход тепла, кВт.ч.
При определенииудельных годовых расходов продолжительность работы вентиляционных системпринята 6000 ч/год, а продолжительность потребления тепла — 2000 ч/год.