遇水膨胀橡胶加工工厂设计1Word文档格式.docx
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58
水分
<
0.3%
氧化锌
清菀县广大金属有限公司
22800.00元/吨
hg/t2572--94
硫磺
任县工农化工厂
1250.00元/吨
ＧＢ２４４９－－９２
半补强碳黑
佛山市顺德区白玉兰橡胶有限公司
6500.00元/吨
工业级
促进剂CZ
东营诚和化工有限公司
20500.00元/吨
防老剂RD
石家庄市龙力锌业有限公司
16000.00元/吨
企业标准
石蜡
东莞市益信贸易有限公司
7500.00元/吨
增塑剂DOS
晋江市惠莱橡塑有限公司
15000.00元/吨
丁腈橡胶及吸水树脂的市场价格：
表（14）
牌号
产地
备注
丁腈橡胶
N220S
24000.00元/吨
慈溪市东工橡胶有限公司
吸水树脂
18000.00元/吨
上海珺璇工贸有限公司
外观：
珠状或是粉末状
.1.4拟建规模
结合实际能力，并以“适度规模，提高档次，环保舒适，安全生产”为原则，该项目建设规模拟订年产量约为1560吨产品。
按实验数据可知：
吸水丁腈橡胶硫化时间约为35min，在此时间段中，我们可同时完成下批料的密炼加工与上批料的下料，尽可能达到连续生产。
在销路与机械畅通条件下，我们尽可保证全天生产，以满足客户的需要。
2车间平面设计
.2.1工厂选址
根据项目要求，厂房拟选在xxxx。
众所周知．一个工厂的厂址确定得是否正确，对建厂投资、建厂条件、工厂的生产和经营管理．以及城乡建设和发展，有着重要的作用厂址选择得好，往往能够从总体上使工厂总平面布置的主要矛盾得以解决，为经济合理的总平面布置创造先决条件。
不仅如此，还将对所建工厂及本地区其它工厂的生产、居住等产生很大的影响。
因此，厂址的选择、确定，必须要全面研究建设条件和影响厂址确定的各种因素，结合工厂性质、规模和生产工艺要求，进行综合分析和多方案比较，最后取得最优方案，达到较好的企业经济效益和社会效益。
2.2全厂布局设计
2.2.1厂区设计原则
1）
设计的目标就是企业经营管理的目标，除了产品与产量，还应包括经济效益和社会效益目标。
2）
生产方式直接关系到企业的兴衰与存亡。
生产方式有多种多样，对特定的产品与产量而言只有一种最适宜的生产方式，精心规划才能获得。
3）
方法改进与工作测定，目的是消除生产过程中不对产品产生附加价值的过程与活动。
这是企业获得经济效益、进行管理的基础与依据，是在挖掘企业内部“金山”的活动。
4）
设备的生产能力有多种，例如最大生产能力、瓶颈生产能力、综合生产能力、工序生产能力等，最好的设计要使各工序（或部门）的生产能力趋于一致、平衡，最忌个别工序能力过大。
5）
计算生产工人数时，要用循环时间与手动时间之比。
目前各设计院和企业所用的工时定额，并未严格区分开机动时间和手动时间，只有经科学测定才可区分开来。
机动时间是用来计算需要的生产设备数量，手动时间用来计算需要配备的操作工人数。
6）
设施的平面布置是设计的综合阶段，是一项专业性极强的工作。
设施布局主要由物料流和流动模式决定的，并与选定的生产方式密切相关。
2.2.2厂区区域设置
根据加工生产的工艺要求，结合实际情况，需要以下建筑物：
原料仓库：
丁腈橡胶、助剂、树脂。
吸水树脂及助剂仓库：
生产过程中需要大量的吸水树脂与助剂，如：
可自制吸水树脂（丙烯酸、AMPS、环己烷）、碳黑、氧化锌、硬脂酸。
粉碎车间：
市场购得的橡胶多半为块状，不易生产加工，助剂也是如此，需要粉粹为后面使用做基础。
主生产车间：
连续混炼车间、加热冷却车间、制品车间。
控制操作室：
没个生产环节都需要间控制室，特别对目前的自动化操作来说，操作室为起控制中心，起着不可替代的作用，一般设计在生产区旁边以便指导工作。
配电房：
民用和工业用电线路（预防民用电线路停电），合理配置用电及调节电压。
7）
车库：
可供大卡车的停放与休整。
8）
成品仓库：
工厂的货物进出主要依靠集装箱货柜车，在工厂的总平面布置上应强调装卸区域的设计。
9）
供水系统：
（分水塔、热水房和供水管道）
10）
研发室：
研发新型产品、致力于产品多样花研究。
11）检验室：
对出厂的产品进行检验、同时对产品跟踪调查。
12）
垃圾处理处：
（化工生产将产生大量的污水，而将它处理进行重回收，可减少生产成本，也可减少环境污染，大量的废品可回收重新利用。
）
13）
办公楼、卫生间：
（卫生间可设置在办公楼与各室内）
14）
食堂
15）
厂区道路：
（可供大卡车通畅行驶，道路可设主通道和次干道，主干道可适当宽于次干道）
16）
宿舍楼
17）
适当的休息与娱乐场地
2.2.3全局平面图及说明
车间平面图
如图所示便是工厂全局简图。
上图简单的表明了各生产车间与生活区的方位，它考虑
到风向与光等问题。
具体的指标如下所述：
2.2.4平面图尺寸标准
如图，所示中红线标注了外形尺寸。
全厂总面积为：
210*160=33600（m2）≈34000（m2）
橡胶混炼区面积为：
78*37=2886（m2）≈2900（m2）
全图设有生活与生产两区，它们互不干涉，与之接壤的地方种植树木进行隔绝，避免影响。
具体部分尺寸见下表所示。
平面图设计尺寸：
表（15）
2.3各车间设计
2.3.1车间平面布置基本原则
以方便生产为前提，符合车间生产程序，避免原料、成品的交叉运输。
全建筑物采取南北朝向，利于采光和通风。
利用原厂条件、供电、供水靠近生产车间，减少能源消耗，降低建筑成本。
通盘考虑全厂布置，填平补齐，力求合理、经济，并充分考虑了全厂的消防安全。
全局考虑工厂的水循环与污水的排放，考虑厂区的热蒸汽的输送流道。
合理考虑工厂的外部绿化与噪音处理，工厂内的职工宣传教育与再教育基地设置。
尽量考虑到工厂设计的美观性和整体感。
2.3.2车间平面设计说明
总图设计人员需要根据地块特点，合理布置厂区内的各项建构筑物，使之满足工艺，物流，消防，环境等各项要求，并且在设计中始终贯彻“精益生产”的思想，布置紧凑，预留合理，将工艺流程、物流运输等与生产有关的因素与总图布置完美结合，力求降低建设和运营成本，获得较高的投资回报率。
在项目建设中总图布置有三个层次的意义。
首先，总图布置是确定全厂总体布局的重要步骤。
通过总图布置，合理组织了地块内各建构筑物之间的关系，真实反映出各单体之间的功能联系。
总图布置第一次形成工厂的概貌，让业主有直观的感受。
通过对总图方案的调整，能够优化工艺方案和确定主要单体的建筑风格等，明确功能分区和物流模式，形成基本的运营概念，便于业主对总体布局作正确的决策。
其次，总图布置是向各主管部门报审的重要资料。
厂区的总用地面积，总建筑面积，建筑密度，容积率，绿地率等指标在总图中均有体现，这些是规划和园林部门审批项目的主要依据。
总图上还体现出各单体之间的间距，危险品的存放区域，出入口的设置等，这也是消防审查的主要内容。
需要对总图进行审核或者备案的部门还有交通，环保，劳动安全卫生，各公用动力提供企业等。
对于拥有码头或铁路的工厂还要向相应的主管部门提供总图。
总之，在现行的项目审批流程中，总图是必不可少的资料，对主管部门的审批意见有直接的影响力。
第三，总图布置的确定对整个设计流程有重要的作用。
无论是可行性研究，初步设计，还是施工图设计阶段，总图是各专业设计的基础。
建筑专业需要根据总图确定建筑风格，特别是办公楼之类的标志性建筑更要根据总图确定主立面，出入口之类关键要素；
结构专业需要总图确定各建构筑物的地质条件，选择合适的结构形式；
公用动力专业也要根据总图确定水，电，气，暖等介质的合理走向。
可以说总图布置对每一个专业的设计内容均有影响力，因此，总图设计必须慎之又慎，特别在项目后期，应尽量避免大的调整，以免引起各专业的设计变更。
从以上三个层次来看，一个好的总图设计方案，不仅能够为业主节约投资，降低运营成本，更能够避免在审批及设计中不必要的变更，缩短建设周期。
2.4生产进出料说明
在生产流程中，我们采用各助剂分别加工与添加，各助剂加工区间间隔，以便在间歇加料的初始不混料，也可单独的对各物料粉碎、干燥。
在我们工厂设计之中我们考虑到各物料互不干涉，并各自从的方向送料。
如
（一）橡胶进料：
外购生胶进后门进生胶仓库进入橡胶加工区（破胶塑炼硫化冷却修整）检验室检验
成品仓库后门外卖
（二）助剂进料：
外购原料后门进料助剂储料区助剂加工区（粉碎、干燥、送料）进入橡胶加工区
3工艺设计与论证
3.1厂房的面积
根据平面设计图可知：
厂区平面面积约为34000m2（210*160）；
橡胶加工区约为2886m2；
由于其他生产与生活要求因此多留有其他生产区。
本厂房设计采用分别进料加工，彼此不相干扰。
3.2产量的确定
根据机械选型与生产计算得：
年产1560.6吨的生产规模；
日产量5202kg。
此产量满足机械生产能力，我们的工人劳动强度也能满足。
3.3工艺流程图
本流程分两部分：
加料路线和炼胶路线
然而这两部分是同时工作，以保证连续生产，从而达到产量较大，进而加大收益率。
加料之中我们必须保证每批料的干燥与粒度，吸水橡胶在生产过程中是不能掺杂水分，如此将影响橡胶的性能，降低了质量；
粒度过大不利于生产加工，若粒度过小，易飘扬于空气中，也不利于加工。
炼胶之中对机械选型也非常重要，我们将在下部分着重讨论。
3.4工艺论证和说明
遇水膨胀橡胶（WSR）是80年代国际上出现的新型止水材料，是由橡胶和吸水膨胀材料通过共混或接枝交联而成的，遇水时橡胶发生膨胀并保持着橡胶特有的性能。
我们可以做到膨胀倍率达4000%，膨胀倍率和橡胶各项物理指标，如硬度、拉伸强度、伸长倍率、耐寒耐热性能等均可根据用户要求而设计，膨胀倍率不受环境压力影响，如在35MPa高压下，膨胀倍率不变。
WSR主要用于：
1.各种管道、泵、阀等密封件，农林园艺喷、排灌管网、快速接头，上下水工程及各种管类的密封伸缩件。
2.防水堵漏填缝材料，在隧道、矿山、大坝、土建等施工中止水带。
3.地铁、涵洞等沉降接缝处的T型密封预埋体。
4.矿山透水、洪水抢险的堵治材料。
5.作为功能材料开发应用在一些特殊方面，如漏水报警器等。
无水采油技术（WSR）等许多新的用途有待进一步开发。
3.4.1实用性论证
吸水膨胀橡胶它具有橡胶的良好的弹性和力学强度，同时还具有吸水后发生体积膨胀的特殊性能。
西气东输项目2002年7月开工兴建，西起新疆轮南，东至上海市白鹤镇，途经10个省、自治区、直辖市，全长约4000公里，成为横穿中国的传输大动脉。
管道穿（跨）越长江、黄河等大型河流6次，投资规模1400多亿元，是目前我国最长、口径最大、投资最多、输气量最大、施工条件最复杂的天然气管道。
位于江苏省界内的长江隧道南北竖井和南京至上海段阀室，由于地处暖温带半湿润季风气候区，常年气候湿润、雨量丰沛、地下水位偏高，很多部位出现严重渗漏水现象，而曾经进行的大修施工又没有奏效，影响了整体管道线的正常运行。
天津北洋新技术工程有限公司是一家防水专业的高新技术企业。
他们获得信息后立即赶到实地进行考察，根据实际迅速做出刚柔结合综合治理的设计方案。
为确保治理效果，他们进行了多次专点专项的模拟试验，取得可靠的科学数据。
根据实地现场带水带压状况及当地气候情况，他们果断地采用了公司研发的专利产品——液体膨胀橡胶材料进行了灌注施工，巧妙地利用这种材料的遇水膨胀、不影响基础结构等性能，并复合快克防水粉、快克堵漏粉及环氧乳液等几种配套材料进行交叉施工，终对所有渗漏水部位进行了封堵，然后对表面进行防护，使其达到一级防水效果。
经过西气东输工程各相关单位联合验收，该公司所承担的长江隧道南北竖井渗水处理大修综合治理及南京至上海段10个阀室的抢修加固防水综合改造全部合格。
秦岭隧道是我国修建的最长的铁路隧道，底部采用仰拱预制块拼装成为永久衬砌的一部分，其接缝防水至关重要，此处的高膨胀橡胶止水条的研制，在国内外资料调研的基础上，从原材料的选择人手，试验确定了基体橡胶、膨胀剂、防霉剂及其它助剂，研究了各组成成分对膨胀橡胶性能的影响．最终确定了基本配方。
高膨胀橡胶的静水膨胀率大于等于600％，防霉等级为一级，防水性达到了1．5MPa。
为充分发挥“弹性止水和以水止水”的功效，产品生产工艺采用高膨胀橡胶和普通橡胶同步硫化成型，制成复合型止水条。
经深入研究和总结，良好的材料辅以合理的设计、精心的施工必将极大地提高隧道的防水性能，为铁路隧道的防水施工提供新的办法和途径，为提高铁路隧道的建设水平积累宝贵的经验。
从以上两件事例中我们能看出吸水膨胀橡胶具有极广阔的实用空间，能为我国经济建设起到极其重要的作用。
3.4.2技术性论证
目前许多吸水膨胀橡胶在市场上已经取得良好的市场，根据我们实验所得的数据可知，我们通过正交分析法得到最佳配方。
其配方兼顾了多重性能，比较目前的市场上吸水膨胀橡胶性能，我们的橡胶有其性能优势。
具体的性能可见以上实验中分析，而我们的炼胶与生产工艺都结合实际，并考虑到最佳影响因素，因此我们的生产工艺与配方在技术上具有绝对的优势。
3.5产品质量标准
由以上实验数据可知：
WSR的吸水膨胀率：
去离子水中450%；
0.9%的盐水中200%；
2%的盐水中100%，可耐15MPa的压力不漏水。
拉伸强度为10Mpa，产品尺寸如上图及介绍中所述。
3.6产品质量的关键点控制
1）硫化时间与温度的控制
2）操作过程中干燥
3）物料配比的控制
4）防焦烧的控制
4设备选型及标准
4.1微细粉碎机CWF—2501
对树脂及碳黑进行粉碎以便在密炼阶段加入并均匀分布。
表（16）主要技术参数
型号
CWF-2501
进度粒度（mm）
5
出粒粒度（目，可调）
50-200
生产能力（kg/h）
50-150
出料温度
65
主电机电机功率（kw）
5.5
机器重量（kg）
450
外形尺寸（长*宽*高）
1085*1080*1500
4.2旋转闪蒸干燥机
在本设计中此机械主要用于树脂的干燥。
在生产中，要保证树脂干燥，因此对树脂的干燥非常有必要，它也将对后来橡胶性能产生影响。
技术参数：
表（17）
型号
XZG—2
装机容量（kw）
6——10
主机内径（mm）
200
最大高度（m）
3.5
风量（m3/h）
350—500
占地面积（m2）
10
水分蒸发量（kg/h）
12——17
参考价格
13.5
4.3破胶机XKP—400
对生胶进行破胶处理，以便后面的加工处理。
表（18）外型技术参数：
电机功率（kw）
55
整机质量（kg）
7000
工作电压（v）
220/380
外型尺寸（mm）
4125*1760*1800
转速（转/分）
970
参考价格（万元）
12
4.4密炼机XM—50*40
对橡胶塑炼和混炼，是生产中较为关键的部分。
表（19）主要技术参数
X（S）M-50/40
冷却水压力（MP）
0.3~0.4
蒸汽压力（MP）
≤0.8
混炼室总容积（L）
50
电压（V）
380
主转子转速（R/min）
40
耗水量（m3/h）
7~10
主电机功率（kw）
75
主电机型号
JRO
转子转速
1：
1.167
主电机转速
590（r/min）
压缩空气工作压力（kg/cm2）
6—8
总功率（kw）
95
外形尺寸（mm）
长
4225
42.5
宽
1980
重量（t）
11
高
3180
橡胶密炼
塑炼胶和各种配合剂投入高压、高温的密炼机内，经过短时间（2~~12min）捏炼、分散与混合（捏炼即靠机械断链和热氧化断链，以增加可塑性；
分散即碾碎配合剂颗粒，并在胶料中分散均匀；
混合即使胶料与各种配合剂混拌均匀），就能够生成质量满意的混炼胶。
密炼机混炼的工艺过程是：
上顶栓提起，加料；
上顶栓落下，加压混炼；
混炼后，下顶栓拉开或翻转下落，卸料，下顶栓关闭。
密炼机混炼所需时间短、效率高、混炼质量好；
投料、混炼、加压和排胶操作都是机械化、自动化；
劳动强度降低，操作安全性大；
配合剂飞扬损失少，环境卫生条件好。
但是，密炼机散热慢，混炼温度控制困难，容易引起对温度敏感胶料的焦烧；
不适合多种颜色胶料以及胶料品种变换频繁的情况；
排胶不规则，形状不固定，必须配备压片机补充加工。
密炼机混炼工艺因素密炼机混炼时，在最佳黏度条件下的混炼工艺就是最佳工艺，主要影响工艺因素是装胶容量、转子转速、上顶栓施加的压力、混炼温度、混炼时间等。
4.5切片干燥机
此机械主要用于橡胶的干燥，它具有连续干燥、占地面积小、应用面积广等特点。
而橡胶塑炼时候，我们对橡胶干燥，有利于橡胶生产。
4.6压片机XKP—550
表（20）技术参考
X（S）K—550
最大调距（mm）
15
辊径长×
度（mm）
550*1500
6040*2100*1625
前辊线速（m/min）
27.175
20
前、后辊速比
1.25
一次投料（kg）
50~~65
90（110）
4.7冷却装置XPG—600
表（21）技术参数
XPG—600
挂片杆间距（mm）
100
辊筒线速度（m/min）
10~~40
冷却
风扇
容量（m3/min）
冷却后出片速度（m/min）
16
功率（kw）
0.3
胶片厚度（mm）
4~~10
数量（台）
8
胶片最大宽度（mm）
600
落片翻打次数（次/min）
冷却后胶片的温度（℃）
本机功率总和（kw）
接片线速度（min）
外型
尺寸
长（mm）
14253
冷却挂杆
链条速度
（m/min）
1
0.4
宽（mm）
4500
2
0.526
高（mm）
3405
3
0.767
机械总质量（kg）
11000
挂胶杆挂片高度（m）
2、1.5、1
有效挂片杆数量（根）
60
本机主要配合压片机下片，将塑料、胶片或混炼胶片进行冷却、吹干、切片（或不切片）及叠片。
4.8压注机200T
型号：
200T自动注压成型机是一种简易的橡胶注压成型设备。
对各种橡胶进行注压成型。
该设备广泛应用于汽车、家用电器、电子零件、医疗器械、运动器材等行业配套橡胶件的生产。
特别适用于生产形状复杂、有金属嵌件的产品。
该设备具有推出模和外顶出模功能，亦可作为普通平板硫化机使用。
该设备采用三菱PLC控制，可储存20个生产模具，具有注射压力高，平板尺寸小、锁模压力大、单位面积压力较高的特点。
表（22）
公称合模力
1.0MN（100吨）
托模行程mm
一次最大注胶量
2000cc
合模速度
快：
50mm/s,慢：
6mm/s
热板规格mm
500×
500
开模速度
热板间距mm
加热总功率Kw
层数
电机功率
7.5
柱塞直径mm
280
外型尺寸mm
1750×
1100×
3300
柱塞行程mm
总重量T
5100Kg
升级会员 