耐酸堿橡膠板成型工藝畢業(yè)設(shè)計說明書上半部分

1、目 錄前言 2摘要 4Abstract 5第一章 產(chǎn)品概述 6第二章原料和配方 82.1橡膠配方設(shè)計的內(nèi)容和原則 82.2耐腐蝕橡膠的配方設(shè)計 82.3丁基橡膠的性能介紹 112.4配合體系 13 14第三章 膠板成型的工藝流程 15 15 18 22 27 31 34第四章 物料衡算和熱量衡算 36 36 4.2節(jié) 熱量衡算37第五章 設(shè)備的選擇 40第六章 工程概算 42第七章 車間布置設(shè)計 46 46 467.3車間布置設(shè)計的技術(shù)考慮 47第八章 車間管理與生產(chǎn)組織 49 49 50結(jié)束語 54致謝55參考文獻(xiàn) 56前 言所謂橡膠工業(yè)，在國際上主要是指以橡膠等彈性體為主料，混入炭黑一類補(bǔ)

2、強(qiáng)副料，并且添加多種功能性助劑，同時結(jié)合以纖維、金屬等材料作為支撐骨架，經(jīng)過成型加工和硫化而制成橡膠制品的工業(yè)。橡膠工業(yè)為區(qū)別于作為原料的天然橡膠和合成橡膠業(yè)，近年來又將它稱為橡膠加工工業(yè)，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)中則稱為橡膠制品工業(yè)。橡膠制品是以橡膠為主要材料制成的具有彈性和韌性的產(chǎn)品，按用途分可分為輪胎、膠帶、膠管、膠鞋、膠黏劑、工業(yè)制品,膠乳制品八大類。橡膠制品的主要原料是生膠、各種配合劑、以及作為骨架材料的纖維和金屬材料，橡膠制品的基本生產(chǎn)工藝過程包括塑煉、混煉、壓延、壓出、成型、硫化6個基本工序。橡膠的加工工藝過程主要是解決塑性和彈性矛盾的過程，通過各種加工手段，使得彈性的橡膠變成具有塑性的塑煉膠，

3、在加入各種配合劑制成半成品，然后通過硫化是具有塑性的半成品又變成彈性高、物理機(jī)械性能好的橡膠制品。世界橡膠工業(yè)歷經(jīng)160余年的發(fā)展，如今已成為許多發(fā)達(dá)國家重要的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)在全球的年橡膠消耗量達(dá)到1700萬噸以上，有約10萬種各類橡膠制品遍及人類社會的各個領(lǐng)域。橡膠工業(yè)在第二產(chǎn)業(yè)群中，以彈性體材料工業(yè)獨(dú)樹一幟。最近二三十年來，橡膠工業(yè)由于受20世紀(jì)70年代兩次世界石油危機(jī)的影響，全球橡膠工業(yè)出現(xiàn)了由長期依靠量的擴(kuò)大作為增加經(jīng)濟(jì)效益的主要手段，逐步轉(zhuǎn)換為從提高質(zhì)量、增加品種和不斷降低生 產(chǎn)成本為目標(biāo)的新時期。 中國橡膠工業(yè)從1915年的廣東樹膠公司創(chuàng)建開始，已經(jīng)有86年歷史了。改革開放以來我國橡

4、膠業(yè)得到迅速發(fā) 展，已經(jīng)形成由輪胎、自行車輪胎、膠管、膠帶、膠乳、密封、減震隔震、建筑防水、醫(yī)療衛(wèi)生、日用橡 膠、電子橡膠、油田橡膠等制品，共18類5萬多個品種規(guī)格組成的、體系比較完整的產(chǎn)業(yè)。同時也形成了合成 橡膠和天然橡膠、鋼絲和纖維織物、助劑輔料；以及橡膠機(jī)械和模具等比較完整的配套工業(yè)。改革開放以來，我國大力引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，強(qiáng)化企業(yè)技術(shù)改造，使產(chǎn)品更新?lián)Q代加快，生產(chǎn)技術(shù)明顯進(jìn)步，橡膠工業(yè)的面貌發(fā)生了顯著變化，但是由于重復(fù)建設(shè)、廠點分散、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理及改造資金不足等原因，在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)技術(shù)、質(zhì)量、消耗等各個方面，與國外先進(jìn)水平相比還有較大差距。我國橡膠工業(yè)與國外的競爭，說到底

5、是技術(shù)水平的較量，要想在較短的時間內(nèi)趕上國外水平，充分利用高新技術(shù)，改造傳統(tǒng)的橡膠工業(yè)，提高我國橡膠工業(yè)的競爭能力是一條捷徑。在這方面，我們有一定條件，要充分應(yīng)用高新技術(shù)在橡膠工業(yè)方面已經(jīng)取得成果，例如新材料技術(shù)、納米技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息化技術(shù)、光電和機(jī)電一體化技術(shù)等，改造橡膠產(chǎn)品的設(shè)計、制造工藝、管理和營銷等，使我國橡膠工業(yè)技術(shù)水平產(chǎn)生一個飛躍，從根本上提升我國橡膠工業(yè)的競爭實力。第一章 產(chǎn)品概述1.產(chǎn)品用途耐酸堿膠板主要用于沖制各種用于酸、堿質(zhì)腐蝕的密封件、墊片，化工企業(yè)的管道，貯藏密封保護(hù)，實驗室工作臺桌面鋪設(shè)等。特征產(chǎn)品實物圖硫化與否：未硫化；機(jī)構(gòu)種類：純膠膠板；規(guī)格：厚度6mm，寬

6、度500mm；長度可根據(jù)客戶要求裁定；性能：在酸堿環(huán)境中有較強(qiáng)的耐介質(zhì)性能，抗腐蝕，可在溫度為-3060的20液體中工作；特點：可按照客戶要求，定制特殊規(guī)格尺寸及技術(shù)要求的產(chǎn)品；包裝：編織袋、塑薄膜袋，按重量或定長度包裝。3.產(chǎn)品最低物理性能指標(biāo)：拉伸強(qiáng)度/MPa扯斷伸長率/扯斷永久變形/硬度老化系數(shù)耐酸系數(shù)耐堿系數(shù)73003565第二章 原料和配方 單純的天然橡膠或合成橡膠，不論是未硫化膠還是硫化膠，其性能都很差難以滿足使用要求。因此長期以來人們對提高橡膠性能，改善加工方法，延長使用壽命等進(jìn)行了大量的實踐。結(jié)果表明必須在橡膠中加入各種助劑才能實現(xiàn)上述目的，即必須通過合理的配方設(shè)計才能實現(xiàn)。

7、一個橡膠配方起碼包括生膠聚合物、硫化劑、促進(jìn)劑、活性劑、防老劑、補(bǔ)強(qiáng)填充劑、軟化劑等基本成分。一個合理的橡膠配合體系應(yīng)該包括聚合物、硫化體系、填充體系、防護(hù)體系、軟化體系五大部分。橡膠配方設(shè)計的內(nèi)容：橡膠配方設(shè)計是橡膠制品生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它對產(chǎn)品的質(zhì)量、加工性能和成本均有決定性的影響。橡膠配方設(shè)計的內(nèi)容包括：確定符合制品工作性能要求的硫化膠的主要性能指標(biāo)以及這些性能指標(biāo)值的范圍；確定適現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備和制造工藝所必須的膠料的工藝性能以及這些性能指標(biāo)的范圍；選擇能達(dá)到膠料和硫化膠指定性能的主體材料和配合劑，并確定其用量、配比關(guān)系。橡膠配方設(shè)計的原則 充分了解制品的性能要求、使用條件；半成品的性

8、能一般應(yīng)高于成品指標(biāo)的15%； 由于橡膠制品的性能一般是多方面的，性能在滿足性能要求方面，要抓住主要矛盾，平衡次要矛盾； 對多部件制品，要從整體考慮； 平衡使用性能與加工性能； 考慮配合劑之間的相互影響； 低污染； 簡化配方，降低成本。配方設(shè)計的程序： 調(diào)研：包括制品的使用條件，如溫度、壓力、是否接觸介質(zhì)、使用的頻率等方面； 選材：根據(jù)調(diào)研結(jié)果，選材、確定基本配方；包括生膠材料及各種配合劑各種生膠的基本配方可通過資料查詢； 配方篩選：確定能夠反映產(chǎn)品性能的試驗方法； 檢驗：通過選定的配方制備膠料、產(chǎn)品，進(jìn)行驗證； 定工藝：根據(jù)試驗過程擬定加工工藝條件； 評定：對制品的性價比進(jìn)行綜合評定。能引起

9、橡膠的化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生不可逆變化的介質(zhì)稱為化學(xué)腐蝕介質(zhì)。當(dāng)化學(xué)介質(zhì)與橡膠制品接觸時，由于化學(xué)作用而引起橡膠和配合劑的分解，而產(chǎn)生化學(xué)腐蝕作用，有時候還會引起橡膠的不平衡溶脹。進(jìn)入橡膠的化學(xué)物質(zhì)使橡膠分子斷裂和溶解，有時候還會產(chǎn)生配合劑分解和溶解等現(xiàn)象。所以為了提高橡膠的耐腐蝕性，必須采用合理的配方。一般二烯橡膠如NR、SBR、CR等，在使用溫度不高介質(zhì)濃度較小的情況下，通過適當(dāng)?shù)哪退釅A配合，硫化膠具有一定的耐普通酸堿的能力。對于氧化性極強(qiáng)、腐蝕作用很大的化學(xué)介質(zhì)，應(yīng)該選用氟橡膠、丁基橡膠等化學(xué)穩(wěn)定性好的橡膠為基礎(chǔ)，進(jìn)行配方設(shè)計。分述如下： 硫酸：常溫下除硅橡膠外，幾乎所有的橡膠對60以下的硫酸都有

10、好的抗耐性。但是對于濃度高為70左右的硫酸，除天然硬質(zhì)膠、丁基橡膠、氯磺化聚乙烯、乙丙橡膠、氟橡膠外，其它膠種都不穩(wěn)定，80以上的硫酸氧化作用非常強(qiáng)烈，除氟橡膠外皆不穩(wěn)定。硝酸：即使是稀硝酸，對橡膠的氧化作用也非常強(qiáng)烈。在室溫下濃度高于5時，只有氟橡膠和樹脂硫化的丁基橡膠有較好的穩(wěn)定性，但溫度在70以上濃度達(dá)到60時，只有23型氟橡膠和四丙氟橡膠尚可使用，其它橡膠均會受到嚴(yán)重的腐蝕。鹽酸：橡膠在高溫高濃度的鹽酸作用下，化學(xué)反應(yīng)也較強(qiáng)烈。天然橡膠和鹽酸反應(yīng)后表面形成一種堅硬的膜，可阻止反應(yīng)的發(fā)展，但是這種膜雖有優(yōu)異的耐酸堿性，但是沒有彈性。氯丁橡膠和丁基橡膠有較好的耐鹽酸性，其中樹脂硫化的丁基橡

11、膠較為突出。 氫氟酸：氫氟酸多數(shù)是與硝酸等混合使用，對橡膠的作用于其它酸類似，但是滲透作用大的多。 醋酸：在冰醋酸中，即使常溫下一般的橡膠也會產(chǎn)生很大的膨脹，丁基橡膠和硅橡膠也會有一定的膨脹作用，但是幾乎不發(fā)生化學(xué)作用，所以仍具有相當(dāng)?shù)目鼓托?。堿：橡膠和一些堿金屬的氫氧化物或氧化物一般不發(fā)生明顯的反應(yīng)。但是膠料中不應(yīng)含有二氧化硅類的填充劑，因為這類物質(zhì)易于堿反應(yīng)而被腐蝕。此外，高溫高濃的的堿溶液中氟橡膠容易被腐蝕，硅橡膠也不耐堿。3. 丁基橡膠的性能介紹丁基橡膠的性能主要由聚異丁烯主鏈及其不飽和度極底的結(jié)構(gòu)所決定,其不飽和度僅為0.5%3.3%(mol)約為天然橡膠的1/50,因此丁基橡膠具有

12、一系列的優(yōu)良特性;透氣率低,熱穩(wěn)定性好,耐臭氧和耐天候老化性好,減震性能好,耐化學(xué)腐蝕和耐水氣侵蝕性能好等.氣體通過聚合物的擴(kuò)散速度和聚合物分子的熱運(yùn)動有關(guān),丁基橡膠分子鏈中側(cè)甲基排列密集,限制了聚合物分子的熱運(yùn)動,因此透氣率低,氣密性好.丁基橡膠硫化膠具有優(yōu)良的耐熱穩(wěn)定性硫磺硫化的丁基橡膠可在100或稍低溫度下于空氣中長期使用,用樹脂硫化的丁基橡膠使用溫度可達(dá)150200.丁基橡膠的熱氧老化屬降解型,老化趨向為軟化.丁基橡膠分子結(jié)構(gòu)中缺少雙鍵,且側(cè)鏈甲基分布密度較大因此具有良好的吸收震動和沖擊能量的特性,在很寬的溫度范圍內(nèi)(-30-50)丁基橡膠的回彈特性都不大于20%,這表明了丁基橡膠的吸

13、收機(jī)械性能的能力優(yōu)于其它橡膠,丁基橡膠在高變形速度下的阻尼性質(zhì)是聚異丁烯鏈段所固有的,在很大程度上,它不受使用溫度,不飽和度水平,硫化狀態(tài)和配方變化的影響.丁基橡膠分子鏈空間結(jié)構(gòu)呈螺旋狀雖然其甲基較多,但分布在螺旋兩側(cè)的每一對甲基彼此都錯開一個角度,所以丁基橡膠分子鏈仍相當(dāng)柔順.玻璃化溫度較低,彈性也較好,丁基橡膠分子鏈的高飽和度使之具有很高的耐臭氧和耐天候老化性耐臭氧性能約優(yōu)于天然橡膠,丁苯橡膠的10倍.丁基橡膠的高飽和結(jié)構(gòu),使之具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性.丁基橡膠特別耐動植物油.丁基橡膠對多數(shù)無機(jī)酸和有機(jī)酸都具有良好的抗侵蝕性,雖然它不耐濃氧化酸,如硝酸和硫酸,但是能耐非氧化酸和中等濃度的氧化酸

14、,并耐堿溶液和氧化還原溶液.在70%的硫酸中浸泡13周后,丁基橡膠強(qiáng)度和伸長率幾乎沒有損失,而天然橡膠和丁苯橡膠性能已嚴(yán)重下降.丁基橡膠的電絕緣性和耐電暈性能比一般合成橡膠好,體積電阻率比一般橡膠高10100倍,介電常數(shù)為(1kHz)為23功率因數(shù)(100Hz)為0.0026。 丁基橡膠的水滲透率極低，在常溫下的吸水率比其它橡膠低，僅為后者1/101/15。丁基橡膠的這些結(jié)構(gòu)特征，同時對其加工性能也帶來若干負(fù)面影響。(1) 硫化速度慢 與天然橡膠等高不飽和橡膠相比其硫化速度慢3倍左右，需要高溫或長時間硫化。(2) 互黏性差 需借助與增黏劑，增黏層改善與其它橡膠的黏合，且黏合力較低。(3) 相容

15、性差 與其它橡膠相容性差一般僅能與乙丙橡膠和聚乙烯等并用。(4) 與補(bǔ)強(qiáng)劑之間作用弱 與不飽和橡膠相比丁基橡膠與補(bǔ)強(qiáng)劑之間的作用較弱，需進(jìn)行熱處理或使用添加劑，以增加橡膠的補(bǔ)強(qiáng)作用提高拉伸強(qiáng)度，定伸應(yīng)力，彈性，耐磨和電絕緣性能等增加交聯(lián)密度是提高制品耐化學(xué)藥品的有效手段。在二烯類橡膠應(yīng)盡量增加硫黃的用量。硫黃用量在30份以上的硬質(zhì)橡膠的耐化學(xué)腐蝕性能較好。填充劑應(yīng)選擇化學(xué)惰性的，如炭黑、陶土、硫酸鋇、滑石粉等，其中以硫酸鋇耐酸性最好。5. 綜合橡膠配方的設(shè)計原則和和膠板的耐腐蝕性能要求設(shè)計配方如下（按質(zhì)量份）：丁基橡膠100，硫黃2.3，促進(jìn)劑 M 1.2，氧化鋅 5，硬脂酸 1.2，防老劑A

16、 1,防老劑4010 1，陶土 50，炭黑N660 60，硫酸鋇30，芳烴油20，石蠟2。第三章 膠板成型的工藝流程第一節(jié) 切膠 作用目前橡膠工廠購進(jìn)的生膠，一般煙片和標(biāo)準(zhǔn)膠每塊重50kg，合成膠每塊重25kg，把大的天然橡膠或者合成橡膠切成小塊膠，便于配料、塑煉和混煉加工。膠機(jī)的分類 按機(jī)臺布置形式分為立式和臥式； 按切膠刀數(shù)分為單刀和多刀；按傳動方式可分為機(jī)械傳動、液壓傳動和氣壓傳動； 3. 切膠機(jī)的選擇 XQ-10010A臥式十刀液壓切膠機(jī)的主要技術(shù)特征切膠能力/（t/h）57推膠盤切膠速率 m/min外形尺寸/mm381513002068推膠盤回程速率/（m/min）最大公稱切膠總壓力

17、/KN 980可塊切膠最大長度/mm860高壓油泵壓力/MPa6電機(jī)功率/kw22低壓油泵壓力/MPa3電機(jī)轉(zhuǎn)速/（r/min）970多刀切膠機(jī)比單刀切膠機(jī)的生產(chǎn)能力高，適用于大型工廠，單刀切膠機(jī)適用于中小型工廠。立式切膠機(jī)的占地面積小，安裝和使用方便，臥式切膠機(jī)比立式切膠機(jī)更易于組織聯(lián)動作業(yè)線。單刀機(jī)械切膠機(jī)因為操作很不方便，已經(jīng)很少使用。綜合各種原因，本工藝選用XQ-10010A臥式十刀液壓切膠機(jī)。4.XQ-10010A臥式十刀液壓切膠機(jī)的基本結(jié)構(gòu)1-液壓系統(tǒng)；2-行程控制桿；3-機(jī)架橫梁；4-刀座；5-刀片；6-小刀片；7-推膠盤；8-活塞；9-油缸；10、12-放氣塞；11-油箱；13

18、-滑塊；14、15、16-限位開關(guān) 臥式十刀液壓切膠機(jī)主要由主機(jī)、液壓系統(tǒng)、電氣控制等部分組成。5. XQ-10010A臥式十刀液壓切膠機(jī)的工作原理XQ-10010A臥式十刀液壓切膠機(jī)的工作原理圖 1-低壓泵；2-雙出軸電機(jī)；3-高壓泵；4-油缸；5-活塞；6-機(jī)座；7-機(jī)架橫梁；8-推膠盤；9-切膠刀；10-油槽；11-濾油器；12-三位四通電磁閥；13-溢流閥；14-單向閥；15-壓力表；16-溢流閥；17、18-行程開關(guān)按下啟動按鈕，使電機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)。如果推膠盤處于機(jī)座前的原始位置（如果不在原始位置應(yīng)按動向后的按鈕使其回復(fù)到原始位置），則將待切膠塊置于推膠盤前方。按動向前運(yùn)動，直至整個

19、膠塊切割完畢，推膠盤在活塞桿帶動下自動返回到原始位置停止運(yùn)動。若需繼續(xù)切膠，重復(fù)以上動作。切膠工作結(jié)束后，按動停止按鈕是電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，并切斷電源。 操作前認(rèn)真檢查油箱油位，電氣限位開關(guān)，傳動裝置和液壓系統(tǒng)，保證切膠機(jī)完好 切膠時生膠放好后方可啟動，啟動后嚴(yán)防膠塊彈出傷人，嚴(yán)禁手腳伸到切膠機(jī)下，拉膠必須用鐵鉤。 認(rèn)真檢查待切膠塊中是否有雜物，以免損傷機(jī)器。 檢查橡膠包塊是否達(dá)到規(guī)定的工藝溫度要求。 禁止連續(xù)切膠，禁止切冷、硬生膠和雜物。 設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時，嚴(yán)禁在傳送帶上跨越爬行或躺坐休息。 往刀口槽襯墊時，切刀升高墊好木塊，切斷電源后方可進(jìn)行。 停用時，切刀應(yīng)放下，切斷電源，整理場地。第二節(jié) 塑煉生膠

20、塑煉是通過機(jī)械應(yīng)力、熱、氧或加入某些化學(xué)試劑等方法，使生膠由強(qiáng)韌的彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿彳?、便于加工的塑性狀態(tài)的過程。生膠塑煉的目的是降低它的彈性，增加可塑性，并獲得適當(dāng)?shù)牧鲃有?，以滿足混煉、亞衍、壓出、成型、硫化以及膠漿制造、海綿膠制造等各種加工工藝過程的要求。掌握好適當(dāng)?shù)乃軣捒伤芏龋瑢ο鹉z制品的加工和成品質(zhì)量是至關(guān)重要的。在滿足加工工藝要求的前提下應(yīng)盡可能降低可塑度。隨著恒粘度橡膠、低粘度橡膠的出現(xiàn)，有的橡膠已經(jīng)不需要塑煉而直接進(jìn)行混煉。在橡膠工業(yè)中，最常用的塑煉方法有機(jī)械塑煉法和化學(xué)塑煉法。機(jī)械塑煉法所用的主要設(shè)備是開放式煉膠機(jī)、密閉式煉膠機(jī)和螺桿塑煉機(jī)?；瘜W(xué)塑煉法是在機(jī)械塑煉過程中加入化學(xué)藥

21、品來提高塑煉效果的方法。 開煉機(jī)塑煉時溫度一般在80以下，屬于低溫機(jī)械混煉方法。密煉機(jī)和螺桿混煉機(jī)的排膠溫度在120以上，甚至高達(dá)160-180，屬于高溫機(jī)械混煉。生膠在混煉之前需要預(yù)先經(jīng)過烘膠、切膠、選膠和破膠等處理才能塑煉。2開放式煉膠機(jī)開放式煉膠機(jī)簡稱開煉機(jī)，它是橡膠制品加工使用最早的一種基本設(shè)備之一，隨著橡膠工業(yè)的不斷發(fā)展，開煉機(jī)也逐漸得到更新和完善，新結(jié)構(gòu)開煉機(jī)不斷出現(xiàn)，它們具有質(zhì)量輕、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊和操作方便等優(yōu)點，并且提高了機(jī)械化水平，降低了勞動強(qiáng)度，減少了操作輔助時間等。 開煉機(jī)按其結(jié)構(gòu)形式和傳動形式來分類，目前有標(biāo)準(zhǔn)型、整體型、雙電機(jī)傳動型三種。 開煉機(jī)的規(guī)格用“輥筒工作部

22、分直徑輥筒工作部分長度”來表示，單位mm。目前國產(chǎn)的開煉機(jī)輥筒直徑相同，并規(guī)定了直徑和長度的比例關(guān)系，故只用輥筒直徑表示規(guī)格，同時在直徑的數(shù)值前面還冠以漢語拼音符號，以表示機(jī)臺的型號和用途。技術(shù)參數(shù)：輥筒工作直徑 ：360mm 輥筒工作長度: 900mm前輥筒速度: (m/min) 輥筒速比: 1:1.25最大輥距: 10mm 一次加膠量: 20-25kg電動機(jī)功率:30kw 外型尺寸（mm）: 39201780H1740XK-360開煉機(jī)的工作原理XK-360開煉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)圖1-前輥筒；2-后輥筒；3-輥筒軸承；4-機(jī)架；5-橫梁；6-機(jī)座；7-調(diào)距裝置；8-手輪；9-大驅(qū)動齒輪；10-電機(jī)；11-減速機(jī)；12-小驅(qū)動齒輪；13-速比齒輪；14進(jìn)水管；15-喇叭口；16-溢流收集室；17-拉桿；18-制動器；19