Оптимизация технологии производства формовых уплотнительных прокладок методом литья под давлением

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретические аспекты технологии переработки эластомеров методом литья под давлением

1.1. Состояние и перспективы развития подотрасли РТИ в рамках стратегии Минпромторга России

1.2. Физико-химические основы процессов течения и вулканизации каучуковых композиций

1.3. Нормативное регулирование и стандартизация производства уплотняющих элементов по ГОСТ и ТР ТС

Глава 2. Анализ существующей технологии производства на базе промышленного предприятия

2.1. Характеристика сырьевой базы и рецептурных компонентов отечественного производства

2.2. Оценка технического состояния литьевого оборудования и анализ энерготехнологических показателей

2.3. Исследование причин возникновения дефектов и отклонений от требований промышленной безопасности

Глава 3. Проектирование и оптимизация режимов литья формовых изделий

3.1. Математическое моделирование кинетики вулканизации и оптимизация параметров цикла впрыска

3.2. Мероприятия по повышению ресурсосбережения и снижению экологической нагрузки согласно НДТ

3.3. Технико-экономический расчет эффективности внедрения усовершенствованной технологической схемы

Заключение

Список использованной литературы

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Тема: Оптимизация технологии производства формовых уплотнительных прокладок методом литья под давлением

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы выпускной квалификационной работы обусловлена стратегическими задачами развития отечественной промышленности резинотехнических изделий (РТИ), которая является одним из ключевых сегментов химической индустрии Российской Федерации. В условиях санкционного давления и необходимости импортозамещения особое значение приобретает модернизация технологических процессов производства формовых уплотнительных элементов, широко применяемых в автомобилестроении, авиационной промышленности, нефтегазовом комплексе и энергетическом машиностроении. Метод литья под давлением эластомерных композиций обеспечивает высокую производительность и стабильность геометрических параметров изделий, однако требует непрерывного совершенствования режимов переработки с целью снижения энергоемкости, повышения выхода годной продукции и минимизации экологической нагрузки в соответствии с принципами наилучших доступных технологий.

Степень разработанности проблемы в российской научно-технической литературе достаточно высока: фундаментальные исследования реологии каучуковых смесей и кинетики вулканизации представлены в работах научных школ РХТУ им. Д.И. Менделеева, КНИТУ, Московского государственного университета тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова. Вместе с тем, в современных публикациях недостаточно освещены вопросы комплексной оптимизации технологических параметров литьевых процессов с учетом специфики отечественного сырья и оборудования. Особую актуальность приобретает интеграция математического моделирования кинетики вулканизации в инженерную практику предприятий малого и среднего бизнеса подотрасли РТИ, где внедрение цифровых инструментов управления качеством находится на начальной стадии.

Современные требования промышленной безопасности и экологического законодательства Российской Федерации, закрепленные в Федеральном законе № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» и ТР ТС 019/2011 «О безопасности средств индивидуальной защиты», обязывают предприятия химической отрасли к систематическому анализу технологических рисков и разработке мероприятий по снижению вероятности возникновения дефектов продукции. Применительно к производству формовых уплотнительных прокладок это означает необходимость детального исследования влияния температурно-временных режимов литья, давления впрыска и конструктивных особенностей формообразующей оснастки на физико-механические свойства готовых изделий и стабильность их эксплуатационных характеристик.

Цель работы – разработка комплекса технологических решений по оптимизации процесса литья под давлением формовых уплотнительных прокладок, обеспечивающих повышение энергоэффективности производства, снижение материалоемкости и улучшение качественных показателей продукции в условиях реального промышленного предприятия.

Задачи исследования:

• провести анализ современного состояния и перспектив развития подотрасли резинотехнических изделий в контексте стратегических инициатив Министерства промышленности и торговли Российской Федерации;
• систематизировать физико-химические закономерности процессов течения и структурирования каучуковых композиций при литьевой переработке;
• исследовать действующую технологическую схему производства формовых уплотнительных прокладок на базе промышленного предприятия с выявлением узких мест и причин образования дефектов;
• разработать математическую модель кинетики вулканизации эластомерной композиции и определить оптимальные режимы цикла впрыска;
• предложить комплекс мероприятий по ресурсосбережению и снижению экологической нагрузки в соответствии с требованиями наилучших доступных технологий;
• выполнить технико-экономическое обоснование внедрения усовершенствованной технологической схемы производства.

Объект исследования – технологический процесс производства формовых уплотнительных прокладок методом литья под давлением на базе промышленного предприятия малого бизнеса подотрасли РТИ.

Предмет исследования – технологические параметры литьевого процесса, физико-химические свойства каучуковых композиций и эксплуатационные характеристики готовых уплотнительных изделий.

Методологическая база исследования включает теоретические основы химической технологии эластомеров, реологии полимерных систем, кинетики вулканизации; аналитические методы определения физико-механических свойств резин в соответствии с ГОСТ 269-66, ГОСТ 270-75, ГОСТ 411-77; расчетные методы материального и теплового балансирования химико-технологических систем; методы математического моделирования с применением уравнения Аррениуса; нормативную базу в области промышленной безопасности, стандартизации и технического регулирования.

Научная новизна работы заключается в разработке комплексного подхода к оптимизации режимов литья под давлением с использованием математического моделирования кинетики вулканизации применительно к составам на основе отечественных каучуков и ингредиентов, а также в систематизации технологических факторов, определяющих качество формовых уплотнительных прокладок в условиях серийного производства.

Теоретическая значимость состоит в углублении понимания взаимосвязи между реологическими характеристиками каучуковых композиций, параметрами литьевого цикла и физико-механическими свойствами вулканизатов, что вносит вклад в развитие прикладной химической технологии переработки эластомеров.

Практическая значимость работы определяется возможностью непосредственного внедрения разработанных технологических решений на предприятиях подотрасли РТИ с целью повышения производительности оборудования, снижения энергозатрат на единицу продукции и обеспечения стабильности качественных показателей уплотнительных прокладок в соответствии с требованиями потребителей и нормативно-технической документации.

Структура работы: выпускная квалификационная

…