Экструзионное оборудование

Автор: Насибуллина Фидария Рафисовна

Организация: ГАПОУ Туймазинский индустриальный колледж

Населенный пункт: г. Туймазы

Материал урока подготовлен для студентов 2 курса, обучающихся по специальности: 18.05.02 Производство тугоплавких неметаллических и силикатных материалов и изделий. Для полноценного выполнения заданий требуется 2 урока (90 минут), что включает в себя: актуализацию знаний – закрепление пройденного материала, объяснение темы и закрепление полученных знаний в ходе выполнения контрольного теста.

Значимость этого урока состоит в том, что студенты в процессе изучения темы урока, осваивают общие и профессиональные компетенции.

Урок проводится на платформе Zoom.

 

План урока

Дисциплина, наименование модуля и темы: МДК 06.01 Обслуживание и эксплуатация технологического оборудования и технологической оснастки для производства изделий из полимерных композитов

Специальность: 18.05.02 Производство тугоплавких неметаллических и силикатных материалов и изделий

Курс: 2

Группа: 20ТС

Продолжительность урока: 90 минут

Тема: Экструзионное оборудование

Цели урока:

Обучающая

  • обеспечить в ходе занятия усвоение новых и закрепление ранее усвоенных понятий
  • углубить и повторить ранее полученные знания по вспомогательным материалам

Воспитательная – повысить профессиональное мастерство и интерес к изучаемой дисциплине и получаемой специальности; повысить интеллектуальный уровень студента.

Развивающая развить логическое мышление и познавательную активность студентов; развитие стремления к самообразованию; развитие умения сравнивать, развитие профессионально - важных качеств: точности, скорости выполняемых операций; развитие умения работать с учебной и справочной литературой, развитие технического мышления; развитие умения анализировать и применять полученные знания при выполнении практического задания

В результате изучения темы студент должен:

иметь практический опыт:

-подготовки к работе технологического оборудования, инструментов, оснастки;

-эксплуатации технологического оборудования;

уметь:

-подготавливать к работе технологическое оборудование, инструменты, оснастку;

-эксплуатировать обеспечивать бесперебойную работу технологического оборудования;

-регистрировать необходимые характеристики и параметры оборудования в процессе производства.

знать:

-основные химико-технологические процессы и аппараты;

-классификация, основные типы оборудования;

-характеристики, конструктивные особенности и принцип работы оборудования для проведения производственных процессов;

-выбор оборудования с учетом технологической схемы процесса;

- нормы безопасной эксплуатации оборудования.

 

Межпредметные связи:

ПМ 01, тема 2.1. Требования к сырьевым материалам

Материаловедение

Химия кремния

Методическое обеспечение урока:

  1. Рабочая программа ПМ 06, календарно – тематический план, план – конспект урока;
  2. Нормативно – техническая литература;
  3. Учебники:
  4. Севостьянов В.С. Механическое оборудование для производства тугоплавких неметаллических и силикатных материалов и изделий. – М.: ИНФРА-М. 2016.
  5. Сулименко Л.М. Общая технология силикатов. – М.: ИНФРА-М. 2018
  6. Кербер М.Л. Полимерные композиционные материалы. – СПб. Профессия 2008

Мотивация работы студентов: Профессиональная направленность изучаемого материала, рейтинговая оценка контроля знаний.

Ход урока:

  1. Организационный момент. Отметить присутствующих. Сообщить тему и цель занятия
  2. Повторить темы предыдущего урока: виды вспомогательного оборудования: смесители, дозирующие устройства, оборудование для измельчения, аппараты и устройства для предварительного нагрева и сушки, машины для таблетирования
  3. Изложение нового материала и выдача этого материала для конспектирования: виды экструзионного оборудования, одноковшовые экструдеры (рисунки можно распечатать и приклеить в тетрадь, принципиальную схему можно от руки нарисовать, а можно также распечатать)
  4. Закрепление пройденного материала - контрольное тестирование
  5. Заключительная часть. Выставить оценки за урок. Обобщить изученный материал

 

Конспект

 

Тема: Экструзионное оборудование

 

Экструдер — машина, служащая для расплавления полимерного материала. В бункер экструдера засыпаются гранулы, дроблёнка или агломерат, которые в процессе нагрева и перемешивания превращаются в однородный расплав.

Экструзионное оборудование является необходимым элементом процесса экструзии, как метода изготовления полимерных изделий неограниченной длины. Изделие при этом получают непрерывным выдавливанием расплавленной массы сырья через формующую головку экструдера, геометрическая форма выходного канала которой определяет профиль получаемого изделия или полуфабриката.

Метод экструзии является самым популярным при производстве продукции из пластмасс.
Необходимо отметить, что производство того или иного полимерного изделия требует определенных экструзионных линий, включающих, кроме экструдера, ряд иного необходимого оборудования. К нему, в частности, относятся: калибрующие устройства, охлаждающие ванны, ламинирующие устройства.
И все же, основой любой линии экструзионного оборудования является экструдер. Различаются экструдеры по принципу работы своего главного узла, который осуществляет продавливание расплавленного сырья непосредственно в формующую головку.

Основные виды экструдеров:

  • шнековые (червячные),
  • дисковые,
  • выдувные и комбинированные машины.


 

Обычно применяют шнековые(червячные) экструдеры

Червячные экструдеры могут быть:

1. одношнековыми,

2. двухшнековыми,

3. многошнековыми.

Каждый из этих экструдеров используется для выпуска определенного вида продукции.

  1. Одношнековый экструдер получил широкое применение для изготовления пленок, труб, профилей.
    2. Использование двухшнековых экструдеров охватывает несколько более широкую сферу действия, нежели одношнековый: они применяются тогда, когда одношнековый экструдер не способен справиться с поставленной задачей. Объясняется это тем, что двухшнековые экструдеры, как правило, используются в процессе экструзии ПВХ, где основой выступает порошкообразное сырье, не подлежащее переработке на одношнековом экструзионном оборудовании.
    В частности, на двухшнековом экструзионном оборудовании изготавливают двухслойную соэкструзионную пленку. Производство цветной пленки также осуществляется с применением двухшнекового экструдера с одной головкой.
    Именно эти два вида экструзионного оборудования, необходимого для осуществления процесса экструзии, являются основными и наиболее широко распространенными. На сегодняшний день производители предлагают несколько экструзионных линий, каждая из которых обладает рядом преимуществ, позволяющих получить желаемую продукцию наилучшего качества.
    Каждый экструдер характеризуется рядом технологических характеристик, на основании которых делается вывод о необходимости использования того или иного вида оборудования. К ним относится длина шнека, его диаметр, их соотношение, скорость вращения шнека и иные характеристики.
    Именно параметры шнека являются наиболее важными, так как он представляет собой основной рабочий элемент экструдера.

 

 

Тема: Одношнековые экструдеры


Одношнековый экструдер – это оборудование, предназначенное для непрерывной переработки полимерного сырья (гранул, агломерата, дробленки) в однородный состав, формования, путём продавливания через экструзионную головку и специальное калибрующее устройство.

Данное оборудование характеризуется наличием одного шнека.

Одношнековый экструдер может использоваться как самостоятельно, так и в составе двухстадийных экструзионных линий грануляции.

 

Одношнековый экструдер состоит из:

  • загрузочного бункера;
  • материального цилиндра с размещенным в нем шнеком;
  • электродвигателя;
  • редуктора;
  • формирующей головки.

 

Конструкция одношнековых экструдеров серии STR HS позволяет адаптировать их к разнообразным вторичным материалам: ПЭ, ПП, ПС, ПА, ПЭТ, ПК, ПВХ и др.

 

Преимущества одношнековых экструдеров серии STR HS:

  • Малошумный и высокоточный редуктор, выдерживающий большие нагрузки;
  • Конструкции цилиндра и шнека обеспечивают равномерность расплава при более низкой температуре плавления, чем у других моделей, увеличивая производительность;
  • Шнеки и цилиндры изготовлены из азотированной, не подверженной коррозии стали;
  • Воздушная система охлаждения цилиндров не требует обслуживания;
  • PID-регуляторы стабильно поддерживают заданную температуру;
  • Конструкция рабочей головки позволяет производить замену сменной сетки как вручную, так и при помощи гидравлической станции.
    В зависимости от поставленных задач и перерабатываемого материала, в одношнековые экструдеры серии STR HS могут быть установлены следующие системы резки гранул:
  • система горячей резки на голове с воздушным охлаждением гранул;
  • система горячей резки на голове с водокольцевым охлаждением гранул;
  • система стренговой резки с воздушным охлаждением гранул;
  • система стренговой резки с водяным охлаждением гранул;
  • система подводной резки.

 

Принцип работы одношнекового экструдера серии STR HS:


Из бункера-загрузчика полимерный материал поступает в материальный цилиндр, захватывается вращающимся шнеком и транспортируется к формующей головке.
Цилиндр разделен на 3 зоны:

  • Первая (питающая зона), в которой материал размягчается и уплотняется.
  • Вторая (зона пластификации), в ней материал расплавляется.
  • Третья (зона дозирования), в которой материал гомогенизируется и подготавливается к подаче в формующую головку.

 

 

 

На материальном цилиндре установлены зонные кольцевые нагреватели с вентиляционными устройствами, которые обеспечивают необходимый тепловой режим и условия транспортировки материала. В конструкции шнека предусмотрено внутреннее охлаждение водой, подаваемой и отводимой через специальное устройство.


Основными геометрическими параметрами шнека являются:

  • Диаметр,
  • Длина,
  • Зонность;
  • Глубина канала по зонам;
  • Шаг и направление винтовой линии;
  • Коэффициент сжатия, показывающий отношение объема одного витка винтового канала в зоне загрузки к объему одного витка в зоне дозирования.

Одношнековые экструдеры серии STR HS применяются для производства: пластиковых труб, профилей, листов, лент, нитей и т.д.

 

Контрольный тест

На выполнение тестирования дается 25 минут, ответы отправляем в ватсап.

1. Основное оборудование, предназначенное для хранения сыпучих ингредиентов, составляют:

А. бункера

В. мельницы

С. дробилки

D. классификаторы

Е. нет ответа

2. Непосредственно под бункером устанавливается:

А. загрузочное устройство

В. люк для выхода воздуха

С. разгрузочное устройство

D. регулятор температуры

Е. нет ответа

3. Контроль за уровнем находящегося в бункере сырья производиться с помощью:

А. термометров

В. толщиномеров

С. барометров

D. радиационных уровнемеров

Е. нет ответа

4. Пневмотранспорт – это:

А. техника транспортировки сыпучих под действием воды

В. оборудование для смешения материалов

С. оборудования для разделения жидкой системы от примесей

D. техника транспортировки сыпучих и штучных грузов под действием сжатой или разрежённой газовой смеси

Е. нет ответа

5. Вентилятор, воздуходувку или компрессор относятся:

А. к источникам движущегося пара

В. бункерам

С. насосам

D. к источникам движущегося воздуха

Е. нет ответа

6. По принципу дозирования различают дозаторы:

А. секторные и лотковые

В. молотковые и роторные

С. роторные и ленточные

D. объемные и весовые дозаторы

Е. нет ответа

7. По конструкции дозаторы непрерывного действия подразделяют на:

А. секторные и лотковые

В. молотковые и роторные

С. роторные и ленточные

D. нет ответа

Е. секторные, лотковые, тарельчатые, ленточные, вибрационные

8. Хрупкие материалы можно измельчать:

А. раздавливанием, ударом или срезом

В. только раздавливанием

С. только ударом

D. только срезом

Е. нет ответа

9. Пластичные и эластичные материалы лучше измельчаются:

А. ударом

В. срезом и истиранием

С. раскалыванием

D. ударом и раскалыванием

Е. нет ответа

10. На какие классы делятся измельчаемые материалы:

А. с низкой и средней прочностью

В. с средней и высокой прочностью

С. с низкой, средней и высокой механической прочностью

D. с высокой прочностью

Е. нет ответа

11. Крупное измельчение производится:

А. получением порошкообразных полимеров

В. дроблением крупногабаритных отходов

С. получением мелкозернистых полимеров

D. порошка

Е. нет ответа

12. Измельчаемые материалы с высокой механической прочностью равны:

А. от 5 до 10 МПа

В. до 10 МПа

С. от 10 до 50 МПа

D. свыше 50 МПа

Е. нет ответа

13. Оборудование используемое для резки заготовок полимерного материала, армирующих наполнителей и различных отходов называется:

А. ножевые дробилки

В. экструдер

С. смеситель

D. пневмотранспорт

Е. нет ответа

14. Для измельчения отходов, образующихся в процессах переработки пластмасс используют:

А. режущие дробилки

В. дробилка с дисковыми ножами

С. дробилка с режущим ротором

D. специализированные ножевые дробилки

Е. нет ответа

15. Для чего используют звукоизоляцию бункера и загрузочного отверстия:

А. увеличения уровня шума

В. уменьшения уровня шума

С. увеличения шума

D. увеличения производительности

Е. нет ответа

16. Дробилки бывают:

А. простой и сложной конструкции

В. прямые и обратные

С. периодического и непрерывного действия

D. нет ответа

Е. молотковые и роторные

17. Обычно размер частиц измельченного продукта не превышает:

А. 0,02 мм

В. 0,05 мм

С. 1 мм

D. 1,5 мм

Е. нет ответа

18. Вид смесителей для смешения порошкообразных пластмасс:

А. барабанные смесители

В. мельница

С. гидротранспорт

D. пневмотранспорт

Е. нет ответа

19.

это:

А. схемы барабанных смесителей

В. мельницы

С. роторы

D. конусы

Е. нет ответа

20. Основным оборудованием для переработки полимеров методом экструзии являются:

А. литьевая машина

В. одно- и многоуровневые машины

С. одно- и двухуровневые экструдеры

D. нет ответа

Е. одно- и многочервячные экструдеры

21. Экструзионный материал может поступать на переработку в виде:

А. гранул или порошка

В. в жидком состоянии

С. только в гранулах

D. только в виде порошка

Е. нет ответа

22. Основной рабочий орган экструдера - это

А. экструдер

В. червяк

С. шнек

D. гранулятор

Е. нет ответа

23. Экструдер состоит из червяка, вращающегося внутри цилиндрического корпуса, на котором установлен бункер:

А. одночервячный

В. двухчервячный

С. многочервячный

D. трехчервячный

Е. нет ответа

24. Участок, на котором материал находится в расплавленном вязкотекучем состоянии:

А. зона питания

В. узел смыкания

С. узел пластификации

D. нет ответа

Е. зона дозирования

25. Экструдер – это:

А. оборудование применяемое для переработки неорганических веществ

В. оборудование применяемое для переработки полимеров

С. часть оборудования применяемое для сушки полимеров

D. оборудование применяемое для переработки только полиэтилена

Е. нет ответа

 

Подводим итоги урока…

Домашнее задание.

На чат ватсапа или электронный адрес отправить конспекты и ответы на тесты. Каждый лист конспекта должен быть подписан, т.е. ФИО студента. Конспекты принести на проверку по окончании дистанционного обучения.


Приложения:
  1. file1.doc.. 647,0 КБ
Опубликовано: 31.03.2021