Резиносмешение на сегодняшний день, так и остаётся одним из самых тяжёлых процессов по трудоёмкости и энергозатратам

Резиносмешение на сегодняшний день, так и остаётся одним из самых тяжёлых процессов по трудоёмкости и энергозатратам. Создание автоматизированной системы управления процессом путем внедрения новых и современных средств автоматизации и замены устаревших компонентов системы, внедрение и применение новых и современных средств автоматизации, поможет снизить издержки производство, при этом повысить производительность и улучшить годовую экономическую эффективность системы, улучшить качество и быстродействие системы. Целью данного процесса является приготовление брекерной резиновой смеси на резиносмесители РС-270.

ис. 1. Общий вид резиносмесителя Процесс основан на том, что ингредиенты, согласно рецептурной карте, подаются в смесительную камеру резиносмесителя в определенном количестве и определенной последовательности. Процесс приготовления резиновых смесей включает следующие основные операции: развеска компонентов и подача их в резиносмеситель; собственно, смешение; отбор и охлаждение резиновой смеси; складирование.
Первый показатель эффективности — качество получаемого продукта. Второй показатель эффективности — производительность данного технологического процесса. Третий показатель эффективности — оптимальные материальные и энергетические затраты на процесс. Целью управления технологическим процессом является, поддерживать однородность резиновой смеси на выходе из резиносмесителя, при оптимальной производительности и минимальных экономических затратах на процесс при условии, что процесс должен быть непрерывным, безопасным и безаварийным. В данном процессе качество не подлежит регулированию, так как отсутствует средства автоматизации для измерения однородности резиновой смеси, поэтому необходимо найти параметры, влияющие на качество. На качество влияют следующие входные параметры: температура охлаждающей воды, масса веществ, последовательность загрузки ингредиентов, расход охлаждающей воды.

На качество так же влияют режимные параметры: время смешения (при выходе за допустимый придел может привести к нарушению процесса), температура в смесители (при выходе за допустимый придел может привести к нарушению процесса). Регулированию подлежат следующие параметры: Исходя из анализа регулирования качества конечного продукта и регулирования параметров, можно составить следующие системы регулирования: САР массы ингредиентов перед подачей на транспортёр путем изменения степени открытия сборочной емкости, схема показана на рисунке 2. Массу ингредиентов можно регулировать путем изменения степени открытия сборочной емкости. Вес ингредиентов необходимо регулировать, так как если масса ингредиентов не будет соответствовать рецептурной карте, то на выходе мы получим не однородную резиновую смесь.

Время смешения необходимо выдерживать, так как процесс резиносмешения должен проходить в определенной последовательности и точным заданном времени.


Рис. 2. САР массы ингредиентов САР массы жидких ингредиентов путем изменения подачи жидких ингредиентов, схема показана на рисунке 3. Массу жидких ингредиентов можно регулировать, путем изменения подачи ингредиентов. Массу жидких ингредиентов необходимо регулировать, так как если масса ингредиентов не будет соответствовать рецептурной карте, то на выходе мы получим не однородную резиновую смесь.

Пожалуйста, не забудьте правильно оформить цитату:
Перепелицина, К. И. Автоматизация системы управления процесса приготовления брекерных резиновых смесей в резиносмесителе РС-270 / К. И. Перепелицина, Д. Э. Доронин, А. В. Савчиц. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 5 (191). — С. 37-40. — URL: https://moluch.ru/archive/191/48186/ (дата обращения: 27.03.2023).

Рис. 3. САР массы жидких ингредиентов САР температуры в смесительной камере путем изменения подачи охлаждающей воды,, схема показана на рисунке 4 Температура в смесительной камере можно регулировать путем изменения подачи охлаждающей воды. В данном проекте необходимо применять изменение подачи охлаждающей воды в смесительную камеру, так как процесс резиносмешения должен проходить в диапазоне определенных температур, иначе на выходе мы получим не однородную резиновую смесь.Средства автоматизации для регулирования температуры есть, а в качестве канала внесения регулирующего воздействия можно выбрать линию подачи охлаждающей воды.

Рис. 4. САР температуры в смесительной камере САР расхода охлаждающей воды путем изменения степени открытия клапана охлаждающей воды, схема показана на рисунке 5

Рис. 5. САР расхода охлаждающей воды Исходя из выше сказанного, необходима такая система управления, которая бы позволила учитывать все параметры. Поэтому в работе предлагается разработка системы управления на базе такого оборудования как микропроцессорного контроллера фирмы ОВЕН ПЛК160 и панели оператора фирмы ОВЕН СП270 Внедрение новых средств автоматизации позволяет повысить качество ведения технологического процесса, уровень автоматизации производства, в результате чего предлагается повышение качества выпускаемой продукции — резиновых смесей, улучшение условий работы обслуживающего персонала, повышение безопасности процесса и обеспечение экологической безопасности проекта.
Литература: Страхова, Л.П., Химия и технический прогресс/ Л. П. Страхова. — М.:Издательство — АСТ, 2009. — 19 с. Селевцов, Л.И., Автоматизация технологических процессов/ Л. И. Селевцов. — М.:Издательский центр — Академия. 2014. — 34 с. Шувалов, В.В., Автоматизация производственных процессов в химической промышленности/ В. В. Шувалов, В. А. Голубятников. — М.:Книга по требованию — Химия. 1985. — 6 с. Шишмарёв, В.Ю., Автоматика/ В. Ю. Шишмарёв. — М.:Издательский центр — Академия. 2013. — 11 с.

Пожалуйста, не забудьте правильно оформить цитату:
Перепелицина, К. И. Автоматизация системы управления процесса приготовления брекерных резиновых смесей в резиносмесителе РС-270 / К. И. Перепелицина, Д. Э. Доронин, А. В. Савчиц. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 5 (191). — С. 37-40. — URL: https://moluch.ru/archive/191/48186/ (дата обращения: 27.03.2023).
Эксплуатация воздушного, водного, автомобильного, железнодорожного транспорта и энергетических установок невозможно без использования долговечных и надежных резиновых, резинометаллических и резинотканевых деталей. В сельскохозяйственной технике, различных машинах и механизмах широко используют приводные ремни и рукава. В машиностроении и строительстве применяют резиновые амортизаторы, опоры и другие эластичные силовые изделия, и т.д. Рост механизации производственных процессов в добывающей и обрабатывающей промышленности, развитие транспорта и сельского хозяйства обусловливают все увеличивающийся спрос на резинотехнические изделия. Основными направлениями создания конкурентно-способных эластомерных материалов с заданными свойствами является регулирование состава и структуры известных типов каучуков и эластомерных материалов на их основе за счет рецептурно-технологических факторов, опираясь на полученные фундаментальные знания о процессах вулканизации, усилении и модификации, об особенностях поведения эластомерных материалов в процессе переработки и условиях эксплуатации. К резинам, применяемым для изготовления изделий, предъявляется определенный комплекс требований в соответствии с конкретными условиями эксплуатации. Диапазон требуемых свойств очень широк – механическая прочность, жесткость, эластичность, стойкость при высоких или низких температурах, стойкость к действию различных веществ (смазочных материалов, топлива, кислот, щелочей и др.), электроизолирующие свойства, нетоксичность и т.д. На современном этапе развития резиновой промышленности для улучшения качества каучуков и резин на их основе экономически выгоден не синтез новых, а рациональное использование традиционных крупнотоннажных модифицированных каучуков. Поэтому перспективным направлением совершенствования свойств композиционных материалов является химическая модификация эластомеров как основного компонента резин. Основные компоненты резиновой смеси 57-1016 для производства муфты резинометаллической приведены в таблице 1. Таблица 1 Рецептура базовой резиновой смеси Наименование ингредиентов Массовая доля, % Каучук СКИ – 3 37,35 Каучук СКД 6,59 Белила цинковые БЦО – М 1,32 Нафтам-2 0,44 Диафен ФП 0,88 Воск 3В-П 0,44 Масло ПН-6Ш 6,15 Углерод технический П 514 26,37 Кислота стеориновая, Т-32 0,88 Мел природнй 17,58 Сера молотая с. 9990 1,10 Масло-мягчитель 0,11 Сульфенамид М 0,79 Итого 100 В данной статье приводятся усовершенствования состава резиновой смеси марки 57-1016. Предлагается замена активатора вулканизации стеариновой кислоты на карбоновую кислоту, полученную озонолизом α-олефинов. Добавление стеариновой кислоты обуславливает повышение модуля, прочности на разрыв, твердости и эластичности вулканизатов. Техническую стеариновую кислоту получают из растительных масел и жиров, поэтому разработка путей синтеза ее синтетических аналогов представляет практичес­кий интерес. Разработан способ получения кислот с числом углеродных атомов С17-С19 из фракции α-олефинов выпускаемых ОАО «Нижнекамскнефтехим»: СН3(СН2)nСН=СН2CH3(CH2) n-1 COOH + CH2O Свойства вулканизатов на основе изопренового каучука приведены в таблице 2. Таблица 2 Свойства вулканизатов на основе изопренового каучука Показатель Значения Стеариновая кислота базового варианта резиновой смеси Жирные кислоты С17-С19 проектного варианта резиновой смеси Вязкость по Муни, (100оС), усл.ед. 68 65 Напряжение при удлинении 300%, МПа 7,9 8,4 Условная прочность при растяжении, МПа 28,4 30,2 Относительное остаточное удлинение, % 45 49 Сопративление раздиру, кН/м 102 103 Эластичность по откосу, % 48 50 Исследования влияния полученных карбоновых кислот и стеариновой кислоты проводили на каучуке СКИ-3. Как видно из анализа физико-механических испытаний резин (таблица 1.2), введение карбоновых кислот С17—С19 по сравнению со стеариновой кис­лотой несколько снижает вязкость по Муни, что свидетельствует об улучшении обрабатываемости каучука при его смешивании с ингредиентами и их большей пластифицирующей способности. Улучшаются прочностные характеристи­ки резин и эластичность, повышаются напряжение при удлинении 300 % и сопротивление раздиру. На другие характеристики резин природные и синте­тические жирные кислоты влияют практически оди­наково и полученные параметры соответствуют требованиям к этим резинам. В качестве модификатора в данном статье предлагается ввести метакриловую кислоту с метакрилатом натрия. Влияние модификаторов на свойства резин обычно связывается с изменением межфазного вза­имодействия техуглерод-полиизопрен. Модификатор практически не влияют на напряжение при заданном удлинении, твердость, прочность при растяжении и динамическую вынос­ливость резин при испытании стандартными мето­дами. По ходимости же при одновременном воздей­ствии большого статического сжатия (40 %) и высокочастотных знакопеременных деформаций сдвига (амплитуда ±37,5 %) резины с модификато­рами превосходят контрольную резину в два-три раза (таблица 1.2). Влияние модификатора на свойства резиновых смесей и вулканизатов на основе каучука СКИ-3 приведены в таблицы 3. Таблица 3 Влияние модификатора метакриловой кислоты с метакрилатом натрия на свойстве резиновой смеси Показатель Резиновая смесь с сополимером метакриловой кислоты с метакрилатом натрия Контрольная смесь без модификатора Минимальная вязкость по Муни (130 °С), усл.ед. 42 46 Условное напряжение при Мнении 300 %, МПа 10,8 10,9 Условная прочность при растяжении, МПа 32,4 33,0 Эластичность, % 48 47 Выносливость при многократных деформациях, тыс. циклов -растяжение -знакопеременного сдвига статически сжатых образцов 496 2023 483 1340 Резиновая смесь с модификатором имеет высокую динамическую выносливость резины с модификатором в жестких условиях эксп­луатации, когда подвижность эластомера среды при статическом сжатии образцов резко снижена ори­ентационной кристаллизацией и при динамических воздействиях в ориентационных процессах начина­ют участвовать узлы сетки, с которыми сравнялся по жесткости эластомер среды. Проанализировав все способы производства муфты Джуба – компрессионный, литьевой, инжекционно-компрессионный, предлагается использовать литьевой способ производства, т.к. значительно сокращается длительность технологического процесса, увеличивается точность геометрических размеров деталей, повышается культура производства. Основными стадиями производства резинометаллических изделий являются: Приготовление резиновой смеси Изготовление заготовки резиновой смеси Подготовка арматура Вулканизация Обработка изделий На основании проведенного литературного обзора, анализа научно-технической и патентной литературы можно сделать вывод о целесообразности следующих усовершенствований состава резиновой смеси: 1. Замена стеариновой кислоты на карбоновую кислоту, полученную озонолизом α-олефинов 2. Введение модификатора метакриловой кислоты с метакрилатом натрия.