Исследование процесса литьевого формования(ТПА)

В магистерской диссертации проводится исследование процесса литьевого формования термопластичных материалов.

В работе рассмотрены существующее оборудование для производства полимерной тары, а также выявлены основные проблемы, связанные с неравномерностью заполнения пресс-формы, низкой производительностью термопластавтомата и недостаточной надёжностью элементов оснастки (выталкивателя, шнека, плоской крышки пресс-формы).

Проведён анализ теоретических основ процесса литья под давлением, существующих математических моделей производительности и конструктивного оформления пресс-форм.

Предложена модернизированная технологическая схема участка литья пластмасс путём добавления транспортёрной сушилки для непрерывной подготовки полимерного сырья перед подачей в термопластавтомат.

Осуществлён сравнительный экономический расчёт модернизированного участка литья пластмасс.

Произведён анализ безопасности и экологичности проектируемого производства.

 Проведен математический анализ результатов с целью оценки эффективности применения разработанных решений при литье пластиковых крышек.

Введение

1 Обзор научной, научно-технической и патентной литературы

1.1 Методы и оборудование для производства полимерной тары

1.2 Конструктивное оформление пресс-формы

1.3 Патентный обзор

2 Технологический процесс производства пластиковых крышек литьем под давлением

3 Описание конструкции и принципа работы литьевой машины типа: термопластавтомат

4 Технологические расчеты производительности термпоалставтомата

4.1 Расчет деталей пресс-формы

4.2 Методика расчета производительности термопластавтомата

5 Расчет производительности термопластавтомата с применением ЭВМ

6 Прочностные расчеты

6.1 Прочностные расчеты выталкивателя

6.2 Прочностной расчет шнека

6.3 Прочностной расчет плоской крышки пресс-формы

7 Корреляционный анализ результатов исследований

8 Технико-экономическое обоснование модернизации участка производства крышек

9 Безопасность и экологичность проекта модернизации участка литья пластмасс

9.1 Характеристика проектируемого производства

9.2 Производственная санитария

9.3 Безопасность при проведении технологического процесса

9.4 Электробезопасность

9.5 Обеспечение пожарной безопасности

Заключение

Результативность разработок и исследований

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Перечень графического материала

1)Литературно-патентный обзор, А1

2) Участок производства крышек, А1

3) Пресс-форма, А1

4) Презентация PowerPoint,  15 слайдов                                 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.   Бортников, В. Г. Основы технологии переработки пластических масс: учебное пособие / В. Г. Бортников. – Ленинград: Химия, 1983. – 304 с.

2.   Брак при литье и способы его устранения // Термопластавтоматы Сhen Hsong : официальный сайт. – 2020. – URL: https://chenhsong.ru/2020/04/брак-при-литье-и-способы-его-устранени/ (дата обращения: 02.06.2024).

3.   Брацыхин, Е.А. Переработка пластических масс в изделия : учебное пособие / Е. А. Брацыхин, С. С. Миндлин, К. Н. Стрельцов. – Москва : Химия, 1966. – 400 с.

4.   Голованчиков А. Б. Алгоритмы и программы для химико-технологических процессов [Электронный ресурс] : учебное пособие / А. Б. Голованчиков, Ю. В. Богданова, А. А. Шурак; ВолгГТУ. - Волгоград : ВолгГТУ, 2024. - 96 с.

5.   Касаткин А. Г. основные процессы и аппараты химической технологии : учебное пособие / А. Г. Касаткин; АльянС. – Москва. – 2008. – 750 с.

6.   Конструирование пластмассовых изделий для литья под давлением: монография / Р. А. Мэллой; под редакцией В. А. Брагинского [и др.]; Профессия. – Санкт-Петербург. – 2006. – 505 с.

7.   Кулезнев, В. Н. Смеси и сплавы полимеров : учебное пособие / В. Н. Кулезнев; Научные основы и технологии: Санкт-Петербург. – 2013. – 216 с.

8.   Лащинский А. А. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры: справочник / А. А. Лащинский, А. Р. Толчинский. – Ленинград : «Машиностроение», – 1970. – 752 с.

9.   Лебедев, В. А. Технология машиностроения : Проектирование технологий изготовления изделий : учебное пособие / В. А. Лебедев, М. А. Тамаркин, Д. П. Гепта. – Москва : Феникс, 2008. – 361 с.

10. Литье под давлением изделий из дисперсно-наполненных полимерных композиционных материалов с разными типами структур / И. Д. Симонов-Емельянов, А. А. Пыхтин, А. А. Глебова, А. Н. Ковалева // Все материалы. Энциклопедический справочник; – Москва. – 2023. № 10. – С. 2-8.

11. Михалев, М. Ф. Расчет и конструирование машин и аппаратов химических производств: Примеры и задачи: учебное пособие / М. Ф. Михалев; Машиностроение: Ленинград. – 1984. – 562 с.

12. Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию / Г. С. Борисов, В. П. Брыков, Ю. И. Дытнерский [и др.] ; под редакцией Ю.И. Дытнерского. – 2-е изд., перераб. и доп. – Москва : «Химия», 1983. – 272 с.

13. Оссвальд, Т. Литье пластмасс под давлением / Т. Оссвальд, Л.-Ш. Турнг, П. Дж. Грэманн; под ред. Э. Л. Калинчева. – Санкт-Петербург: Профессия, 2005. – 750 с.

14. Панов, Ю. Т. Проектирование литьевых и прессовых форм: методические указания / Ю. Т. Панов, А. В. Уткин. – Владимир: ВлГУ, 1998. – 28 с.

15. Производство изделий из полимерных материалов : учебное пособие / В. К. Крыжановский, М. Л. Кербер, В. В. Бурлов, А. Д. Паниматченко. – Санкт-Петербург: Профессия, 2004. – 464 с.

16. Процесс производства изделия на термопластавтомате // Автономная некоммерческая организация "Агентство развития профессионального мастерства (Ворлдскиллс Россия)" : официальный сайт. – 2014. – URL: https://nationalteam.worldskills.ru/skills/protsess-proizvodstva-izdeliya-na-termoplastavtomate/ (дата обращения: 02.06.2024). – Режим доступа: открытый доступ.

17. Романков, П. Г. Методы расчета процессов и аппаратов химической технологии (примеры и задачи): учебное пособие / П. Г. Романков, В. Ф. Фролов, О. М. Флисюк. – Санкт-Петербург : ХИМИЗДАТ, 2009. – 544 с.

18. Сарилов, М. Ю. Расчет шнековых механизмов: методические указания / М. Ю. Сарилов, В. И. Шатохин. – Комсомольскна-Амуре : ФГБОУ ВПО «КнАГТУ», 2015. – 12 с.

19. Сутягин, В. М. Общая химическая технология полимеров : учебное пособие / В. М. Сутягин, А. А. Ляпков. – Томск : Томский политехнический университет, 2007. – 195 с.

20. Сутягин, В. М. Основы проектирования и оборудование производств полимеров : учеб. пособие / В. М. Сутягин, А. А. Ляпков, В. Г. Бондалетов // – 3-е изд., перераб. и доп. – Санкт-Петербург : Лань, 2018. – 464 с. // Е.LANBOOK.COM : электрон.-библ. система. – URL: https://e.lanbook.com/book/303500

21. Торнер, Р. В. Оборудование заводов по переработке пластмасс : учебное пособие / Р. В. Торнер, М. С. Акутин. – Москва : Химия, 1986. – 400 с.

22. Фетисова, Т. С. Проектирование литьевых форм для изготовления пластмассовых изделий : учебное пособие / Т. С. Фетисова ; Тольяттинский государственный университет. – Тольятти : ТГУ, 2013. – 102 с.

23. Патент № 2236349 Российская федерация, МКП B29C 45/67 (2006.01), B29C 33/28 (2006.01). Гидравлический механизм запирания полуформ литьевой машины : № 2002113118/12: заявл. 20.05.2002 : опубл. 20.09.2004 / Харченко С. Н. ; заявитель БСЗ ЗАО "Атлант" . 8 с. // Yandex.ru : патенты. URL: https://yandex.ru/patents/doc/RU2236349C2_20040920 (дата обращения 11.03.2025)

24. Нормирование расходов сырья и выполнение материальных расчетов в производствах переработки пластмасс с использованием программы для ПЭВМ: учеб. пособие / С.С. Ахтямова [и др.]. – Казан. гос. технол. ун-т. – Казань, 2002. – 112 с.

25. Патент № 2353517, Российская федерация, МПК B29C 45/66 (2006.01), B29C 45/64 (2006.01), B22D 17/26 (2006.01).Гидромеханическоеустройство смыкания полуформ литьевой машины, например термопластавтомата: № 2007129770/12, 02.08.2007: опубл. 02.08.2007/ Харченко С. Н. ; заявитель БСЗ ЗАО "Атлант" . 9 с // https://www.fips.ru/cdfi/fips.dll/ru?ty=29&docid=2353517 (дата обращения 11.03.2025)

26. Патент № 2305631 Российская федерация, МКП B29C 45/66 (2006.01). Механизм запирания полуформ литьевой машины, например термопластавтомата : № 2006101073/12 : заявл. 11.01.2006 : опубл. 10.09.2007 / Харченко С. Н. ; заявитель БСЗ ЗАО "Атлант" . 9 с. // Yandex.ru : патенты. URL: https://yandex.ru/patents/doc/RU2305631C1_20070910 (дата обращения 11.03.2025)

   27. Литвинец Ю. И. «Технологические и энергетические расчёты при переработке полимеров экструзией». — Екатеринбург, 2010. — 56 с.

28. Перухин, Ю.В. Проектирование производств изделий из пластических масс: учебное пособие для вузов. – Казань, 2010. – 329 с.

29. ГОСТ Р 52857.1-2007. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования. – Москва : Стандартинформ, 2007. – 26 с. – Электрон. копия доступна на сайте Российской государственной библиотеки. – URL: https://viewer.rsl.ru/ru/rsl01004383286?page=1&rotate=0&theme=white (дата обращения 02.06.2024). – Режим доступа: для зарегистрированных пользователей.

30. ГОСТ 4651—2014. Пластмассы. Метод испытания на сжатие – Москва : Стандартинформ, 2014. – 19 с. – Электрон. копия доступна на сайте Российской государственной библиотеки. – URL: https://viewer.rsl.ru/ru/rsl01007877256?page=1&rotate=0&theme=white (дата обращения 02.06.2024). – Режим доступа: для зарегистрированных пользователей.

31. Фетисова, Т. С. Проектирование литьевых форм для изготовления пластмассовых изделий : учебное пособие / Т. С. Фетисова ; Тольяттинский государственный университет. – Тольятти : ТГУ, 2013. – 102 с.

32. Математическая статистика: Учеб. Для вузов / В. Б. Горяинов [и др.]; Под ред. В. С. Зарубина, А. П. Крищенко. – Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2001. - 424 с.

33. Ахназарова, С. Л. Оптимизация экспериментов в химии и химической технологии: Учеб. Пособие для хим. технол. вузов / С. Л. Ахназарова, В. В. Кафаров. – Москва : Химия, 1978. – 319с.

34. Бондарь А. Г. Планирование эксперимента в химической технологии (основные положения, примеры и задачи) / Бондарь А. Г., Статоха Г. А.; под ред. Т.С. Антоненко. – Издательское объединение «Высшая школа», 1976, 184 с.

35.Патент № 233797 Российская Федерация, МПК F26B 17/04 (2006.01). Транспортёрная сушилка : № 2025106948 : заявл. 24.03.2025 : опубл. 05.05.2025 / Шурак А.А., Голованчиков А.Б., Брюзгин Е.В., Климов В.В., Климова О.В., Тыщенко А.И. ; патентообладатель ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный технический университет» (ВолгГТУ). – 4 с. : ил.

36. Патент № 233814 Российская Федерация, МПК F26B 17/04 (2006.01). Транспортёрная сушилка : № 2025106938 : заявл. 24.03.2025 : опубл. 06.05.2025 / Шурак А.А., Голованчиков А.Б., Брюзгин Е.В., Климов В.В., Климова О.В., Архипов В.В. ; патентообладатель ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный технический университет» (ВолгГТУ). – 4 с. : ил.

37. Панов, Ю. Т. Экструзия полимеров и литье под давлением : учебник для вузов / Ю. Т. Панов, Л. А. Чижова, Е. В. Ермолаева. — Москва : Юрайт, 2023. — 131 с. — (Высшее образование). — ISBN 978-5-534-13005-8.

38. Бортников, В. Г. Теоретические основы и технология переработки пластических масс : учебник / В. Г. Бортников. — 3-е изд. — Москва : ИНФРА-М, 2022. — 480 с. — (Высшее образование). — ISBN 978-5-16-009639-1.

39. Шерышев, М. А. Основы технологии переработки полимерных материалов: конструирование изделий из пластмасс : учебное пособие для СПО / М. А. Шерышев. — 2023. — 119 с.

40. Dangos Staff. Теоретические основы и технология переработки пластических масс : учебник / Dangos Staff. — Ставрополь : Изд-во СКФУ, 2022

41. Ким, В. С. Оборудование заводов пластмасс. В 2 ч. Часть 2 : учебное пособие для вузов / В. С. Ким, М. А. Шерышев. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : Юрайт, 2024. — 301 с. — (Высшее образование). — ISBN 978-5-534-09006-2.

42. Тихонов, Н. Н. Периферийное оборудование заводов пластмасс : учебное пособие для вузов / Н. Н. Тихонов, М. А. Шерышев. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : Юрайт, 2024.

43. Тихонов, Н. Н. Оборудование подготовительных процессов заводов пластмасс : учебное пособие для вузов / Н. Н. Тихонов, М. А. Шерышев. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : Юрайт, 2024.

44. Оборудование заводов по переработке пластмасс : учебное пособие для вузов / В. С. Ким и др. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : Юрайт, 2024.

45. Черникова, Е. В. Химия и физика высокомолекулярных соединений : учебник / Е. В. Черникова, Е. А. Лысенко, А. Е. Жирнов. — Москва : Издательство Московского университета, 2025. — 436 с.

46. Хакимуллин, Ю. Н. Химия и физика полимеров. Часть 1. Химия : учебное пособие / Ю. Н. Хакимуллин. — 2023.

47. Физика и химия полимеров : учебное пособие для вузов. — 2023.

48. Алейникова, Т. П. Химия и технология полимерных материалов : учебное пособие / Т. П. Алейникова, Е. Б. Брюзгина, М. А. Наход ; под ред. В. А. Навроцкого. — Волгоград : ВолгГТУ, 2024. — 95 с. — ISBN 978-5-9948-4990-3.

49. Сашина, Е. С. Химия полимеров : учебное пособие / Е. С. Сашина, О. И. Яковлева, М. С. Калугина. — Санкт-Петербург : СПбГУПТД, 2023. — 75 с. — ISBN 978-5-7937-2238-4.

50. Серхачева, Н. С. Полимерные гибридные и нанокомпозиционные материалы: получение, свойства и применение : учебное пособие / Н. С. Серхачева, Н. И. Прокопов, Н. А. Лобанова. — Москва : РТУ МИРЭА, 2025.

51.Панов, Ю. Т. Экструзия полимеров и литье под давлением : учебник для вузов / Ю. Т. Панов, Л. А. Чижова, Е. В. Ермолаева. — Москва : Юрайт, 2025. — 131 с. — (Высшее образование).

52. Голованчиков, А. Б. Магистерская диссертация: учеб. пособие / А. Б. Голованчиков, П. С. Васильев ; ВолгГТУ. – Волгоград, 2020. – 64 с.

53. Шерышев, М. А. Технология переработки полимеров: конструирование изделий из пластмасс : учебник для вузов / М. А. Шерышев. — Москва : Юрайт, 2025. — 119 с.

54. Бортников, В. Г. Теоретические основы и технология переработки пластических масс : учебник / В. Г. Бортников. — 3-е изд. — Москва : ИНФРА-М, 2022. — 480 с. — (Высшее образование).

55. Ермолаева, Е. Экструзия полимеров и литье под давлением : учебное пособие для вузов / Е. Ермолаева, Л. Чижова, Ю. Панов. — LitRes, 2023. — 132 с. — (Высшее образование).

56. Шарапов, И. М. Прикладная теория и практика литья : учебное пособие / И. М. Шарапов. — Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2024. — 72 с.

57. Освальд, Т. А. (ред.) Литьё пластмасс под давлением : коллективная монография / Дж. Бемон, Дж. Боцелли, Р. Вадламуди [и др.] ; пер. с англ. под ред. Э. Л. Калинчева. — 2-е изд., рус. — СПб. : Профессия, 2023. — 707 с.

58. Иржак, В. И. Структура и свойства полимерных материалов : учебное пособие для вузов. — 3-е изд., стер. — Санкт-Петербург : Лань, 2023. — 168 с.

59. Леонович, А. А. Физика и химия полимеров : учебное пособие для вузов. — 2-е изд., испр. — Санкт-Петербург : Лань, 2023. — 104 с.

60. Сашина, Е. С. Химия полимеров : учебное пособие / Е. С. Сашина, О. И. Яковлева, М. С. Калугина. — Санкт-Петербург : СПбГУПТД, 2023. — 75 с.

61. Бобович, Б. Б. Полимерные конструкционные материалы (структура, свойства, применение) : учебное пособие для вузов / Б. Б. Бобович. — Москва : ИД "ФОРУМ" : ИНФРА-М, 2023. — 398 с.

62. Ким, В. С. Оборудование заводов пластмасс : учебное пособие. В 2 ч. Ч. 1 / В. С. Ким, М. А. Шерышев. — 2-е изд., испр. и доп.

63. Ким, В. С. Оборудование заводов пластмасс : учебное пособие. В 2 ч. Ч. 2 / В. С. Ким, М. А. Шерышев. — 2-е изд., испр. и доп.

64. Ляпков, А. А. Полимерные аддитивные технологии : учебное пособие для вузов / А. А. Ляпков, А. А. Троян. — 2-е изд., стер. — Санкт-Петербург : Лань, 2024. — 120 с.

65. Применение аддитивных технологий в производстве изделий из полимерных материалов : учебное пособие по курсу "Аддитивные технологии в современном производстве". — Москва : КноРус, 2024. — 232 с.

66. Гулиев, А. Д. Особенности литья под давлением динамически вулканизованных нанокомпозитов... / А. Д. Гулиев // Kimya Problemleri. — 2023. — Статья.