Производство тротуарной плитки методом вибропрессования

Соотношение песка и полимеров влияет и  на производительность – та масса, которая имеет в составе больше песка и нагреваться будет дольше. Это свойство следует учитывать при расчёте себестоимости и учёте продукции.

Важно получить качественную смесь – частицы песка должны полностью обволакиваться полимерами, без пробелов. Это достигается уникальной конструкцией вала, рассчитанной «Полимер технологией» г. Орска. Точнее не рассчитанной, а вымученной опытными конструкциями и научными исследованиями. В результате лопасти на валу расположены так, что при вращении вала скорость продвижения массы разная в 3х зонах нагрева, что обеспечивает полный расплав полимера и качественное смешивание с наполнителем.

Кстати, в этом узле мы видим некоторые недостатки конструкции, изменение которых  ведёт к повышению производительности всей линии.

Таким образом, полученная полимерно-песчаная масса  с температурой на выходе около 170-190 градусов и консистенцией тугого пельменного теста выдавливается из машины после открытия заслонки. Оператор отрезает ножом необходимое количество, взвешивает на весах, и получив нужное (около 2-х кг.), обычным совком укладывает в форму.

Форма, установленная  на прессе с подвижной нижней плитой, охлаждается по-разному.

Верхняя часть  имеет температуру около 80 градусов, а нижняя 45, или охлаждается как  можно сильнее, для быстрейшего  формования плитки (30-50 сек).

Это сделано  для создания глянца на наружной стороне полимерно-песчаной плитки, полимер как бы выдавливается вверх, заполняя поры между наполнителем. В этом ещё один секрет технологии. Хотя такое неравномерное охлаждение может привести к изгибу черепицы, для чего она укладывается на стол охлаждения и прижимается грузом до окончательной формовки.

Для получения  матовой поверхности полимерно-песчаной плитки достаточно охладить верхнюю форму также сильно, как и нижнюю. Это применяется для производства полимерно-песчаной брусчатки. Краситель может и не добавляться, и изделие получается серым по цвету, как бетон.

Ассортимент выпускаемой продукции

Зависит напрямую от наличия дополнительных форм. Конечно, делают бизнес конкурентным. Но пока некоторые  производители в сезон продажу  только полимерно-песчаной плитки расписывают на месяцы вперёд. А выпускать можно, конечно, что угодно: черепицу, лотки, кирпич, элементы несъёмной опалубки, даже предполагается выпускать крышки люков колодцев. Предполагается армировать их металлом для повышения прочности. Проблема может быть с сертификацией этой продукции, но если её решить, то работой можно обеспечить не одну линию на годы вперёд. Свойства, полученного таким образом полимербетона, позволяют его использовать во влаге, при любых атмосферных воздействиях. Уложенная, например, на полу подвала полимерпесчаная плитка будет нести функцию гидроизоляции.

Проблемы, возникающие в связи с производством  полимерной плитки

По помещению

Производители оборудования рекомендуют использовать помещения 150-300 м². Габариты оборудования для производства плитки небольшие, и позволят разместить его и на более меньших площадях – около 50 м², но ещё необходимо иметь место для складирования сырья и готовой полимерной черепицы, в помещении необходима вытяжная вентиляция. Рекомендуемая высота потолка 4 метра. Пресс имеет высоту 1780 мм.

По сырью

Если использовать сырой песок, то в процессе нагрева  будет происходить выделение  газов, приводящее к порообразованию  в изделии, что крайне нежелательно. Крупные включения могут также привести к потере качества плитки, износу формующего инструмента. Необходимо избегать попадание машинного масла в полимерно-песчаную смесь, металлических включений.

Прочее

При организации  производства полимерно-песчаной плитки могут понадобиться документы от различных контролирующих инстанций. Предлагаемые документы при покупке оборудования не все пригодятся. Возможно, придётся согласовать с экологами, санэпидемнадзором, пожарниками. Вообще производимая плитка не подлежит обязательной сертификации, как и оборудование, так как оно нестандартное. Но вот требования по помещению, охране труда и окружающей среды могут быть предъявлены. Необходимо наладить контроль за качеством и учётом продукции. Существует опасность выхода из строя оборудования при запуске двигателя. Шнек не может вращаться в непрогретом до температуры пластикации полимере или полимерно-песчаной смеси.

Оборудование  для производства полимерпесчаной плитки

Производительность  предлагаемых линий позволяет выпускать  около 40 м² полимерно-песчаной плитки в смену. Обслуживают всё оборудование 7 человек. В одном квадратном метре 9 плиток с учётом нахлёста, вес 1 м² – 20 кг. Потребляемая электроэнергия 26-28 Квт/час, установочная мощность 42 Квт, питание трёхфазное.

Дробилка  отходов

Используемая в линии «Полимер технологии» дробилка может быть заменена на любую другую, использоваемую в производстве полимеров и изделий из них. Дробит отходы на фракцию до 30 мм. и агломерат до 10 мм. Установлен двигатель 7.5 кВт, 3000 об/мин. Требуется частая заточка ножей. Производительность высокая, достаточная для обеспечения полимерным сырьём 3х линий. Габаритные размеры: 1000х1100х1200 (ШхДхВ) Вес 420 кг.

Экструзионная установка

Отличается  от традиционных тем, что объём зоны нагрева и пластикации полимеров  меняется изменением наружного диаметра рабочего цилиндра. Обосновано простотой  изготовления, да и задачей, которая  ставится – перемешать пластики нагревом. Недостатком конструкции является частые заторы массы в месте изменения диаметра рабочего цилиндра, что приводит к перегреву массы, задержке в загрузке полимеров. В качестве нагревательных элементов использованы ТЭНы, которые легко меняются при выходе из строя. Вал центруется полимерной массой на выходе, имеет низкую частоту вращения. Конструктивным недостатком является не установленный упорный подшипник, ведь на вал действует и линейная нагрузка тоже. Производительность завышена, и достаточна для обеспечения работы 2х прессов и термосмесительных установок. Габаритные размеры: 520х3300х1230 (ШхДхВ) Вес 580 кг.

Термосмесительная установка (АПН – агрегат плавильно-нагревательный)

Уникальный  узел во всей линии. Для достижения качественной смеси полимера и песка, загруженная масса проходит с разной скоростью и разными режимами нагрева по трубе. Установлен вал с лопастями, расположенными особым способом, причём часто менялось их расположение для достижения качественного смешивания полимерпесчаной смеси. На вал приходится большая нагрузка, в том числе и линейная, а упорный подшипник не установлен. Быстро изнашиваются лопасти шнека. Установлены два прибора контроля температуры в двух зонах контроля нагрева массы.Работает непрерывно, обеспечивает работу одного пресса. Габаритные размеры: 520х3200х1230 (ШхДхВ) Вес 800 кг.

Пресс. Небольшой гидравлический пресс с подвижной нижней плитой. 4 гидроцилинра диаметр 125 мм., ход 300 мм. Рабочее давление 10 МПа. На нижней плите установлена матрица с охлаждением и выталкивателями. Причём температуры матрицы и пуансона различны, что достигается двумя разными контурами охлаждения. Пресс комплектуется гидростанцией, баками для охлаждения охлаждающей жидкости. Производительность линии зависит в том числе и от производительности пресса, скорости охлаждения и формования изделия. Комплектующие, используемые при изготовлении пресса, доступны, при необходимости их замены. (По крайней мере, так считают в «Полимер технологии»). Габаритные размеры: 2600х1500х1780 (ШхДхВ) Вес 1300 кг.

Дополнительное  оборудование

Разные изготовители предлагают разное дополнительное оборудование. Так или иначе, всё, что предлагается, может быть использовано при производстве полимерной плитки, разница лишь в том, как часто оно используется и сколько стоит. А вот стол сушильный и грузы пригодятся всем, хотя и в базовый комплект они не входят.

Предлагается  большой выбор форм, позволяющие  выпускать расширенный ассортимент  продукции, тем самым, делая бизнес конкурентоспособным. По крайней мере, тротуарная плитка необходима в комплекте, что и делают некоторые продавцы оборудования. Предлагаются всё новые и новые виды полимерпесчаной черепицы. Даже озвучивается идея изготовления крышек люков колодцев из полимерпесчаной массы с армированием металлом.

Дополнительная  информация о черепице :

Полимерно-песчаная черепица и плитка имеет низкий процент водопоглащения, что повышает прочностные характеристики и позволяет использовать их в любых климатических условиях (-65С до 200С). Прокрашивается по массе сухими красителями «Bayer», отчего окраска считается устойчивой. Норма расхода на 100 м2: 520 кг полимера ( 1000 рублей), 1500 кг песка (200 рублей), 12.5 кг красителя (800 рублей). Размер полимерно-песчаной черепицы 300х400х8 мм., тротуарной плитки 333х333х25-45 мм..⁷

 

2. Технологическая часть

2.1 Режим работы предприятия

Отправным материалом для расчета технологического оборудования, потоков сырья, состава персонала является режим работы цеха. Он определяет количество рабочих дней в году, количество смен в сутки и рабочих часов в смене.

Режим работы устанавливают в соответствии с трудовым законодательством РФ по нормам технологического проектирования предприятий вяжущих веществ.

При назначении режима работы цеха необходимо стремиться обеспечить возможно полное  использование  оборудования (основных фондов) и принимать наибольшее количество рабочих мест в сутки (повышать сменность). При этом для обеспечения лучших условий труда желательно, когда это не обусловлено технологической необходимостью, предусматривать в третью (ночную) смену проведение профилактического ремонта оборудования.

Режим работы цехов поп производству тротуарной плитки принимают – двухсменный. При этом другие цеха и отделения, сопряженные с цехом могут работать по такому же графику, либо по режиму основных цехов.

При двухсменной  работе расчетное количество рабочих суток в году принимают равным 250 суткам.

Для транспортных цехов заводов (склады сырья и  готовой продукции) при использовании  железнодорожного транспорта принимают двухсменную с 250 рабочими днями, автомобильного – двух или трехсменную с 250 рабочими днями в году.

Расчетный годовой  фонд времени работы технологического оборудования в часах , на основании  которого рассчитывается производственная мощность предприятия в целом  и отдельных линий установок, определяется по формуле

Вр=СрЧКи, час,

где Вр – расчетный годовой фонд времени работы технологического оборудования в часах;

    Ср – расчетное количество рабочих суток в году;

    Ч – количество рабочих часов в сутки;

    Ки – среднегодовой коэффициент использования технологического оборудования.

Коэффициент использования технологического оборудования по календарному времени зависит от длительности их остановки на капитальные, средние и текущие механические ремонты, а также от частоты замены футеровки и от других причин; обычно он принимается равным 0,9-0,92.

Годовой фонд работы оборудования при круглогодичной двухсменной работе в часах составляет:

Вр=250*16*0,91=3640 час.

 

2. Расчет производительности предприятия

Исходя из принятого режима работы цеха рассчитываем объем производства: по сырью, полуфабрикатам и готовой продукции для каждого из технологических пределов в час, смену, сутки.

При расчете  производительности следует учитывать  возможный брак и другие производственные потери, размер которых принимается  по соответствующим нормативам.

Для заводов  по производству вяжущих веществ  средние величины возможных производственных потерь обычно принимаются 1-3%.

Производительность  цеха по готовой продукции определяется по формулам:

Псут=Пгод/Ср

где Пгод – заданная годовая производительность цеха;Пгод=14400т/год;

Ср – расчетное количество рабочих суток в году.

Псут=14400/250=57,6т

Псмен=Пгод/Ср*n

где n – число смен;

Псмен=14400/250*2=28,8т

Пчас=Пгод/Вр

где Вр – расчетный годовой фонд рабочего времени, в час.

Пчас=14400/4000=3,6т

 

Материальный баланс на 1 т готового сырья

Таблица 5

Наименование  передела	Приход	Потери, %	Расход
складирование готовой продукции	1005	0,5	1000
Пост распалубки изделий	1015,05	1	1005
Тепловлажностная обработка изделий	1020,125	0,5	1015,05
Вибропроцесс	1030,33	1	1020,125
Дозирование и перемешивание в смесителе	1081,85	5	1030,33
Загрузка сырья с помощью манипулятора, ленточного транспортера, раздаточной тележки и скипа	1114,31	3	1081,85

 

Производительность  каждого технологического передела (П_ч^п) рассчитывается по формуле

П_ч^п=П_чР_м^у(1+С=Б/100),

где П_ч – производительность цеха в час по готовой продукции,

    Р_м^у – удельный расход сырья, полуфабриката в достигаемом переделе (операции) на единицу готовой продукции, определяемый на основании материального баланса,