Аннотация 8
Введение 11
1 Литературный обзор 14
1.1 Экструдер 14
1.1.1 Виды экструдеров 15
2 Конструкторский раздел 24
2.1 Проверка по программе Math-CAD для проектирования сечения
двухшнековых экструдера 26
2.2 Построение BD-модели в программе KOMPAC-3D 36
2.3 Технологическая подготовка черновой обработки проектируемых
элементов на примере экструдера STS-75 45
2.4 Фрезерование винтовых канавок шнеков 47
3 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 52
3.1 Предпроектный анализ 52
3.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 52
3.1.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения 52
3.1.3 SWOT-анализ 55
3.1.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации 58
3.2 Инициация проекта 60
3.2.1 Организационная структура проекта 61
3.2.2 Ограничения и допущения проекта 62
3.3 Планирование управления научно-техническим проектом 63
3.3.1 Продолжительность этапов работ 64
3.3.2 Расчет накопления готовности работ 68
3.3.3 Расчет сметы затрат на создание проекта 71
3.3.4 Расчет затрат на материалы 71
3.3.5 Расчет основной заработной платы 71
3.3.6 Расчет отчислений от заработной платы 72
3.3.7 Расчет амортизационных расходов 73
3.3.8 Расчет общей себестоимости разработки 73
9
3.3.9 Оценка экономической эффективности проекта 74
3.3.10 Оценка научно-технического уровня НИР 74
4 Социальная ответственность 78
4.1 Профессиональная социальная безопасность 78
4.1.1 Анализ вредных и опасных факторов, которые может создать объект
исследования 78
4.1.2 Анализ вредных и опасных факторов, которые могут возникнуть на
рабочем месте при проведении исследований 79
4.1.3 Обоснование мероприятий по защите исследователя от действия
опасных и вредных факторов 83
4.2 Экологическая безопасность 84
4.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 85
4.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 86
Заключение 89
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 90
Приложение А 93
Актуальность проблемы. Двухшнековые машины находят широкое применение в Европе, особенно для переработки поливинилхлорида, смешения и гранулирования композиций из него. По мере экономического развития, расширения рынка, спрос на двухшнековый экструдер постоянно растет. В России спрос на рынке большой, но подавляющее большинство машин поставляется из-за рубежа. Таким образом, необходимо разработать на своей такого оборудования, для удовлетворения потребностей нашего рынка и промышленности.
В настоящее время двухшнековые экструдеры занимают достойное место в промышленности переработки полимеров и используются главным образом для экструзии профильных изделий из материалов с низкой термостабильностью (таких как жесткий ПВХ) и для особых операций при переработке полимеров, таких как смешение, дегазация, химические реакции и т. д. Двухшнековые экструдеры, используемые для профильной экструзии, имеют малый шаг нарезки шнеков и работают при относительно низкой частоте вращения шнека: около 20 об/мин. По сравнению с одношнековыми экструдерами они имеют лучшие характеристики по загрузке и транспортировке, что дает возможность перерабатывать даже плохо сыпучие материалы. Кроме того, они обеспечивают небольшую продолжительность переработки, а также узкое распределение времени пребывания. Улучшенные характеристики смешения и теплопередачи позволяют обеспечить хороший контроль за температурой перерабатываемого материала и временем переработки, что является очень важным для экструзии профильных изделий из материалов с ограниченной термостабильностью. Большинство двухшнековых экструдеров, используемых для профильной экструзии, имеют шнеки, вращающиеся в противоположных направлениях, с нарезкой с плотным зацеплением витков, хотя используются также двухшнековые экструдеры с однонаправленно вращающимися шнеками
Цель работы: В рамках программы импортозамещения, выполняемой компанией OAO "Полимеркомпаунд", выполнить расчеты геометрии изнашиваемых элементов, дать рекомендации по материалу и механическим свойствам данных элементов, и, тем самым, предложить замену импортным комплектующим, поставляемым из Германии, Японии и Кореи.
Обзор научно-технической литературы позволил сделать следующие выводы:
• Как использовать программное обеспечение для создания модели;
• Как мы можем проверить точность модели по методу математической;
• Какие факторы будут влиять на эффективность работы оборудования;
• Это устройство имеет преимущества и недостатки по сравнению с другими устройствами.
Все это позволяет считать исследование в данной области актуальным.
На основании анализа литературных данных, обобщения производственного опыта, а также в соответствии с целью работы определены следующие задачи исследования:
• изучить способ расчета сечения транспортного шнека и месильного кулачка;
• создать параметрические 3Д-модели элементов экструдера;
• провести измерение точности, твердости и прочности шнеков и кулачков;
• выбрать оптимальную технологию обработки шнеков и кулачков.
Методы исследования.
1. Анализ научно-технической и патентной литературы.
2. Анализ существующего оборудования.
3. Проектирование сечения шнека и кулачка.
4. Проведение испытаний по определению точности, твердости и прочности шнека и кулачка.
5. Сравнительный анализ эффективности профиля элемента с разными зазорами.
Моя задача диплома рассматривается проектирование месильных и транспортных элементов двухшнековых экструдеров полимерной промышленности.
На основании технологических размеров экструдеров и требований, предъявляемых к работе проектируемых элементов, были спроектированы сечения элементов экструдеров. Также была выполнена проверка геометрии с помощью математической программы Math-CAD.
По результатам геометрической проверки были спроектированы 3D - модели элементов экструдеров в программе КОМПАС -3Д. В файлах моделей, помимо геометрии, также представлена информация о диаметре и положении режущего инструмента относительно оси заготовки.
Также приведены расчеты настройки УДГ для фрезерования винтовой канавки транспортных шнеков; рассчитаны и получены модели сменных зубчатых колес для настройки универсального горизонтально-фрезерного станка.
И, наконец, я использовал различные параметры для проектирования 15 элементов для пяти моделей экструдеров: NR-46, NR-75, ZSK-130, TEK-70, STS-75.
