年产5000吨PP-R管材的生产设计

第2章 工艺计算

2.1物料衡算

2.1.1计算基准的选取

（1）年工作时数： 7200小时 （2）设备维修： 20天/年=480小时 （3）特殊停车： 15天/年=360小时 （4）机头清理、换过滤网：1次/10天 5小时/次 （7200÷24-20-15）×（1/10×5）=132.5小时

（5）实际开车时间： （7200-480-360-132.5）小时=6227.5小时（约260天） （6）设备利用系数： K=实际开车时间/年工作时数=6227.5/7200=0.86

2.1.2物料损失率

已知原始自然损耗率为：0.1%-0.15% 本次设计选取0.15%。制品合格率要求85%-95%，这里取90%。

而挤出成型工段物料的损耗分为：自然损耗、扫地料、下脚料等，这些损耗的物料大部分都可以回收再利用，下面列出各损耗一览表2-1

表2-1 损耗一览表

工序 百分率/%

自然 0.15

扫地 0.85

下脚料 9

一次成型 90

2.1.3物料平衡计算

基准：5000吨/年

半成品粒料需求量：5000/90%=5555.56吨/年 自然损耗量占：5555.56×0.15%=8.33334吨 扫地料占：5555.56×0.85%=47.22226吨 下脚料占：5555.56×9%=500.0004吨 下脚料回收破碎量：500.0004×95%=475吨 把上述数据整理得物料平衡表见表2-2

表2-2 物料平衡表

工序 物料量/吨

输入物料量 5555.56

自然损耗 8.34

扫地 47.22

下脚料 500

成品 5000

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2.1.4理论物料需要量

以PP-R粒料为例：PP-R粒料在配方中占有百分率为95.24% 每吨中含量为：1000×95.24%=952.40kg/吨 每年需要量为5000×952.40=4762吨 每天需要量为4762/260=18.32吨 每小时需要量4762/6227.5=764.67kg/h 统计得表2-3原料理论消耗量

表2-3原料理论消耗量

原料名称

配比

百分率/%

每年需要量/t

5000t制品消耗量 每天需要量/t

PP-R粒料 PP-R色母料

100 5

95.24 4.76

4762 238

18.32 0.92

每小时需要量/kg 764.67 38.22

表1-3中，每吨产品消耗定额是理论需求量，是在没有各项损失及下脚料的情况下计算的。那么每年理论需求量，用理论消耗额除以制品的年生产能力。每天需求量是每年需要量除以生产天数。

2.1.5实际物料需求量

根据物料衡算，需计算出实际每年需要量及日需求量和每小时需求量。由于生产过程中存在一部分损失，详情见下表

混合拌色耗损率见下表2-4

表2-4 混合拌色损耗率

工序 损耗率/% 合计损耗率/% 总损耗/%

自然 0.1

0.3

0.6

筛选输送

扫地 0.2

高速混合 0.1 0.1

粒料输送 0.2 0.2

已知半成品粒料每年需求量为5555.56吨，

则计算出每年需要配好的物料量为：5555.56×（1+0.6%）吨=5588.89吨 下脚料回收破碎量：500×95%=475吨 实际进料量：5588.89-475=5114.89吨/年

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表2-5 年、日、小时制品消量 原料名称 配比 百分率 5588.89吨制品消耗量 每年需要量

/t 5322.86 266.03

每天需要量

/t 20.47 1.02

每小时需要量/t 854.73 42.72

PP-R粒料 PP-R色母料

100 5 95.24 4.76

以PP-R；粒料为例：

PP-R粒料在配方中所占百分率为95.24% 每年需要量：5114.89×95.24%=4870.47吨 每天需要量: 4870.47/260=18.73吨 每小时需要量：4870.47/6227.5=782.09kg

第一次5000吨生产完成以后，第二次生产时原料较第一次有所减少，具体消耗量见表2-6.

表2-6实际原料需求量

原料名称

配比

百分率

5114.89吨制品消耗量 每年需每天需要量/t 要量/t

4870.47 18.73 243.42 0.94

每小时

需要量/kg

782.09 39.09

PP-R粒料 PP-R色母料 100 5 95.24 4.76

根据计算结果画出物料衡算流程图，见图2-1

5588．89吨/年 螺带 5555.56吨/年 挤出 5000吨/年PP管材 混合 成型 工段 工段

回收475 33.33t/a (总损失) 555.56t/a（损失*下脚料）

2.2设备设计及选型

2.2.1进料量计算

已知筛选输送损失为0.3%，高速混合工段损失为0.2%。 则实际进料量：5588.89×（1-0.2%）=5572.12吨 螺带混合机进料量：5572.12 ×1000/6227.5=894.76kg/h

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挤出机进料量：894.76×（1-0.3%）=892.07kg/h 粉碎机进料（下脚料）：500×1000/6227.5=80.29kg/h 表2-7主要设备进料量

设备名称 螺带混合机 挤出机 破碎机

每小时进料量/(kg/h)

894.76 892.07 80.29

2.2.2混合机的计算及选型

在工艺流程选择中，需要使用螺带混合机。通过进料量计算，混合设备每小时需进料 894.76kg。以下有三种高速混合机，主要参数见下表2-8

表2-8 混合机的主要参数 型号 总容积/L 有效容积/L 电机功率/kW 支座中心距mm 支座孔径mm 外形尺寸/mm

RDS-0.3 300 180 2.2-3 940 24 1040×1900

RDS-0.5 500 3OO 3-4 1080 30 1180×2600

RDS-0.8 800 500 4-5.5 1180 30 1280×2900

已知物料的密度约为0.895g/cm，设备利用系数为0.86.本次设计选择RDS-0.5的螺带混合机，则螺带混合机每次进料量为 300×0.895×0.86=230.91kg，混合时间为8--12分钟，每小时可混四次，每小时进料量为230.91×4=923.64kg，生产中螺带混合机需要处理的物料量为894.76kg/h，894.76/923.46=0.96，故选择一台螺带混合机即可。

32.2.3挤出设备的计算及选型

由于制品简单，较易冷却定型，选择牵引速度为1.2m/min 已知PP-R管材成品线重为2900g/m=2.9kg/m

则成型挤出机每小时的生产能力为线重×牵引速度=2.9×1.2×60=208.8kg/h

设备利用系数为0.86，则挤出机的实际生产能力为208.8kg/h×0.86=179.6 kg/h 挤出机进料量为892.07 kg/h，892.07/179.6=4.96 因此应选择5台挤出机，即应设置五条生产线。根据挤出机的生产能力选择张家港市创佳机械有限公司生产的SJ90X32号新型高效挤出机，基本参数见表2-9

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