橡胶工厂设计.doc

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1、工程名称：年产 500 万套全钢子午胎工程建设建设单位：一家震惊世界的轮胎股份建设性质：建建设地点：马来西亚乌鲁冷岳县Hulu Langat District北部坐标 北纬 N61626.63 东经 E100507.51依据现场勘探，此地位于郊区，气候宜人，地势开阔平坦，距自然橡胶产地较近， 四周有充分的水源，交通便利，劳动力充分，格外适合我们建设橡胶工厂。工程投资：行业类别：橡胶产品轮胎制造业占地面积：1000 亩拟间年产 500 万套全钢子午胎年产 25 万吨胶的混炼车间一、生产规模计算g =QJ (K - f )由G = gdg设计日产量，kg/d，m2/d，m/d，条/d，根/d Q打

2、算年产量，kg/a，m2/a，m/a，条/a，根/a k不合格率，%；d全年生产天数， f产品检验率，%G设计年产量，kg/a，m2/a，m/a，条/a，根/a 查相关文献得 Q=250000000kg/dayd =245K=99.6%f =16000由公式得g =250000000= 1024711.9kg / day245(0.996 -1)6000故G = 245 G = 2451024711.9 = 251054429kg / year因此，日产量 1024711.9kg ,年产量 251054429kg二、原料消耗定额计算根底胶料配方：SBR200D2LA20S3ZnO5CTP0.5

3、SA2N33010040204石蜡1NS3xs各种生胶与协作剂的含有率公式： m = m各种生胶与协作剂的含有率，%;x某种生产或协作剂在配方中的用量，份或kg; s配方总用量，份或 kg。S=340.5各材料含有率:m=SBR200340.5100% = 58.7%m=20100% = 5.9%LA340.5m=5100% = 1.5%ZnO340.5m =2SA340.5100% = 0.6%m=0.5100% = 0.14%CTP340.5m=4100% = 1.2%4020340.5m=3DS340.5100% = 0.88%m =2100% = 0.6%D340.5m =3100%

4、= 0.88%S340.5m=N 330100340.5100% = 29.4%m=1100% = 0.3%石蜡340.5由生胶和协作剂理论用量计算公式：G = G M + G M1122+ + G MmmG单位产品生胶或协作剂理论用量，kg;g1、g2gi单位产品中各种胶料半成品消耗定额，kg:m1、m2mi单位产品的各种半成品胶料中生胶和配剂含有率原料理论用料和原材料工艺损耗公式：iA = GA-原材料消耗定额，kg, m, m2 . ;i1- kG-材料理论用量，kg, m, m2. K-工艺损耗率。材料日用量和年用量关系式：AD =ii245G = 251054429 58.7% =

5、147368950kg / year1K = 0.0021A =G11- KBA= 147664279kg / y=11245= 602711.34kg / yG = 251054429 5.9% = 14812211kg / year2K = 0.0022A = G= 14841895.1kg / y21- KBA=22245= 60579kg / dG = 251054429 1.5% = 3765816kg / year3K = 0.0033A = G= 3777148kg / y31- KAB =33245= 15417kg / yG = 251054429 0.6% = 150637

6、27kg / year4K = 0.0034A = G= 1510859kg / y41- KBA=44245= 6166.7kg / y类似的G = 351476kg / y5K = 0.003A = 352554kg / y5B = 1439kg / d5G = 3012650kg / y6K = 0.003A = 3021720kg / y6B = 12330kg / d6G = 2209279kg / y7K = 0.003A = 2215926kg / y7B = 9045kg / d7G = 1506327kg / y8K = 0.003A = 1510859kg / y8B =

7、6166.7kg / d8G = 2209279kg / y9K = 0.003A = 2215726kg / y9B = 9045kg / d9G = 7381002kg / y10K = 0.003A = 714032098kg / yB10= 302172kg / yG10= 753163kg / y11K = 0.003A = 755430kg / yB11= 3083kg / d11原材料消耗相关汇总表：原材料含有率/%年 理 论G用量年A消耗量日消B耗量i kgIkgikgyydSBR58.7147368950147664279602711.34LA5.91481221114841

8、895.160579ZnO1.53765816377714815417SA0.6150632715108596066.7CTP0.14351476352554143940201.23012650302172012330NS0.88220927922159269045D0.6150632715108596166S0.88220927922159269045N33029.4738100274032098302172石蜡0.3753167554303083三、工艺方案选取低温一次炼胶法生胶、CB、油料小药预分散的硫黄、促进剂等上辅机小药自动称量自动加料装置自动开炼机密炼机压片开炼机螺杆挤出机胶片冷却

9、线传统炼胶法：母炼胶硫黄、促进剂等皮带秤人工投料密炼机开炼机胶片冷却线生胶、塑炼胶、炭黑、白炭黑小药上辅机小药自助称量密炼机螺杆挤出机胶片冷却线传统母料：综合考虑，我们选择低温一次混炼法炼胶。混炼胶承受低温一次法混炼，可以提高胶料机械剪切效率，使炭黑和各种协作剂分散更均匀，有效地避开胶料混炼过程中产生炭黑凝胶，削减橡胶分子链不行逆化学裂解的发生，增加了可逆机械剪切分子链的数量，改善了胶料的扯断强度、耐磨和耐疲乏等物理性能，提高了混炼胶和轮胎产品的质量。低温一-次法炼胶，承受开炼机加硫系统，通过开炼机串并联布置，降低传统工艺承受高耗能密炼机进展多段混炼的能耗;同时也最大限度地提高了密炼机的生产产

10、能，提高企业的竞争力，给企业带来良好的经济效益。相关比照说明序号比照工程传统混炼低温一步法1混炼温度高低2分子量分布宽窄3高温化学 裂解分子链多少4炭黑分散性差好5炭黑凝胶含量多少6协作剂均匀性低高7胎面耐磨性低高8胎侧耐疲乏性差好9产品耐久性低高产能分析：按全钢胶料平均段数 2056 段算，一次发单日产能终炼胶 84 吨，母炼胶 126 吨， 合计 210 吨，现行 F270 终炼机台产能 88 吨。F370 母炼机台产能 140 吨，一步法工艺一条生产线单日产能高。设备信息名称上辅机系统公司正将自动化输注方式负压输送称量方式全自动配料称量名称型号滚筒直径 辊面长度 前后辊速比生产力量 功率

11、名称型号压片机Xkr-550 550名称开炼机型号XK660滚筒工作直径660滚筒工作长度2130前辊最大工作速度30m/min前后辊速比1:1.071:1.25生产力量200kg/h功率250kw15001:1.225065kg/次110kw密炼机F370总含量 填充系数转子转速生产周期370L0.756-60r/min 5min设备相关计算：生产力量计算Q = 60Vr主电机功率2022kw据公式tV =Vb0Q密炼机生产力量，kg/h; V一次装料量，L; 胶料密度，kg/L; t炼胶周期，min.V0 混炼室容量，L; 填充系数V 0=370Lb =0.75t =5minr=1kg /

12、 l60vr60Vbr603700.751Q=0=tt5=3300kg / h密炼机生产力量 3300kg/h理论台时计算A =B QCt -t1C =t 21A-理论台时，台B-每日生产任务，kg/h, m/h，条/h，个/h;Q设备生产力量，kg/h, m/h，条/h，个/h;C设备利用系数(见附录)。t -每班生产时间，min;1t -每班生产时间的非生产时间，min.2其中 B=102411.9kg承受三班倒的模式生产， t =480mint12=10min.Q=3300kg/hBBt1024711.9 480A =1=QCQ(t - t )123300 470= 317.1 台时理论

13、台数计算E =AT (1- a)aT= T 12E理论台数，台; A理论台时，台时;T每日生产小时数(允许操作工人停机用餐的生产设备为22. 5h，连续生产的硫化设备为 24h);a 设备检修系数(附录),a =T1/T2， T1在每个大检修周期时间内，因停机检修所占用的生产时间总和，d;T2每个大检修周期，d。A=317.1 台时T=22.5hT=5 年T2=5 天2Ta = T 12=50.0016 365 5AE = T (1- a)=317.122.5 (1- 0.0016)= 14.1理论台数为 14.1 台设计 15 台设备利用率和生产班次K = EFK设备利用率，%; E理论台数

14、，台;F-设计(实际)台数，台K = 14.11566.7%参数数值容量370L生产力量3300KG/h检修时间间隔5 年理论台数14 台设备利用率94填充系数0.75理论台时317 台每次检修时间5 天设计设备台数15 台工作制度三班因此工作制度仍为三班倒密炼机参数总结四、各种动力介质消耗计算G动力介质消耗量，KW, t, m3;G = F QiiFi同时使用同种动力设备台数，台， Qi同种设备单台耗用量，kW/台，t/台，m3/台整个动力消耗分为上辅机局部消耗，密炼机局部消耗，下辅机局部消耗及其他消耗（1） 上辅机局部消耗上辅机系统主要由原料储存桶、输送管路、计量主机、除尘装置、皮带科、电

15、控柜、计算机把握系统等组成。计算时分为三局部：小料自动称量系统消耗、胶料称量与投料消耗、上辅机局部消耗。 小料共用 9 种小料选用 AWS09 型小料自动称量系统，功率18kwG = 1518 = 270 KW胶料称量与投料配备型号为 920 的胶料称量与投料消耗，功率0.75kwG = 0.7515 = 11.25kw上辅机其他局部每台上辅机其他消耗为 0.2kwG = 0.215 = 3kw综上G = 270 +11.25 + 3 = 284.25kw（2） 密炼机消耗G = 202215 = 30000kw2（3） 下辅机消耗设计一台密炼机配七台开炼机，两台压片机。开炼机是 xkr,-6

16、60 功率 250kw,压片机是 xkr-550,功率 11kwG = 15 7 250 +15 2110 = 29550kw3（4） 其他消耗冷却架，风机等消耗G = 5000kw4G = G + G12+G +G34= 64834.25kw人员配置序号工种人数三班一样1搬运工52配磅43操作员34开炼45安全员36后勤37组长1存放面积计算依据设计日产量、半成品日用量、设备开动班次和工艺加工对半成品停放时间的要求，确定各种半成品的合理存放时间，并计算存放量。按各种半成品的存放方法、存放器具的形式、单位面积存放量，计算需要的存放面积。1、 半成品存放量的计算式中g = GtTg半成品的存放量

17、，kg, m, m2、件、条:; G半成品的日需要量，kg, m, m2、件; t半成品的存放时间，h； T每日工作时间，h。取 t=8h,T=22.5h分别计算各原材料存放面积如下(1) SBRG =147368950 kg/y1g = 147368950 8 = 213868.8kg1245 22.5(2) LAG = 14812211 kg/y2g = 14812211 8 = 21496.2kg2245 22.5(3) ZnO 及其他G = 3765816 kg3g = 3765816 8 = 5465.23245 22.5G = 150637274g = 15063727 84245

18、 22.5= 21861.2G = 3514765g = 351476 8= 510.15245 22.5G = 30126506g = 3012650 8= 4372.16245 22.5G = 22092797g = 2209279 8= 3206.27245 22.5G = 15063278g = 1506327 88245 22.5= 2186.1G = 22092799g = 2209279 8= 3206.29245 22.5G = 738100210g= 7381002 8= 10711.710245 22.5G = 75316311g = 753163 8 = 1093.111

19、245 22.5.2、 原材料存放面积计算M = gmqc式中M半成品的存放面积，m2 g半成品的存放量，kg, m, m2、件、条; m单位器具的占地面积，m2;q单位器具的存放量，kg, m, m2、件、条; c面积有效利用系数，取 c=0.5。q = 600kg取m = 1m2g/kgM/ m2g = 213868.8kg1M =213868.8171289.6m21600 0.5g = 21496.2kg2M =21496.217165.4m22600 0.5g = 5465.2kg3M =5465.211821.7m23600 0.5g = 21861.2kg4M =21861.21

20、7287.1m24600 0.5g = 510.1kg5M =510.11170.1m25600 0.5g = 4372.1kg6M =4372.111457.4m26600 0.5g = 3206.2kg7M =3206.211068.8m27600 0.5g = 2186.1kg8M =2186.11728.7m28600 0.5g = 3206.2kg9M =3206.211068.8m29600 0.5g = 10711.7kg10M =10711.7 13570.6m210600 0.5g = 1093.1kg11M =1093.11364.4m211600 0.5原材料及存放面积汇

21、总：原料名称存放量/Kg存放面积/m2SBR213868.871289.6LA21496.27165.4ZnO5465.21821.7SA21861.27287.1CTP510.1170.140204372.11457.4NS3206.21068.8D2186.1728.7S3206.21068.8N33010711.73570.6石蜡油1093.1364.4挤出四复合冷喂料胎面复合挤出机德国贝尔斯托夫公司、德国特劳斯特机器制造厂的生产四复合挤出机挤出装置由 1 个 复合挤出机头带 4 台冷喂料销钉挤出机组成。其中 2 台挤出机的螺杆直径为 150mm，K/ 径比为 16; 另 2 台挤出机的

22、螺杆直径为 250mm，长/径比为 16。这 4 台挤出机的电机总 装机功率总计为 1270kW,同时生产 2 条胎面型件时，生产线的速度能到达 40m/min。挤出机生产力量计算Q = D3n 式中Q-挤出机的生产力量，kg/h; -计算系数压型=0.00384滤胶=0.00256;D-螺杆直径，cm; n-螺杆转速，r/min据上式可得总生产力量为 8000kg/h。设备理论台时计算如下式所示A = BQCA- 理论台时，台B-每日生产任务，kg/h, m/h，条/h，个/h;Q设备生产力量，kg/h, m/h，条/h，个/h;C设备利用系数 见附录)。(1024711.9A =8000

23、0.8 24= 6.67 7 台侧胶复合挤诞生产线的根本状况与胎面挤诞生产线一样，但由于半成品较薄，可以 用风冷代替水冷，一般承受卷取存放在小车上的形式存放，使其与成型机的供料方式相 匹配。SWS200。型单钢丝双六角形钢丝圈生产线SWS2022 型单钢丝双六角形钢丝圈生产线，是一个全自动钢丝圈成型系统，可同时 生产两个直径为 1326in 的单根钢丝钢丝圈，系统由ALLEN BRADLEY 可编程规律控 制器把握，钢丝圈的参数可以调整以适应不同用户的要求。钢丝胎圈内径公差士0.13mm、宽度 公差土 0.38mm、高度公差士 0.76mm、底宽公差 0. 3mm；接头搭接可调范围 050mm

24、,可调钢丝切割土 2mm。该设备可以生产直径为 1326in 的钢丝圈，钢丝圈断面横向最多可排列19 根钢丝，垂直 排列 16 层钢丝。假设使用直径 24. 5in 绕圈盘，设备最大缠绕速度可达500xn/min。0450X1000 四辗压延机 制造厂是意大利鲁道夫科美利奥公司主要技术参数：根筒直径450mm辐筒排列型式S 型倾斜 45辗面宽度1000mm最高工作温度120“C挂胶帘布厚度偏差0. 1mm視筒外表最高温度90*C挂胶帘布宽度偏差lmm工作速度3 30m/min压延帘布最大宽度850mm(900mm51000A =30 22.5 60= 1.26 2 台1490角钢丝帘布裁断联动

25、线主要技术参数钢丝帘布最大厚度3.5mm钢丝帘布最大宽度1050mm裁断角度1490裁断角度精度士 0.5栽断宽度50 100裁断宽度精度士 1mm刀架行程5400mm裁断有效长度5000mm裁断效率角度 14,宽度7 刀/min250mm 时角度 90,宽度10 刀/min1000mm 时成型选择一次成型法优点：一次成型法是把外胎的成型过程在一台机器上来完成。成型机的成型鼓、贴合鼓和 传 递环组合成整机并排列在一条直线上，它们之间保持着最正确的同心度。在这种成型方法中，带束层与胎冠胶的组合和传递与二次法的根本一样，不同的是胎体局部和最终的定型 可以是在一个鼓上两鼓式成型机或分别在两个鼓E 三

26、鼓式成型机；或胎体局部在一个鼓上，在两个定型鼓上交替来完成最终的定型四鼓式成型机。三鼓式或四鼓式成 型机都要有一个胎体筒的传递环，由传递环夹持把胎体筒移到定型鼓上。一次成型法操作便利，省时省力，减轻劳动强度，削减中间贮运及搬运环节。避开了 胎体帘线扭曲变形、角度变化等现象，提髙了成型质量；削减了外胎部件在主机成型鼓上 的贴合程序，大大地提高了成型效率。全钢丝载重子午线轮胎一次法四鼓成型机VAST-QUTTRO 成型机是荷兰 VMI 公司的产品，VAST4 是四个鼓的成型机，是目前较先进的全钢载 重子午线轮胎成型设备主要技术参数胎圈直径445622mm胎面宽度60 4 50mm胎圈之间的距离设4

27、90920mm胎侧与内衬层预复8401500mm置合件总宽度带束鼓与胎体鼓直7001230mm胎侧宽度185400mm径带束层宽度 1*3“带束层为 150内衬层宽度450950mm370mm“带束层为 25鼓上胎圈包布外寛3801100mm60mm距离带束层裁断角度1530胎圈包布宽度35 185mm垫胶宽度60 160mm胎体帘布宽度450 1000mm鼓上垫胶外宽距离450mm生产仓库面积的计算橡胶厂的仓库种类较多化工原材料仓库 油料仓库 各种成品仓库。依据各种原材料日用量和各种制品日产量，依据其不同的库存天数、单位面积存放量进展计算。序号原料日用库存库存1m2计算面积设计安排备注成量或

28、时间量存放面积有效面积面积品 名称日产量量/m2利用系数/m2/m21胎面胶2022工字轮次10mi n15 工字轮1 工字轮150.650502胎侧胶2022工字轮次10mi n15 工字轮1 工字轮150.6501503带束层2022工字轮次10min15 工字轮1 工字轮150.6501504胎圈4 万个1h2500个100个250.550505胎坯2.51h12005 个2400.5300300万个个注:1.“安排面积”指在“设计面积”的根底上，依据土建设计的状况，进展实际安排的结果。2.存放量=日用量存放天数。动力介质消耗量计算依据设备装置的台数，单台设备耗用量及同时使用同一种介质的

29、台数、种类进展计算。计算公式：式中G动力介质消耗量，KW, t, m3; Fi同时使用同种动力设备台数，台，G = F QiiQi同种设备单台耗用量，kW/台，t/台，m3/台。挤出机G = 7 1270 = 8890kw生产人工配置序号生产车间名称工种班数第一班其次班第三班全部备注1胎面裁断3444122胎侧裁断3444123带束层裁断3444124胎圈装卸3161616485胎坯装卸3383838114硫化车间一、生产规模计算g=Q/d(k-f)G=gd g设计日产量，kg/d，m2/d，m/d，条/d，根/d Q打算年产量，kg/a，m2/a，m/a，条/a，根/a k不合格率，%；d全

30、年生产天数， K合格率，%；f产品检验率，% G设计年产量，kg/a，m2/a，m/a，条/a，根/a相关资料：Q=5000000 条 d=245 天 k=99.6%f=1/6000 代入得g20494 条 G=5021030 条综上，设计日产量为 20494 条，年产量为 5021030 条二、半成品和消耗定额计算硫化所用半成品胎坯，一个轮胎需要一个胎坯，故胎坯的日消耗量为20494 个，设计年消耗量为5021030 个。三、工艺方案的选择和论证轮胎硫化而言，它是制造轮胎的最终过程，轮胎最终的均匀性和外观质量到此过程完毕后才能显现或才有结论，而它本身又是重要制造过程；这样说，无非是强调轮胎硫

31、化的重要性，不但要保持前面工序的质量，还要做好本身的工作，从而得到均匀性和质量好的轮胎成品设备 ：三明化工机械厂XLL-B1320 X2 型双模外胎定型硫化机硫化9.00R20 钢丝子午胎。工艺条件： 最大硫化蒸汽压力0.7MP A过热水内压 2.8MP A 温度在 165 以上动力水压力 2.1MP A动力空气压力0.7MP A轮胎充气压力后充气动力1.0MP A 胶囊真空度 0.53MP A工艺要求：1. 胎坯入模前， 胎圈与模型瓦环均匀上脱模剂，如硅油或皂液。 涂模要求务必均匀呈薄膜状；2. 两半模装模时，胎坯直径不得大于990 MM周长 3110 MM ，一般把握在 982 MM烟斗花

32、纹 985 MM 曲折花纹；3. 一次定型压力0.04MP A 0.06MP A，一次定型高度240 MM 套筒；4. 二次定型压力0.06MP A 0.08MP A，依据胶囊旧程度微调；5. 外温硫化温度，波动范围不得大于1 ；6. 硫化内压 2.5MP A，过热水温度在165 以上7. 硫化外蒸汽压力0.31MP A；8. 胶囊每隔 24H 涂硅油一次，两肩部位多涂一些；9. 外胎胎坯必需修剪，不得划伤；不用的模型外表不允许潮湿存放，停用两月以上的，内外表必需涂上防锈油四、生产设备类型确实定和台数计算1. 设备确定三明化工机械厂XLL-B1320 X2 型双模外胎定型硫化机硫化9.00R2

33、0钢丝子午胎2. 设备生产力量计算Q=60n/t式中Q - 硫化机生产力量，件/h; n - 一次硫化件数，件;t - 硫化操作周期，min, t=硫化时间+操作时间取 n=2，t=硫化时间 38min+操作时间 2min=40min 代入得 Q=3件/时3. 理论台时计算依据公式：A=B/QC式中：A理论台时，台时;B每日生产任务(应考虑某些半成品的不合格率或返回率的因素)， kg, m，条，个;Q设备生产力量，kg/h, m/h，条/h，个/h; C设备利用系数(见附录)。C=(t1-t2)/t1式中： C设备利用，T1每班生产时间， MIN (450 MIN 或 480 MIN );T2

34、每班生产时间内的非生产时间，MIN得：硫化机理论台时A=6976.6 台时4. 理论台数计算E=A/T(1-)式中 E理论台数，台 ; A理论台时，台时 ;T每日生产小时数(允许操作工人停机用餐的生产设备为 22. 5H，连续生产的硫化设备为 24H);设备检修系数 (附录 ),=T1/T2 ， T1 在每个大检修周期时间内，因停机检修所占用的生产时间总和，D;T2 每个大检修周期，D。=T1/T2=3/(3*365)=0.00274E=A/T(1-)=6976.6/22.5(1-0.00274)=310.9 台因此，理论台数为 310.9 台5. 设计设备台数在工艺设计中，按“进位法”计算，

35、设计台数为311 台6. 设备利用率以及生产班次计算K=E/F式中K设备利用率， %; E理论台数，台 ; F- 设计(实际)台数，台计算得 K=99.9%由于 K 大于 66.7% ，工作制度仍未三班制五、有效面积计算g=Gt/T式中g半成品的存放量，kg, m, m2、件、条:; G半成品的日需要量，kg, m, m2、件; t半成品的存放时间，h； T每日工作时间，h。其中，G=20494 个 t=4h T=22.5h 得 g=3644 个 规定每平方米放 5 个胎胚，则存放面积M=3644/5=728.8 平方米六、动力介质消耗量计算依据设备装置的台数，单台设备耗用量及同时使用同一种介

36、质的台数、种类进展计算。 计算公式：G=Fi*Qi式中G动力介质消耗量，KW, T, M 3; FI同时使用同种动力设备台数，台， QI同种设备单台耗用量，KW/ 台， T/台， M3/ 台。1. 硫化机消耗硫化机用的是 JQL32-6 型电机，功率为 11kw,则 G1=11*9=99kw 2.其他消耗其他消耗包括运输皮带，显示机构耗能，估量为G2=15kw 综上，动力介质消耗 G=G1+G2=114kw七、生产人员配备依据需要我们把工人分为车间班组长、生产操作工、半成品搬运工、 车间修理工人、安全员生产人工配置序号生产车间工种班第一班其次班第三班全部名称数1硫化车间车间班组长322262硫化车间生产操作工3202020603硫化车间半成品搬运工3888244硫化车间安全员355515八、平面布置及说明整个区域包括硫化机放置区域、工人休息区、胎胚停放区以及成胎修建区域，考虑到整个区域面积较大， 为