các quy trình công nghiệp sản suất nhựa PVC

Chính vì vậy mà quá trình nghiền trong sản xuất sơn đóng vai trò rất quan trọng, nó góp phần làm cho các hạt bột màu, bột độn phân tán đều trong sơn, đồng thời nghiền vật liệu tới độ mịn

Trang 1

MỞ ĐẦU

Vào thời kỳ trước công nguyên, khi con người còn sống trong các hang, hốc đá, họ

đã biết trang trí nơi ở của mình bằng các vật dụng trên cơ sở chất kết dính là lòng trắng trứng, sáp ong, nhựa cây trộn với bột màu thiên nhiên Sau đó vài ngàn năm, người Trung Hoa đã phát hiện và sử dụng mủ cây sơn làm sơn phủ và keo.

Trước đây, sơn được sản xuất từ các loại dầu thảo mộc, các loại nhựa thiên nhiên, các loại bột… Cho đến thế kỷ 20 thì ngành công nghiệp sơn mới thực sự phát triển mạnh, nhất là ở các nước có ngành công nghiệp hóa chất phát triển Song song với sự phát triển của ngành công nghiệp hóa chất, các loại nhựa tổng hợp đã xuất hiện và đóng góp rất nhiều vào nguồn nguyên liệu của ngành công nghiệp sản xuất sơn Những loại nhựa này

có những tính chất vượt trội hơn hẳn so với các loại nhựa thiên nhiên, do đó ngày càng chiếm lĩnh được thị trường.

Tuy nhiên, không chỉ đòi hỏi nguồn nguyên liệu đạt chất lượng mà còn quá trình sản xuất phải đảm bảo cho sản phẩm có được độ mịn tốt nhất Chính vì vậy mà quá trình nghiền trong sản xuất sơn đóng vai trò rất quan trọng, nó góp phần làm cho các hạt bột màu, bột độn phân tán đều trong sơn, đồng thời nghiền vật liệu tới độ mịn theo yêu cầu.

Với những nhận định trên và nhận được sự phân công cũng như sự hướng dẫn tận tình của Th.S Huỳnh Thị Việt Hà, nhóm đồ án lớp ĐHHC3 quyết định thực hiện đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy nghiền bi dùng trong công nghiệp sản xuất sơn” với mong muốn giúp đỡ các bạn hiểu thêm phần nào về các thiết bị dùng trong sản xuất sơn công nghiệp để sau này các bạn không bị bỡ ngỡ khi bước ra thực tiễn

Trong quá trình thực hiện tất nhiên không thể thiếu những sai sót, nhóm rất mong nhận được sự hỗ trợ cũng như những ý kiến đóng góp chân tình từ phía thầy cô và các bạn

Tập thể nhóm đồ án Lớp ĐHHC3

Trang 2

MỤC LỤC

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH NGHIỀN 7

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ SƠN VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT SƠN 12

Bảng 1 Đặc tính kỹ thuật của nhựa Epoxy 13

Chương 3: MÁY NGHIỀN DÙNG TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT SƠN 21 Hình 2: Cấu tạo của trục 24

Hình 3: Cấu tạo ổ trục 25

Chương 4: LỰA CHỌN, TÌNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN BI 31

4.1.Sơ đồ cấu tạo, hình ảnh thiết bị 31

Hình 7: Sơ đồ cấu tạo thiết bị 32

Hình 8: Hình ảnh thiết bị 33

Hình 9: Cấu tạo chi tiết thiết bị 34

4.2.Nguyên tắc hoạt động 34

4.3.Lựa chọn, tính toán các chi tiết cấu tạo máy nghiền bi: 35

4.3.1.Thân thiết bị 35

4.3.2.Ổ lăn 40

Hình 10: Cấu tạo bi nghiền 40

4.3.3.Trục 43

Hình 11: Hình ảnh về trục 44

4.3.4.Động cơ truyền động 45

45

Hình 12: Động cơ truyền động 45

4.3.5.Bơm nhập liệu 46

Trang 3

Hình 13: Bơm bánh răng 46

4.3.6.Ống dẫn liệu và van 47

Hình 14: Các loại van 47

Chương 5: NGUYÊN NHÂN VÀ CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 48

5.1.Bảng thông số kỹ thuật của máy 48

5.2.Hướng dẫn sử dụng máy 48

Hình 15: Bảng điều khiển máy 48

5.3.Sự cố và cách khắc phục 49

Bảng 5: Sự cố của thiết bị trong quá trình làm việc 49

Bảng 6: Sự cố và cách khắc phục trong quá trình nghiền 50

5.4.An toàn khi sử dụng máy 50

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Trang 4

4.3.2.Ổ lăn 40

4.3.3.Trục 43

45

4.3.5.Bơm nhập liệu 46

46

Trang 5

4 4.3.6.Ống dẫn liệu và van 47

Trang 6

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

4.3.2.Ổ lăn 40

4.3.3.Trục 43

45

Trang 7

6 4.3.5.Bơm nhập liệu 46

46

4.3.6.Ống dẫn liệu và van 47

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH NGHIỀN 1.1 Quá trình nghiền.

1.1.1 Khái nệm

Nghiền là quá trình phá huỷ vật thể rắn bằng các lực cơ học thành các phần tử, nghĩa là bằng cách đặt vào vật thể rắn các ngoại lực mà các lực này lớn hơn các lực phân

Trang 8

tử của vật thể rắn đó Kết quả của quá trình nghiền là tạo nên nhiều phần tử cũng như nghiền bề mặt mới.

Là công đoạn chính trong quá trình sản xuất vật liệu như: sơn, xi măng, gốm sứ, Quá trình này làm giảm kích thước của vật liệu rắn dưới tác dụng của ngoại lực để phá vỡ liên kết giữa các phân tử.

1.1.2 Các phương pháp tác dụng lực

Hình 1: Các phương pháp tác dụng lực

Khi thiết bị làm việc, có thể kết hợp với nhiều phương pháp Tuy nhiên,trong quá trình nghiền, lực tác dụng chủ yếu là lực mài xiết và va đập

1.1.3 Các yêu cầu cơ bản đối với quá trình nghiền

- Năng lượng tiêu tốn nhỏ nhất, phụ thuộc vào:

• Lực liên kết giữa các phân tử vật liệu

• Hình dạng của vật liệu

• Kích thước hạt

- Năng suất lớn

- Sản phẩm thu được phải tương đối đồng đều về kích thước

- Khả năng điều chỉnh mức độ nghiền dễ dàng

- Dễ vận hành và sửa chữa

1.2 Đặc trưng của sản phẩm nghiền

Mục đích của quá trình nghiền là tạo ra những hạt vật liệu nhỏ từ hạt vật liệuban đầu to hơn Quá trình cần những hạt vật liệu nhỏ vì chúng có diện tích bề mặt

Trang 9

riêng lớn hoặc cần hình dạng, kích thước và số lượng hạt Hiệu suất sử dụng nănglượng của quá trình được xác định bằng diện tích bề mặt mới tạo nên sau quá trìnhđập nghiền Vì vậy các đặc trưng hình học của hạt, đơn chiếc và hỗn hợp, là yếu tốquan trọng để đánh giá sản phẩm từ máy nghiền Một máy nghiền không cho sảnphẩm đồng nhất dù nhập liệu có đồng nhất hay không Sản phẩm luôn luôn là mộthỗn hợp có các kích thước nằm trong một khoảng xác định

Hạt nhỏ nhất của sản phẩm nghiền có thể so sánh với kích thước của mộttinh thể, đó là đơn vị nhỏ nhất của vật liệu có thể tồn tại dưới dạng một tinh thể độclập Kích thước này là khoảng 10-3µm Do sự biến đổi kích thước trong một khoảngrộng nên thường dùng khía niệm đường kính trung bình để biểu diễn kích thước hạttrong một hỗn hợp

1.3 Cơ sở lý thuyết quá trình nghiền

Một vật thể được nghiền vỡ tức là chịu tác động của ngoại lực có trị số vượtcác ứng sức bền của vật thể (ứng suất nén) Khi đó, vật thể sẽ chịu những biếndạng, hoặc bị phá vỡ đột ngột, hoặc chịu những biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo

và cuối cùng bị phá vỡ Khi vật thể chịu một lực va đập tự do để phá vỡ, thì lực đó

sẽ gây ra những sóng chấn động truyền trong vật thể theo chiều lực đập Chỉ khi lựcđập đủ lớn để các sóng chấn động đó truyền hết chiều dài (kích thước) vật thể thìvật thể mới có khả năng bị phá vỡ

Trong quá trình bị phá vỡ, vật thể nếu chưa vỡ cũng đã chịu những biến dạngđàn hồi, nghĩa là đã tốn phần năng lượng nghiền để có những biến dạng đó Khi vậtthể vỡ ra sẽ tạo thành những diện tích mới ở những chổ nứt vỡ, lúc đó là lúc tiêuthụ năng lượng để phá vỡ, để tạo ra những diện tích mới Tuy nhiên, đôi khi vật thểchịu ngoại lực tác động, chưa vỡ hẳn nhưng đã có những vết nứt ngầm với nhữngkhe, những diện tích mới nào đó bên trong Cũng có thể những vết nứt ngầm đókhép liền lại do lực hút phân tử của vật thể Như vậy quá trình nghiền sẽ bị tốn mộtphần năng lượng vô ích đó

Trang 10

1.3.1 Độ nghiền

Độ nghiền còn được gọi là tỷ số nghiền, là tỷ số giữa kích thước của kích thước của hạt đem nghiền với hạt sản phẩm Các kích thước tuyệt đối, độ hạt của các phần tử có được khi nghiền Người ta thường sử dụng tỷ số nghiền để đánh giá chất lượng sản phẩm

và đánh giá năng lượng.

Vậy theo chỉ tiêu này, nó đã phản ánh chiều sâu quá trình phân tán Trong trường hợp chung, dung tích năng lượng của quá trình công nghệ nghiền phụ thuộc vào sự gia tăng diện tích riêng bề mặt ∆S của vật liệu Nghĩa là:

∆S = S c -S d

Trong đó :

S c – diện tích riêng bề mặt của các phần tử vật liệu kết thúc quá trình nghiền;

S d – diện tích riêng bề mặt của các phần tử vật liệu bắt đầu quá trình nghiền.

Cùng với sự giảm kích thước của các phần tử diện tích riêng bề mặt tăng lên vì vậy mức độ nghiền λ S là tỷ số diện tích riêng bề mặt củâ các phần tử vật liệu cuối quá trình nghiền và diện tích riêng bề mặt của các phần tử ban đầu.

D

C S

S

= λ

Theo lý thuyết mức độ nghiền λ của vật liệu thường được đánh giá qua tỷ số giữa kích thước trung bình D của vật liệu trước khi nghiền và kích thước trung bình của phần

tử sản phẩm nghiền:

d

D

= λ

Mức độ nghiền λ là đặc tính cơ bản để đánh giá quá trình nghiền

Khi nghiền nguyên liệu bằng máy nghiền kiểu búa thông thường thì độ nhỏ của bột nghiền được điều chỉnh bằng sàng đặt trong buồng nghiền.

1.3.2 Năng lượng tiêu tốn trong quá trình nghiền

Trong quá trình nghiền vật liệu ban đầu bị xoắn và có ứng suất Công cầnthiết để tạo nên ứng suất cho vật liệu được chứa tạm thời trong vật liệu dưới dạng

Trang 11

10 cơ năng của ứng suất Khi tác động thêm lực vào các hạt vật liệu đã chịu ứng suất,chúng sẽ chịu lực xoắn vượt quá giới hạn bền và vỡ ra thành nhiều hạt nhỏ và tạonên các bề mặt mới Vì mỗi đơn vị diện tích bề mặt của chất rắn có năng lượng bềmặt nhất định nên việc tạo nên bề mặt mới cần phải có năng lượng, năng lượng nàyđược cung cấp do sự phóng thích năng lượng của ứng suất khi hạt vỡ ra Do bảotoàn năng lượng nên phần năng lựong thừa khi tạo thành năng lượng bề mặt mới sẽbiến thành nhiệt

1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình nghiền

Có nhiều yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến quá trình nghiền xuất phát từ tínhchất của vật liệu nghiền và máy nghiền

- Tính chất của vật liệu nghiền: Độ bền, độ cứng, độ nhớt, độ đồng đều, trạng

thái và hình dạng bề mặt, độ ảm, kích thước, hình dạng và vị trí tương hổ củacác phần tử nghiền, hệ số ma sát giữa các phần tử…là những yếu tố của vậtliệu có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình nghiền

- Tính chất của máy nghiền: Hình dạng và trạng thái của bề mặt, vận tốc và

tính chất chuyển động khối lượng của bộ phận làm việc (tỉ số giữa khốilượng của bi nghiền với khối lượng của vật đuợc nghiền), hệ số ma sát của

bề mặt nghiền với vật được nghiền…là những yếu tố cấu trúc máy có ảnhhưởng đến quá trình nghiền nhỏ vật liệu

Trang 12

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ SƠN VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT SƠN 2.1 Giới thiệu về sơn

Sơn là một hỗn hợp đồng nhất, trong đó chất tạo màng liên kết với các chấtmàu tạo màng liên tục bám trên bề mặt vất chất Hỗn hợp được điều chỉnh với mộtlượng phụ gia và dung môi tùy theo tính chất của mỗi loại sản phẩm

Trong thực tế hiện nay có rất nhiều cách phân loại sơn:

- Phân loại theo chất tạo màng: tên sơn thường được lấy bằng tên của chất tạomàng

Ví dụ: sơn alkyd , sơn epoxy ….

- Phân loại theo phạm vi sử dụng: cách phân loại này rộng lớn hơn rất nhiềutùy theo mục đích sử dụng mà người ta gọi tên sơn

Ví dụ: sơn chống rỉ , sơn tường, sơn công nghiệp, sơn chống hà ….

- Phân loại theo bản chất dung môi …

2.2 Nguyên liệu dùng trong sản xuất sơn

2.2.1 Chất tạo màng

Chất tạo màng là các polyme có độ bám dính tốt, có khả năng chứa các loạibột như bột màu, bột độn tốt, có các tính chất như thời gian khô, độ cứng, độ bóngtốt, Chất tạo màng có vai trò quan trọng nhất trong sơn, quyết định hầu hết cáctính chất của màng sơn Các polyme được sử dụng làm chất tạo màng nhiều nhấttrong sơn như là: nhựa alkyd, nhựa epoxy, nhựa vinyl, nhựa acrylate, nhựa PU,

Các tính chất quan trọng của chất tạo màng được quan tâm trong côngnghiệp sơn là: độ nhớt, tỷ trọng, khả năng hòa tan trong dung môi, khả năng phảnứng hóa học ( với sơn khô hóa học),

Chất tạo màng mà nhóm sử dụng là nhựa epoxy vì những tính chất sau:

- Nhựa epoxy tan tốt trong các dung môi hữu cơ như xeton, axetat, dioxin…Nhựa epoxy không tan trong các dung môi mạch thẳng

Trang 13

12 - Nhựa epoxy có thể phối trộn tốt với các loại nhựa khác như:phenolformadehyt, nitrocellulose, polyester, polysulfit,…

- Nhựa epoxy có thể chuyển sang mạng lưới không gian ba chiều khi sử dụngcác chất đóng rắn nóng như: anhydrite phtalic, anhydrite maleic…hay các chấtđóng rắn nguội như là polyamine mạch thẳng, polyamit,…

- Nhựa epoxy sau khi đóng rắn có 1 loạt các tính chất quý báu như: bám dínhtốt với các loại vật liệu khác nhau, bền hóa học, đặc biệt với kiềm, độ bền cơ họccao, cách điện tốt, ít co ngót và bền nhiệt tới 160 – 2600C

Đặc tính kỹ thuật Nhựa epoxy không

có độn

Nhựa epoxy độn sợithủy tinhNhiệt độ xảy ra biến dạng

Bảng 1 Đặc tính kỹ thuật của nhựa Epoxy

2.2.2 Dung môi

Là những chất lỏng dễ bay hơi, dùng để hòa tan chất tạo màng và thay đổi độnhớt của sơn Một dung môi tốt phải đáp ứng được yêu cầu sau:

- Tạo được một dung dịch có độ nhớt thích hợp cho việc bảo quản và sử dụng

- Có vận tốc bay hơi theo yêu cầu và tạo nên một màng sơn có tính chất tối ưu

- Có mùi chấp nhận được, có độ độc tối thiểu và giá cả phải chăng

Trang 14

Dung môi có hai đặc tính quan trọng là khả năng hòa tan, thể hiện sức hòatan của dung môi với một loại nhựa nào đó và tốc độ bay hơi tương đối mà nó thoátkhỏi màng sau khi sơn (khả năng làm khô)

9.18.5

10.08.59.6

12.714.4

Bảng 2 Thông số hòa tan của một số loại dung môi thông dụng

Dung môi Tốc độ bay hơi theo thể tích (tốc độ

bay hơi của butyl acetate là 100)Acetone

Etyl acetate

Rượu etylic

994480253 14

Trang 15

Bảng 3 Tốc độ bay hơi của một số loại dung môi

Một số loại dung môi sử dụng trong công nghệ sản xuất sơn epoxy:

- White spirit: thành phần không cố định, trong sơn thường dùng loại thẳng và

có chứa khoảng 15 – 18% hidrocacbon thơm, tốc độ bay hơi chậm và mùikhông khó chịu lắm, được dùng rộng rãi làm dung môi cho các loại sơn trangtrí và bảo vệ

- Cylen C4H6(CH3)2 được dùng rộng rãi trong công nghiệp sơn vì sức hòa tan

tốt, tốc độ bay hơi vừa phải, độ chảy tốt, có thể ứng dụng phương pháp sơnphun Cylen thích hợp đối với màng sơn đóng rắn nóng vì phần lớn dung môibay hơi trước khi đưa màng sơn vào lò sấy

2.2.3 Bột màu

Bột màu có 2 loại được sử dụng trong công nghiệp sơn là: bột màu vô cơ vàbột màu hữu cơ

Bột màu vô cơ được sử dụng rất nhiều trong sơn do giá thành thấp, độ bền

cơ, bền nhiệt độ cao Bột màu vô cơ là các hợp chất vô cơ có màu VD: màu đỏ củasơn chống rỉ thường sử dụng là bột oxit Fe, màu vàng là các hợp chất của Cr, màughi là màu của oxit Zn, màu đen là màu của C, Nhược điểm lớn nhất của bột màu

vô cơ là độ lên màu, độ phủ kém, màu xỉn, Vì vậy, phải dùng nhiều lượng bộtmàu

Bột màu hữu cơ là các chất hữu cơ có màu Ưu điểm của bột màu hữu cơ làmàu sắc tươi, sáng, cường độ lên màu cao, độ phủ tốt Vì vậy, chỉ sử dụng 1 lượng

Trang 16

nhỏ bột màu cũng đủ màu cho sơn và bột màu hữu cơ chủ yếu sử dụng cho sơnphủ Tuy nhiên, giá thành bột màu hữu cơ đắt, độ bền nhiệt kém, dễ phân hủy khinhiệt độ cao, dẫn đến hiện tượng loang màu sơn, hay còn gọi là hiện tượng "sơnbay"

Các loại bột màu trong công nghiệp sơn chỉ cho các màu cơ bản như: trắng,đen, đỏ, vàng, xanh lam, Muốn có các màu sắc theo yêu cầu phải tiến hành trộncác màu cơ bản với nhau theo nguyên tắc phối màu

2.2.4 Chất độn và phụ gia

2.2.4.1 Bột độn

Bột độn được thêm vào trong sơn với mục đích làm giảm giá thành của sơn.Ngày nay, do phát hiện một số tính chất tốt như cải thiện tính cơ lý của màng sơnnên nó được gọi là bột phụ trợ

Các loại bột thường dùng trong công nghiệp sơn là bột đá, bột nặng, bột nhẹ,

…(các loại này đều là CaCO3 nhưng do khác biệt về tính chất đá nơi khai thác mà

có tỷ trọng và một số tính chất khác nhau)

2.2.4.2 Phụ gia

Phụ gia là các hợp chất có thành phần rất nhỏ trong sơn nhưng đóng vai tròcải thiện đáng kể các tính chất của màng sơn Các loại phụ gia được sử dụng nhiềunhất trong sơn là: chất làm khô, chất chống lắng, chống chảy, chất tạo độ nhớt giả,

2.3 Quy trình sản xuất sơn

Kiểm tra

Pha loãng

Sản phẩm

Trang 17

Độ mịn

Độ nhớt

2.3.1 Cân đong nguyên liệu

- Nguyên liệu được lấy về sẽ được lấy mẫu để kiểm tra chất lượng phù hợp với

các tiêu chuẩn hiện hành (về độ mịn, màu sắc, khả năng bay hơi, độ độc,…)

- Các nguyên liệu được cân đong theo một đơn pha chế có sẵn cho từng loại

sơn Cân đong nguyên liệu là một khâu rất quan trọng, nó ảnh hưởng trựctiếp đến chất lượng sản phẩm

2.3.2 Đánh paste

Đánh paste là quá trình phân tán sơ bộ các khối màu hoặc túm màu có kíchthước lớn giúp cho dung môi và nhựa thấm ướt các hạt màu Đây là công đoạnquan trọng trong công nghệ sản xuất, nó quyết định hiệu suất nghiền, sự chính xác

Trang 18

về màu sắc, ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm Do đó khi nạp liệu phải chú ýthứ tự các loại vật tư ghi trong phiếu, loại nào ghi trước cho vào trước, cho mộtlượng vừa phải đủ để máy khuấy trộn dễ dàng, đều hết mới cho tiếp, cho đủ vàđúng số lượng các loại vật tư, các bước thời gian ghi trên phiếu.

Tốc độ của cánh khuấy được nâng lên từ từ, sau khi cho hết nguyên liệu thìnâng tốc độ lên khoảng 1100 – 1200 vòng/phút, nhiệt độ thùng khuấy từ 50 – 600C,nhiệt độ của nước làm mát bên ngoài thùng khoảng 70C, thiết bị làm việc liên tụctrong thời gian từ 2 – 3 giờ Dung dịch sau đánh paste cho chảy qua vòi vào thố vàđem ủ, dừng máy và dùng dung môi để rửa máy và miệng thố

2.3.3 Ủ

- Công đoạn tiếp theo của quá trình đánh Paste là ngâm ủ: mục đích là để paste

có đủ thời gian cho quá trình thấm ướt hạt màu, giúp cho quá trình nghiềnxảy ra dễ dàng hơn

- Thời gian ngâm ủ không ít hơn 20 giờ mới đảm bảo cho quá trình thấm ướt

được triệt để

- Khi ngâm ủ phải để nơi khô ráo, che đậy kín tránh sự hấp thụ nước, bụi vào

paste màu

2.3.4 Nghiền

Nghiền là quá trình phân tán hạt màu đến độ mịn qui định Dung dịch sau khi

ủ được cho vào máy nghiền dưới tác dụng của lực ma sát các viên bi thủy tinh cọxát làm vỡ các túi bột màu, lúc này các hạt bột màu một lần nữa được phân tán đềutrong dung dịch chất mang nhờ bộ phận nghiền

Trong quá trình nghiền thường xuyên kiểm tra nhiệt độ và độ mịn của sơnxem đã đạt yêu cầu chưa bằng thước đo độ mịn Nếu độ mịn chưa đạt yêu cầu thìnghiền dung dịch lại cho đến khi đạt độ mịn thì dừng

2.3.5 Lọc và pha loãng

Trang 19

18 Sơn sau khi đã được kiểm tra đủ chỉ tiêu sẽ được lọc qua lưới lọc và mang đipha loãng theo những chỉ tiêu đã được xác lập Trong quá trình pha loãng cần chúý:

- Đưa đủ lượng dung môi, chất tạo màng

- Bổ sung các loại phụ gia

Để tránh hiện tượng gel hóa, ở giữa hai lớp vỏ của bầu nghiền có chứa nướclàm mát Phải sử dụng nước làm mát này vì trong quá trình nghiền xảy ra sự ma sátgiữa bi và thiết bị song song với sự ma sát giữa bi và vật liệu sinh ra nhiệt rất lớn

2.4.2 Độ nhớt

Hỗn hợp phải được điều chỉnh đô nhớt rồi mới đưa vào máy nghiền Việcđiều chỉnh độ nhớt nhằm tạo điều kiện làm việc tối ưu cho máy nghiền Nếu hỗnhợp có độ nhớt quá cao, khi nghiền sẽ có ma sát lớn làm tăng nhanh nhiệt độ gâykhó khăn cho việc đảm bảo nhiệt độ đầu ra của hỗn hợp Nếu độ nhớt thấp, các lớpvật chất dễ trượt qua bề mặt nghiền, làm năng suất nghiền thấp Độ nhớt yêu cầuvào khoảng 70 – 120 giây ở nhiệt độ môi trường là thích hợp nhất

Độ nhớt của sơn thành phẩm quá cao hay quá thấp đều ảnh hưởng việc giacông và tính thẩm mỹ của màng sơn, khi độ nhớt cao thì sẽ khó gia công , còn khi

độ nhớt thấp thì màng sơn mỏng, độ che phủ kém

2.4.3 Độ mịn (kích thước hạt)

Trang 20

Trong quá trình chế biến sơn, kích thước hạt và độ đồng đều của các hạtnhựa, bột màu, bột độn có tầm quan trọng trong việc xác định tính chất màng sơn.Các hạt này phải được nghiền mịn và phân tán đều trong môi trường sơn.

Thông thường, màng sơn bóng phải được gia công từ bột màu có đường kínhhạt lớn nhất là 5μm (tiêu chuẩn quốc tế), 20 – 40 μm (tiêu chuẩn việt Nam) Đốivới sơn lót, sơn nền và các loại hạt không yêu cầu độ bóng, kích thước hạt trongkhoảng 20 – 40 μm (tiêu chuẩn quốc tế), 40 – 50 μm (tiêu chuẩn Việt Nam)

Một số đơn công nghệ mẫu (nguồn: xí nghiệp sơn Hải Âu)

Sản phẩm: xanh đậm biến tính (AU 750)

Tên nguyên liệu Số lượng Đơn vị Ghi chú

2803602116.51501537503585

KgKgKgKgKgKgKgKgKgKg

Tốc độ máy

1100 – 1200vòng/phút.Nhiệt độ 500– 600C Thời gian : 3h

KgKgKg

Ngâm ủ 20h

Độ mịn < 30μmPha loãng 1 Bkosol 5003

KgKgKgKgKg

Tỷ trọng :1.14g/ml

Độ nhớt : >

60 KU

Trang 21

20 6 T- sol White 180 Kg

Chương 3: MÁY NGHIỀN DÙNG TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT SƠN

Nghiền là công đoạn chính trong quá trình sản xuất sơn, quá trình này tạo ramột dạng chất lỏng mịn, dàn đều tốt trên bề mặt vật cần sơn Hiện tại, các dâychuyền sản xuất sơn có các loại máy nghiền bi (hạt ngọc) loại ngang và đứng Tùytheo yêu cầu về độ nhớt của paste sơn và chủng loại sơn mà người ta sử dụng máynghiền loại ngang hoặc đứng

3.1 Các loại máy nghiền dùng trong công nghiệp sản xuất sơn

Có hai loại máy nghiền dùng trong công nghệ sản xuất sơn là:

- Máy nghiền bi trục đứng

- Máy nghiền bi nằm ngang

3.1.1 Cấu tạo chung

Một máy nghiền dùng trong công nghiệp sản xuất sơn, tùy thuộc vào từngloại máy có thể sẽ có những chi tiết cấu tạo khác nhau nhưng chúng luôn có một số

bộ phận chung như sau:

Trang 22

- Giá đỡ (ngang hoặc đứng tùy từng loại)

- Trục nghiền

- Trục phụ và miếng đệm bịt kín đầu trục

- Ống dẫn paste ngoài

- Vỏ áo giải nhiệt

- Đai và dây đai truyền động

- Bi và trục đỡ bi

- Motor bơm, motor chính

- Đầu vào và ra của nước giải nhiệt

Motor chính Công suất 40Hp.

Tạo chuyển động quay cho trục nghiền

Gồm 4 dây đai

Nhiệm vụ truyền động quay từ motor đến trụcnghiền

Bơm răng khía (Mỹ) Bơm sơn từ thùng chứa vào thùng nghiền.

Bộ phận

nghiền

Hình trụ, đặt thẳng đứng (máy nghiền đứng)hay nằm ngang (máy nghiền nằm)

Có 2 lớp, đều làm bằng inox, giữa hai lớp cókhoảng trống chứa nước làm mát

Đĩa nghiền Hình dạng khác nhau tùy từng loại máy, có

cấu tạo đặc biệt (răng, lỗ tròn), làm bằng inox

Bi nghiền (Germany)

Làm bằng thạch anh, ít bị dung môi ăn mònhóa học, ít bị mài mòn, ít bị vỡ trong quá trìnhnghiền

Hình cầu, có đường kính d chuẩn là 2mm.Thời gian sử dụng là 500 giờ (thường bi

Trang 23

22 nghiền cùng loại với máy 22 nghiền nhưng do bicủa singapore dễ bị vỡ trong quá trình nghiềnnên không sử dụng).

Áp kế

Đo áp suất của sơn trong thùng nghiền khi ápsuất trong thùng nghiền quá cao (≥ 0.4 bar) thì

tự động ngắt bơm Đồng thời hạn chế sự cốsơn và bi bị hút ngược trở lại bơm khi bơmyếu, bơm bị nghẹt thì hệ thống ngắt bơm

Hệ thống nước giải nhiệt

Nước được luân chuyển tuần hoàn Nước làmmát vào thùng sơn có nhiệt độ khoảng 14.5oC,khi ra có nhiệt độ khoảng 27-30oC

Bảng 4: Đặc điểm, vai trò của các bộ phận máy nghiền (nguồn: c.ty sơn Á Đông)

3.1.2 Nguyên tắc hoạt động

Máy hoạt động theo nguyên tắc va chạm ma sát, làm việc theo cơ chế giánđoạn hoặc liên tục Sự cọ xát giữa bi với vật liệu nghiền và giữa bi với thành thiết

bị làm cho các hạt nhựa, bột màu vỡ ra, phân tán đều trong sơn

Paste sơn sau khi ra khỏi máy nghiền được lược qua một lớp lưới lọc quyđịnh độ mịn cần thiết (tùy thuộc vào yêu cầu của từng xí nghiệp, từng công ty mà

độ mịn có thể khác nhau, thường lấy khoảng < 20μm

Trong quá trình nghiền cần chú ý đảm bảo nhiệt độ tối đa trong khi nghiền là

500C được khống chế nhờ lớp vỏ áo làm nguội bằng nước

3.2 Cấu tạo chi tiết từng bộ phận

3.2.1 Trục nghiền

Trục là chi tiết đỡ các chi tiết quay, truyền mômen xoắn hoặc thực hiện cảhai nhiệm vụ đó Trục được phân loại theo đặc điểm tải trọng, theo hình dạngđường tâm trục và theo cấu tạo trục

Trang 24

Hình 2: Cấu tạo của trục

Trong quá trình vận hành máy có thể gặp một số dạng hư hỏng như: gãy trục,mòn trục, trục bị võng,… Khi trục quay chịu tác dụng mômen uốn hoặc xoắn thayđổi thì các vết nứt có thể được hình thành tại vị trí bất kỳ trên chu vi trục

- Gãy trục: do quá tải hoặc do những nguyên nhân như:

• Thường xuyên làm việc quá tải do không đánh giá đúng đặc điểm và trị

số của tải trọng trong quá trình tính toán

• Không đánh giá đúng ảnh hưởng của sự tập trung ứng suất do kết cấutrục gây nên

• Có sự tập trung ứng suất lớn do chất lượng chế tạo xấu

• Sử dụng và lắp ráp không đúng kỹ thuật

- Mòn trục: trong quá trình làm việc, do sử dụng sai yêu cầu kỹ thuật, màng

bôi trơn không hình thành được sinh ra ma sát trên bề mặt làm việc Dẫn đếnviệc trục bị nóng và mòn rất nhanh, trục có thể bị xước, bị dính và mất khảnăng làm việc

- Trục không đủ độ cứng: do lực tác dụng lên trục làm trục bị biến dạng, ảnh

hưởng đến khả năng làm việc của ổ trục, phá hỏng sự tiếp xúc làm việc củacác chi tiết truyền động…

3.2.2 Ổ trục

Ổ trục có công dụng đỡ trục tâm và trục truyền, đảm bảo chuyển động quay

và đỡ tải trọng tác dụng lên các chi tiết trên Ngoài ra, ổ trục có thể đỡ các chi tiết

Trang 25

24 quay để thực hiện chuyển động 24 quay quanh trục như bánh đai, bánh răng,… Tùyvào dạng ma sát sinh ra trong ổ mà ta phân ra ổ lăn và ổ trượt.

Hình 3: Cấu tạo ổ trục

Ưu, nhược điểm của ổ trục:

• Giá thành thấp do sản xuất hàng loạt

• Ma sát sinh ra là ma sát lăn nên tổn thất công suất do ma sát thấp

• Thay thế thuận tiện khi sửa chữa và bảo dưỡng máy

• Chăm sóc và bôi trơn đơn giản

• Khả năng quay nhanh, chịu va đập và chấn động kém do độ cứng (độ

biến dạng) của kết cấu ổ lăn thấp

• Kích thước hướng kính tương đối lớn

• Khi làm việc với vận tốc cao thì độ tin cậy thấp và vỡ vòng cách do

lực ly tâm của con lăn

• Gây tiếng ồn khi làm việc với tốc độ cao

Hình 4: Một số loại ổ trục phổ biến

Ổ thường được tính toán theo lý thuyết bôi trơn thủy tĩnh hay thủy động,hoặc kết hợp giữa thủy tĩnh và thủy động Trong quá trình khởi động hoặc tắt máy,

Trang 26

phải dùng dầu có áp lực cao để nâng ngõng trục khỏi bề mặt làm việc của ổ, nhờ đó

mà giảm ma sát của chúng đến mức đáng kể Khi tính toán, người thiết kế phảichọn kích thước ổ cũng như cấu tạo của ổ sao cho bề mặt làm việc của nó chịuđược một áp lực nhất định

3.2.3 Vỏ

Vỏ máy nghiền gồm thân và mặt bích ở hai đầu Thân được cấu tạo từ théptấm có độ bền cao, tính hàn tốt Chiều dày δ của thép chế tạo thân phụ thuộc đườngkính, chiều dài cũng như điều kiện làm việc của nó Giá trị δ thường được chọn từ(1/100÷ 1/75 ) đường kính thân Với máy nghiền có chiều dài lớn, chiều dày có thểgiảm dần từ giữa về hai phía Ta có thể chọn sơ bộ chiều dày thành theo đườngkính như sau:

Đường kính (mm ) Chiều dày thành (mm )

Định dạng
Số trang	53
Dung lượng	3,01 MB