Đồ án thiết kế máy đùn nhựa

MỤC LỤCLỜI MỞ ĐẦU............................................................................................................1MỤC LỤC…………………………………………………….…………………....2CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN…………………………………………..…………...31.1.Tổng quan về máy đùn trục vít …………..………………………………….....31.1.1. Lịch sử phát triển và ứng dụng của máy đùn.……...………………….……..31.1.2. Cấu tạo cơ bản của máy đùn trục vít …….............……………...…….……..41.1.3. Năng suất của máy đùn……...……………..............……………...…….…..151.1.4. Nguyên tắc hoạt động của máy đùn.………............……………...…….…..161.1.5. Một số quy trình công nghệ sản xuất có sử dụng máy đùn trục vít………….161.2. Nguyên liệu và các chất phụ gia.………............…………………...…….…..171.2.1. PVC…………………………………........…………..…………...…….…..171.2.2. Các chất phụ gia cho PVC …………….....…………..…………...…….…..191.2. 3. PE, PP…………………...…………….....…………..…………...…….…..301.2.4. Chất độn và màu cho PP, PE …………….....………..…………...…….…..36CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MÁY ĐÙN TRỤC VÍT ĐƠN…….................…….…..382.1. Bố trí lắp ráp…………………………….....…………..…………...…….…..382.2. Bản vẽ thiết kế…………….…………….....…………..…………...…….…..382.3. Các thông số tính toán…….…………….....…………..…………...…….…..392.4. Thực nghiệm…………………………….....…………..…………...…….…..402.4.1 Bài thí nghiệm: VẬN HÀNH MÁY ĐÙN TRỤC VÍT…………...…….…..402.4.2. Nhận xét……………………………….....…………..…………...…….…..452.5. Bảng chiết tính giá thành chế tạo.……….....…………..…………...…….…..46CHƯƠNG 3 : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……………….……….......…….…..473.1. Một số sự cố nguyên nhân và cách khắc phục.………....…………...…….…..473.1.1. Năng suất không ổn định.………………...…………..…………...…….…..473.1.2. Nhựa bị cháy.……….....……………………………..…………...…….…..473.1.3. Độ đồng nhất kém…......……………………………..…………...…….…..483.1.4. Lẫn tạp chất.……….....……………..………………..…………...…….…..483.1.2. Bọt trong sản phẩm.……….....…..…………………..…………...…….…..483.2. Bảo trì máy đùn……..……….....…..…………………..…………...…….…..483.3. Một số tiến bộ gần đây của máy đùn nhựa………………..………...…….…..493.3.1. Bọt trong sản phẩm.……….....…..…………………..…………...…….…..493.3.2. Đùn nhựa phản ứng.……….....…..…………………..…………...…….…..503.3.3. Máy đùn nhựa trong tương lai.……….....…..………..…………...…….…..50

Trường đại học dân lập Phương Đông LỜI MỞ ĐẦU Trong thời đại công nghiệp hoá sản phẩm công nghiệp gắn liền với nhu cầu sống người Sản phẩm từ công nghiệp mang lại cho đời sống vật chất phong phú hơn, tạo cho sống tiện nghi Tùy thuộc vào nhu cầu cần sử dụng mà loại sản phẩm khác đời Từ xưa tới nay, nhựa sản phẩm đóng vai trò quan trọng lĩnh vực kinh tế quốc dân phát triển người Nhựa cung cấp đồ dùng sinh hoạt ngày ứng dụng nhiều lĩnh vực đời sống Nhựa sử dụng rộng rãi làm đồ chơi trẻ em, vỏ máy tivi, tủ lạnh, ống nước, cáp điện… Trước sản xuất nhựa chủ yếu thủ công Nhưng nhu cầu người ngày cao chất lẫn lượng Cho nên đòi hỏi người không ngừng cải tiến thiết bị, phương pháp tiến hành để đem lại hiệu cho sản phẩm nhựa cao Do đó, công nghệ đùn đời Công nghệ đùn đem lại nhiều ứng dụng để sản xuất loại sản phẩm nhựa, đặc biệt công nghệ đùn trục vít đem lại phát triển cao cho ngành công nghiệp Máy đùn trục vít loại máy gia nhiệt làm chảy lỏng nhựa rắn thành dung dịch chảy nhớt nhựa lỏng định hình, làm lạnh khuôn tạo thành nhiều sản phẩm khác Vì vậy, máy đùn loại thiết bị thiếu lĩnh vực sản xuất mặt hàng từ nhựa công nghiệp để phục vụ cho sống người Trong phần đề tài này, nhóm chúng em xin giới thiệu “Máy đùn trục vít đơn” Qua trình tìm hiểu qua sách vở, tài liệu tham khảo, trao đổi ý kiến bạn bè, kiến thức hạn chế nên không tránh khỏi sai sót Vì vậy, nhóm em mong góp ý bảo thầy để nhóm em hoàn thành tốt đề tài Trang Trường đại học dân lập Phương Đông MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU MỤC LỤC…………………………………………………….………………… CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN………………………………………… ………… 1.1.Tổng quan máy đùn trục vít ………… ………………………………… 1.1.1 Lịch sử phát triển ứng dụng máy đùn.…… ………………… …… 1.1.2 Cấu tạo máy đùn trục vít …… …………… …… …… 1.1.3 Năng suất máy đùn…… …………… …………… …… … 15 1.1.4 Nguyên tắc hoạt động máy đùn.……… …………… …… … 16 1.1.5 Một số quy trình công nghệ sản xuất có sử dụng máy đùn trục vít………….16 1.2 Nguyên liệu chất phụ gia.……… ………………… …….… 17 1.2.1 PVC………………………………… ………… ………… …… … 17 1.2.2 Các chất phụ gia cho PVC …………… ………… ………… …… … 19 1.2 PE, PP………………… …………… ………… ………… …… … 30 1.2.4 Chất độn màu cho PP, PE …………… ……… ………… …… … 36 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MÁY ĐÙN TRỤC VÍT ĐƠN…… .…….… 38 2.1 Bố trí lắp ráp…………………………… ………… ………… …….… 38 2.2 Bản vẽ thiết kế…………….…………… ………… ………… …….… 38 2.3 Các thông số tính toán…….…………… ………… ………… …….… 39 2.4 Thực nghiệm…………………………… ………… ………… …….… 40 2.4.1 Bài thí nghiệm: VẬN HÀNH MÁY ĐÙN TRỤC VÍT………… …….… 40 2.4.2 Nhận xét……………………………… ………… ………… …….… 45 2.5 Bảng chiết tính giá thành chế tạo.……… ………… ………… …… … 46 Trang Trường đại học dân lập Phương Đông CHƯƠNG : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……………….……… .…… … 47 3.1 Một số cố nguyên nhân cách khắc phục.……… ………… …… … 47 3.1.1 Năng suất không ổn định.……………… ………… ………… …… … 47 3.1.2 Nhựa bị cháy.……… …………………………… ………… …….… 47 3.1.3 Độ đồng kém… …………………………… ………… …… … 48 3.1.4 Lẫn tạp chất.……… …………… ……………… ………… …… … 48 3.1.2 Bọt sản phẩm.……… … ………………… ………… …….… 48 3.2 Bảo trì máy đùn…… ……… … ………………… ………… …… … 48 3.3 Một số tiến gần máy đùn nhựa……………… ……… …… … 49 3.3.1 Bọt sản phẩm.……… … ………………… ………… …….… 49 3.3.2 Đùn nhựa phản ứng.……… … ………………… ………… …… … 50 3.3.3 Máy đùn nhựa tương lai.……… … ……… ………… …… … 50 CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1.Tổng quan máy đùn trục vít 1.1.1 Lịch sử phát triển ứng dụng máy đùn Nguồn gốc máy đùn, theo lịch sử có thuyết nói súng nước làm ống tre Ngày xưa, từ trước trăm năm loại mì ống, đất sét, xà chế tạo phương thức đùn Những máy gọi máy đùn kiểu RAM, khác hẳn với máy đùn nhựa ngày Phương thức đùn liên tục nhờ vít đùn khai thác thời gian tương đối gần đây, xác lập Trang Trường đại học dân lập Phương Đông quyền sáng chế giới vào năm 1879 Ba năm sau đó, công ty Paul Troester đưa thị trường máy đùn cao su trục vít, vòng 20 năm sản xuất bán 600 máy Dựa kỹ thuật công ty Paul Troester hoàn thành máy đùn nhựa cấu biến tốc xoắn gia nhiệt điện tự động điều nhiệt vào năm 1939, lần thử nghiệm tạo hình đùn nhựa loại hai ống cứng Đấy hình dạng gốc máy đùn nhựa Máy đùn nhựa máy gia công nguyên liệu có tính tạo hình, phát triển với việc sản xuất chất tổng hợp thời hậu chiến Đặc biệt loại nhựa sợi Olefin, sợi Styrene, sợi Polyamid tạo hình phương pháp Roll Calendar máy đùn nhựa cần tồn Hậu thập kỷ 1950, thời kỳ sản xuất số lượng lớn nhờ công nghệ hoá dầu, đánh dấu thời kỳ máy đùn nhựa kỹ thuật tạo hình tiến vượt bực Thời gian kỹ thuật thực dụng hoá đùn chữ T dùng phạm vi rộng, đùn nhựa nhiều lớp, đùn nhựa Tandem (ghép nối), đùn nhựa hai trục loại, phương pháp cán hai trục, kỹ thuật đùn nhựa phức hợp… khai thác nhiều kỹ thuật khác Thời kỳ đen tối tạo hình Plastic sau chiến tranh qua đi, năm 1949 hãng NRM (Mĩ), năm 1952 hãng Windsor (Anh) đưa kỹ thuật đùn nhựa vào nâng cao kỹ thuật quốc hữu hoá sản xuất, thêm kỹ thuật gia công máy đùn nhựa Nhật Bản vượt qua biến cố dầu lửa phát triển, đạt mức hàng đầu giới Máy tạo hình nhựa phương pháp đùn theo phát triển kỹ thuật kinh nghiệm vậy, bên cạnh máy tạo hình Calendar đại, máy tạo hình phun ba loại máy tạo hình lớn dùng nhựa tổng hợp Ngoài máy đùn nhựa có nhiều phạm vi lựa chọn vật liệu chủng loại sản phẩm tạo hình, có khả ứng dụng tạo hình từ sản xuất nguyên liệu, nguyên liệu trung gian đến sản phẩm cuối cùng, nói máy tiêu thụ nguyên liệu nhiều công nghệ sản xuất nhựa Trang Trường đại học dân lập Phương Đông 1.1.2 Cấu tạo máy đùn trục vít Hình Cấu tạo máy đùn trục vít Cho biết phận máy đùn vít Thành phần máy xylanh làm trụ thép, bên có trục rỗng hay đặc có tạo rãnh xoắn bề mặt Trục gọi trục vít, máy đùn gọi máy đùn trục vít Cỡ máy đùn thường kích thước xylanh định thường chuẩn hoá theo số sau: 30, 45, 65, 80, 90, 100, 120, 150, 200mm Chẳng hạn máy đùn Φ90 nghĩa đường kính xylanh 90mm Năng lượng để làm quay trục vít cung cấp truyền động có tốc độ thay đổi theo bậc (khi thay đổi hộp số) hay vô cấp (dùng động có tốc độ thay đổi được) Quá trình đùn sau: nguyên liệu nhựa cho vào xylanh qua phễu nạp liệu, trục vít vận chuyển lên phía trước, trình vận chuyển nguyên liệu bị ép nén sinh nhiệt ma sát kết hợp với nhiệt gia nhiệt từ bên bị nóng chảy ép qua lưới lọc, đỡ lưới lọc vào đầu khuôn có hình dạng thường giống với hình dạng sản phẩm Áp lực nhựa trước vào đầu khuôn thay đổi điều chỉnh cách thay đổi cỡ lưới số lưới Sau khỏi đầu khuôn, nhựa nóng chảy làm lạnh, định hình cho kích thước cuối cắt thành sản phẩm Xy lanh Trang Trường đại học dân lập Phương Đông Xy lanh ống thành dày đặt cố định giá đỡ Hệ thống giá đỡ phải đảm bảo gắn đầu khuôn xylanh không bị cong (khi đầu khuôn nặng phải dùng phận đỡ phụ bên ngoài) phận đỡ xylanh phải đảm bảo xylanh giãn nở theo chiều dài nung nóng co lại làm nguội Vật liệu chế tạo xylanh phải có tính bền mài mòn, chống ăn mòn có độ bền học tốt Vì phải dùng thép có độ bền cao bề mặt làm việc thường thấm Nitơ Tỷ lệ chiều dài/đường kính xylanh (L/D) đặc tính quan trọng xylanh xác định tỉ lệ bề mặt xylanh dùng để trộn tạo nhiệt masat (kết hợp với trục vít) bề mặt xylanh dùng để nhận / thải nhiệt gia nhiệt từ / bên Chẳng hạn xylanh ngắn rõ ràng diện tích để trao đổi nhiệt với bên giảm đi, nhiệt masat gần không đổi (nhiệt masat phụ thuộc nhiều vào cấu tạo, tốc độ quay trục vít) nên máy ngắn đòi hỏi nhiệt độ gia nhiệt cao cần giải nhiệt hiệu giải nhiệt phải tốt Tỷ lệ L/D xylanh định nghĩa tỷ lệ chiều dài xylanh ứng với phần trục vít có đường kính xylanh Tỷ lệ thường nằm khoảng 16/1 – 32/1 thông thường tỷ lệ sau: 20/1, 24/1, 28/1 Xylanh thường gia nhiệt điện trở quấn bên có công suất nằm khoảng 25 – 45 W/in (1in = 2.54cm) Khi cần giảm nhiệt độ xylanh phải làm nguội Tác nhân làm nguội không khí (dùng quạt gió) hay chất lỏng tải nhiệt khác (như nước, dầu) giải nhiệt không khí phương pháp ưa dùng giá thành lắp đặt thấp, dễ điều khiển Nước hay dầu dùng cần tốc độ giải nhiệt cao bị nhiệt Trang Trường đại học dân lập Phương Đông Xylanh Điện trở gia nhiệt Quạt giải nhiệt Xy lanh Ði?n tr? gia nhi?t Qu?t làm mát Hình 2: Quạt làm mát xylanh Bề mặt xylanh thường trơn láng, nhiên cần tăng suất phần phễu bên xylanh tạo rãnh có hình dạng thích hợp thường có đầu vào lớn đầu nhỏ Khi hạt nhựa vào rãnh, bị nén lại phần chạy rãnh suất tăng lên tác dụng nén xảy đoạn đầu xylanh (bình thường xylanh trơn, tác dụng nén trục vít tạo ra) Trục vít Đây thành phần máy đùn, hình dạng trục vít định tính máy đùn Có hai dạng trục vít sau đây: Vùng Vùng Vùng Hình 3.1: Trục vít phân thành ba vùng Vít có ba vùng phân biệt rõ rệt, vít hay gặp máy đùn Nylon (PA) Vùng 1: Vùng cấp liệu, có độ sâu Mục đích vùng cấp liệu để vận chuyển nguyên liệu từ phễu vào vùng sau vít Cần tránh gia nhiệt mạnh vùng để nguyên liệu không bị dính vào rãnh vít, bị dính nhiều nhựa vào xylanh Trang Trường đại học dân lập Phương Đông Vùng 2: Vùng nén có độ sâu giảm nhanh Tại vùng nguyên liệu bị nén mạnh nóng chảy, đồng thời chất khí bị đẩy ngược lại thoát khỏi máy qua phễu lỗ xylanh có lỗ thoát khí khí thoát đường Vùng 3: Vùng bơm, có độ sâu nông Tại vùng nhựa tiếp tục đồng tạo áp lực cao để đẩy nhựa nóng chảy vào đầu khuôn Hình 3.2: Trục vít có độ sâu rãnh giảm dần Vít có độ sâu rãnh giảm dần từ đầu vít đến cuối vít Như vít cho PVC, PE Vít có ba chức Chiều dài vùng phụ thuộc nhiều vào loại nhựa gia công, xét chiều dài vùng trục vít cho gia công PE PA: Nhựa PE có điểm nóng chảy thấp khoảng nóng chảy rộng Nhựa PA có điểm nóng chảy cao khoảng nóng chảy hẹp Như vậy: Chiều dài vùng vít PE phải ngắn để nhựa PE không bị nóng chảy vùng này, trái lại vùng vít PA phải dài để cung cấp đủ nhiệt cho nhựa nóng chảy vào vùng Chiều dài vùng vít PE phải dài PE có khoảng nóng chảy rộng, cần phải có thời gian để phần có khối lượng phân tử cao hay thấp nóng chảy Trái lại chiều dài vùng vít PA ngắn nhựa PA nóng chảy nhanh đạt nhiệt độ nóng chảy Cũng lý vùng vít PA dài để nhựa có thời gian đồng hoàn toàn nóng chảy nhanh PE Qua ví dụ thấy ảnh hưởng loại nhựa đến cấu tạo trục vít Chính gia công loại nhựa khác phải thay đổi trục vít Tuy nhiên có nhiều loại nhựa sử dụng trục vít PE, PP, PS chẳng hạn Trang Trường đại học dân lập Phương Đông e t e D t D h h h2 L φ h1 L Các thông số cấu tạo trục vít sau: Hình 3.3 Các thông số trục vít D: đường kính trục vít L: chiều dài phần trục vít có t: bước vít, thông thường t = D φ : góc nghiêng vít, thường φ = 17,5o e : bề rộng vít h1 : độ sâu vít vùng cấp liệu h2: độ sâu vít vùng bơm liệu Tỷ số nén tỷ số thể tích bước vít đầu nạp liệu với thể tích bước vít đầu bơm liệu, h1/h2 tỷ số nén trục vít, trục vít có bước vít không đổi Tỷ số phụ thuộc vào loại nhựa (PE, PVC ) dạng vật lý nguyên liệu (bột hay hạt) khối lượng phân tử nhựa Trục vít có cấu tạo đặc biệt hơn, chẳng hạn vùng có hai đường để tăng cường trình làm nóng chảy: Trang Trường đại học dân lập Phương Đông Hình 3.4 : Trục vít có hai đường Hoặc trang bị thêm nhân tố nhào trộn để làm tăng hiệu trộn qua phận dòng nhựa bị chảy hỗn loạn: Phần đầu trục vít có trang bị nhân tố nhào trộn Ðo?n tr?c ví t c ó trang b? nhân t? nhào tr ?n( có th? c ó nhi ?u lo?i có hình d ?ng k hác nhau,có th? d?t ? d?u vít hay t rong v ùng bomv d? ng lu ? ng) Hình 3.5 : Trục vít có trang bị nhân tố nhào trộn Giữa xylanh đỉnh vít phải có khe hở khoảng 0,10mm, khe hở tăng lên trục vít bị mòn Trục vít có lõi rỗng nước giải nhiệt vào cần giải nhiệt mạnh (trong gia công nguyên liệu sinh nhiệt masat lớn) Lưới lọc đỡ lưới lọc Mục đích: Lưới lọc tạp chất khỏi khối nhựa nóng chảy, không cho vào đầu khuôn Tạo áp lực ngược để làm tăng hiệu trộn nhựa hoá vít Giữ cho dòng nhựa vào đầu khuôn ổn định Cấu tạo: Lưới lọc lưới thép không gỉ có cỡ lưới từ thô (20 – 40mesh) đến mịn (200mesh) sử dụng sử dụng nhiều lưới kết hợp với để tạo hiệu cao Trang 10 Trường đại học dân lập Phương Đông Hình 16: Mô hình máy đùn Trục vít Đầu định hình Điện trở gia nhiệt Hình 17: Hình cắt trục vít xylanh e t e D t D h h h2 L φ h1 L Hình 18: Chi tiết trục vít Trang 41 Trường đại học dân lập Phương Đông 2.3 Các thông số tính toán Các thông số Đường kính trục vít: 40 mm Chiều dài trục vít: 800 mm Đường kính xylanh: 40 mm Đường kính xylanh: 80 mm Chiều dài xylanh: 1000 mm Tính toán Bước cánh vít: A = 0.8/1.2×D = 0.0266 m Bề dày cánh vít: b = 0.1× D = 4.10-3 m Đường kính lõi vít: Do = D – 2H = 22.10-3 m Lưu lượng: Qlt = H.D2.N = 2.4×10-3 m3/s = 138 g/phút Trong : D (đường kính trục vít ) = 40 mm H (chiều sâu rãnh vít) = mm N (số vòng quay trục vít) = 187 vòng/phút t (bước vít) = 20 mm φ (góc nghiêng vít) = 17.5º μ (độ nhớt nhựa PE) = 7.9×10-3 Pas Tỷ lệ L/D Chiều dài trục vít L = D = 800/40 = 25 Đường kính trục vít L/D thường từ 16 – 36 tuỳ theo vật liệu Trang 42 Trường đại học dân lập Phương Đông Vít xoắn ngắn chất lượng trộn kém, suất kém, nhựa hóa không ổn định Nói chung trục vít dài có chất lượng tốt dễ đáp ứng yêu cầu kỹ thuật Nhưng trục vít dài độ bền trục vít yếu giá thành cao 2.4 Thực nghiệm 2.4.1 Bài thí nghiệm:VẬN HÀNH MÁY ĐÙN TRỤC VÍT A: Lý thuyết Mục đích thí nghiệm: Khảo sát nhiệt nóng chảy PE, PP lọai nhựa khác Thực tập vận hành máy đùn trục vít Khảo sát suất máy đùn Nguyên tắc: Quá trình đùn sau: nguyên liệu nhựa cho vào xylanh qua phễu nạp liệu, trục vít vận chuyển lên phía trước, trình vận chuyển nguyên liệu bị ép nén sinh nhiệt ma sát kết hợp với nhiệt gia nhiệt từ bên bị nóng chảy ép qua lưới lọc, đỡ lưới lọc vào đầu khuôn có hình dạng thường giống với hình dạng sản phẩm Áp lực nhựa trước vào đầu khuôn thay đổi điều chỉnh cách thay đổi cỡ lưới số lưới Sau khỏi đầu khuôn, nhựa nóng chảy làm lạnh, định hình cho kích thước cuối cắt thành sản phẩm Khi trục vít quay không bị trở lực (tức không dùng lưới lọc, đỡ lưới, đầu khuôn) khe hở đỉnh trục vít xylanh 0, dòng nguyên liệu vận chuyển lên phía trước lớn Dòng gọi dòng dọc trục Tuy nhiên thực tế có khe hở nhỏ đỉnh vít xylanh nên có dòng vật liệu rò qua khe hở Dòng gọi dòng rò Khi lắp đầu khuôn vào, áp suất trước đầu khuôn tăng lên lớn áp suất xylanh Nguyên liệu tự chảy vùng có áp suất cao sang vùng có áp suất thấp, tức có dòng nguyên liệu chảy từ đầu vít phía chân vít, dẫn đến giảm lưu lượng máy đùn Dòng gọi dòng áp suất Năng suất máy đùn tính sau : Trang 43 Trường đại học dân lập Phương Đông Năng suất M = dòng dọc trục – dòng áp suất – dòng rò Người ta xác định công thức tính toán sau : Dòng dọc trục = 1/2∏2.D2.n.H.sinφ.cosφ Trong : D : đường kính trục vít = 40 mm n : tốc độ quay trục vít = 187 vòng/phút H : độ sâu rãnh vít vùng bơm định lượng = mm φ : góc nghiêng vít = 17,5o Dòng áp suất = ∏.D.H3.Psin2φ/12.µ.t Trong : P : áp suất trước đỉnh vít t : khoảng cách hai đỉnh vít liên tiếp = 20 mm µ : μ (độ nhớt nhựa PE) = 7.9×10-3 Pas Dòng rò thường có giá trị nhỏ bỏ qua Như : M = 1/2∏2.D2.n.H.sinφ.cosφ – ∏.D.P.H3.sin2φ/12µ.t Bây đặt : α = 1/2∏2.D2.H.sinφ.cosφ β = 1/2∏.D.H3.sin2φ/12.t Thì công thức viết gọn lại : M = α.n – β.P/µ Rõ ràng α β số phụ thuộc vào cấu tạo trục vít Nếu cấu tạo trục vít không đổi suất máy đùn phụ thuộc vào : n : tốc độ quay trục vít, n lớn M lớn P : áp suất trước đầu vít (ví dụ giảm nhiệt độ, dùng lưới lọc mịn, dùng đầu khuôn có trở lực lớn) suất giảm B Thực hành Trang 44 Trường đại học dân lập Phương Đông Dụng cụ nguyên liệu: Máy đùn, cân, dụng cụ đo nhiệt độ, đồng hồ đo thời gian, nhựa HDPE, LDPE, PP Cách tiến hành: Khởi động máy đùn, gia nhiệt khoảng 120 – 130 oC cho từ từ nhựa PE vào phễu nạp liệu Khối lượng nhựa cho vào máy đùn lần khoảng 300g Khi nhựa khỏi đầu định hình nhựa trạng thái chảy (lỏng), kéo sản phẩm qua máng làm lạnh tiếp tục đến trục kéo cao su Khi sản phẩm đủ độ dài yêu cầu ta cắt sản phẩm Ghi nhận kết (khối lượng nhựa) đùn phút Tường trình Tính suất máy Tính hiệu suất Câu hỏi Nhiệt nóng chảy LDPE? Năng suất thực tế máy đùn Các cố thường gặp máy cách khắc phục? Các lỗi sản phẩm cách khắc phục? C Tường trình kết thí nghiệm D : đường kính trục vít = 40 mm n : tốc độ quay trục vít = 60 vòng/phút H : độ sâu rãnh vít vùng bơm định lượng = mm φ : góc nghiêng vít = 17,5o P : áp suất trước đỉnh vít t : khoảng cách hai đỉnh vít liên tiếp = 20 mm µ : μ (độ nhớt nhựa LDPE) = 7.9×10-3 Pas Khe hở xy lanh vít xoắn: L = 0,003.D = 0,003.40 = 0,12 mm Vận tốc quay động cơ: 60 vòng/phút Trang 45 Trường đại học dân lập Phương Đông Trong trình chạy thử nghiệm sử dụng nhựa LDPE: Nhiệt nóng chảy LDPE: 110 ÷ 125oC Khối lượng nhựa cho vào máy đùn lần khoảng: 250 ÷ 300g Gia nhiệt nhiệt độ:vùng 1: khoảng 120 ± 5oC vùng 2: khoảng 130 ± 5oC Nhiệt độ gia nhiệt thường lớn nhiệt độ nóng chảy ÷ 10oC Khi chảy nhựa LDPE trung bình cho suất máy đùn khoảng 30 ÷ 60g/phút Mà suất lý thuyết là: Qlt = H.D2.n Năng suất tối đa máy đùn: M = Dòng dọc trục – Dòng áp suất – Dòng rò = 1/2.π2.D2.n.H.sinφ.cosφ - π.D.H3.P.sin2φ/12μ.t Hiệu suất máy: H = (Qlt/Qtt)x100% D: Trả lời câu hỏi Nhiệt nóng chảy LDPE? Nhiệt nóng chảy LDPE khoảng 110 – 125oC Sự cố thường gặp máy cách khắc phục? Năng suất không ổn định Biểu lượng nhựa đùn đầu khuôn lúc nhiều lúc ít, độ dày sản phẩm biến động Nguyên nhân: Sử dụng máy đùn nhỏ suất cần có vùng vận tốc vít không thích hợp cho loại nhựa chạy Bị lẫn kẹt tạp chất xylanh, ví dụ mảnh kim loại… Các thông số hình học vít không phù hợp với tỷ trọng bột hay hạt cấp vào phễu Ví dụ: đùn phế liệu không cần không cấp liệu cưỡng đùn được, máy đùn dùng cho đùn hạt sử dụng để đùn bột Cấp liệu không đủ không ổn định Trang 46 Trường đại học dân lập Phương Đông Nhựa bị dính vào trục vít vùng cấp liệu, điều đặt nhiệt độ vùng cấp liệu cao thời gian gia nhiệt lâu Khi đặt nhiệt thấp làm cho nhựa không nóng chảy bị kẹt vùng nóng chảy dẫn đến suất không ổn định Tốc độ quay trục vít không ổn định Dao động điện áp cung cấp làm cho công suất gia nhiệt không ổn định Thiết bị kéo bị trượt không kẹp chặt phôi đùn Áp suất đùn thấp (cần tăng lưới lọc mịn) Các lỗi sản phẩm cách khắc phục? Nhựa bị cháy Cháy tổng thể: toàn sản phẩm bị ngả vàng, biến màu Do đặt nhiệt độ xylanh cao, công thức thiếu ổn định, tốc độ đùn cao Cháy cục bộ: xuất vệt cháy rải rác Do nhựa bị dính cháy nơi máy, thường đầu khuôn đỉnh trục vít Nếu phát vị trí cháy cục hạn chế cháy cách giảm nhiệt độ nơi bị cháy, đùn với tốc độ cao để kéo vết cháy Nếu cháy mạnh phải ngừng máy vệ sinh Cháy cục nhựa chạy trước không vệ sinh từ từ kéo chạy cho đợt sản xuất Độ đồng (các phụ gia phân tán không tốt) Do nguyên liệu phân tán không tốt Cách khắc phục: Giảm vận tốc đùn để tăng thời gian lưu nhựa máy Tăng áp suất đùn Dùng phụ gia dạng phân tán trước, pha loãng tiếp Thay trục vít khác, thêm vào nhân tố nhào trộn, tăng chiều dài L/D máy Lẫn tạp chất (bẩn, bụi…) Tạp chất gây chấm nhỏ, nguyên liệu bị lẫn bụi Tạp chất loại nhựa khác không tương hợp với loại nhựa chạy Trang 47 Trường đại học dân lập Phương Đông Bọt sản phẩm Do nguyên liệu bị ẩm, sấy không kỹ Bọt không khí bên bị vào điều sảy sử dụng trục vít không thích hợp, (nếu trường hợp xảy giảm vận tốc đùn) chạy nhiệt độ thấp vùng cấp liệu hay nóng chảy làm cho nguyên liệu bị nén muộn làm cho phần không khí bị vào đầu khuôn tạo bọt sản phẩm 2.4.2 Nhận xét Trong trình chạy thử nghiệm sử dụng nhựa LDPE: Nhiệt nóng chảy LDPE: 110 ÷ 125oC Khối lượng nhựa cho vào máy đùn lần khoảng: 250 ÷ 300g Gia nhiệt nhiệt độ:vùng 1: khoảng 120 ± 5oC vùng 2: khoảng 130 ± 5oC Nhiệt độ gia nhiệt thường lớn nhiệt độ nóng chảy ÷ 10oC Khi chảy nhựa LDPE trung bình cho suất máy đùn khoảng 30 ÷ 60g/phút Những cố thường có hoạt động máy Năng suất không ổn định Nhựa bị cháy Bọt sản phẩm 2.5 Bảng chiết tính giá thành chế tạo Chi tiết Giá (vnđ) Môtơ máy đùn (sửa lại) 500.000 Môtơ kéo sản phẩm 1.500.000 Khung đỡ 900.000 Bộ phận trục kéo 600.000 Máng làm lạnh 100.000 Trang 48 Trường đại học dân lập Phương Đông Bể chứa nước 25.000 Bơm nước tuần hoàn 70.000 Bảo ôn 20.000 Dây điện, ổ cắm 160.000 Atomat 5A 30.000 Bàn cắt 105.000 Hạt nhựa 900.000 Sơn 70.000 Bảng tên 250.000 Tổng cộng 5.230.000 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1 Một số cố nguyên nhân cách khắc phục Việc nắm vững nguyên nhân cách khắc phục cố yêu cấu quan trọng để vận hành máy đùn tốt chúng em trình bày số cố thông dụng 3.1.1 Năng suất không ổn định Biểu lượng nhựa đùn đầu khuôn lúc nhiều lúc ít, độ dày sản phẩm biến động Nguyên nhân: Sử dụng máy đùn nhỏ suất cần có vùng vận tốc vít không thích hợp cho loại nhựa chạy Bị lẫn kẹt tạp chất xylanh, ví dụ mảnh kim loại… Trang 49 Trường đại học dân lập Phương Đông Các thông số hình học vít không phù hợp với tỷ trọng bột hay hạt cấp vào phễu Ví dụ: đùn phế liệu không cần không cấp liệu cưỡng đùn được, máy đùn dùng cho đùn hạt sử dụng để đùn bột Cấp liệu không đủ không ổn định Nhựa bị dính vào trục vít vùng cấp liệu, điều đặt nhiệt độ vùng cấp liệu cao thời gian gia nhiệt lâu Khi đặt nhiệt thấp làm cho nhựa không nóng chảy bị kẹt vùng nóng chảy dẫn đến suất không ổn định Tốc độ quay trục vít không ổn định Dao động điện áp cung cấp làm cho công suất gia nhiệt không ổn định Thiết bị kéo bị trượt không kẹp chặt phôi đùn Áp suất đùn thấp (cần tăng lưới lọc mịn) 3.1.2 Nhựa bị cháy Cháy tổng thể: toàn sản phẩm bị ngả vàng, biến màu Do đặt nhiệt độ xylanh cao, công thức thiếu ổn định, tốc độ đùn cao Cháy cục bộ: xuất vệt cháy rải rác Do nhựa bị dính cháy nơi máy, thường đầu khuôn đỉnh trục vít Nếu phát vị trí cháy cục hạn chế cháy cách giảm nhiệt độ nơi bị cháy, đùn với tốc độ cao để kéo vết cháy Nếu cháy mạnh phải ngừng máy vệ sinh Cháy cục nhựa chạy trước không vệ sinh từ từ kéo chạy cho đợt sản xuất 3.1.3 Độ đồng (các phụ gia phân tán không tốt) Do nguyên liệu phân tán không tốt Cách khắc phục: Giảm vận tốc đùn để tăng thời gian lưu nhựa máy Tăng áp suất đùn Dùng phụ gia dạng phân tán trước, pha loãng tiếp Thay trục vít khác, thêm vào nhân tố nhào trộn, tăng chiều dài L/D máy 3.1.4 Lẫn tạp chất (bẩn, bụi…) Trang 50 Trường đại học dân lập Phương Đông Tạp chất gây chấm nhỏ, nguyên liệu bị lẫn bụi Tạp chất loại nhựa khác không tương hợp với loại nhựa chạy 3.1.5 Bọt sản phẩm Do nguyên liệu bị ẩm, sấy không kỹ Bọt không khí bên bị vào điều sảy sử dụng trục vít không thích hợp, (nếu trường hợp xảy giảm vận tốc đùn) chạy nhiệt độ thấp vùng cấp liệu hay nóng chảy làm cho nguyên liệu bị nén muộn làm cho phần không khí bị vào đầu khuôn tạo bọt sản phẩm 3.2 Bảo trì máy đùn Kiểm tra tình trạng hoạt động quạt làm mát động cơ, kiểm tra chiều quay quạt dây đai truyền động Nếu môtơ có phận lọc khí phải thường xuyên vệ sinh lọc Kiểm tra dầu bôi trơn hộp số tất chế độ bôi trơn cho phận truyền động Kiểm tra độ đồng tâm trục vít quay Kiểm tra dầu mỡ rò rỉ Kiểm tra độ mài mòn trục vít, xylanh Vệ sinh trục vít, xylanh cần Kiểm tra tiếp xúc vòng nhiệt Kiểm tra đầu dò vùng nhiệt Đảm bảo dây dẫn điện an toàn Kiểm tra rò rỉ ống dẫn nước, dầu giải nhiệt Kiểm tra rò rỉ nhựa khỏi đầu khuôn Vệ sinh đỡ lưới lọc độ phẳng Mạ lại đầu khuôn, trục vít chất lượng không đảm bảo Kiểm tra độ đàn hồi trục cao su Kiểm tra độ kín phận định hình chân không Trang 51 Trường đại học dân lập Phương Đông 3.3 Một số tiến gần máy đùn nhựa 3.3.1 Tiến tự động hóa Máy đùn nhựa cấu thành hai phận trục vít xylanh, máy có cấu đơn giản lại có khả tạo hình hẳn loại máy tạo hình khác Nhưng ngược lại với công dụng lớn hạn chế nhiều kiểu máy chế tạo nhiều chủng loại mà sản lượng So sánh với máy có sản lượng cao máy kiểu phun tạo hình việc tự động hóa chậm, làm theo kiểu cũ, đại phận kỹ thuật tạo hình phải rút kinh nghiệm nhiều năm Thêm vào máy đùn nhựa có thiết bị phụ tùng để đáp ứng mục đích đa chủng, đa dạng nên khó tự động hóa Tiền đề để tự động hóa phải tự động hóa loại máy phụ thuộc Như cung cấp tự động nguyên liệu, điều khiển số, chu kỳ trục lượng nhựa đùn , tự động hóa gia nhiệt làm nguội, tự động sửa chữa mép bên phần lõi…, gần điều thực dụng hóa tiến mau chóng, việc tự động hóa dễ dàng Đây sản phẩm việc tự động hóa sản xuất, điều khiển computer Hình 19: Sản phẩm máy đùn tự động hóa sản xuất 3.3.2 Đùn nhựa phản ứng Nhờ xác hóa điều khiển thực việc tự động hóa, máy đùn nhựa trở thành loại máy phản ứng Cơ yêu cầu để đùn nhựa phản ứng phải tinh vi hóa thời gian đọng xylanh, tan chảy, nhào trộn, thoát khí, thể dẻo chuyển thành thể rắn, tạo hình, Trang 52 Trường đại học dân lập Phương Đông tính tự làm Đặc biệt đầu đùn nhựa tạo hình thể rắn phận đầu thể lỏng phận cấp liệu Thực đùn nhựa phản ứng có khả tạo hình liên tục Polymer từ Monomer trình đùn, việc tạo hạt liên tục từ Monomer đương nhiên, việc sản xuất liên tục sợi tổng hợp từ nguyên liệu Monomer nhà máy không giấc mơ Hiện việc chế tạo vải sợi kiểu đùn nhựa phương pháp “Dòng chảy khô”, mà tỷ lệ phát triển ý tới, cụ thể hóa nhanh 3.3.3 Máy đùn nhựa tương lai Từ trở việc đùn nhựa tạo hình, không nên hiểu máy móc đơn thể mà cần phải đánh giá thiết bị tổng hợp, cần ý ba điểm sau đây: Kỹ thuật chế tạo máy móc Kỹ thuật điện để đáp ứng việc tự động hóa Kỹ thuật gia công tạo hình Đối với kỹ thuật máy móc, máy trục đôi mà mà việc phân đoạn hóa trục đơn, khuynh hướng chuyển thành trục vít nghiêng mạnh Ngoài ra, nhựa phức hợp, kể đồ gốm Ceramics việc cải tiến chất thép tính chịu masát, chịu ăn mòn… quan trọng Thêm nữa, để tự động hóa, việc nâng cao độ tinh vi đùn nhựa quan trọng, với việc gia tăng sử dụng bơm phải đưa vào lỗ thoát, kỹ thuật đưa chất vào phụ gia Ở ngành việc sử dụng bơm có khuynh hướng gia tăng Sự phát triển cách tân dụng cụ điện tử cách tân loại chất dẻo, nhu cầu loại chất dẻo kỹ thuật cao cấp, loại Polymer alce khai thác, nguyên liệu dùng yêu cầu ngày nhiều Ở thời đại vậy, việc buôn bán máy móc cần tổ chức phối hợp khai thác kỹ thuật gia công tạo hình, không nên phân biệt ngành sản xuất nguyên liệu, sản xuất máy móc, người gia công… Đặc biệt tương lai ngành sản xuất máy đùn nhựa tiến tới thời đại phải đòi hỏi kỹ thuật điện đến kỹ thuật gia công tạo hình Trang 53 Trường đại học dân lập Phương Đông Trang 54 Trường đại học dân lập Phương Đông DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tài liệu bồi dưỡng tay nghề công nhân công nghệ nhà máy nhựa I Trung tâm nghiên cứu chất dẻo Công ty nhựa Rạng Đông Xuất năm 2004 [2] Thuật định hình nhựa phương pháp đùn Trong hội thảo kỹ thuật nhựa PVC lần 2.Công ty cổ phần: KASAMASTU KAKO KENKYUSHO [3] Báo cáo thực tập tốt nghiệp công ty cổ phần nhựa xây dựng Đồng Nai, nhóm SV lớp CDHC6K, GVHD ThS Trần Thanh Đại [4] Tài liệu giảng dạy lưu hành nội môn Công Nghệ Polymer, ThS Trần Thanh Đại, năm 2006 [5] Internet: Google.com… Trang 55 ... giá trị nhỏ bỏ qua Như : M = 1 /2 2. D2.n.H.sinφ.cosφ – ∏.D.P.H3.sin2φ/ 12 .t Bây đặt : α = 1 /2 2. D2.H.sinφ.cosφ β = 1 /2 .D.H3.sin2φ/ 12. t Thì công thức viết gọn lại : M = α.n – β.P/µ Rõ ràng α β số... AZ) H2N – CO – N = N – CO – NH2 Đây chất tạo xốp dạng bột có màu từ cam đến vàng nhạt, nhiệt độ phân hủy 20 5oC – 21 5oC hiệu xuất tạo khí 22 0 ml/g Các sảm phẩm phân hủy AZ có thành phần sau: N2 chiếm... 1 .2 Nguyên liệu chất phụ gia.……… ………………… …….… 17 1 .2. 1 PVC………………………………… ………… ………… …… … 17 1 .2. 2 Các chất phụ gia cho PVC …………… ………… ………… …… … 19 1 .2 PE, PP………………… …………… ………… ………… …… … 30 1 .2. 4