Máy nghiền và phân loại nhựa

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN: THIẾT KẾ MÁY LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG NGHIỀN VÀ PHÂN LOẠI NHỰA PPS NĂNG SUẤT 40KG/GIỜ CBHD: TS BÙI TRỌNG HIẾU SVTH : MAI HỒNG PHÚC MSSV :206T1592 LỚP: BT06CTM TP HỒ CHÍ MINH , tháng năm 2011 Nội dung Lời nói đầu CH Ư Ơ N G T ỔN G Q U AN V Ề TÁI SIN H N H ỰA 1.1 .V a i t ro ø v ật lie äu ïa 1.2 Đặc điểm , tính n ăng ứn g du ïng 1.2.1 .đ ặc đ ie åm 1.2.2 T ín h na êng 1.2.3 Ư Ùng d ụng 1.3 Sơ lược tái sinh nhựa giới nước ta 1.4 Q u y trình côn g ng hệ tái sinh n hư ïa PPS 1.5 N h iệm vu ï thie át ke CHƯƠNG TÍNH TOÁN ĐỘN G HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC CỦA MÁY CẮT NHỰA 2.1 Ch ọn phư ơng án thiết kế 2.1.1 T qu an loa ï i ma ùy ng hiền 2.1.2 P hư ơng án thiết kế 14 2.2 Giới thiệu thông số động học , động lực học máy nghiền 14 2.3 .T ín h to án thie át ke ma ùy ng hiền n hư ïa 16 2.3.1 C ấu tạo v nguy ên lý ho ạt động máy ca ét nh ựa 16 2.3.2 T ín h toán th ie át ke 17 2.4 Ch ọn đ ộn g v ph ân tỉ số tru y ền 24 2.4.1 .X ác đ òn h công sua át đ ộng 24 2.4.2 C họn ty û số tru yền 24 2.4.3 L ập bảng th ông so 25 CHƯƠNG TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỦA MÁY NGHIỀN NHỰA 3.1 .T ín h to án truye àn đ o äng đ th ang .26 3.2 .T ín h to án trục .29 3.3 .Ch ọn o å la ên .35 3.4 .T hiết k ế va ø cho ïn vo û h ộp 37 3.5 .Du ng sai lắp g hép 41 CH Ư Ơ N G T H IẾT KẾ , L ỰA CH O ÏN MÁY P H ÂN LOA ÏI N H Ư ÏA Ma ùy ph ân loa ïi đ ie än tư ø 43 4.1 .Ch ức n ăn g va ø pha ïm v i ùng d ụng 43 4.2 .Ca ùc th iết bò p ân lo ại tư ø t ính 44 4.2.1 .T hiết bò p ân lo ại ba èng na m ch âm vónh cửu 44 4.2.2 .Th iết b ò p hân lo ại đ iện từ 51 4.3 .Lư ïa ch ọn ma ùy ph ân loa ïi n hựa 56 4.4 .Cấu tạo nguyên lý hoạt động cu ûa máy phân loại 57 4.4.2 .Cấu tạo 57 4.4.3 .Nguyê n lý hoạt động .58 4.5 T hôn g số cu ûa máy p ân lo ại 58 CHƯƠNG TÌM HIỂU , LỰA CHỌN THIẾ T BỊ VẬN CHUYỂN BẰNG KHÍ 5.1 Vận ch uyển vật liệu khí .59 5.2 Ph ân loa ïi 60 5.3 V ận to ác to i th iểu d òn g kh í 62 5.4Máy tho åi k hí 67 5.5 Lư ïa ch ọn ma ùy th ổi (h út) ch o he ä th ống 72 Kết luận 73 Ta øi l ie äu tham k hảo 74 LUẬ N VĂ N TỐT NGHIỆP GVHD : TS BÙI TRỌ NG HIẾU LỜI CẢM ƠN Là sinh viên trước trườn g, la øm luận văn tốt nghiệp giúp em hiểu rõ thêm kiến thức học, vận dụng kiến thức vào thực tế; đồn g thời , giúp cho em đỡ bỡ ngỡ tốt nghiệp trườn g Luận văn hoàn thành nhờ hướng dẫn tận tình Thầy BÙI TRỌN G HIẾU cùn g với Thầy Cô môn Em xin chân thành cảm ơn dẫn quýbáu Thầy Cô Lần em thực đề tài lớn nên không trán h khỏi thiếu sót Em mong đóng góp dẫn quý báu Thầy Cô ca ùc bạn để hệ thốn g tái sinh PPS ngày ca øng hoàn thiện đạt suất cao Sinh viên MAI HỒN G PHÚC SVTH : MAI HỒNG PHÚC Page CHƯƠNG1 : TỔN G QUAN VỀ TÁI SINH NHỰA 1.1 Vai trò vật liệu nhựa Trên giới hầu hết ca ùc ngàn h công nghiệp sử dụn g vật liệu nhựa Nhựa chia làm hai loại nhựa kỹ thuật nhựa dân dụng Nhựa dân dụn g để sa ûn xuất loại bao bì, bình chứa, bàn, ghế …., nhựa kỹ thuật dùn g sa ûn xuất ca ùc chi tiết khí xe ô tô , máy bay… Gần với phát triển mạnh mẽ công nghiệp chế biến polymer Tạo chi tiết polymer có ưu điểm vượt trội so với kim loại gốm nên việc ứn g dụng chất dẻo gia ta êng nhanh kim loại gốm 1.2 Đặc điểm, tính năn g ứng dụng 1.2.1 Đặc điểm PPS (polyphenylene sulfide) hữu polymer gồm thơm vòn g benzene liên kết với sulfua Tổng hợp sợi dệt may có nguồn gốc từ polymer PPS nhựa kỹ thuật hiệu suất cao, nhiệt dẻo, PPS đúc, ép , đùn … 1.2.2 Tính PPS polymer nhiệt độ cao quan trọng có số đặc trưng sau Khả chống cháy, bôi trơn, kháng hoá chất tốt … Công thức hoá học ClC6H4Cl + Na2S → 1/n[C6H4S]n + 2NaCl Độ bền kéo 30-35 CN/tex Độ bền cắt 30MPa Mật độ 1,38 g/cm^3 Độ a åm 0,6 %RH65 20 độ C Nhiệt độ hoạt độn g liên tục (180-190 ) độ C Tỷ trọn g 1,35 g/cm^3 Năng suất căng thẳn g 90 MPa Mô đun đàn hồi 4150 1.2.3 Ứng dụng Nghàn h công nghiệp ô tô, hàn g khôn g, hạt nhân Kỹ thuật điện , điện tử Thiết bò kỹ thuật Y tế kỹ thuật 1.3 Sơ lược công nghệ tái sinh nhựa giới nước ta Sự tái sinh chất dẻo trở thành côn g nghiệp quốc gia nhiều nước nhữn g quốc gia có công nghiệp chất dẻo phát triển mạn h Mỹ, Nhật , Hàn Quốc … Mặc dù phát triển phải đối diện với nhiều khó khăn đảm bảo vệ sinh an toàn Tuy nhiên nhiều công ty nắm bắt cải tiến cho nhữn g chất dẻo đảm bảo an toàn cho người sử dụn g Tốc độ tái sinh năm 1999 la àn so với năm 1986 Khả xử lý vật liệu đòi hỏi thò trườn g cho việc khôi phục lại nhữn g chất dẻo qua sử dụn g thời vượt số lượn g khách hàng sửdụng Ở nước ta có côn g ty nhựa tiến hành ta ùi sinh nhựa Nhưng việc tái sinh nhựa PPS chưa đưa vào sa ûn xuất chủ yếu tái sinh nhựa dân dụng, đa số nhựa PPS phải nhập từ nước với giá thành cao 1.4 Quy trình côn g nghệ tái sinh nhựa PPS 1.4.1 Sơ đồ tái sinh nhựa PPS PHẾ PHẨM NHỰA MÁY NGHIỀN LƯỚI SÀ NG MÁY PHÂN LOẠI MÁY ĐÙ N BỒN LÀ M NGUỘI MÁY CẮT THÀ N H PHẨM Hình 1.1 Sơ đồ trình tái sinh nhựa PPS 1.4.2 Quy trình tái sinh nhực PPS H ình 1.2 Sơ đồ bố trí hệ thốn g tái chế nhựa : Dao nghiền 12: Xylanh 2: Môt 13: Thùn g chứa nhựa 3: Bộ truyền đai 14: Bơm hút 4: Thùng chứa nhựa nguyên liệu 15: Cuộn coil 5: Thùng chứa điện bán h đai 16: Cần gạt 6: Đường ống 17: Máy đùn 7: Ống dẫn 18:thùn g chứa nhựa nhiễm từ 8: Thùng chứa nhựa nghiền 19:Bồn la øm nguội 9: Đường ống 20:Máy cắt hạt 10: Phễu chứa 21:Bể chứa nhựa 11: Tấm chặn 22:Lưới sàn g 23:Van khí Từ sơ đồ trình công nghệ tái sinh tiến hành sau Nhữn g phế phẩm nhựa PPS lấy từ máy đùn, ép vận chuyển bằn g băng ta ûi tay đưa đến máy nghiền Tại chún g ca ét thàn h nhữn g mản h nhỏnhờ dao cắt , có hai loại dao la ø cố đònh quay Dao cố đònh lắp cố đònh thành máy cắt , dao quay bố trí trục rô to máy ca ét, ca ùc mảnh nhỏ rơi máy ca ét qua lưới sàng Nếu nhữn g mản h nhựa ca ét mà có kích thước lớn lỗ sa øng gắn phía máy cắt máy cắt lần toàn qua lỗ sàng Khi mảnh nhựa qua lưới sàng chúng rơi xuống ca ùi bể chứa nhựa Tại bể chứa chún g vận chuyển sang thùng chứa qua hệ thốn g khí Sau nhựa tiếp tục vận chuyển lên phễu máy phân loại Tại máy phân loại nhựa phân loại qua hệ thống từ Khi mà nhữn g mảnh nhựa bò nhiễm từ giữ la ïi máy từ để huỷ bỏ, ca ùc hạt nhựa khôn g bò nhiễm từ tiếp tục đến phễu chứa máy đùn vào máy đùn Tại nhựa ép nón g chảy sau qua hệ thống làm nguội đến máy cắt để cắt thàn h hạt , đóng vào bao mang đến nơi sa ûn xuất Những hạt nhựa tái sinh trộn với nhựa nguyên chất với tỷ lệ 1.5 Nhiệm vụ thiết kế Từ quy trình công nghệ ta ùi sinh nhựa PPS ta thấy hệ thống tái sinh nhựa bao gồm ca ùc máy : máy nghiền , máy phân loại, máy đùn , máy ca ét Với đề ta øi nhiệm vụ thiết kế em thiết kế máy nghiền máy phân loại chứa dùn g để bảo quản vật liệu cũn g đồng thời phận tách vật liệu Để giảm bớt lượng bụi vật liệu khôn g khí mang theo ra, phía nắp kho chứa người ta lắp thêm ốn g vải để thu hồi lại Sơ đồ nguyên lý So với hệ thốn g hút hệ thống đẩy có nhữn g ưu điểm: 1- Có khả năn g vận chuyể vật liệu xa với tổn that áp suất mạng lớn 1at 2- Có khả năn g vận chuyển vật liệu với nồng độ hỗn hợp lớn Tuy nhiên hệ thốn g đẩy có nhược điểm để đưa vật liệu vào hệ thống , nghóa làtừ vùng a ùp suất thấp vào vùn g áp suất cao, cần có nhữn g ca áu phức tạp 5.3 Vận tốc tối thiểu dòng khí Vận tốc vận chuyển bằn g khôn g khí ca àn vận tốc khí tương đối cao đồn g thời tạo nên độ giảm áp suất lớn ma sát hạt làm mòn nghiêm trọng đường ốn g Để giảm thiểu hiệu ứng xấu này, vận tốc khí nên giữ mức thấp Điều bò chi phối điều kiện vật liệu rắn lắn g đườn g ốn g Trong phần ta xét đến vận tốc tối thiểu dòng khí ống nằm ngang, thẳn g đứng nghiên 1- Ốán g nằm ngang Trên hình minh hoạ tượng la éng hạt đườn g ốn g nằm ngang Đườn g G r=0 biểu diễn tổn thất a ùp suất ma sa ùt dòn g khí chuyển độn g khôn g có vật liệu qua ốn g nằm ngang Các đườn g Gs1, Gs2 biểu diễn tổn thất áp suất ma sát hỗn hợp khí rắn suất lượng vật liệu én Gs1, Gs2 Với vận tốc đủ lớn ca ùc hạt chuyển động theo dòng khí trạn g thái lơ lửn g, ví dụ điểm C Ứng với suất lượn g pha én khôn g đổi Gs1, giảm dần vận tốc dòng khí từ C đến D làm cho hạt rắn chuển độn g chậm dần, độ rỗn g hỗn hợp giảm dần tổn thất a ùp suất cũn g giảm theo Tại điểm D hạt bắt đầu lắn g xuốn g ốn g Vận tốc tới hạn dòn g khí ứng với điểm D gọi vận tốc la éng v 1, la ø hàm số theo suất lượn g vật liệu Tại điểm D tổn thất áp suất tăn g vọt lên điểm E sau ta êng dần vận tốc khí giảm dần Hình 5.3 Đặc trưng vận chuyển vật liệu bằn g dòng khí ốn g nằm ngang Hình 5.4 Vận tốc lắng cho hỗn hợp hạt đồn g ống có đướn g kính 6,35cm Hình 5.5 Liên hệ suất lượng vận tốc lắn g ch o hỗn hợp hạt Zens đề nghò trình tự ước tính vận tốc la éng v Với hỗn hợp rắn có kích thước khác nhau, theo hình Ước tính vận tốc lắn g vlm1 v lm Sau xác đònh hệ số góc n đoạn thẳng nối hai điểm , chọn vận tốc lớn hai giá trò vlm 1, vlm Vì số liệu hình xác đònh cho dòng chảy ốn g có đường kính 6,35 cm nên phải hiệu chỉnh giá trò v1 theo đường kính ống thực biểu thức : Vl m.a.dt0, (5.1) Cuối cùn g theo hình hay dùn g biểu thức sau để tìm vận tốc lắn g : Gr/ρ r=(Gr.ρ k/G.ρ r.)v1 =B.(vl -vl m)/vl m , m/ s (5.2) B 21,4.n1.5 0,32 n >=0,068 -0,11