Nghiên cứu xác định một số thông số cơ bản của máy băm cắt rác thải ni lông phục vụ tái chế

Bài viết này đã đề xuất được trình tự các bước xác định các thông số cơ bản về hình học và động học của máy băm – cắt ni lông loại trục đôi đáp ứng yêu cầu về năng suất và kích thước sản phẩm đầu ra. Kết quả của bài báo có thể làm cơ sở tính toán thiết kế, chế tạo loại máy này ở Việt Nam.

Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng NUCE 2019 13 (3V): 91–98 NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY BĂM CẮT RÁC THẢI NI LÔNG PHỤC VỤ TÁI CHẾ Lê Hồng Chươnga,∗, Đỗ Văn Nhấta a Khoa Cơ khí Xây dựng, Trường Đại học Xây dựng, 55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 10/06/2019, Sửa xong 19/07/2019, Chấp nhận đăng 19/07/2019 Tóm tắt Xử lý rác thải ni lông vấn đề cấp bách khơng Việt Nam mà giới Trong dây chuyền công nghiệp tái chế rác thải ni lông, thiếu máy băm - cắt ni lơng Tuy nhiên, tài liệu nước nước đề cập cụ thể tính tốn loại máy Bài báo đề xuất trình tự bước xác định thơng số hình học động học máy băm – cắt ni lông loại trục đôi đáp ứng yêu cầu suất kích thước sản phẩm đầu Kết báo làm sở tính tốn thiết kế, chế tạo loại máy Việt Nam Từ khố: máy cắt trục đơi; lưỡi cắt; buồng cắt; lực cản cắt STUDYING TO DETERMINE THE BASIC PARAMETERS OF PLASTIC WASTE SHREDDER MACHINE FOR RECYCLING OPERATION Abstract Nowadays, the treatment of plastic wastes becomes an urgent problem not only in Vietnam but also in the world Shredders are an indispensable part in the lines processing recycling plastic wastes However, there are lacks of domestic and foreign documents related to calculation for shredder machines This paper has proposed a procedure to determine the basic geometrical and dynamical parameters of the double shaft shredder type meeting the requirements for productivity and dimensions of machine The results of this paper can be used for calculating and designing these machines in Vietnam Keywords: double shaft shredder; blade; cutting chamber; cutting resistance https://doi.org/10.31814/stce.nuce2019-13(3V)-10 c 2019 Trường Đại học Xây dựng (NUCE) Giới thiệu Xử lý rác thải ni lông vấn đề lớn nhiều quốc gia giới có Việt Nam Theo báo cáo trạng môi trường đô thị năm 2016 Bộ Tài nguyên Môi trường “trung bình ngày phát sinh 38000 rác thải rắn, rác thải ni lơng chiếm 7÷8% với mức độ gia tăng trung bình 12% năm” Sự tồn ni lông môi trường gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới đất nước túi ni lông lẫn vào đất ngăn cản ôxy qua đất, gây xói mòn đất, làm cho đất khơng giữ nước, dinh dưỡng, từ làm cho trồng chậm tăng trưởng Nghiêm trọng hơn, môi trường đất nước bị ô nhiễm túi ni lông ảnh hưởng trực tiếp gián tiếp tới sức khỏe người Trong thực tế, nhiều loại túi ni lông làm từ dầu mỏ nguyên chất ngấm vào nguồn nước xâm nhập vào thể người gây rối loạn chức dị tật bẩm sinh trẻ nhỏ Đặc điểm rác ∗ Tác giả Địa e-mail: chuonglh@nuce.edu.vn (Chương, L H.) 91 Chương, L H., Nhất, Đ V / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng thải ni lơng có thời gian phân hủy chậm từ 400 ÷ 600 năm coi không phân hủy điều kiện môi trường tự nhiên nên phương pháp xử lý tái chế coi hướng xử lý tối ưu Theo báo cáo năm 2017 Ocean Conservacy “Việt Nam đứng thứ giới phát sinh nhiều chất thải nhựa, ni lông, sau Trung Quốc, Indonesia, Phillippines” Vì vậy, việc xử lý chất thải nhưa nói chung ni lơng nói riêng vấn đề đặt cấp bách Có nhiều phương pháp xử lý sử dụng như: chôn lấp chôn lấp hợp vệ sinh, đốt, phương pháp sinh học tái chế, [1, 2] Trong đó, phương pháp sinh học tái chế nước giới ưu tiên sử dụng Hiện nay, ni lơng tái chế thành nhiều sản phẩm khác dây chuyền tái chế cơng đoạn làm nhỏ kích thước phế thải ni lông máy băm – cắt thiếu Máy băm – cắt (tên tiếng Anh Shredder) loại máy dùng để nghiền nát băm cắt loại vật liệu chất thải nhựa, ni lông, cao su Theo số lượng trục, máy gồm loại trục, hai trục bốn trục [3] Loại máy cấu tạo theo mục đích định, tùy thuộc loại vật liệu kích thước sản phẩm yêu cầu lựa chọn thông số máy khoảng cách dao, số lưỡi cắt dao, đường kính trục, cơng suất động [4] Trên giới có nhiều hãng lớn sản xuất loại máy đưa tiêu chuẩn kích thước dao cắt như: SSI Shredding, Moco, US Shredder nhiên tài liệu tính tốn, thiết kế máy bí mật cơng nghệ hãng sản xuất nên khó tiếp cận Do đó, mục đích báo xây dựng trình tự bước xác định thơng số phụ vụ cho việc tính tốn thiết kế chế tạo máy băm – cắt phế thải ni lông loại trục đôi phục vụ cho dây chuyền tái chế Việt Nam Dựa sở lý thuyết học phá hủy vật liệu màng, kết hợp với phân tích chế cắt máy cắt ni lông loại trục đôi, báo xây dựng mơ hình học mơ hình tốn học xác định lực cản q trình cắt Từ xác định thơng số hình học động học máy theo loại dao cắt đáp ứng yêu cầu suất kích thước sản phẩm đầu Xác định thơng số hình học động học máy 2.1 Cấu tạo đặc điểm làm việc máy cắt ni lông loại trục đôi Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc máy mơ tả Hình 1, hai trục dao cắt quay ngược chiều có gắn dao bố trí theo quy luật định Sự kết hợp chuyển động cặp dao cắt kề haiTạp trục học qCơng trìnhnghệ bămXây - cắt nhỏNUCE ni lơng thành mảnh nhỏ có kích chítạo Khoa dựng 2019 thước phụ thuộc vào thơng số hình học dao cắt Động cơ; Khớp nối;1.3.Sơ Hộp tốc; lý Bộ bánhmáy răngcắt đồng Thânđơi máy; Vòng cách; Hình đồgiảm ngun làmtruyền việc ni tốc; lông5.trục Dao cắt; Tấm cách cố định; Ổ đỡ trục; 10 Trục I; 11 Trục II; 12 Phễu nạp; 13 Ni lông đầu vào; Động cơ; Khớp nối;14 3.Sản Hộpphẩm giảm(nitốc; Bộđược truyền bánh đồng tốc; Thân lông4.đã cắt nhỏ) máy; Vòng cách; Dao cắt; Tấm cách cố định; Ổ đỡ trục; 10 Trục I; 11 Trục Sơ Ni đồ nguyên lý làm cắt ni II; 12 PhễuHình nạp;1.13 lơng đầu vào;việc 14.của Sảnmáy phẩm (nilơng lôngtrục đãđôi cắt nhỏ) Máy cắt ni lông loại trục đơi có ưu điểm suất cao cấu tạo đơn giản, dễ lắp ghép gia công chế tạo nên sử dụng phổ biến giới 92 2.2 Xác định thơng số hình học máy Các thơng số hình học máy xác định phụ thuộc vào yêu cầu kích thước sản phẩm (chiều dài, rộng) suất máy định thơng số hình học máy c thơng số hình học máy xác định phụ thuộc vào yêu cầu kích thước (chiều dài, rộng) máy Chương,suất L H., Nhất, Đ V / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng Máy cắt ni lông loại trục đơi có ưu điểm suất cao cấu tạo đơn giản, dễ lắp ghép h kích thước dao cắt gia công chế tạo nên sử dụng phổ biến giới Xácthước định sản thơng phẩm số hình học máy u cầu 2.2 kích đầu Các thơng số hình học máy xác định rộng: wphụ (mm), chiều dài l (mm) thuộc vào yêu cầu kích thước sản phẩm (chiều dài, rộng) suất máy chiều rộng dao cắt b (H.4) a Xác định kích thước dao cắt h thước chiều phẩm Từ yêurộng cầu kích thướcsản sản phẩm đầu ra: chiều rộng: w (mm), chiều dài l (mm) w); - Chọn chiều rộng dao cắt b (H.4) kích thước chiều rộng sản phẩm yêu cầu (w); - Chiều dài củabằng sản phẩm khoảng cách dài sản phẩm khoảng lưỡi cắt liên tiếp dao cắt nên đường a lưỡi cắt đỉnh liêncủatiếp dao kính vòng dao cắttrên phải chọn thỏa mãn: Z - Số lưỡi cắt dao d - Đường kính vòng Hình đỉnh Thơng học cơdao,bản lưỡi cắt,số mm;hình b - Chiều dày mm; dao Zldao ường kính vòng đỉnhdcủa Tạp cắt chí Khoa học(1) nghệα, Xây NUCE 2019 β, γdựng sau, góc trước góc sắc, độ a = Z - Cơng Số lưỡi cắt- Góc dao π Hình Thơng số hình học dao n thỏa mãn: d Đường kính vòng đỉnh lưỡi cắt, mm; a b Xác định khoảng cách hai trục dao cắt đó: d - đường kính vòng chân TừZ thơng hình học dao cắt lựabchọn, - Chiều dày dao, mm; l sốlưỡi dao cắt, mm; d - khoảng định khoảng cách hai trục dao: (1) dxác = a pchồng lấn hai dao cắt, mm.α, β, γ - Góc sau, góc trước góc sắc, độ a f df a = 2Khoảng − δ4 = δ f −trục δ4 (mm) cách a có (2) thể h khoảng cách xác địnhhai theotrục côngdao thức:cắt hơng d f đường kính vòng chân lưỡi dao d a +d cắt, (mm); δ4 khoảng chồng lấn hai dao b a=dao +δ2 , mmlựa chọn, xác định khoảng cách số cắt, hình học cắt (mm) Khoảng cách trục a xác định theo (3) cơng thức: đó: d a - Đường kính vòng đỉnh da + db d f d b - Đường lưỡiacắt mm; = dao+ cắt, δ2 (mm) a=2 - δ4 =(3)d f - δ4 , mm kính vòng cách, mm;2d2 - Khe hở da đường kính vòng đỉnh lưỡi cắt lưỡi cắt với cách,cách, mm dao cắt, (mm);đỉnh db đường kínhvòng vòng Hình Mơ hình xác định góc lệch dao Hình Mơ hình xác định góc lệch dao cắt (mm); δ2 khe hở đỉnh lưỡi cắt với vòng cắt cách, (mm) Từ (3) xác định đường kính vòng cách d : b Từ (3) xác định đường kính vòng cách db : (4) db = 2(a - δ2 ) - da , mm db = (a − δ2 ) − da (4) c Xác định thơng số góc lệch cặp dao cắt hai trục trình cắt lưỡi dao cắt trục bắt đầu cắt từ điểm A kết Trong trình cắt (H.3), thúc điểm B tương đương với dao cắt trục quay góc j2 , đồng thời q trình lưỡi dao cắt trục chuyển động từ điểm C đến điểm B để đảm bảo dao cắt trục vừa kết thúc 93 trình cắt dao cắt trục bắt đầu q trình cắt hai dao cắt hai trục không đồng thời cắt giảm lực cản trình cắt, thời điểm bắt đầu trình cắt lưỡi dao cắt trục đặt lệch so với phương ngang góc j1 hai (2) Chương, L H., Nhất, Đ V / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng c Xác định thơng số góc lệch cặp dao cắt hai trục trình cắt Trong trình cắt (H.3), lưỡi dao cắt trục bắt đầu cắt từ điểm A kết thúc điểm B tương đương với dao cắt trục quay góc ϕ2 , đồng thời q trình lưỡi dao cắt trục chuyển động từ điểm C đến điểm B để đảm bảo dao cắt trục vừa kết thúc trình cắt dao cắt trục bắt đầu q trình cắt hai dao cắt hai trục không đồng thời cắt giảm lực cản trình cắt, thời điểm bắt đầu trình cắt lưỡi dao cắt trục đặt lệch so với phương ngang góc ϕ1 Dựa vào thơng số hình học dao cắt khoảng cách trục tính tốn, xác định góc ϕ2 : Xét ∆O1 O2 A có: O1 A2 = O1 O22 + O2 A2 − 2O1 O2 O2 A cos ϕ2   − d2   d2f 4a + d   a d d f  a  ⇔ = a2 + a − 2a cos ϕ2 ⇔ ϕ2 = arccos  (5) 2 4ada Xác định góc ϕ1 : Đặt ∆ϕ = ϕ1 − ϕ2 xét ∆O1 O2 A (Hình 3) có: O2 A2 = O1 O22 + O1 A2 − 2.O1 O2 O1 A cos ∆ϕ    4a + d2f − da2  d2f df da2   =a + − 2a cos ∆ϕ ⇔ ∆ϕ = arccos   4 4ad f      4a + da2 − d2f   4a + d2f − da2   + arccos   ⇒ ϕ1 = ϕ2 + ∆ϕ = arccos     4ada 4ad f (6) 360 Khi lựa chọn dao cắt có số lượng lưỡi cắt Z góc lệch lưỡi cắt ϕ = , Z 360 để lưỡi cắt dao cắt thực q trình cắt góc ϕ1 < ϕ = Z Nếu tính tốn góc ϕ1 theo cơng thức cho kết ϕ1 > ϕ phải điều chỉnh tăng khoảng cách trục a tăng đường kính vòng cách db để thỏa mãn ϕ1 < ϕ Công thức (5) (6) xác định góc lệch dao cắt hai trục thời điểm cặp dao bắt đầu trình cắt Trong máy cắt ni lông loại hai trục, trục sử dụng nhiều dao cắt đặt lệch góc θ bố trí theo quy luật định bố trí kiểu khai triển, kiểu đối xứng kiểu Zích zắc có nhiều dao cắt đồng thời, để hạn chế tối đa số số lượng dao cắt thời điểm làm tăng lực cản cắt góc lệch θ ≥ ϕ2 (khi dao cắt cắt xong dao thực q trình cắt) d Xác định kích thước buồng cắt Kích thước buồng cắt (Hình 4) phải phù hợp với thơng số hình học dao cắt chọn trước, khoảng cách trục a tính tốn theo (2) Từ đó, xác định chiều rộng (B) chiều dài (L) buồng cắt: - Chiều rộng buồng cắt: B = a + da + 2δ3 (mm) (7) - Chiều dài buồng cắt: L = d(b + t) (mm) (8) a khoảng cách hai trục dao, (mm); da đường kính vòng đỉnh lưỡi cắt dao cắt, (mm); δ3 khe hở đỉnh lưỡi cắt với thành bên buồng cắt, (mm); d số lượng dao cắt trục; b chiều rộng dao cắt, (mm); t khoảng cách hai dao cắt kề trục, (mm) 94 cắt góc lệch q ³ j2 (khi dao cắt cắt xong dao thực q trình cắt) d Xác định kích thướcChương, L H.,của Nhất,buồng Đ V / Tạpcắt chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng HìnhHình Kích buồng Kích thước thước buồng cắt cắt Kích thước buồng cắt (H.4) phải phù hợp với thơng số hình học dao cắt chọn trước, khoảng cách trục a tính tốn theo (2) Từ đó, xác định chiều Với cách bố trí dao có dao cắt đặt liên tiếp lệch thỏa mãn điều kiện mục 2.2c rộng (B) chiều dài (L) buồng cắt: vòng quay trục, tất dao cắt thực hết chu kỳ cắt, 2.3 Xác định tốc độ quay trục dao cắt máy theo thể tích xác định theo [5]: - suấtChiều rộng buồng cắt: B=a+da +2δ3 , mm - Chiều dài buồng cắt: Qv = 60nkdZq (m3 /h) L=d.(b+t) , mm (7) (9) n tốc độ quay trục dao cắt, (v/ph); k số lượng trục; d số lượng dao cắt (8) - khoảng dao, - đường vòng trục; Zđó: sốalượng lưỡi cắtcách daohai cắt; trục q thể tích mm; vật liệudađược cắt tínhkính lưỡi đỉnh cắt, (mlưỡi ) cắt daoThể cắt,tích mm; d3 -được khecắthởtính lưỡi vớixác thành bêncơng củathức: buồng cắt, mm; d - số vật liệu trênđỉnh lưỡi cắtcắt q định theo lượng dao cắt trục; b - chiều rộng dao cắt, mm; t - khoảng cách hai q = kc Ac b dao cắt kề trục, mm kc hệ số độ chặt lớp vật liệu; Ac diện tích vùng cắt, (mm2 ); b chiều rộng dao cắt, (mm) Năng suất máy xác định theo khối lượng: Qm = Qv γ = 60nkdZqγ (kg/h) (10) γ trọng lượng riêng vật liệu đưa vào cắt, (kg/m3 ) Từ (10) xác định tốc độ quay trục: n= Qm (v/ph) 60kdZqγ (11) Theo [6], máy cắt ni lông loại trục đôi thường cắt tốc độ thấp với tốc độ quay trục n < 50 (v/ph) Do đó, tính tốn lựa chọn thơng số hình học máy đáp ứng suất yêu cầu phải thỏa mãn điều kiện tốc độ quay trục dao n < 50 (v/ph) Trong trường hợp tốc độ quay tính tốn q lớn điều chỉnh cách tăng số lượng dao cắt trục d lựa chọn loại dao cắt có kích thước lớn để tăng thể tích vật liệu cắt lưỡi cắt q 95 Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng NUCE 2019 Chương, L H., Nhất, Đ V / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng trọng số cho loại lực cản cắt xé Xây dựng mơ hình tính tốn thành phần lực cản trình băm - cắt ni lơng 3.1 Mơ hình xác định lực cản trường hợp ni lông chịu cắt [7] Trong thực tế q trình ni lơng bị bămTạp- cắt chí Khoa họcmáy Cơnglà nghệ Xâyq dựngtrình NUCEphức 2019 tạp, ni lơng vừa Sau đưa vật liệu vào buồng chịu cắt vừa chịu xé đồng thời Vì vậy, khó để tính tốn xác thành phần lực cản cắt chuyển quaybài xé gây ra.cắt, Trong nghiênđộng cứu này, báodao đề có xuấtcác đưa trọng số cho loại lực cản cắt xé trọng số cho loại lực cản cắt xé cắt kéo vật liệu vào vùng cắt 3.1 xác trường định lực hợp cản trường hợp nicắt lơng 3.1 Mơ hình xácsẽ định lựcMơ cảnhình ni lơng chịu [7]chỉ chịu cắt [7] vật liệu cắt hai cạnh bên Saubuồng đưa vật liệu vào buồng dao.đưa Lựcvậtcắtliệu đứtvào vật liệu sựchuyển tương Sau cắt, cắt, chuyển động quayvật củaliệu dao có động quaytáccủa dao có kéo cạnh dao đốicắttiếp hai trục cắt kéo vật liệu vào vùng vào vùngđược cắt vàxác vậtđịnh liệu theo cắtthức: hai cạnh cắt công vật liệu cắt hai cạnh bên dao Lực cắt đứt vật liệu sựbởi tương tác bên cắt đứt vật liệu (12)sự tương Fc =tiếp τultdao .Ac ,Lực cạnh dao đối haiNtrục xác định tác cạnh dao đối tiếp hai trục theo công thức: xác định theo công thức: đó: Hình Mơ hình xác định lực cản cắt cạnh Fc = τult AFcc = τult Ac , N (12) (12) dao cặp cắt đó: t τultult- Ứng ứngsuất suấtcắt cắtgiới giớihạn hạncủa củaNi ni lơng, lơng, N/mm2; Hình Mơ hình xác định lực cản cắt cạnh 2 Hình Mơ hình xác định lực cản cắt cạnh dao (N/mm ); Ac diện tích vùng cắt, 2(mm ), phụ dao cặp cắt cặp A họcrăng củacắt dao c - Diện tíchtvùng cắt, mm , phụ thuộc vào thơng số hình thuộc vào thơng số hình học dao ult - Ứng suất cắt giới hạn Ni lông, N/mm ; 3.2 Mơ hình tính tốn lực cản 2trường hợp ni lông chịu xé [8], [9], [10] c - Diện tích vùng cắt, mm , phụ thuộc vào thơng số hình học dao 3.2 Mơ hình tính tốnAlực cản trường hợp ni lơng chịu xé [8–10] 3.2 Mô cản trường hợp ni lông chịu xé [8], [9], [10] Xét cho trường hợphình xétính mộttoán lớplực màng: a Xét cho trường hợp xé lớp màng Xét cho trường xé lớp màng: Hình mơ hình q trình xé nitrình lơng Hình mơ hình qhợp xé ni lơng máy cắt hai làmơ lực tối q thiểu HìnhFLực 6t xé ni lơng trêntrục máyLực cắt xé hairách trục xéhình rách lực Fttrình trênrách máy cắt cần thiết để phát triển vết Độhai dàitrục củaLực vếtxéxérách Ft lực tối thiểu cần thiết để phát triển vết rách Độ ban đầu a, để vết xé phát triển ∆a vết rách Độ tối thiểu cầnlên thiết để đoạn phát triển dài vếtthêm xédàiban làban a,∆a để xé nhánh dài mộtđầu khoảng vết xé đầu(1vết là+a,ε), để phát vết xé phát D a triểndạng lên đàn mộthồi đoạn nhánh dài sẽFtm với ε biến vật liệu triển lên đoạn Da nhánh dàilà lực tác dụng cần thiết để xé m lớp màng Hình 6.lên Mơ hình xác định lực màng Hình Mơ hình xác lực xévết màng đặt chồng nhau; a làđịnh chiều dàixé xé Để tính tốnmột lựckhoảng xéthêm cần thiết e biến a (phát +e ) ,từ thêm làvớibiến Da khoảng (1F+t ,exuất ) , Dvới ni lông ban đầu; t , t chiều dày 2ni lơng phương trình bảo tồn lượng: đàn hồi vật liệu - lực tác dụng cầnkhác thiết để xé m lớp Ftmlớp dạng đàn hồi dạng vật liệu màng ni lông tác dụng cần thiết để xé m lớp Ftm - lực màng đặt chồng lên nhau; Để tính tốn lực xé cần thiết F , xuất t ∆W = ∆W + ∆U (13) e màng chồng lên 6.ađặt Mơ hìnhdài xác định lực đầu; xé màng ni lơng - chiều vết xénhau; ban Để tính tốn lực elxé cần thiết F , xuất Hình phát từ phương trình bảo tồnt lượng: a - chiều vếtdày xécủa bancác đầu; chiều lớp màng ni t1 , t2 - dài pháte từtổng phương bảo tồnvếtnăng ∆W năngtrình lượng để xé cólượng: chiều dài(13) ΔWxé chiều khácdày lớp màng ni t1∆a , t2 -lông e = ΔW + ΔU el (13) ΔW = ΔW + ΔU e đó: DW - Tổng el lượng để xé vết xé khác có chiều dài Da ∆We = −G∆atlơng (14) e đó: DW - Tổng lượng để xé vếtΔWxé=có chiều dài Da (14) -G.Δa.t G lực xé tạoe đơn vị chiều dày elực Ft , (N/m); ∆W công lực Ft : với: G - Lực xé tạo ΔW đơn vị chiều dày lực Ft, N/m = -G.Δa.t e ∆W = −2F t ∆a (1 + ε) DW - Công lực Ft : (14) (15) với: G - Lực xé tạo đơn vị chiều dày lực Ft, N/m Dấu “−” (14) (15) thể chiều ngoại (15) DW = lực -2FtF Dtangược (1 + e ) với chiều biến dạng ε DW thiên - Công củalượng lực Fđàn : ∆Uel độ biến hồi vật liệu chịu xé: t t Da (17 + e ) ∆UDelW = =2 -2F Ft ε∆a 96 (15) (16) Chương, L H., Nhất, Đ V / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng Thế (14), (15), (16) vào (13), nhận được: −2Ft ∆a (1 + ε) + (∆W + ∆Uel ) G=− =− ∆at ∆at F t ε∆a = 2Ft + t ε (17) Điều kiện vết xé tiếp tục phát triển là: G ≥ Rt ⇒ 2Ft + t ε ≥ Rt ⇔ Ft ≥ Rt t 1+ ε (18) Rt độ bền xé màng có chiều dày t, (N/m); t chiều dày màng, (m) Trong trường hợp cạnh dao tác dụng trực tiếp vị trí xé nên biến dạng ε nhỏ bỏ qua, lực Ft cần thiết để xé lớp màng Ft ≥ Rt t (19) b Xét cho trường hợp xé nhiều lớp màng Để tính tốn lực xé màng vật liệu màng nhiều lớp, giả thiết lớp màng song song liên kết dính với nhau, lực xé đồng thời m lớp màng xác định theo công thức: Ftm = F1 + F2 + + Fn ≥ R t1 R t2 Rm tm + + + 2 (20) Fmt lực tác dụng để xé đồng thời m lớp màng, (N); F1 , F1 , , Fn lực tác dụng để xé lớp màng có chiều dày t1 , t1 , , tm , (N); R1 , R1 , , Rn độ bền xé lớp màng có chiều dày t1 , t1 , tm , (N/m) Nếu xé đồng thời m lớp màng giống (20) trở thành: Ftm = F1 + F2 + + Fn ≥ m Rt (21) R độ bền xé lớp màng, (N/m) Vậy lực cản xé m lớp màng: F x = Ftm = m Rt (22) 3.3 Xác định lực cản trường hợp cắt - xé đồng thời Q trình cắt ni lơng máy cắt loại hai bao gồm trình cắt xé đồng thời, phương chiều lực cản cắt xé thay đổi q trình máy làm việc nên khó xác định giá trị xác Trong mục 3.1 3.2 mơ hình xác định lực cản tính riêng cho trường hợp cắt xé Vì máy làm việc hai trình cắt xé diễn đồng thời nên để đơn giản, dùng phương pháp trung bình trọng số xác định tổng thành phần lực cản cắt – xé đồng thời theo công thức: F = p1 F c + p2 F x (N) (23) Fc thành phần lực cản tính tốn theo mơ hình cắt, (N); F x thành phần lực cản tính tốn theo mơ hình xé, (N); p1 , p2 trọng số ảnh hưởng trình cắt xé, với p1 + p2 = Các trọng số p1 p2 (23) cho thấy ảnh hưởng trình cắt xé đến tổng lực cản F Tuy nhiên, để xác định xác trọng số p1 p2 cần thực nhiều lần thực nghiệm loại máy thực tế Trong trường hợp khơng có giá trị thực hai trọng số cần lưu ý lựa chọn trọng số lớn cho thành phần lực cản lớn chọn hệ số an toàn lớn để đảm bảo máy không bị tải 97 Chương, L H., Nhất, Đ V / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Kết luận Máy băm - cắt ni lông thiết bị quan trọng dây chuyền công nghệ tái chế rác thải ni lông Trong loại máy băm - cắt ni lơng loại trục đôi sử dụng phổ biến Tuy nhiên, tài liệu nước nước ngồi đề cập cụ thể tính tốn loại máy Với mục đích tự chủ tính tốn thiết kế chế tạo loại máy trục đơi Việt Nam Bài báo xây dựng mơ hình học mơ hình tốn học xác định lực cản trình cắt cho loại máy dựa sở lý thuyết học phá hủy vật liệu màng, kết hợp với phân tích chế cắt máy cắt ni lơng Từ đó, đề xuất trình tự bước xác định thơng số hình học động học máy theo loại dao cắt đáp ứng yêu cầu suất kích thước sản phẩm đầu Cụ thể: - Xác định số thông số hình học máy kích thước buồng cắt phụ thuộc vào số lượng khe hở dao cắt; - Xác định điều kiện bố trí dao cắt thỏa mãn yêu cầu vòng quay trục tất dao cắt thực xong chu kỳ cắt; - Sử dụng phương pháp trung bình trọng số để tính tốn lực cản q trình cắt máy làm sở để tính tốn cơng suất động thơng số kết cấu máy Tài liệu tham khảo [1] Trung tâm thông tin KH&CN Quốc gia Chất thải nhựa, túi ni lông công nghệ xử lý [2] Phước, N V (2008) Giáo trình quản lý xử lý chất thải rắn Nhà xuất Xây dựng [3] Abadzhiev, V., Tonkov, G (2007) About the synthesis of technological gears for disintegration processes Industrial innovation forum “Machines, technologies, materials” [4] Vatskicheva, M (2017) Development of universal recycling machine for crushing of concrete, rubber, plastic and wood Defensed Phd thesis, University of Mining and Geology “St Ivan Rilski”, Sofia [5] Vatskicheva, M., Grigorova, I (2017) Study of two-shaft shredder for crushing of concrete, rubber, plastic and wood Journal of International Scientific Publications [6] Fitzgerald, G C (2009) Technical and economic analysis of pre-shredding municipal solid wastes prior to disposal Department of Earth and Environmental Engineering Fu Foundation of Engineering and Applied science Columbia University [7] Bollen, D., Deneir, J., Aernoudt, E., Muylle, W (1989) Shear cutting of PET film Journal of Materials Science, 24(8):2957–2966 [8] Kinloch, A J., Young, R J (1995) Fracture behaviour of polymers Springer Science & Business Media [9] Wu, R.-Y., McCarthy, L D., Stachurski, Z H (1994) Tearing resistance of multi-layer plastic films International Journal of Fracture, 68(2):141–150 [10] Chang, L., Guo, W., Tang, Q (2017) Assessing the tensile shear strength and interfacial bonding mechanism of poplar plywood with high-density polyethylene films as adhesive BioResources, 12(1):571–585 98 ... phế thải ni lông máy băm – cắt thiếu Máy băm – cắt (tên tiếng Anh Shredder) loại máy dùng để nghiền nát băm cắt loại vật liệu chất thải nhựa, ni lông, cao su Theo số lượng trục, máy gồm loại... đích báo xây dựng trình tự bước xác định thơng số phụ vụ cho việc tính toán thiết kế chế tạo máy băm – cắt phế thải ni lông loại trục đôi phục vụ cho dây chuyền tái chế Việt Nam Dựa sở lý thuyết... với phân tích chế cắt máy cắt ni lông loại trục đôi, báo xây dựng mơ hình học mơ hình tốn học xác định lực cản trình cắt Từ xác định thơng số hình học động học máy theo loại dao cắt đáp ứng yêu