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.Công nghiệp sơn đóng vai trò rất quan trọng trong mọi lĩnh vực của đời sống hằng ngày. Khi cuộc sống tương đối phát triển , người ta bắt đầu quan tâm đến vẻ thẩm mỹ xung quanh họ. Chính vì vậy, sơn không chỉ có tác dụng bao phủ lên bề mặt vật liệu tránh các tác dụng phá hoại của môi trường xung quanh mà còn tăng thêm vẻ đẹp cho từng loại vật liệu đó . Đặc biệt đối với một số loại sơn còn có khả năng đáp ứng được nhiều yêu cầu kỹ thuật quan trọng như chống gỉ , cách điện, chống hở…Do đó , giá trị của sơn càng được tăng thêm và càng được ứng dụng rộng rãi.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.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ HĨA ======o0o====== ĐỒ ÁN MƠN HỌC CHUN NGÀNH ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN THIẾT BỊ CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT LỚP PHỦ CHO SƠN Ô TÔ VỚI QUY MÔ 200 LÍT/MẺ Giáo viên hướng dẫn : TS Đàm Xuân Thắng Sinh viên thực : Bùi Đức Long Lớp : ĐH CN Hóa – K13 Chuyên ngành : Hóa hữu Hà Nội, năm 2022 Lời cảm ơn Để hoàn thành đồ án chuyên ngành trước hết e xin gửi đến thầy, cô giáo Khoa Công nghệ Hóa, trường Đại học cơng nghiệp Hà Nội lời cảm ơn chân thành Đặc biệt em xin gửi đến TS Đàm Xuân Thắng, người tận tình hướng dẫn, giải đáp thắc mắc, giúp đỡ em hoàn thành đồ án chuyên ngành lời cảm ơn sâu sắc Mặc dù cố gắng nhiều trình nghiên cứu, song giới hạn kiến thức khả lý luận thân nhiều thiếu sót hạn chế, kính mong dẫn đóng góp thầy, giáo để đồ án chuyên ngành hữu em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Sinh viên Bùi Đức Long MỤC LỤC Lời cảm ơn MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH ẢNH MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung sơn 1.2 Đặc điểm sơn Ưu điểm Nhược điểm 10 1.3 Nguyên liệu dùng sản suất sơn oto 11 Các chất tạo màng 11 Dung môi 11 Chất pha loang 13 Chất màu bột màu 15 Các chất phụ gia 18 Chất hóa dẻo 20 Bột độn 22 1.4 Quy trình yêu cầu sản xuất sơn 23 Cân đong nguyên liệu 23 Đánh paste 24 Ủ 24 Nghiền 24 Lọc pha loãng 25 Các yêu cầu sơn 25 1.5 Quá trình nghiền 26 Khái niệm 26 Các phương pháp tác dụng lực 26 Các yêu cầu trình nghiền 26 Mức độ nghiền 27 Phân loại 28 Đặc trưng 29 Cơ sở lí thuyết trình nghiền 29 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình nghiền 30 CHƯƠNG 2: MÁY NGHIỀN DÙNG TRONG SẢN XUẤT SƠN 31 2.1 Các loại máy nghiền dùng công nghiệp sản xuất sơn 31 Cấu tạo chung 31 Nguyên tắc hoặt động chung 33 2.2 Cấu tạo chi tiết phận 33 Trục nghiền 33 Ổ trục 34 Vỏ 35 Vật nghiền 36 Hệ thống truyền động 37 Hệ thống nước giải nhiệt, làm mát 38 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN BI 40 3.1 Tính tốn vật chất cho phân xưởng sản xuất sơn 40 3.2 Sơ đồ cấu tạo, hình ảnh thiết bị 43 3.3 Nguyên tắc hoạt động 44 3.4 Lựa chọn, tính toán chi tiết cấu tạo máy nghiền bi 45 Thân thiết bị 45 Ổ lăn 48 Trục 51 Động truyền động 53 Bơm nhập liệu 54 Ống dẫn liệu van 55 Van 55 KẾT LUẬN 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Phân loại sơn theo chất tạo màng Bảng 1.2: Tính chầt hóa lý số dung môi 13 Bảng 2.1: Đặc điểm, vai trò phận máy nghiền 32 Bảng 3.1: Đơn pha chế sơn Alkyd 40 Bảng 3.2: Khối lượng nguyên liệu sử dụng để sản xuất sơn 41 Bảng 3.3: Khối lượng nguyên liệu thực tế để sản xuất 900 lít sơn 42 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Sơ đồ khối quy trình sản xuất sơn 23 Hình 1.2: Phương pháp tác dụng lực 26 Hình 2.1: Cấu tạo chung ổ trục 34 Hình 2.2: Một số loại ổ trục phổ biến 35 Hình 2.3: Vật nghiền 36 Hình 3.1: Sơ đồ cấu tạo thiết bị 43 Hình 3.2: Cấu tạo chi tiết thiết bị 44 Hình 3.3: Cấu tạo bu lông 47 Hình 3.4: Trục 52 Hình 3.5: Bơm bánh 54 Hình 3.6: Ống dẫn 55 Hình 3.7: Các loại van 55 MỞ ĐẦU Vào thời kỳ trước cơng ngun, người cịn sống hang, họ biết trang trí nơi vật dụng sở chất kết dính lịng trắng trứng, sáp ong, nhựa trộn với bột màu thiên nhiên Sau vài ngàn năm, người Trung Hoa phát sử dụng mủ sơn làm sơn phủ keo Trước đây, sơn sản xuất từ loại dầu thảo mộc, loại nhựa thiên nhiên, loại bột… Cho đến kỷ 20 ngành cơng nghiệp sơn thực phát triển mạnh, nước có ngành cơng nghiệp hóa chất phát triển Song song với phát triển ngành cơng nghiệp hóa chất, loại nhựa tổng hợp xuất đóng góp nhiều vào nguồn nguyên liệu ngành công nghiệp sản xuất sơn Những loại nhựa có tính chất vượt trội hẳn so với loại nhựa thiên nhiên, ngày chiếm lĩnh thị trường Cơng nghiệp sơn đóng vai trị quan trọng lĩnh vực đời sống ngày Khi sống tương đối phát triển , người ta bắt đầu quan tâm đến vẻ thẩm mỹ xung quanh họ Chính vậy, sơn khơng có tác dụng bao phủ lên bề mặt vật liệu tránh tác dụng phá hoại mơi trường xung quanh mà cịn tăng thêm vẻ đẹp cho loại vật liệu Đặc biệt số loại sơn cịn có khả đáp ứng nhiều yêu cầu kỹ thuật quan trọng chống gỉ , cách điện, chống hở…Do , giá trị sơn tăng thêm ứng dụng rộng rãi Tuy nhiên, không đòi hỏi nguồn nguyên liệu đạt chất lượng mà trình sản xuất phải đảm bảo cho sản phẩm có độ mịn tốt Chính mà q trình nghiền sản xuất sơn đóng vai trị quan trọng, góp phần làm cho hạt bột màu, bột độn phân tán sơn, đồng thời nghiền vật liệu tới độ mịn theo yêu cầu Để tìm hiểu nhiều sơn ứng dụng sơn vào đời sống cụ thể vào trang trí bảo vệ xe ơtơ Vì đề tài “Thiết kế tính tốn thiết bị cơng nghệ sản xuất lớp phủ cho sơn ô tô với quy mô 200 lít/mẻ” lựa chọn àm đề tài cho đồ án chuyên ngành CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung sơn Sơn hợp chất hóa học bao gồm nhựa dầu chưng luyện, có chất màu khơng có chất màu Khi sơn lên bề mặt sản phẩm ta lớp màng mỏng bám lên bề mặt, có tác dụng cách li với mơi trường khí bảo vệ làm đẹp sản phẩm [1] Sơn điều chỉnh với lượng phụ gia dung mơi tùy theo tính chất loại sản phẩm Sơn có nhiều loại, tính chất khơng giống Tùy vào mục đích sửa dụng điều kiện kinh tế mà chọn nguyên liệu, pha chế hợp lí Trong thực tế có nhiều phân loại sơn, điển hình phân loại theo chất tạo màng Nếu chất tạo màng hỗn hợp nhựa, lấy loại nhựa định tạo thành màng làm sở, phân 16 loại sơn khác nhau: Bảng 1.1: Phân loại sơn theo chất tạo màng STT Loại sơn Sơn dầu Ưu điểm Nhược điểm Chịu khí hậu tốt, dùng Khơ chậm, tính khí nhà, ngoai trời thấp, khơng thể mài đánh bóng Sơn thiên Khơ nhanh, sơn gầy cứng Sơn gầy chịu khí hậu kém; dễ đánh bóng, sơn béo dẻo sơn béo khơng thể đánh nhiên chịu khí hậu tốt Sơn bóng phenol- Màng cứng, chịu nước, Dễ biến màu, màng sơn focmaldehit chịu ăn mịn hóa học dịn cách điện Sơn bitum Chịu nước, chịu axit, cách Màu đen chế tạo điện loại sơn màu, chịu ánh sang yếu Sơn ankyl Chịu khí hậu tốt, bóng, bền Màng sơn mềm chịu kiềm yếu Sơn gốc amin Độ cứng cao, bóng, chịu Đóng rắn nhiệt độ cao, nhiệt, chịu kiềm, bám màng sơn sấy dịn tốt Sơn gốc nitro Khơ nhanh, chịu dầu, chịu Dễ cháy, khơng chịu ánh mài mịn, chịu khí hậu tốt sáng tia tử ngoại, khơng chịu nhiệt độ 60oC Sơn Chịu khí hậu tốt, chịu ánh Bám yếu, chịu ẩm ướt nitroxenlulo sáng tia tử ngoại, có loại yếu chịu kiềm Sơn clovinyl Chịu khí hậu tốt, chịu ăn Bám yếu, khơng thể mịn hóa học, chịu nước, đánh bóng, mài, không chịu dầu chịu nhiệt độ 80oC 10 Sơn vinyl Đàn hồi tốt, màu trắng, Chịu dung môi kém, chịu chịu mịn, chịu ăn mịn hóa nhiệt kém, không chịu ánh học 11 Sơn acrila sáng Màng sơn khơng màu, chịu Chịu dung mơi nhiệt, chịu khí hậu tốt, bền màu, chịu ánh sáng, chịu ăn mòn hóa học 12 Sơn polieste Lượng chắt rắn cao, chịu Độ bám yếu nhiệt, chịu mài mòn, cách điện 13 Sơn epoxi Bám tốt, chịu kiềm, Chịu ánh sáng yếu, để dai, cách điện 14 trời dễ tạo bột Sơn Chịu mài mòn tốt, chịu Khi phun gặp ẩm dễ poliamineste nước, chịu ăn mòn hóa học, bọt, màng sơn dễ tạo bột, cách điện, chịu nhiệt 15 Sơn silicon Chịu nhiệt, bền biến vàng Chịu xăng kém, có loại khơng khí, khơng biến dịn màu, cách điện, chịu nước, khó lão hóa 16 Sơn cao su Chịu axit, chịu kiềm, chịu Dễ biến màu, khơng chịu ăn mịn, chịu nước, chịu ánh sáng mài mòn - Phân loại theo phạm vi sử dụng: tùy theo mục đích sử dụng mà ta gọi tên sơn Ví dụ: Sơn chống rỉ, sơn chống hà, sơn tường, sơn công nghiệp, sơn nhà, sơn đường, - Phân loại theo chất dung môi 1.2 Đặc điểm sơn Ưu điểm Màng sơn khô từ từ, sử dụng thuận lợi Sơn loại chất thường có dung môi bay nhanh, màng sơn khô từ từ, mặt sơn khơ phun lớp sơn thứ hai, mài, đánh bóng Tơc độ khơ sơn tổng hợp nhanh gấp – 10 lần sơn dầu, thích hợp sản xuất ngày Màng sơn cứng, chịu ma sát Màng sơn tổng hợp cứng, chịu bóng, chịu ma sát Sơn dầu khơng có đặc điểm Vì màng sơn tổng hợp mài, đánh bóng, trang trí bề mặt tốt Màu sắc đồng đều, bóng So với sơn dầu, sơn tổng hợp màu sắc đẹp, ví dụ dùng sơn suốt để sơn thì đảm bảo loại vân hoa đẹp, bóng Khi pha chất khác nhau, màu khác nhau, bề mặt sản phẩm có nhiều loại: khơng bóng, bóng mờ, nhám, bóng, có vân hoa,… Chịu ăn mịn hóa học Sau sơn xong, sản phẩm chịu nước, chịu hóa chất, bảo vệ sản phẩm khơng bị ăn mịn Chế tạo sơn dễ dàng Khi chế tạo sơn dùng loại hóa chất, chế tạo dễ dàng pha chế khống chế điều kiện kĩ thuật Thiết bị máy móc khơng đắt, theo quy trình cơng nghệ dễ điều khiển Nhược điểm Màng sơn dễ biến trắng Khi gia công sơn điều kiện ẩm ướt khiến màng sơn dễ bị biến trắng Nguyên nhân dung mơi bay hơi, nước khơng khí vào màng sơn tạo thành dạng sương trắng bề mặt sản phẩm Có thể khắc phục cách dùng dung mơi có nhiệt độ sơi cao, gia cơng sơn nơi khô Màng sơn tương đối mỏng Màng sơn sau khô mỏng, nguyên nhân thành phần không bay chiếm 30% thành phần sơn, phun ta cịn phải pha thêm dung mơi vào sơn Nên gia công cần phải phun nhiều lớp Hình 3.2: Cấu tạo chi tiết thiết bị 3.3 Nguyên tắc hoạt động Nguyên liệu đựng thùng chứa nguyên liệu qua vào bơm hai bánh răng, bơm bánh đưa vào máy nghiền bi từ lên nhờ đoạn ống dẫn,và có van điều chỉnh lưu lượng trước cửa nhập liệu Khi qua ống nhập liệu, nguyên liệu đưa lên qua bi nhờ áp lực bơm trục quay với tốc độ cao nhờ truyền động trực tiếp từ động Tại nhờ bi ma sát voi với thành thiết bị voi tốc độ cao.Nhờ ma sát làm cho chất độn, chất phụ gia nghiền mịn Khi từ lên nguyên liệu đạt độ mịn theo yêu cầu đưa khỏi máy nghiền qua ống xuất liệu, cảm thấy sản phẩm chưa đạt yêu cầu qua ống hồi lưu trở thùng chứa nguyên liệu ban đầu trình lặp lại Độ mịn sản phẩm phụ thuộc vào tốc độ quay thời gian lưu lại nguyên liệu máy nghiền 3.4 Lựa chọn, tính toán chi tiết cấu tạo máy nghiền bi Thân thiết bị Bề dày thân Thân thiết bị hình trụ đúc thép CT3 Thiết bị làm việc áp suất thường Vì thân làm việc với nhiệt độ bé 100oC nên không cần phải bọc lớp cách nhiệt Các thơng số q trình tính tốn - Nhiệt độ tính tốn: t = nhiệt độ lớn có thiết bị Lấy t = 70oC - Áp suất tính tốn : Vì thiết bị hoạt động áp suất thường nên ta coi áp suất tính tốn với áp suất thủy tĩnh lớn tác dụng lên đáy tháp cộng với áp suất khí Điều kiện nguy hiểm chọn để tính tốn thiết bị chứa đầy dung dịch sơn P = Pm + ρ.g.H = 0,1 + 2000.9,8.0,7.10-6 = 0,114 (N/mm2) Pm áp suất khí Pm= 0,1N/mm2 ρ: khối lượng riêng dung dịch sơn lớn có thể, lấy 2000kg/m3 H chiều cao phần thiết bị chứa sơn H= 0,7 (m) Ứng suất cho phép tiêu chuẩn: thép CT3 nhiệt độ làm việc []* = 137 N/mm2 ( [4] - H1.1 - T15) Hệ số hiệu chỉnh: η = 0,9 ( [4] trang 17) Ứng suất cho phép: [] = []* = 123,3 N/mm2 ( [4] – CT1.9 - T17) - Tính bề dày: Cho thân trụ đúc chịu áp suất - Tính biểu thức: [𝜎] 123,3 × 𝜑ℎ = ∗ = 1081 > 25 𝑃 0,114 𝑆′ = Trong đó: 𝑃 × 𝐷𝑡 𝑃 × 𝐷𝑛 0,114 ∗ 150 = = = 0,07 (𝑚𝑚) × [𝜎] × 𝜑ℎ × [𝜎] × 𝜑ℎ ∗ 123,3 ∗ Dn , Dt đường kính ngồi đường kính thân, mm ứng suất cho phép kéo , N/mm2; P áp suất tính tồn thiết bị, N/mm2; h hệ số bền mối hàn chọn theo bảng 1.7 Hệ số bổ sung bề dày C = Ca + Cb + Cc+ Co Ca hệ số bổ sung ăn mịn hóa học, Ca = 1mm Cb hệ số bổ sung bào mòn học, lấy Cb = 1mm Cc hệ số bổ sung sai lệch chế tạo, xác định theo công thức: Cc = 0,5.( ∆t +∆n + ∆p) Dung sai chế tạo cấp xác theo Dt Dn ∆t = ∆n = 1,55 (mm) Căn vào đại lượng S 𝑃 = 0,114 𝐷𝑡 + (𝑆 − 𝐶𝑎 ) 150 + (8 − 1) ( thỏa mãn) Vậy kết luận: bề dày thân S = 8mm, đường kính ngồi Dn = 150 + 2.8 =166 (mm) Tính mặt bích Mặt bích phận quan trọng dùng để nối phần thiết bị nối phận khác với thiết bị Có nhiều loại mặt bích đồ án chọn loại mặt bích phẳng hàn làm thép CT3, bulơng ghép bích thép CT3 Bề dày bích phẳng tính theo cơng thức: ( [4] – CT7.4 – T152 ) 𝑝 𝑙 𝑑𝑏 [𝜎]𝑏 𝑇 = 0,41𝐷𝑛 √ {1 + 7,3 [0,57 ∗ 𝑍 ( ) ∗ − ]} 𝜎𝑏𝑖 𝐶 𝐷𝑛 𝑝 C = 268 mm đường kính vịng bulơng Đường kính mặt bích : 300 P = 0,114 N/mm2 áp suất môi trường thiết bị db = 16mm đường kính lỗ lắp bu lơng; Hệ số hiệu chỉnh = 0,6 Z = 12 số bulông Dn = 166 mm l cánh tay đòn 𝑙= 𝐶 − 𝐷𝑛 σbi ứng suất cho phép vật liệu làm bích Tra bảng 7-3 tài liệu [1] cho thép CT3 200C ta có σbi = 0,6.113 = 67,8 (N/mm2) [σ]b ứng suất cho phép vật liệu làm bu lông, ( [4] – B7.7 – T158) cho thép CT3 200C ta có [σ]b = 0,6.90 = 54 (N/mm2) Vậy bề dày bích 0,114 51 16 54 𝑡 = 0,41 ∗ 266√ [0,57 ∗ 12 ∗ ( ) ∗ − ]} = 17,6 (𝑚𝑚) {1 + 7,3 67,8 268 166 0,114 Chọn bề dày bích theo quy chuẩn t = 15 mm Kiểm tra ứng suất tác dụng lên bu lông Hình 3.3: Cấu tạo bu lông Trước hết xác định lực nén chiều trục sinh xiết bu lông, lực khắc phục tải trọng áp suất thiết bị áp suất phụ sinh đệm để giữ cho mối ghép kín, nghĩa là: ( [4] – CT7.9 – T155) Q1= Qa+Qk Qa lực áp suất thiết bị gây 𝜋 𝜋 𝑄𝑎 = 𝐷𝑡2 𝑃𝑡𝑡 = ∗ 1502 ∗ 0,114 = 2013,5 (𝑁) 4 Qk lực cần thiết để giữ đệm kín Chọn đệm cao su mềm có đường kính ngồi vịng đệm dn = 197mm Đường kính vịng đệm dt = 177 mm Đường kính trung bình vịng đệm Dtb = (dn + dt)/2 = 187 (mm) Bề rộng thực vịng đệm b = 20mm Bề rộng tính tốn vòng đệm bo = (0,5 – 0,8) b, ta chọn bo = 0,8b = 0,8.20 = 16 (mm) Hệ số áp suất riêng m áp suất riêng cần thiết để làm biến dạng vật liệu vòng đệm qo (N/mm2) phụ thuộc vào vật liệu đệm cao su mềm ta có m = 0,5 qo = 3,5 (N/mm2) ( [4] – B7.5 – T156) 𝑄𝑘 = 𝜋𝐷𝑡𝑏 𝑏0 𝑚𝑃 = 𝜋 ∗ 187 ∗ 16 ∗ 0,5 ∗ 0,114 = 535,78 (𝑁) Vậy Q1 = Qa + Qk = 2549,3 N Lực cần thiết để ép chặt vòng đệm 𝑄2 = 𝜋 ∗ 𝐷𝑡𝑏 ∗ 𝑏0 ∗ 𝑞0 = 𝜋 ∗ 187 ∗ 16 ∗ 3,5 = 32882,08 (𝑁) Q lực nén chiều trục, Q = max{Q1,Q2} = 32882,08 (N) Lực tác dụng lên bulông: qb =Q/Z = 32882,08/12 = 2740,2 (N) Ứng suất tác dụng lên bulông xác định theo: 𝑞𝑏 2740,2 𝜎=𝜋 =𝜋 = 13,6 ≤ [𝜎𝑏 ] = 54 (𝑁/𝑚𝑚2 ) ∗ 𝑑𝑏 ∗ 162 4 thỏa mãn Vậy mặt bích có bề dày 15 mm, tổng cộng có 12 bulơng cho mặt bích, đường kính bu lông 16 mm(M16) Ổ lăn Kiểu kết cấu Ổ đũa côn đỡ chặn Ổ kiểu 7000 - ổ đũa côn đỡ chặn dãy Ổ kiểu 67000- ổ đũa đỡ chặn dãy có vai vịng ngồi Hướng tải trọng tác dụng hai kiểu ổ 7000 67000 hướng tâm dọc trục theo chiều Khả chịu tải dọc trục không vượt 70% tải trọng hướng tâm cho phép Ổ lắp thành cặp để làm việc với tải trọng hướng tâm Không nên dùng ổ đũa côn để chặn có tải trọng dọc trục Cho phép điều chỉnh khe hở hướng tâm dọc trục Khi dùng ổ kiểu 67000, cho phép gia công lỗ thủng than hộp để lắp vịng ngồi Lựa chọn ổ lăn Khi chọn lựa kiểu kích thước ổ lăn cần tính đến yếu tố sau: - Trị số hướng tải trọng tác dụng (hướng tâm, dọc trục, hướng tâm + dọc trục) - Đặc điểm tải trọng (thay đổi, không đổi, va đập) - Tuổi thọ cần thiết ( thời gian làm việc tính giờ) - Mơi trường xung quanh Trình tự lựa chọn ổ lăn sau: - Xuất phát từ điều kiện vận hành kết cấu cụ thể phận máy cấu để chọn kiểu ổ lăn - Xác định cỡ kích thước ổ lăn phụ thuộc vào vị trí hướng tải trọng tác dụng lên, tầng số quay - Chọn cấp xác ổ lăn phụ thuộc vào yêu cầu độ xác quay phận máy Tính tốn ổ lăn Thuật ngữ định nghĩa Tuổi thọ ổ lăn số vòng quay vòng ổ so với vòng ổ trước bắt đầu có vết hỏng mỏi vật liệu vòng ổ hay lăn Độ tin cậy nhóm ổ kiểu kích thước, kết cấu công nghệ chế tạo điều kiện sử dụng số phần trăm ổ nhóm đạt vượt tuổi thọ định Độ tin cậy ổ lăn xác suất mà ổ đạt vượt qua tuổi thọ định Tuổi thọ sở L10 ổ lăn hay nhóm ổ nhau, làm việc điều kiện tuổi thọ với độ tin cậy 90% Khả tải động hướng tâm sở Cr tải trọng hướng tâm không đổi tác dụng lên ổ lăn theo lý thuyết tuổi thọ sở tương ứng với triệu vòng Đối với ổ đỡ chặn dãy sức tải hướng tâm tương ứng với tải trọng thành phần gây riêng chuyển dịch hướng tâm tương đối vòng ổ Khả tải động dọc trục sở Ca tải trọng dọc trục không đổi tận tâm tác động lên ổ lăn theo lý thuyết tuổi thọ sở triệu vòng Tải trọng động hướng tâm tương đương Pr tải hướng tâm không đổi, tác dụng tải ổ lăn có tuổi thọ tuổi thọ ổ đạt điều kiện chịu tải thực tế Tải trọng động dọc tương đương Ptt tải trọng dọc trục không đổi tâm, tác dụng tải ổ lăn có tuổi thọ tuổi thọ ổ đạt điều kiện chịu tải thực tế Đường kính lănn để tính tốn sức tải( khả tải) Dwe đường kính mặt cắt ngang trung bình lăn 10 Chiều dài lăn để tính tốn khả tải Lwe chiều dài tiếp xúc lý thuyết lớn lăn đường lăn vùng tiếp xúc gần 11 Góc tiếp xúc danh nghĩa 𝛼 góc mặt phẳng vng góc với đường trục ổ đường danh nghĩa phân bố hợp lực truyền từ vịng ngồi ổ đến lăn Kí hiệu Ta có: Cr: khả tải động hướng tâm sở, N Dw: đường kính viên bi, mm Dwp: đường kính vịng trịn qua tâm viên bi hay lăn, mm Dwe: đường kính lăn để tính khả tải, mm Z: số lăn ổ lăn dãy, số lăn dãy ổ nhiều dãy số lăn dãy α: góc tiếp xúc danh nghĩa ổ, L10: tuổi thọ sở, triệu vòng quay fc : hệ số phụ thuộc vào dạng hình học chi tiết ổ, độ xác chế tạo vật liệu Phương pháp tính khả tải động tuổi thọ Khả tải động hướng tâm sở ổ bi đỡ, khả tải động dọc trục hướng tâm tương đương xác định theo cơng thức sau: • Tính tốn cho ổ đũa đỡ chặn (ổ cơn) o Tính khả tải động: 𝐶𝑟 = 𝑓𝑐 (𝑖𝐿𝑤𝑒 𝑐𝑜𝑠 𝛼) Với 𝑓𝑐 = 𝐷𝑤 𝑐𝑜𝑠 𝛼 𝐷𝑤𝑝 = 10.𝑐𝑜𝑠 36 (5+25).2 29⁄ 7⁄ 27 𝑍 ⁄4 𝐷 𝑤𝑒 = 0.13 chọn fc =80 ([5]- B2.41 – T81=3) 𝐶𝑟 = 80 (𝑐𝑜𝑠 6.1.50) 29 7⁄ ⁄4 60 ⁄27 = 5,5.105 (𝑁) Tính toán sơ khả tải động: Pr 𝐶𝑟 = 𝑓𝑑 𝑓𝑛 0.293 𝑃𝑟 ⇒ 𝑃𝑟 = 𝐶𝑟 = 5,5.105 = 46.103 (𝑁) 𝑓𝑛 𝑓𝑑 3.5 (chọn fd=3.5 fn=0.293) ([5] – B2.52, B2.53 – 920=) o Tính tuổi thọ: 𝐿10 𝐶𝑟 =( ) 𝑃𝑟 10⁄ 10⁄ 5,5.105 =( ) 46.103 = 3908 (𝑣ị𝑛𝑔) Tính tuổi thọ theo giờ: 𝐶𝑟 𝐿ℎ = 500 ( 𝑓𝑛 ) 𝑃𝑟 Trục 10⁄ 10⁄ 5,5.105 = 500 ( 0.293) 46.103 = 32,6.103 (ℎ) Hình 3.4: Trục Trục dùng để đỡ chi tiết máy quay, để truyền momen xoắn Hoặc đồng thời thực hai nhiệm vụ Theo đặc điểm chịu tải phân - Trục tâm: Được dùng để đỡ trục chịu momen uốn Trục tâm quay với chi tiết lắp trục bánh xe tàu hỏa lăn đường ray, trục tâm khơng quay trục rịng rọc - Trục truyền vừa để đỡ chi tiết máy quay vừa truyền momen xoắn nghĩa đồng thời chịu momen uốn momen xoắn Theo cấu tạo phân ra: trục trơn, trục bậc, trục đặc trục rỗng Theo hình dạng đường tâm trục phân ra: trục thẳng trục khuỷu trục mềm Trục khuỷu dùng động đột trong, máy bơm pittong, trục mềm dùng để truyền động quay momen xoắn phận máy máy có vị trí thay đổi làm việc Tính tốn thiết kế trục • Chọn công suất động cơ: Công suất động điện : 3.7 KW • Chọn vật liệu làm trục: Thép C35 có ứng suất xoắn cho phép = 20Mpa • Theo sơ đồ thiết kế: Trục đươc truyền động trực tiếp động điện nên công suất trục công suất động điện Trục đặt thẳng đứng nên trình hoạt động khơng sinh ứng suất võng • Tính tốn sơ đường kính trục: Đường kính sơ trục phụ thuộc vào momen xoắn theo công thức sau: 𝑇 𝑑≥√ 0.2[𝜏] : ứng suất xoắn cho phép vật liệu làm trục T : Momen xoắn trục Momen xoắn phụ thuộc vào công suất động điện theo công thức sau: 𝑇 𝑛 6,55.106 3,7 𝑃= →𝑇= = 80783.3(𝑁 𝑚𝑚) 9,55.106 300 Số vịng quay tính tốn động 300 vịng/phút Đường kính trục: 𝑑≥√ 80783.3 0,2.20 ≈ 31(𝑐𝑚) Chọn hệ số bổ sung để hệ trục làm việc an toàn: C0 = 19 d =d+C0=31+19=50(mm) Động truyền động Đặc điểm Hình 12: Động truyền động Động hãng Hitachi sản xuất, công suất 5hp, số vòng quay tối đa 4000 vòng/phút Động hoạt động dựa lực điện từ nên cấu tạo gồm cuộn dây phận dẫn từ lõi thép Theo kết cấu động điện có phần tĩnh ( sato) phần quay (roto) ngăn cách khe hở khơng khí, điện 380V, sử dụng dòng điện 3A, tần số 50-60 Hz Cơng dụng Động điện có ưu điểm tiếng ồn nhỏ không gây ô nhiễm môi trường Kích thước hỏ gọn, dùng nguồn lượng rẻ tiền, tiện lợi sử dụng, có khả tự dộng hóa điều khiển từ xa Vì sử dụng rộng rãi kỹ thuật dân dụng công nghiệp, đa số động truyền động đầu động điện Bơm nhập liệu Hình 3.5: Bơm bánh [6] Cấu tạo hình: gồm hai bánh hai trục quay ngược chiều nhau, ăn khớp với nằm khít vỏ, số bánh thường vào khoảng 8-20 Các rãnh thực chức xilanh, thực chứa pittong Như bơm quay liện hút đẩy lưu chất Số lớn thì lưu lượng Bơm bánh thường có suất nhỏ, thường từ 0,32 l/s, áp suất từ 100 -200 mH2O Với yêu cầu thiết bị bơm hỗn hợp sơn dạng nhũ có độ nhớt lớn bơm nhập liệu phải chọn bơm bánh Ống dẫn liệu van Ống dẫn Hình 3.6: Ống dẫn • Nguyên liệu: làm từ Thép CT3 • Các thơng số : - Đường kính : 21mm - Nhiệt độ làm việc: 600C - Độ dày :2 mm • Chức năng: dẫn nguyên liệu vào máy nghiền đưa sản phẩm Van Hình 3.7: Các loại van • Ngun lệu: gia cơng Đồng • Chức năng: điều chỉnh lưu lượng dịng nhập liệu, dịng sản phẩm • Số lượng: van KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Lộc, Kỹ thuật sơn, NXB giáo dục, 1999 [2] Nguyễn Quang Huỳnh , Công nghệ sản xuất sơn – vecni, NXB khoa học kỹ thuật, 2010 [3] PGS.TS Vũ Liêm Chính, T.S Đỗ Quốc Quang, KS Cao Văn Mô, Máy, thiết bị hệ thống nghiền mịn , NXB xây dựng, 2008 [4] Hồ Lê Viên, Tính tốn, thiết kế chi tiết thiết bị hóa chất dầu khí, NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2006 [5] PGS.TS Hà Văn Vui, Sổ tay thiết kế khí, NXB khoa học kỹ thuật, 2008,([6] tra bảng 2.40 trang 83, [6] http://thuykhicongnghiep.vn/may-bom-banh-rang-la-gi-cau-tao-thiet-ke-vanguyen-ly-hoat-dong-cua-bom Tính tốn thiết kế Công thức sơn: thành phần Dùng kiểu nghiền Tổng quan sát với nội dung Dựa vào tiêu chuẩn Quy trình 1.4 phải thêm thiết bị Bỏ chương nói riêng nghiển chuyển sang tính tốn Tính tốn cân vật chất lượng Thiết bị làm mát • Khả truyền nhiệt nguyên liệu vào thành thiết bị • Từ thành thiết bị mơi trường • Từ thành thiết bị vào nước ... Vì phải ý an tồn lao động Sơn chịu ánh sáng mặt trời Màng sơn tổng hợp chịu ánh sáng kém, lớp sơn suốt chịu ánh sáng tai tử ngoại yếu, màng sơn có màu dễ biến đổi Hiện sơn tổng hợp khắc phục khuyết... chịu nước, chịu ánh sáng mài mòn - Phân loại theo phạm vi sử dụng: tùy theo mục đích sử dụng mà ta gọi tên sơn Ví dụ: Sơn chống rỉ, sơn chống hà, sơn tường, sơn công nghiệp, sơn nhà, sơn đường, -... Đặc điểm sơn Ưu điểm Màng sơn khô từ từ, sử dụng thuận lợi Sơn loại chất thường có dung môi bay nhanh, màng sơn khô từ từ, mặt sơn khơ phun lớp sơn thứ hai, mài, đánh bóng Tơc độ khơ sơn tổng