Thiết kế tấm chắn - Thiết kế và chế tạo mô hình th- 123docz.net

 Tấm chắn là bộ phận liên kết với thân máy bằng mối ghép bu lông- đai ốc.

 Nhiệm vụ: dùng để chắn bụi trong quá trình tách lọc, tạo nên chuỗi khép kín cho bộ máy, phân chia môi trường trong và ngoài máy.

 Tấm chắn có vai trò ngăn cản dòng chuyển động của nhựa nhằm tạo ra sự va đập giữa nhựa và tấm chắn để tách bụi ra khỏi nhựa.

 Cấu tạo gồm một tấm mica (hoặc kim loại) hình chữ nhật, có kích thước và hình dạng như hình 3.11, 3.12 và 3.13

Hình 3.11: Tấm chắn lớn mặt trước

 Tấm nghiêng nhỏ có dạng hình chữ nhật được khoan các lỗ để ghép với thân máy bằng mối ghép bu lông- đai ốc, kích thước tổng thể 800x600x2 (mm).

Hình 3.13: Kích thước sơ bộ tấm chắn mặt trước 3.5. Lắp ráp tấm chắn với phần thân máy

 Sau khi hoàn thành thiết kế tấm chắn, tiến hành lắp vào thân máy đã thiết kế trước đó tạo thành một môi trường hoạt động khép kín cho máy.

 Tấm chặn được lắp vào thân máy bằng mối lắp bu lông- đai ốc, khoảng cách giữa các tấm chặn được xác định nhờ vào các cử tạo ra khi đã lắp các tấm nghiêng bên trên.

Hình 3.14: Lắp ráp phần thân máy với tấm chắn 3.6. Thiết kế bộ phận hút gió

3.6.1 Hộp thoát khí

 Là bộ phận lắp phía sau thân máy đóng vai trò trung gian trong quá trình tách lọc bụi nhựa.

 Nhiệm vụ: dẫn bụi sau khi đã được sàn theo đường ống chuyển sang công đoạn lọc khí Cyclone.

Hình 3.15: Hộp thoát khí

 Hộp thoát khí có dạng hình hộp, được khoan các lỗ để ghép với thân máy bằng mối ghép bu lông- đai ốc, kích thước tổng thể 2352x740x2 (mm), góc nghiêng 35o ở cuối hộp có vai trò dẫn hướng dòng khí chuyển động ổn định, mang tính khí động học cao.

Hình 3.16: Kích thước sơ bộ hộp thoát khí 3.6.2 Phễu thoát khí

 Là cổng ra của quá trình tách lọc bụi nhựa theo nguyên lý zigzag.

 Nhiệm vụ: chuyển lượng bụi đã tách sang công đoạn lọc bụi Cyclone.

Hình 3.17: Phễu thoát khí

 Phễu thoát khí có dạng hình hộp, đầu ra được vuốt về khối trụ nhằm giảm tiết diện đường dẫn, tăng lực hút giúp cải thiện năng suất, đồng thời tạo ra đường khí mang tính khí động học tốt.

 Phễu được khoan các lỗ để ghép với thân máy bằng mối ghép bu lông- đai ốc, kích thước tổng thể 700x740x2 (mm), đường kính ống 200 mm ở cuối hộp có vai trò dẫn hướng dòng khí.

Hình 3.18: Kích thước sơ bộ phễu thoát khí 3.7. Lắp ráp hoàn thiện hệ thống thoát khí và thân máy

 Sau khi hoàn thành thiết kế hệ thống thoát khí, tiến hành lắp vào thân máy đã thiết kế trước đó tạo thành một môi trường hoạt động khép kín cho máy.

 Hộp thoát khí được lắp vào phía sau thân máy bằng mối lắp bu lông- đai ốc, khoảng cách giữa các tấm chặn được xác định nhờ vào các hốc khí tạo ra trên thân máy trong quá trình thiết kế.

 Phễu thoát khí được lắp vào bên trên thân máy và hộp thoát khí bằng mối lắp bu lông- đai ốc để hoàn thành hệ thống thoát khí hoàn thiện cho máy.

3.8. Thiết kế cổng ra vào nhựa

 Là bộ phận lắp trên và dưới thân máy, có vai trò quan trọng đến năng suất của máy.

 Nhiệm vụ: cấp thoát liệu cho bộ máy.

 Cấu tạo: có kích thước và hình dáng như hình 3.8.1 và 3.8.2

Hình 3.20: Cổng ra vào nhựa

 Cổng vào nhựa được lắp vào thân máy bằng mối lắp bu lông- đai ốc, đầu vào của cổng có xẻ rãnh để linh hoạt điều chỉnh lưu lượng đầu vào.

 Cổng vào nhựa được lắp vào thân máy bằng mối lắp bu lông- đai ốc, đầu ra của cổng có thiết kế tương tự cổng vào, không xẻ rãnh.

Hình 3.21: Kích thước sơ bộ cổng ra vào nhựa 3.9. Thiết kế chân máy:

 Là bộ phận quan trọng cùng với thân máy giúp cho máy hoạt động ổn định và bền vững.

 Nhiệm vụ: giữ máy hoạt động ổn định, tránh tiếp xúc với các yếu tố có hại (độ ẩm, nhiệt độ, …)

Hình 3.22: Chân máy

 Chân máy có dạng hình chữ nhật, được cấu thành từ sắt chữ V giúp tăng độ cứng vững cho máy, đồng thời thuận lợi cho quá trình lắp đặt cũng như bảo trì, bảo dưỡng.

 Chân máy các lỗ để ghép với thân máy bằng mối ghép bu lông- đai ốc, kích thước tổng thể 1800x1400x490 (mm), hai bên được thiết kế có khoảng trống vừa để giúp thân máy tăng độ cứng vững, vừa có thể lắp thêm tấm đỡ để chứa nguyên liệu hoặc các thiết bị phụ trợ về sau.

Hình 3.23: Kích thước sơ bộ chân máy 3.10. Lắp ráp hoàn thiện mô hình máy

 Sau khi lắp chân máy vào thân máy, việc thiết kế mô hình máy lọc bụi nhựa theo nguyên lí zigzag đã hoàn thiện, chuyển sang công đoạn chế tạo và thực nghiệm.

 Mô hình máy tách lọc bụi nhựa theo nguyên lí zigzag hoàn thiện

Hình 3.25: Mô hình máy hoàn thiện

Phễu vào Tấm chặn Khe hút khí Phễu ra Phễu thoát khí Hộp thoát khí Chân máy Tấm nghiêng lớn Tấm nghiêng nhỏ

CHƯƠNG IV: CHẾ TẠO MÁY LỌC BỤI NHỰA THEO NGUYÊN LÝ ZIGZAG 4.1. Chế tạo thân máy

 Vật liệu: mica trong suốt có chiều dày 2mm. Sử dụng mica làm phân thân mô hình. Với đặc tính sáng bóng, trong suốt, bề mặt phảng mịn và có độ bền cao, màu sắc đa dạng phong phú nên mica là một loại vật liệu có tính ứng dụng cao. Loại vật liệu này đã được ứng dụng nhiều cho những đồ dung văn phòng như biển tên, menu bàn, biển quảng cáo, giá kệ siêu thị… Các sản phảm được gia công từ mica có rất nhiều ưu điểm nổi bật khi sử dụng trong thực tế.

Hình 4.1: Mica trong suốt

 Phương pháp gia công: cắt lazer CNC. Hiện tại thì công nghệ cắt mica sử dụng máy cắt lazer CNC đang phố biến trong một số năm trở lại đây. Loại máy laser này giúp cho việc cắt những nét trên kim loại cực mịn, đẹp, thời gian cắt rất nhanh, dễ dàng vận hành, sử dụng.

4.2. Chế tạo tấm nghiêng

 Vật liệu: mica trong suốt có chiều dày 2mm.

 Phương pháp gia công: cắt lazer CNC.

4.3. Chế tạo tấm chắn

 Vật liệu: mica trong suốt có chiều dày 2mm.

4.4. Chế tạo bộ phận hút gió

 Vật liệu: mica trong suốt có chiều dày 2mm.

 Phương pháp gia công:

 Cắt lazer CNC

 Khò nóng mica bằng súng khò hàn.

Hình 4.2: Súng khò hàn mica 4.5. Chế tạ cổng ra vào nhựa

 Vật liệu: bìa carton cứng.

 Phương pháp gia công: cắt uốn thủ công.

4.6. Chế tạo chân đế

 Vật liệu: sử dụng sắt V lỗ đề làm phần khung máy, vì đây là mô hình thí nghiệm nên đòi hỏi độ bền và tính thẩm mỹ cao, thanh sắt V lỗ dễ dàng tìm kiếm và đa dạng trên thị trường nên thuận tiện cho việc tìm kiếm và mua vật liệu.

 Kết cấu bu lông tạo cho khả năng liên kết của thanh sắt V lỗ đa dạng, dễ dàng, ke kẽm với thanh V lỗ sơn tĩnh điện nên có độ bền cao trong môi trường khói bụi, ẩm ướt.

Hình 4.4: Thanh sắt V lỗ

CHƯƠNG V: THỰC NGHIỆM QUÁ TRÌNH TÁCH LỌC 5.1. Vật liệu:

 Trong quá trình thực nghiệm, nhóm sử dụng 2 loại vật liệu khác nhau là nhựa PP và nhựa ABS để khảo sát.

5.1.1 Nhựa PP:

 Góc nghiêng: thực nghiệm với 3 góc nghiêng 45o,65o,75o (các góc độ được xét chung 1 điều kiện chuẩn, khối lượng mỗi lần lọc là như nhau)

 Góc 45:

+ Năng suất lọc được hạt nhựa sạch ở khoảng 40%-50%, nhựa bị kẹt lại làm cho năng suất đầu ra bị giảm sút, không đạt tiêu chuẩn đặt ra.

+ Hạt nhựa và bụi bị kẹt lại trong quá trình tách lọc do góc nghiêng chưa đủ tạo độ dốc cao khiên dòng chảy nhựa bị kẹt.

 Góc nghiêng cần được tăng lên để dòng chảy của nhựa được cao hơn.

 Góc 75:

+ Năng suất đạt 50%-60%, khối lượng hạt nhựa đầu ra đạt đủ khối lượng nhưng khả năng làm sạch bụi còn kém, chưa loại bỏ hoàn toàn lượng bụi tồn đọng.

+ Dòng chảy quá nhanh, không tạo được sự va đập để tách bỏ hạt bụi khỏi nhựa, cả bụi và sản phẩm đều đi ra ở đầu ra sản phẩm.

 Cần giảm góc nghiêng để tạo sự va đập tách hạt bụi ra khỏi nhựa.

 Góc 65:

+ Năng suất đạt được 60%-70%, khối lượng sản phẩm đầu ra đạt đủ khối lượng tính toán ban đầu.

+ Dòng chảy của nhựa ổn định, dòng chảy đều, các góc nghiêng tạo sự va đập giúp cho hạt bụi tách khỏi nhựa và hút ra ngoài, hiện tượng tắt nghẽn thấp nhất.

 Góc nghiêng hợp lí, đạt đủ tiêu chuẩn đặt ra.

Hình 5.3: Sản phẩm góc 65 5.1.2 Nhựa ABS:

 Góc nghiêng: thực nghiệm với 3 góc nghiêng 45o,65o,75o (các góc độ được xét chung 1 điều kiện chuẩn, khối lượng mỗi lần lọc là như nhau)

 Góc 45:

+ Năng suất lọc được hạt nhựa sạch ở khoảng 35%-50%, nhựa bị kẹt lại làm cho năng suất đầu ra bị giảm sút, không đạt tiêu chuẩn.

40 Góc 75:

+ Năng suất đạt 40%-55%, khối lượng hạt nhựa đầu ra đạt đủ khối lượng nhưng khả năng làm sạch bụi còn kém, chưa loại bỏ hoàn toàn lượng bụi tồn đọng.

 Góc 65:

+ Năng suất đạt được 50%-70%, khối lượng sản phẩm đầu ra đạt đủ khối lượng tính toán ban đầu.

5.2 Bảng kết quả tổng kết năng suất:

Góc Nhựa PP Nhựa ABS

45 65 75 45 65 75 Năng suất 40% 80% 55% 40% 70% 50% Dòng chảy Vừa, nhựa kẹt Vừa, ổn định Nhanh, nhựa kẹt Vừa, nhựa kẹt Nhanh, ổn định Nhanh, nhựa kẹt

Bảng 5.2.1: Bảng kết quả năng suất thực nghiệm.

 Sau thực nghiệm chưa đạt được năng suất 100% vì do góc nghiêng, do độ ẩm của nhựa và bụi, vậy nên nhựa cần được sấy khô trước khi tách lọc.

 Do nhựa ABS nhỏ, ẩm, ma sát giữa hạt nhựa và bụi nhựa cao nên năng suất cho ra thường thấp hơn nhựa PP nên ta có thể kết luận được tùy thuộc từng loại nhựa, kích cỡ hạt ta cho ra được năng suất tách lọc khác nhau.

CHƯƠNG VI: KẾT LUẬN 6.1. Kết luận

 Qua quá trình thực hiện đề tài, nhóm nghiên cứu đã tìm hiểu nghiên cứu, thiết kế và thu được những thành quả sau đây:

 Nghiên cứu các phương pháp tách lọc bụi nhựa

 Nghiên cứu phương pháp tách lọc bụi nhựa theo nguyên lý ZigZag và bản chất của hạt nhựa.

 Nghiên cứu tìm hiểu các chi tiết tiêu chuẩn hóa trong công nghiệp nhằm tăng tốc độ thiết kế cũng như gia công sản phẩm sau thiết kế.

 Đưa ra ý tưởng cho quá trình lọc bụi nhựa.

 Thiết kế các cụm chi tiết lắp ráp.

 Thiết kế toàn bộ kết cấu của máy tách lọc bụi nhựa.

6.2. Hướng phát triển

 Quá trình sàng lọc bụi nhựa tuy là một quá trình đơn giản nhưng để tạo ra một góc tương đối chính xác đòi hỏi rất nhiều các kĩ thuật tiên tiến cần ứng dụng vào.

 Với đề tài này, nhóm đã cố gắng thiết kế một máy tách lọc bụi nhựa đơn giản dựa trên nguyên lý ZigZag và đạt được một số kết quả cải tiến rõ rệt, song vẫn còn một số điểm cần phải cải tiến thêm đó là cần thiết kế thêm một bộ phận kiểm tra sau khi quá trình tách lọc đã hoàn thành kết hợp với phương pháp cộng thêm lượng đàn hồi của vật liệu để trở thành một hệ thống kiểm tra hàon toàn khép kín, khi đó lượng phế phẩm sẽ giảm đi rất nhiều.

 Để sàng lọc được năng suất cao hơn thì cần phải linh hoạt thay đổi góc của tấm nghiêng theo vật liệu và tối ưu công suất máy hút hoặc tăng số tầng lọc của máy.

 Đây là một đề tài có thể được ứng dụng cho nhiều lĩnh vực khác nhau, chủ yếu là phân loại bụi và hạt nhựa trong các ngành công nghiệp Nhựa và có thể thể áp dụng cho việc sàng lọc các loại vật liệu nhỏ nhẹ khác...

 Những mặt hạn chế chưa đạt được bao gồm:

 Năng suất chưa cao.

 Còn hiện tượng tắc nghẽn, tồn đọng bụi làm giảm năng suất.

 Chỉ khảo sát trên 2 loại nhựa.

 Bộ phận hút chưa đáp ứng được theo thiết kế, hộp khí có diện tích quá lớn

 Các khe chuyển khí bụi thiết kế chưa hợp lý, dẫn đến tình trạng giảm lực hút, gây khó khăn cho quá trình tách lọc bụi nhựa.

 Góc nghiêng chưa đạt được độ chính xác nhất.

CHƯƠNG VII: TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Bài báo “ Giới thiệu tổng quan nghành nhựa Viêt Nam” của Hiệp Hội Nhựa Việt Nam 2015.