- Chất lỏng ở trong sản phẩm ĩp cĩ thể chia lăm chất lỏng tự do vă chất lỏng liín kết.
+ Chất lỏng tự do dễ dăng tâch khỏi bê khơ.
+ Chất lỏng liín kết (dạng phđn tử) muốn tâch thì phải cung cấp cho nĩ một năng lượng để khắc phục lực bâm dính nhằm lăm biến dạng cấu trúc vă khắc phục lực cản do khi dịch chuyển chất lỏng, hơn nữa trở lực đĩ lại tăng lín cùng với sự tăng lực nĩn.
- Lượng chất lỏng nhỏ nhất cĩ thể chứa trong bê sau một thời gian ĩp đẳng nhiệt ở âp suất khơng đổi sẽ được gọi theo qui ước độ ẩm cđn bằng, vă hơng ở cùng điều kiện nhiệt độ, âp suất như nhau chất lỏng năy cĩ thể hấp thụ một chất năo đĩ tốt hơn chất kia. Chính nhờ đĩ mă ta dùng phương phâp ĩp để tâch pha lỏng một câch dễ dăng.
2.1.2. Ĩp định hình:
+ Để tăng độ bền cho vật thể rời ta dùng phương phâp ĩp (nĩn chặt) trong khơng gian kín, dưới tâc dụng của âp suất bín ngoăi cho đến khi thu được một khối cĩ độ chặt vă nĩ khơng thể tự tâch rời nhau được.
+ Khi ĩp cần cĩ kỉm theo sự nghiền nât vă sự di chuyển tương đối giữa câc chất vă cĩ sự trộn lẫn nhau. Do đĩ, xảy ra sự biến dạng dẻo vă biến dạng đăn hồi. Những yếu tố quyết định quâ trình ĩp sản phẩm phđn tân cĩ thể chia thănh 2 nhĩm:
a. Yếu tố đặc trưng cho tính cơ lý:
- Mơđun ĩp: đặc trưng cho khả năng của sản phẩm khi bị nĩn chặt dưới tâc dụng của âp suất (bỏ qua tổn thất do ma sât), yếu tố năy khơng đổi vă phụ thuộc văo loại sản phẩm, cấu trúc vă kích thước của câc hạt thănh phần.
- Hệ số âp suất bền: lă tỉ số giữa âp suất mặt bín của vật liệu ĩp với âp suất tâc dụng thẳng đứng.
- Độ ẩm, nhiệt độ, thănh phần, vă kích cỡ của hạt sản phẩm. b. Câc yếu tố đặc trưng cho điều kiện ĩp:
- Âp suất riíng.
- Ma sât giữa sản phẩm vă dụng cụ ĩp, đại lượng năy phụ thuộc văo thănh phần, tính chất của sản phẩm vă trạng thâi bề mặt của dụng cụ ĩp.
- Hình dâng bânh ĩp, dụng cụ ĩp vă tương quan kích thước của nĩ. - Chế độ ĩp cĩ thể lă ĩp chu kỳ hoặc ĩp liín tục.
- Hệ số bề mặt của vật liệu ĩp trực tiếp chịu âp suất ĩp, phụ thuộc văo số bề mặt trực tiếp mă quâ trình ĩp cĩ thể tiến hănh được, hệ số cụ thể như sau:
+ Một mặt: âp suất nĩn chặt tâc dụng văo một bề mặt của vật liệu ĩp + Hai mặt: âp suất nĩn chặt tâc dụng lín 2 bề mặt đối diện của vật liệu ĩp + Nhiều mặt: âp suất nĩn chặt tâc dụng lín 3 đến 6 mặt của vật liệu ĩp Hệ số nĩn chặt đối với tiết diện ĩp lă khơng đổi được xâc định theo cơng thức:
n
Y Y
= β
Với Y: khối lượng toăn thể tích vật ĩp (kg). Yn: khối lượng thể tích cốt vật chất (kg).
Đặc trưng cơ bản của quâ trình đơng vă liín kết của vật liệu lă sự phụ thuộc giữa sự tăng âp suất vă hệ số nĩn chặt của vật chất.
Nĩi chung ĩp 2 phía sẽ giảm được âp suất ĩp từ 10 đến 20% so với ĩp một phía. Ĩp 2 phía sẽ thu được sản phẩm theo chiều cao đồng đều hơn, cải tiến được nhiều về chất lượng sản phẩm
2.2. Cơ sở lý thuyết về ĩp đùn vật liệu: (cao su)
Ĩp đùn vật liệu lă một quâ trình phức tạp, gồm rất nhiều yếu tố. Mỗi yếu tố tâc động đến quâ trình ĩp khâc nhau vă mang đặc trưng khâc nhau. Ở đđy ta chỉ xĩt câc yếu tố chính trong quâ trình ĩp đĩ lă: hệ số lỉn chặt β, hệ số rỗngε , âp suất ĩp P (KG/m3), hệ số ma sât f, chiều cao bânh ĩp h (cm), năng suất lý thuyết của mây ĩp Qlt (kg/h), cơng suất yíu cầu của mây N (Kw).
2.2.1. Hệ số lỉn chặtβ:
Thể hiện khả năng nĩn chặt vật liệu của mây với một lượng vật liệu vă âp suất nhất định.
2.2.2. Hệ số rỗngε : lă tỉ số giữa thể tích chất lỏng vă phần khí với thể tích khơ, ε được xâc định theo cơng thức sau:
k khi Lg V V V + = ε Trong đĩ: VLg: thể tích chất lỏng. Vkhí: thể tích chất khí. Vk: thể tích chất khơ.
Ngoăi ra, hệ số lỉn chặt quan hệ với hệ số rỗng bằng tương quan:
1
− =β ε (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.2.3. Âp suất ĩp P (KG/cm3):
Âp suất ĩp phụ thuộc văo rất nhiều yếu tố: nhiệt độ, hệ số ma sât, chiều cao bânh ĩp…đặc biệt chiều cao của bânh ĩp. Nĩ được thể hiện bởi đồ thị sau:
Đối với mây ĩp bằng trục vít đùn thì sự phụ thuộc của âp suất văo chiều dăi trục vít xoắn được thể hiện như sau:
2.2.4. Hệ số ma sât: f
Hệ số ma sât f phụ thuộc rất nhìíu yếu tố: vật liệu, nhiệt độ, điều kiện lăm việc. Trong quâ trình ĩp đùn, hệ số ma sât f phụ thuộc văo âp suất thể hiện như sau:
2.2.5. Lực chiều trục:
Nghiín cứu quâ trình vận chuyển vật liệu trong buồng xoắn ta được phản lực đối với chiều trục như sau:
SVTH: Hoăng Văn Thiết - Lớp 04C1C Trang 35 GVHD: ThS Lưu Đức Hoă
C hi ều c ao b ân h ĩp 0 Âp suất P P (KG/cm2) A h (cm)
Hình 2.1 Đồ thị chỉ sự phụ thuộc của âp suất vă chiều cao.
0,2 0,4
50 70 90 140 P (KG/cm2) f
Ptr = D .Pe 4 . 56 2 (KG) [1] Trong đĩ: Ptr: lực chiều trục (KG). Pe: lă âp suất ĩp (KG/cm2). D: đường kính buồng ĩp (cm).
2.2.6. Năng suất lý thuyết của mây ĩp: Qlt (kg/h). Qlt được tính theo cơng thức sau:
Qlt = ω α). cos . 2 ).( .( . 1500 1 2 2 1 1 2 2 b b S R R m − − − (kg/h) Hay: Qlt = m R R S b b ).n cos . 2 ).( .( . 25 , 0 2 2 1 1 2 2 α − − − (kg/h) [1] Trong đĩ:
m: số đầu mối ren của guồng xoắn.
R1, R2: bân kính ngoăi vă trong của guồng xoắn (cm).
b1,b2: chiều rộng của cânh vít ở mặt cắt phâp tuyến theo bân kính ngoăi vă trong của guồng xoắn (cm).
SVTH: Hoăng Văn Thiết - Lớp 04C1C Trang 36 GVHD: ThS Lưu Đức Hoă
500 1000
50 70 90 Pe (KG/cm2) Ptr (KG)
Hình 2.3 Đồ thị chỉ sự phụ thuộc của lực chiều trục văo âp suất ĩp của vật liệu 1500
S: bước cânh vít của guồng xoắn.
α : gĩc nđng đường vít xoắn của cânh vít theo đường kính trung bình của
guồng xoắn (độ).
n: số vịng quay của guồng xoắn trong một phút( v/ph). ω: vận tốc của guồng xoắn (rad/s).
2.2.7. Cơng suất yíu cầu: N (Kw)
Cơng suất yíu cầu trín trục động cơ trong mây ĩp xâc định như sau: N = πη ω . 2 . 1000 . 0 W (Kw). Hay: N = η 612000.η . W . 102 . 60 . 1000 . W0 n 0 n = (Kw). (XV – 36) [1]. Trong đĩ: ω: vận tốc gĩc của trục đẩy (v/ph).
η: hiệu suất truyền động từ trục động cơ đến trục đẩy dẫn động của guồng xoắn .
n: số vịng quay của trục vít đẩy (v/ph). W0: cơng lực động xâc định như sau: W0 = Q.dtb (KG.cm) + Q: lực động (KG). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ dtb: đường kính trung bình của guồng xoắn (cm).
Q = P. α ρ ρ α tg tg tg . 1 ) ( − − (KG) (XV – 25) [1]. Trong đĩ: P: âp suất ĩp (KG/cm2).
α: gĩc nđng đường vítcủa cânh guồng xoắn tại đường kính trung bình
của nĩ (rad, độ).
ρ: gĩc ma sât giữa bề mặt cânh vít vă vật liệu (rad, độ).
2.3. Điều chỉnh vă kiểm tra quâ trình ĩp đùn:
Nhiệm vụ cơ bản của quâ trình ĩp đùn lă chế tạo ra câc bân thănh phẩm từ hỗn hợp cao su với mặt cắt xâc định cho trước.
Trong quâ trình ĩp phun vận tốc vật liệu rất lớn. Vì vậy, bân thănh phẩm ra khỏi đầu đùn thay đổi kích thước của nĩ: chiều dăi theo chiều đùn giảm cịn kích thước
theo chiều vuơng gĩc với chiều đùn tăng. Khi vận tốc ĩp đùn lớn, xuất hiện hiện tượng hồi phục đăn hồi khơng đồng đều theo chiều dăy bân thănh phẩm lăm biến dạng mặt cắt sản phẩm.
Để khắc phục hiện tượng năy cĩ thể sử dụng câc phương phâp kỹ thuật thay đổi câc điều kiện cơng nghệ ĩp đùn sao cho thời gian tâc dụng lực (đânh giâ bằng vận tốc đùn vă thời gian hồi phục tương đương nhau). Câc phương phâp đĩ lă tăng nhiệt độ hỗn hợp cao su ĩp đùn, tăng chìíu dăi của đầu đùn định hình, giảm vận tốc vật liệu của đầu đùn.
Mức độ co ngĩt của sản phẩm được xâc định bằng đại lượng biến dạng đăn hồi, phụ thuộc văo thănh phần của hỗn hợp cao su ĩp đùn. Mức độ co ngĩt giảm đâng kể khi tăng hăm lượng đơn hoặc hợp phđn cao su cĩ chứa câc chất định hình, câc chất hĩa dẻo cấu trúc...lăm tăng vận tốc của quâ trình hồi phục.
Vận tốc ĩp đùn giảm đâng kể khi trong thănh phần của hỗn hợp cao su cĩ chứa câc chất phối hợp cĩ khả năng bâm dính tốt văo kim loại ở nhiệt độ cao: bitum, colofun vă câc nhựa tổng hợp khâc.
Để nhận được bân thănh phẩm ĩp đùn cĩ bề mặt phẳng lâng cần phải thực hiện ĩp đùn ở nhiệt độ cao. Tuy nhiín một số hợp nhất cao su, khi sử dụng hệ thống lưu hĩa mạnh ( thiunum + S) nhiệt độ ĩp đùn cao sẽ gđy hiện tượng tự lưu lăm giảm khả năng định hình của hỗn hợp cao su.
Chất lượng sản phẩm đồng nhất được điều chỉnh chủ yếu bằng nhiệt độ ở 3 vùng của mây ĩp đùn: vùng nạp liệu, vùng nhăo luyện, vùng đẩy. Nhiệt độ ở 3 vùng năy cĩ thể điều chỉnh bằng tay, bằng nước nĩng hoặc nước lạnh chảy qua xilanh. Tuy nhiín, chế độ nhiệt trong mây ĩp đùn phụ thuộc rất nhiều văo nhiệt độ ban đầu của hỗn hợp cao su, trước khi văo mây khống chế nhiệt độ đầu văo, cĩ thể khống chế nhiệt độ đầu đùn nhỏ hơn 1400 C một câch dễ dăng…
Chất lượng của bân thănh phần ĩp đùn được đânh giâ bằng mức độ đồng đều của khối lượng định hướng. Để xâc định vă khống chế câc chất tốt, ở đầu đùn được trang bị một hệ thống cđn khối lượng liín tục. Sản phẩm được chấp nhận khi dao động khối lượng nhở hơn 2%.
CHƯƠNG 3:
Hình 3.1 Sơ đồ cơ cấu ĩp bằng trục vít đùn
1 3
2 4 THIẾT KẾ MÂY ĨP ĐÙN ỐNG SĂM XE ĐẠP
3.1. Phđn tích vă chọn phương ân thiết kế:
Trong thực tế cĩ nhiều phương phâp ĩp đùn khâc nhau thỏa mên những vấn đề yíu cầu chế tạo săm. Ta cĩ thể đùn bằng phương phâp cơ khí liín tục. Ĩp bằng cơ khí giân đoạn, ĩp dùng cơ cấu dẫn động lă thủy lực, khí nĩn hoặc cĩ thể dùng kết hợp cơ _thủy lực, cơ khí nĩn.
Tuy nhiín mỗi phương phâp cĩ ưu vă nhược điểm khâc nhau vì vậy ta cần chọn phương phâp phù hợp với yíu cầu của sản phẩm, vật liệu, vă việc cấp liệu.
Ta cĩ câc phương ân sau:
3.1.1 Phương phâp ĩp bằng trục vít đùn: a. Sơ đồ: a. Sơ đồ: 1. Phểu nạp liệu. 2. Trục vít đùn. 3. Xi lanh. 4. Thước mặt lốp. c. Ưu vă nhược điểm:
- Ưu điểm :
+ Vật liệu vă sản phẩm văo ra liín trục.
+ Phù hợp cho cao su đưa văo mây lă nĩng hoặc nguội đều.
+ Gia nhiệt hoặc giảm nhiệt trong quâ trình ĩp được thể hiện dể dăng nhờ kín trong xi lanh.
+ Cĩ thể thay khâc theo kích cở yíu cầu của sản phẩm. + Cho năng suất cao phù hợp với sản xuất hăng loạt. - Nhược điểm.
+ Khĩ khăn trong việc chế tạo trục vít đùn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.1.2 Phương phâp ĩp bằng trục vít xoắn: a. Sơ đồ: a. Sơ đồ: 1. Phểu cấp liệu. 2. Xi lanh. 3. Trục xoắn. 4. Cânh vít. 5. Thước mặt lốp. b. Ưu vă nhược điểm:
- Ưu điểm:
+Lăm việc với âp suất ĩp tốt 8 ÷10 kg/cm2
+ Lăm viẹc liín tục.
- Nhược điểm : Khĩ chế tạo.
3.1.3 Phương phâp ĩp bằng mây ĩp cân: a. Sơ đồ: a. Sơ đồ:
SVTH: Hoăng Văn Thiết - Lớp 04C1C Trang 40 GVHD: ThS Lưu Đức Hoă
Hình 3.3 Sơ đồ cơ cấu ép bằng máy ép cán
4
2
3
1 5
.
1. Hai trục cân. 2. Trục cĩ rênh.
3. Thùng quay cĩ bề mặt ngoăi dạng thước mặt lốp. 4. Võ mây cố định.
5. Trục băng tải. b. Ưu vă nhược điểm:
- Ưu điểm: Đơn giản dễ sử dụng. - Nhược điểm:
+ Năng suất vă chất lượng khơng cao. + Độ cứng vững thấp.
+ Lực ĩp nhỏ.
3.2. Phđn tích chọn phương phâp ân:
Bảng so sânh câc phương ân ĩp .
PHƯƠNGPHÂP ĨP
ƯU ĐIỂM NHƯỢC ĐIỂM
* Phương phâp ĩp bằng vít xoắn.
- Mây lăm việc với âp suất ĩp lớn 8 ÷ 10 KG/ cm2. - Cho năng suất cao. - Gia nhiệt vă giảm nhiệt dễ dăng. -Khĩ chế tạo trục vít. -Độ bền thấp, dễ gêy cânh vít. * Phương phâp ĩp bằng trục vít đùn.
- Vật liệu vă sản phẩm văo ra liín tục.
- Phù hợp cho cao su đưa
- Khĩ khăn trong việc chế tạo trục vít đùn.
văo mây nĩng hoặc nguội đều.
- Gia nhiệt hoặc giảm nhiệt trong quâ trình ĩp được thực hiện dễ dăng nhờ ống xi lanh kín. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Cĩ thể thay thước mặt lốp khâc theo kích cỡ yíu cầu. - Cho năng suất cao phù hợp
với sản phẩm hăng loạt.
* Phương phâp ĩp bằng mây ĩp cân
- Dễ vận hănh, dễ chế tạo. - Năng suất thấp chất lượng khơng cao.
Từ phđn tích trín kết hợp với yíu cầu chế tạo săm xe đạp ta chọn phương phâp ĩp đùn mặt ống săm xe đạp lăm phương ân cho mây thiết kế. Vì phương ân năy thỏa mản những yíu cầu chế tạo săm vă phù hợp với vật liệu lă cao su, mây năy cĩ kết cấu nhỏ gọn, tạo được lực ĩp lớn, trộn được cao su đều trước khi đưa qua thước măt lốp, cho sản phẩm ổn định, cho năng suất cao, phù hợp với dạng sản xuất hăng loạt, phù hợp với điều kiện cơng nghiệp hĩa hiện đại hĩa của thời đại.
3.3. Tính tôn động học:
3.3.1. Giới thiệu chung về động học mây:
Để thiết kế chế tạo ra một mây mĩc thiết bị tốt địi hỏi người thiết kế phải nắm rõ động học mây. Câc mây cĩ năng suất cao khơng chỉ được thiết kế chế tạo theo quan điểm tỉnh học mă trước hết theo quan điểm động học. Việc âp dụng câc phương phâp tính tôn về độ bền khi lăm việc phụ thuộc văo sự an toăn khi tiếp nhận tải trọngdo kết quả của việc tính tôn động học đưa ra. Điều quan trọng lă phải quan tđm đầy đủ đến phương thức lăm việc của kĩ sư khi nghiín cứu động lực học, thơng qua yíu cầu giải quyết một
băi tôn trong thực tế trong thời gian ngắn với tiíu hao cĩ thể chấp nhận được về mặt kinh tế.
Sơ đồ động của mây ĩp đùn:
6 3 4 5 2 7 8 9 10 11 1 nu?c cao su Ghi chú:
1. Động cơ. 7. Phểu nạp liệu. 2. Bânh đai nhỏ. 8. Buồng ĩp. 3. Dđy đai. 9. Cânh vít. 4. Bânh đai lớn. 10. Trục vít. 5. Hộp giảm tốc. 11. Đầu đùn. 6. Khớp nối.
3.3.2 Câc số liệu ban đầu:
* Q: năng suất lăm việc của mây Q = 225 (kg/h).