MỞ ĐẦU Vào thời kỳ trước công nguyên, khi con người còn sống trong các hang, hốc đá, họ đã biết trang trí nơi ở của mình bằng các vật dụng trên cơ sở chất kết dính là lòng trắng trứng, sáp ong, nhựa cây trộn với bột màu thiên nhiên. Sau đó vài ngàn năm, người Trung Hoa đã phát hiện và sử dụng mủ cây sơn làm sơn phủ và keo. 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. 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. Với những nhận định trên và nhận được sự phân công cũng như sự hướng dẫn tận tình của Th.S. Huỳnh Thị Việt Hà, nhóm đồ án lớp ĐHHC3 quyết định thực hiện đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy nghiền bi dùng trong công nghiệp sản xuất sơn” với mong muốn giúp đỡ các bạn hiểu thêm phần nào về các thiết bị dùng trong sản xuất sơn công nghiệp để sau này các bạn không bị bỡ ngỡ khi bước ra thực tiễn. Trong quá trình thực hiện tất nhiên không thể thiếu những sai sót, nhóm rất mong nhận được sự hỗ trợ cũng như những ý kiến đóng góp chân tình từ phía thầy cô và các bạn Tập thể nhóm đồ án Lớp ĐHHC3  MỤC LỤC Chương 1: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH NGHIỀN 7 Chương 2: TỔNG QUAN VỀ SƠN VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT SƠN 12 Bảng 1. Đặc tính kỹ thuật của nhựa Epoxy 13 Chương 3: MÁY NGHIỀN DÙNG TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT SƠN 21 Hình 2: Cấu tạo của trục 24 Hình 3: Cấu tạo ổ trục 25 Chương 4: LỰA CHỌN, TÌNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN BI 31  Hình 7: Sơ đồ cấu tạo thiết bị 32 Hình 8: Hình ảnh thiết bị 33 Hình 9: Cấu tạo chi tiết thiết bị 34   !"#$%&&'(&)*+ ,-+ ./01 Hình 10: Cấu tạo bi nghiền 40 ,23 Hình 11: Hình ảnh về trục 44 4 2) + 45 Hình 12: Động cơ truyền động 45 +5(67/89  46 Hình 13: Bơm bánh răng 46 9:;</8=>=#? Hình 14: Các loại van 47 Chương 5: NGUYÊN NHÂN VÀ CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 48 +5@ABCD6E#(&F +GHI;<AJ;3(&F Hình 15: Bảng điều khiển máy 48 +"B=>&C73K Bảng 5: Sự cố của thiết bị trong quá trình làm việc 49 Bảng 6: Sự cố và cách khắc phục trong quá trình nghiền 50 +L>CAJ;3(&+1 DANH MỤC CÁC BẢNG Trang  Chương 1: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH NGHIỀN 7 Chương 2: TỔNG QUAN VỀ SƠN VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT SƠN 12 Bảng 1. Đặc tính kỹ thuật của nhựa Epoxy 13 Chương 3: MÁY NGHIỀN DÙNG TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT SƠN 21 Hình 2: Cấu tạo của trục 24 Hình 3: Cấu tạo ổ trục 25 Chương 4: LỰA CHỌN, TÌNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN BI 31  Hình 7: Sơ đồ cấu tạo thiết bị 32 Hình 8: Hình ảnh thiết bị 33 Hình 9: Cấu tạo chi tiết thiết bị 34   !"#$%&&'(&)*+ ,-+ ./01 Hình 10: Cấu tạo bi nghiền 40 ,23 Hình 11: Hình ảnh về trục 44 4 2) + 45 Hình 12: Động cơ truyền động 45 +5(67/89 46 Hình 13: Bơm bánh răng 46  9:;</8=>=#? Hình 14: Các loại van 47 Chương 5: NGUYÊN NHÂN VÀ CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 48 +5@ABCD6E#(&F +GHI;<AJ;3(&F Hình 15: Bảng điều khiển máy 48 +"B=>&C73K Bảng 5: Sự cố của thiết bị trong quá trình làm việc 49 Bảng 6: Sự cố và cách khắc phục trong quá trình nghiền 50 +L>CAJ;3(&+1 + DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Chương 1: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH NGHIỀN 7 Chương 2: TỔNG QUAN VỀ SƠN VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT SƠN 12 Bảng 1. Đặc tính kỹ thuật của nhựa Epoxy 13 Chương 3: MÁY NGHIỀN DÙNG TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT SƠN 21 Hình 2: Cấu tạo của trục 24 Hình 3: Cấu tạo ổ trục 25 Chương 4: LỰA CHỌN, TÌNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN BI 31  Hình 7: Sơ đồ cấu tạo thiết bị 32 Hình 8: Hình ảnh thiết bị 33 Hình 9: Cấu tạo chi tiết thiết bị 34   !"#$%&&'(&)*+ ,-+ ./01 Hình 10: Cấu tạo bi nghiền 40 ,23 Hình 11: Hình ảnh về trục 44 4 2) + 45 Hình 12: Động cơ truyền động 45 9 +5(67/89 46 Hình 13: Bơm bánh răng 46 9:;</8=>=#? Hình 14: Các loại van 47 Chương 5: NGUYÊN NHÂN VÀ CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 48 +5@ABCD6E#(&F +GHI;<AJ;3(&F Hình 15: Bảng điều khiển máy 48 +"B=>&C73K Bảng 5: Sự cố của thiết bị trong quá trình làm việc 49 Bảng 6: Sự cố và cách khắc phục trong quá trình nghiền 50 +L>CAJ;3(&+1 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH NGHIỀN 1.1. Quá trình nghiền. 1.1.1. Khái nệm Nghiền là quá trình phá huỷ vật thể rắn bằng các lực cơ học thành các phần tử, nghĩa là bằng cách đặt vào vật thể rắn các ngoại lực mà các lực này lớn hơn các lực phân ? tử của vật thể rắn đó. Kết quả của quá trình nghiền là tạo nên nhiều phần tử cũng như nghiền bề mặt mới. Là công đoạn chính trong quá trình sản xuất vật liệu như: sơn, xi măng, gốm sứ, Quá trình này làm giảm kích thước của vật liệu rắn dưới tác dụng của ngoại lực để phá vỡ liên kết giữa các phân tử. 1.1.2. Các phương pháp tác dụng lực Hình 1: Các phương pháp tác dụng lực Khi thiết bị làm việc, có thể kết hợp với nhiều phương pháp. Tuy nhiên, trong quá trình nghiền, lực tác dụng chủ yếu là lực mài xiết và va đập. 1.1.3. Các yêu cầu cơ bản đối với quá trình nghiền - Năng lượng tiêu tốn nhỏ nhất, phụ thuộc vào: • Lực liên kết giữa các phân tử vật liệu. • Hình dạng của vật liệu. • Kích thước hạt. - Năng suất lớn. - Sản phẩm thu được phải tương đối đồng đều về kích thước. - Khả năng điều chỉnh mức độ nghiền dễ dàng. - Dễ vận hành và sửa chữa. 1.2. Đặc trưng của sản phẩm nghiền Mục đích của quá trình nghiền là tạo ra những hạt vật liệu nhỏ từ hạt vật liệu ban đầu to hơn. Quá trình cần những hạt vật liệu nhỏ vì chúng có diện tích bề mặt F Nén ép Mài xiết nổ Va đập uốn riêng lớn hoặc cần hình dạng, kích thước và số lượng hạt. Hiệu suất sử dụng năng lượng của quá trình được xác định bằng diện tích bề mặt mới tạo nên sau quá trình đập nghiền. Vì vậy các đặc trưng hình học của hạt, đơn chiếc và hỗn hợp, là yếu tố quan trọng để đánh giá sản phẩm từ máy nghiền. Một máy nghiền không cho sản phẩm đồng nhất dù nhập liệu có đồng nhất hay không. Sản phẩm luôn luôn là một hỗn hợp có các kích thước nằm trong một khoảng xác định. Hạt nhỏ nhất của sản phẩm nghiền có thể so sánh với kích thước của một tinh thể, đó là đơn vị nhỏ nhất của vật liệu có thể tồn tại dưới dạng một tinh thể độc lập. Kích thước này là khoảng 10 -3 µm. Do sự biến đổi kích thước trong một khoảng rộng nên thường dùng khía niệm đường kính trung bình để biểu diễn kích thước hạt trong một hỗn hợp. 1.3. Cơ sở lý thuyết quá trình nghiền Một vật thể được nghiền vỡ tức là chịu tác động của ngoại lực có trị số vượt các ứng sức bền của vật thể (ứng suất nén). Khi đó, vật thể sẽ chịu những biến dạng, hoặc bị phá vỡ đột ngột, hoặc chịu những biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo và cuối cùng bị phá vỡ. Khi vật thể chịu một lực va đập tự do để phá vỡ, thì lực đó sẽ gây ra những sóng chấn động truyền trong vật thể theo chiều lực đập. Chỉ khi lực đập đủ lớn để các sóng chấn động đó truyền hết chiều dài (kích thước) vật thể thì vật thể mới có khả năng bị phá vỡ. Trong quá trình bị phá vỡ, vật thể nếu chưa vỡ cũng đã chịu những biến dạng đàn hồi, nghĩa là đã tốn phần năng lượng nghiền để có những biến dạng đó. Khi vật thể vỡ ra sẽ tạo thành những diện tích mới ở những chổ nứt vỡ, lúc đó là lúc tiêu thụ năng lượng để phá vỡ, để tạo ra những diện tích mới. Tuy nhiên, đôi khi vật thể chịu ngoại lực tác động, chưa vỡ hẳn nhưng đã có những vết nứt ngầm với những khe, những diện tích mới nào đó bên trong. Cũng có thể những vết nứt ngầm đó khép liền lại do lực hút phân tử của vật thể. Như vậy quá trình nghiền sẽ bị tốn một phần năng lượng vô ích đó. K 1.3.1. Độ nghiền Độ nghiền còn được gọi là tỷ số nghiền, là tỷ số giữa kích thước của kích thước của hạt đem nghiền với hạt sản phẩm. Các kích thước tuyệt đối, độ hạt của các phần tử có được khi nghiền. Người ta thường sử dụng tỷ số nghiền để đánh giá chất lượng sản phẩm và đánh giá năng lượng. Vậy theo chỉ tiêu này, nó đã phản ánh chiều sâu quá trình phân tán. Trong trường hợp chung, dung tích năng lượng của quá trình công nghệ nghiền phụ thuộc vào sự gia tăng diện tích riêng bề mặt ∆S của vật liệu. Nghĩa là: ∆S = S c -S d Trong đó : S c – diện tích riêng bề mặt của các phần tử vật liệu kết thúc quá trình nghiền; S d – diện tích riêng bề mặt của các phần tử vật liệu bắt đầu quá trình nghiền. Cùng với sự giảm kích thước của các phần tử diện tích riêng bề mặt tăng lên vì vậy mức độ nghiền λ S là tỷ số diện tích riêng bề mặt củâ các phần tử vật liệu cuối quá trình nghiền và diện tích riêng bề mặt của các phần tử ban đầu. D C S S S = λ Theo lý thuyết mức độ nghiền λ của vật liệu thường được đánh giá qua tỷ số giữa kích thước trung bình D của vật liệu trước khi nghiền và kích thước trung bình của phần tử sản phẩm nghiền: d D = λ Mức độ nghiền λ là đặc tính cơ bản để đánh giá quá trình nghiền Khi nghiền nguyên liệu bằng máy nghiền kiểu búa thông thường thì độ nhỏ của bột nghiền được điều chỉnh bằng sàng đặt trong buồng nghiền. 1.3.2. Năng lượng tiêu tốn trong quá trình nghiền Trong quá trình nghiền vật liệu ban đầu bị xoắn và có ứng suất. Công cần thiết để tạo nên ứng suất cho vật liệu được chứa tạm thời trong vật liệu dưới dạng 1 [...]... như là: nhựa alkyd, nhựa epoxy, nhựa vinyl, nhựa acrylate, nhựa PU, Các tính chất quan trọng của chất tạo màng được quan tâm trong công nghiệp sơn là: độ nhớt, tỷ trọng, khả năng hòa tan trong dung môi, khả năng phản ứng hóa học ( với sơn khô hóa học), Chất tạo màng mà nhóm sử dụng là nhựa epoxy vì những tính chất sau: - Nhựa epoxy tan tốt trong các dung môi hữu cơ như xeton, axetat, dioxin… Nhựa epoxy... QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT SƠN Nghiền là công đoạn chính trong quá trình sản xuất sơn, quá trình này tạo ra một dạng chất lỏng mịn, dàn đều tốt trên bề mặt vật cần sơn Hiện tại, các dây chuyền sản xuất sơn có các loại máy nghiền bi (hạt ngọc) loại ngang và đứng Tùy theo yêu cầu về độ nhớt của paste sơn và chủng loại sơn mà người ta sử dụng máy nghiền loại ngang hoặc đứng 3.1 Các loại máy nghiền dùng trong công. .. trong các dung môi mạch thẳng 12 - Nhựa epoxy có thể phối trộn tốt với các loại nhựa khác như: phenolformadehyt, nitrocellulose, polyester, polysulfit,… - Nhựa epoxy có thể chuyển sang mạng lưới không gian ba chiều khi sử dụng các chất đóng rắn nóng như: anhydrite phtalic, anhydrite maleic…hay các chất đóng rắn nguội như là polyamine mạch thẳng, polyamit,… - Nhựa epoxy sau khi đóng rắn có 1 loạt các. .. tường, sơn công nghiệp, sơn chống hà … - Phân loại theo bản chất dung môi … 2.2 Nguyên liệu dùng trong sản xuất sơn 2.2.1 Chất tạo màng Chất tạo màng là các polyme có độ bám dính tốt, có khả năng chứa các loại bột như bột màu, bột độn tốt, có các tính chất như thời gian khô, độ cứng, độ bóng tốt, Chất tạo màng có vai trò quan trọng nhất trong sơn, quy t định hầu hết các tính chất của màng sơn Các polyme... nhiên,loại truyền động rất nhạy cảm với các sự cố về lưới điện Đồng thời việc chế tạo cụm stato và roto rất phức tạp nên giá thành đầu tư khá cao Để đáp ứng được với sự thay đổi cơ lý tính của vật liệu nghiền cũng như chất lượng sản phẩm sau nghiền, công suất truyền động cho máy nghiền thường được chọn cao hơn công suất tính toán từ 5÷ 10% Ở các máy nghiền có công suất truyền động lớn và có hệ thống truyền... các tiêu chuẩn hiện hành (về độ mịn, màu sắc, khả năng bay hơi, độ độc,…) Các nguyên liệu được cân đong theo một đơn pha chế có sẵn cho từng loại sơn Cân đong nguyên liệu là một khâu rất quan trọng, nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm 2.3.2 Đánh paste Đánh paste là quá trình phân tán sơ bộ các khối màu hoặc túm màu có kích thước lớn giúp cho dung môi và nhựa thấm ướt các hạt màu Đây là công. .. là công đoạn quan trọng trong công nghệ sản xuất, nó quy t định hiệu suất nghiền, sự chính xác 17 về màu sắc, ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm Do đó khi nạp liệu phải chú ý thứ tự các loại vật tư ghi trong phiếu, loại nào ghi trước cho vào trước, cho một lượng vừa phải đủ để máy khuấy trộn dễ dàng, đều hết mới cho tiếp, cho đủ và đúng số lượng các loại vật tư, các bước thời gian ghi trên phiếu... chủng loại sơn mà người ta sử dụng máy nghiền loại ngang hoặc đứng 3.1 Các loại máy nghiền dùng trong công nghiệp sản xuất sơn Có hai loại máy nghiền dùng trong công nghệ sản xuất sơn là: Máy nghiền bi trục đứng Máy nghiền bi nằm ngang 3.1.1 Cấu tạo chung Một máy nghiền dùng trong công nghiệp sản xuất sơn, tùy thuộc vào từng loại máy có thể sẽ có những chi tiết cấu tạo khác nhau nhưng chúng luôn có... là các bentonit có tác dụng tạo 1 lớp mạng lưới trong màngKiểm từ đó giúp nâng đỡ các hạt bột màu và bột phụ trợ có tỷ trọng cao sơn, tra Phụ gia chống chảy, tạo độ nhớt giả là các phụ gia mà khi thêm vào sẽ phản ứng với chất tạo màng, tạo mạng không gian chật hẹp hơn, làm tăng độ nhớt của Pha loãng sơn, tăng bám dính và có tác dụng chống chảy khi sơn lớp dày 2.3 Kiểm tra Quy trình sản xuất sơn Lọc Sản. .. Tùy vào các chi tiết máy cụ thể mà hệ thống làm mát có nhiệm vụ riêng: - Đối với các chi tiết động cơ • Giữ cho các chi tiết không bị cháy hỏng nhờ đó tuổi thọ các chi tiết được tăng lên • Tránh hiện tượng kẹt dính của động cơ - Đối với các máy nhiệt: hệ thống làm mát có thể làm tăng tuổi thọ của máy - Đối với các máy cắt kim loại • Làm tăng tuổi thọ dao cắt 29 • Tăng chất lượng bề mặt gia công • . 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. trong sơn, quy t định hầu hết các tính chất của màng sơn. Các polyme được sử dụng làm chất tạo màng nhiều nhất trong sơn như là: nhựa alkyd, nhựa epoxy, nhựa vinyl, nhựa acrylate, nhựa PU, Các tính. nghiệp sản xuất sơn” với mong muốn giúp đỡ các bạn hiểu thêm phần nào về các thiết bị dùng trong sản xuất sơn công nghiệp để sau này các bạn không bị bỡ ngỡ khi bước ra thực tiễn. Trong quá trình