ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN: THIẾT KẾ MÁY LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG NGHIỀN VÀ PHÂN LOẠI NHỰA PPS NĂNG SUẤT 40KG/GIỜ CBHD: TS BÙI TRỌNG HIẾU SVTH : MAI HỒNG PHÚC MSSV :206T1592 LỚP: BT06CTM TP HỒ CHÍ MINH , tháng năm 2011 Nội dung Lời nói đầu .1 CHƯƠNG TỔN G QUAN VỀ TÁI SINH NHỰA 1.1Vai trò vật liệu nhựa 1.2 Đặc điểm , tính ứn g dụng 1.2.1 đặc điểm 1.2.2 Tính 1.2.3 Ứng dụng 1.3 Sơ lược tái sinh nhựa giới nước ta 1.4 Quy trình côn g nghệ tái sinh nhựa PPS .4 1.5 Nhiệm vụ thiết kế CHƯƠNG TÍNH TOÁN ĐỘN G HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC CỦA MÁY CẮT NHỰA 2.1 Chọn phương án thiết kế 2.1.1 Tổng quan loại máy nghiền 2.1.2 Phương án thiết kế .14 2.2 Giới thiệu thông số động học , động lực học máy nghiền .14 2.3 Tính toán thiết kế máy nghiền nhựa 16 2.3.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động máy cắt nhựa 16 2.3.2 Tính toán thiết kế .17 2.4 Chọn độn g phân phối tỉ số truyền .24 2.4.1 Xác đònh công suất động .24 2.4.2 Chọn tỷ số truyền .24 2.4.3 Lập bảng thông số 25 CHƯƠNG TÍNH TOÁN KẾT CẤU CỦA MÁY NGHIỀN NHỰA 3.1 Tính toán truyền động đai thang 26 3.2 Tính toán trục .29 3.3 Chọn ổ lăn 35 3.4 Thiết kế chọn vỏ hộp 37 3.5 Dung sai lắp ghép .41 CHƯƠNG THIẾT KẾ , LỰA CHỌN MÁY PHÂN LOẠI NHỰA Máy phân loại đ iện từ 43 4.1 Chức năn g phạm vi ứng dụng 43 4.2 Các thiết bò phân loại từ tính 44 4.2.1 Thiết bò phân loại nam châm vónh cửu .44 4.2.2 Thiết bò phân loại điện từ 51 4.3 Lựa chọn máy phân loại nhựa .56 4.4 Cấu tạo nguyên lý hoạt động máy phân loại 57 4.4.2 Cấu tạo 57 4.4.3 Nguyên lý hoạt động 58 4.5 Thôn g số máy phân loại 58 CHƯƠNG TÌM HIỂU , LỰA CHỌN THIẾT BỊ VẬN CHUYỂN BẰNG KHÍ 5.1 Vận chuyển vật liệu khí 59 5.2 Phân loại 60 5.3 Vận tốc tối thiểu dòn g khí 62 5.4 Máy thổi khí 67 5.5 Lựa chọn máy thổi (hút) cho hệ thống 72 Kết luận 73 Tài liệu tham khảo .74 LUẬ N VĂ N TỐT NGHIỆP GVHD : TS BÙ I TRỌ NG HIẾU LỜI CẢM ƠN Là sinh viên trước trườn g, làm luận văn tốt nghiệp giúp em hiểu rõ thêm kiến thức học, vận dụng kiến thức vào thực tế; đồn g thời , giúp cho em đỡ bỡ ngỡ tốt nghiệp trườn g Luận văn hoàn thành nhờ hướng dẫn tận tình Thầy BÙI TRỌN G HIẾU cùn g với Thầy Cô môn Em xin chân thành cảm ơn dẫn quý báu Thầy Cô Lần em thực đề tài lớn nên không trán h khỏi thiếu sót Em mong đóng góp dẫn quý báu Thầy Cô bạn để hệ thốn g tái sinh PPS ngày hoàn thiện đạt suất cao Sinh viên MAI HỒN G PHÚC SVTH : MAI HỒNG PHÚC Page LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD : TS BÙI TRỌNG HIẾU CHƯƠNG1 : TỔN G QUAN VỀ TÁI SINH NHỰA 1.1 Vai trò vật liệu nhựa Trên giới hầu hết ngàn h công nghiệp sử dụn g vật liệu nhựa Nhựa chia làm hai loại nhựa kỹ thuật nhựa dân dụng Nhựa dân dụn g để sản xuất loại bao bì, bình chứa, bàn, ghế …., nhựa kỹ thuật dùn g sản xuất chi tiết khí xe ô tô , máy bay… Gần với phát triển mạnh mẽ công nghiệp chế biến polymer Tạo chi tiết polymer có ưu điểm vượt trội so với kim loại gốm nên việc ứn g dụng chất dẻo gia tăng nhanh kim loại gốm 1.2 Đặc điểm, tính năn g ứng dụng 1.2.1 Đặc điểm PPS (polyphenylene sulfide) hữu polymer gồm thơm vòn g benzene liên kết với sulfua Tổng hợp sợi dệt may có nguồn gốc từ polymer PPS nhựa kỹ thuật hiệu suất cao, nhiệt dẻo, PPS đúc, ép , đùn … 1.2.2 Tính PPS polymer nhiệt độ cao quan trọng có số đặc trưng sau Khả chống cháy, bôi trơn, kháng hoá chất tốt … Công thức hoá học ClC6H4Cl + Na2S → 1/n[C6H4S] n + 2NaCl Độ bền kéo 30-35 CN/tex Độ bền cắt 30MPa Mật độ 1,38 g/cm^3 SVTH : MAI HỒNG PHÚC Page LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD : TS BÙI TRỌNG HIẾU Độ ẩm 0,6 %RH65 20 độ C Nhiệt độ hoạt độn g liên tục (180-190 ) độ C Tỷ trọn g 1,35 g/cm^3 Năng suất căng thẳn g 90 MPa Mô đun đàn hồi 4150 1.2.3 Ứng dụng Nghàn h công nghiệp ô tô, hàn g khôn g, hạt nhân Kỹ thuật điện , điện tử Thiết bò kỹ thuật Y tế kỹ thuật 1.3 Sơ lược công nghệ tái sinh nhựa giới nước ta Sự tái sinh chất dẻo trở thành côn g nghiệp quốc gia nhiều nước nhữn g quốc gia có công nghiệp chất dẻo phát triển mạn h Mỹ, Nhật , Hàn Quốc … Mặc dù phát triển phải đối diện với nhiều khó khăn đảm bảo vệ sinh an toàn Tuy nhiên nhiều công ty nắm bắt cải tiến cho nhữn g chất dẻo đảm bảo an toàn cho người sử dụn g Tốc độ tái sinh năm 1999 lần so với năm 1986 Khả xử lý vật liệu đòi hỏi thò trườn g cho việc khôi phục lại nhữn g chất dẻo qua sử dụn g thời vượt số lượn g khách hàng sử dụng Ở nước ta có côn g ty nhựa tiến hành tái sinh nhựa Nhưng việc tái sinh nhựa PPS chưa đưa vào sản xuất chủ yếu tái sinh nhựa dân dụng, đa số nhựa PPS phải nhập từ nước với giá thành cao SVTH : MAI HỒNG PHÚC Page LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD : TS BÙI TRỌNG HIẾU 1.4 Quy trình côn g nghệ tái sinh nhựa PPS 1.4.1 Sơ đồ tái sinh nhựa PPS PHẾ PHẨM NHỰA MÁY NGHIỀN LƯỚI SÀNG MÁY PHÂN LOẠI MÁY ĐÙN BỒN LÀM NGUỘI MÁY CẮT THÀN H PHẨM Hình 1.1 Sơ đồ trình tái sinh nhựa PPS SVTH : MAI HỒNG PHÚC Page LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD : TS BÙI TRỌNG HIẾU 1.4.2 Quy trình tái sinh nhực PPS Hình 1.2 Sơ đồ bố trí hệ thốn g tái chế nhựa : Dao nghiền 12: Xylanh 2: Môt 13: Thùn g chứa nhựa 3: Bộ truyền đai 14: Bơm hút 4: Thùng chứa nhựa nguyên liệu 15: Cuộn coil 5: Thùng chứa điện bán h đai 16: Cần gạt 6: Đường ống 17: Máy đùn 7: Ống dẫn 18:thùn g chứa nhựa nhiễm từ 8: Thùng chứa nhựa nghiền 19:Bồn làm nguội 9: Đường ống 20:Máy cắt hạt 10 : Phễu chứa 21:Bể chứa nhựa 11 : Tấm chặn 22:Lưới sàn g SVTH : MAI HỒNG PHÚC Page LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD : TS BÙI TRỌNG HIẾU 23:Van khí Từ sơ đồ trình công nghệ tái sinh tiến hành sau Nhữn g phế phẩm nhựa PPS lấy từ máy đùn, ép vận chuyển bằn g băng tải tay đưa đến máy nghiền Tại chún g cắt thàn h nhữn g mản h nhỏ nhờ dao cắt , có hai loại dao cố đònh quay Dao cố đònh lắp cố đònh thành máy cắt , dao quay bố trí trục rô to máy cắt, mảnh nhỏ rơi máy cắt qua lưới sàng Nếu nhữn g mản h nhựa cắt mà có kích thước lớn lỗ sàng gắn phía máy cắt máy cắt lần toàn qua lỗ sàng Khi mảnh nhựa qua lưới sàng chúng rơi xuống bể chứa nhựa Tại bể chứa chún g vận chuyển sang thùng chứa qua hệ thốn g khí Sau nhựa tiếp tục vận chuyển lên phễu máy phân loại Tại máy phân loại nhựa phân loại qua hệ thống từ Khi mà nhữn g mảnh nhựa bò nhiễm từ giữ lại máy từ để huỷ bỏ, hạt nhựa khôn g bò nhiễm từ tiếp tục đến phễu chứa máy đùn vào máy đùn Tại nhựa ép nón g chảy sau qua hệ thống làm nguội đến máy cắt để cắt thàn h hạt , đóng vào bao mang đến nơi sản xuất Những hạt nhựa tái sinh trộn với nhựa nguyên chất với tỷ lệ 1.5 Nhiệm vụ thiết kế Từ quy trình công nghệ tái sinh nhựa PPS ta thấy hệ thống tái sinh nhựa bao gồm máy : máy nghiền , máy phân loại, máy đùn , máy cắt Với đề tài nhiệm vụ thiết kế em thiết kế máy nghiền máy phân loại SVTH : MAI HỒNG PHÚC Page LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD : TS BÙI TRỌNG HIẾU CHƯƠNG TÍNH TOÁN ĐỘN G HỌC , ĐỘN G LỰC HỌC CỦA MÁY NGHIỀN 2.1 Chọn phương án thiết kế 2.1.1 Tổn g quan loại máy nghiền Máy nghiền đóa a.Cấu tạo Trong côn g nghiệp thực phẩm, máy nghiền đóa sử dụng để nghiền bột vừa mòn Do máy nghiền đóa có năn g suất thấp số loại máy nghiền bột khác loại máy sử dụng Tuy số ngàn h công nghiệp sử dụng loại -Máy nghiền có trục thẳng đứn g làm quay đóa -Máy nghiền thẳn g đứng làm quay đóa -Máy nghiền có trục nằm ngang làm quay đóa -Máy nghiền có trục nằm ngang làm quay hai đóa Các đóa nghiền thườn g chế tạo bằn g kim loại bằn g hỗn hợp bột vô cứng Do lực liên kết đóa đá kim loại nên phải làm thêm đai thép thường cho đóa đá làm việc với vận tốc tiếp tuyến 10m/s trục nằm ngang Đóa gang đúc vận tốc tiếp tuyến lên tới 28m/s, thép đúc 68m/s Chế tạo đóa nghiền phải đảm bảo yêu cầu sau: bề mặt nghiền cần có độ cứng cao, độ nhám lớn, tính đồn g toàn bề mặt nghiền để làm việc mòn , khôn g bò sứt mẻ Để tăng khả năn g nghiền đóa người ta thườn g gia công mặt đóa thàn h vành, rãnh chìm có rophin hình tam giác hai mặt đóa Rãn h có hai loại rãn h cong rãn h thẳn g Rãn h cong có khả năn g nghiền mạn h rãnh thẳng SVTH : MAI HỒNG PHÚC Page LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD : TS BÙI TRỌNG HIẾU 5.2 Phân loại Hệ thốn g vận chuyển vật liệu không khí phân loại theo áp suất tạo thành sau: - Các hệ thống áp suất thấp, tổn that áp suất không vượt 5x103 N/m2 - Các hệ thống áp suất trung bình, tổn thất áp suất lớn không vượt 10 N/m - Các hệ thống áp suất cao, tổn thất áp suất lớn 10 N/m 1- Hệ thống vận chuyển bằn g không khí với áp suất thấp trng bình Trong nhà máy, hệ thống sử dụng rộn g rãi để giới hoá nguyên côn g vận chuyển phân xưởn g với Nhữn g hệ thốn g hoạt độn g với nồng độ pha rắng thấp (C=0,068 -0,11[...]... thanh ghi ở phía dưới 2.1.2 Phương án thiết kế Từ những loại máy nghiền được giới thiệu ở trên để áp dụng thiết kế máy cắt nhựa PPS của đề tài Em chọn phương án thiết kế máy băm nhựa PPS tương tự như máy nghiền đóa răn g một trục, loại máy nghiền này được sử dụn g rất rộn g rãi trong công nghiệp chế biến thực phẩm cũn g như nhiều nghàn h khác Tham khảo một số loại máy nghiền của các hãng như: Rapid của... b) Số vòng quay của trục mang dao Với đườn g kính đóa dao thiết kế trước là 138mm gồm 2 đóa với năn g suất cần thiết kế là Q=0,04(tấn /giờ) Dựa vào năng suất này ta xác đònh số vòng quay của dao theo công suất Q=60.k.n.z.ρ ρ v.φ φ (tấn /giờ) (2.6) Với φ : Hệ số sử dụng năn g suất φ=0,7 K : Số đóa dao k=21 của máy ρ: Khối lượn g riêng của nhựa PPS ρ=1,5 kg/cm3 v : Thể tích vật liệu bò cắt xé sau một... và phân phối tỉ số truyền 2.4.1 Xác đònh công suất động cơ Muốn động cơ làm việc tốt thì côn g suất độn g cơ được chọn phải phù hợp với côn g suất cần thiết của động cơ ta có côn g thức: P ct=Pt/η (2.8) Với Pct : Công suất cần thiết η : Hiệu suất , η = η ol η d Tra bảng 2.3 tài liệu tính toán thiết kế cơ khí tập 1 ta có: η ol=0,995 η d=0,95 vậy η =0,94525 ⇒ Pct=1,45/0,94525=1,53kw Vậy với công suất. .. 2.3 Tính toán thiết kế máy nghiền nhựa 2.3.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt độn g của máy cắt nhựa a Cấu tạo Hình 2.5 Cấu tạo máy nghiền răng 1- động cơ 2- bộ truyền đai 3- thân máy 4- dao cố đònh 5- dao quay Dao quay được lắp lên trục quay của máy cắt bằng then và nằm so le với nhau Dao cố đònh được thiết kế có dạng bản được lắp trên máy cắt bằn g bulông Dao di động và dao cố đònh được thiết kế sao cho khe... ăn khớp khi trục di độn g bò dòch chuyển Máy nghiền chậu con lăn a Cấu tạo Máy nghiền chậu con lăng là loại máy nghiền mà lực nghiền chủ yếu là lực nén, ép , chà xát Có các loại máy nghiền con lăn sau Máy nghiền có chậu vật liệu nghiền đứn g yên, còn các con lăn hình trụ quay quanh trục thẳn g đứng của chậu (ngoài sự tự quay quanh của trục con lăn ) Máy nghiền có chậu vật liệu nằm ngang, còn các con... hỏng máy Ngoài khả năng nghiền, máy nghiền đóa còn dùng để nghiền ướt rất thích hợp khi cần sản xuất dòch bột , dòch bào của các loại hạt đậu trong chế biến đậu phụ , nước chấm … Máy nghiền trục a Cấu tạo máy nghiền trục Các máy nghiền loại hai, ba hay nhiều trục được dùng rộn g rãi trong nghàn h công nghiệp thực phẩm, trong sản xuất vật liệu xây dựn g đặc biệt là nghiền nhữn g loại vật liệu dính và... Cấu tạo máy nghiền đóa loại trục quay nằm ngang được mô tả Hình 2.1 Cấu tạo máy nghiền đóa Hạt nghiền từ hộp cấp liệu 1 chảy qua nam châm tách vụn sắt 2 rồi chảy xuốn g vít xoắn 4 Vít này có nhiệm vụ đẩy hạt vào khoang nghiền của cặp đóa nghiền 6 và 7 Đóa nghiền 6 cố đònh còn đóa 7 được lắp với trục quay do puly 9 dẫn động Bột nghiền được cần gạt 8 đẩy vào cửa tháo liệu Điều chỉnh khe nghiền bằng cần... thiệu máy nghiền răng Máy nghiền răn g là loại máy thườn g dùng để chế biến thức ăn gia súc, nghiền các loại củ, quả thường dùn g các loại máy nghiền răng một trục hoặc hai trục Ở các máy này vật liệu bò nghiền theo nguyên lý chặt, cắt, xé, bẻ Máy nghiền răn g hai trục, trên trục 1 và 2 quay ngược chiều nhau được lắp các đóa dao dạng lưỡi liềm dày 10-12 mm dùn g để nghiền củ, quả và các đóa trên trục được... cắt xong các mảnh nhựa sẽ rơi xuốn g lưới sàng và đi qua lỗ sàng xuống bể chứa Nếu như còn các mản h nhựa lớn không lọt qua lỗ sàn g thì dao quay sẽ móc chún g lên cắt tiếp Quá trình cứ diễn ra theo tuần tự đến khi cắt hết vật liệu 2.3.2 Tính toán thiết kế 1 Các thôn g số của dao Dao của máy cắt gồm hai loại : dao cố đònh và dao quay Loại dao cố đònh là dao dạng bản được thiết kế như hình vẽ Hình... chúng dưới tác dụn g của lực ma sát Máy nghiền có chậu vật liệu nghiền ngang, còn các con lăn hình trụ nón đứn g yên sự tự quay quanh trục bản thân Máy nghiền có chậu vật liệu quay nằm ngang hoặc thẳng đứn g, còn các con lăn dùn g để nghiền có hình cầu Máy nghiền gồm nhiều tầng chậu quay, còn các con lăn cầu xếp thàn h một hoặc hai dãy Máy nghiền trục lăn với vòng nghiền quay theo trục dùng để chà xát ... thiết kế Từ quy trình công nghệ tái sinh nhựa PPS ta thấy hệ thống tái sinh nhựa bao gồm máy : máy nghiền , máy phân loại, máy đùn , máy cắt Với đề tài nhiệm vụ thiết kế em thiết kế máy nghiền. .. Phương án thiết kế Từ loại máy nghiền giới thiệu để áp dụng thiết kế máy cắt nhựa PPS đề tài Em chọn phương án thiết kế máy băm nhựa PPS tương tự máy nghiền đóa răn g trục, loại máy nghiền sử... CHƯƠNG THIẾT KẾ , LỰA CHỌN MÁY PHÂN LOẠI NHỰA Máy phân loại đ iện từ 43 4.1 Chức năn g phạm vi ứng dụng 43 4.2 Các thiết bò phân loại từ tính 44 4.2.1 Thiết bò phân loại