Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế phân xưởng sản xuất săm lốp xe đạp qui cách 650 với năng suất 4tr bộ năm
Nguyễn Thanh Hoàng Polyme K47PHẦN 1: MỞ ĐẦUĐi lại là một nhu cầu tất yếu của con người, từ xa xưa người ta đã biết sử dụng rất nhiều phương tiện khác nhau để phục vụ cho nhu cầu này. Một trong những phương tiện thông dụng nhất, đơn giản nhất đó là xe đạp.Ở Việt Nam xe đạp vốn là phương tiện truyền thống, có vai trò rất quan trọng đặc biệt trong cuộc kháng chiến chống Pháp thì chiếc xe đạp đã trở thành biểu tượng cho sức mạnh của dân tộc Việt Nam.Hiện nay Việt Nam là một nước đang phát triển với tốc độ tăng trưởng cao, trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước cùng với nó là sự phát triển không ngừng của các loại phương tiện giao thông tiên tiến và hiện đại cả về số lượng, chất lượng cũng như kiểu cách, mẫu mã.Nhưng không vì thế mà xe đạp mất đi vai trò của nó trong nền kinh tế quốc dân vì như chúng ta đều biết ở nước ta có hàng triệu các em học sinh chưa đến tuổi được đi xe máy, ngoài các em được bố mẹ đưa đón bằng phương tiện khác ra còn lại phần lớn là tự đến trường bằng xe đạp. Đi xe đạp không những có tác dụng giảm thiểu số tai nạn giao thông hàng ngày mà còn góp phần chống ô nhiễm môi trường. Đối với một số người có điều kiện kinh tế thì đi xe đạp còn là một môn thể thao hấp dẫn đặc biệt đối với người cao tuổi.Trong khi đó Việt Nam lại là nước có trữ lượng cao su thiên nhiên rất lớn do có điều kiện khí hậu rất thích hợp cho loại cây này phát triển. Trước đây vào những năm đầu tiên của thế kỷ 19 thì nguồn nguyên liệu cao su là một trong những nguồn nguyên liệu qúi hiếm nhất được trồng ở Việt Nam và các nước có khí hậu nhiệt đới. Lúc đó cao su sau thu hoạch sẽ được đóng thành tảng rồi chở về châu Âu để sản xuất các sản phẩm có giá trị như săm lốp ô tô, xe máy, các dụng cụ thể thao, đệm lót. Cho đến nay thì cao su vẫn là nguồn nguyên liệu hàng đầu của Việt Nam.Đồ án tốt nghiệp1 Nguyễn Thanh Hoàng Polyme K47 Để phát huy các điều kiện thuận lợi về nguồn cao su thiên nhiên dồi dào cùng với các nguồn nguyên liệu khác như dầu mỏ, than đá,đất đai thì việc xây dựng một nhà máy sản xuất săm lốp xe đạp có công suất vài triệu bộ trên năm là một nhu cầu tất yếu đối với đất nước ta trong giai đoạn hiện nay.Đó cũng là nhu cầu tất yếu của nền kinh tế quốc dân,vì vậy đề tài của bản đồ án này là:Thiết kế phân xưởng sản xuất săm lốp xe đạp qui cách 650 với năng suất 4.000.000 bộ /năm.Đồ án tốt nghiệp2 Nguyễn Thanh Hoàng Polyme K47PH ẦN 2: LÝ THUYẾT CHUNG 1.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SĂM LỐP XE ĐẠP QUI CÁCH 6501.1. Lịch sử phát triển:. Mới đầu con người chỉ biết sử dụng bánh xe bằng gỗ. Đến giữa thế kỷ 18 người ta đã biết dùng cao su nẹp vào quanh bánh xe để giảm xóc, làm cho bánh xe lăn trên đường được êm hơn.Năm 1887, Dunlôp người Ailen đã có sáng kiến dùng không khí được nén trong vỏ bọc bằng cao su để làm giảm xóc cho xe đạp: chiếc xe có lốp bơm hơi đầu tiên ra đời với kỹ thuật còn rất thô sơ. Hai năm sau việc sản xuất ra săm xe đạp bắt đầu.Từ việc phát minh ra lốp xe đạp bơm hơi, anh em nhà Michelin đã áp dụng sản xuất lốp bơm hơi cho xe ôtô.Về nguyên lý, lốp bơm hơi ngày nay giống như thời kỳ ban đầu. Thời kỳ đầu lốp có phần rỗng chứa không khí nén nhỏ, bụng lốp hẹp, đường kính ngoài lớn do vậy thường phải bơm hơi với áp lực cao để chịu được tải trọng của xe và tải nặng.Để đảm bảo độ bền của lốp dưới áp lực cao khi làm việc, lốp có cấu tạo 1 hoặc nhiều lớp vải tạo hình với 2 vòng thép (vòng tanh) để định vị lốp với vành. Thời kỳ đầu người ta dùng vải dệt có nhược điểm là khi lốp làm việc các sợi vải bị dãn ra, cọ xát với nhau sinh nhiệt và gây rách vải, lốp mau bị hỏng.Dần dần người ta cải tiến nâng cao chất lượng lốp xe bằng cách thay thế vải dệt bằng vải mành, vải mành là loại vải chỉ có sợi dọc là chính (chịu lực), rất ít các sợi ngang. Vai trò của sợi ngang là giữ cho sợi dọc ít bị xô lệch trong quá trình gia công sản phẩm nên chúng thường có kích thước sợi nhỏ hơn và rất Đồ án tốt nghiệp3 Nguyễn Thanh Hoàng Polyme K47thưa. Nhờ vậy lốp chịu biến dạng tốt hơn, ít sinh nhiệt do ma sát giữa sợi với sợi nhỏ hơn.Độ bám dính giữa các lớp vải và cao su có ảnh hưởng nhiều đến tính năng cơ lý và khả năng làm việc (tuổi thọ) của lốp, vì vậy người ta cải tiến và nâng cao chất lượng của vật liệu làm vải mành. Từ vật liệu là sợi bông dần được thay thế bằng sợi tổng hợp. Người ta chọn loại vật liệu làm vải mành phù hợp mục đích sử dụng và đảm bảo các tính năng kỹ thuật, tính kinh tế.Việc nâng cao tính năng của sợi mành cho phép tăng dung lượng của lốp, giảm đường kính ngoài và đường kính vành và cho phép giảm áp lực bơm hơi trong lốp, làm cho lốp có độ giảm xóc tốt hơn.Để giảm khả năng trượt của lốp xe trên mặt đường, người ta tạo ra hoa lốp (bằng các dạng rãnh khía) trên mặt chạy của lốp.Săm được phát minh ra nhằm mục đích duy trì áp lực không khí được bơm vào trong lốp. Vì vậy săm là 1 sản phẩm thường đi kèm với lốp để lắp thành bánh xe. Yêu cầu cao nhất đối với săm là giữ kín khí và bền trong điều kiện lốp làm việc (đối với lốp ôtô còn phải bền nhiệt).Phạm vi ứng dụng của lốp bơm hơi là làm cho các loại xe chạy trên đường bộ (không có đường ray): đường giao thông, công trường, nông trường .Đồ án tốt nghiệp4 Nguyễn Thanh Hoàng Polyme K471.2. Cấu tạo bộ săm, lốp xe đạp. (hình vẽ) Hình 1: phối cảnh chụp của chiếc lốp xe đạpĐồ án tốt nghiệp5 Nguyn Thanh Hong Polyme K47Cao su Mặt lốpCao su Hông lốpThân lốpVòng tanhPhần mặt chạyPhần hông lốpH2H1BCHDdb hỡnh 2: cu to mt ct lp xe p.Cu to lp gm 3 phn chớnh: Tanh, hụng lp, mt lp.-Tanh: tanh nm phn gút ca lp v c lm bng thộp CT3 cú ng kớnh 2, 1mm. Mi lp cú 2 si tanh , chiu di nh mc ca mi si tanh l 2100mm10 v c cun 1 vũng. Tanh c bc cao su bờn ngoi v cú 2 lp vi (1 lp vi mnh v 1 lp vi phin ) vt qua. tng n nh ca tanh, tng kh nng bỏm dớnh gia tanh v cao su bc tanh thỡ tanh phi c x lý b mt trc khi bc cao su. ỏn tt nghip6 Nguyễn Thanh Hoàng Polyme K47-Hông lốp : hông lốp có chiều dày khoảng 3±0,3 mm. Trong hông lốp gồm có 2 phần:+phần 1: gồm có 2 lớp vải cán tráng bằng cao su và nằm phía trong cùng của lốp , chiều dày của lớp này = 1,2± 0,3 mm. Đây chính là lớp chịu lực của lốp xe.+phần 2: gồm 1 lớp cao su nằm sát bên ngoài của 2 lớp vải cán tráng trên. Lớp này có chiều dày 1,8 ± 0,3 mm. Vai trò của lớp này là bảo vệ lớp chịu lực và tăng độ cứng của lốp.-Mặt lốp : là lớp ngoài cùng của lốp. Nó có chiều dày khoảng 4mm5,0± và có hoa lốp để bám đường.2. THÀNH LẬP ĐƠN PHA CHẾ CAO SU BÁN THÀNH PHẨM.2.1 Bộ đơn pha chế cho mỗi cao su bán thành phẩm.Cấu tạo lốp xe đạp có 3 phần: mặt lốp, thân lốp và tanh. Các bộ phận này nằm ở các vị trí khác nhau với chức năng nhiệm vụ khác nhau, chịu những tác động khác nhau khi bánh xe làm việc.2.1.1. Cao su mặt lốp.Mặt lốp xe là phần cao su ngoài cùng nơi lốp xe tiếp xúc với mặt đường. Khi bánh xe làm việc mặt lốp chịu ma sát mạnh với mặt đường nên khả năng bị mài mòn cao, có khả năng chóng bị lão hóa do nhiệt và bị bong tróc do mặt lốp va đập với mặt đường gồ ghề . do vậy yêu cầu đối với hợp phần cao su bán thành phẩm là có các tính năng chống lại các khả năng trên: chống mài mòn, chống lão hóa, bền cơ học .Cao su thiên nhiên được chọn là thành phần chính của hợp phần tạo nên vỏ lốp. Nhưng để có được các đặc tính kỹ thuật nhằm đáp ứng yêu cầu sử dụng thì người ta phải thay đổi cấu trúc không gian của cao su. Quá trình làm thay đổi Đồ án tốt nghiệp7 Nguyễn Thanh Hoàng Polyme K47các tính chất cơ lý của cao su dưới tác dụng của lưu huỳnh (S) được gọi là lưu hóa.Khi lưu hóa cao su xảy ra các phản ứng khâu mạch tạo cho cao su có mạch không gian làm tăng tính năng cơ lý của cao su.Đồ án tốt nghiệp8SXúc tiến Sx CH3 CH3 Sx CH3 ~ CH – C – CH2 - CH2 – CH = C – CH2 – CH2 - CH – C – CH2 ~ Sx CH3 CH3 Sx CH3 ~ CH – C – CH2 - CH2 – CH = C – CH2 – CH2 - CH – C – CH2 ~ Sx Sx CH3 ~ CH = C – CH2 - CH2 – CH = C – CH2 – CH2 - CH = C – CH2 ~ CH3 CH3 CH3 ~ CH = C – CH2 - CH2 – CH = C – CH2 – CH2 - CH = C – CH2 ~ CH3 CH3 + Nguyễn Thanh Hoàng Polyme K47Các chất có tác dụng làm tăng tốc độ phản ứng lưu hóa gọi là chất xúc tiến và trợ xúc tiến.Ngoài ra, để chống lại sự lão hóa, tăng thời gian sử dụng người ta sử dụng chất phòng lão. Để giảm giá thành sản phẩm người ta sử dụng thêm chất độn. Để có màu sắc sản phẩm khác nhau người ta sử dụng các chất tạo màu.Khi lựa chọn các chất phối hợp để tăng hợp phần cho cao su mặt lốp cần lưu ý để đảm bảo khả năng chống mài mòn, có độ bền và bền nhiệt cao, độ cứng phù hợp, đảm bảo chất lượng sản phẩmthoả mãn các tính năng sử dụng.Các chất phối hợp cho hợp phần cao su là:+ Hệ thống chất lưu hóa:- Lưu huỳnh: Sử dụng với hàm lượng khoảng 3 phần khối lượng (PKL), đủ để phản ứng tạo mạng không gian cho cao su, vừa đảm bảo các tính năng cơ lý của cao su. Sử dụng hàm lượng lưu huỳnh cao quá làm giảm độ bền, giảm độ đàn hồi, tăng độ cứng và tăng khả năng mài mòn của vật liệu. Hàm lượng lưu huỳnh cao quá sẽ dư thừa cho phản ứng lưu hóa gây hiện tượng thoát lưu trên bề mặt sản phẩm (biến trắng bề mặt).- Xúc tiến: thường sử dụng nhóm xúc tiến Thiazol, Guanidin. Các hợp chất thuộc nhóm Thiazol thường dùng là Mercaptobenzothiazol (xúc tiến M), 2-benzothiazol disunfit (xúc tiến DM), guanidin NN’-difenilguanidin (xúc tiến D).Nhóm xúc tiến guanidin có mức độ hoạt động hóa học yếu nhưng được sử dụng với mục đích làm trợ xúc tiến lưu hóa cho xúc tiến nhóm thiazol.Xúc tiến thiazol tạo cho sản phẩm cao su có độ bền nhiệt cao, tăng khả năng chịu mài mòn, được sử dụng với hàm lượng khoảng 2 PKL.- Trợ xúc tiến: Để tăng khả năng hoạt hóa cho hệ xúc tiến người ta sử dụng trợ xúc tiến. Thường sử dụng các hợp chất vô cơ làm chất trợ xúc tiến nhưng phổ biến nhất là ôxit kẽm (ZnO). Ôxit kẽm có ưu điểm là ít Đồ án tốt nghiệp9 Nguyễn Thanh Hoàng Polyme K47độc, không làm đổi màu cao su , dễ kiếm, giá thành rẻ, nó có độ ổn định cao và không gây ra hiện tượng ôxy hóa mạch đại phân tử. Khi sử dụng kết hợp ôxit kẽm với các axit béo hữu cơ như axit Stearic… sẽ làm tăng khả năng hoạt hóa quá trình lưu hóa. Nó được giải thích bằng việc tạo phức giữa ôxit kẽm, axit béo và xúc tiến lưu hóa.Việc hình thành các phức chất giữa xúc tiến, trợ xúc tiến (ZnO), và axit stearic dẫn đến sự thay dổi trạng thái cấu trúc ban đầu của các chất có trong hợp phần. Ngoài ra phức này còn có khả năng hoà tan tốt vào hợp phần cao su nên hệ thống lưu hóa được phân tán đều trong hợp phần, tạo cho phản ứng khâu mạch xảy ra đồng đều trong cao su, đảm bảo chất lượng đồng đều.ZnO còn tham gia phản ứng với S tạo ra sunfit kẽm và phản ứng với xúc tiến lưu hóa để hình thành các muối kẽm của xúc tiến lưu hóa.Cơ chế phản ứng trong hợp phần cao su có xúc tiến M như sau:Đồ án tốt nghiệp10Zn2+NCSSRO OCZnCO ORNCSS2-NCSZn2+S8NCSNCSS S+ZnSNCSNCSS St0NCSS•2NCS+ZnSNCSZn2+SHHS [...]... hợp phần cao su cho săm xe đạp Săm là bộ phận không thể thiếu trong bộ săm lốp Săm có dạng hình ống, có van để bơm không khí vào khi săm nằm trong lốp để làm nhiệm vụ giảm xóc cho xe Yêu cầu của vật liệu làm thân săm là phải có độ bền xé rách cao, có dộ thấm khí nhỏ Ngoài ra săm cần có độ mềm dẻo phù hợp, có độ đàn hồi tốt Có một số loại cao su tổng hợp được sử dụng để làm săm rất tốt, đạt được các yêu... thiên nhiên vẫn được sử dụng rộng rãi để sản xuất săm xe đạp hiện nay vì công nghệ sản xuất thuận lợi hơn, giá thành hợp lý hơn Cao su thiên nhiên được phối hợp với các chất độn lưu hóa, chất phụ gia, chất xúc tiến tạo nên hợp phần cao su để sản xuất săm Đồ án tốt nghiệp 21 Nguyễn Thanh Hoàng Polyme K47 Do không có yêu cầu cao về độ bền cơ lý đồng thời cao su thân săm phải có đàn tính thấp nên sử dụng... đẹp sản phẩm Thường dùng khoảng 3 PKL Nếu cho nhiều Parafin sẽ ảnh hưởng xấu tới sức dính và tính kháng ăn mòn của sản phẩm Chất làm mềm Colofan với hàm lượng thấp nhằm tăng độ bám dính, chống rạn nứt bề mặt cao su Nhằm mục tiêu vừa đảm bảo tính năng cơ lý của sản phẩm theo yêu cầu vừa đảm bảo tính kinh tế có thể sử dụng đơn pha chế mặt lốp như sau: (xem bảng 1.1) Bảng 1.1: Đơn pha chế mặt lốp xe đạp. .. là sản phẩm được sử dụng khi lưu hóa lốp trong khuôn, được gọi là công nghệ lưu hóa dùng cốt hơi Cốt hơi có dạng hình ống như săm nhưng có biên dạng mặt cắt được thiết kế phù hợp với biên dạng mặt cắt của lốp trong khuôn lưu hóa Khi lưu hóa cốt hơi được đặt trong lòng lốp và được nạp khí nén với áp lực cao vào trong, làm Đồ án tốt nghiệp 18 Nguyễn Thanh Hoàng Polyme K47 cốt hơi giãn nở ra ép sơmi lốp. .. su cán tráng Cán tráng là một bộ phận quan trọng trong dây chuyền sản xuất lốp xe để tạo ra bán thành phẩm tạo nên phần cốt vải chịu lực của lốp Cán tráng nhằm phủ tráng 1 lớp cao su mỏng lên bề mặt vải mành Vì vậy cao su bán thành phẩm dùng để cán tráng phải có độ bám dính tốt với vải, có độ linh động nhất định để có thể ép luồn vào khe giữa các sợi vải mành, liên kết với vải mành tạo thành một hệ... tham gia phản ứng với các đoạn mạch hoạt tính của các mạch đại phân tử cao su ở vị trí α-metylen hoặc ở liên kết đôi Kết quả là hình thành một số cầu nối mạch đại phân tử polysunfit và một số persunfit, có khả năng tham gia phản ứng khâu mạch tiếp theo ở mạch đại phân tử Nếu không có mặt các xúc tiến lưu hóa thì quá trình lưu hóa xảy ra rất chậm và đòi hỏi nhiều nhiệt năng cho quá trình phân hủy lưu huỳnh... tham gia phản ứng tạo mạch đại phân tử ở các vị trí 1,4; 1,2; 3,4 Phụ thuộc vào vị trí liên kết để tạo thành mạch đại phân tử nhận được các loại polyme có tính chất cơ lý, tính năng kỹ thuật khác nhau và được sử dụng vào những lĩnh vực ứng dụng khác nhau Cao su thiên nhiên là polyisopren có mạch đại phân tử được hình thành từ các mắt xích isopenten cis đồng phân liên kết với nhau ở vị trí 1,4 Đồ án tốt... quan hệ với nhau theo công thức: 2 η = 0,56 + 2.25 × Po − 0,001 × Po Cao su thiên nhiên có khả năng phối trộn tốt với các loại chất độn và chất phối hợp trên máy luyện kín hoặc luyện hở Hợp phần trên cơ sở cao su thiên nhiên có độ bền liên kết dính nội cao; khả năng cán tráng, ép phun tốt, mức độ co ngót kích thước sản phẩm nhỏ, cao su thiên nhiên có thể trộn hợp với các loại cao su không phân cực... haloButyl) với bất kỳ tỉ lệ nào Cao su thiên nhiên có khả năng lưu hoá bằng lưu huỳnh phối hợp với các chất xúc tiến lưu hoá thông dụng Hợp phần cao su thiên nhiên với các chất độn hoạt tính có độ đàn hồi cao, chịu lạnh tốt, chịu tác động lực học tốt Từ cao su thiên nhiên có thể sản xuất được các mặt hàng dân dụng làm việc trong môi trường không có dầu mỡ Cao su thiên nhiên không độc nên có thể dùng để sản xuất. .. của lốp được làm bằng kim loại (thép) có nhiệm vụ định vị lốp trên vành xe Vòng tanh bằng kim loại được phủ 01 lớp cao su mỏng ra ngoài nhằm bảo vệ tanh không bị gỉ hỏng, ngoài ra nó còn góp phần tạo kết cấu gót lốp hợp lý: cứng vững và ổn định Vòng tanh có vai trò rất quan trọng: nói tạo nên kết nối giữa vải mành và cao su hông lốp vì vậy yêu cầu của cao su bọc tanh là phải có độ bám dính tốt với . của bản đồ án này là :Thiết kế phân xưởng sản xuất săm lốp xe đạp qui cách 650 với năng suất 4.000.000 bộ /năm. Đồ án tốt nghiệp2 Nguyễn Thanh Hoàng . xe đạp: chiếc xe có lốp bơm hơi đầu tiên ra đời với kỹ thuật còn rất thô sơ. Hai năm sau việc sản xuất ra săm xe đạp bắt đầu.Từ việc phát minh ra lốp xe
