công nghệ sản xuất cao su băng tải

Băng tải máng: Băng tải loại này hầu như được sử dụng rộng rãi và được lưu ý thiết kế nhất trong các loại băng tải... Băng tải treo : Loại băng tải này được sử dụng vì nhiều lý do khác n

Đại học Bách Khoa TP HCM Khoa công nghệ vật liệu

Bộ môn vật liệu polymer

Nhóm SV: 1.Vương Chí Công 7.Đinh Thế Lâm

2.Trịnh Kim Cúc 8.Phan Thị Hồng Liên 3.Nguyễn Thị Thùy Dương 9.Lê Thị Nga

4.Phạm Thị Hằng 10.Vũ Thái Kim Thi

5 Võ Thị Thu Hoài 11.Văn Đan Thùy 6.Nhâm Mạnh Hùng 12.Nguyễn Thị Thủy

13.Trần Thị Thúy Vân

Công nghệ sản xuất băng tải

I Giới thiệu sản phẩm băng tải

II Các loại vật liệu sử dụng

I Giới thiệu sản phẩm băng tải

I Giới thiệu sản phẩm băng tải

Trong sản xuất và đời sống luôn có nhu cầu về việc vận chuyển nguyên liệu, hàng hóa đi

xa,những hệ thống vận chuyển được ra đời để đáp ứng nhu cầu trên Nhắc đến việc vận chuyển trong sản xuất người ta không thể không nói đến băng tải, từ việc vận chuyển đất đá,than và khoáng

sản… trong quá trình khai thác hay vận chuyển hàng hóa trong các nhà máy… đều phải nhờ đến

hệ thống băng tải Do đó việc nghiên cứu và phát triển các loại băng tải là hết sức quan trọng trong đời sống góp phần thúc đẩy nền kinh tế phát triển

Một vài ứng dụng của băng tải trong

thực tế

Băng tải xích Băng tải ngang

Băng tải ngang chuyển

hướng 90 0

Băng t i xo n c ả ắ ố

Băng t i nghiêng ả

Một vài ứng dụng của băng tải trong

thực tế (tt)

Hệ thống băng tải trong khu

vực khai thác đá

Một vài ứng dụng của băng tải trong

thực tế (tt)

Giới thiệu sơ lược về một số loại

băng tải

1 Băng tải máng:

Băng tải loại này hầu như được sử dụng rộng rãi và được lưu ý thiết kế nhất trong các loại băng tải

Giới thiệu sơ lược về một số loại

băng tải (tt)

 Ưu điểm:

 Có thể vẩn chuyển lượng hàng hóa lớn đi xa mà không rơi vãi

Hệ thống băng tải máng với vận tốc 3,75 m/s vận

chuyển 3 580 t/h và vượt qua 3,742 km chiều dài

Giới thiệu sơ lược về một số loại

Giới thiệu sơ lược về một số loại

băng tải (tt)

Giới thiệu sơ lược về một số loại

băng tải (tt)

3 Băng tải gàu:

Ưu điểm nổi trội là có thể vận chuyển những nguyên liệu lên cao với góc nghiêng từ 30 0 đến 90 0 Nhờ những rãnh ngăn mà nguyên liệu không bị rơi vãi ra ngoài

Giới thiệu sơ lược về một số loại

băng tải (tt)

Giới thiệu sơ lược về một số loại

băng tải (tt)

4 Băng tải treo :

Loại băng tải này được sử dụng vì nhiều lý do khác nhau:

 Lý do môi trường :Do tính chất kín đáo ưu việt của loại băng tải này

nên người ta thường sử dụng nó trong vận chuyển các chất ướt, keo, bụi bẩn.

 Lý do an toàn: một số chất có giá trị cao như kim cương, quặng

vàng…đều được chọn phương pháp vận chuyển bằng loại băng tải này

Giới thiệu sơ lược về một số loại

băng tải (tt)

Giới thiệu sơ lược về một số loại

băng tải (tt)

5 Băng tải kẹp:

Đây là loại băng tải bảo đảm tính năng an toàn và hiệu quả vận chuyển cao

Nó có thể vận chuyển một khối lượng lớn vật liệu qua những đoạn dốc

cao, có khi lên đến 90 0

Giới thiệu sơ lược về một số loại

băng tải (tt)

Ứng dụng và quy cách của một

số loại băng tải đặc biệt

Băng tải chịu dầu

 Chuyển tải những sản phẩm có dầu như

thức ăn gia súc, phân bón, bã đậu nành, các phụ tùng có bôi trơn dầu máy, than đá được

xử lý dầu trong các nhà máy than cốc và

nhà máy phát điện, v.v.

Băng tải chịu dầu (tt)

Băng tải kháng bắt lửa

Băng tải kháng bắt lửa (tt)

Băng tải chịu nhiệt

và các loại vật liệu có nhiệt độ cao.

Băng tải chịu nhiệt (tt)

II Các loại vật liệu sử dụng

1 Cao su

2 Sợi tăng cường

3 Phụ gia

1 Cao su

a Lớp cao su công tác (top-cover)

b Lớp cao su phi công tác (bottom-cover)

c Cao su cán tráng (skim coat)

d Lớp cao su biên (edge-cover)

a Lớp cao su công tác (top-cover)

Là lớp cao su cán lên bề mặt băng tải.

a Lớp cao su công tác (top-cover) (tt)

 Tùy theo tính chất yêu cầu của băng tải mà

ta lựa chọn các loại cao su khác nhau.

a Lớp cao su công tác (top-cover) (tt)

 Băng tải chịu dầu

 Lớp cao su mặt của loại băng này được

làm từ hổn hợp cao su NBR hoặc CR có

tính năng chịu các loại dầu động thực vật

và khoáng vật.

a Lớp cao su công tác (top-cover) (tt)

 Băng tải kháng bắt lửa:

 Lớp cao su bề mặt được làm bằng nguyên

liệu chloroprene hoặc styren-butadien

được xử lý hóa chất có tính năng kháng

bắt lửa

a Lớp cao su công tác (top-cover) (tt)

 Băng tải chịu nhiệt:

liệu cao su tổng hợp EPDM hay

CHLOBUTYL có tính năng chịu nhiệt.

a Lớp cao su công tác (top-cover)

b Lớp cao su phi công tác

(bottom-cover)

Là lớp cao su cán phía dưới bề mặt băng tải

Lớp cao su này cần đảm bảo khả năng bám trục tốt,ma sát lớn,tránh trượt để truyền động năng từ pulley sang băng tải

c Cao su cán tráng (skim coat)

Cao su cán tráng là lớp cao su phủ lên bề mặt vải chịu lực Lớp cao su cán tráng tạo khả năng bám dính với sợi tăng cường ,truyền lực và phân phối lực trong các lớp sợi tăng cường ,hấp thụ và phân phối ứng suất tạo ra do va đập

Bề dày lớp phủ phụ thuộc kích thước vải chịu lực.

Yêu cầu về cao su : có độ kết dính cao

Ví dụ : NR, Neopren,

2 Sợi tăng cường Đây là lớp chịu lực chính trong băng tải Do đó có thể làm bằng cotton,sợi tổng hợp,sợi lanh …

Trong vận chuyển đá,chiều chịu lực chính trong băng tải của lớp vải là chiều dọc Ta dùng sợi đan theo hướng dọc là

Polyester,và sợi đan theo hướng ngang là sợi rẻ tiền như nylon 1,SỢI Polyester

Hình thành theo phương pháp nóng chảy.

Khoảng cách của nhiệt độ phân hủy và nhiệt độ hình thành khá bé

Hình ảnh về sợi tăng cường

2 Sợi tăng cường (tt)

3 Phụ gia

Hệ lưu hóa

Chủ yếu sử dụng lưu huỳnh dạng thoi được sản xuất

từ lưu huỳnh hình cầu qua nghiền và sàng

Nhiệt độ lưu hóa tối thiểu:118-119oC

Tỉ lệ lưu huỳnh:

Cao su luu hóa mềm:0.15-10%S

Cao su bán ebonit:10-15%S

Cao su ebonit:25-32%S

Chất trợ xúc tiến

• Chất trợ xúc tiến với chất xúc tiến là những chất hoạt động , làm hoạt hóa lưu huỳnh , làm tăng độ lưu hóa , cải tiến tính năng sản phẩm và làm tăng hoạt tính của chất xúc tiến

• Có 2 loại chất xúc tiến : vô cơ và hữu cơ.

Chất trợ xúc tiến (tt)

a Chất trợ xúc tiến vô cơ

 Gồm có ZnO , PbO , MgO , Ca(OH)2 Thường

dùng nhất là ZnO kết hợp với các axit béo để tạo Savon tan trong cao su ZnO là dạng bột mịn , màu trắng có d là 5.6 , tan trong axit , kiềm , muối

amin Khi lưu trữ trong không khí , nó hút H2O ,

CO2 , chuyển thành ZnCO3 có tính kiềm.

 Ngoài mục đích trợ xúc tiến , nó còn được sử

dụng làm chất độn và chất nhuộm màu trắng Hỗn hợp chứa nhiều chất ZnO có khả năng truyền nhiệt tốt Do d lớn , giá thành cao nên ZnO ít được sử dụng làm đọn hay chất tạo nền trắng.

b Chất trợ xúc tiến hữu cơ

 Là các loại acid béo có M cao gồm : stearic, lauric, cleic ,

palmitic và các loại dầu được Hydro hóa từ dầu dừa , thường được sử dụng kết hợp với oxyt kim loại.

 Được dụng nhiều nhất là acid stearic: loại này dạng rắn , kết tinh màu vàng hoặc trắng Công thức cấu tạo :H3C(CH2)16

COOH

Sản phẩm dùng trong công nghiệp được sản xuất từ mỡ bò ,

mỡ cừu , dầu cứng , đem thủy phân và qua nhiều lần ép để loại bớt thành phần acid béo dạng lỏng , Stearic thương phẩm không tan trong nước , Tnc = 690C

Ngoài nhiệm vụ là chất trợ xúc tiến , nó còn là chất làm mềm , chất phân tán , than đen , tạo thao tác cho hỗn luyện , cán trộn …

Hệ phòng lão

Các sản phẩm ống cao su ngoài sự lão hóa sinh ra khi tồn trữ , nó còn bị lão hóa bởi quá trình sử dụng chịu ảnh hưởng của các tác nhân : oxy, ozon,nhiệt,ánh

sáng…Đay là quá trình oxy hóa hay ozon hóa vào các nối đôi, dẫn đến sự cắt mạch hay ngược lại tạo thêm kết mạng không gian 3 chiều.Biểu hiện của qt này : biến màu sp, xuất hiện vết nứt, biến cứng,chảy

nhão,làm cho cơ tính sp giảm.

Vai trò chất phòng lão trong cao su hh là sinh ra các chất tự do ,dập tắ các gốc tự do nhằm duy trì tính năng

sp càng lâu càng tốt hoặc bù trừ các đầu nối đã bị phá hủy

Người ta phân loại chất phòng lão theo bản chất hóa học của chúng:

Dẫn xuất phenol

Chúng kém hoạt động hơn dẫn xuất amin và nhất là không kháng được ozon , nhưng ít làm biến màu sp , thích hợp cho sp màu sáng và sp tiếp xúc thực phẩm.

và ozon sẽ tác kích vào cao su qua các vết nứt này

Dễ tìm , giá rẻ hơn các dẫn xuất phenol.

Làm đen sp , dù đây không phải là yếu tố quan trọng dưới sp thiết kế.

Lượng tiêu thụ chiếm 8O% và được chia thành 2 họ

Hệ phòng lão (tt)

Các amin và dẫn xuất

Bao gồm nhiều loại khác nhau nhưng nói chung là kháng lão hóa do nhiệt , vốn dập nhưng không kháng ozon

Người ta phân biệt sản phẩm trùng ngưng của

aceton với 1 amin , các dẫn xuất của diphenyl amin , các naphtyl amin , trong đó sử dụng nhiều nhất là 2 loại : phenyl-β-naphtyl amin ( phòng lão D ) và andal – α – naphtyl amin ( phòng lão A )

Mercaptan,họ thơm ,dẫn xuất của acid sunfonic.

Chất hóa dẻo-chất làm mềm (tt)

Chất độn

Mục đích

-Có độ hấp phụ bề mặt lên mạch phân tử cao su,sẽ làm mạch này trượt dần-tác dụng với lực kéo bên ngoài Điều này làm cho các các phân tử cao su căng đều hơn

và định hướng dần theo phương tác dụng ,dẫn đến cải thiện tính năng sản phẩm:tăng độ cứng ,kháng đứt

Chất độn (tt)

 Than đen

 Có 3 loại chính:

 Phương pháp lò (F.Furnace) HAF,ISAF,FEF

 Phương pháp máng (C.Chanel) EPC,MPC,CC

 Phương pháp nhiệt( T.Therme) MT,PT

 Than đen HAF :Kháng mài mòn cao,dễ hỗn

Chất độn (tt)

Độn trắng

Độn KAOLIN -Dạng tấm ,có kích thước 0,5-10µ-Khối lượng riêng 2,47-2,61 g/Cm2

-Độ pH=4,5-7,9-Công thức hóa học Đưa Kaolin vào khoảng 20-30% có tác dụng tăng cường,tăng tính cách điện,bền Acid ,bazo,tăng tính kháng xăng dầu

Độn CaCO3-Dạng cầu ,kích thước 0,02-3µ -Khối lượng riêng 2,5-2,7g/Cm2

-Đưa vào hỗn hợp cao su để cán trắng ,làm láng bề mặt sản phẩm,dễ đầy khuôn

-Đây là độn trơ

Ngoài ra ta còn có-ZnO

-MgO-Silicate Calcium ,Silicate Aluminium-SiO2

III Quy trình công nghệ

1 Thiết kế sản phẩm

 Kết cấu hệ thống băng tải:

 Hệ thống băng tải bao gồm 1 băng cao su dài được nố 2 đầu lại với nhau,được mắc trên các pulley ở 2 đầu và được đỡ dọc theo thân bằng hệ thống các trục

dẫn.băng tải được truyền động nhờ pulley ở đầu (head or drive pulley) ứng suất trên băng tải được duy trì nhờ 1 pulley trượt có gắn 1 tải trọng không đổi (take-up pulley) đựơc treo bên dưới để làm căng băng tải snub pulley được đưa vào thiết

kế nhằm mục đích tăng góc ôm của băng tải và pulley truyền động.góc ôm tăng giúp pulley trền động cho băng tải tốt hơn mà không bị trượt

a Kết cấu băng tải

1 Thiết kế sản phẩm (tt)

 Cấu trúc băng tải

Cấu trúc băng tải cơ bản bao gồm:

1 Lớp cao su công tác (top-cover)

2 Lớp cao su phi công tác (bottom-cover)

3 Sợi tăng cường (fabric)

4 Cao su cán tráng (skim coat)

5 Lớp cao su biên (edge-cover)

1 Thiết kế sản phẩm (tt)

Phương pháp ghép nối 2 đầu của băng tải:

• mechanical fasteners: Để ghép nối 2 đầu của băng tải ta dùng chốt cơ khí là nhanh chóng

và giá rẻ nhất Tuy nhiên phương pháp này không đạt được sự linh động và độ bền cao.

1 Thiết kế sản phẩm (tt)

 Solid woven belt splice (finger splice)

1 Thiết kế sản phẩm (tt)

 Two ply conveyor belt splice

1 Thiết kế sản phẩm (tt)

 Three ply conveyor belt splice

1 Thiết kế sản phẩm (tt)

•Khi thiết kế băng tải ta phải xác định những đặc điểm của băng tải mà

ta thiết kế như:

-Bề rộng băng tải (width) : W

-Chiều dài băng tải trên hệ thống (length): L

-Chiều cao băng tải nâng (lift): H

-Truyền động (drive)

-Loại vật liệu tải (material)

-Dạng băng tải khi sử dụng

-Góc nghiêng của máng

1 Thiết kế sản phẩm (tt)

Các bước thiết kế cụ thể:

Bước 1: Xác định tính chất vật liệu (material characteristic): dựa vào loại vật liệu cần tải để xác định các giới hạn trong thiết kế.VD: với vật liệu tải dạng clay,dry,lumpy sẽ có các tính chất như rất mài mòn,một số giới hạn như độ dốc không vươt quá 20º,vận tốc tối đa khi làm việc là 2.3m/s…

Bước 2: Kiểm tra độ dốc của hệ thống băng tải thiết kế

Bước 3: Kiểm tra vận tốc làm việc của băng tải thiết kế

Bước 4: xác định diện tích mặt cắt vùng nạp liệu: ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như khả năng chảy của vật liệu,góc chất tối đa & độ nghiêng tại điểm nạp liệu Để đạt được mặt cắt tối đa máng nạp liệu phải được thiết

kế để bảo đảm:

+Vật liệu được đưa vào chính giữa băng tải

+Vật liệu được đưa vào phù hợp với hướng và vận tốc băng tải

+Độ nghiêng tại điểm nạp liệu nhỏ hơn 5º

1 Thiết kế sản phẩm (tt)

Yêu cầu đối với hệ thống băng tải và vật liệu để đạt mặt cắt tối đa vùng nạp liệu:

+Khoảng cách giữa 2 idler phải đảm bảo độ chùng nhỏ hơn giới hạn cho phép

+Băng tải phải được vận hành tốt

+Băng tải đủ sức tải vật liệu

+Kích thước hạt vật liệu nhỏ hơn kích thước tối đa khi thiết kế

Trong các điều kiện trên diện tích vùng nạp liệu sẽ được tính như sau:

At = (Ab + As )/106

Với : Ab = (0.371W+6.3+Mcosβ)x(Msinβ)

M=03145W - 3.2 - Bc

1 Thiết kế sản phẩm (tt)

 β -Góc nghiêng của máng (trough angle)

 Bc -khoảng cách dư (edge distance)

 α –góc chất tối đa (surcharge angle)

1 Thiết kế sản phẩm (tt)

Bước 5:xác dịnh năng suất tải (capacity) T

T = 3.6 x At x D x S

D – tỉ trọng vật liệu tải

S – tốc độ tải (belt speed)

At - diện tích vùng nạp liệu

Bước 6: xác định mass of moving parts G

Được tính bằng cách lấy tổng khối lượng băng tải,idler,các pulle … chia cho chiều dài băng tải Đây là con số ước lượng

Bước 7: xác định mass of load per unit Q

Bước 8: xác định chiều dài hiệu chỉnh (corrected length) Lc hệ số hiệu chỉnh C

1 Thiết kế sản phẩm (tt)

Bước 8: xác định chiều dài hiệu chỉnh (corrected length) Lc ,hệ số hiệu chỉnh C

Những băng tải loại ngắn (<500m) cần nhiều lực để thắng lực ma sát hơn băng tải loại dài (>500m) do đó cần phải hiệu chỉnh lại chiều dài băng tải để dùng trong việc tính toán ứng suất hiệu dụng

Chiều dài hiệu chỉnh: Lc = L + 70

Hệ số chiều dài hiệu chỉnh:

Bước 9: xác định ứng lực hiệu dụng (effective tension) Te

ứng suất hiệu dụng bao gồm 4 thành phần:

+ứng lực để di chuyển băng tải trống Tx

Tx = 9.8 x G x fx x Lc

1 Thiết kế sản phẩm (tt)

+ứng lực để di chuyển băng tải theo phương ngang Ty

Bước 10: xác định ứng lực mặt bị chùng (slack side tension) T2

Ngoài băng tải cần có thêm 1 ứng lực gọi là additional tension để giúp pulley truyền động truyền lực hiệu dụng vào băng tải mà không bị trượt ứng lực này gọi là ứng lực mặt bị chùng, nó được tạo ra nhờ hệ thống làm căng băng tải (take-up system) ứng lực này phải đảm bảo 2 yêu cầu: làm cho băng tải không bị trượt và giới hạn độ chùng của băng tải đạt tiêu chuẩn cho phép

1 Thiết kế sản phẩm (tt)

•Ứng lực chống trượt (slack side tension prevent slip)

Tm= k x Te

Với k là hệ số phụ thuộc vào góc ôm pulley

•Ứng lực giới hạn độ chùng (slack side tension to limit sag)

Ts = 9.8 x Sf x (B+Q)x Id

Với : Sf -chỉ số chùng

B -khối lượng băng dự kiến

Id -khoảng các giữa các con lăn (idler)

•Để T2 đảm bảo được 2 yêu cầu trên đồng thời thì T2 phải lấy giá trị lớn nhất trong 2 giá trị Tm &Ts

•Bước 11: xác định slope tension Th

Th = 9.8 x B x H

1 Thiết kế sản phẩm (tt)

Bước 12: xác định ứng lực tối đa (maximum belt tension) T1

T1= Te + T2 + Th

•ứng lực tối đa trên 1 đơn vị chiều rộng băng tải:

Bước 13: lựa chon loại sợi & tính toán số lớp sợi

•Chọn loại sợi => ứng suất tối đa cho phép

•Chọn hệ số an toàn

•Chọn bề rộng lớp cao su biên

ứng lực kéo đứt 1 lớp vải = bề rộng vải x ứng suất làm việc tối đa (đã nhân với hệ số an toàn)

Số lớp vải= tension max/tension 1ply

Bước 14: kiểm tra lại sự hợp lý của việc lựa chọn loại vải & số lớp vải

2 Đơn pha chế

a Thành lập đơn pha chế

Nguyên tắc thành lập đơn pha chế:

Đơn pha chế: Là một công thức hỗn hợp gồm:

+Các chất phụ gia như: chất độn, chất lưu hóa, chất xúc tiến, trợ xúc tiến …

+Thành phần chính: Cao su

Mục đích của đơn pha chế là phải thỏa mãn đầy đủ các chỉ tiêu:+Về kỹ thuật: Luyện, ép xuất, cán tráng, thành hình, lưu hóa, …

+Về kinh tế: Đảm bảo giá thành hợp lý

+Về sản phẩm: chịu mài mòn, lão hóa, chịu nhiệt, …

Lưu ý khả năng tương tác giữa các loại nguyên liệu khi phối trộn với nhau theo hướng có lợi hay bất lợi để lựa chọn và điều chỉnh tỉ lệ thích hợp giữa chúng