ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo một số bộ phận trên thiết bị sấy hạt nhựa (CÓ FILE CAD)

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo một số bộ phận trên thiết bị sấy hạt nhựa Trong file đính kém của đồ án này có: BẢN VẼ CAD, BẢN VẼ SOLIDWORKS của các chi tiết. Các bạn có thể tải xuống và tham khảo. Xin cảm ơn.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: Nghiên cứu thiết kế và chế tạo một số bộ phận trên thiết bị sấy hạt nhựa.

Trong file đính kém của đồ án này có: BẢN VẼ CAD, BẢN VẼ SOLIDWORKS của các chi tiết Các bạn có thể tải xuống và tham khảo Xin cảm ơn.

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay trên thế giới nhu cầu sử dụng chất nhựa trong kỹ thuật cũngnhư trong dân dụng ngày càng tăng Dựa trên cơ sở khoa học kỹ thuật, thànhtựu phát triển mạnh mẽ của ngành nhựa, các nhà sản xuất vật liệu nhựa đã đưa

ra thị trường sản phẩm nhựa với nhiều chủng loại với các tính chất hơn hẳncác loại vật liệu khác đó là nhẹ, bền, đẹp, dễ gia công Do trong quá trình sảnxuất hạt nhựa công nghiệp, hạt nhựa đã có độ ẩm nhất định, nên để sử dụng

gia công ép nhựa cần có quá trình sấy khô hạt nhựa của Thiết bị sấy hạt nhựa dạng phễu.

Để hoàn thành chuyên đề này, chúng em xin chân thành cảm ơn sự

hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Việt Hùng đã giúp đỡ chúng em trong

quá trình thực hiện chuyên đề này

Trong quá trình tính toán và thiết kế sẽ có những sai sót do thiếu kinhnghiệm thực tế, chúng em rất mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy, côgiáo trong bộ môn công nghệ chế tạo

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH 5

CHƯƠNG I Nghiên cứu tổng quan về thiết bị sấy hạt nhựa 1

1.1 Cơ sở khoa học phương pháp sấy 1

1.2 Mục đích công nghệ và phạm vi thực hiện 3

1.3 Các thành phần chính trong một hệ thống sấy 4

1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy 5

1.5 Quy trình thiết kế một hệ thống sấy 7

CHƯƠNG II NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN THIẾT BỊ SẤY 12

2.1 Lựa chọn phương pháp sấy 12

2.2 Chọn dạng hệ thống sấy 12

2.3 Chọn chế độ sấy 15

2.4 Lựa chọn thông số đầu vào 16

2.4.1 Tính thể tích phễu 18

2.4.2 Tính toán quạt 19

2.4.3 Tính toán công suất phần tạo nhiệt 21

2.4.4 Tổng quan thông số kỹ thuật máy 22

2.5 Thiết kế bộ điều khiển nhiệt độ 24

2.5.1 Chức năng 24

2.5.2 Lựa chọn bộ điều khiển 25

2.5.3 Hướng dẫn sử dụng bộ điều khiển nhiệt độ 26

CHƯƠNG III Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết điển hình 28

3.1 Quy trình công nghệ gia công chi tiết chân đế 28

3.1.1 Xác định đường lối công nghệ 28

3.1.2 Tính toán thiết kế đồ gá 79

3.2 Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết mặt bích 91

3.2.1 Lập tiến trình công nghệ 91

3.2.2 Tính toán thiết kế đồ gá 103

CHƯƠNG IV KẾT LUẬN 113

DANH MỤC HÌNH ẢN

Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống sấy và máy ép nhựa 1

Hình 1.2 Nhựa nguyên sinh 8

Hình 1.3 Sản phẩm nhựa của nhựa nguyên sinh 9

Hình 1.4 Hạt nhựa tái chế 10

Hình 1.5 Sản phẩm của nhựa tái chế 11

Hình 1.6 Nhựa sinh học và sản phẩm của nhựa sinh học 11

Hình 2.1 Thiết bị sấy hạt nhựa sử dụng một thùng sấy 13

Hình 2.2 Thiết bị sấy hạt nhựa gồm nhiều thùng sấy 14

Hình 2.3 Cấu tạo cơ bản của một thùng sấy hạt nhựa 14

Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý máy và dòng khí 17

Hình 2.5 Phễu sấy 19

Hình 2.6 Điện trở 21

Hình 2.7 Mô hình thiết kế máy 23

Hình 2.8 Sơ đồ khối nguyên lý điều khiển 24

Hình 2.9 Bộ Điều Khiển Nhiệt Độ PID cho SSR 1 25

Hình 2.10 Màn hình điều khiển 26Y Hình 3 1: Bản vẽ chi tiết chân đế 28

Hình 3 2: Khuôn đúc 30

Hình 3 3: Bản vẽ nguyên công 2 35

Hình 3 4: Bản vẽ nguyên công 3 42

Hình 3 5: Bản vẽ nguyên công 4 49

Hình 3 6: Bản vẽ nguyên công 5 56

Hình 3 7: Bản vẽ nguyên công 6 63

Hình 3 8: Bản vẽ nguyên công 7 67

Hình 3 9: Bản vẽ nguyên công 8 71

Hình 3 10: Bản vẽ nguyên công 9 78

Hình 3 11: Bản vẽ nguyên công 10 81

Hình 3 12: Bản vẽ chi tiết chân đế 82

Hình 3 13: Bản vẽ nguyên công 83

Hình 3 14 Sơ đồ lực tác dụng khi kẹp bằng bu lông đai ốc 85

Hình 3 15 Thân đồ gá 87

Hình 3 16 Trục kẹp 87

Hình 3 17 Trục tì 88

Hình 3 18 Chốt trụ cân bằng 88

Hình 3 19 Đòn cân bằng 89

Hình 3 20 Phiến tì 89

Hình 3 21 Lò xo 90

Hình 3 22 Đòn kẹp 90

Hình 3 23 Cữ lắp giá so dao 91

Hình 3 24 Mô hình đồ gá 93

Hình 3 25 Bản vẽ chi tiết mặt bích 94

Hình 3 26 Khuôn dập 96

Hình 3 27 Bản vẽ nguyên công 2 chi tiết mặt bích 97

Hình 3 28 Bản vẽ nguyên công 3 chi tiết mặt bích 100

Hình 3 29 Bản vẽ nguyên công 4 chi tiết mặt bích 103

Hình 3 30 Bản vẽ nguyên công 5 chi tiết mặt bích 105

Hình 3 31 Bản vẽ lắp đồ gá 106

Hình 3 32 Thân đồ gá 110

Hình 3 33 Trục kẹp 110

Hình 3 34 Trục tì 111

Hình 3 35 Phiến tì 111

Hình 3 36 Lò xo 112

Hình 3 37 Đòn kẹp 112

Hình 3 38 Bạc dẫn hướng 113

Hình 3 39 Phiến dẫn 113

Hình 3 40 Bản vẽ lắp đồ gá 115

Hình 3 41 Mô hình đồ gá 116

DANH MỤC BẢNG BI Bảng 1.1: Bảng thời gian và nhiệt độ sấy 9Y

Bảng 2 1: Bảng thông số ban đầu 1

Bảng 3 1: Bảng chế độ cắt nguyên công 2 40

Bảng 3 2: Bảng chế độ cắt nguyên công 3 47

Bảng 3 3: Bảng chế độ cắt nguyên công 4 53

Bảng 3 4: Bảng chế độ cắt nguyên công 5 60

Bảng 3 5: Bảng chế độ cắt nguyên công 6 64

Bảng 3 6: Bảng chế độ cắt nguyên công 7 68

Bảng 3 7: Bảng chế độ cắt nguyên công 8 75

Bảng 3 8 : Bảng chế độ cắt nguyên công 9 77

CHƯƠNG I NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ SẤY HẠT

NHỰA

Hình 1.1 Sơ đồ hệ thống sấy và máy ép nhựa

I.1 Cơ sở khoa học phương pháp sấy

Sấy là quá trình sử dụng nhiệt để tách nước ra khỏi mẫu nguyên liệu.Trong quá trình sấy, nước được tách ra khỏi nguyên liệu theo nguyên tắc bốchơi (evaporation) hoặc thăng hoa (sublimation) Chúng ta cần phân biệt sựkhác nhau giữa sấy và cô dặc Trong quá trình sấy, mẫu nguyên liệu thường ởdạng rắn, tuy nhiên mẫu nguyên liệu cần sấy cũng có thể ở dạng lỏng hoặchuyền phù Sản phẩm thu dược sau quá trình sấy luôn ở dạng rắn hoặc dạngbột

Có nhiều phương pháp sấy và chúng được thực hiện theo nhữngnguyên tắc khác nhau Chúng ta có thể chia các phương pháp sấy theo nhữngnhóm như sau:

Sấy đối lưu: trong phương pháp này, người ta sử dụng không khí nónglàm tác nhân sấy Mẫu nguyên liệu sẽ được tiếp xúc trực tiếp với không khí

1

nóng trong buồng sấy, một phần ẩm trong nguyên liệu sẽ được bốc hơi Nhưvậy, mẫu nguyên liệu cần sấy sẽ được cấp nhiệt theo nguyên tắc đối lưu Khi

đó, động lực của quá trình sấy là do:

Sự chênh lệch áp suất hơi tại bề mặt nguyên liệu và trong tác nhân sấy,nhờ mà các phân tử nước tại bề mặt nguyên liệu sẽ bốc hơi

Sự chênh lệc ẩm tại tâm và bề mặt nguyên liệu, nhờ đó mà ẩm tại tâmnguyên liệu sẽ khuếch tán ra vùng bề mặt

Sấy tiếp xúc: mẫu nguyên liệu cần sấy được đặt lên một bề mặt đã đượcgia nhiệt, nhờ đó mà nhiệt độ của nguyên liệu sẽ gia tăng và một phần ẩmtrong nguyên liệu sẽ bốc hơi ra ngoài Trong phương pháp này, mẫu nguyênliệu cần sấy sẽ được cấp nhiệt theo nguyên tắc dẫn nhiệt

Sấy bức xạ: trong phương pháp này, người ta sử dụng nguồn nhiệt bức

xạ để cung cấp cho mẫu nguyên liệu cần sấy Nguồn bức xạ được sử dụngphổ biến hiện nay là tia hồng ngoại Nguyên liệu sẽ hấp thu năng lượng củatia hồng ngoại và nhiệt độ của nó sẽ tăng lên Trong phương pháp bức xạ,mẫu nguyên liệu được cấp nhiệt nhờ hiện tượng bức xạ, còn sự thải ẩm từmẫu nguyên liệu ra môi trường bên ngoài sẽ xảy ra theo nguyên tắc đối lưu.Thực tế cho thấy trong quá trình bức xạ sẽ xuất hiện một gradient nhiệt rất lớnbên trong mẫu nguyên liệu Nhiệt độ tại vùng bề mặt có thể cao hơn nhiệt độtại tâm mẫu nguyên liệu từ 20-500C Gradient lại ngược chiều với gradient

ẩm Điều này gây khó khăn cho sự khuếch tán ẩm từ mẫu nguyên liệu ra đếnvùng bề mặt, đồng thời còn ảnh hưởng đến các tính chất của cấu trúc sảnphẩm sau quá trình sấy Để khắc phục những nhược điểm nêu trên, người ta

sẽ điều khiển quá trình sấy bức xạ theo chế độ luân phiên

Giai đoạn bức xạ nguyên liệu: gradient sẽ hướng từ bề mặt vào tâmmẫu nguyên liệu làm tăng nhiệt độ của nguyên liệu, phần ẩm trên bề mặtnguyên liệu sẽ bốc hơi

Giai đoạn thổi không khí nguội: nhiệt độ bề mặt mẫu nguyên liệu giảmxuống làm gradient nhiệt và gradient ẩm trong mẫu nguyên liệu trở nên cùngchiều Hiện tượng này làm cho sự khuếch tán ẩm từ tâm ra ngoài bề mặtnguyên liệu trở nên dễ dàng hơn.

Sấy bằng vi sóng và dòng điện cao tần: vi sóng là những sóng điện từvới tần số từ 300-3000MHz Dưới tác động của vi sóng, các phân tử nướctrong mẫu nguyên liệu cần sấy sẽ chuyển động quay liên tục Hiện tượng nàylàm phát sinh nhiệt và nhiệt độ của nguyên liệu sẽ gia tăng Khi đó, một sốphân tử nước tại vùng bề mặt của nguyên liệu sẽ bốc hơi Òn trong trườnghợp sử dụng dòng điện cao tần, nguyên tắc gia nhiệt mẫu nguyên liệu cần sấycũng tương tự như trường hợp sử dụng vi sóng, tuy nhiên tần số sử dụng sẽthấp hơn (27-100MHz)

Sấy thăng hoa: trong phương pháp này, mẫu nguyên liệu cần sấy trướctiên sẽ đem lạnh đông để một phần ẩm trong nguyên liệu chuyển sang trạngthái rắn Tiếp theo người ta sẽ tạo áp suất chân không và nâng nhẹ nhiệt độ đểnước thăng hoa, tức nước sẽ chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái hơi màkhông qua trạng thái lỏng

I.2 Mục đích công nghệ và phạm vi thực hiện

Khai thác: quá trình sấy sẽ tách bớt nước ra khỏi nguyên liệu Do đó,hàm lượng các chất dinh dưỡng có trong một đơn vị khối lượng sản phẩm sấy

sẽ tăng lên Theo quan điểm này, quá trình sấy có mục đích công nghệ là khaithác vì nó làm tăng hàm lượng các chất dinh dưỡng trong một đơn vị khối.Bảo quản: quá trình sấy làm giảm giá trị hoạt độ nước trong nguyên liệu nên

ức chế hệ vi sinh vật và một số enzyme, giúp kéo dài thời gian bảo quản sảnphẩm Ngoài ra, một số trường hợp sử dụng nhiệt độ tác nhân sấy khá cao thìmột số vi sinh vật và enzyme trong nguyên liệu sẽ bị vô hoạt bởi nhiệt

3

Hoàn thiện: quá trình sấy có thể làm cải thiện một vài chỉ tiêu chấtlượng của sản phẩm Trong trường hợp này, mục đích công nghệ của quátrình sấy là hoàn thiện.

I.3 Các thành phần chính trong một hệ thống sấy

Vật liệu ẩm: những vật liệu đem sấy đều là những vật ẩm có chứa mộtkhối lượng chất lỏng đáng kể (chủ yếu là nước) Trong quá trình sấy, chấtlỏng trong vật liệu bay hơi, độ ẩm của nó giảm

Tác nhân sấy: tác nhân sấy là những chất dùng để chuyên chở lượng ẩmtách ra từ vật liệu sấy Trong quá trình sấy, môi trường trong buồng sấy luônluôn được bổ sung ẩm thoát ra từ vật liệu sấy Nếu lượng ẩm này không đượcmang đi thì độ ẩm tương đối của môi trường tăng lên, đến một lúc nào đó sẽđạt được sự cân bằng giữa vật liệu sấy và môi trường trong buồng sấy và qúatrình thoát ẩm trong vật liệu sấy sẽ ngừng lại Lúc này áp suất hơi nước thoát

ra từ vật liệu sấy và áp suất hơi nước trong buồng sấy sẽ bằng nhau Do vậycùng với việc cung cấp nhiệt cho vật để hoá hơi ẩm lỏng, đồng thời phải tải

ẩm đã thoát ra khỏi vật ra khỏi buồng sấy Người ta sử dụng các tác nhân sấy

để làm nhiệm vụ này Các tác nhân sấy thường là các chất khí như: không khí,khói, hơi quá nhiệt Chất lỏng cũng được sử dụng làm tác nhân sấy như cácloại dầu, một số loại muối nóng chảy Trong đa số các quá trình sấy, tácnhân sấy còn làm nhiệm vụ gia nhiệt cho sản phẩm sấy

Các thiết bị sấy: có thể phân loại các thiết bị sấy như sau:

Theo phương pháp nạp nhiệt: thiết bị sấy đối lưu hay tiếp xúc

Theo dạng chất tải nhiệt: thiết bị sấy dùng chất tải nhiệt là không khí,khí và hơi

Theo trị số áp suất trong phòng sấy: thiết bị sấy làm việc ở áp suất khíquyển hay chân không

Theo phương pháp tác động: thiết bị sấy làm việc tuần hoàn hay liêntục.

Theo hướng chuyển động của vật liệu và chất tải nhiệt trong các thiết bịsấy đối lưu: cùng chiều, ngược chiều và với các dòng cắt nhau

Theo kết cấu: thiết bị sấy phòng, thiết bị sấy đường hầm, thiết bị sấybăng tải, thiết bị sấy tầng sôi, thiết bị sấy phun, thiết bị sấy thùng quay, thiết

bị sấy tiếp xúc, thiết bị sấy thăng hoa, thiết bị sấy bức xạ nhiệt

I.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy

Các yếu tố liên quan đến điều kiện sấy

Trong phương pháp sấy đối lưu, khi tăng nhiệt độ của tác nhân sấy thìtốc độ sấy sẽ tăng theo Việc tăng nhiệt độ của tác nhân sấy sẽ làm giảm độ

ẩm tương đối của nó Điều này giúp cho các phân tử nước tại bề mặt nguyênliệu cần sấy sẽ bốc hơi dễ dàng hơn Ngoài ra, ở tại nhiệt độ cao thì sự khuếchtán của các phân tử nước cũng sẽ diễn ra nhanh hơn Tuy nhiên, nếu nhiệt độtác nhân sấy quá cao thì các biến đổi vật lý và hoá học trong nguyên liệu sẽdiễn ra mạnh mẽ Một số biến đổi này có thể ảnh hưởng xấu đến chất lượngdinh dưỡng và cảm quan của sản phẩm

Độ ẩm tương đối của tác nhân sấy

Khi tăng độ ẩm tương đối của tác nhân sấy thì thời gian sẽ kéo dài.Trong phương pháp sấy đối lưu, theo lý thuyết thì để các phân tử nước trên bềmặt nguyên liệu bốc hơi thì cần có sự chênh lệch áp suất hơi nước trên bề mặtnguyên liệu và trong tác nhân sấy Sự chênh lệch này càng lớn thì nước trên

bề mặt nguyên liệu càng dễ bốc hơi Đây cũng là động lực của quá trình sấy.Nếu độ ẩm tương đối của tác nhân sấy càng thấp thì tốc độ sấy trong giai đoạnsấy đẳng tốc sẽ càng tăng Tuy nhiên, độ ẩm tương đối của không khí nóng ítảnh hưởng đến giai đoạn sấy giảm tốc Cần lưu ý là độ ẩm tương đối của tácnhân sấy sẽ ảnh hưởng quyết định đến giá trị độ ẩm cân bằng của sản phẩm

5

sau quá trình sấy Khi sản phẩm sấy đã đạt độ ẩm cân bằng thì quá trình bốchơi nước sẽ ngừng lại

Tốc độ của tác nhân sấy

Trong phương pháp sấy đối lưu, tốc độ của tác nhân sấy sẽ ảnh hưởngđến thời gian sấy Sự bốc hơi nước từ bề mặt nguyên liệu sẽ diễn ra nhanhhơn khi tốc độ truyền khối được tăng cường nhờ sự đối lưu Kết quả thựcnghiệm chi thấy khi tăng tốc độ tác nhân sấy sẽ rút ngắn thời gian sấy đẳngtốc, tuy nhiên tốc độ tác nhân sấy ít ảnh hưởng đến giai đoạn sấy giảm tốc

Áp lực trong buồng sấy

Áp lực trong buồng sấy sẽ ảnh hưởng đến trạng thái của nước trongnguyên liệu cần sấy Khi sấy trong điều kiện chân không, do áp suất hơi nướccủa không khí giảm nên quá trình sấy sẽ diễn ra nhanh hơn, đặc biệt là tronggiai đoạn sấy đẳng tốc Tuy nhiên áp suất chân không ít ảnh hưởng đến sựkhuếch tán ẩm bên trong nguyên liệu

Các yếu tố liên quan đến nguyên liệu

Diện tích bề mặt của nguyên liệu

Với hai mẫu nguyên liệu có cùng khối lượng và độ ẩm, mẫu nào códiện tích bề mặt lớn hơn thì thời gian sấy sẽ ngắn hơn Đó là do khoảng cách

mà các phân tử nước ở bên trong nguyên liệu cần khuếch tán đến bề mặt biên

sẽ ngắn hơn Ngoài ra do diện tích bề mặt lớn hơn nên số phân tử nước tại bềmặt có thể bốc hơi trong một khoảng thời gian xác ddingj sẽ gia tăng

Cấu trúc của nguyên liệu

Các nguyên liệu trong ngành công nghiệp thực phẩm có cấu tạo từnhững đơn vị là tế bào thực vật hoặc động vật Khi đó, phần ẩm nằm bênngoài tế bào sẽ rất dễ tách trong quá trình sấy Ngược lại, phần ẩm nằm bêntrong tế bào rất khó tách Khi cấu trúc tế bào bị phá vỡ, việc tách nước nộibào sẽ trở nên dễ dàng hơn Tuy nhiên, sự phá huỷ cấu trúc thành tế bào thực

vật hoặc động vật trong các nguyên liệu thực phẩm có thể gây ảnh hưởng xấuđến chất lượng thực phẩm khi sấy

Thành phần hoá học của nguyên liệu

Thành phần định tính và định lượng của các hợp chất hoá học có trongmẫu nguyên liệu ban đầu sẽ ảnh hưởng đến tốc độ và thời gian sấy, đặc biệt làtrong những trường hợp sấy nguyên liệu có độ ẩm thấp Một số cấu tử nhưđường Tinh bột, protein, muối có khả năng tương tác với các phân tử nước

ở bên trong nguyên liệu Chúng sẽ làm giảm tốc độ khuếch tán của các phân

tử nước từ tâm nguyên liệu ra đến vùng bề mặt, do đó làm cho quá trình sấydiễn ra chậm hơn

I.5 Quy trình thiết kế một hệ thống sấy

Quy trình tính toán, thiết kế một hệ thống sấy gồm các bước tính toán,lựa chọn cơ bản sau:

Chọn phương pháp sấy

Chọn dạng hệ thống sấy

Chọn chế độ sấy

Tính toán cân bằng nhiệt ẩm của thiết bị sấy

Chọn nguồn năng lượng

Tính bề mặt truyền nhiệt và các thiết bị phụ

Bố trí hệ thống và chọn quạt

Chi tiết các bước tính toán lựa chọn này phụ thuộc vào nhiều yếu tố, sẽđược trình bày chi tiết và kết hợp thực tế trong chương II – tính toán thiết kếtthiết bị sấy hạt nhựa

Nguyên liệu sấy: Hạt nhựa

Hạt nhựa thông thường có dạng viên được các nhà sản xuất đóng góitrong bao bạt với trọng lượng thông thường khoảng 25kg/bao, trong quá trình

7

phân phối, vận chuyển và lưu kho không tránh được tình trạng hút ẩm, tùytheo đặc điểm môi trường, vị trí địa lý mà độ ẩm này không cố định Để đảmbảo chất lượng của sản phẩm ép phun nhựa, tránh bị tình trạng bọt khí, rỗ khílàm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm thì việc sấy hạt nhựa trước khi sảnxuất là vô cùng cần thiết.

Nếu sấy nhựa không đúng cách thì có thể làm thay đổi lý tính, giảmtuổi thọ của nhựa Do đó, để đảm bảo quy trình sấy nhựa đúng cách và hiệuquả với 2 vấn đề cần lưu ý khi thực hiện sấy khô các nguyên liệu nhựa đó là:thời gian sấy nhựa và nhiệt độ sấy nhựa Nếu nhiệt độ sấy quá thấp hoặckhông phù hợp thì dù có sấy trong thời gian dài vẫn không thể làm khô nhựamột cách triệt để

Phân loại hạt nhựa

Hạt nhựa nguyên sinhHình 1.2

Hạt nhựa ABSHình 1.3 : Không thấm nước, dẻo và chịu được nhiệt độ

từ -25℃ đến 60℃, nhiệt độ nóng chảy lên tới 105℃

Hạt nhựa PP: Có đặc tính vật lý không mùi, không màu, không vị,không gây độc, khi cháy tạo nên ngọn lửa màu xanh, mùi khét giống mùi cao

su, sản phẩm có tính chống thấm O2, dầu mỡ và hơi nước Có tính bền cơ họccao, có thể chế thành sợi nhỏ, nhiệt độ nóng chảy khoảng 165℃

Hạt nhựa nguyên sinh PA66: Có độ dẻo dài, bộ nhờn, bôi trơn và chốngmài mòn tốt vì vậy nguyên liệu này được sử dụng trong sản xuất ngành ô tô,điện tử, và các thiết bị điện dân dụng Hạt nhựa nguyên sinh PA66 chịu lực tốt,

có khả năng chống mài mòn, tự bôi trơn, độ cứng bề mặt cao và hấp thụ âmthanh, có tính kháng dầu, kháng nước biển và một số loại dung môi, cách điệntốt Hiệu suất nhiệt độ thấp hơn so với các vật liệu khác Tính năng nhuộm màukhông cao

Hình 1.2 Nhựa nguyên sinh

Hình 1.3 Sản phẩm nhựa của nhựa ABS

Hạt nhựa tái chế HDPEHình 1.5: Được tái chế từ ống ống đường dây điện

cáp quang, ống nhựa dạng ruột gà, ống dẫn hơi nóng, lưới đánh bắt thủy hải sản,

… Nhựa tái chế HDPE có thể sử dụng để làm túi nilon, đồ gia dụng, đồ chơi trẻem,…

9

Hạt nhựa PP: Được tái chế từ phế liệu của bao bì, văn phòng phẩm,dụng cụ thí nghiệm, nội thất ô tô,… Có tính chất vật lý trong suốt, hơi cứng,dai nhưng không bị kéo giãn, độ bền cao, dễ dàng chế tạo thành sợi, chịuđược nhiệt độ hơn 100℃ Khả năng chống thâm ở môi trường dầu mỡ, hơinước và môi trường nhiều khí như oxy, nito, cacbonic Nhựa PP tái chế được

sử dụng trong lĩnh vực in ấn, xây dựng, giao thông vận tải, điện tử, điện lực…

Hạt nhựa PVC: Hạt nhựa PVC có những thuộc tính như cứng, giòn,chống nước Khi sản xuất người ta có thể thêm các chất phụ gia ổn định nhiệt,bôi trơn, hóa dẻo, hấp thụ UV, hỗ trợ thêm khi gia công, hoặc các chất mangtính năng chống cháy, chống va đập mạnh để tạo nên những sản phẩm thíchhợp với mục đích sử dụng Sản phẩm của hạt nhựa PVC là bọc các dây cápđiện, áo mưa, ống thoát nước, màng nhựa gia dụng

Hạt nhựa PET: Được sử dụng trong sản xuất bao bì thực phẩm dướidạng màng hoặc chai lọ Hạt nhựa PET có đặc tính như độ dẻo cao, có khảnăng chịu lực,độ mài mòn, độ cứng cao, nhiệt độ làm lạnh từ – 90℃ và gianhiệt ở khoảng 200℃ đồng thời giữ nguyên thành phần hóa học và tính chốngthấm khí hơi ở 100℃

Hình 1.4 Hạt nhựa tái chế

Hình 1.5 Sản phẩm của nhựa tái chế

Nhựa sinh họcHình 1.6 có đầy đủ những tính năng vật lý của các loại

nhựa vi sinh hay nhựa tái chế nhưng nổi trội hơn ở đặc điểm không chứa bất

kì kim loại nặng nào nên an toàn tuyệt đối cho sức khỏe và dễ phân hủy trongmôi trường

Hình 1.6 Nhựa sinh học và sản phẩm của nhựa sinh học

Tên nguyên liệu Kí hiệu Nhiệt độ sấy Thời gian sấy

CHƯƠNG II NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN THIẾT BỊ SẤY

II.1 Lựa chọn phương pháp sấy

Dựa vào trạng thái của tác nhận sấy hay cách tạo ra động lực dịchchuyển ẩm mà người ta phân làm 2 phương pháp:

Phương pháp sấy nóng: Với phương pháp này, tác nhân sấy và vật liệusấy đều được làm nóng Do tác nhân sấy được đốt nóng nên độ ẩm tương đốigiảm dẫn đến áp suất hơi nước trong tác nhân sấy giảm và nhiệt độ hơi nướctrên bề mặt vặt liệu tăng Do đó có thể taoh ra độ phân áp suất và môi trườngtăng dẫn đến quá trình ẩm từ trong lòng vật liệu sấy dịch chuyển ra bề mặt vậtliệu và đi vào môi trường hệ thống sấy nóng có thể chi thành hệ thống sấyđối lưu, hệ thống sấy tiếp xúc và hệ thống sấy bức xạ

Phương pháp sấy lạnh: Là phương pháp sấy tạo ra độ chênh lệch phân

áp suất hơi nước giữa vật liệu sấu và tác nhân sấy bằng cách giảm phân ápsuất hơi nước trong tác nhân sấy (giảm lượng ẩm), khi đó ẩm từ trong vật liệusấy dịch chuyển ra bề mặt và đi vào môi trường Phương pháp này có thể chiathành: Hệ thống sấy lạnh ở nhiệt độ t>0, Hệ thống sấy thăng hoa và Hệ thốngsấy chân không

Phương pháp sấy lạnh thường phức tạp và kém hiệu quả về mặt kinh tếnên thường chỉ được sử dụng để sấy những vật liệu quý hiếm, không chịuđược nhiệt độ cao Do đặc điểm kỹ thuật của hạt nhựa và phương pháp sấy hạtnhựa thường được sử dụng đã nghiên tìm hiểu ở trên nhận thấy Hệ thống sấy

sử dụng phương pháp sấy nóng là hoàn toàn phù hợp

Hệ thống sấy tiếp xúc bao gồm sấy lô (Sử dụng để sấy hoặc là các dạngvật liêu như vải, giấy, carton ) và sấy tang (sử dụng để sấy vật liệu dạng bộtnhão).

Hệ thống sấy bức xạ: Thường sử dụng để sấy các dạng tấm mỏng nhưvải, lớp sơn trên các chi tiết kim loại, ngoài ra sử dụng để sấy sách sau khiđóng bìa hoặc phim ảnh với mục đích vừa sấy vừa diệt nấm mốc

Hệ thống sấy đối lưu: là hệ thống sấy phổ biến nhất, được ứng dụngrộng rãi trong sản xuất, dựa vào đặc điểm cấu tạo của thiết bị sấu người tachia thành nhiều dạng khác nhau bao gồm: sấy buồng, sấy hầm, sấy tháp, sấythùng quay, sấy khí động

Với đặc tính vật liệu sấy là hạt nhựa ẩm có dạng hạt, nhiệt độ sấykhông cao ( <150oC) sử dụng hệ thống sấy đối lưu là phù hợp Qua tìm hiểuthực tiễn, trên thị tường hiện nay người ta thường sử dụng hệ thống sấy đốilưu dạng thùng, do thiết bị này có nhiều ưu điểm như kết cấu đơn giản về mặt

kết cấu và thiết bị, nhỏ gọn, dễ dàng chế tạo và chi phí thấpHình 2.1, Hình 2.2

Hình 2.1 Thiết bị sấy hạt nhựa sử dụng một thùng sấy

13

Hình 2.2Thiết bị sấy hạt nhựa gồm nhiều thùng sấy

Hình 2.3 Cấu tạo cơ bản của một thiết bị sấy hạt nhựa

II.3 Chọn chế độ sấy

Chế độ sấy là quy trình tổ chức quá trình sấy mà chủ yếu là quá trìnhtruyền nhiệt giữa tác nhân sấy với vật liệu sấy, các thông số kỹ thuật đảm bảmnăng suất của thiết bị đồng thời đảm bảo chát lượng sản phẩm tốt, chi phí vậnhành thiết bị là thấp nhất.Với hệ thống sấy đối lưu sử dụng cho sấy hạt nhựa ởtrên thường sử dụng không khí vừa làm chất mang nhiệt vừa làm chất nhận

ẩm từ vật liệu sấyđể thải ra môi trường, người ta chia thành bốn chế độ sấy cơbản:

Chế độ sấy có đốt nóng trung gian: được sử dụng khi vật liệu sấy khôngchịu được nhiệt độ cao, phương pháp này đảm bảo được nhiệt độ tối đa trongquá trình sấy vật liệu và hơi ẩm thoát ra khỏi vật liệu một cách từ từ

Chế độ sấy hồi lưu một phần: để tạo ra chế độ sấy chịu và giảm thiểutổn thất do tác nhân sấy thải ra môi trường, người ta sử dụng phương pháp hồilưu một phần

Chế độ sấy kết hợp hồi lưu và đốt nóng trung gian

Chế độ sấy hồi lưu toàn phần: còn được gọi là chế độ sấy kín, trong hệthống sấy hồi lưu toàn phần, tác nhân sấy sau khi ra khỏi thiết bị sấy được đưatoàn bộ qua bình ngưng tụ, ở đây được làm lạnh đến nhiệt độ đọng sương hay

độ ẩm bão hòa tại nhiệt độ xác định, hơi nước được tiếp tục được làm nóng vàđưa vào thiết bị sấy

Qua phân tích bên trên kết hợp với tìm hiểu thực tiễn các thiết bị sấynhựa đang có trên thị trường nhận thấy: Phương pháp sấy hồi lưu toàn phầnnói riêng hay phương pháp sấy hồi lưu nói chung có ưu điểm hạn chế nhiệtnăng tổn thất, giảm thiểu chi phí vận hành Tuy nhiên, về mặt cấu tạo thiết bị

có đặc điểm phức tạp Trong phạm vi đồ án, tập trung vào phương phápnghiên cứu thiết kế, chế tạo sản phẩm, năng suất thiết bị nhỏ, không làm việcliên tục nên chúng tôi lựa chọn nghiên cứu ở chế độ sấy đơn giản để thiết kếchế tạo thiết bị sấy hạt nhựa, năng suất sấy 25KG/lần

15

II.4 Lựa chọn thông số đầu vào

Qua quá trình tìm hiểu ta lựa chọn thông số máy đầu vào cho máy sấy

hạt nhựa như sau:Bảng 2.1

Thông số ban đầu Khối lượng vật liệu cần chứa 25Kg

Bảng 2 1: Bảng thông số ban đầu

17

Sơ đồ mô phỏng nguyên lý máy và khí

Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý máy và dòng khí

Nguyên lý hoạt động

Thiết bị sấy hoạt động theo mẻHình 2.4 Nguyên liệu hạt nhựa mang

ẩm được cấp vào thiết bị qua cửa cấp trên nắp (08) vào phễu chữa (06) Quạt(01) hút không khí từ môi trường thổi qua thanh ra nhiệt (02) được điều khiểnbởi tủ điện (03) thành khí nóng khô dẫn qua ống dẫn (04) vào tầng dưới thùngchứa và đi vào phễu chứa (05) Không khí khô nóng tiếp lên trên tấm ngăn(06), tiếp xúc với hạt nhựa ẩm lấy không khí ẩm từ hạt nhựa thành khí nóng

ẩm và đi ra qua thân thùng (07) đến ống thoát (09) và đi ra ngoài Hạt nhựa

ẩm sau khi xử lý sấy tại phễu chứa (06) đạt yêu cầu đi xuống dưới phễu (05)

và đi ra ngoài qua cửa xả dưới thân thùng chứa

II.4.1 Tính thể tích phễu

Vật liệu sấy : Nhựa PP

Khối lượng riêng của nhựa PP tinh thể là D=0.95 g/cm3 = 925KG/m3

Chọn đường kính của phễu là d =340

Gọi chiều cao thân bình là h1

V bình = 3,14 1,72 h1 - 13.3,14 r02 h0

19

r0, h0 là bán kính và chiều cao của chóp lưới trên

r0=10 cm, h0=20 cm

=>h1= 45 cm

Chiều cao đáy bình là h2= 23 cm

Đường kính đáy phễu là d1 = 8 cm

Chọn vật liệu làm thùng sấy là hợp kim nhôm đuraHình 2.5 Do có độ

CT51 là 6 - 6,5 và của gang là 1,5 - 6

Hình 2.5Thùng chứa

II.4.2 Tính toán quạt

Tính toán công suất quạt thổi

Chọn tiết diện ống thổi khí cód2= 8.5(cm)

Dựa vào hình vẽ chọn chiều dài ống là: L1 = 30 (cm)

Chọn vận tốc gió trong tủ sấy là: V=0.4m/s

Tổng tiết diện của máy là:

Hệ số tổn thất theo chiều dài (ống tròn)

Đây cũng là áp suất cần thiết để hệ thống làm việc nên ta chọn quạt có:

Áp suất P =0,60824 mmHg, Lưu lượng Q =0,05912m3/s

Công suất quạt với hiệu suất 45%

21

N = γ.Q.h w.η = ρ.g.Q h w.η = 1,1.9,8.0,05912.4,7071.45% =1.34

=> Chọn quạt có công suất P = 135W

Sử dụng quạt thổi ly tâm có công suất 135W

Tốc độ vòng quay n=2860 vg/ph

Cánh quạt làm bằng thép chất lượng cao

II.4.3 Tính toán công suất phần tạo nhiệt

Hình 2.6 Thanh điện trở gia nhiệt

Ta sử dụng thanh gia nhiệtHình 2.6 thường được làm từ hợp kim hoặc

bằng đồng Thanh gia nhiệt phải đảm bảo như truyền nhiệt tốt, cáchđiện tốt và thời gian sử dụng lâu dài

Ta có khối lượng riêng không khí là 1,1 kg/m3

Không khí trước khi đốt nóng:

Độ ẩm không khí RH = 85%

Nhiệt độ không khí t = 28°C

23

=>E = 100,8 – 80 = 20,8 kJ/kg không khí khô

Lưu lượng theo khối lượng của không khí cấp vào:

Công suất điện trở sấy 3.5kw

Công suất quạt 135w

Dải nhiệt độ sấy 28-150 độ C

Vận tốc gió 0.4m/s

Lưu lượng quạt: ≥0.2 m3/s

Áp suất luồng khí: ≥ 0.6 mmH2O

Tiết diện đầu khí ra : ≥ 60mm

Hình 2.7 Mô hình thiết kế máy

25

II.5 Thiết kế bộ điều khiển nhiệt độ

Hình 2.8 Sơ đồ khối nguyên lý điều khiển

II.5.1 Chức năng

Duy trì nhiệt độ phòng trong dải nhiệt độ mong muốn

Dải nhiệt độ có thể cài đặt: 20 - 99 độ C

Sai số nhiệt độ: 0.1 độ C

Nguyên tắc hoạt động

- Cài đặt được nhiệt độ để điều khiển bật thiết bị ra nhiệt tự động.

- Và cài đặt được giá trị nhiệt độ để điều khiển tắt thiết bị ra nhiệt tựđộng

- Muốn làm mát thì đấu bộ điều khiển với quạt làm mát

- Muốn làm nóng thì đấu bộ điều khiển với thiết bị ra nhiệt (thanh nhiệt)

- Có thể cài đặt lại sai số nhiệt độ

II.5.2 Lựa chọn bộ điều khiển

Bộ điều khiển nhiệt độ PID – SSRHình 2.9

Bộ điều khiển nhiệt độ PID – SSR được sử dụng thông qua solid staterelay hay còn được gọi là relay bán dẩn Thông qua các relay bán dẩn này chúng

ta có thể gia nhiệt cho điện trở có công suất lớn

Hình 2.9 Bộ Điều Khiển Nhiệt Độ PID cho SSR 1

Để thiết kế bộ điều khiển nhiệt độ nước nóng chúng ta cần các thiết bị sau-Điện trở gia nhiệt

-Relay bán dẩn SSR

-Cảm biến nhiệt độ

-Bộ điều khiển nhiệt độ PID SSR ART144

-Bộ điều khiển nhiệt độ PID cho SSR xuất tín hiệu dạng Digital OutputNPN / PNP dùng cho SSR với dòng điện 12Vdc / 25mA Thông qua SSR sẽkhuếch đại công suất thông qua nguồn điện 220Vac để gia nhiệt.

Tín hiệu nhiệt độ đưa vào bộ điều khiển nhiệt độ tạo thành vòng hồi tiếp

để đảm bảo nhiệt độ được gia nhiệt nhanh nhưng không bị quá nhiệt & duy trìnhiệt độ

Tương tự, với các bộ điều khiển nhiệt độ máy áp trứng chúng ta chỉ cầnthay đổi điện trở gia nhiệt bẳng đèn sợi dây tốc hoặc các điện trở sấy để giữ ấmcho quá trình áp trứng

Dựa vào các tính năng trên ta lựa chọn bộ điều khiển như trên để điềukhiển cho điện trở gia nhiệt có công suất 3.5kw

II.5.3 Hướng dẫn sử dụng bộ điều khiển nhiệt độ

Khóa nhiệt độ

1) Nhấn phím “menu” trong 2 giây, nó sẽ hiển thị “TIME”

2) Nhấn phím “Lên” lặp lại cho đến khi nó hiển thị “LOCK”;

3) Nhấn phím “Cài đặt”, giá trị cài đặt nhấp nháy, nhấn phím “Lên” hoặc

“Xuống” để chọn “CÓ” (cài đặt nhiệt độ khóa) và “KHÔNG” (không khóa)

4) Nhấn phím “Cài đặt” để xác nhận giá trị đầu vào 5) Nhấn phím

“Menu” để quay lại menu hoạt động Lưu ý: Khi “LOCK” được đặt thành “CÓ,giá trị cài đặt nhiệt độ sẽ bị khóa mà không thể truy cập để thay đổi

CHƯƠNG III LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT

ĐIỂN HÌNH III.1 Quy trình công nghệ gia công chi tiết chân đế

Chi ti?t bích 03

Hình 3 1: Bản vẽ chi tiết chân đế

III.1.1 Xác định đường lối công nghệ.

Do kết cấu của chi tiếtHình 3.1 không phức tạp khả năng gá nhiều dao làhạn chếđồng thời gia công nhiều vị trí gá nhiều dao để gia công, song rất khóthực hiện nên ta xây dựng quy trình công nghệ theo nguyên tắc phân tán nguyêncông Tuy nhiên trong một số nguyên công ta có thể tập trung nguyên công đểtiến hành gia công vàđạt độ chính xác yêu cầu

Chọn phương pháp gia công.

Vì sản lượng loạt lớn do đó trình độ chuyên môn hóa đòi hỏi rất cao, nên

để có thểđạt được năng xuất cao trong điều kiện sản xuất ở Việt Nam thìđườnglối công nghệ thích hợp là phân tán nguyên công (ít bước công nghệ trong một

31

nguyên công) ởđây ta dùng các loại máy vạn năng kết hợp với các đồ gá chuyêndùng và các máy chuyên dùng dễ chế tạo Sau khi nghiên cứu kĩ chi tiết cả vềcấu tạo và nguyên lý làm việc ta thấy có bề mặt đáy và các lỗ chính , 70 là cần

độ chính xác cao nhất đạt Ra2.5 đối với mặt đáy ta dùng phương pháp phay thôsau đó phay tinh, còn các lỗ chính ta khoét sau đó Doa

Lập tiến trình công nghệ

Thứ tự các nguyên công để gia công chi tiết được tiến hành theo trình tựsau

.+ Nguyên công I: Đúc phôi

.+ Nguyên công II: Phay thô và tinh mặt trên

+ Nguyên công III: Phay thô và tinh mặt dưới

+ Nguyên công IV: Khoan 4 lỗ 12 và doa 2 lỗ 12 lắp bu long ở mặttrên

+ Nguyên công V : Khoan 4 lỗ 12 và doa 2 lỗ 12 lắp bu long ở mặtdưới

+ Nguyên công VI : Khoét – Doa lỗ 70

+ Nguyên công VII: Phay rãnh 72 sâu 4mm

+ Nguyên công VIII: Khoan 4 lỗ 8 và doa 2 lỗ 8 lắp bu long ở mặtnghiêng

+ Nguyên công IX: Kiểm tra độ phẳng và độ vuông góc

Nguyên công 1: Đúc phôi

Ch?t côn d?nh v? Bulong khóa khuôn

Chi ti?t du?c dúc

Hình 3 2: Khuôn đúc

Quặng sau khi đưa vào lò nhiệt nung nóng chảy đến một nhiệt độ nhấtđịnh sẽ được rót vào khuôn đúcHình 3.2 trong hệ thống thiết bị làm khuôn cắttươi

Hệ thống thiết bị làm khuôn cát tươi tự động bao gồm:

Thiết bị làm khuôn kiểu đứng DISAMATIC

Thiết bị làm khuôn kiểu ngang DISA MATCH

Thiết bị làm khuôn kiểu nằm ngang DISA FLEX

Thiết bị vận chuyển khuôn AMH

Hệ thống tái sinh và trộn cát bao gồm cả bộ phận làm mát, Hệ thống kiểmtra cát

Thiết bị làm lõi

Hệ thống lọc bụi

33