Thiết kế máy cán hình mặt lốp xe đạp hai màu

- Sơ luyện làm giảm tính đàn hồi và tăng độ dẻo của cao su, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình hỗn luyện, cán tráng, ép đùn mặt lốp và lưu hoá…đáp ứng nhu cầu khi gia công các bán thà

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn: PGS.TS ĐINH MINH DIỆM

Sinh viên thực hiện: TRẦN NGỌC LỰC

Đà Nẵng, 2019

Họ tên sinh viên: TRẦN NGỌC LỰC Số thẻ sinh viên: 101130111

Lớp: 13C1B Khoa: CƠ KHÍ Ngành: Công nghệ chế tạo máy

1 Tên đề tài đồ án:

THIẾT KẾ MÁY CÁN HÌNH MẶT LỐP XE ĐẠP HAI MÀU

2 Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện

3 Các số liệu và dữ liệu ban đầu:

- Mặt lốp rộng nhất là 106mm

- Lốp loại Ø500mm và Ø650mm

- Và một số số liệu được lấy từ công ty cổ phần cao su Đà nẵng

Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

Phần 1: Cơ sở lý thuyết

1) Giới thiệu về vật liệu và quy trình chế tạo vật liệu làm lốp xe đạp

2) Giới thiệu quy trình sản xuất lốp xe đạp và cấu tạo lốp xe đạp

3/ Giới thiệu Thiết bị và quy trình sản xuất mặt lốp xe đạp 1 màu và 2 màu Phần 2: Tính toán thiết kế máy cán hình mặt lốp xe đạp hai màu

1) Phân tích chọn phương án thiết kế máy và lập sơ đồ động máy cán hình mặt lốp xe đạp

2) Tính toán thiết kế máy tạo hình mặt lốp xe đạp 2 màu

3) Quy trình gia công trục cán hình mặt lốp xe đạp

4) Một số vấn đề về lắp ráp, bảo dưỡng, an toàn và vận hành

4 Các bản vẽ, đồ thị ( các loại và kích thước bản vẽ ):

* Cấu tạo lốp xe và các loại mặt lốp xe đạp (1A0)

* Tổng thể máy cán hình mặt lốp xe đạp (2A0)

* Hệ thống làm nguội sau nguyên công cán hình mặt lốp (1A0)

DUT.LRCC

PGS.TS ĐINH MINH DIỆM Toàn bộ nội dung

6 Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 11/02/2019

7 Ngày hoàn thành đồ án: 25/05/2019

Đà Nẵng, ngày 25 tháng 5 năm 2019

PGS.TS ĐINH MINH DIỆM

DUT.LRCC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Điện thoại : 0388488093 Email: tranngocluc1995@gmail.com

GV hướng dẫn : PGS.TS Đinh Minh Diệm

GV duyệt : ThS Lưu Đức Hoà

Nội dung ĐATN bao gồm các vấn đề sau:

1 Nhu cầu thực tế của đề tài

Như ta đã biết hiện nay nước ta đang đẩy mạnh quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa để đưa đất nước sánh vai với các nước trong khu vực và trên thế giới Muốn vậy các ngành công nghiệp phải không ngừng đẩy mạnh sản xuất, mở rộng nhà máy, xí nghiệp, cải tiến trang thiết bị để nâng cao chất lượng sản phẩm, nhằm đáp ứng nhu cầu thực tế của người tiêu dùng và nền kinh tế hiện có của nước ta hiện nay và tránh khỏi tình trạng nhập khẩu của nước ngoài Nhờ chính sách đó đã đưa đất nước ta phát triển nhanh chóng và tiến đến gia nhập tổ chức kinh tế thế giới WTO, mà trong đó có một phần đáng kể đến là ngành sản xuất vật liệu cao su, đặc biệt là ngành sản xuất lốp xe đạp-xe máy các loại

Từ nhu cầu trên em được giao đề tài : “Thiết kế máy cán hình mặt lốp xe đạp2

màu” Đây là một công đoạn nhỏ trong dây chuyền sản xuất lốp xe đạp nhưng lại

rất cần thiết và không thể thiếu được

2 Phạm vi nghiên cứu của đề tài tốt nghiệp:

✓ Tính toán thiết kế máy cán hình mặt lốp xe đạp 2 màu Ф150 mm

✓

3 Nội dung đề tài đã thực hiện :

DUT.LRCC

• Phần lý thuyết đã tìm hiểu

1 Giới thiệu về vật liệu làm lốp xe đạp

2 Giới thiệu qui trình công nghệ chế tạo vật liệu làm lốp

3 Giới thiệu qui trình công nghệ sản xuất lốp xe đạp

4 Cấu tạo lốp xe đạp

5 Giới thiệu qui trình công nghệ sản xuất mặt lốp xe đạp

6 Giới thiệu máy cán hình mặt lốp xe đạp 2 màu Ф150 mm

• Đã tính toán thiết kế các phần chính như sau:

1 Phân tích chọn phương án thiết kế

2 Lập sơ đồ động học của máy cán hình mặt lốp xe đạp 2 màu Ф150mm

3 Tính toán thiết kế máy cán hình mặt lốp xe đạp 2 màu Ф150mm

4 Lập quy trình công nghệ gia công trục cán hình

5 Một số vấn đề về lắp ráp và bảo dưỡng – vận hành máy

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy cán hình mặt lốp xe đạp hai màu

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay nước ta đang đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa để đưa đất nước ta sánh vai với các nước trong khu vực và trên thế giới Muốn vậy thì các ngành công nghiệp phải không ngừng đẩy mạnh sản xuất, mở rộng nhà máy, xí nghiệp, cải tiến trang thiết bị để nâng cao chất lượng sản phẩm, nhờ chính sách đó đã đưa đất nước ta phát triển nhanh chóng trong đó có một phần đáng kể đến là ngành sản xuất sản phẩm cao su Hơn nữa hiện nay thị trường xăng dầu đang tăng vọt nên việc chuyển đổi phương tiện xe máy sang xe đạp trong tương lai là rất bức xúc và cần thiết nhằm tiết kiệm được chi phí mà cũng giảm bớt được ô nhiễm môi trường

Để đáp ứng nhu cầu thực tế của người tiêu dùng và nền kinh tế hiện có của nước ta hiện nay ngành cao su và các thiết bị cơ khí cho ra đời sản phẩm cao su không những về số lượng mà còn về chất lượng phải tốt Đặc biệt là sản xuất lốp xe đạp các loại

Để đóng góp một phần vào nhiệm vụ đó, được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy PGS.TS Đinh Minh Diệm và các anh, chị cán bộ kỹ thuật ở công ty cao su Đà Nẵng Em đã nhận nhiệm vụ thiết kế máy cán hình mặt lốp

xe đạp hai màu Đây là một công đoạn nhỏ của cả dây chuyền sản xuất lốp xe đạp, nó rất cần thiết cho ngành cao su và đặc biệt là ngành sản xuất lốp

Qua thời gian hơn 3 tháng thực hiện nhiệm vụ, nay em đã hoàn thành nhưng do khả năng và thời gian hạn chế, đề tài của em không tránh khỏi những sai sót, rất mong sự góp ý của thầy cô, bạn bè và các anh chị để đề tài của em được hoàn thiện hơn trong tương lai

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các anh chị ở phòng kỹ thuật ở công ty cao su Đà Nẵng, bạn bè và các thầy cô trong khoa cơ khí cũng như trong trường đã giúp em hoàn thành đề tài này

Đà Nẵng, ngày 25 tháng 5 năm 2019 Người thực hiện

Trần Ngọc Lực

DUT.LRCC

CHƯƠNG I:

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VẬT LIỆU VÀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

CHẾ TẠO VẬT LIỆU LÀM LỐP XE ĐẠP 1.1 GIỚI THIỆU VỀ VẬT LIỆU LÀM LỐP

1.1.1 Khái niệm

- Vật liệu làm lốp chủ yếu là cao su: đó là hợp chất cao phân tử mà mạch đại phân tử của nó có chiều dài lớn hơn rất nhiều lần chiều rộng và được hình thành từ một hoặc nhiều phần tử có cấu tạo hóa học giống nhau và được liên kết với nhau tạo thành chuỗi dài có trọng lượng phân tử lớn

Hình 1.1: Lốp xe được làm từ cao su

1.1.2 Tính chất

- Hoạt động hóa học và tính năng kỹ thuật của cao su phụ thuộc vào thành phần hóa học, cấu tạo, khối lượng phân tử, sự phân bố khối lượng phân tử và sự sắp xếp của các phần tử trong mạch

- Độ bền nhiệt của cao su phụ thuộc chủ yếu vào năng lượng liên kết của các nguyên tố hình thành mạch chính Năng lượng liên kết càng cao thì độ bền nhiệt của cao su càng lớn,và cao su càng có khả năng làm việc ở nhiệt độ cao

- Khối lượng phân tử của cao su cũng ảnh hưởng rất lớn đến tính công nghệ, tính chất cơ lý của vật liệu Đối với mỗi loại cao su khi khối lượng phân tử càng lớn thì các tính năng cơ lý đều tăng, đặc biệt là độ chịu mài mòn và tính đàn hồi của nó

- Ngày nay tất cả các loại cao su đều được phân loại theo nguồn gốc sản xuất và lĩnh vực sử dụng Cách phân loại này giúp ta dễ dàng lựa chọn cao su, định hướng công nghệ chế biến và gia công ra sản phẩm phù hợp với yêu cầu kỹ

thuật cần thiết - Có các cách phân loại cao su như sơ đồ hình 1.2 sau:

DUT.LRCC

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy cán hình mặt lốp xe đạp hai màu

Hình1.2:Sơ đồ phân loại cao su

1.1.3 Cao Su Thiên Nhiên

Cao Su IZOPREN Cao

Su Thông Dụng

Cao Su Butyl Cao Su Clopren

Cao Su Butadien-Nitrit

Cao

Su Thông Dụng Đặc

Cao Su Silicon

DUT.LRCC

- Mủ cao su thiên nhiên là nhũ tương trong nước của các hạt cao su, nó chảy từ cây cao su ra thường có tính kiềm yếu (pH=7.2), sau vài giờ bảo quản thì trị số pH của mủ cao su giảm dần xuống và sau đó mới bị keo tụ

b/ Thành phần cấu tạo hóa học của cao su thiên nhiên

- Thành phần hóa học của cao su thiên nhiên gồm nhiều nhóm chất hóa học khác nhau:

+ Thành phần chủ yếu là CacbuaHydrô và các chất Axêtôn, nước,các chất chứa Nitơ, Prôtêin và các khoáng chất

+ Hàm lượng của các chất này có thể dao động tương đối lớn và phụ thuộc vào các yếu tố: phương pháp sản xuất, tuổi của cây cao su, cấu tạo thổ nhưỡng, khí hậu nơi cây cao su sinh trưởng phát triển và mùa khai thác mủ cao

su

- Cao su thiên nhiên là một Polyme thuộc loại Polyzopen có cấu trúc mạch thẳng không gian điều hòa dạng Cis (98-100)% và dạng Trans (2- 10)% với mỗi mắt xích của Polyme là một phần tử Izopren:

- Số lượng phần tử trung bình của cao su thiên nhiên là 1,3.106 với mức độ dao động rất nhỏ (105 - 2.106) Ngoài ra mạch Cacbua Hyđrô có cấu tạo là mắc xích Izopren còn có các tạp chất phi cao su khác như: các hợp chất tách ly bằng Axêtôn, các chất chứa Nitơ, các chất tan trong nước, chất khoáng và độ ẩmĮ

- Thành phần hoá học của các chất được tách ly bằng Axêtôn bao gồm 15% axít béo giữ vai trò làm xúc tiến cho quá trình lưu hoá cao su Axít béo trong cao su tồn tại ở nhiều dạng khác nhau: 3% là Este của các axít béo, 7% là các Glôczit Phần còn lại là các axít amin và các hợp chất Phôtpho hữu cơ kỳ tínhĠ vàĠ, những hợp chất này có khả năng chống lại phản ứng ôxi hoá mạch Cácbua Hydrô và giữ vai trò chống lão hoá thiên nhiên cho cao su

c/ Tính chất vật lý của cao su thiên nhiên

- Cao su thiên nhiên ở nhiệt độ thấp có dạng tinh thể, vận tốc kết tinh lớn nhất được xác định ở 250C Cao su thiên nhiên kết tinh có biểu hiện rõ ràng lên

bề mặt như: Tăng độ cứng, bề mặt vật liệu mờ, có thể nóng chảy ở nhiệt độ 400C Quá trình nóng chảy các cấu trúc tinh thể của cao su thiên nhiên xảy ra cùng với

sự hấp thụ nhiệt

- Ở nhiệt độ từ (20-30)0C cao su sống dạng Crepe kết tinh ở dạng giãn dài 70%, hỗn hợp cao su đã lưu hoá kết tinh ở đại lượng biến dạng giãn dài 200%

DUT.LRCC

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy cán hình mặt lốp xe đạp hai màu

- Cao su thiên nhiên không tan trong rượu, Xêtôn, nhưng tan trong các dung môi hữu cơ mạch thẳng hay mạch vòng Khi pha vào dung dịch cao su các dung môi hữu cơ như rượu, Xêtôn thì xuất hiện hiện tượng kết tủa (keo tụ) cao su

từ dung dịch

- Cao su thiên nhiên có khả năng phối hợp tốt với các chất phụ da, chất độn trên máy luyện kín, máy luyện hở, dễ dàng cán tráng hay ép đùn Ngoài ra nó còn

có khả năng lưu hoá bằng lưu hóa hợp với các xúc tác thông dụng khác

- Tính chất cơ lý của cao su thiên nhiên được xác định theo tính chất cơ lý

của hợp phần cao su tiêu chuẩn theo bảng 1.1 như sau :

4 Hệ số giãn nở thể tích 565.104 dm3/0C

6 Nữa chu kỳ kết tinh ở -250C 2.4 - 4 giờ

7 Thẩm thấu điện môi ở tần số dao động

d/ Tính chất công nghệ của cao su thiên nhiên

- Trong quá trình bảo quản cao su thiên nhiên thường chuyển sang trạng thái tinh thế: ở nhiệt độ môi trường (25 – 30)0C hàm lượng pha tinh thể trong cao

su thiên nhiên là 40% Trạng thái tinh thể trong cao su phụ thuộc vào loại chất lượng:

+ Đối với cao su thiên nhiên loại thông dụng độ nhớt ở nhiệt độ 1440C là

95 Muni

DUT.LRCC

+ Đối với cao su loại SMK-50 có độ nhớt là 75 Muni

Để đảm bảo các tính chất công nghệ của cao su trong các công đoạn sản xuất thì phải xử lý bằng công đoạn sơ luyện đến độ dẻo P = 0.7 - 0.8

- Độ dẻo của cao su thiên nhiên có thể được xác định trên máy đo độ dẻo, hoặc được xác định qua độ nhớt Muni trên máy đo độ dẻo Uolle

- Để đánh giá mức độ ổn định các tính chất công nghệ của cao su thiên nhiên trên Quốc tế còn sử dụng hệ số ổn định độ dẻo PRI, nó được đánh giá bằng

tỷ số % giữa độ dẻo mềm cao su được xác định sau 30 phút đốt nóng ở nhiệt độ 1400C so với độ dẻo ban đầu Hệ số ổn định độ dẹp PRI cho các loại cao su khác

nhau là khác nhau thể hiện ở bảng 1.3

Bảng 1.3

1 Cao su hong khói mặt sàng loại I PRI = 80 – 90%

2 Cao su hong khói loại II (SMR-5) PRI  60%

3 Cao su hong khói loại III (SMR-50) PRI 30%

- Hệ số ổn định PRI càng cao thì vận tốc hoá dẻo cao su càng nhỏ, nghĩa là cao su có hệ số này cao thì khả năng chống lão hoá càng cao

- Để thận tiện cho quá trình vận chuyển và sử dụng mủ cao su thường được

cô đặc lại Có nhiều phương pháp cô đặc như: ly tâm, bay hơi tự nhiên, tách lớp

và điện ly…Bằng các phương pháp cô đặc khác nhau thì ta nhận được các loại cao su có tính chất và thành phần khác nhau

- Thông thường cao su tự nhiên được sản xuất theo sơ đồ công nghệ hình 1.4:

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy cán hình mặt lốp xe đạp hai màu

- Mủ cao su thiên nhiên thường được khuấy trộn với dung dịch Axít axêtíc 1% cho đến khi mũ đông tụ hoàn toàn Giai đoạn cán rửa nhằm mục đích loại bỏ các chất tan trong nước Axít dư khi đông tụ Cao su được cho qua các máy cán 2 trục và phun nước vào khe trục cán nhiều lần cho sạch, sau đó được chuyển sang máy băm để băm tạo hạt khi sản xuất cao su dạng cốm hoặc máy cán có vân hoa trên trục để sản xuất tấm khi sản xuất cao su dạng tờ

- Công đoạn sấy cao su có tác dụng ngăn ngừa sự phát triển của vi sinh vật, tăng thời gian sử dụng cao su, sau đó cao su được đưa vào máy ép thuỷ lực để đóng kiện thành các bành cao su

* Cao su thiên nhiên có các ưu nhược điểm sau:

+ Ưu điểm : có sức dính tốt, có tính đàn hồi cao, lực kéo đứt và xé rách cao, sinh nhiệt thấp, tốc độ lưu hoá nhanh, giá thành rẻ, được trồng và khai thác nhiều trong thiên nhiên.Vì vậy được sử dụng chủ yếu trong công nghệ chế tạo lốp xe đạp, ôtô và một số sản phẩm thông dụng khác…

+ Nhược điểm: Cao su thiên nhiên có tính chất tác dụng của 02 , 03, dầu, axít, kiềm yếu và chống lão hoá nhiệt yếu …

1.1.4 Cao su tổng hợp

a/ Khái niệm

- Cao su tổng hợp là loại cao su không phải lấy từ thiên nhiên mà nó được tổng hợp từ các hoá chất qua các phản ứng trùng hợp để tạo ra, nó là hợp chất cao phân tử Tuỳ theo thành phần chất ban đầu, loại xúc tác, điều kiện phản ứng

mà ta nhận được các loại cao su khác nhau, có tính chất cũng khác nhau Nguyên liệu chính dùng để sản xuất cao su tổng hợp là: dầu mỏ, khí thiên nhiên, than, nguyên liệu gỗ…

b/ Phân loại cao su tổng hợp

Căn cứ theo tính năng và công dụng ta có thể phân cao su tổng hợp ra các loại như sau:

- Cao su Butađien: Ký hiệu là BR Tuỳ thuộc các hãng sản xuất khác nhau

mà ta có các loại cao su Butađien là: BR40, BR100, BR01… Cao su Butađien có khả năng chống mài mòn tốt nên thường dùng trong công nghệ chế tạo mặt lốp

xe đạp, xe máy, ôtô hoặc các sản phẩm làm việc trong môi trường chịu ma sát lớn như băng truyền tải, ngoài ra còn có tính chống mỏi tốt

+ Nhược điểm của cao su Butađien là tính chống xé thấp, độ bền đứt nhỏ Nhưng nó lại phối hợp tốt với tất cả các loại cao su không phân cực như: cao su thiên nhiên, cao su Butađien-Styren, cao su Butađien-Nitrit

DUT.LRCC

để sản xuất lốp và các sản phẩm chịu mài mòn khác

+ Nhược điểm chủ yếu của nó là chịu đàn hồi, uốn khúc, và chịu nứt thấp hơn cao su thiên nhiên Nếu biến dạng nhiều lần sẽ sản sinh ra nhiệt lượng lớn vì vậy làm cho việc chế tạo lốp bằng cao su này sẽ kém chất lượng hơn Ngoài ra độ dẻo nhỏ, và quá trình sơ luyện bằng cơ học tăng độ dẻo là khó khăn hơn, khi gia công độ co cao su lớn

Hình 1.5 : Dây đai được chế tạo từ Butađien - Styren

+ Đặc trưng của loại này là tính chịu dầu tốt, khi tăng hàm lượng Nitrit lên thì tính năng chịu dầu tăng lên và càng chịu nhiệt tốt nên thường dùng chủ yếu trong các sản phẩm phụ tùng máy làm việc trong môi trường dầu mỡ, chịu nhiệt cao…

+ Nhược điểm chủ yếu của nó là tính đàn hồi kém, chịu lực thấp Ngoài

ra nó còn có tính bán dẫn, cách điện kém hơn các loại cao su khác nên không dùng làm vật liệu cách điện

DUT.LRCC

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy cán hình mặt lốp xe đạp hai màu

Hình 1.6: Cánh quạt máy bơm nước được chế tạo bằng cao su Butađien-Nitrit

- Cao su Butyl:

+ Đây là loại sản phẩm đồng trùng hợp của Izobutylen cacbuahyđrô với

sự có mặt của xúc tác AlCl và các hợp chất cation hoá như: nước, rượu…Có tính chịu nhiệt tốt, tính đàn hồi cao, bền với các tác động của môi trường hoá học nên thường dùng trong các sản phẩm chịu nhiệt như cốt hơi, màng lưu hoá hay trong các thiết bị chịu nhiệt, chịu axít, kiềm…Ngoài ra tính kín khít của nó rất cao nên thường dùng trong các sản phẩm như săm Nó còn dùng trong vật liệu bọc lót dây điện hay các vật liệu khác có tính bền với khí hậu

+ Tính va đập cao nên còn dùng trong các sản phẩm yêu cầu chống rung cao

+ Nhược điểm của loại này là khả năng chịu dầu mỡ kém, không trộn lẫn với các loại cao su khác, tốc độ lưu hoá thấp

Hình 1.7 : Nút cao su được chế tạo từ Cao su Butyl

DUT.LRCC

- Cao su Clopren:

+ Là sản phẩm nhận được trong quá trình trùng hợp huyền phù Clopren hoặc trong quá trình đồng trùng hợp Clopren với một hàm lượng monome không lớn Nguyên tử Clo có khả năng che chắn các tác nhân tác dụng nên cao su Clopren là loại chịu dầu, chịu tác dụng hoá học tốt, có độ bền trong môi trường

có dung môi hữu cơ như: rượu, axêtôn…có độ bền khí hậu tốt, có khả năng phân tán diện tích tốt nên được dùng chủ yếu để bọc cáp điện trong công nghiệp và điện tử

+ Nhược điểm chủ yếu là kém bền trong môi trường dầu mỡ

- Ngoài ra còn có một số loại cao su tổng hợp khác như: Clobutyl, Silicon, Thikol…với nhiều tính năng khác nhưng ít sử dụng hơn tất cả các loại cao su tổng hợp điều được kiểm tra tính năng cơ lý theo đơn pha chế chuẩn riêng cho từng loại cao su, quy trình luyện, điều kiện lưu hoá mẫu, các số liệu về tính năng

cơ lý cũng khác nhau đối với từng loại cao su

1.1.5 Cao su tái sinh

a/ Khái niệm

- Cao su tái sinh là loại cao su thu được bằng phương pháp lưu cao su đã

qua lưu hoá, qua đó có thể sử dụng lại các sản phẩm cao su đã qua sử dụng, sản phẩm cao su củ đã lưu hoá, hư hỏng và những phế liệu của các nơi gia công vật liệu cao su với mục đích giảm giá thành sản phẩm

- Cao su tái sinh được dùng nhiều trong lĩnh vực sản xuất các sản phẩm thông dụng hằng ngày như: thảm cao su, ống cao su…

Hình 1.8 : Cao su tái sinh được nhập về xưởng b/ Quy trình chung để sản xuất cao su tái sinh

- Có nhiều phương pháp sản xuất cao su tái sinh như: Thoát lưu bằng hơi

nước bão hoà, dùng hoá chất hoặc dùng máy ép đùn… ở đây ta giới thiệu dây

chuyền đơn giản của quá trình thoát lưu như hình 1.9 sau:

DUT.LRCC

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy cán hình mặt lốp xe đạp hai màu

Hình 1.9: Sơ đồ công nghệ sản xuất cao su tái sinh

- Đun nóng bột cao su nghiền nhỏ, ủ với các chất làm mềm trong thời gian vài giờ với nhiệt độ (160-190)0C Chất làm mềm sẽ làm trương nở cao su, giảm lực liên kết giữa các phân tử trong cao su tạo điều kiện thuận lợi cho việc tái sinh, với lượng dùng từ 10-30%

- Trong quá trình thoát lưu, một số phần cấu trúc mang mạng lưới không gian của cao su lưu hoá bị phá vỡ, sự phá vỡ mạng không gian có thể xảy ra ở các mạch ngang giữa các nguyên tử lưu huỳnh với nhau và giữa các nguyên tử C

và C trong mạch chính Vậy cấu trúc không gian giảm xuống làm cho cao su tan một phần trong các dung môi hữu cơ và làm cho cao su trở nên mềm dẻo hơn

c/ Ưu nhược điểm của cao su tái sinh

- Nhìn chung cao su tái sinh có những ưu điểm sau: cải thiện độ dẻo, giảm

thời gian cho chất đệm vào mẻ luyện, tăng tốc độ ép đùn, giảm độ nở của cao su tại miệng đùn, cải thiện ngoại quan của sản phẩm ép đùn, giảm độ co rút và sự tiêu hao năng lượng vì một phần chất độn đã có trong cao su tái sinh, cũng có khả năng tăng tính dính hơn

- Nhược điểm của cao su tái sinh là sự giảm các tính năng cơ lý làm giảm

độ đàn hồi, độ bền, độ xé rách của cao sự lưu hoá, giảm khả năng làm việc trong điều kiện biến dạng liên tục nên nó được dùng với hàm lượng thấp tuỳ theo yêu cầu của sản phẩm Vì vậy nó chỉ dùng thay thế một phần nhỏ cao su sống, nhất là trong các sản phẩm lưu hoá bằng khuôn như: thảm cao su, ống cao su, đặc biệt là các sản phẩm lớn vì nó có tính lưu động chậm nên dễ điền đầy khuôn, không tạo bọt khí

- Ngoài ra dùng cao su tái sinh ta tiết kiệm được cao su sống và một số hoá chất, làm nhanh một số quá trình gia công, giảm lượng sinh nhiệt của hỗn hợp cao su khi gia công trên các thiết bị công nghệ và giảm độ co của cao su khi cán tráng làm cho công việc cán tráng nhanh và dễ hơn Cũng có thể làm nhanh quá trình lưu hoá và tăng một số tính chất khác: tính chịu nhiệt, chịu dầu và hơi nóng…

Thành phẩm Tinh luyện Thoát lưu Trộn chất làm mềm

DUT.LRCC

- Các loại cao su được tái sinh là: cao su thiên nhiên, cao su Styren, Butyl…Sau khi thoát lưu cao su tái sinh cũng được kiểm tra tính năng cơ

Butađien-lý theo đơn pha chế cho từng loại cao su như các loại cao su trên

1.2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VẬT LIỆU LÀM LỐP XE ĐẠP

1.2.1 Quá trình sơ luyện cao su

a Khái niệm:

- Sơ luyện là quá trình dưới tác dụng của lực cơ học và sự tác dụng của cao

su với không khí làm phá vỡ các phân tử cao su, và kết quả là làm tăng độ dẻo, khả năng hấp thụ các phụ gia và tạo điều kiện gia công các công đoạn sau được

dễ dàng

- Sơ luyện làm giảm tính đàn hồi và tăng độ dẻo của cao su, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình hỗn luyện, cán tráng, ép đùn mặt lốp và lưu hoá…đáp ứng nhu cầu khi gia công các bán thành phẩm cao su đạt yêu cầu chất lượng

b Lý thuyết sơ luyện

- Khi sơ luyện đã xảy ra quá trình ôxi hoá giữa oxi trong không khí và cao

su dẫn đến sự phá vỡ các phân tử cao su làm cho độ dẻo của nó tăng lên

- Khi sơ luyện cao su thiên nhiên bằng máy luyện hở ta thấy hiệu quả tốt ở nhiệt độ cao thấp hơn 50-600C còn trong máy luyện kín thì nhiệt độ cao hơn 160-

1800C

- Nếu sơ luyện cao su sống thì sơ luyện phổ thông, còn sơ luyện có thêm chất xúc tiến thì sơ luyện chủ liệu

- Các yếu tố ảnh hưởng đến qua trình sơ luyện:

+ Thời gian sơ luyện tăng độ dẻo nhanh ở 15-20 phút ban đầu, sau đó chậm dần và hiệu quả sơ luyện kém Nếu muốn tăng độ dẻo nhiều thì phải sơ luyện gián đoạn, có bộ phận đảo su cũng như cần thao tác của công nhân

+ Nhiệt độ trục càng thấp thì hiệu quả sơ luyện càng cao và ngược lại + Sơ luyện trên máy luyện hở hai trục thì tỷ tốc giữa hai trục càng lớn thì

độ dẻo của cao su càng nhanh, gảm thời gian sơ luyện Thông thường tỷ tốc của máy sơ luyện hở là: 1:1,08; 1:1,17; 1:1,1…Nhưng nếu tỷ tốc quá lớn thì cao su bị đốt nóng nhanh dẫn đến hiệu quả sơ luyện kém, không an toàn cho thiết bị

+ Đường kính trục lớn thì hiệu quả sơ luyện tốt

+ Cự ly trục khoảng 1-1,5mm

+ Trọng lượng mổi mẻ luyện phải phù hợp với quy cách của máy

DUT.LRCC

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy cán hình mặt lốp xe đạp hai màu

+ Chất lượng cao su sống phải đảm bảo…

1.2.2 Quá trình hỗn luyện cao su

a Khái niệm

- Hỗn luyện là quá trình trộn các chất phối hợp vào cao su sơ luyện, là quá

trình phân tán đều các chất phối hợp vào cao su để trở thành một hỗn hợp cao su

đồng nhất theo đơn pha chế

- Hỗn luyện là khâu quan trọng trong công nghệ sản xuất các sản phẩm cao

su nói chung và lốp xe đạp-xe máy nói riêng Nếu cao su và các chất phối hợp

không được trộn đều thì không phát huy được công dụng của chúng, ảnh hưởng

đến tính năng sử dụng của sản phẩm Có các phương pháp hỗn luyện sau

b Hỗn luyện bằng máy luyện hở

- Sơ đồ máy luyện hở thể hiện hình vẽ 1.10

Hình1.10: Sơ đồ máy luyện hở hai trục cán

(1) Động cơ điện xoay chiều; (2) Khớp nối trục; (3)Hộp giảm tốc hai cấp

(4) Cặp bánh răng truyền động trục chính; (5) Trục cán;

(6) Cặp bánh răng thay thế; (7) Trục vít me điều chỉnh cự ly trục

- Thao tác cho máy luyện hở:

✓ Trước tiên phải điều chỉnh nhiệt độ trục trước khoảng 55-600C, nhiệt

✓ Xác định trọng lượng mỗi mẻ cao su theo đơn pha chế

✓ Cho cao su lên trục cán để cán dẻo

DUT.LRCC

✓ Cho cao su tái sinh vào nếu có

✓ Cho hoá chất hạt nhỏ vào

✓ Cho chất độn và chất làm mềm lỏng vào

✓ Rồi cho lưu huỳnh và chất siêu xúc tiến vào

✓ Tiến hành ép thông hai lần rồi xuất tấm

✓ Làm lạnh trong bể nước có pha CaCO3

✓ Treo lên giá làm mát

✓ Nhập kho để kiểm tra

- Thời gian thao tác khoảng 15-50 phút

- Cao su sống cung cấp cho quá trình hỗn luyện phải đảm bảo đạt chất lượng, hoá chất phải qua kiểm nghiệm và cân đúng theo hoá đơn mẻ luyện

- Chú ý trước khi cho hoá chất vào phải tắt máy hút bụi, các quạt thổi trực tiếp vào máy, và sau khi cho hoá chất vào rồi cần quét hết phần bị rơi xuống khay và cho lên máy để đảm bảo tỷ lệ và khi cho lưu huỳnh vào thì không nên cắt cao su nếu nó chưa pha trộn đều vào cao su

c Hỗn luyện bằng máy luyện kín

- Sơ đồ máy luyện kín thể hiện ở hình 1.11

Hình 1.11: Sơ đồ máy luyện kín (1) Động cơ điện xoay chiều; (2) Hộp giảm tốc hai cấp;

(3) Các trục xoắn quay ngược chiều nhau

- Thao tác của quá trình luyện kín là:

+ Đưa cao su sống đã cân sẵn theo từng đơn và các hoá chất tập trung về sàn máy

+ Chọn chế độ làm việc thích hợp và khởi động máy cho máy chạy không tải khoảng (3-5) phút để theo dõi tình trạng máy

DUT.LRCC

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy cán hình mặt lốp xe đạp hai màu

+ Mở cửa nạp liệu và tiến hành nạp nhiên liệu vào xi lanh theo thứ tự: Cho cao su đã cân vào, cho các hợp chất hạt nhỏ vào rồi chất độn làm mềm ở thể lỏng vào

+ Sau đó đóng cửa nạp liệu lại và chu trình bắt đầu khi hệ thống xilanh pittông ép tất cả xuống buồng xilanh của trục luyện và đèn báo sáng

+ Trong qua trình luyện phải theo dõi các thông số ở đồng hồ đo như: thời gian, tốc độ trục, áp suất…

+ Kết thúc chu trình ta ấn nút mở cửa dưới và bán thành phẩm được băng tải chuyển từ cửa tháo liệu ra đến máy luyện hở để làm nguội và cho lưu huỳnh vào Nếu khi tháo ra mà nhiệt đọ quá cao >1100C thì ta phải để nguội thêm một thời gian mới cho trộn lưu huỳnh

+ Tuỳ theo dạng bán thành phẩm mà việc luyện kín yêu cầu công nhân điều chỉnh máy với những thông số kỹ thuật đúng quy định

d Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hỗn luyện

- Quá trình hỗn luyện phải phù hợp với từng chủng loại cao su theo đúng yêu cầu của bán thành phẩm sau này

- Độ ẩm của cao su cũng ảnh hưởng xấu đến chất lượng bán thành phẩm trong quá trình hỗn luyện

- Sử dụng các chất tăng cường độ phân tán như: EF44, Aktiplsat, và các chất làm mềm khác

- Độ dẻo của cao su sơ luyện cũng phải đảm bảo chất lượng và phải phù hợp với từng mẻ luyện

- Độ mịn của các chất độn, các chất không tan, cũng như thứ tự của các chất phụ gia khi cho vào mẻ luyện

- Đặc tính, kết cấu của thiết bị hỗn luyện, nhiệt độ và thời gian hỗn luyện

1.3 CÁC CHẤT PHỐI HỢP CHO CAO SU

- Chất lưu hoá như: S, Fe, Te…

- Chất xúc tiến lưu hoá: Sulfenamit, M, DM, Thiuram…

- Chất trợ xúc tiến lưu hoá: Thường là các ôxit kim loại ZnO…

- Chất phòng loãng: Parafin, Antifut…

- Chất hoá mềm: Parafin, dầu thông…

- Chất độn: than đen, SiO2

- Chất làm dẻo: Aktiplast, T, EF44…

- Chất màu: TiO2, ZnO…

DUT.LRCC

CHƯƠNG II:

GIỚI THIỆU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

LỐP XE ĐẠP VÀ CẤU TẠO LỐP XE ĐẠP 2.1 SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

Quy trình công nghệ sản xuất lốp xe đạp nhìn được thể hiện ở hình 2.1:

Hình 2.1: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất lốp xe đạp

Cao su bán thành phẩm các loại,vải mành, vải phin, thép tanh…

Công đoạn Hàn tanh

Công đoạn cán hình/ép đùn mặt lốp

Công đoạn cắt vải

Công đoạn lưu hoá

Công đoạn dán mặt lốp

Công đoạn thành hình

Công đoạn KCS

Công đoạn bọc lốp

Công đoạn nhập kho Cty

Phúc tra sản phẩm phế

Công đoạn Nhiệt luyện

Công đoạn

g/c cốt hơi

Công đoạn cán tráng vải

Cắt lấy tanh, huỷ

bỏ phần phế phẩm

DUT.LRCC

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy cán hình mặt lốp xe đạp hai màu

2.2 CẤU TẠO LỐP XE ĐẠP

Lốp xe đạp được cấu tạo bởi 4 lớp chủ yếu:

- Lớp ngoài cùng gọi là lớp mặt lốp, nó được chế tạo bởi cao su sau khi đã qua các công đoạn: sơ luyện, hỗn luyện, nhiệt luyện lại, thành hình và lưu hóa, lớp này chịu nén và chịu mài mòn rất tốt Nó còn có tác dụng bảo vệ các lớp bên trong của lốp

- Lớp thứ hai bên trong gọi là lớp vải mành, nó được chế tạo bởi vải bố và hợp chất Pôlime, lớp này có tác dụng tạo hình lốp xe đạp và có tính chịu kéo rất tốt

- Lớp cao su mỏng cán tráng hai bên lớp vải mành là lớp có tác dụng bảo vệ lớp vải mành và tăng độ dính của vải mành với lớp mặt lốp và các lớp khác

- Thép tanh là lớp tạo hình của lốp, nó được bố trí trên vải mành ở phía ngoài rìa lốp nhằm mục đích chống sự co nén, sự giản ra của vành và đảm bảo cho lốp rắn chắc hơn

Hình 2.2: Cấu tạo hoàn chỉnh của một lốp xe

2.3 NỘI DUNG CÁC CÔNG ĐOẠN CHÍNH

2.3.1 Công đoạn nhiệt luyện cao su

- Cao su bán thành phẩm các loại sau khi đã qua các quá trình sơ luyện, hỗn luyện và được phòng kỹ thuật kiểm tra đạt yêu cầu về chất lượng được nhập kho để cung cấp cho các công đoạn sản xuất sau này Công nhân nhận cao su bán thành phẩm từ kho về xưỡng theo đúng khối lượng yêu cầu và đưa lên các máy kuyện hở  250, xưởng45,  400,  450,  560…để tiến hành nhiệt luyện lại nhằm đạt yêu cầu về độ mềm dẻo cần thiết để cung cấp cho các máy công tác đặc chủng của các công đoạn tiếp theo của quy trình công nghệ sản xuất lốp xe đạp Công đoạn này đóng vai trò quan trọng hàng đầu trong quy trình công nghệ sản xuất, nó cung cấp hầu hết cao su bán thành phẩm đạt độ dẻo yêu cầu cho tất cả các công đoạn sau này

DUT.LRCC

Hình 2.3: Máy luyện hở để nhiệt luyện cao su

2.3.2 Công đoạn ép đùn mặt lốp

- Cao su sau khi đã được nhiệt luyện đạt độ mềm dẻo cần thiết được đưa vào miệng phểu của máy ép đùn mặt lốp gồm một xi lanh và bên trong có trục xoắn ốc để đùn ép cao su ra miệng máy, đi qua khuôn mẫu để tạo hình dáng, kích thước của từng loại mặt lốp tương ứng với từng loại lốp khác nhau được sản xuất trong xí nghiệp.Trục được chuyển động nhờ động cơ xoay chiều rô to lồng sóc qua hộp giảm tốc, động cơ này có thể thay đổi tốc độ nhờ nguồn điện AC thay đổi qua ba bộ biến tần

- Mặt lốp sau khi đã đùn ra được di chuyển trên dàn con lăn và được làm mát băng hệ thống phun nước, các con lăn được truyền động bằng hệ thống đĩa-xích nhờ động cơ điện một chiều công suất 11kw, nó được điều chỉnh tốc độ phù hợp với tốc độ của máy đùn

- Cao su mặt lốp sau khi qua dàn con lăn làm mát sẽ được đưa đến tay công nhân để chuyển sang công đoạn dán mặt lốp

2.3.3 Công đoạn cán hình mặt lốp

- Cao su sau khi được nhiệt luyện lại được cắt thành từng cuộn với trọng lượng thích hợp để chuyển sang đưa vào dàn trục cán của máy cán hình mặt lốp của công đoạn cán hình mặt lốp để tạo hình mặt lốp

- Có các loại máy cán hình mặt lốp như sau: Máy cán hình hai trục, ba trục, bốn trục Các trục cán có hình dạng của từng loại mặt lốp khác nhau tùy theo yêu cầu sản phẩm của từng loại lốp khác nhau, trục được truyền động nhờ động cơ điện xoay chiều qua hộp giảm tốc đến cặp bánh răng truyền động Cao

su mặt lốp sau khi ra khỏi trục cán được di chuyển trên hệ thống tang làm mát

DUT.LRCC

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy cán hình mặt lốp xe đạp hai màu

băng không khí rồi chạy qua băng tải đến tay công nhân chuyển sang công đoạn dán mặt lốp

- Hệ thống tang làm mát được truyền động nhờ hệ thống đĩa-xích lấy từ động cơ chính qua trục cán Máy cán hình mặt lốp này cũng có thể cán ra loại mặt lốp một màu hoặc hai màu

Hình 2.4: Máy cán hình mặt lốp xe

2.3.4 Công đoạn cán tráng vải mành

- Vải mành sau khi được sấy khô cùng với cao su đã được nhiệt luyện đưa vào máy cán tráng bốn trục để tạo ra vải mành có cán cao su cả hai mặt để làm bố của lốp

- Máy cán tráng gồm bốn trục giống nhau được truyền động nhờ động cơ xoay chiều rô to lồng sóc qua hộp giảm tốc đến cặp nhông truyền động, ngoài ra

có các bộ phận hỗ trợ điện để điều khiển vô cấp tốc độ qua bộ biến tần nhằm điều chính tốc độ của trục cáng phù hợp với năng suất cũng như nạp liệu

- Ngoài ra còn có các bộ phận nhả vải và quấn vải sau khi cán tráng, trục sấy, trục làm lạnh Các bộ phận này được truyền động băng động cơ điện xoay chiều

- Vải sau khi được cán tráng qua máy quấn vải sẽ được vận chuyển sang cung cấp cho máy cắt vải của công đoạn cắt vải

DUT.LRCC

Hình 2.5: Công đoạn tráng vải mành

2.3.5 Công đoạn cắt vải

- Vải sau khi đã cán tráng su qua máy cán tràng được cuộn thành từng cuộn và đưa lên máy cắt vải để cắt thành từng tấm theo kích thước xác định phù hợp với từng loại lốp được sản xuất

- Máy cắt vải gồm một băng tải rộng 2m, dài 8m được truyền động nhờ các con lăn qua bộ truyền xích, bởi động cơ xoay chiều, có bộ phanh hãm dừng chính xác Bộ phận dao cắt gồm các môtơ chạy dao và các môtơ quay dao đều là động cơ xoay chiều công suất 1.5 kW, 1450 v/ph Dao cắt được chạy trên thanh dẫn hướng đặt chéo so với băng tải một góc độ nào đó có thể điều chỉnh tùy theo yêu cầu của từng loại vải để đáp ứng nhu cầu sản xuất Trên hai đầu thanh dẫn có hai công tắc hành trình để đổi chiều chạy dao và chiều quay dao sau mỗi lần cắt

- Máy cắt vải làm việc hoàn toàn tự động, chiều dài tấm vải được cài đặt sẵn vào bộ đếm, khi băng tải chạy được một khoảng chiều dài xác định sẵn thì sensor phát tín hiệu cho băng tải dừng chính xác, sau đó dao cắt quay và chạy trên thanh dẫn để cắt tấm vải, khi dao cắt chạy đến đầu cuối thanh dẫn hướng tác động vào công tắc hành trình thì băng tải chạy lại đoạn thứ hai và máy cứ hoạt động như thế cho đến khi ta bấm nút dừng mà thôi

2.3.6 Công đoạn sản xuất tanh

- Những cuộn thép từ kho đưa vào được nắn thẳng nhờ các máy nắn thẳng

tự động rồi cắt thanh thành từng đoạn thích hợp với kích thước của lốp được sản xuất Sau đó được đưa sang máy cuộn tạo hình cho từng sợi tanh theo dạng tròn của lớp rồi chuyển cho công nhân hàn lại thành hình tròn trên máy hàn tiếp điểm điện áp cao

- Các máy nắn thẳng và máy cắt được truyền động nhờ các động cơ xoay chiều công suất 1.5 kW và các vòng tanh sau khi được chuyển sang cho công đoạn thành hình

DUT.LRCC

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy cán hình mặt lốp xe đạp hai màu

Hình 2.6: Máy sản xuất tanh

2.3.7 Công đoạn thành hình

bộ phận: Các vòng tanh, các lớp vải đã được cán tráng, nó nhận bán thành phẩm

từ các khâu khác Vải sau công đoạn cắt vải đã được cuộn thành cuộn cung cấp cho máy thành hình, công nhân dán vải trên máy thành hình và cho các vòng tanh lên rồi cho máy hoạt động để tạo ra ống vải dạng chiếc lốp theo yêu cầu sản xuất

- Máy thành hình ở đây là loại máy Liên Xô được truyền động quay tròn bằng một động cơ xoay chiều có hai bộ dây quấn với công suất 11 kw và 3.5 kw

để tạo ra hai cấp tốc độ khác nhau

- Khi bắt đầu quay động cơ được chạy ở tốc độ khởi động, các cuộn dây stator được nối qua các điện trở để giảm dòng khởi động của động cơ sau đó chuyển sang làm việc ở chế độ tốc độ thấp hoặc cao

- Khi dừng động cơ được hãm động năng nhờ nguồn điện một chiều đưa vào cuộn stator trong khoảng thời gian 2 giây làm động cơ dừng hẳn Ngoài ra máy còn có một động cơ công suất 1.5 kW để chuyển động bộ phận cà dưới và một động cơ bơm dầu 4 kW để điều khiển các ben thủy lực Máy có thể làm việc

tự động hoặc điều khiển bằng tay

- Bán thành phẩm của công đoạn này sẽ được chuyển sang công đoạn dán mặt lốp

2.3.8 Công đoạn dán mặt lốp

ép đùn mặt lốp và máy cán hình mặt lốp chuyển sang các công nhân tiến hành thao tác dán mặt lốp để hoàn thiện bán thành phẩm hơn về chiếc lốp để chuyển sang khâu lưu hóa để tạo ra chiếc lốp hoàn chỉnh cuối cùng

DUT.LRCC

2.3.9 Công đoạn lưu hóa

sang máy lưu hóa để lưu hóa tạo ra chiếc lốp hoàn thiện

- Lốp được lưu hóa trong khuôn của máy lưu hóa với nhiệt độ từ

105-1600C, với thời gian 5-6 phút, áp suất cho vào cốt hơi khoảng 7-8 KG

- Mỗi máy lưu hóa gồm 3 hoặc 4 khuôn và máy được đóng mở bằng động

cơ xoay chiều công suất 7 kW, 900 v/ph qua hệ thống nhông truyền Các cơ cấu cấp lốp và lấy lốp được sử dụng xi lanh thủy lực với áp suất dầu khoảng 20 kG/cm2

- Máy làm việc theo chương trình PLC cài đặt tự động cấp nén, xả nén tự động nhờ bộ gia nhiệt và rơle thời gian qua bộ phận công tắc tơ, công tắc hành trình, van khí nén điện từ

Hình 2.7: Công đoạn lưu hoá thực tế

2.3.10 Khâu KCS

quan theo tiêu chuẩn quy định, thử độ cứng của cao su mặt lốp, độ rộng đồng tâm của lốp… Theo định kỳ lốp được đưa lên máy chạy lý trình để kiểm tra sức chịu tải, độ mòn của mặt lốp Các quy định về tiêu chuẩn lốp được đề ra và thực hiện một cách chặt chẽ nhằm nâng cao chất lượng của sản phẩm

- Nếu qua quá trình kiểm tra mà lốp không đạt yêu cầu sẽ được loại bỏ phế phẩm và lấy lại cao su tái sinh, sợi tanh Còn đạt thì sẽ được chuyển sang công đoạn bọc lốp

2.3.11 Công đoạn bọc lốp

một lớp ni lông màu PP và dán nhãn hiệu nhằm mục đích bảo vệ lốp và tạo mỹ quan cho sản phẩm đồng thời đảm bảo chống hàng giả và mang tính thương hiệu của công ty

DUT.LRCC

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy cán hình mặt lốp xe đạp hai màu

- Máy quấn lốp làm việc tự động được truyền động bằng động cơ xoay chiều qua bộ nhông truyền, nó có thể điều khiển qua bộ biến tần Chương trình điều khiển hoạt động của máy dùng các công tắc tơ và các rơle thời gian

- Ta có thể bọc lốp bằng tay hoặc bằng máy theo từng chiếc hoặc theo kiện từ

5-10 lốp

- Lốp sau khi bọc xong sẽ được nhập về kho để xuất ra thị trường

Hình 2.8: Công đoạn bọc lốp xe

DUT.LRCC

CHƯƠNG III:

GIỚI THIỆU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ

SẢN XUẤT MẶT LỐP XE ĐẠP 1 MÀU VÀ 2 MÀU 3.1 GIỚI THIỆU QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MẶT LỐP XE ĐẠP

Ta có sơ đồ QTCN sản xuất như hình 3.1:

Đạt

Hình 3.1: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất mặt lốp xe đạp 1 màu và 2 màu

Thực chất của QTCN này là gồm hai giai đoạn chính:

- Giai đoạn 1: Là giai đoạn nhiệt luyện lại cao su bán thành phẩm trên các máy luyện hở  250,  345,  400,  450,  560…

- Giai đoạn 2: là giai đoạn tạo ra dạng mặt lốp trên các máy cán hình mặt lốp và ép đùn mặt lốp

3.1.1 Giai đoạn nhiệt luyện cao su

- Thể hiện ở hình 3.2

Cao su mặt lốp đỏ, đen, trắng, vàng cam

Nhiệt luyện

Ép đùn mặt lốp 1màu và 2 màu

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy cán hình mặt lốp xe đạp hai màu

Hình 3.2: Phươnng pháp nhiệt luyện cao su bằng máy luyện hở

(1) Động cơ điện; (2) Khớp nối; (3) Hộp giảm tốc; (4) Cặp bánh răng_Bánh

để nhiệt luyện lại nhằm đạt độ dẻo yêu cầu phục vụ cho các công đoạn sản xuất sau này Sau khi nhiệt luyện xong cao su sẽ được xuất thành từng cuộn hay từng dải để cung cấp cho các máy ép đùn mặt lốp, máy cán hình mặt lốp, máy cán tráng…

- Để luyện cao su trên máy luyện hở thì cao su phải qua sơ luyện (hóa dẻo) trước Công đoạn được thực hiện như sau: các chất phối hợp được cán ép qua khe hở giữa 2 trục cán quay hướng vào nhau Các lớp cao su do có lực ma sát với trục cán kéo các chất phối hợp vào khe hở trục cán với vận tốc bằng vận tốc dài của trục cán Các lớp cao su tiếp sau do lực kéo dính với lớp trước cũng được kéo vào khe hở với vận tốc giảm dần so với khoảng cách bề mặt trục cán Do có

sự khác nhau về vận tốc nên giữa các lớp cao su hỗn hợp cao su luôn xuất hiện ứng suất trượt nhào luyện chúng lại với nhau Mặt khác, do quá trình cán khe hở giữa các trục cán nhỏ nên phần không gian trên trục luôn xuất hiện một lượng cao su (hỗn hợp cao su) dự trữ Sự tồn tại liên kết dính giữa các lớp cao su đã kéo khối cao su dự trữ trên khe hở vào chuyển động theo những hướng khác nhau Phần cao su ở lớp giữa bị đẩy lên như lực đẩy của nêm, còn phần cao su sát với

bề mặt trục cán thì quay theo chiều quay của trục

- Sự chảy vật liệu trong khoảng cách giữa 2 trục cán Trong vòng quay của nguyên vật liệu dư đại lượng biến dạng trượt là lớn nhất Vì vậy, ở đây ứng suất trượt của cao su cũng lớn nhất và quá trình trộn luyện cũng xảy ra trong vùng mạnh nhất

1

3 4

A-A

9 8

DUT.LRCC

- Trong thực tế sản xuất, các máy cán luyện sử dụng để hỗn luyện cao su

có vận tốc dài ở các trục khác nhau Vì thế, khe hở giữa các trục đại lượng biến dạng trượt giữa các lớp su tăng lên đáng kể Mức độ tăng biến dạng trượt phụ thuộc vào tỉ tốc của máy, khoảng khe hở giữa các trục  và được đặc trưng bằng Gradien vận tốc G:

3.1.2 Giai đoạn tạo hình mặt lốp

Có các phương pháp tạo hình mặt lốp như sau:

a Phương pháp ép đùn mặt lốp (xem hình 3.3)

(1) phễu nạp liệu; (2) Xi lanh; (3) Trục vít đùn; (4) Thước mặt lốp

- Được tiến hành trên các máy ép đùn Φ115, Φ 200, Φ 250…Cao su sau khi đã nhiệt luyện lại trên các máy luyện hở đạt độ dẻo yêu cầu được xuất thành từng dãi chuyển sang cung cấp cho các máy ép đùn mặt lốp để tiến hành công đoạn tạo hình mặt lốp cung cấp cho công đoạn dán mặt lốp để tạo chiếc lốp xe đạp hoàn chỉnh cung cấp cho công đoạn lưu hoá sau này Mặt lốp sau khi ra khỏi máy ép đùn di chuyển trên dàn con lăn làm mát và qua hệ thống băng tải đến tay công nhân dán mặt lốp

b Phương pháp cán hình mặt lốp (Xem hình 3.4)

Hình 3.4 : Phương pháp tạo hình mặt lốp bằng trục cán

9

8 7

11 12

1

10

6 5

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy cán hình mặt lốp xe đạp hai màu

(1) Động cơ điện; (2) Khớp nối; (3) Hộp giảm tốc; (4) Cặp bánh răng_Bánh đà; (5)Trục vít me điều chỉnh khe hở trục; (6) Các cặp bánh răng thay thế; (7) Cao

su màu I; (8) Cao su mặt lốp sau khi qua vân hoa tạo hình;(9) Cao su màu II; (10) Trục cán hình; (11) Thước mặt lốp(vân hoa tạo hình); (12) Trục cán trơn

- Được tiến hành trên các máy cán hình mặt lốp 2 trục, 3 trục, 4 trục…Cao

su sau khi đã qua nhiệt luyện lại trên các máy luyện hở đạt độ dẻo yêu cầu được xuất thành từng cuộn chuyển sang cung cấp cho các máy cán hình mặt lốp để tiến hành tạo hình mặt lốp cung cấp cho công đoạn dán mặt lốp và tạo ra lốp xe đạp hoàn chỉnh hơn cung cấp cho công đoạn lưu hóa sau này Mặt lốp sau khi ra khỏi máy cán hình mặt lốp qua hệ thống tang làm mát để làm mát bằng không khí, rồi được di chuyển trên băng tải đến tay công nhân dán mặt lốp

Tấm dày 2 hông (mm)

Độ rộng mặt chạy (mm)

Tấm dày mặt chạy (mm)

Trọng lượng mặt lốp (Kg/chiếc)

Trọng lượng lốp

3.2 MÁY CÁN HÌNH MẶT LỐP XE ĐẠP 4 TRỤC Φ150

a Chức năng và vị trí của máy cán hình mặt lốp xe đạp 4 trục Φ150

- Máy cán hình mặt lốp là một trong những máy thuộc công đoạn tạo hình dạng mặt lốp xe đạp, nó là công đoạn cuối của QTCN sản xuất mặt lốp xe đạp và

là công đoạn đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất lốp xe đạp Nó cung cấp bán thành phẩm cho công đoạn dán mặt lốp để chuyển sang công đoạn lưu hoá tạo ra sản phẩm cuối cùng

- Máy được truyền động nhờ động cơ điện xoay chiều rôto lồng sóc qua hộp giảm tốc truyền đến các trục luyện thông qua các bánh răng truyền động, bốn trục cán quay ngược chiều nhau và được điều khiển bằng cơ cấu cơ khí nhờ sự

DUT.LRCC

thao tác điều chỉnh của công nhân vận hành đứng máy qua các bộ phận điều khiển

- Vùng làm việc của máy là khoảng giữa của bốn trục cán, vật liệu chủ yếu được ép giữa hai trục trên các rảnh có dạng mặt lốp và được nung nóng nhờ

hệ thống cấp nhiệt bên ngoài Ở máy cán hình mặt lốp chỉ có bốn trục cán được làm mát nhờ hệ thống ống dẫn nước vào bên trong lòng trục

b Sơ đồ nguyên lý và cấu tạo của máy cán hình mặt lốp xe đạp 4 trục.(Xem

Hình 3.6)

13 14

12

11 10

1

3 4

8 9

2 5

Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lý của máy cán hình mặt lốp xe đạp 4 trục

(1) Động cơ điện xoay chiều; (2) Khớp nối trục; (3) Hộp giảm tốc;

(4)Cặp bánh răng_bánh đà; (5) Trục vít me điều chỉnh khe hở;

(6) Trục cán trơn; (7) Vân hoa tạo hình mặt lốp; (8) Trục cán hình;

(9) Các cặp bánh răng thay thế; (10) Dàn con lăn; (11) Các tang làm mát;

(12) Dàn băng tải; (13) Đĩa xích; (14) Gối đỡ

- Nguyên lý hoạt động: động cơ điện xoay chiều (1) hoạt động truyền chuyển động sang hộp giảm tốc (3) nhờ khớp nối trục (2) để giảm tốc độ, rồi truyền đến cặp bánh răng truyền động trục cán (4) để truyền chuyển động cho trục cán hình (8), sau đó nhờ cặp bánh răng thay thế (9) sẽ truyền chuyển động sang trục cán

DUT.LRCC

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy cán hình mặt lốp xe đạp hai màu

trơn khác (6), cự ly trục cán được điều chỉnh nhờ các trục vít me-bánh vít (5) Và máy cứ làm việc cán ra mặt lốp xe đạp đảm bảo năng suất cho các công đoạn sau thì công nhân dừng máy máy, tắt động cơ Cao su dạng mặt lốp sau khi ra khỏi máy cán hình được di chuyển trên dàn con lăn (10) qua hệ thống tang làm mát bằng không khí (11) rồi chuyển sang dàn băng tải (12) đến tay công nhân dán mặt lốp

- Máy cán hình mặt lốp xe đạp 4 trục có cấu tạo đơn giản, bộ phận công tác chính gồm bốn trục cán có đường kính như nhau 150, ba trục có dáng hình trục tròn có bề mặt tương đối nhẵn, một trục có dáng trục tròn có vân hoa tạo dạng mặt lốp, các trục này bên trong có cấu tạo rỗng với độ dày  25  35mm để đảm bảo độ bền và biến dạng của trục trong suốt quá trình làm việc, sở dĩ được cấu tạo đặc biệt như vậy là nhằm đưa nước làm mát vào tuần hoàn trong lòng trục cán để làm mát trong quá trình cán hình

- Các cặp bánh răng truyền động thường là các cặp bánh răng chữ V nhằm đảm bảo độ đồng tâm và để trục cán không bị xê dịch qua lại trong quá trình làm việc tạo ra mặt lốp có kích thước chính xác, vì cơ cấu ngõng trục dùng bạc đỡ nên không hạn chế được lực chiều trục

- Khoảng cách giữa hai trục luyện được điều chỉnh nhờ hệ thống trục vít

me – đai ốc có thể điều khiển bằng tay hay tự động

- Ngoài ra máy còn có các bộ phận hứng liệu, bộ phận bôi trơn, bộ phận cấp nhiệt và làm mát, dao cắt…

c Đặc tính kỹ thuật của máy cán hình mặt lốp xe đạp 4 trục 150

CHƯƠNG IV:

PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY VÀ LẬP SƠ ĐỒ ĐỘNG MÁY CÁN HÌNH MẶT LỐP XE ĐẠP 4 TRỤC 150

4.1 PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÁY

4.1.1 YÊU CẦU CHẾ TẠO MẶT LỐP XE ĐẠP

Mặt lốp xe đạp là bán thành phẩm của sản phẩm lốp xe đạp, nên yêu cầu

kỹ thuật không khắt khe lắm, nhưng phải đảm bảo một số yêu cầu cơ bản sau:

✓ Do vật liệu dẻo có tính đàn hồi tốt nên yêu cầu khuôn phải tạo được mặt lốp có bề rộng và bề dày, đường gờ đúng yêu cầu đặt ra

✓ Tùy theo kích thước, cỡ lốp mà ta tạo bề rộng và đường gờ khác nhau Vì vậy cần phải thay đổi khuôn theo kích thước yêu cầu

✓ Phải có lực ép, cơ cấu ép để đưa cao su ra khỏi khuôn ép

✓ Phải đạt năng suất cao

4.1.2.1 Phương pháp ép đùn mặt lốp

- Thực tế cũng có rất nhiều phương pháp ép đùn mặt lốp khác nhau thoả mãn những vấn đề yêu cầu chế tạo mặt lốp xe đạp như:

+ Phương pháp ép đùn cơ khí liên tục

+ Phương pháp ép đùn bằng cơ khí gián đoạn

+ Phương pháp ép đùn bằng cơ cấu dẫn động thuỷ lực, khí nén

+ Phương pháp ép đùn kết hợp thuỷ lực và khí nén, hay cơ khí

- Mỗi phương pháp điều có ưu nhược điểm riêng biệt khác nhau, tuy nhiên

ta có thể nghiên cứu ở đây là phương pháp ép đùn bằng trục vít trụ, phương pháp này được sử dụng phổ biến nhất hiện nay ở công ty cao su Đà Nẵng cũng như trong các công nghệ chế tạo mặt lốp hiện nay

a Phương pháp ép đùn bằng trục vít trụ

Đây là phương pháp đùn liên tục được sử dụng phổ biến hiện nay Có sơ

đồ cơ cấu ép đùn bằng trục vít trụ Xem Hình 4.1

DUT.LRCC

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy cán hình mặt lốp xe đạp hai màu

Hình 4.1: Sơ đồ cơ cấu ép đùn bằng trục vít trụ

(1) Khớp nối; (2) Gối đỡ; (3)Phiếu cấp liệu;

(4) Trục vít trụ; (5) Xilanh; (6)Thước mặt lốp

- Ưu điểm của phương pháp:

• Cho sản phẩm liên tục, phù hợp với sản xuất hàng loạt và cho năng suất cao

• Làm cho cao su có độ ép nén nên mặt lốp ép ra có độ ổn định về kích thước, ít có khả năng sinh ra bọt khí

• Cao su ít có tạp chất, chất lượng cao su có điểm lưu hoá tốt trong quá trình ép đùn

• Dễ thay đổi quy cách mặt lốp đùn vì ta chỉ cần thay đổi thước mặt lốp là đủ

- Nhược điểm của phương pháp:

• Giá thành đầu tư cao, tốc độ đùn chậm

• Cao su dễ cự ly nên cần có những thiết bị hỗ trợ hiện đại hơn

• Khó khăn trong việc chế tạo trục vít…

b Phương pháp ép bằng trục vít côn

Sơ đồ Xem hình 4.2

Hinh 4.2-Sơ đồ cơ cấu ép bằng trục vít côn

(1)Khớp nối; (2) Gối đỡ; (3)Phiếu cấp liệu; (4) Xilanh;

(5) Cánh vít; (6)Trịc vít côn; (7)Thước mặt lốp

DUT.LRCC

• Nguyên lý hoạt động:

Khớp nối (1) truyền chuyển động qua làm vít côn quay , ép vật liệu đã được

nạp sẵn vào buồng ép qua phểu nạp liệu (3) qua khuôn ép (7) (hay còn gọi là thước mặt lốp) tạo thành sản phẩm có kích thước theo yêu cầu

- Ưu điểm:

+Làm việcvới áp suất ép tốt 8 10 kg/cm2

+ Làm việc liên tục

- Nhược điểm: Khó chế tạo trục vít côn

4.1.2.2 Phương pháp ép bằng máy ép loại dùng thuỷ lực

- Đây là phương pháp dùng bánh lệch tâm để đẩy vì vậy vật liệu cấp vào không liên tục và sản phẩm ra cũng bị gián đoạn do đó sản phẩm không ổn định,

cho năng suất thấp Sơ đồ Xem hình 4.3

Hình 4.3: Sơ đồ cơ cấu ép bằng cần đẩy (1) Bơm thuỷ lực; (2) Đồng hồ áp suất; (3) Van tràn; (4) Van 1 chiều; (5) Van đảo chiều; (6) Xylanh thủy lực; (7) Cần đẩy; (8)Chày;

(9) Phểu cấp liệu; (10) Thước mặt lốp

• Nguyên lý hoạt động:

Quá trình ép được thực hiện nhờ xy lanh thuỷ lực (6) nối vơí cần của

buồng ép Trước hết ta cho vật liệu vào buồng ép ,khởi động bơm dầu (1) truyền chuyển động xy lanh thuỷ lực ,làm cần đẩy (7) chuyển động tịnh tiến mang chày (8) chuyển động ép vật liệu qua khuôn ép (10) (kích thước khuôn ép có thể thay

DUT.LRCC

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy cán hình mặt lốp xe đạp hai màu

đổi được) Quá trình chuyển động tịnh tiến qua lại trong quá trình ép được điều chỉnh nhờ van đảo chiều (5)

-Ưu điểm của phương pháp này

+ Kết cấu đơn giản, dễ thay thế, dễ chế tạo

+ Chuyển động êm ít gây ồn, đươc truyền động vô cấp

+ Có lực ép lớn và công suất với các cơ cấu nhỏ

+ Dễ điều khiển tự động , đảo chiều chuyển động chống quá tải

- Nhược điểm của phương pháp này:

+ Gia thành tương đối cao, và yêu cầu kỹ thuật cao

+Làm việc gián đoạn,

+ Không đảo được su

4.1.2.3 Phương pháp tạo hình mặt lốp bằng máy cán hình 4 trục 150

- Đây là phương pháp tạo hình mặt lốp đơn giản nhưng cũng là quá trình liên tục Vật liệu qua máy này đã được nhiệt luyện lại, nung nóng đến trạng thái dẻo và quá trình tạo hình là quá trình gây biến dạng tấm vật liệu để đạt đến hình dạng cuối cùng nhờ trục cán hình

- Sơ đồ cơ cấu tạo hình bằng trục cán thể hiện ở hình 4.4:

Hình 4.4: Sơ đồ cơ cấu tạo hình bằng máy cán 4 trục

+ Giá thành đầu tư rẻ, tốc độ cán nhanh

+ Vật liệu cán có thể có tạp chất

+ Thao tác dễ dàng, thuận tiện và có thể hiệu chỉnh thay đổi kích thước của mặt lốp cán ra dễ dàng nhờ bộ phân cự ly trục vít me khoảng cách trục + Năng suất tương đối cao

- Nhược điểm của phương pháp:

+ Mặt lốp tạo ra còn có nhiều bọt khí do tiếp xúc trực tiếp với không khí vì trục cán hở

+ Chất lượng sản phẩm không ổn định, độ bền không cao, kích thước không đều do phụ thuộc vào trạng thái dẻo của vật liệu và cách điều chỉnh

- Sản phẩm không bị bọt khí

- Dễ thay đổi quy cách mặt lốp đùn nhờ thay đổi thước đùn

- Dễ điều chỉnh nhiệt độ vì xilanh kín

- Giá thành đấu tư cao, tốc

-Cho năng suất cao

-Gia nhiệt và giảm nhiệt dễ dàng

-Khó chế tạo trục vít côn -Độ bền thấp ,dễ gãy cánh vít

- Thay đổi kích thước của mặt lốp cũng dễ dàng nhờ điếu chỉnh cự ly trục

- Sản phẩm tạo ra không

ổn định về kích thước, có bọt khí

- Cần phải làm mát tốt nếu không mặt lốp không ổn định

- Khó điều chỉnh được nhiệt độ trên trục cán

DUT.LRCC

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế máy cán hình mặt lốp xe đạp hai màu

-Dễ điều khiển tự động, đảo chiều chuyển động chống quá tải

-Giá thành tương đối cao -Yêu cầu kỷ thuật cao

Qua phân tích và dựa vào yêu cầu chế tạo cũng như điều kiện kinh tế thì ta chọn phương pháp tạo hình mặt lốp bằng phương pháp máy cán hình là hợp lý nhất Vì điều kiện chế tạo các thiết bị hiện đại không có và phương pháp tạo hình mặt lốp trên máy cán hình có thể sản xuất được nhiều loại mặt lốp cùng một lúc nhờ việc chế tạo các vân dạng mặt lốp trên trục cán với các kích thước khác nhau, hơn nữa máy móc thiết bị cán hình bằng máy cán dễ chế tạo và vận hành

12

11 10

1

3 4

8 9

2 5

Hình 4.5: Sơ đồ động máy cán hình mặt lốp 4 trục 150

DUT.LRCC