Tài liệu Máy kéo sợi P1 pdf

Loại nhựa này cũng có những tính chất gần giống như nhựa PP + Ngoài ra còn có các nhựa: HDPE, PA Để chế tạo các chi tiết của máy móc - Các loại phụ gia dùng trong công nghệ kéo sợi: + Ta

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ KÉO SỢI PP

1.1 Giới thiệu vài nét về ngành công nghiệp nhựa

Trong mọi ngành sản xuất hiện nay, các công nghệ tiên tiến, các dây chuyền thiết bị hiện đại đã và đang thâm nhập vào nước ta, với chính sách

mở cửa của Đảng và nhà nước chắc chắn nền kỹ nghệ tiên tiến của thế giới ngày càng thâm nhập nhanh vào Việt Nam Tác dụng của công nghệ mới của những dây chuyền, thiết bị hiện đại đã góp phần tích cực thúc đẩy sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước

Các máy hiện đại trong mọi lĩnh vực, đa phần hoạt động nhờ điện năng thông qua các thiết bị chuyển đổi điện năng thành cơ năng, nhiệt năng Việc điều khiển các quá trình chuyển đổi này trong các máy với các mục đích khác nhau cũng ngày càng đa dạng và phức tạp Trong các máy được đưa vào nước ta có nhiều máy móc để sản xuất vào ngành nhựa

Cùng với sự phát triển về công nghệ hoá chất, hợp chất hữu cơ cao phân

tử, ngành nhựa đã giúp trong cuộc sống hàng ngày của con người nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp, y tế, quân sự

- Những ưu điểm của đồ nhựa:

+ Các đồ dùng bằng nhựa bền, dẻo và nhẹ so với các đồ dùng khác như: sắt, đồng, nhôm, gỗ

+ Dễ chế tạo vì nó được ép vào khuôn định hình sẵn, sau đó để nguội

và tháo ra là hoàn thành một sản phẩm về nhựa, thời gian chế tạo ngắn

+ Giá thành của vật dụng bằng nhựa rẻ hơn nhiều so với giá thành của các vật dụng chất liệu khác Với sự phát triển của ngành khai thác dầu mỏ sẽ là một nguồn nguyên liệu dồi dào của nhựa

+ Các sản phẩm về nhựa sau khi không sử dụng được nữa thì có thể thu gom để tái chế

+ Có thể kéo thành sợi để dệt thành manh làm các loại túi bao gói Nhựa PP hoặc PE, hoặc là manh được tráng thêm một lớp nhựa nữa

để làm thành các tấm bạt che phủ cho các công cụ, công trình các quân khí trong quân đội

- Một số loại nhựa thường dùng trong thực tế:

+ Nhựa PP: Poly propylen: H5300, H510, P4005, F305

Loại nhựa này ở nhiệt độ thường ở trạng thái rắn, màu trong khi nhiệt

độ tăng thì hoá dẻo, hoá lỏng

• Được dùng để kéo thành sợi hoặc để tráng các loại bạt, tráng giữa lớp giấy và manh PP của bao bì xi măng hiện nay

• Được dùng để thổi màng, ép các chi tiết hoặc vật dụng dùng trong công nghiệp và đời sống hàng ngày

• Loại nhựa này được nhập từ ngoài vào Việt Nam: Nhựa của tập đoàn HUYNDAI-Hàn Quốc

+ Nhựa PE: Polyetylen

Loại nhựa này cũng có những tính chất gần giống như nhựa PP + Ngoài ra còn có các nhựa: HDPE, PA (Để chế tạo các chi tiết của máy móc)

- Các loại phụ gia dùng trong công nghệ kéo sợi:

+ Tai cal:

Tai cal có tác dụng làm cho sợi được kéo ra xốp hơn, tăng độ bền của sợi, chịu được sự huỷ hoại của môi trường

Tỷ lệ pha trộn của Taical chỉ chiếm 2%

+ Phụ gia màu:

Tuỳ theo yêu cầu về màu của sợi kéo ra mà người ta có tỷ lệ pha trộn màu khác nhau

Các loại màu thường dùng: màu xanh, màu vàng, màu đỏ…

1.2 Nguyên lý làm việc và dây chuyền công nghệ

- Sản xuất sợi nhựa dẹp cũng giống như đặc điểm và phương pháp kéo sợi kim loại nóng Sợi nhựa sau khi kéo nóng, tác dụng của kéo nóng là sắp xếp mối liên kết mối phân tử lớn thành trật tự Những mối liên kết cao phân tử nhựa từ dạng hỗn loạn gấp khúc sắp xếp lại có trật tự theo chiều dài của sợi Do định hướng được phân tử tăng cường sự hấp thụ giữa các phân

tử cường độ của sợi tăng tỷ lệ giãn giảm

- Xu hướng kéo dài yêu cầu ở nhiệt độ độ thủy tinh hóa trở lên, nhiệt độ dính chảy trở xuống Ở phạm vi này kéo bất kỳ về phía nào sẽ kéo được bội

số dự định, sau đó nhanh chóng làm nguội dưới nhiệt độ thủy tinh hóa và giữ lại ở tổ chức đó

- Máy gồm máy đùn nhựa, lưới thanh nhanh, đầu đùn, thùng nước làm nguội, dao chẻ sợi để kéo, tủ điện để gia nhiệt, hai lô nhiệt quấn sợi và bộ phận hút phế liệu

- Dây chuyên công nghệ gồm: Nhựa qua vitme trộn cắt đùn ép ra miệng khuôn qua thùng nước làm lạnh thành màng mỏng, cắt xẻ thành sợi tăng nhiệt kéo giãn, tăng nhiệt thu lại định hình, được sợi dẹp theo yêu cầu

1.3 Các thông số kỹ thuật

- Máy đùn nhựa: S1-65x28CY

- Đường kính vít me: 900

- Chiều dài vit me: 1820

Khả năng sản xuất

- Nhựa PP: 80kg/h

- Nhựa HDPE: 80kg/h

- Sản lượng: 500 – 550 tấn/năm

Quy cách sợi

- Rộng: 1,8-1,3mm

- Dày: 0.03-0,08mm

- Độ sợi: 800-1000demien

- Cường độ: >3,5g/ demien

- Độ giãn > 16%

- Tốc độ ra sợi: 80-100m/p

- Bội số kéo: 4-9 lần

- Tổng công suất: 134 kw

1.4.Thiết bị máy kéo sợi PP

Máy này gồm các cụm hợp thành (Hình 1.1), các hệ thống nếu lắp ráp không đồng bộ hoặc bị nhầm vị trí thì máy không vận hành bình thường được Cho nên trước khi sử dụng phải hiểu cấu tạo của máy nguyên lý làm việc, cách tháo lắp điều chỉnh, sửa chữa thì mới phát huy được hiệu quả, năng xuất và kéo dài tuổi thọ của thiết bị

1.4.1 Máy đùn nhựa

Phần máy đùn nhựa có 3 phần chính

a Thân đùn

Thân đùn là phần để luyện nhựa ở trạng thái hạt rắn hay trạng thái dẻo, lỏng và đẩy ra miệng đùn nhờ có vitme

Hệ truyền động cho vitme là một động cơ xoay chiều 3 pha roto lồng sóc có điều khiển tốc độ bằng ly hợp điện từ và hộp số hệ bánh răng

b Lưới lọc

Máy đùn nhựa có kèm theo bộ phận lưới lọc thay nhanh kiểu tay gạt

để tiện cho việc thay nhanh trong khi đang sản xuất, giảm thời gian dừng máy, giảm cường độ lao động Cơ cấu máy này phỏng theo máy

tiên tiến của nước ngoài, nghiên cứu vật liệu, công nghệ an toàn, chắc chắn không rò rỉ vật liệu

Lưới lọc thay nhanh khi xuất xưởng đã được điều chỉnh khe hở lắp ghép người sử dụng không phải điều chỉnh Lưới lọc tốt nhất là dùng loại đã chế

tạo sẵn chỉ việc đặt vào máy hãm của máy là được, đẩy tay gạt vào vị trí là được

Khi thay lưới lọc, trước hết hạ tốc dộ kéo sợi rồi dừng máy chính (máy đùn) kéo tay gạt ra trong khoảng 2 đến 10 giây là xong Trong thời gian này không phải dừng kéo sợi do thay lưới, giảm cường độ lao động, nâng cao hiệu xuất sản xuất

c Miệng đùn

Là một loại ống kiểu hình mắc áo đùn ra khe nhỏ, tốt

Bộ phận gia nhiệt của đầu đùi bằng tấm nhiệt nhôm đúc công suất 9kw chia làm ba đoạn để khống chế nhiệt độ( trên đồng hồ nhiệt cũng có ba khu vực tương ứng với ba khoang: khoang nhiệt 6, khoang nhiệt 7, khoang nhiệt 8) để tiện điều chỉnh nhiệt độ màng hướng ngang Chiều rộng miệng đùn ra là 850mm

1.4.2 Bộ phận kéo màng

a Thùng nước làm nguội màng kéo

Để thỏa mãn với đặc điểm sản xuất lớn, tốc độ kéo sợi, tốc độ cao dùng thùng nước làm lạnh có dung tích lớn, miệng thùng có chỗ nước tràn

để nước được lưu động làm nguội màng đùn ra Còn nước vào được cho từ dưới lên và có van để điều chỉnh lượng nước vào Để cố gắng đạt được độ kết tinh thấp Nếu như làm nguội ở dưới nhiệt độ thủy tinh hóa thì càng tốt Do điều kiện nhiệt độ môi trường nên phải điều chỉnh van nước làm nguội Quả lô trong trong thùng nước có thể điều chỉnh lên xuống để điều chỉnh vị trí dãn xuống của màng ở miệng khuôn ở thùng nước lạnh có gạt nước, ống hút nước, khử hết nước bám trên màng mỏng Đồng thời có 2 quả lô kéo Để đảm bảo sự cân bằng lực giữa hai quả lô kéo và quả lô kéo bước đầu , tỷ lệ tốc độ thấp (3%) Truyền động của quả lô trong thùng nước, thông qua truyền động của xích của quả lô kéo bước đầu

Để tăng chiều rộng của màng, giảm góc co của màng đồng thời đạt được yêu cầu làm nguội màng đồng đều, thường để miệng đùn màng cách mặt nước từ 15 đến 20mm là được Điều chỉnh bằng bulông dưới chân thùng nước Trong bể nước có lắp ống cao su để điều chỉnh mực nước

b Dao chẻ sợi- kéo sợi bước đầu

Kéo sợi bước đầu do trục lô bằng, cơ cấu chẻ sợi và 3 quả lô hợp thành Dùng quả lô có đường kính lớn tăng ma sát kéo vận hành ổn định, quả lô bằng lắp ở phía trước dao cắt chẻ Có thể xoay góc độ để điều chỉnh màng mỏng Giảm độ nhăn của màng

Ở phần này hệ truyền động dùng động cơ xoay chiều 3 pha điều khiển tốc độ bằng ly hợp điện từ (4kw) truyền tốc độ tới các trục bằng hộp số và

xích Độ căng chùng của xích vừa phải Vận hành một thời gian phải điều chỉnh độ căng của xích

Phía trên quả lô thứ 3 có quả lô bằng cao su được điều khiển bằng van hơi đỡ hai đầu chùng tâm với quả lô bằng Điều chỉnh bằng bulông tròn ngang ( Những bulông này trước khi lắp đặt đã được chỉnh ) điều chỉnh độ thẳng với quả lô bằng, bulông trên dưới của tấm kéo Để hướng ngang không có khe hở, ở cạnh quả lô cao su có lắp trang bị phòng hộ để tránh xẩy ra tai nạn trong sản xuất

1.4.3- Bàn gia nhiệt dãn sợi

Bộ phận gia nhiệt dùng tấm thép không gỉ có độ dày 15mm, có độ ổn định nhiệt tốt hiệu suất tỏa nhiệt cao, chiều dài 2200mm phù hợp với yêu cầu kéo sợi PE mật độ cao, tốc độ cao

Phương thức gia nhiệt dùng bộ nhiệt hồng ngoại từ xa, công suất là 16,2kw, công suất mỗi tấm là 1,8kw x 9 tấm khống chế 3 đoạn nhiệt độ báo nhiệt, nhiệt độ trên dây đồng XMT-1301

Lắp đặt tấm nhiệt dùng kiểu tháo rời khi bất kỳ chỗ nào có sự cố ( báo trên đồng hồ có thể thay nhanh không phải dừng máy)

1.4.4 Bộ phận kéo sợi

Cụm này gồm 5 quả lô truyền động do mô tơ điều tốc điện từ (7.5kw)

và hộp số truyền động đến các trục bằng xích Phương thức truyền động giống như kéo lần đầu

Thu hồi định hình bằng 2 quả lô nhiệt là quả lô 3 và quả lô 4 Phương thức gia nhiệt kiểu gián tiếp, nhiệt độ đều, dễ sữa chữa, công suất nhiệt mỗi quả lô là 7,2kw do 3 thỏi nhiệt điện 2,4kw hợp thành đấu bằng dây dẫn chịu nhiệt, đảm bảo cách nhiệt tốt

Quả lô thứ 5 là quả lô làm nguội có ống đưa nước vào ra để làm nguội

lô Giữa quả lô 4 và quả lô 5 có lắp bộ phận khử từ tránh bị nhiễm từ khi kéo tốc độ cao nâng cao chất lượng in nhãn trên bao Công tắc của cơ cấu khử tĩnh điện lắp tay trong bảng điều khiển điện trên máy Đợi sau khi kéo sợi bình thường ấn nút khử từ để cho bộ phận khử từ hoạt động

Trên trục quả lô số 1 và quả lô số 5 là trục lô bằng cao su, kết cấu và điều chỉnh giống như trên trục quả lô số 3 của lần kéo đầu

1.4.5 Giàn máy thu sợi

Giàn máy thu sợi gồm 114 máy thu sợi (không thể hiện trên sơ đồ) gồm 144 màng thu sợi riêng lẻ mỗi máy gồm một động cơ xoay chiều 1 pha có điều chỉnh tốc độ bằng bảng điện tử dùng Triac, có chiết áp đặt trên máy để điều chỉnh tốc độ quấn để cho phù hợp với tốc độ của sợi kéo ra Trên mỗi máy có thiết kế các công tắc hành trình tác động khi sợi quá căng hay quả sợi khi đã đạt đường kính theo yêu cầu đặt ra Các sự tác động này được thể hiện qua các đèn báo đặt ngay trên máy

Tốc độ quấn và tốc độ rải sợi được tính toán một cách hợp lý để sợi không bị rối đầu hoặc không bị lượn xoắn sóng

Để máy chạy được êm và quấn sợi được đều thì các chuyển động của máy đều được truyền chuyển động bằng các đai răng nhựa và đai thang cao su

1.4.6 Các thiết bị phụ trợ máy kéo sợi PP

Đối với máy kéo sợi ngoài các thiết bị chính đã giới thiệu ở phần trên

Để dây chuyền kéo sợi được hoàn hảo và hoạt động được yêu cầu phải có thêm các thiết bị phụ trợ sau

a Bộ phận thu nghiền phế liệu

Màng mỏng sau khi đựơc xẻ cắt thành sợi, hai mép của màng mỏng đựơc thu vào máy nghiền, nghiền xong được quạt gió quạt vào thùng đựng phế liệu Ta có thể tận dụng phế liệu theo tỷ lệ phần trăm phù hợp để trộn với nguyên liệu chính tiếp tục sử dụng nâng cao hiệu quả kinh tế

b Bộ phận thu hút sợi bỏ

Do yêu cầu công nghệ, khi kéo sợi ra để cuốn vào ống suốt không thể cuốn hết tất cả lên ống suốt ngay Trước hết phải hút vào thùng lưới sau đó mới cuốn từng sợi vào suốt

Bảo đảm sản xuất an toàn văn minh

c Máy trộn nhựa

- Máy trộn nhựa dùng để trộn nhựa trước khi đưa vào chạy máy nhằm mục đích:

+ Trong quá trình trộn do ma sát giữa các hạt nhựa với nhau, giữa các hạt nhựa với cách quay và thành máy làm hạt nhựa được nóng lên, nhựa

được sấy khô Tuy nhiên nếu thời gian trộn quá lớn sẽ làm cho nhựa phát nóng quá nhiệt độ cho phép sẽ làm cho nhựa keo lại thành cục to + Trộn nhựa để các hạt nhựa được trộn đều với các phụ gia được pha trộn theo yêu cầu kỹ thuật

Ngoài ra còn có máy nén khí, các bình lọc dầu, lọc nước có trong khí nén, máy bơm nước làm nguội

Máy kéo sợi tuy có nhiều bộ phận, thiết bị khác nhau Nhưng đối với hệ truyền động thì hệ truyền động của nhóm máy được chia thành 3 hệ thống độc lập:

Máy đùn nhựa

Bộ phận kéo lần đầu

Bộ phận kéo thu qua nhiệt hai lần

Các bộ phận trên đều do các động cơ xoay chiều 3 pha rôto lồng sóc điều tốc bằng ly hợp điện từ đảm nhiệm riêng

1.4.7 Thiết bị điện của máy kéo sợi PP

a Số liệu của các thiết bị điện

- Điều kiện làm việc:

+ ở độ cao : dưới 1000m so với mặt nước biển

+ Nhiệt độ : từ -30oC đến +40oC

+ Độ ẩm : 85%

- Các thông số chủ yếu của các thiết bị điện

1 Nguồn điện vào : là điện 3 pha 4 dây -380V – 50Hz

2 Điện áp của mạch điều khiển :220V

3 Công suất của động cơ dị bộ điều tốc điện từ : 48,5kw gồm:

+ Máy đùn nhựa : 37kw

+ Kéo lần 1 : 4kw

+ Kéo lần 2 : 7.5kw

4 Công suất động cơ quạt

+ Làm nguội máy : 0,72kw

+ Nghiền hút phế liệu : 2,2 kw

+ Thổi nước trên mặt màng mỏng : 1,5kw

5 Công suất của động cơ máy nghiền : 3kw

6 Tổng công suất nhiệt điện : 37kw

7 Công suất nhiệt điện của bàn giãn sợi : 16,2kw

8 Công suất gia nhiệt của quả lô nhiệt : 14,4kw

Dung lượng toàn bộ của máy : 134,52kw

b Các số liệu về công nghệ:

Căn cứ vào yêu cầu sản phẩm của sợi để xác định điều kiện gia công Máy này đùn ra tấm phẳng rộng 800mm (Miệng khuôn cách mặt nước 15mm) Tính toán số lưỡi dao:

Số lưỡi dao =

Tính toán chiều rộng sợi dẹp

W1 = (WS + 0,6) [1-

100

25 , 2 5 ,

Chiều rộng lớn nhất của tấm Chiều rộng khởi phẩm của sợi

WS : Chiều rộng khởi phẩm

SR : Tỷ số kéo dãn

Trước khi tiến hành thao tác thực tế hoặc vì dừng máy các bộ phận

gia nhiệt nguội xuống bằng nhiệt độ môi trường Các thiết bị kéo sợi

đều phải gia nhiệt từ 1 đến 2 giờ giữ nhiệt trong một giờ Trong đó

gia nhiệt ở khoang 4 và khoang 5 phải giữ trong hai giờ

Nếu điều kiện gia công có thay đổi thì tiến hành khống chế và điều

chỉnh nhiệt độ trong quá trình gia nhiệt các bộ phận ( nhiệt độ của

các khoang nhiệt)

Sau đây là nhiệt độ (0C) của các khoang máy đùn, bàn kéo giản, quả

lô kéo

Tên

Chỉ

số

chảy

Thân nhiệt Nhiệt đầu đùn Bàn dãn sợi Quả lô

kéo

1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 1 2 Nhựa PP

Nhựa PE

M13

M10.9

190

160

210

180

210 180

210 190

230

190

220 200

220 200

220 200

140

120

140

120

130 115

140 120

140 125

d Nguyên lý thao tác điện

Phần điện của máy chia làm hai đơn nguyên Đó là:

+ Đơn nguyên máy đùn nhựa

+ Đơn nguyên máy kéo sợi

Nguồn điện 3 pha đấu vào tủ điện riêng ( đấu vào máy đùn nhựa)

Thao tác: Trước tiên ấn nút nguồn điện chung để cấp điện cho máy, các tấm gia nhiệt Trên phần kéo sợi có các hộp điều khiển và thông qua hộp điều khiển để mở công tắc và gia nhiệt cho bàn nhiệt, quả lô nhiệt và kiểm tra tình trạng của chúng bằng các đồng hồ Ampe

Sau khi đạt đến nhiệt độ công nghệ có thể mở công tắc của động cơ máy chính trên hộp điều khiển khiến cho hai động cơ điều tốc điện từ đồng thời khởi động Sau đó tiến hành điều chỉnh tốc độ Trong bộ phận điều khiển này có một núm điều chỉnh gọi là bộ phận thao tác điều chỉnh đồng

bộ Đợi đồng hồ báo tỷ lệ kéo giãn xong có thể thao tác muốn điều khiển này để điều chỉnh tốc độ kéo nhanh chậm

Sau khi ấn các nút ấn khởi động các động cơ quạt hút nươc, động cơ hút sợi bỏ, bộ khử từ tĩnh điện

Trên các hộp điều khiển có các nút ấn dừng máy khẩn cấp Khi có sự cố chỉ cần ấn nút khẩn cấp là toàn bộ máy dừng tránh được sự cố xảy ra cho người và thiết bị

1.5 Tóm tắt về yêu cầu công nghệ và thiết bị

Trên đây em đã giới thiệu về công nghệ dây chuyền kéo sợi PP Nói chung công nghệ kéo sợi có nhiều kiểu, nhiều dạng khác nhau và yêu cầu sản phẩm sợi kéo ra cũng khác nhau nhưng có một yêu cầu cơ bản nhất của sợi kéo ra đó là