Đồ án Thiết kế kỹ thuật máy trộn nguyên liệu làm khuôn cát cho nhà máy cơ khí Nakyco

. -1- LỜI CÁM ƠN Từ một người sinh viên cơ khí, để trở thành một kỹ sư chế tạo máy là một bước đường phân đấu và học tập khá dài của chính người sinh viên. Và thực hiện làm luận văn tốt nghiệp chính là đánh dấu sự trưởng thành đó. Để là một người sinh viên như hiện nay, em xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến các thầy cô, đặc biệt là các thầy cô trong khoa cơ khí nói chung và các thầy trong bộ môn công nghệ chế tạo máy nói riêng. Qua đây em giử lời cám ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Hữu Thật là người trực tiếp hướng dẫn luận văn tôt nghiệp cho em. Một lần nữa em xin kính chúc các thầy và gia đình mạnh khỏe và an khang. Nha Trang tháng 11 năm 2007 Sinh viên Nguyễn Tuấn Anh . -2- LỜI NÓI ĐẦU Đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Để phấn đấu thực hiện đến năm 2020, đưa nước ta cơ bản trở thành một nước công nghiệp. Đó là nhiệm vụ của toàn đảng và toàn dân tộc ta trong giai đoạn hiện nay. Trong đó việc phát triển kinh tế là nhiệm vụ trọng tâm. Ngành công nghệ chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra thiết bị, ông cụ, máy móc cho mọi ngành kinh tế và tạo điều kiện cần thiết để thúc đẩy các ngành kinh tế này phát triển. Công nghệ đúc là một lĩnh vực có vai trò rất quan trọng trong ngành công nghệ chế tạo máy. Việc chế tạo sản phẩm, bằng phương pháp đúc được sử dụng rất rộng rãi hiên nay. Vì sản phẩm đúc có kết cấu và hình dạng phức tạp và có thể đạt được kích thước từ nhỏ đến lớn mà các phương pháp chế tạo khác không thể đạt được. Ở Việt Nam, phương pháp đúc trong khuôn cát còn được sử dụng khá rộng rãi ở các nhà máy cơ khí. Việc nâng cao năng suất, hiệu quả kinh tế và giảm nhẹ sức lao động của phương pháp đúc trong khuôn cát, phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố khác nhau như: + Tay nghề công nhân. + Tính công nghệ của chi tiết cần đúc. + Chất lượng của hỗn hợp làm khuôn. Việc cơ khí hóa quá trình tạo hỗn hợp làm khuôn cát, bằng máy trộn là nhằm mục đích trên.Trong quá trình thực tập tổng hợp ở công ty NAKYCO và tìm hiểu ở một số công ty khác. Vì vậy trước khi kết thúc khóa học, em được bộ môn giao cho đề tài tốt nghiệp: THIẾT KẾ KỸ THUẬT MÁY TRỘN NGUYÊN LIỆU LÀM KHUÔN CÁT CHO NHÀ MÁY CƠ KHÍ NAKYCO. Nội dung đề tài thực hiện gồm 5 chương: + Chương 1: Tổng quan về các loại máy trộn. + Chương 2: Đặc tính kỹ thuật và phương án thiết kế. + Chương 3: Thiết kế kỹ thuật cho máy . + Chương 4: Lập quy trình chế tạo chi tiết điển hình. + Chương 5: Nhận xét và đề xuất ý kiến. Qua quá trình thực hiện đề tài luận văn, toàn bộ nội dung được thể hiện qua cuốn luận văn này. Do thời gian và trình độ có hạn, vì vậy nội dụng đề tài chắc . -3- chắn còn những thiết xót. Em mong được sự góp ý của các thầy và các bạn để cuốn luận văn này hoàn chỉnh hơn. Em xin gửi lời cám ơn chân thành và chúc sức khỏe đến các quý thấy cô và các bạn! Nha Trang tháng 11 năm 2007. Sinh viên Nguyễn Tuấn Anh . -4- CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI MÁY TRỘN I. CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI. Máy trộn là một thiết bị dùng để trộn hỗn hợp nhiều loại nguyên nhiên, vật liệu thành một hợp chất đồng nhất. Trong đó độ đồng đều của sản phẩm sau khi trộn là một trong những chỉ tiêu cơ bản để đánh giá chất lượng và hiệu quả của máy trộn đó. 1.1. CÔNG DỤNG: Trong dây chuyền sản suất bột hỗn hợp, trộn hóa chất, dược phẩm hay xây dựng. Đặc biệt là trong các xí nghiệp chế biến thức ăn tổng hợp công nghiệp thường dùng nhiều máy trộn để thu được sản phẩm hỗn hợp nhiều thành phần có tỷ lệ nhất định được trộn lẫn với nhau và phân bố đều. Các thành phần này được định lượng chính xác ngay từ ban đầu nhưng nếu không được đưa qua các máy trộn làm việc có hiệu quả thì chưa chắc đã thu được sản phẩm sau khi trộn chia thành lượng nhỏ lại chứa đủ các tỷ lệ thành phần như yêu cầu. Quá trình trộn chỉ kết thúc và có hiệu quả khi mỗi mẫu kiểm tra đều có tỷ lệ các thành phần đưa vào pha trộn theo công thức định trước. Nhưng thực tế đối với nhiều loại sản phẩm thì hiệu quả trộn phụ thuộc vào độ lớn hạt bột khối lượng riêng, độ ẩm và một số cơ tính khác của vật liệu trộn. Do đó quá trình trộn không thể đạt được mức đồng đều tuyệt đối. 1.2. PHÂN LOẠI MẤY KHUẤY TRỘN Máy khuấy trộn có nhiều loại nhiều kiểu, và được phân loại theo nhiều phương pháp khác nhau. 1.2.1. Theo nguyên lý trộn: a. Máy trộn ngang: Là loại máy trộn có có cánh một trục nằm ngang và hai trục nằm ngang làm việc liên tục hoặc chu kỳ. Các loại máy trộn này có thể trộn tạo nên vật liệu hỗn hợp từ nhiều thành phần, cũng như tạo ra nguyên liệu đồng nhất ở thể khô và thể dẻo. Việc tạo ẩm có thể tiến hành bằng nước hoặc hơi nước có áp lực thấp. Có thể nâng cao chất lượng sản phẩm khi dùng hơi nước có áp lực thấp và khi được ngưng tụ sẽ làm ẩm nó. Năng suất được coi là thông số chính của máy. Các loại . -5- máy trộn có trục nằm ngang của (Liên xô cũ) có nâng suất: 3, 5, 7, 18, và 35 m 3 với đường kính tương ứng của cánh trộn là 350, 600, 750 mm. Ở hình 1.1 thể hiện cấu tạo loại máy trộn cánh có hai trục nằm ngang làm việc liện tục. Máy bao gồm: 1: Nắp thùng trộn. 2: Thùng trộn hình máng. 3: Trục trộn. 4: Ống dẫn nước. 5: Cánh trộn 6: Cửa nạp 7: Cặp bánh răng truyền động 8: Hộp giảm tốc. 9: Kớp nối ma sát. 10: Động cơ điện. 11: Băng tâm chắn cách nhiệt 12: Ngăn phân phối . 13: Đường ống . 14: Khe hở dạng vảy xếp. 15: Cửa xả. Hình 1. 2: Máy trộn có trục trộn nằm ngang. b. Máy trộn đứng: Thường là loại máy trộn hành tinh hay máy trộn cánh quạt: . -6- Đối với máy trộn hành tinh (hình 1.2) được đặt trong bể tròn hay bể vuông. Nguyên liệu được nhào trộn bởi khung lược, đẫn động bởi các trục đặt ở các ổ của giá treo. Trên trục có mang khung lược, lắp cố định các bánh răng 2 trục này được dẫn động từ động cơ. Hình 1.2: Máy trộn hành tinh dùng trong ngành dược phẩm Với máy trộn cánh quạt cũng có trục thẳng đứng trộn hiệu quả hơn và tốc độ cao hơn máy trộn hành tinh. Việc nhào trộn các phối liệu được thực hiện bởi các cánh trộn quay nhanh – cánh quạt, được lắp ở trục đứng, trục này được đẫn động từ động cơ, qua hộp giảm tốc, máy trộn cánh quạt có đường kính bao của quạt tới 300mm thường được chế tạo có vỏ hộp giảm tốc đặt trong vỏ của động cơ. Hình 1.3 sơ đồ cấu tạo máy trộn cánh quạt có trục đẫn động thẳng đứng. . -7- 1.2.2. Theo chu trình làm việc: a. Máy làm việc liên tục: Trong máy trộn làm việc liên tục, quá trình nạp phối liệu và xả hỗn hợp thành phẩm được tiến hành liên tục. Các loại máy trộn này có năng suất tương đối cao. . -8- lượng chất lỏng không lớn. Mỗi quá trình ấy có những đặc điểm riêng biệt và đòi hỏi trang bị máy móc thiết bị tương ứng. b. Máy trộn làm việc gián đoạn. Hay còn gọi là máy trộn làm việc có chu kỳ có các công đoạn phân tách rõ ràng trong một chu kỳ làm việc: nạp phối liệu, nhào trộn hỗn hợp, và xả hỗn hợp thành phẩm. Thông số chính của máy trộn này là dung tích sau một mẻ trộn. Ở Liên Xô (cũ) chế tạo loại máy trộn này có dung tích (đối với hỗn hợp bêtông ) là: 65, 165, 330, 880, 1600 và 3000 lít. 1.2.3: Theo đối tượng hỗn hợp cần khuất trộn: a. Máy khuất trộn sản phẩm rời. Khi trộn sản phẩm rời có thể chỉ trộn vật liệu khô và vật liệu khô với một lượng chất lỏng không lớn. Mỗi quá trình ấy có những đặc điểm riêng biệt và đòi hỏi trang bị máy móc thiết bị tương ứng Những loại máy trộn sản phẩm rời, theo cấu tạo chia làm hai loại: loại thùng quay và loại vận chuyển. Các máy trộn thùng quay là những máy trộn có kiểu thùng quay khác nhau về hình dạng: hình côn, hình lục giác, dạng nồi quay, dạng chữ V… Máy trộn kiểu thùng quay hình 1.4 là cấu tạo máy trộn kiểu thùng quay có thùng hình trụ hai đầu côn máy làm việc gián đoạn nạp và tháo sản phẩm được kết hợp một ống nối – của nắp. . -9- Chú thích: +1: Thùng quay hình trụ- hai đầu côn. +2: Vành đai. +3: Con lăn đỡ. +4: Hôp giảm tốc. +5: Bánh răng. +6: Động cơ điện. Rất hiệu quả là máy trộn có hình dạng chữ V với góc ở đỉnh bằng 90 độ (hình 1.5) Trong các máy trộn đó sản phẩm được đổ đi đổ lại, đồng thời lại được phân riêng làm hai thành phần. Được sử dụng nhiều trong ngành dược phẩm, hóa học. . -10- Hình 1.5: Máy trộn có thùng trộn dạng chữ V Phổ biến rộng rãi là loại máy trộn kiểu thùng quay, loại thùng “say rượu”, trong những máy trộn ấy, trục quay trùng với đường chéo của thùng, sản phẩm được đổ đi đổ lại hai lần trong mặt phẳng thẳng đứng, đồng thời nó được trộn theo hướng trục, và chính vì thế mà đảm bảo trộn được nhanh chóng . Máy trộn vận chuyển: máy trộn băng xoắn, máy trộn cánh đảo có cánh hướng tâm, máy trộn kiểu vít tải. Máy trộn kiểu vít tải (có thể làm việc gián đoạn hay liên tục). Hình1.6 . -11- Hình 1.6 Máy trộng kiểu vít tải. Là sơ đồ máy trộn làm việc gián đoạn có vít tải nằm ngang. Khi đóng van lưới 7 thì thùng chứa 5 qua gầu gạt 1 được đổ đầy các loại sản phẩm rời khác nhau theo thành phần hỗn hợp cho trước. Sau khi kết thúc nạp liệu thì van được mở ra và sản phẩm được chuyển rời nhiều lần trong máy trộn bằng cách dùng vít tải dưới 2 sau nó nạp vào gầu tải 3, từ đó sản phẩm đi vào vít tải phân phối trên 4 vít tải này đưa nó vào thúng chứa 5 từ đây sản phẩm tự chảy lại rơi xuống vít tải 2 phía dưới. Sau khi kết thúc quá trình trộn thì hỗn hợp thành phẩm được tháo qua ống tháo 8. b. Máy khuấy trộn thực phẩm dạng dẻo: 1. Đặc điểm của quá trình trộn sản phẩm dạng dẻo: Ta có thể trộn được sản phẩm dạng dẻo bằng cách: Trộn cơ khí chất lỏng với chất rắn: Trước tiên thì các hạt chất rắn nằm ở đáy thùng. Khi cánh khuấy bắt đầu quay thì chúng bắt đầu được phân bố vào chất lỏng. Sau đó mỗi hạt rắn được phân bố vào trong chất lỏng. Vì dưới ảnh hưởng của lực ly tâm chúng được chuyển động theo hướng xoắn ốc và phân tán vào cả thể tích thùng, đồng thời chất rắn được chất lỏng thấm ướt. Khi trộn chất lỏng với chất rắn do kết quả của quá trình vật lý trong phản ứng hóa học. Ví dụ việc nhào trộn bột nhão làm bánh mì; đây không phải là quá trình . -12- khuấy trộn không khí đơn giản giữa bột và nước mà trong quá trình này có kèm theo các quá trình keo và sinh hóa khi trộn. - Khi trộn những cấu tử lỏng do kết quả của quá trình vật lý hay phản ứng hóa học. 2. Một số loại máy trộn sản phẩm dẻo: Theo hình dạng thùng chứa để trộn có 3 loại: - Máy trộn có thùng chứa thẳng đứng: Thường dùng cánh khuấy nằm ngang và thẳng đứng ở trong môi trường nhớt sự chuyển động theo hướng thắng đứng kém: cánh khuấy thường có hình dạng phù hợp với thùng chứa (4 loại): + Máy trộn cố định có thùng đứng yên và cánh quay. + Máy trộn cố định có thùng chứa thay được . Gồm các máy khuấy có bộ dẫn động và thùng trộn là thùng quay được, thẳng đứng cố định. + Máy trộn có thùng chứa quay và cánh cố định. + Máy trộn có thùng chứa quay và cánh chuyển động. Hình 1.8 sơ đồ cấu tạo máy trộn có bộ phận làm việc thẳng đứng: Đựợc sử dụng trong công nghiệp bánh kẹo để trộn bột nhào và chuẩn bị khối bánh kẹo, (trứng, kem…). Các bộ phận làm việc của máy thực hiện chuyển động hành tinh. Máy có cơ cấu nâng đặc biệt để nâng thùng, cánh là bộ phận làm việc trong máy có thể thay đổi được cho phù hợp với từng loại sản phẩm cần trộn. (hình dưới một số dạng cánh trộn của máy này). Hình 1.7:Một số dạng cánh khuấy của máy trộn thẳng đứng. . -13- Hình 1.8:Sơ đồ máy trộn có bộ phận làm việc thẳng đứng. Chú thích: +1: Giá máy. +2: Cơ cấu giá nâng. +3: Cánh thay được. +4: Thùng lăn. +5: Trục của bộ phận làm việc. +6: Trục trung tâm. +7: Bộ điều tốc. +8: Cơ cấu dẫn động. . -14- - Máy trộn có thùng chứa nằm ngang. + Máy trộn ro to: được sử dụng nhiều trong công nghiệp thực phẩm để trộn sản phẩm bột nhão. Bộ phận làm việc của máy trộn Roto –đó là cánh quay xung quanh trục nằm ngang trong thùng chứa nằm ngang (máng). + Máy trộn cánh, guồng xoắn và máy trộn vít làm việc liên tục. Trong những máy trộn làm việc liên tục, sản phẩm dẻo không những được trộn dọc máy, trong đó việc nạp những nguyên liệu đem trộn và tháo thành phẩm được tiến hành liên tục.  Máy trộn cánh làm việc liên tục là máy trộn có trục nằm ngang, trên đó cánh hướng tâm được lắp theo đường vít .  Máy trộn guồng xoắn và máy trộn vít làm việc liên tục dùng để trộn sản phẩm bột nhão có độ đặc quánh cao và khối lượng lớn. Bộ phận làm việc là những guồng xoắn văng hay vít đẩy quay trên những trục nằm ngang. Trục vít của máy trộn vít làm việc liên tục, có thể làm ren trái hoặc ren phải, cơ cấu cam lệch tâm và cam 3 mặt .  Các máy trộn trục cán. những máy trộn trục cán dùng trong công nghiệp thực phẩm kết hợp với quy trình đập nghiền trong suốt quá trình trộn sản phẩm dẻo. Thường sản phẩm sau khi đã trộn thô sơ ở trong một máy trộn nào đấy rồi mới gia công trên máy trục cán và chỉ ở đây đạt đến độ phân tán đều. Đơn giản nhất là máy trộn một trục cán. Phổ biến nhất là máy 3 trục cán vật liệu gia công được rơi vào khoảng không gian giữa trục cán 1và trục cán 2 quay ngược chiều nhau, các trục cán này cặp lấy sản phẩm và ép nó qua khe hở. Trục cán thứ 2 quay nhanh hơn trục cán thứ nhất, chuyển vật liệu bán trên bề mặt nó vào khe hở giữa trục cán thứ 2 và thứ 3. tốc độ quay trục 3 lớn hơn trục 2 và khe hở giữa hai trục này nhỏ hơn khe hở giữa trục 1 và trục 2. c. Máy khuấy trộn sản phẩm lỏng: 1. Phương pháp chủ yếu để khuấy trộn và thiết bị khuấy trộn: Sản phẩm lỏng được khuấy trộn bằng những máy khuấy cơ khí cũng như bằng nhiều phương pháp khác, ví dụ như trong các ống dẫn bằng đầu tuần hoàn hoặc bằng không khí nén. . -15- Hình 1.9: Các sơ đồ khuấy trộn sản phẩm lỏng không dùng cánh khuấy cơ khí. a- Sơ đồ khuấy trộn bằng vòi phun có đệm xoắn ốc; 1- Miệng phun ; 2- Ống dẫn; 3- Đệm xoắn ốc. b- Sơ đồ khuấy trộn tuần hoàn nhờ bơm; 1.Ống hút; 2. Bình đựng; 3.Bơm; 4.Ống đẩy; 5. Đầu phun. c- Sơ đồ khuấy trộn tuần hoàn nhờ miệng phun; 1.Bình đựng; 2.Vòi phun; 3.Bơm; 4. Ống hút; 5. Ống đẩy; 6. Tấm chắn. d- Sơ đồ máy khuấy bằng không khí có cánh nằm ngang; 1. Cánh rỗng nằm ngang; 2. Trục rỗng thẳng đứng. Khi khuấy trộn trong những ống dẫn, đơn giản nhất là nối 2 ống dạng chư V trong mỗi ống đều có chất lỏng chảy. Sự khuấy trộn tốt hơn khi đặt trong các ống dẵn những tấm đệm đặc biệt làm tăng tính chảy rối của dòng chất lỏng. Dùng không khí nén (khuấy trộn bằng khí nén) là hiệu quả nhất để trộn chất lỏng trong những bình đựng lớn khi sự thông khí hay oxy hóa là cần thiết hay có thể là một giai đoạn trong toàn bộ quá trình công nghệ (ví dụ sự lên men). Được tiến hành nhờ những máy trộn bằng không khí; Nó là những ống có lỗ (máy làm . -16- sủi bọt) phân phối theo trục bình đựng hay là mạng lưới đặt ở vị trí thẳng đứng hay nằm ngang để đảm bảo đoạn đường chuyển động của bọt không khí trong chất lỏng là dài nhất. Khuyết điểm của phương pháp khuấy trộn bằng khí nén là khả năng của nó chỉ dùng để khuấy trộn chất lỏng có độ nhớt động lực nhỏ. Do vậy việc tăng nhanh hiệu quả khuấy trộn người ta phối hợp trộn bằng khí nén và cơ khí. 2. Thiết bị khuấy trộn (chủ yếu là kiểu cơ khí): Máy khuấy có thể phân loại theo tốc độ quay, đặc trưng bởi dòng chất lỏng tạo nên chúng, theo cấu tạo …Theo đặc điểm tốc độ máy, máy khuấy cơ khí lại được chia ra loại quay chậm (loại cánh) và quay nhanh (tua bin và chân vịt). Theo đặc điểm tạo thành chất dòng lỏng: Chảy tiếp tuyến, chảy hướng tâm, hướng trục và hỗn hợp . Phụ thuộc vào cấu tạo cơ khí, các máy khuấy trộn sản phẩm (chủ yếu là thực phẩm lỏng) được chia ra loại cánh, chân vịt, tua bin, guồng xoắn và loại đặc biệt. Máy khuấy cánh, những máy khuấy này là thiết bị trộn cơ khí có tiết diện chữ nhật vuông góc hay nghiêng đối với trục quay. Loại máy này được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm do nó đơn giản và rẻ tiền. Theo cấu tạo máy khuấy cánh lại được chia ra máy khuấy có thùng chứa nằm ngang và thẳng đứng loại tấm, hình lược mỏ neo, khung liên hợp. Máy khuấy cò thùng chứa nằm ngang dọc tâm thùng là trục có lắp vài dãy cánh hướng tâm. Máy khuấy có thùng chứa thẳng đứng là có trục thẳng đứng lắp cánh khuấy. Hình vẽ: . -17- Hình 1.10 .Sơ đồ máy khuấy có thùng nằm ngang và thẳng đứng. Máy khuấy hình lược hình (1. 11) –là phối hợp của cánh thẳng đứng và nằm ngang. Theo cấu tạo có máy khuấy hình lược kép và đơn. Dùng để trộn thực phẩm dạng lỏng khi ngăn ngừa chuyển động vòng tròn của chất lỏng trong thùng chứa. Máy khuấy khung là sự phối hợp của dãy cánh thẳng đứng và nằm ngang ghép chặt cới nhau trên trục thẳng đứng. Ưu điểm có là độ bền cơ học lớn. Hình 1.11. Sơ đồ máy khuấy có cánh hình lược. . -18- Máy khuấy mỏ neo (hình 1. 12) cánh mỏ neo hình dạng phức tạp có thể dùng khuấy trộn sản phẩm có hệ số nhớt cao . Hình 1.12. Máy khuấy mỏ neo; a.Sơ đồ máy khuấy mỏ neo; 1. Thùng chứa ;2. cánh; 3. Trục thắng đứng; 4. Bộ dẫn động; 5.Vỏ bọc.:b.Các dạng cánh. Máy khuấy tua bin- bánh làm việc của tua bin nước có cánh khuấy trên trục thẳng đứng. Trong công nghiệp thực phẩm dùng máy khuấy tua bin để khuấy trộn mãnh liệt khi chuẩn bị huyền phù dung dịch, thủy phân chất béo. Máy khuấy tua bin có một cánh hay một vài cánh làm việc dao động từ 4 đến 16 cánh hình dạng được xác định bằng tính chất của chất lỏng được khuấy trộn và mục đích khuấy trộn. Chọn đường kính tua bin phù hợp với đường kính thùng chứa. Thông thường đường kính thùng chứa D<1500mm. khi chọn số vòng quay của tua bin phải nhỏ hơn 9m/s. Tốc độ quay trung bình giới hạn từ 100 đến 200vg/ph. Theo cấu tạo của bánh làm việc cánh khuấy người ta lại chia ra loại hở loại kín. cánh tua bin thường là thẳng, nghiêng và cong. Máy khuấy đặc biệt – để trộn sản phẩm lỏng có thể dùng máy khuấy cơ khí dạng đặc biệt: máy khuấy đĩa (hình 1. 13a) máy khuấy rung động (hình 1.13b) . -19- Hình 1.13: Máy khuấy đĩa (trái ) và máy khuấy rung độn đĩa phẳng (phải) Ngoài ra còn một số loại máy trộn nhỏ hay loại cầm tay được sử dụng trong đời sống hàng ngày.Thường được sử dụng trong công việc nội trợ hay phòng thí nhiệm thường dùng trộn hóa ,dựợc phẩm. . -20- CHƯƠNG 2 ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ I . ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT: 2.1. THÀNH PHẦN VÀ ĐẶC TÍNH CỦA VẬT LIỆU CẦN TRỘN: 2.1. 1. Tìm hiểu về chế tạo phôi đúc: a.Thực chất: Đúc là phương pháp dùng để chế tạo phôi hoặc chi tiết bằng cách rót kim loại lỏng vào khuôn có dạng kích thước yêu cầu. Sau khi kim loại lỏng được đông đặc lại cho ra chi tiết. Sản phẩm có thể dung ngay (chi tiết đúc ), có thể phải sang gia công cơ khí (phôi đúc ). b. đặc điểm: + Là phương pháp gia công ở trạng thái lỏng. + Có thể đúc được tất cả kim loại và hợp kim. + Có thể chế tạo những chi tiết từ đơn giản đến phức tạp. Từ rất nhỏ đến rất lớn. + Dễ cơ khí hóa và tự động hóa. + Hao tổn kim loại nhiều . + Kiểm tra khuyết tật trong vật đúc khó khăn. c. Phân loại: Có nhiều phương pháp đúc khác nhau, có thể phân loại như sau: - Theo loại khuôn: đúc khuôn một lần (khuôn cát, khuôn vỏ mỏng…), khuôn bán vĩnh cửu (khuôn đất sét), khuôn vĩnh cửu (khuôn kim loại). - Theo vật liệu làm khuôn: khuôn cát, khuôn đát sét, khuôn kim loại… - Theo phương pháp điền đầy kim loại: Đúc áp lực, đúc ly tâm… 2.1.2. Thành phần vật liệu làm khuôn: a. Cát: Thành phần hóa học chủ yếu của cát là : 324322 ,,, OFeCaCOOAlSiO là thành phần chủ yếu của vật liệu làm khuôn. Phân loại cát: + Theo địa điểm lấy cát: cát sông, cát núi. + Theo kích thước hạt: Cát thô, cát rất to cát to, cát vừa, cát nhỏ, cát rất nhỏ, cát mịn, và cát bột. + Ngoài ra người ta còn phân loại theo lượng đất sét và thành phần thạch anh chứa trong cát. Ký hiệu cát : Cát được kí hiệu theo thành phần thạch anh và độ hạt. . -21- VD: cát 2K063A 2K là loại thạch anh số 2. 063 là đường kính trung bình của cát. A là cát ở rây trung bình của bộ dây 3 nhiều hơn 50%. b. Đất sét: Thành phần chủ yếu của đất sét là cao lanh ngoài ra còn một số tạp chất khác như ..., 323 CONaCaCO . Đặc điểm của đất sét là dẻo dính. Khi sấy khô thì độ bền tăng, không bị chấy khi kim loại nóng rót vào khuôn. BENTÔNIT: thành phần chủ yếu là OnHHSiOOAl 2232 .. . Nó là loại đất sét trắng, dẻo dính do núi lửa phun ra lâu ngày biến thành. Bentônit ở trong nước thì nở mạnh, tăng khả năng kết dính. c. Chất kết dính: Là những chất đưa vào hỗn hợp làm khuôn để làm tăng độ bền và tính dẻo cảu hỗn hợp . d. Chất phụ: Là các chất đưa vào hỗn hợp làm khuôn để khuôn nâng cao tính nún tính thông khí, làm nhãn bề mặt của khuôn, nâng cao tính chịu nhiệt. các chất pha trộn như mùn cưa, bột than, tro… 2.1.3: Yêu cầu đối với hỗn hợp làm khuôn: a. Tính dẻo: Tính dẻo của hỗn hợp làm khuôn là khả năng biến dạng vĩnh cửu của nó sau khi bỏ lực tác dụng của ngoại lực. Tính dẻo cần có để tạo được khuôn rõ nét theo hình dạng và kích thước của mẫu và hộp nõi. Tính dẻo phụ thuộc vào độ hạt của cát làm khuôn. Hạt to thì tính dẻo thấp, ngoài ra tính dẻo còn phụ thuộc vào lượng đất sét, lượng nước, chất kết dính phù hợp. b. Độ bền: Là khả năng chịu tác dụng của ngoại lực mà không bị phá vỡ khi di chuyển, lắp rắp và dưới áp lực của dòng kim loại lỏng chảy vào khuôn không bị phá vỡ. Độ bền phụ vào tính chất của hạt cát lượng và chất kết dính. Cát hạt nhỏ và đồng đều thì độ bền cao. c. Tính lún: Là khả năng giảm thể tích của hỗn hợp làm khuôn khi có tác dụng của ngoại lực, đảm bảo khuôn không bị phá vỡ khi kim loại đông đặc và nguội. Tính lún phụ thuộc vào độ hạt cát, lượng nước chất kết dính và các chất phụ khác. . -22- d. Tính thông khí : Là khả năng cho phép không khí lọt qua những khe hở nhỏ giữa các hạt cát của hỗn hợp. Tính thông khí cần cho vật đúc không bị rỗ khí. Tính thông khí của hỗn hợp tăng khi hạt cát to đều, lượng đát sét và chất kết dính ít. Chất phụ nhiều và độ ẩm thấp (<4%). e. Tính bền nhiệt: Là khả năng của hỗn hợp không bị chảy, cháy và mền ra ở nhiệt độ cao. Nếu tính bền nhiệt kém thì khó rót kim loại lỏng vào khuôn, ngoài ra tính bền nhiệt còn cần để hỗn hợp không bị biến dạng khi rót kim loại lỏng vào khuôn, nhờ đó mà hình dạng vật đúc giống như lòng khuôn . Tính bền nhiệt phụ thuộc vào lượng thạch anh trong hỗn hợp. f. Độ ẩm: Độ ẩm của hỗn hợp là lượng nước chứa trong nó tính theo phần trăm, được xác định bằng công thức. 100.1 g ggX  Trong đó : g: Khối lượng hỗn hợp tươi. g1 : Khối lượng hỗn hợp khô. Độ ẩm tăng khi lượng nước tăng. Độ ẩm tăng làm tính dẻo và độ bền của hỗn hợp tăng, nhưng không được vượt quá 6-8% . Quá giới hạn này thì độ bền và tính thông khí của hỗn hợp giảm, hỗn hợp không dẻo nữa mà dính vào nhau khi làm khuôn. g. Độ bền lâu: Độ bền lâu là khả năng làm việc được lâu, nhiều lần của hỗn hợp. 2.1.4. Tạo hỗn hợp làm khuôn: a. Hỗn hợp cát áo: Dùng để phủ sát mẫu khi làm khuôn, nên phải có độ bền, độ dẻo cao và bền nhiệt vì lớp cát này tiếp xúc trực tiếp với kim loại lỏng. Cát áo thường chiếm khoảng 10-15% lượng cát làm khuôn. Cát áo phải co độ hạt nhỏ, mịn để tăng độ bóng bề mặt vật đúc. Thành phần được xác định như sau (theo %V) (tài liệu tham khảo phòng kỹ thuật công nghệ Nakyco) : + Cát mới V6: 10%. . -23- + Cát cũ qua sàng 0315: 80%. + Bentonit: 5%. + Bột than: 5%. + Độ ẩm: 5%( tính cho tòan bộ V hỗn hợp trộn). b. Hỗn hợp cát đệm: Dùng để đệm cho phần phần khuôn còn lại nhằm tăng độ bền của khuôn. Cát đệm không có yêu cầu cao như cát áo nhưng phải có độ thông khí cao. Tỉ lệ các vật liệu trong hỗn hợp được xác định như sau: + Cát mới V: 5% . + Cát cũ: 95%. + Độ ẩm: 5%. (Tính cho toàn bộ V). c. Hỗn hợp cát làm lõi: So với hỗn hợp làm khuôn thì hỗn hợp làm lõi có yêu cầu cao hơn do lõi làm việc trong điều kiện khó khăn hơn, nhất là yêu cầu tính lún của hỗn hợp. Thông thường người ta tăng hàm lượng thạch anh, giảm tỷ lệ đất sét, chất kết dính chất phụ và chất sấy lõi. Tỷ lệ các thành phần vật liệu như sau: + Cát mới V6: 25%. + Cát cũ qua sàng 0315 : 52, 5%. + Bentonit: 7, 5%. + Mùn cưa: 15%. + Nước : 6%. (toàn bộ V). d.Quá trình đúc trong khuôn cát. Dưới dây là sơ đồ quá trình đúc trong khuôn cát. . -24- II . LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ. 2.2.1. Yêu cầu kỹ thuật: Loại máy trộn này dùng để trộn hỗn hợp vật liệu làm khuôn đúc cát. Máy trộn làm việc liên tục. (theo ca). Hỗn hợp này gồm từ 2-5 thành phần. Sau khi trộn tạo ra nguyên liệu đồng nhất và có độ ẩm nhất định. Thiết bị phải đáp ứng được các yêu cầu sau: + Hỗn hợp sau khi trộn phải có độ đồng đều cao. + Làm việc êm và ổn định (7-8 năm) + Bảo trì dễ ràng . + Tháo &nạp liệu dễ. + Chi phí giá thành thấp. + Sử dụng 1 công nhân vận hành. 2.2.2. CÁC PHƯƠNG ÁN CHỌN THIẾT KẾ: Hỗn hợp làm khuôn Sấ