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

Phần I CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHUNG 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. 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. Trong khoảng nhiệt độ cao su ở trạng thái mềm cao và cháy nhớt thì sự phụ thuộc tính chất công nghệ vào khối lượng phân tử có thể đánh giá qua sự phụ thuộc của độ nhớt vật liệu vào khối lượng phân tử của nó. - Cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật khác, yêu cầu kỹ thuật đối với cao su, và các sản phẩm từ cao su cũng khác nhau. Ngày nay trong kỹ thuật chế biến và gia công cao su sử dụng không những cao su từ một loại monome mà các loại cao su có cấu tạo từ nhiều loại monome khác nhau. Những Polyme nhận được có trong mạch các mắt xích từ những monome khác nhau được gọi là sopolyme. Sự sắp xếp khác nhau các monome trong mạch đại phân tử tạo cho cao su những tính chất cơ học, lý học, hóa học, và các tính chất công nghệ khác nhau. Sopolyme có cấu trúc từ mạch đại phân tử mà các đoạn mạch được hình thành từ một loại monome sắp xếp xen kẽ với các đoạn mạch được hình thành từ một loại monome khác được gọi là block-Sopolyme. - 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. Ngoài ra ta còn phải nghiên cứu lựa chọn phương án thiết kế máy móc thiết bị công nghệ tối ưu nhất để chế tạo và từng bước hoàn thiện dần công nghệ chế biến và gia công cao su để nâng cao chất lượng sản phẩm đáp ứng ngày càng cao nhu cầu của thị trường. - Có các cách phân loại cao su như sơ đồ hình 1.1 sau:
 Hình1.1:Sơ đồ phân loại cao su 1.1.3. Cao Su Thiên Nhiên. a/ Nguồn gốc: - Cao su thiên nhiên được loài người phát hiện và sử dụng vào nửa cuối thế kỷ thứ XVI ở Nam Mỹ. Và con người chỉ sử dụng cao su ở mức độ thấp cho đến năm 1839 thì loài người phát hiện ra quá trình lưu hóa chuyển cao su từ trạng thái chảy nhớt sang trạng thái đàn hồi cao bền vững và từ đó cao su được con người sử dụng để sản xuất ra các sản phẩm khác. Nó được lấy từ mủ của cây cao su, còn gọi là Heava được trồng nhiều ở các vùng nhiệt đới của Nam Mỹ, nước ta, và một số nước ở Đông Nam á ... - Đến thế kỷ thứ XIX cây cao su mới được trồng ở Châu á, Châu Phi, và ở nước ta cây cao su chỉ có từ năm 1877. Hiện nay nước ta có một diện tích trồng cao su khá lớn khoảng (30-40) nghìn ha, cùng với các cơ sở công nghiệp cao su tại Hà Nội, Đà Nẵng ( công ty cổ phần cao su DRC), Đồng Nai, Sông Bé, TP Hồ Chí Minh… - 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%. - 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 : Bảng 1.1 STT  Thành phần  Hàm lượng(P.K.L)   1  Cao su thiên nhiên  100.0   2  Lưu huỳnh  3.0   3  Mercaptoênzothiazol  0.7   4  ZnO  5.0   5  Axit steoric  0.5   - Các tính chất vật lý đặc trưng của cao su thiên nhiên theo bảng 1.2. Bảng1.2 STT  Tinh chất đặc trưng  Giá trị  Đơn vị   1  Khối lượng riêng  913  Kg/m
  2  Nhiệt dung riêng  1.88  KJ/Kg0K   3  Nhiệt dẫn riêng  0.14  W/m0K   4  Hệ số giãn nở thể tích  565.104  dm
/0C   5  Nhiệt độ hoà thuỷ tinh  70  0C   6  Nữa chu kỳ kết tinh ở -250C  2.4 - 4  giờ   7  Thẩm thấu điện môi ở tần số dao động 1000Hz/s  2.4 - 2.7    8  Crepe trắng  5.1012    9  Crepe hong khói  3.1012    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. + 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 STT  Các loại cao su  Giá Trị   1  Cao su hong khói mặt sàng loại I  PRI = 80 – 90%   2  Cao su hong khói loại II (SMR-5)  PRI
%   3  Cao su hong khói loại III (SMR-50)  PRI
%   - 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 1.2: Hình1.2: Sơ đồ công nghệ sản xuất cao su thiên nhiên. - 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. - Cao su Butađien-Styren: + Ký hiệu: Theo Liên xô là CKC; Theo Mỹ, ý, Nhật là SBR. Theo CHLB Đức là Bunas. + Nó là loại cao su được trùng hợp từ Butađien với Styren trong dung dịch có độ tinh khiết hơn nên có khả năng chống mài mòn, chống xé rách cao, ngoài ra còn có tính chống lão hoá ôxi, chịu nhiệt, chịu dầu cao nên được dùng 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. - Cao su Butađien-Nitrit: + Ký hiệu: Theo Liên Xô là CKH. Theo Mỹ, ý, Nhật là NBR. + Cao su Butađien-Nitrit là sản phẩm của quá trình tổng hợp từ Acrylonitryl và Butađien với sự có mặt của hệ xúc tác ôxi hoá khử pesunfat kali, qua trình trùng hợp trong dung dịch nhũ tương. + 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. - 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. - 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… 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 1.3 sau: Hình 1.3: 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… - Các loại cao su được tái sinh là: cao su thiên nhiên, cao su Butađien-Styren, Butyl…Sau khi thoát lưu cao su tái sinh cũng được kiểm tra tính năng cơ 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. + 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 1.4 Hình1.4: 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 độ trục sau khoảng 50-550C. + Điều chỉnh cự ly trục cán theo các quá trình Cán dẻo cao su sống là: 3-4 mm Cho hoá chất vào là: 8-10 mm Ép thông là: 2-2,5 mm Xuất tấm là: 9-10 mm + Xác định trọng lượng mỗi mẻ cao su theo đơn pha chế. + Cho cao su lên trục cán để cán dẻo. + 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 1.5 Hình 1.5: 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; (4) Xylanh luyện. - 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. + 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…