Đồ án Thiết kế phân xưởng sản xuất săm lốp ôtô qui cánh 9.00-20 năng suất 750.000 bộ/năm

h­íc, h×nh d¹ng nh­ ý muèn do hiÖn t­îng håi phôc biÕn d¹ng. V× vËy, môc ®Ých – nhiÖm vô cña viÖc s¬ luyÖn cao su sèng lµ biÕn cao su tõ d¹ng ®µn håi cao ®é ®Õn tr¹ng th¸i dÎo t­¬ng ®èi ®Ó t¹o ®iÒu kiÖn tèt cho viÖc thµnh h×nh s¶n phÈm sau nµy nh­ Ðp suÊt, c¸n tr¸ng, thµnh h×nh, l­u ho¸ v.v… Môc ®Ých thø hai cña viÖc s¬ luyÖn lµ lµm gi¶m søc c¨ng bÒ mÆt cña cao su sèng, lµm cho cao su cã kh¶ n¨ng thÊm ­ít bÒ mÆt chÊt ®én vµ c¸c lo¹i phô gia kh¸c kh«ng tan hoÆc khã tan trong cao su v× trong c«ng nghiÖp cao su ng­êi ta cho r»ng cao su thuéc pha láng vµ c¸c chÊt r¾n kh«ng tan trong cao su thuéc pha r¾n. Ph¶i t¹o ®iÒu kiÖn cho hai pha nµy liªn kÕt hoµ trén chÆt chÏ, ®ång ®Òu víi nhau th× tÝnh n¨ng c¬ lý cña hçn hîp míi cao. Tuy nhiªn, chóng ta còng ph¶i hÕt søc chó ý ®Õn t×nh tr¹ng qu¸ tr×nh s¬ luyÖn, nghÜa lµ ®é dÎo cña cao su qu¸ cao sÏ dÉn ®Õn c¸c hËu qu¶ lµ: c­êng lùc kÐo ®øt, ®é cøng, ®é kh¸ng mßn gi¶m, ®é biÕn h×nh khi ®øt t¨ng lªn. Ngoµi ra cßn cã mét sè ¶nh h­ëng xÊu kh¸c khi cao su qu¸ dÎo. Mçi mét hçn hîp cao su cho nh÷ng bé phËn cÊu thµnh nªn s¶n phÈm s¨m lèp «t« yªu cÇu cã nh÷ng tÝnh n¨ng c¬ lý kh¸c nhau vµ ®iÒu ®ã cïng mét phÇn ®­îc quyÕt ®Þnh bëi ®é dÎo cña cao su. * §Æc ®iÓm c«ng nghÖ: ®é dÎo cña cao su t¨ng khi t¸c dông lªn nã mét lùc khuÊy c¬ häc vµ c¸c hiÖn t­îng ho¸ häc kh¸c x¶y ra ®ång thêi, ®é nhít vµ biÕn d¹ng håi phôc ®µn håi cña cao su gi¶m ®­îc gäi lµ qu¸ tr×nh s¬ luyÖn cao su. S¬ luyÖn cao su lµ mét qu¸ tr×nh gia c«ng c¬ häc nh»m t¨ng ®é dÎo cña cao su, v× vËy s¬ luyÖn cao su cã thÓ thùc hiÖn trªn c¸c thiÕt bÞ: m¸y c¸n luyÖn 2 trôc (luyÖn hë), m¸y luyÖn kÝn vµ m¸y Ðp trôc vÝt. * S¬ luyÖn b»ng m¸y luyÖn kÝn: §­îc tiÕn hµnh trªn m¸y luyÖn kÝn (s¬ ®å t¹o h×nh) lµ qu¸ tr×nh ho¸ dÎo cao su ®ùoc sö dông réng r·i trong c¸c nhµ m¸y cã c«ng suÊt tiªu thô nguyªn vËt liÖu lín: s¶n xuÊt lèp « t«, xe m¸y, b¨ng t¶i v.v… C¬ chÕ t¨ng ®é dÎo trong m¸y luyÖn kÝn. Banbury lµ do sù oxy ho¸ mµng liÖt cao su ë nhiÖt ®é cao 140-180 0C ë trong lßng m¸y nhê sù ma s¸t cña cao su trªn mÆt hai trôc quay vµ buång nghiÒn trén d­íi sù Ðp nÐn cña th­îng ®Ønh víi ¸p lùc 15 ¸ 20 kg/cm2. Do ®ã ®éng c¬ ®Ó vËn hµnh m¸y S¬ ®å bé phËn lµm viÖc cña m¸y luyÖn kÝn (kiÓu banbury) LuyÖn kÝn th­êng m¹nh h¬n ®éng c¬ cña m¸y c¸n hai trôc (luyÖn hë) nÕu cïng mét thÓ tÝch cao su s¬ luyÖn vµ tèc ®é dµi cña trôc m¸y luyÖn kÝn Banbury còng cao h¬n (trôc 2>35m/phót, trôc 2 >29 m/phót) §Æc tr­ng s¬ luyÖn cña m¸y luyÖn kÝn lµ : d­íi t¸c dông cña lùc ma s¸t, c¾t, xÐ c¬ häc lín vµ nhiÖt ®é cao cã ¸p suÊt, ®é dÎo cao su ®¹t ®­îc nhanh chãng trong c¸c ph­¬ng ph¸p s¬ luyÖn: th­êng lµ 3 phót, cã khi lµ 5 phót (theo Kox ELeb). Víi mét m¸y luyÖn kÝn Banbury do Liªn x« s¶n xuÊt ký hiÖu ‘PezunocmecutaLa 20-30’ (cã tæng dung dÞch buång luyÖn lµ 250 lÝt, dung tÝch buång lµm viÖc thùc 140 lÝt, tèc ®é c¶u trôc 1 lµ 30v/ph, cña trôc 2 lµ 25,1 v/ph, c«ng suÊt ®éng c¬ chÝnh lµ 630KW) th× n¨ng suÊt s¬ luyÖn cã thÓ ®¹t tõ 1600¸2700 kg/h hoÆc h¬n n÷a. Nh÷ng ­u ®iÓm kh¸c cña ph­¬ng ph¸p lµ: - Thao t¸c an toµn, tiªu hao n¨ng l­îng trªn mét ®¬n vÞ b¸n thµnh phÈm thÊp, cÊu t¹o v÷ng ch¾c, cã kh¶ n¨ng c¬ giíi ho¸, tù ®éng ho¸ qu¸ tr×nh s¶n xuÊt cao. Nh­îc ®iÓm: §ßi hái ph¶i cã kiÕn tróc mÆt b»ng phøc t¹p, thiÕt bÞ phô trî nhiÒu, vèn ®Çu t­ lín, c«ng suÊt ®iÖn n¨ng cung cÊp cao (nhiÒu m¸y cã c«ng suÊt ®éng c¬ ®iÖn ®Õn hµng nghiÒn KW). VÝ dô: Lo¹i PCB – 250 -80 : 1250KW còng ®ßi hái tr×nh ®é b¶o d­ìng vµ vËn hµnh thiÕt bÞ cao. NÕu ®èi víi s¶n xuÊt quy m« kh«ng lín kh«ng ®¹t hiÖu qu¶ cÇn thiÕt. - Do m¸y luyÖn kÝn cã tèc ®é trôc luyÖn lín nªn nã Ýt ®­îc sö dông ®Ó ho¸ dÎo c¸c lo¹i cao su cã ®é ph©n cùc lín (®é cøng cao) nh­ cao su Butadien Nitryl, Butadien – Styren víi hµm l­îng Styren cao. Trong nhiÒu tr­êng hîp, s¬ luyÖn cao su d­îc tiÕn hµnh liªn tôc víi qu¸ tr×nh hçn luyÖn. b. Hçn luyÖn: * Môc ®Ých – NhiÖm vô: Hçn hîp cao su lµ mét hÖ thèng nhiÒu cÊu tö mµ thµnh phÇn cña nã gåm cao su, chÊt phèi hîp cã cÊu t¹o ho¸ häc kh¸c nhau vµ tr¹ng th¸i vËt lý rÊt kh¸c nhau: láng, r¾n, bét, bét nh·o… §Ó cã mét hçn hîp cao su tèt c¸c chÊt nµy ph¶i ph©n bè ®ång ®Òu vµo khèi cao su vµ t¹o víi cao su mét hçn hîp ®ång nhÊt. Sù ph©n bè ®ång ®Òu c¸c cÊu tö vµo cao su mÒm cao chØ cã thÓ thùc hiÖn ®­îc b»ng qu¸ tr×nh khu©ý trén c¬ häc – hçn luyÖn. * §Æc ®iÓm c«ng nghÖ: §èi víi hçn hîp cao su thùc ®­îc hçn luyÖn trong m¸y luyÖn kÝn, mùc ®é ph©n t¸n c¸c cÊu tö ®¹t tèt nhÊt (®­îc ®¸nh gi¸ b»ng c¸c tÝnh chÊt c¬ lý cña hçn hîp cao su) khi tæng ®¹i l­îng biÕn d¹ng tr­ît (tÝch cña vËn tèc biÕn d¹ng tr­ît víi thêi gian hçn luyÖn ) lµ 1400 ¸ 1600 m. §Ó ®¶m b¶o cho c¸c cÊu tö ®­îc ph©n t¸n ®ång ®Òu theo mäi h­íng, cÇn ph¶i thay ®æi h­íng biÕn d¹ng tr­ît. Sù thay ®æi h­íng biÕn d¹ng tr­ît trong cao su ®­îc thùc hiÖn b»ng c¸c gi¶i ph¸p c«ng nghÖ nh­ : c¾t, ®¶o tÊm cao su trªn m¸y luyÖn hîp, r«to lÖch t©m cña m¸y luyÖn kÝn cµ gãc nghiªng cña r¨ng trong m¸y luyÖn trôc vÝt. Sù ph©n t¸n c¸c chÊt phèi hîp cho cao su vµo khèi cao su x¶y ra gi÷a c¸c h¹t cña chÊt ph©n t¸n vaß m«i tr­êng ph©n t¸n (khèi cao su) cã biÕn d¹ng tr­ît. NghÜa lµ ë c¸c h¹t cña chÊt ph©n t¸n lu«n tån t¹i mét øng suÊt tr­ît do tån t¹i chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi gi÷a c¸c ph©n tö trong hÖ cao su chÊt ph©n t¸n d­íi t¸c dông lùc c¬ häc. Trong qu¸ tr×nh hçn luyÖn, møc ®é ph©n t¸n ®ång ®Òu c¸c chÊt phèi hîp vµo cao su phô thuéc vµ gi¸ øng xuÊt tr­ît xuÊt hiÖn trªn c¸c h¹t ph©n t¸n vµ thêi gian hçn luyÖn. Hai yÕu tè ¶nh h­ëng nµy lu«n lµ mét hµm sè ®èi nghÞch nhau. Khi øng xuÊt tr­ît ®ñ lín th× thêi gian hçn luyÖn nhá vµ ng­îc l¹i khi øng xuÊt tr­ît nhá th× thêi gian hçn luyÖn ph¶i t¨ng lªn. §èi víi mçi hÖ polyme – h¹t ph©n t¸n, lu«n lu«n tån t¹i mét gi¸ trÞ øng xuÊt tr­ît nhá th× thêi gian hçn luyÖn ph¶i t¨ng lªn. §èi víi mçi hÖ polyme – h¹t ph©n t¸n, lu«n lu«n tån t¹i mét gi¸ trÞ øng xuÊt tíi h¹n t­¬ng øng. Trong tr­êng hîp ®Æc biÖt, khi øng xuÊt tr­ît qu¸ bÐ (nhá h¬n gi¸ trÞ øng xuÊt tr­ît khi cao su n»m ë tr¹ng th¸i ch¶y nhít) sù ph©n tan ®ång ®Òu c¸c h¹t chÊt phèi hîp trong cao su kh«ng x¶y ra vµ c¸c tÝnh chÊt c¬ lý cña hîp phÇn cao su rÊt kÐm. Ngoµi ¶nh h­ëng c¬ häc nh­ ®· nªu ë trªn, qu¸ tr×nh hçn luyÖn cao su cßn chÞu ¶nh h­ëng cña hµng lo¹t c¸c qu¸ tr×nh ho¸ - lý x¶y ra do t¸c dông t­¬ng hç gi÷a c¸c cÊu tö víi cao su vµ gi÷a c¸c cÊu tö víi nhau. Thùc vËy, trong qu¸ tr×nh hçn luyÖn x¶y ra hiÖn t­îng thÈm thÊu vµ hoµ tan mét sè c¸c chÊt phèi hîp vµo cao su, g©y ¶nh h­ëng rÊt ng­îc nhau cho qu¸ tr×nh hçn luyÖn. -ThÈm thÊu vµ hoµ tan cña c¸c chÊt phèi hîp lµm t¨ng c­êng møc ®é ph©n t¸n ®ång ®Òu cña chóng khèi cao su. - ThÈm thÊu vµ hoµ tan c¸c chÊt phèi hîp vµo cao su lµm t¨ng c­êng møc ®é ph©n t¸n ®ång ®Òu cña chóng trong khèi cao su. - ThÈm thÊu vµ hoµ tan cña c¸c chÊt phèi hîp lµm t¨ng kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c m¹ch ®¹i ph©n tö, gi¶m lùc t¸c dông t­¬ng hç gi÷a chóng, ®é nhít gi¶m vµ gi¸ trÞ øng suÊt tr­ît t¸c dông lªn c¸c cÊu tö gi¶m… Khi ®ã, qu¸ tr×nh hçn luyÖn thùc hiÖn rÊt khã kh¨n vµ tÝnh chÊt c¬ lý cña hîp phÇn cao su kh«ng cao. Khi hçn luyÖn, c¸c cÊu tö d¹ng bét kh«ng hoµ tan vµo cao su (than ®en) do gi÷a c¸c cÊu tö vµ m¹ch ®¹i ph©n tö tån t¹i nh÷ng ¸i lùc (vËt lý, ho¸ häc) cã thÓ t¹o thµnh c¸c cÊu tróc bÒn v÷ng (than ho¹t tÝnh – cao su) mµ c¸c m¹ch ®¹i ph©n tö cña cao su ®­îc hÊp thô lªn bÒ mÆt than ho¹t tÝnh. C¸c cÊu tróc bÒn v÷ng nµy kh«ng cã kh¶ n¨ng hoµ tan (gel ho¸) lµm t¨ng ®é nhít cña hçn hîp rÊt nhiÒu lµm gi¶m tÝnh c«ng nghÖ vµ tÝnh chÊt c¬ lý c¶u hçn hîp. Mét trong sè c¸c cÊu tö cã ¶nh h­ëng trùc tiÕp ®Õn tÝnh chÊt c¬ lý, tÝnh chÊt c«ng nghÖ cña hçn hîp cao su lµ hÖ thèng l­u ho¸ (chÊt l­u ho¸ vµ xóc tiÕn l­u ho¸) . Trong qu¸ tr×nh hçn luyÖn, do nh÷ng biÕn d¹ng tr­ît ph¸t triÓn vµ hÖ sè ma s¸t tr­ît gi÷a c¸c cÊu tö, gi÷a Polyme vµ bÒ mÆt nhiÖt bÞ mµ khèi hçn hîp cao su lu«n ®­îc ®èt nãng. HiÖn t­îng sinh nhiÖt vµ ®èt nãng vËt liÖu lµm ho¹t ho¸ c¸c ph¶n øng ho¸ häc, trong ®ã cã ph¶n øng kh¸ m¹nh cña hÖ thèng l­u ho¸ lµm gi¶m biÕn d¹ng dÎo cña hçn hîp cao su, gi¶m møc ®é ph©n t¸n c¸c cÊu tö kh¸c vµo cao su vµ gi¶m kh¶ n¨ng dÞnh h×nh cña hçn hîp cao su v.v … C¸c t¸c nh©n t¸c dông ®Æc tr­ng cho qu¸ tr×nh hçn luyÖn t¹o nªn c¸c ¶nh h­ëng kh¸c nhau ®Õn qu¸ tr×nh nµy. Trong mét ®iÒu kiÖn nhÊt ®Þnh nµo ®ã nã thóc ®Èy qu¸ tr×nh hçn luyÖn, t¨ng møc ®é ph©n t¸n c¸c cÊu tö, t¨ng tÝnh chÊt c«ng nghÖ vµ tÝnh chÊt c¬ lý cña hîp phÇn. Nh­ng trong mét vµi ®iÒu kiÖn kh¸c, nã l¹i cã t¸c dông ng­îc l¹i. §Ó nhËn ®­îc hçn hîp cao su cã ®Æc tr­ng kü thuËt cao nhÊt, ®¸p øng ®­îc c¸c yªu cÇu c«ng nghÖ, vÊn ®Ò lùa chän c«ng nghÖ hçn luyÖn: chÕ ®é nhiÖt, thø tù phèi liÖu c¸c cÊu tö, thêi gian hçn luyÖn v.v… vµ thiÕt bÞ ®Î hçn luyÖn t­¬ng øng: lo¹i m¸y, tû tèc cña m¸y… ®¶m b¶o cho sù ph©n bè cña cÊu tö ®ång ®Òu vµo khèi cao su mµ vÉn gi÷ nguyªn ®­îc tÝnh chÊt c«ng nghÖ, ®Æc tr­ng ch¶y nhít (tÝnh l­u biÕn) cña hân hîp cao su lµ vÊn ®Ò quan träng nhÊt. * Hçn luyÖn b»ng m¸y luyÖn hë: Trong c«ng nghÖ gia c«ng cao su ph¸t triÓn víi c«ng suÊt tiªu thô cao su lín, viÖc sö dông m¸y luyÖn hë ®Ó hçn luyÖn c¸c hîp chÊt cao su rÊt h¹n chÕ, chóng chØ ®­îc dïng ë c¸c xÝ nghiÖp víi khèi l­îng gia c«ng nhá víi nhiÒu chñng lo¹i cao su ®Ó s¶n xuÊt c¸c mÆt hµng cã c«ng dông riªng biÖt. Nãi chung, chÊt l­îng hçn luyÖn mét hçn hîp cao su quyÕt ®Þnh bëi: ®é bÒn cña pha cao su, bÒ mÆt ph©n chia gi÷a cao su vµ c¸c chÊt phèi hîp ®­a vµo hçn hîp (trong ®ã, ®é mÞn ®ãng vai trß quan träng), c¸c lùc ma s¸t, lùc b¸m dÝnh t¸c dông trªn bÒ mÆt ph©n chia pha, øng xuÊt tr­ît xuÊt hienÑ trong néi t¹i khèi cao su, khe hë trôc luyÖn, ®é dÎo cao su sèng, thø tù cho chÊt phèi hîp, nhiÖt ®é, thêi gian hçn luyÖn vµ chÊt l­îng gia c«ng cña nguyªn vËt liÖu khi chuÈn bÞ hçn luyÖn. Kh¶ n¨ng thÊm ­ít c¶u chÊt phô gia do cao su ®­îc coi nh­ pha láng, còng nh­ lùc kÕt dÝnh bÒ mÆt phô thuéc vµo b¶n chÊt tõng lo¹i cao su. V× vËy ®èi víi mçi lo¹i cao su l¹i cÇn cã mét chÕ ®é hçn luyÖn thÝch hîp. Khi ®­a vµo hçn hîp chÊt ®én ho¹t tÝnh nh­: than ®en, kaolin, ZnO … §é cøng cña hçn hîp kh«ng bÞ gi¶m mµ vÉn tiÕp tôc t¨ng. §é dÎo cña hçn hîp cao su cã ¶nh h­ëng ®Õn tÝnh n¨ng c¬ - lý thµnh phÈm nªn kÐo dµi thêi gian hçn luyÖn sau khi ®¹t ®Õn thêi gian tíi h¹n th× hÇu hÕt c¸c tÝnh chÊt c¬ häc ®Òu suy gi¶m. Trong thùc tÕ cho thÊy nhiÒu hçn hîp cã cïng thµnh phÇn vµ chÊt l­îng nguyªn liÖu gièng nhau nh­ng l¹i kh¸c nhau rÊt nhiÒu vÒ tÝnh chÊt kü thuËt, ®iÒu ®ã chøng tá r»ng: ®iÒu kiÖn kü thuËt ¶nh h­ëng rÊt nhiÒu ®Õn chÊt l­îng s¶n phÈm, thêi gian hçn luyÖn vµ c¸c chØ tiªu hçn luyÖn kh¸c. Riªng ®èi víi m¸y luyÖn hë, qóa tr×nh hçn luyÖn cßn phô thuéc vµo tØ tèc trôc, ®é dad× trôc, l­îng n¹p ®iÖn, ®iÒu kiÖn tr×nh tù cho c¸c chÊt phèi hîp. Khi dïng m¸y luyÖn hë hçn luyÖn th× chÊt phèi hîp ph©n t¸n nhµo trén chñ yÕu còng chØ ë khe trôc, ë t¹i ®©y øng xuÊt tr­ît cña cao su còng lín nhÊt vµ qóa tr×nh trén luyÖn còng x¶y ra trong vïng nµy m¹nh nhÊt. Víi m¸y luyÖn cã tØ tèc trôc cao, sÏ khiÕn cho c¸c hÊt phèi hîp bÞ Ðp miÕt cøng l¹i thµnh miÕng, côc vµ cã khi thao t¸c hÕt thêi gian cña mÎ luyÖn vµ chóng ch­a thÓ ph©n t¸n hÕt trong khèi cao su. Do vËy, ®èi víi nh÷ng hçn hîp cã su cã nhiÒu chÊt ®én vµ l­îng ®én cao, tØ tèc thÝch hîp lµ tõ 1, 07 ¸ 1,14 (cña trôc sau), nÕu l­îng chÊt ®én Ýt th× tØ tèc cã thÓ ®Õn 1,0 ¸ 1,27. Do cao su sèng vµ chÊt phèi hîp chØ hoµ trén tèt ë khe trôc mµ cao su sèng l¹i dÉn ®Õn ®Òu b¸m vaß mÆt trôc tr­íc khi cho chÊt phèi hîp vµo nªn hÇu hÕt c¸c chÊt phèi hîp ®­îc cuèn theo c¸c lèp cao su dÝnh ë trôc tr­íc, v× vËy bÒ mÆt lèp cao su tiÕp xóc víi trôc tr­íc, nång ®é c¸c chÊt phèi hîp ®­êng cao h¬n ë chç kh¸c rÊt nhiÒu. §Ó kh¾c phôc hiÖn t­îng nµy, trong qu¸ tr×nh hçn luyÖn cao su ph¶i tiÕn hµnh c¸c thao t¸c c¾t, ®¶o, cho toµn bé nguyªn liÖu ®i qua khe trôc, lËt côc bé tõng tÊm cao su b¸m trôc (mÆt trong lËt ra mÆt ngoµi), xoay tÊm cao su ®æi chiÒu di chuyÓn vµ Ðp th«ng víi cù ly trôc nhá. Nh÷ng thao t¸c trªn ph¶i ®­îc tiÕn hµnh lÆp ®i lÆp l¹i liªn tôc, ®ªï ®Æn. HiÖu suÊt cña c«ng viÖc hçn luyÖn cao su trªn m¸y luyÖn hë phô thuéc rÊt nhiÒu vµo tr×nh ®é thao t¸c cña c«ng nh©n. Mét trong sè c¸c yÕu tè ¶nh h­ëng lín ®Õn qóa tr×nh hçn luyÖn trªn m¸y luyÖn hë lµ thø tù cho c¸c chÊt phèi hîp vµo hçn luyÖn. Thø tù vµ khèi l­îng cña nguyªn vËt liÖu ®­îc ®­a vµo hçn luyÖn víi cao su ph¶i ®¶m b¶o kh¶ n¨ng ph©n t¸n chóng trong hîp phÇn cao su mµ vÉn kh«ng g©y ¶nh h­ëng ®¸ng kÓ ®Õn tÝnh chÊt c«ng nghÖ vµ tÝnh chÊt c¬ lý cña hçn hîp, nã phô thuéc tuú theo thµnh phÇn cña tõng hçn hîp. Nh­ng nãi chung th× sau khi cho cao su sèng dÎo ra vµ dµn ®Òu b¸m vµo mÆt trôc th× tr×nh tù cho c¸c chÊt phèi hîp vµo nh­ sau: - Cho chÊt lµm mÒm thÓ r¾n (parafin v.v…) - Cho c¸c chÊt ®én, chÊt lµm mÒm thÓ láng - Cho chÊt xóc tiÕn, phßng l·o - Cho l­u huúnh tr­íc khi kÕt thóc c«ng viÖc Cã ph­¬ng ph¸p cho chÊt lµm mÒm tèt nh­ sau: cho cao su b¸m vµo trôc sau, x¸t chÊt lµm mÒm lªn trôc tr­íc, chÊt lµm mÒm sÏ thÊm dÇn vµo cao su, khi ®· thÊm hÕt th× l¹i c¾t chuyÓn cao su vÒ trôc tr­íc. Nh­ vËy tÝnh ®­îc chÊt lµm mÒm lµm chÝnh trôc sau, lµm chÊt phèi hîp kÕt dÝnh ë trôc sau, tr¸nh ®­îc hiÖn t­îng chÊt ®én bÞ vãn côc do chÊt lµm mÒm. Mét nguyªn t¾c cã ý nghÜa quan träng trong sè c¸c chÊt hîp (trõ chÊt l­u ho¸) lo¹i nhãm chÊt cã hµm l­îng nhá trong hîp phÇn cao su ®­îc cho vµo trong qu¸ tr×nh hçn luyÖn tr­íc. B»ng c¸ch t¨ng thêi gian khuÊy trén c¸c chÊt cã hµm l­îng nhá, t¨ng ®¹i l­îng biÕn d¹ng tr­ît (vËn tèc biÕn d¹ng tr­ît x thêi gian biÕn d¹ng) vµ t¨ng møc ®é ph©n t¸n chóng vµ hîp phÇn cao su. Dung l­îng lµm viÖc cña m¸y luyÖn hë còng lµ yÕu tè quan träng ¶nh h­ëng ®Õn møc ®é ph©n t¸n ®Õn chÊt phèi hîp trong cao su sèng. Ph­¬ng ph¸p thao t¸c thÝch hîp lµ duy tr× khe trôc ë cù ly nhÊt ®Þnh sao cho mét l­îng cao su nhÊt ®Þnh n»m trªn khe trôc ph¶i liªn tôc chuyÓn qua khe trôc, quay theo toµn bé vßng quay cña trôc, kh«ng bÞ ø ®äng tÝch tô t¹i chç, nÕu cã l­îng cao su tÝch tô sÏ kh«ng ®¹t ®­îc toµn bé khèi cao su hçn luyÖn ®ång ®Òu chÊt l­îng. Dung l­îng cao su Ýt th× chÊt l­îng hçn luyÖn cao nh­ng khã thao t¸c v× cao su khã b¸m trôc hay rêi r¹c r¬i xuèng khay. Dung l­îng thÝch hîp cho mÎ hçn luyÖn ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc kinh nghiÖm sau: V = D. L. k Trong ®ã: + V: Dung tÝch lµm viÖc, dung l­îng cña m¸y [lÝt] + L: ChiÒu dµi trôc c¸n + D: §­êng kÝnh trôc c¸n + k: HÖ sè phô thuéc vµo ®¬n vÞ ®o cña L vµ D - NÕu L vµ D cã ®¬n vÞ ®o lµ [cm] th× hÖ sè k = 0,0065 ¸ 0,0085 - NÕu L vµ D cã ®¬n vÞ ®o lµ [m] th× hÖ sè k = 60 ¸ 85 N¨ng suÊt cña m¸y c¸n luyÖn Q [kg/giê] ®­îc x¸c ®Þnh theo thÓ tÝch mét mÎ c¸n nh­ sau: Trong ®ã: + V: thÓ tÝch vËt liÖu mét mÎ c¸n. + g: khèi l­îng riªng cña vËt liÖu c¸n [kg/dm3] + t: thêi gian mét mÎ c¸n luyÖn [phót] + a: hÖ sè sö dông thêi gian cña m¸y a = 0,8 ¸ 0,9 Cuèi cïng ®Ó æn ®Þnh hçn hîp vµ chèng l­u ho¸ sím, ngay sau khi c¾t xuÊt tÊm cao su hçn luyÖn ra, ph¶i lµm nguéi ngay hçn hîp b»ng n­íc cã hoµ CaCO3 c¸ch ly. * C¸c khuyÕt ®iÓm th­êng m¾c trong hçn luyÖn: - Lo¹i khuyÕt ®iÓm thø nhÊt lµ c¸c khuyÕt ®iÓm liªn quan ®Õn ®é dÎo cña cao su sèng (nÕu dïng cao su t¸i sinh th× c¶ cña cao su t¸i sinh). Khi ®é dÎo thÊt, hçn hîp cao su dÔ bÞ co ngãt trong qu¸ tr×nh chÕ biÕn b¸n thµnh phÈm vµ cña s¶n phÈm sau l­u ho¸. BÒ mÆt s¶n phÈm c¸n tr¸ng, Ðp suÊt, c¸n h×nh sÏ sÇn sïi cã ®­êng v©n khe nøt, kh«ng b»ng ph¼ng l¸ng bãng. MÆt kh¸c cao su ®é dÎo thÊt g©y t¶i nÆng, qu¸ t¶i cho c¸c m¸y gia c«ng chóng. - Lo¹i khuyÕt ®iÓm thø hai lµ c¸c khuyÕt ®iÓm liªn quan ®Õn møc ®é ph©n t¸n chÊt phèi hîp trong cao su. Nguyªn nh©n lµ do: thêi gian thao t¸c kh«ng ®ñ, kh«ng thùc hiÖn ®óng tr×nh tù cho c¸c ch¸t phèi hîp, tr×nh ®é thuÇn thôc tay nghÒ cña c«ng nh©n luyÖn ch­a cao vµ ®«i khi còng do ®é dÎo cña cao su sèng sau s¬ luyÖn. §é dÎo qu¸ thÊp, chÊt phèi hîp khã tan vµ hay bÞ Ðp thµnh miÕng cøng r¬i th¼ng xuèng khay mµ kh«ng dÔ dµng thÊm vµo cao su. Lo¹i khuyÕt ®iÓm nµy dÔ dÉn ®Õn hËu qu¶: s¶n phÈm l­u ho¸ cã tÝnh n¨ng c¬ - lý kh«ng ®ång ®Òu, hçn hîp cao su ch­a l­u ho¸ dÔ bÞ tù l­u, tÝnh n¨ng thao t¸c, gia c«ng (Ðp suÊt, c¸n tr¸ng v.v… ) còng gi¶m sót Khi ®é dÎo cao su qu¸ cao do khèng chÕ kiÓm tra qu¸ tr×nh hçn luyÖn ch­a tèt. §é dÎo cña hçn hîp qu¸ cao sÏ gi¶m c­êng lùc, tÝnh c¬ lý cña s¶n phÈm. Trong qu¸ tr×nh gia c«ng thö hçn hîp, cao su sÏ b¸m dÝnh chÆt trªn trôc c¸n tr¸ng, v¶i lãt, bét c¸ch ly dÔ thÊm vµo bÒ mÆt cao su t¹o ra mét líp c¸ch ly bÒn. §Ó ng¨n ngõa ®­a mÎ cao su cã khuyÕt ®iÓm, kh«ng ®¹t tiªu chuÈn vµo s¶n xuÊt cÇn thiÕt ph¶i tiÕn hµnh kiÓm tra nhanh ë c«ng ®o¹n luyÖn * KiÓm tra qu¸ tr×nh luyÖn: §Ó tr¸nh viÖc b¸n thµnh phÈm cao su cÊt tr÷ qu¸ l©u chê kÕt qu¶ kiÓm tra kh«ng cã lîi vÒ mÆt c«ng nghÖ, th­êng ¸p dông nh÷ng ph­¬ng ph¸p kiÓm tra nhanh ®é dÎo, c­êng lùc gi·n, tØ träng vµ ®é cøng cao su b¸n thµnh phÈm trªn mÉu lÊy tõ mçi mÎ luyÖn. + §é dÎo: Th­êng sö dông nh÷ng ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh theo chiÒu cao cña mÉu biÕn d¹ng d­íi t¸c dông cña t¶i träng cè ®Þnh (Rarrer, William, Wallace…) + C­êng lùc ®inh gi·n: lµ c­êng lùc kÐo mÉu ®Õn mét ®é dµi quy ®Þnh hay lµ su¸t (S100, S300) ®­îc tÝnh b»ng kg/cm2. Th­êng dïng ph­¬ng ph¸p ‘modul vßng’, x¸c ®Þnh theo t¶i träng lµm d·n vßng cao su (l­u ho¸ theo khu«n mÉu) ®Õn sè % d·n dµi nhÊt ®Þnh. + §é cøng : (TCVN 1595 -74, ISO 48, ASTMD 1415, ASTMD 2240, DIN 53519, DIN 53505). + §é cøng cao su ®­îc x¸c ®Þnh dùa trªn c¬ së module ®µn håi d­íi ¸p lùc ph­¬ng ph¸p th«ng dông nhÊt lµ ®o ®é lón cña mét mòi ®o cã d¹ng nhän hay c«n trßn kÝch th­íc x¸c ®Þnh tr­íc d­íi mét t¶i träng = consi. Trong c«ng nghiÖp cao su, ng­êi ta hay dïng nhiÒu nhÊt lµ ®é cøng chÕ phÈm cao su th«ng th­êng. Ph­¬ng ph¸p ®o ®­îc tiÕn hµnh trªn mÉu cã ®é dÇy ³ 6mm vµ cã ®­êng kÝnh ³ 30mm. TrÞ sè ®­îc ®äc ngay trªn Shore kÕ ho¹ch hoÆc sau mét thêi gian 15 gi©y hoÆc 30 gi©y sau khi Ðp mòi ®o. + TØ träng: X¸c ®Þnh theo ph­¬ng ph¸p pycnomet. X¸c ®Þnh b»ng c¸ch nhóng mÉu vµo dung dÞch cã tû träng chuÈn Qua kiÓm tra nÕu nh­ mÎ hçn hîp nµo kh«ng ®¹t tiªu chuÈn th× kh«ng ®­a vµo s¶n xuÊt, mµ ph¶i chuyÓn sang lµm cao su t¸i sinh hoÆc lo¹i bá. ViÖc tiÕn hµnh kiÓm tra ®é dÎo ph¶i tiÕn hµnh ngay khi s¬ luyÖn, sau mçi mét giai ®o¹n s¬ luyÖn ®Ó kÞp thêi ®iÒu chØnh ®é dÎo thÝch hîp cho qu¸ tr×nh hçn luyÖn. * Hçn luyÖn trong m¸y luyÖn kÝn:§Ó ®¸p øng yªu cÇu kü thuËt cña c«ng nghÖ gai c«ng cao su hiÖn ®¹i, ngµy nay ng­êi ta sö dông réng r·i m·y luyÖn kÝn vµo trong qu¸ tr×nh hçn luyÖn cao su. M¸y luyÖn kÝn cã nhiÒu ­u ®iÓm so víi c¸c m¸y luyÖn kh¸c. - N©ng cao n¨ng suÊt hçn luyÖn vµ chÊt l­îng cña hçn hîp cao su nhê kh¶ n¨ng c¬ khÝ ho¸ vµ tù ®éng ho¸ qu¸ tr×nh hçn luyÖn. MÆt kh¸c m¸y luyÖn kÝn Ýt g©y ®éc h¹i do chÊt bèc vµ bôi bét tõ c¸c chÊt phèi hîp g©y ra. Tai n¹n lao ®éng ®­îc h¹n chÕ v× tÊt c¶ c¸c chuyÓn ®éng c¬ häc ®Òu ®­îc b¶o vÖ trong hép kÝn - N¨ng suÊt cña m¸y luyÖn kÝn ®­îc x¸c ®Þnh b»ng kÝch th­íc h×nh häc cÊu tróc buång luyÖn kÝn vµ c¸c th«ng sè n¨ng l­îng tiªu thô cho nã theo ph­¬ng tr×nh: Trong ®ã: + b: h»ng sè b = 2,062.10-2 + q: n¨ng l­îng tiªu thô riªng ®Ó hçn luyÖn mét kg s¶n phÈm. q phô thuéc vµo tÝnh chÊt cña vËt liÖu hçn luyÖn vµ cÊu tróc cña buång luyÖn kÝn. + t: Gi¸ trÞ øng xuÊt tr­ît trung b×nh t¹o nªn ë líp vËt liÖu tiÕp xóc víi buång luyÖn vµ bÒ mÆt buång luyÖn trong qu¸ tr×nh hçn luyÖn + n: vËn tèc quay cña roto + V: thÓ tÝch buång luyÖn [lÝt] + l.a: HÖ sè ®Æc tr­ng cho møc ®é hoµn chØnh cña c¬ cÊu nhµo luyÖn vµ hÖ sè ®ßn b¶y buång luyÖn l.a = 0,2 ¸ 0,6 Trong s¶n xuÊt, n¨ng suÊt cña m¸y luyÖn kÝn phô thuéc vµo thÓ tÝch buång luyÖn, hÖ sè ®ßn b¶y buång luyÖn vµ thêi gian mét mÎ luyÖn ®­îc x¸c ®Þnh theo ph­¬ng tr×nh: Trong ®ã: + V: thÓ tÝch buång luyÖn [lÝt] + g: khèi l­îng riªng cña hçn hîp cao su [kg/lÝt] + t: thêi gian mét mÎ luyÖn [phót] + a: hÖ sè thêi gian sö dông m¸y a = 0,8 ¸ 0,9 Tiªu chuÈn vµ ®iÒu kiÖn kü thuËt hçn luyÖn c¸c hçn hîp cao su s¨m lèp «t« ®­îc tr×nh bµy ë b¶ng díi ®©y: Tiªu chuÈn vµ ®iÒu kiÖn MÆt lèp Th©n lèp Vßng tanh Mµng S¨m NhiÖt ®é trôc tr­íc (oC) 65 65 65 - - NhiÖt ®é trôc sau (oC) 60 60 60 - - Cù ly trôc max (mm) 10 10 10 - - Thêi gian luyÖn mét mÎ (ph) 22 – 25 18 - 22 22 - - §é dÎo ( Karrer ) 0,35 ¸ 0,45 0,45 ¸ 0,55 0,45 ¸ 0,55 - - §é cøng ( Shore A) 63 – 66 48 - 50 68 - 72 - - Tû träng 1,13 ¸ 1,135 1,12 ¸ 1,125 1,65 ¸ 1,70 - - Trªn m¸y luyÖn kÝn NhiÖt ®é cao su nh¶ xuèng - Tõ m¸y luyÖn kÝn (oC) 120 ¸125 120-125 - 130 ¸135 130 ¸ 135 Thêi gian luyÖn mét mÎ (ph) 9 9 - 10 10 §é dÎo ( Karrer ) 0,35 ¸ 0,45 0,45 ¸ 0,55 - 0,4 ¸ 0,5 0,35 ¸ 0,45 §é cøng ( Shore A) 63 ¸ 66 48 ¸ 50 - 58 ¸ 62 48 ¸ 50 Tû träng 1,13 ¸ 1,135 1,12 ¸ 1,125 - 1,12 ¸ 1.14 1,12 ¸ 1,125 * Nh÷ng ®iÒu cÇn chó ý trong thao t¸c: - ChÊp hµnh triÖt ®Ó vµ nghiªm chØnh c¸c quy ®Þnh vÒ an toµn lao ®éng vµ b¶o hé lao ®éng, ®Æc biÖt lµ nh÷ng biÖn ph¸p ng¨n ngõa nhiÔm ®éc ho¸ chÊt g©y bÖnh nghÒ nghiÖp. - ChÊp hµnh nghiªm chØnh c¸c quy ®Þnh vËn hµnh m¸y, quy tr×nh c«ng nghÖ, ®Æc biÖt lµ tr×nh tù cho ho¸ chÊt, c¸c quy ®Þnh vÒ phiÕu m· hiÖu ®¸nh dÊu chñng lo¹i hçn hîp cao su phßng tr¸nh nhÇm lÉn, quy ®Þnh vÒ c¾t mÉu kiÓm tra thÝ nghiÖm nhanh. c. NhiÖt luyÖn: * NhiÖm vô: NhiÖm vô cña c«ng ®o¹n nhiÖt luyÖn lµ lµm cho hçn hîp cao su ®· æn ®Þnh sau qu¸ tr×nh s¬ luyÖn vµ hçn luyÖn cã ®é dÎo vµ nhiÖt dodä thÝch hîp cho qu¸ tr×nh gia c«ng tiÕp theo nh­: Ðp suÊt, c¸n tr¸ng, c¸n h×nh v.v… Qu¸ tr×nh nhiÖt luyÖn ®­îc thùc hiÖn trªn c¸c m¸y luyÖn hë. * §Æc ®iÓm c«ng nghÖ: Nguyªn lý nhiÖt luyÖn t­¬ng tù nh­ s¬ luyÖn. V× vËy, th­êng sö dông m¸y luyÖn cã tØ tèc nh­ m¸y s¬ luyÖn, tøc lµ kho¶ng 1 ¸ 1, 27 ®Õn 1 ¸ 1,34. Nh­ng vÒ n¨ng suÊt cña m¸y do yªu cÇu cña c¸c qu¸ tr×nh c¸n tr¸ng, Ðp suÊt, c¸n h×nh lµ ph¶i cung cÊp ®Òu ®Æn cao su b¸n thµnh phÈm ®· nhiÖt luyÖn nãng nhá h¬n n¨ng suÊt tieeu thô cao su cña nhµ m¸y chÕ biÕn th× qu¸ tr×nh chÕ biÕn sÏ bÞ gi¸n ®o¹n. §ã lµ ®iÒu kh«ng cho phÐp ë c¸c qu¸ tr×nh Ðp suÊt, c¸n tr¸ng vµ c¸n h×nh, nhÊt lµ ®èi víi qu¸ tr×nh Ðp suÊt v× khi ngõng Ðp suÊt ph¶i th¸o ®Çu m¸y ngay ®Ó gì c©y cao su ë ®Çu m¸y, nÕu kh«ng trong xi lanh kÝn, cao su sÏ tù l­u nhanh chãng. §Ó ®¶m b¶o cung cÊp cao su nhiÖt luyÖn ®­îc liªn tôc, cã hai ph­¬ng ph¸p: 1. LuyÖn gi¸n ®o¹n: Tøc lµ luyÖn tõng mÎ mét, khi cao su ®¹t ®é dÎo vµ nhiÖt ®é tiªu chuÈn th× c¾t thµnh cuén trßn ®Ó gi÷ nhiÖt cho cao su trong qu¸ tr×nh chê chu kú sau. CÊp nh÷ng cuén trßn nµy cho c¸c m¸y Ðp suÊt, c¸n h×nh, c¸n tr¸ng råi laÞi nhanh chãng tiÕp tôc nhiÖt luyÖn chu kú tiÕp theo. Ph­¬ng ph¸p nµy cã nh­îc ®iÓm lµ: nhiÖt ®é vµ ®é dÎo cuén cao su nhiÖt luyÖn kh«ng ®­îc ®¶m b¶o æn ®Þnh ®ång ®Òu, chØ ¸p dông ®­îc víi nh÷ng m¸y chÕ biÕn n¨ng suÊt thÊp. MÆt kh¸c, nÕu cuén cao su lín ®Ó gi¶m tæn thÊt nhiÖt th× lâi cao su dÔ bÞ tù l­u. 2. NhiÖt luyÖn liªn tôc: Ph­¬ng ph¸p nµy ¸p dông cho nh÷ng qu¸ tr×nh Ðp suÊt, c¸n tr¸ng, c¸n h×nh cã n¨ng suÊt cao, cã thiÕt bÞ b¨ng t¶i phô trî chuyÓn t¶i cao su nhiÖt luyÖn liªn tôc tõ m¸y nhiÖt luyÖn ®Õn n¬i nhËn cao su cña m¸y chÕ biÕn. Th­êng dïng tõ 2 ®Õn 3 m¸y luyÖn hë mµ tæng n¨ng suÊt cña nh÷ng m¸y nµy xÊp xØ n¨ng suÊt cña m¸y chÕ biÕn. M¸y thø nhÊt nhiÖt luyÖn cao su theo tõng chu kú råi chuyÓn sang m¸y thø 2 cã l¾p bé g¸ dao c¾t cè ®Þnh ë trôc luyÖn víi mét kho¶ng c¸ch thÝch hîp sao cho tÊm cao su nhiÖt luyÖn ®i ra b¨ng t¶i cã l­u l­îng b»ng víi l­u l­îng tiªu thô cao su cña m¸y chÕ biÕn nh­ vËy cao su b¸n thµnh phÈm ®­îc nhiÖt luyÖn vµ cung cÊp ®Òu ®Æn b¶o ®¶m tiªu chuÈn * Tiªu chuÈn vµ ®iÒu kiÖn kü thuËt B¶ng sau: Tiªu chuÈn vµ ®iÒu kiÖn kü thuËt nhiÖt luyÖn hçn hîp cao su cho S¨m- Lèp «t« §iÒu kiÖn kü thuËt Th©n lèp MÆt lèp S¨m mµng Bäc tanh NhiÖt ®é trôc tr­íc [0C] 55 ÷ 60 60 ÷ 65 55 ÷ 60 55 ÷ 60 NhiÖt ®é trôc sau [0C] 50 ÷ 55 55 ÷ 65 50 ÷ 55 50 ÷ 55 NhiÖt ®é cao su[oC] 65 ÷ 70 70 ÷ 75 65 ÷ 70 65 ÷ 70 Thêi gian 1 chu kú [ph] 10 10 10 10 KÝch th­íc cuéc cao su [mm] Ø 150x150 Ø 100x500 Ø 50x600 Ø 40x300 IV.2.2 C«ng ®o¹n Ðp suÊt * NhiÖm vô: Ðp suÊt lµ qu¸ tr×nh thµnh h×nh s¶n phÈm, b¸n thµnh phÈm hoÆc Ðp läc cao su cÇn ®é tinh khiÕt cao (s¶n xuÊt s¨m «t«, mµng l­u ho¸) víi mÆt c¾t x¸c ®Þnh b»ng ph­¬ng ph¸p ®Èy Ðp hçn hîp cao su m¸y d­íi ¸p suÊt qua dÇu phun ®Þnh h×nh. Qu¸ tr×nh Ðp tan ®­îc thùc hiÖn b»ng m¸y Ðp suÊt (m¸y Ðp trôc vÝt). Kh¸c víi m¸y Ðp ®óc ho¹t ®éng gi¸n ®o¹n, vËt liÖu Ðp ®­îc ®Èy qua dÇu phun b»ng chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn cña piston trong xi lanh, m¸y Ðp phun ®Èy vËt liÖu liªn tôc qua ®Çu phun b»ng vÝt trôc quay víi vËn tèc x¸c ®Þnh. B»ng ph­¬ng ph¸p Ðp suÊt, trong c«ng nghiÖp gia c«ng cao su s¶n xu¸t c¸c b¸n thµnh phÈm cã mÆt c¾t cè ®Þnh vµ cã chiÒu dµi v« tËn: mÆt lèp « t«, xe m¸y, xe ®¹p, c¸c lo¹i s¨m, èng dÉn chÊt láng thÊp ¸p v.v… Trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt s¨m lèp «t«, nh÷ng b¸n thµnh phÈm gia c«ng trªn m¸y Ðp suÊt lµ : mÆt lèp «t«, s¨m «t« vµ mµng l­u ho¸. * §Æc ®iÓm c«ng nghÖ: Hçn hîp cao su trong thêi gian l­u ho¸ trong may Ðp suÊt ph©n chia t¸c dông c¬ häc kh¸c nhau do cÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc cña m¸y Ðp suÊt gåm: CÊu t¹o : Gåm c¸c bé phËn lµm viÖc chÝnh cña m¸y Ðp suÊt ë h×nh vÏ sau: CÊu t¹o m¸y Ðp suÊt 1 Trôc vÝt xo¾n 2 Khu«n h×nh s¶n phÈm Ðp 3 §Çu m¸y 4. Xi lanh m¸y Ðp 5 Côm ®­êng èng vµ van khèng chÕ 6 MiÖng n¹p liÖu 7 èng nèi phÇn ®u«i m¸y 8 æ bi