Đề tài Thiết kế phân xưởng sản xuất săm lốp xe đạp qui cách 650 với năng suất 4.000.000 bộ/năm

lưu hóa băng hơi nước nóng bão hoà Hơi nước trong quá trình ngưng tụ sinh ra lượng nhiệt lớn (Rhh=9729 Kcalo/Kmol: ẩn nhiệt hoá hơi của nước) nên nhiệt độ được nâng đến nhiệt độ lưu hoá rất nhanh. Ngoài ra hơi nước cao áp còn là nguồn nhiệt lượng rẻ tiền, dễ dàng chế tạo bằng nguồn nguyên vật liệu sẵn có là nước và than đá vì thế nó có thể đáp ứng được nhu cầu nhiệt năng của các nhà máy, xí nghiệp, liên hiệp gia công cao su với công suất lớn. Quá trình lưu hoá được thực hiện trong khuôn lắp trên máy lưu hoá. Khuôn có hoa lốp (để tạo được các kiểu hoa trên mặt lốp, hông lốp), được gia nhiệt bằng hơi nóng truyền từ hộp gia nhiệt (hộp hơi). Cốt hơi được lắp vào lốp để định hình trước khi lưu hoá, được đặt vào trong khuôn cùng gia nhiệt với lốp. Nhiệt độ cao làm hợp phần cao su trên phôi lốp chảy dẻo, áp lực khí nén cao được đưa vào cốt hơi đẩy ép cao su chảy điền đầy vào các hoa lốp đồng thời quá trình lưu hoá xảy ra, ở các hợp phần cao su có trong lốp. Phản ứng khâu mạch cao su bằng lưu huỳnh làm cho cao su trên lốp thay đổi: tính chất mềm dẻo, chảy nhớt của cao su giảm dần, thay vào đó là tính đàn hồi cao, các tính năng cơ lý thảo mãn các yêu cầu sử dụng, tăng độ bền kéo đứt, độ dãn dài kéo đứt, bền nhiệt, cao su chuyển sang trạng thài không hoà tan. Khi quá trình lưu hoá kết thúc, thao tác mở máy lấy sản phẩm ra, cốt hơi được đưa vào để lưu hoá sản phẩm khác tiếp theo. Thường lưu hoá ở nhiệt độ 145 ¸ 150oC trong thời gian 8 ¸ 10phút. Áp lực khí nén nội áp (đưa vào trong cốt hơi thường là 10 ¸ 12 kg/cm2) Sau khi lưu hoá xong, lốp được chuyển đến bộ phận kiểm tra chất lượng sản phẩm (KCS). 4.3.6 Kiểm tra chất lượng Công đoạn kiểm tra chất lượng sản phẩm nhằm mục đích loại bỏ các sản phẩm không đạt yêu cầu chất lượng. - Kiểm tra ngoại quan: màu sắc đồng đều, không bi thiều hụt cao su, nứt cao su hông lốp, pavia dày, vài mành bị hở. - Kiểm tra loại bỏ các sản phẩm bị phồng dộp, bọt khí, trọng lượng không đủ, dày mỏng không đều, bị gãy tanh, lệch tanh, tụt ống nối tanh. Sau khi kiểm tra đạt yêu cầu, đóng dấu và chuyển sang bộ phận đóng gói. 4.3.7 Đóng gói, nhập kho. Sản phẩm được bao gói bằng màng nilon để ngăn ánh sáng tác động, ngăn ôxy hoá bề mặt, ngăn bụi để giữ chất lượng ngoại quan cho lốp. Số lượng và qui cách được thể hiện rõ trên bao bì theo qui định (10 chiếc/1 bó).Sản phẩm sau khi được bao gói xong chuyển đi nhập kho. 4.4 Dây truyền sản xuất săm xe đạp Công đoạn làm miếng lót chân van Cao su săm đã nhiệt luyện Ép suất ống săm Luồn lõi, chỉnh lý Vuốt khí ra, bán vuốt Lưu hóa săm Rút lõi săm Nối đầu Đục và mài lỗ chân van KCS Nhập kho Cao su làm săm đã nhiệt luyện được đưa vào máy ép suất ống săm trục vít. Gia nhiệt xung quanh xi lanh trục vít, mục đích làm nóng chảy vật liệu trong xi lanh. Do cấu tạo của trục vít vật liệu được đưa ra đầu trục vít, ở miệng hình và trụ hình có đường dẫn bột tan. Bột tan có vai trò chống dính trong lòng săm. Trong công đoạn này ta đưa cao su vào phễu nạp liệu của máy trục vít liên tục nhờ băng tải, tránh tình trạng thiếu hoặc thừa vật liệu trên phễu nạp liệu Các bước tiến hành: - Cho cao su vào phễu nạp liệu của máy ép suất săm trục vít. - Chỉnh miệng đầu hình cho độ dày của săm theo đúng yêu cầu. - Thổi bột tan vào qua ruột ống să, có nước làm lạnh. - Trong quá trình ép duy trì nhiệt độ 50 ¸ 70 0C - Quá trình luồn lõi thép vào trong ống săm được tiến hành trực tiếp nhờ máy ép trục vít. - Cắt săm bán thành phẩm đủ chiều dài,sau đó nối đầu và dán miếng lót chân van. Lưu hóa săm xe đạp bằng lò lưu hoá. Lò lưu hóa được gia nhiệt bằng hơi nước nóng cao áp bão hoà ở 5,5 at. Quá trình lưu hóa này được tiến hành gián đoạn. Săm đã được luồn lõi sắt đặt trên giá và đưa vào lò lưu hóa, mở van cao áp ra. Tùy vào hợp phần của từng loại hợp phần cao su có thời gian lưu hoá khác nhau. Thời gian lưu hoá chính nằm trong khoảng 25 phút. Lưu ý: trong quá trình lưu hoá sản phẩm bằng hơi nước trực tiếp, hơi nước thường ngưng tụ trên bề mặt sản phẩm hạn chế khả năng truyền nhiệt dẫn đên sản phẩm lưu hóa không đều. Để tránh hiện tượng trên ta bôi trơn bề mặt sản phẩm hoặc bọc vải xung quanh sản phẩm để tạo nên trên bề mặt sản phẩm một màng ẩm đều, sản phẩm cao su được lưu hoá đều hơn. Hiện tượng lưu hóa không đều cũng có thể xảy ra ở lò lưu hóa khi trong lò lưu hoá còn không khí. Vì vậy trước khi đóng cửa lò lưu hóa thường xả hơi nước với vận tốc lớn để đẩy không khí ra. 4.4.1 Ép đùn ống Ép đùn ống săm được thực hiện nhờ máy ép đùn và hệ thống băng tải phụ trợ gồm làm mát, đột lỗ chân van, gắn van, định dài - cắt, phun bột cách ly. Mục đích của công đoạn đùn ống là từ cao su bán thành phẩm tạo ra các đoạn ống cao su có chiều dày và chiều dài theo tiêu chuẩn kỹ thuật để nối đầu và gắn van, lưu hoá trên khuôn để tạo nên sản phẩm. Thường sử dụng van do nhà sản xuất chuyên môn hoá cao cung cấp. Để ống săm có kích thước ổn định, chiều dài băng tải làm mát, thổi khô, định dài, cắt, đột lỗ, gắn van… phải đủ dài, thường khoảng 30 ¸ 40m. 4.4.2 Nối đầu Các ống săm được đưa đến bộ phận nối đầu sử dụng thiết bị chuyên dùng để nối hai đầu ống săm liền lại thành vòng tròn gọi là phôi săm để đưa sang công đoạn lưu hoá. Thiết bị đó gọi là máy nối đầu săm. 4.4.3 Lưu hoá săm Sử dụng thiết bị chuyên dùng để lưu hoá phôi săm tạo thành sản phẩm. Thiết bị được gọi là máy lưu hoá. Máy có khuôn đóng mở, khuôn được gia nhiệt bằng hơi nóng đạt nhiệt độ từ 140oC ¸ 155oC. Thời gian một chu kỳ lưu hoá khoảng 6 ¸ 8phút. Dưới nhiệt độ cao xáy ra phản ứng lưu hoá khâu mạch cao su tạo nên cấu trúc mạch không gian và chuyển hỗn hợp cao su từ trạng thái chảy nhớt sang trạng thái không chảy nhớt, khó hoà tan và có những tính chất cơ lý theo yêu cầu. Phôi săm được bơm khí nén vào tạo hình sơ bộ đạt kích thước ~ 96 ¸ 98% kích thước lòng khuôn. Đặt phôi săm vào khuôn và đóng máy (yêu cầu phải bơm định hình phù hợp với kích thước và thao tác đặt vào khuôn phải thật nhanh). Thao tác máy đóng khuôn, mở van cấp khí nén vào lòng phôi săm (qua van) để ép nén phôi săm sát vào khuôn. Kết thúc thời gian lưu hoá chính, đóng van cấp khí nén vào trong lòng săm, mở van xả thông ra ngoài (bằng van 3 ngả), chờ đến khi xả hết áp lực trong lòng săm máy mở khuôn lấy sản phẩm ra ngoài, chuyển đến bộ phân kiểm tra. 4.4.4 Kiểm tra sản phẩm (KCS) Bộ phận kiểm tra chất lượng sản phẩm loại bỏ các sản phẩm không đạt yêu cầu chất lượng. Thường do các nguyên nhân sau: - Ngoại quan thân săm không đạt yêu cầu, dính tạp chất, màu sắc không đen bóng. - Chiều dày săm không đồng đều, không đạt độ dày tối thiểu. - Săm bị mỏng cục bộ do kẹp khuôn, do bơm định hình quá nhỏ. - Săm bị thủng: do tạp chất, bọt khí. - Mối nối săm không đạt yêu cầu. - Chất lượng van hoặc đế van không đạt yêu cầu… Sau khi kiểm tra, đóng dấu đạt chất lượng vào các sản phẩm đạt yêu cầu và chuyển giao cho bộ phân đóng gói. 4.4.5 Đóng gói. Các sản phẩm đạt yêu cầu được bao gói theo từng qui cách, đủ số lượng ghi trên bao bì theo qui định và nhập kho. PHẦN 3: TÍNH CÂN BẰNG VẬT LIỆU SẢN XUẤT. Các thông số ban đầu: Khối lượng 1 chiếc lốp xe đạp 650 = 750g Trong đó: Mặt lốp = 350g Vải mành = 300 g gồm: vải = 130g cao su = 170g Tanh = 4 Kg/100 vòng tanh ống nối tanh = 0,25 Kg/100 vòng cao su bọc tanh = 0,75 Kg/100 vòng Khối lượng 1 cốt hơi = 1,9 Kg Một cốt hơi có thể dùng để lưu hóa được 1000 chiếc lốp. Khối lượng của 1 chiếc săm = 200 g Mỗi chiếc săm có gắn 01 chiếc van (mua ngoài) Tiêu hao nguyên vật liệu trong quá trình gia công » 1% Tỷ lệ phế phẩm trong sản xuất: Sản xuất cốt hơi là 1% Sản xuất vòng tanh là 0,4% Sản xuất lốp là 1,5% Sản xuất săm là 2,5% 1. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT CHO 1000 SẢN PHẨM. 1.1. Tính khối lượng từng bán thành phẩm: Công thức: (Kg) k- Khối lượng cần cho 1 đơn vị sản phẩm (gam) xi- Tỷ lệ phế phần trăm hao phí, tổn hao nguyên liệu đó ở các công đoạn sản xuất. i- các công đoạn sản xuất. Ở đây ta chọn i = 2 tức là chỉ chia thành 2 công đoạn sản xuất chính. 1.1.1. Cao su mặt lốp. Các thông số: K = 350 Tỷ lệ tiêu hao khi gia công x1 = 1 Tỷ lệ phế phẩm lưu hóa x2 = 1,5 Thay vào công thức tính lượng cao su mặt lốp: (Kg) 1.1.2. Cao su cán tráng. K = 170 Tỷ lệ tiêu hao khi gia công: x1 = 1,5 Tỷ lệ phế phẩm khi lưu hóa: x2 = 1,5 Lượng cao su cán tráng cần thiết cho 1000 sản phẩm: (Kg) 1.1.3. Vải mành cán tráng. Lượng vải mành cần cho 1 lốp k = 130 (g) Tiêu hao trên máy gia công x1 = 1,5% Tỷ lệ phế phẩm x2 = 1,5% Lượng vải mành sử dụng cần thiết là: (Kg) » 134 (Kg) 1.1.4. Sợi tanh. Mỗi lốp sử dụng 02 vòng tanh = 2 x 40 = 80 (gam) Tổn hao và phế phẩm sản xuất tanh là 0,4% Khối lượng tanh cần thiết để sản xuất 1000 sản phẩm (Kg) 1.1.5. Cao su bọc tanh. Lượng cao su bọc tanh cho 1 vòng tanh = 7,5 (g) Lượng cao su bọc tanh cho 1 lốp = 2 x 7,5= 15 (g) Lượng cao su bọc tanh cho 1000 sản phẩm: (Kg) 1.1.6. Cao su săm. Khối lượng 1 chiếc săm = 200 gam. Tỷ lệ phế phẩm 2,5% Tiêu hao công nghệ 2%: (Kg) 1.1.7. Cao su cốt hơi. Khối lượng 1 cốt hơi là 1900g = 1,9 (Kg) Sản xuất 1000 lốp sử dụng 1 cốt hơi. Tiêu hao công nghệ x1 = 1,5% Tỷ lệ phế phẩm x2 = 1,0% Lượng cao su sử dụng cho sản xuất 1000 lốp: (Kg) 1.2. Tính cân bằng, tiêu hao từng loại nguyên vật liệu hóa chất cho 1000 sản phẩm. Áp dụng công thức: Trong đó: Xi: lượng hóa chất tiêu hao cho 1000 sản phẩm Ci: hàm lượng (%) hóa chất có trong hợp phần cao su đó (%) Ci = Phần khối lượng : Tổng khối lượng. K: Khối lượng hợp phần nguyên liệu cho 1000 sản phẩm Bảng hàm lượng (%) hóa chất có trong hợp phần cao su đó (%) Stt Nguyên vật liệu Mặt lốp Cán tráng Tanh Cốt hơi Săm 1 Crepe 33 100 100 100 - 100 2 BK 0865 - - - 100 - 3 ZnO 7 5 7 5 5 4 Axit stearic 3 3 3 3 3 5 Parafin 2 3 - - 3 6 Colofan 3 3 3 3 3 7 Bột nhẹ 40 40 40 - 40 8 HAF 100 20 10 10 30 - 9 HAF 50 10 10 - 20 10 10 SRF - - - 10 30 11 Xúc tiến M 0,5 O,5 0,5 - 0,5 12 Xúc tiến DM 0,8 0,5 0,8 0,75 0,5 13 Thiuram D - 0,5 - - 0,5 14 Xúc tiến D 0,5 0,5 0,5 0,35 0,5 15 Lưu huỳnh 2,5 2,2 3 1,2 2,2 16 Phòng lão A 1,5 1,2 1,2 0,7 1,2 17 Phòng lão D 0,9 0,8 0,8 0,7 0,8 18 Nhựa PF - - - 18 - Thay các số liệu vào công thức tính ta có kết quả nêu trong bảng sau: Bảng tính cân bằng nguyên vật liệu cho 1000 sản phẩm Stt Nguyên vật liệu Cao su mặt lốp (Kg) Cao su cán tráng (Kg) Cao su bọc tanh (Kg) Cao su săm (Kg) Cao su cốt hơi (Kg) Cộng (Kg) 1 Crêpe 187,21 97,22 7,794 104,55 - 396,77 2 BK 0865 - - - - 1,010 1,010 3 ZnO 13,1 4,84 0,633 5,2265 0,050 23,85 4 Axit stearic 5,60 2,91 0,271 3,1355 0,030 11,947 5 Parafin 3,73 2,91 - 3,1355 - 9,78 6 Colofan 5,6 2,91 0,271 3,1355 0,030 11,947 7 Bột nhẹ 74,9 38,90 3,615 41,820 - 159,25 8 HAF 100 37,44 9,90 0,904 - 0,303 48,547 9 HAF 50 18,74 9,73 - 10,455 0,202 39,13 10 SRF - - - 31,365 0,101 31,457 11 Xúc tiến M 0,93 0,49 0,045 0,5233 - 1,9883 12 Xúc tiến DM 1,51 0,49 0,072 0,5233 0,0075 2,603 13 Thiuram D - 0,49 - 0,5233 - 1,0133 14 Xúc tiến D - 0,49 0,045- 0,5233 0,0354 1,0937 15 Lưu huỳnh 4,67 2,14 0,226 2,300 0.0121 9,348 16 Phòng lão A 2,80 1,16 0,108 1,2538 0.00707 5,3289 17 Phòng lão D 1,72 3,01 0,072 0,8364 0.00707 5,646 18 Nhựa PF - - - - 0,1819 0,1819 19 Tanh thép (Kg) 81,544 20 Vải mành (Kg) 134,0 21 Vải phin (Kg) 0,25 22 Van xe đạp (chiếc) 1031 2. TÍNH CÂN BẰNG VẬT LIỆU CHO 1 NĂM SẢN XUẤT. Tính tiêu hao nguyên vật liệu trong 1 năm sản xuất như sau: A = K x I Trong đó: K: Khối lượng nguyên liệu tiêu hao cho 1000 sản phẩm. I: Hệ số: I = = 4000 2.1. Cao su mặt lốp: A = K x I = 358,92 x 4000 = 1435680 (kg) 2.2. Cao su cán tráng: A = K x I = 175,22 x 4000 = 700.880 (kg) 2.3. Vải mành: A = K x I = 134 x 4000 = 536.000 (Kg) 2.4. Sợi tanh thép: A = K x I = 81,544 x 4000 = 326.176 (kg) 2.5. Cao su bọc tanh: A = K x I = 15,3x 4000 = 61.200 (Kg) 2.6. Cao su săm: A = K x I = 209,31 x 4000 = 837.240 (Kg) 2.7. Cao su cốt hơi: A = K x I = 1,948 x 4000 = 7.792 (Kg) Khối lượng các loại nguyên vật liệu khác: Vải phin: A = 0,25 x 4000 = 1000 (Kg) Van xe đạp: A = 1031 x 4000 =4.124.000 (chiếc) Tính tiêu hao vật liệu cho 1 năm sản xuất Khối lượng của từng loại nguyên liệu, hóa chất tiêu hao cho sản xuất trong 1 năm được tính như sau: Q = A x C Trong đó: A: Khối lượng nguyên liệu bán thành phẩm tiêu hao trong 1 năm sản xuất. C: hàm lượng hóa chất trong hợp phần của bán thành phẩm (%) . Bằng cách tính tương tự như lượng tiêu hao nguyên liệu cho 1000 sản phẩm, lượng tiêu hao cho 1 năm sản xuất như sau: Bảng cân bằng vật chất cho 1 năm sản xuất. Stt Nguyên vật liệu Cao su mặt lốp (Kg) Cao su cán tráng (Kg) Cao su bọc tanh (Kg) Cao su săm (Kg) Cao su cốt hơi (Kg) Cộng (Kg) 1 Crêpe 748.924 398.948 31.178 418.202 - 1.587.252 2 BK 0865 - - - - 4.044 4.044 3 ZnO 52.418 19.450 2.532 20.906 204 95.510 4 Axit stearic 22.470 11.670 3.512 12.542 122 30.334 5 Parafin 14.980 11.670 - 12.542 - 39.192 6 Colofan 22.470 11.670 1.086 12.542 122 47.890 7 Bột nhẹ 299.570 155.576 14.460 167.282 - 636.888 8 HAF 100 149.786 38.894 3.616 - 1.214 193.510 9 HAF 50 74.892 38.894 - 41.822 810 156.418 10 SRF - - - 125.462 406 125.868 11 Xúc tiến M 3.746 1.946 182 2.094 - 7.968 12 Xúc tiến DM 5.992 1.946 290 2.094 32 10.354 13 Thiuram D - 1.946 - 2.094 - 4.040 14 Xúc tiến D 3.746 1.946 182 2.094 16 7.984 15 Lưu huỳnh 18.722 8.558 904 9.202 50 37.436 16 Phòng lão A 11.242 4.668 434 5.016 30 21.390 17 Phòng lão D 6.742 3.112 290 3.346 30 13.520 18 Nhựa PF - - - - 782 728 19 Tanh thép (Kg) 326.176 20 Vải mành (Kg) 536.000 21 Vải phin (Kg) 1.000 22 Van xe đạp (chiếc) 4.124.000 3. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT CHO 1 CA SẢN XUẤT. N: Số ngày sản xuất trong 1 năm. Số ngày nghỉ trong năm: CN = 53 ngày. Lễ tết = 8 ngày Dừng để sửa chữa = 15 ngày N = 365 - (53 + 8 + 15) = 289 ngày Số ca sản xuất trong 1 ngày = 3 ca Lượng nguyên vật liệu tiêu hao cho 1 ca sản xuất: Ai: là số nguyên vật liệu tiêu hao trong 1 năm. 3.1. Tính cân bằng vật chất cho 1 ca sản xuất của các bán thành phẩm: 3.1.1. Cao su mặt lốp: (Kg) .3.1.2. Cao su cán tráng: (Kg) 3.1.3. Vải mành: (Kg) 3.1.4. Sợi tanh thép: (Kg) 3.1.5. Cao su bọc tanh: (Kg) 3.1.6. Cao su săm: (Kg) 3.1.7. Cao su cốt hơi: (Kg) 3.1.8. Vải phin quấn tanh: (Kg) 3.1.9. Van xe đạp: (chiếc) 3.2. Tính lượng tiêu hao hóa chất cho 1 ca sản xuất: Lượng tiêu hao mỗi loại hóa chất, nguyên liệu được tính bằng: Q: là lượng tiêu hao nguyên liệu, hóa chất đó trong 1 năm sản xuất. N: là số ngày sản xuất trong năm (= 289 ngày). Từ kết quả tính toán ở bảng cân bằng vật chất cho một năm sản xuất và công thức trên, lập được bảng kết quả sau: Bảng cân bằng vật chất tính cho 1 ca sản xuất Stt Nguyên vật liệu Cao su mặt lốp (Kg) Cao su cán tráng (Kg) Cao su bọc tanh (Kg) Cao su săm (Kg) Cao su cốt hơi (Kg) Cộng (Kg) 1 Crêpe 864 448,6 36 282,36 - 1830,96 2 BK 0865 - - - - 4,68 4,68 3 ZnO 60,6 22,6 3,0 24,12 0,236 110,556 4 Axit stearic 26 13,6 1,26 14,48 0,14 55,34 5 Parafin 17,28 13,6 - 14,48 - 45,36 6 Colofan 26 13,6 1,26 14,48 0,14 55,48 7 Bột nhẹ 345,6 179,6 16,8 193 - 735 8 HAF 100 172,8 45 4,18 - 0,14 223,38 9 HAF 50 86,4 45 - 48,24 0,94 180,58 10 SRF - - - 144,72 0,48 145,2 11 Xúc tiến M 4,4 2,6 0,210 2,416 - 9,626 12 Xúc tiến DM 7,0 2,6 0,336 2,416 0,0370 12,389 13 Thiuram D - 2,6 - 2,416 - 5,016 14 Xúc tiến D 4,4 2,6 0,210 2,416 0,01846 9,644 15 Lưu huỳnh 21,6 10 1,06 10,614 0,058 43,332 16 Phòng lão A 13,2 5,4 5 5,8 0,0346 24,9346 17 Phòng lão D 7,8 3,6 0,336 3,86 0,0346 15,6306 18 Nhựa PF - - - - 0,84 0,84 19 Tanh thép (Kg) 376,212 20 Vải mành (Kg) 918.224 21 Vải phin (Kg) 1,154 22 Van xe đạp (chiếc) 4,758 PHẦN 4:LỰA CHỌN MÁY MÓC THIẾT BỊ 1. TÍNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG CỦA NGUYÊN VẬT LIỆU. Thông số về khối lượng riêng của từng loại vật liệu. Stt Nguyên vật liệu Khối lượng riêng (Kg/cm3) 1 Crepe 0,913 2 BK 0865 0,96 3 ZnO 5,5 4 Axit stearic 0,9 5 Parafin 0,95 6 Colofan 1,1 7 Bột nhẹ 2,6 8 HAF 100 2,1 9 HAF 50 2,1 10 SRF 2,18 11 Xúc tiến M 1,62 12 Xúc tiến DM 1,5 13 Thiuram D 1,39 14 Xúc tiến D 1,13 15 Lưu huỳnh 2,07 16 Phòng lão A 1,21 17 Phòng lão D 1,29 18 Nhựa PF 1,07 Đơn pha chế tổng hợp của các hợp phần cao su theo phần trăm(%) STT Nguyên vât liệu Mặt lốp (%) Cán tráng (%) Tanh (%) Săm (%) Cốt hơi (%) 1 Crepe 52,165 55,494 50,942 49,950 - 2 BK 0865 - - - - 51,894 3 ZnO 3,651 2,775 4,135 2,497 2,595 4 Axit stearic 1,565 1,665 1,772 1,498 1,557 5 Parafin 1,0433 1,665 - 1,498 - 6 Colofan 1,565 1,665 1,772 1,498 1,557 7 Bột nhẹ 20,866 22,197 23,626 19,98 - 8 HAF 100 10,433 5,5493 5,907 - 15,568 9 HAF 50 5,2165 5,5493 - 4,995 10,379 10 SRF - - - 14,985 5,189 11 Xúc tiến M 0,2608 0,2775 0,295 0,250 - 12 Xúc tiến DM 0,4173 0,2775 0,472 0,250 0,389 13 Thiuram D - 0,2775 0,250 - 14 Xúc tiến D 0,2608 0,2775 0,295 0,250 0,182 15 Lưu huỳnh 1,304 1,2208 1,477 1,099 0,623 16 Phòng lão A 0,783 0,6659 0,708 0,599 0,363 17 Phòng lão D 0,4695 0,444 0,472 0,3996 0,363 18 Nhựa PF - - - 9,340 1.1. Khối lượng riêng của các hợp phần cao su. Công thức tính khối lượng riêng của các hợp phần cao su dhh như sau: Trong đó: xi: thành phần các hóa chất trong hợp phần cao su, do đó = 100. di: khối lượng riêng các hoá chất trong hợp phần cao su. + Tính khối lượng riêng của hợp phần cao su mặt lốp: dml = 1,609 Kg/dm3 + Tính khối lượng riêng của hợp phần cao su cán tráng: dctr = 1,5733 Kg/dm3 + Tính khối lượng riêng của hợp phần cao su bọc tanh: dbt = 1,5287 Kg/dm3 + Tính khối lượng riêng của hợp phần cao su săm: dsăm = 1,6379 Kg/dm3 + Tính khối lượng riêng của hợp phần cao su cốt hơi: dhh = 1,4598 Kg/dm3 1.2. Khối lượng riêng của toàn bộ hỗn hơp cao su: Tổng khối lượng hỗn hợp cao su dùng trong 1 ca sản xuất Y: Trong đó: Yi: khối lượng của từng loại cao su bán thành phẩm dùng cho 1 ca sản xuất . Y = S Yi = Yml + Yct + Ybt + Ys + Ych = 1656 + 810 +72 +966 + 9 = 3.313 (Kg) Dựa vào khối lượng riêng của từng loại cao su bán thành phẩm Yi và tỷ lệ % khối lượng của chúng. Bảng thành phần về khối lượng của từng bán thành phẩm Stt Bán thành phẩm Khối lượng (Kg) % khối lượng 1 Cao su mặt lốp 1656 47,139 2 Cao su cán tráng 810 23,057 3 Cao su bọc tanh 72 2,049 4 Cao su săm 966 27,1328 5 Cao su cốt hơi 9 0,2562 Cộng 5.310 100 Khối lượng riêng của phần cao su: Công thức tính: Trong đó: xi: thành phần phần trăm về khối lượng của loại bán thành phẩm. d i: khối lượng riêng của loại bán thành phẩm i. Thay các số liệu đã có vào công thức ta có khối lượng riêng của phần cao su như sau: dhh = 47,139x1,609 + 23,057x1,5733 + 2,049x1,5287 + 27,1328x1,6379 + 0,2562x1,4598 = 1,6007 Kg/dm3 1.3 TÍNH TOÁN NGUYÊN VẬT LIỆU CHO CÁC CÔNG ĐOẠN CHÍNH Tổng số lượng cao su nhà máy tiêu thụ trong một ca sản xuất là: M1= 864 + 448,6 + 36 + 482,36 + 4,68 =1.835,64 (kg) Tổng khối lượng cao su hỗn luyện (cả các chất phối hợp) trong một ca sản xuất là: M2=1656 + 810 + 72 + 966 + 9 = 5.310 (Kg) Số vải mành một ca tiêu thụ là 873,5 m2 (vì cuộn vải có bề rộng 1 m nên chiều dài của cuộn vải tương ứng với số mét là 873,5 m). Khối lượng tanh là 376,212 (Kg).Hay 9388 sợi đã cắt mỗi sợi dài 3,2 (m). 2. TÍNH SỐ MÁY Thời gian làm việc của máy trong một ca sản xuất là 7h. 2.1 Tính số máy hỗn luyện Quá trình hỗn luyện là quá trình trộn hợp với rất nhiều loại hoá chất khác nhau như chất dộn, bột màu; chất xúc tiến, chất lưu hoá…với cao su. Các chất độn ở các trạng thái khác nhau như rắn, lỏng. Kích thước phân bố trong một khoảng rất rộng từ vài mm đến vài trăm mm. Do đó quá trình hỗn luyện thường gây ô nhiễm môi trường do hoá chất bay hơi hay bụi dưới tác dụng của lực cơ học. Để khắc phục được hiện tượng này và bảo vệ sức khoẻ cho người lao động thì quá trình hỗn luyện phải được thực hiện trên máy luyện kín. Do năng suất tiêu thụ nguyên liệu của phân xưởng thấp nên ta chọn máy hỗn luyện kín có dung tích nhỏ. Chọn loại máy hỗn luyện kín loại PCB д- 45MC (Liên Bang Nga) Mã hiệu 521501 Động cơ truyền chuyển động từ bên trái. Máy dùng cho hỗn hợp cao su có độ dẻo ³0, 2. Thể tích khoang luyện (dm3) 45 (thể tích làm việc). Thể tích tổng Vt=71 dm3. Vận tốc quay của trục sau 19, 5¸68, 39 V/f. Vận tốc quay của trục trước 17, 5¸59, 8 V/f. Tỉ tốc 1:1, 15. áp suất lên hỗn hợp cao su 0, 6 MPa. áp suất khí của nắp nạp liệu 0, 8MPa. áp suất của nước làm lạnh 0, 3¸0, 4MPa Động cơ chuyển động P=-132-6K, công suất P=40Kw, số vòng quay n=1060v/f. Quạt làm mát A-44-4 Điện áp 220/380 công suất tiêu thụ 1, 7Kw. Động cơ để bôi trơn APT-21/4, công suất 0, 27 Kw, số vòng quay n=1500v/f. năng suất của máy hỗn luyện kín được tính theo công thức : [4. 1] V : Thể tích làm việc của máy, V=45 dm3 g : Khối lượng riêng của cao su hỗn luyện, g=1, 161 Kg/dm3 a ; Hệ số sử dụng máy, a=0, 85 t : Thời gian hỗn luyện một mẻ, t=10 phút thay V, g, a, tay máy vào công thức [4. 1] ta có: Thời gian lý thuyết để máy hỗn luyện kín trên hỗn luyện hết 3513 Kg cao su : Hệ số sử dụng thời gian a=0, 8 Số máy lý thuyết là : [4. 2] Ttt là thời gian thực tế hoạt động của máy với Ttt=TLT*a (máy) (máy) [4. 3] Thay các giá trị vào công thức [4. 3] ta được: (máy) Số máy thực tế là 3 2.3 Chọn máy hỗn luyện với lưu huỳnh Sau khi đã trộn hợp với tất cả các chất phối hợp cần thiết (trừ S) vào cao su ta để ổn định hỗn hợp trên trong một thòi gian khoảng (6h). Mục đích giúp cho các chát phối hợp phân tán đều trong khối vật liệu sau đó mới trộn với S. Ta không thể cho S vào cùng giai đoạn phối liệu trong máy hỗn luyện kín vì nhiệt độ trong máy hỗn luyện khoảng 1600C sẽ gây ra hiện tượng tự lưu làm giảm tính chất công nghệ của hợp phần cao su. Mặt khác quá trình hỗn luyện trong máy luyện kín rất khó điều chỉnh nhiệt độ vượt quá 75 0C sẽ đáp ứng được đầy đủ yêu cầu các yêu cầy kỹ thuật đã nêu ra mà các máy luyện kín không thể có được. Chọn máy XK1560 Nhiệt độ trục trước 0C 75. Nhiệt độ trục sau 0C 70 Công suất mô tơ điện 14 Kw Năng suất một mẻ luyện 75 Kg Thời gian luyện một mẻ 10 phút Thời gian lý thuyết để máy hỗn luyện trên hỗn luyện hết 3513 Kg hỗn hợp cao su : Hệ số sử dụng của máy a=0, 6 - Số máy lý thuyết là Theo công thức [4. 2] ta có - Số máy thực tế cần thiết là : theo công thức [4. 3] ta có (máy) - số máy thực tế là 2 2.4 Máy nhiệt luyện Công đoạn nhiệt luyện là công đoạn cung cấp nhiệt cho khối vật liệu cao su đến nhiệt độ gia công hoặc xấp xỉ nhiệt độ gia công. Mục đích tăng độ dẻo, tăng tính chất công nghệ của vật liệu. Mặt khác quá trình nhiệt luyện này phải khống chế nhiệt độ luôn £ 750C tránh tình trạng tự lưu làm giảm tính chất công nghệ vật liệu. Thời gian nhiệt luyện ngắn, hợp phần cho công đoạn này rất đa dạng và nhiều chủng loại nên ta: Chọn loại máy XK1000 (Tiệp Khắc) Ở mỗi một công đoạn cán tráng, cán hình mặt lốp, ép suất săm, thuỷ săm cần phải có máy nhiệt luyện riêng để đảm bảo nhiệt độ cao su cho các công doạn tiếp theo, ên ở mỗi công đoạn này cần phải có máy nhiệt luyện riêng. Số lượng các máy nhiệt luyện ở các công đoạn phụ thuộc vào năng suất tiêu thụ nguyên liệu của công đoạn. Tính số máy nhiệt luyện cho từng công đoạn: Khối lượng cao su cán hình mặt lốp mà phân xưởng tiêu thụ trong một ca là m1=1656 Kg. Khối lượng cao su cán tráng :m2=810 (Kg). Khối lượng cao su trong công đoạn ép suất và thuỷ săm: m3=975 (Kg) Nhiệt độ trục trước là 750C Nhiệt độ trục sau là 700C Thời gian nhiệt luyện một mẻ là 10 phút Công suất động cơ P=14 Kw Hệ số sử dụng máy a=0, 8 Năng suất của máy luyện hở tính cho một giở được xác định bằng công thức [4. 1] với: V=L*D*K=100*0, 4*65=26(dm3) K là hệ số chứa liệu theo thực nghiệm K=65¸75 L, D lần lượt là chiều dài và đường kính của trục luyện g : Khối lượng riêng của cao su, lấy g=1, 161Kg/dm3 t : Là thời gian nhiệt luyện, t=6 phút/mẻ - Thay V, a, t, g vào công thức [4. 1]ta được : - Số giờ lý thuyết để nhiệt luyện hết 810 Kg cao su là - Số máy lý thuyết là theo công thức [4. 2] ta có (máy) - Số máy thực tế là theo công thức [4. 3] ta có (máy) Chọn Mtt=2 máy Tính máy nhiệt luyện cho công đoạn cán hình mặt lốp - Chọn loại máy XK1000 (Tiệp Khắc) Khối lượng cao su cán hình mặt lốp là 1656 Kg - Năng suất của máy luyện hở tính cho một giờ là theo công thức [4. 1] ta có - Số giờ lý thuyết để nhiệt luyện hết 1267,74 Kg cao su là - Hệ số sử dụng thời gian a=0, 8 - Số máy lý thuyết theo công thức [4. 2] ta có :(máy) - Số máy thực tế là theo công thức [4. 3] ta có :(máy) Chọn Mtt=3 máy Tính máy nhiệt luyện cho công đoạn ép săm + thuỷ săm - Chọn loại máy XK1000 (Tiệp Khắc) Khối lượng cao su ép săm+ thuỷ săm là 975 Kg - Năng suất của máy luyện hở tính cho một giờ là theo công thức [4. 1] ta có - Số giờ lý thuyết để nhiệt luyện hết 975 Kg cao su là - Hệ số sử dụng thời gian a=0, 8 - Số máy lý thuyết theo công thức [4. 2] ta có :(máy) - Số máy thực tế là theo công thức [4. 3] ta có :(máy) Chọn Mtt=2 máy 2.5 Máy cán tráng vải mành Cán tráng là công đoạn dùng lực cơ học phủ, phết cao su lên bề mặt vải mành, vải phin. Cán tráng cao su với vải mành có thể thực hiện trên máy cán tráng 3, 4 trục. Dựa vào kích thước( bề rộng) của khổ vải và năng suất tiêu thụ của phân xưởng mà ta chọn loại máy cán tráng hợp lý. Từ đó dẫn đến giảm chi phí ban đầu, chi phí về năng lượng. Chiều rộng lớn nhất của khổ vải bằng chiều dài của trục cán. Do khổ vải có bề rộng £ 1, 2 m nên ta chọn loại máy cán tráng 3 trục có chiều dại trục cán là 1220 mm Ký hiệu máy: XBf450*1220*3 Tỷ tốc 1:1, 5:1, 5 Khe hở lớn nhất giữa các trục 12 mm Nhiệt độ trục máy 0C Trục trên 80¸85 Trục giữa 90¸95 Trục dưới 50¸60 Động cơ điều khiển khe hở P=1, 1Kw, N=930v/f. Động cơ điện một chiều P-12 công suất P=125Kw, N=1000v/f Năng suất của máy cán tráng tính theo công thức Q=60*v*b*m*a (Kg/h) [4. 4] v : Vận tốc dài trục cán b : Là chiều dài của vải a : Hệ số sử dụng máy m : Khối lượng cao su cán tráng cho 1 m2 vải mành Với v=19 m/phút, b=0, 8 m, a=0, 8, m=0, 78 Kg/m2 thay các số liệu trên vào công thức [4. 4] ta có : Q=60*19*0, 8*0, 78*0, 8=569 (Kg) - Khối lượng cao su cán tráng trong 3 ca sản xuất là M=3*810=2430(Kg) - Dùng máy cán tráng trên làm 1 ca và nghỉ 2 ca, thời gian làm việc lý thuyết để cán hết 2430 Kg cao su là : - Hệ số sử dụng thời gian a=0, 8 - Số máy lý thuyết theo công thức [4. 2] ta có (máy) - Số máy thực tế theo công thức [4. 3] ta có (máy) Chọn 1 máy cán tráng 2.6 Máy cán hình mặt lốp Chọn máy XK450 (4 trục) Năng suất 300 Kg/h Nhiệt độ trục máy 0C Trục 4 55¸76 Trục 3 75¸80 Trục 2 65¸70 Trục 1 75¸80 Hệ số sử dụng a=0, 6 - Khối lượng cao su cán hình mà phân xưởng tiêu thụ trong 1 ca là 1656 Kg - Thời gian lý thuyết để 1 máy cán hình cán hết 1656 Kg cao su - Hệ số sử dụng thời gian a=0, 6 - Số máy lý thuyết theo công thức [4. 2] ta có (máy) - Số máy thực tế theo công thức [4. 3] ta có (máy) Chọn 2 máy cán tráng 2.7 Tính số máy trong công đoạn làm tanh a) Máy cắt tanh Đường kính tanh (mm) là 2 Chiều dài dây phôi (mm) 3000±100 vật liệu CT3 Công suất của máy P=0, 5 Kw, N=1420v/f Năng suất 100 sợi /phút (vì máy tự động định dài trên tang, 1 phút hoạt động 2 chu kỳ, mối chu kỳ cắt liền 50 sợi tanh) Mỗi lốp có 2 sợi tanh 1 ca sản xuất làm ra số lốp là 4684 chiếc tương ứng với 9368 sợi tanh. - Số tanh mà phân xưởng tiêu thụ trong 3 ca : n=3*9368=28104 (sợi) -Thời gian lý thuyết để cắt 28104 sợi tanh là: - Hệ số sử dụng thời gian a=0, 6 - Số máy lý thuyết theo công thức [4. 2] ta có (máy) - Số máy thực tế theo công thức [4. 3] ta có (máy) Chọn 2 máy cắt tanh b, Máy khoan ống tanh Chiều dài phôi 13, 5¸14 mm Đường kính phôi 3, 8±0, 05 mm Đương kính lỗ khoan 2, 1±0. 05 mm Vật liệu CT3 Công suất máy P=0,28Kw, N=2800 v/f - Năng suất 2 ống tanh /phút - Một ca sản xuất tiêu thụ hết 9368 sợi tanh tương ứng với số ống tanh 9368 ống -Thời gian lý thuyết để khoan hết 9368 ống tanh là: - Hệ số sử dụng thời gian a=0, 8 - Số máy lý thuyết theo công thức [4. 2] ta có (máy) - Số máy thực tế theo công thức [4. 3] ta có (máy) Chọn 15 máy cắt tanh c, Máy dập nối đầu Đường kính ngoài sau khi dập đo chỗ không có pavia 3, 4±0, 05 Chiều dài phôi như trên Máy ép thủ lực 13 T Công suất 3Kw, N=1000v/f - Năng suất 8 sợi/phút - Thời gian lý thuyết để máy dập tanh dập hết 9368 vòng tanh là: - Hệ số sử dụng thời gian a=0, 8 - Số máy lý thuyết theo công thức [4. 2] ta có (máy) - Số máy thực tế theo công thức [4. 3] ta có (máy) Chọn 4 máy cắt tanh d, Máy cắt pavia Máy ép thủ lực 0, 4T Công suất P=0, 5Kw - Năng suất 10 pavia/phút (mỗi lốp có 2 pavia nên số pavia mà phân xưởng tiêu thụ trong 1 ca là 9368) -Thời gian lý thuyết để cắt 9348 pavia là: - Hệ số sử dụng thời gian a=0, 8 - Số máy lý thuyết theo công thức [4. 2] ta có (máy) - Số máy thực tế theo công thức [4. 3] ta có (máy) Chọn 3 máy cắt pavia 2.8 Tính số máy ép suất săm và thuỷ săm Chọn máy đùn trục vít Ta có d=63 (mm), L=315, hệ số nén 1:2 1:1, 48, n=20¸120v/phút, năng suất 80 Kg/h. Động cơ điện P62 công suất 40 Kw, số vòng n=1500v/phút, kích thước dài 1800 mm, rộng 1100 mm, cao 440 mm, khối lượng 2 tấn. - Thời gian lý thuyết để máy ép trục vít ép hết 810 Kg cao su là: - Hệ số sử dụng thời gian a=0, 8 - Số máy lý thuyết theo công thức [4. 2] ta có (máy) - Số máy thực tế theo công thức [4. 3] ta có (máy) Chọn 2 máy ép trục vít 2.9 Máy thành hình Chọn loại máy:SC-BC-24-28 của Trung Quốc Công suất P=6Kw, năng suấ trung bình 2 BTP/phút - Thời gian lý thuyết để máy thành hình thực hiện 2690 [BTP]: - Hệ số sử dụng thời gian a=0, 8 - Số máy lý thuyết theo công thức [4. 2] ta có (máy) - Số máy thực tế theo công thức [4. 3] ta có (máy) Chọn 8 máy thành hình 2.10 Máy cắt vải mành, vải phin Chọn máy cắt vải mành Đài Loạn: SC-223, công suất động cơ P=6 Kw, công suất động cơ chạy dao là 0, 75 Kw. - Năng suất 10 chu trình/phút Để sản xuất ra 4684 chiếc lốp cần có 4684 mảnh vải cán tráng đã cắt với kích thước 0,21*1,776 - Thời gian lý thuyết để máy cắt ra số vải cán tráng trên là : - Hệ số sử dụng thời gian a=0, 6 - Số máy lý thuyết theo công thức [4. 2] ta có (máy) - Số máy thực tế theo công thức [4. 3] ta có (máy) Chọn 2 máy cắt vải mành, vải phin. 2.11 Tính máy lưu hoá lốp Chọn máy lưu hoá hai tầng của Trung Quốc áp lực khí nén (Kgf/cm2) áp lực khí nóng (Kgf/cm2) Nhiệt độ tương ứng (0C) Thời gian lưu hoá (phút) 9¸11 5, 5 160 6¸6. 5 9¸11 5 158 7¸8 9¸11 4, 5 155 10¸11 9¸11 4 151 13¸15 Năng suất trung bình là 12 lốp/h - Thời gian lý thuyết để sản xuất ra 4684 chiếc lốp là: - Hệ số sử dụng thời gian a=0, 8 - Số máy lý thuyết theo công thức [4. 2] ta có (máy) - Số máy thực tế theo công thức [4. 3] ta có (máy) Số máy thực tế là:72 2.12 Máy bọc cao su tanh Chọn máy đùn trục vít tỷ lệ =5, với d=40, hệ số nén 1:1, 12; 1:1, 35. Công suất động cơ P=6 Kw, n=1400 v/phút - Năng suất 20 m/phút Mỗi lốp có 2 sợi tanh, chiều dài là 2,1 m/sợi. Nên tổng chiều dài của tanh là: n=2, 1*2*2342=9836,4 (m) - Thời gian lý thuyết để máy bọc hết 19672,8 mét tanh là: - Hệ số sử dụng thời gian a=0, 8 - Số máy lý thuyết theo công thức [4. 2] ta có (máy) - Số máy thực tế theo công thức [4. 3] ta có (máy) chọn 4 máy bọc tanh 2.13 Máy lưu hoá cốt hơi Chọn máy lưu hoá cố hơi thuỷ lực một tầng Trung Quốc Thời gian lưu hoá 1 cốt hơi là 20 phút, áp lực khí nóng 5, 5 Kgf/cm2 nhiệt độ lưu hoá 160 0C, áp lực khí nén 9¸11Kgf/cm2 Mỗi ca phân xưởng khấu hao hết 4,684 cốt hơi - Thời gian lý thuyết để sản xuất ra 4,684 cốt hơi là: - Hệ số sử dụng thời gian a=0, 8 - Số máy lý thuyết theo công thức [4. 2] ta có (máy) - Số máy thực tế theo công thức [4. 3] ta có (máy) Chọn 1 máy lưu hoá cốt hơi 2.14 Máy lưu hoá săm Chọn máy lưu hoá săm xe tự động SC-221-3B Trung Quốc Để giảm chi phí vỗn đầu tư ban đầu, tăng năng suất của công đoạn lưu hóa ta chọn máy lưu hóa săm xe đạp tự động ký hiệu: SC - 221 - 3B (Trung Quốc) vì: máy lưu hóa này lưu hóa được 120 bán thành phẩm trong một lần lưu hóa. Quá trình được điều chỉnh nhiệt độ, thời gian tăng áp, hạ áp và lấy sản phẩm ra đều tự động do đó giảm được nhiều khâu trung gian Thông số kỹ thuật Thời gian tăng áp lực từ 0¸4Kg/cm2 (phút) 5 áp lực hơi nóng khi lưu hoá Kg/cm2(±0, 5) 4 Nhiệt lưu hoá 0C 142¸152 Thời gian lưu hoá (phút) 20 áp lực hơi nóng (Kg/cm2) 2¸4 áp lực khi nén (Kg/cm2) 4, 8±0, 3 Thời gian lưu hoá chính (phút) 5¸8 Năng suất [BTP]/h 288 - Thời gian lý thuyết để sản xuất ra 4730 chiếc săm là: - Hệ số sử dụng thời gian a=0, 8 - Số máy lý thuyết theo công thức [4. 2] ta có (máy) - Số máy thực tế theo công thức [4. 3] ta có (máy) chọn 4 máy lưu hoá săm Bảng về máy và các thông số kỹ thuật, giá tiền, kích thước lượng (chiếc) 10 3 1 Giá (USA) 9 Công Suất (KW) 8 14 *(1) Động cơ CĐ 40 *(2) Động cơ bơm 0, 27 *Quạt làm mát 1, 7 Chiều cao (mm) 7 800 930 Chiều rộng (mm) 6 1500 800 Chiều dài (mm) 5 1680 1200 Thông số kỹ thuật 4 - Nhiệt độ trục trứoc: 75 0C - Nhiệt độ trục sau: 70 0C - Trọng lượng mẻ luyện: 75 Kg *Tổng thời gian thao tác sơ luyện: 40 phút * Tổng thời gian thao tác hỗn luyện với lưu huỳnh là 10 phút/mẻ - Truyền chuyển động từ bên trái - Dùng cho hỗn hợp cao su với độ dẻo ³ 0, 2 - VLV = 45 dm3 - Vtổng 71 dm3 - Thời gian luyện trung bình 10phút / mẻ -Vận tốc quay trục trước 17, 5 ¸59, 8 Vòng/ phút -Vận tốc quay trục sau 19, 5 ¸68, 39Vòng/ phút - Tỉ tốc 1:1, 5 - Năng suất 266, 44 Kg / mẻ Nước sản xuất 3 Tiệp Khắc Liên Bang Nga Tên máy 2 Máy sơ luyện + Máy hỗn luyện với lưu huỳnh XK 1560x60/560 Máy hỗn luyện kín PCB - 45 MC Mã hiệu 521501 STT 1 1 2 Số lượng (chiếc) 10 1 1 Giá (USA) 9 14 Công Suất (KW) 8 *(1) Động cơ điều khiển xe hở P = 40 (KW) *(2) Động cơ một chiều P = 25 (KW) 14 Chiều cao (mm) 7 2300 1800 Chiều rộng (mm) 6 800 600 Chiều dài (mm) 5 1520 1200 Thông số kỹ thuật 4 - Khe hở lớn nhất giữa các trục 12 (mm) Nhiệt độ trục +Trục trên: 80 ¸ 859C +Trục giữa 90 ¸ 959C + Trục dưới: 50 ¸ 609C + Tỉ tốc: 1 : 1, 5 : 1, 5. + Năng suất : 19 m /phút; + n = 1400 vòng/ ph * Nhiệt độ trục +Trục 4: 55 ¸ 709C +Trục 3: 75 ¸ 809C + Trục 2: 65 ¸ 709C +Trục 1: 75 ¸ 800C tốc: 1 : 1, 5 : 1, 5 n = 1400 vòng/ ph - Năng suất300Kg / h Nước sản xuất 3 Tiệp Khắc Liên Bang Nga Tên máy 2 Máy cán tráng vải mành. Chọn loại máy: XB f 450x1220x3 Máy cán hình mặt lốp Chọn máy: XK 450 (4 trục) STT 1 3 4 Số lượng (chiếc) 10 1 8 2 Giá (USA) 9 Công Suất (KW) 8 0, 5 0, 28 3 Chiều cao (mm) 7 800 500 1200 Chiều rộng (mm) 6 600 400 500 Chiều dài (mm) 5 500 400 600 Thông số kỹ thuật 4 - Đường kính dây tanh : 2(mm) - - Chiều dàị dây phôi: 3000±100 (mm) + Năng suất : 100 sợi/phút; + n = 1420 vòng/ ph - Chiều dài phôi: 13, 5 ¸ 4 (mm) - Đường kính phôi: 3, 8±0, 005 (mm) - Đường kính lỗ khoan: 2, 1±0, 005 (mm) n = 2800 vòng/ ph - Năng suất: 2 ống / phút - Đường kính ngoài sau khi dập đo chỗ không có pavia: 3, 4±0, 05 (mm) - Chièu dài phôi: 13, 5±14 (mm) - Vật liệu: CT3 - Năng suất:8 sợi/ phút Nước sản xuất 3 Việt Nam Việt Nam Việt Nam Tên máy 2 (a) Máy cắt tanh (b) Máy khoan ống tanh (c) Máy dập nối đầu. Chọn máy thuỷ lực 13 tấn STT 1 5 Số lượng (chiếc) 10 2 1 4 Giá (USA) 9 Công Suất (KW) 8 0, 5 40 6 Chiều cao (mm) 7 800 440 1600 Chiều rộng (mm) 6 600 1100 960 Chiều dài (mm) 5 600 1800 1200 Thông số kỹ thuật 4 - Đường kính ngoài sau khi cắt pavia 3, 4 ± 0, 5 (mm) - Chiều dài phôi: 13, 5 ¸14 (mm) - Năng suất : 10 pavia/phút; - d = 63 (mm) - L = 315 (mm) n = 1500: vòng/ ph - Năng suất: 80 Kg/h - Hệ số nén 1: 2 : 1, 48 - Kích thước trống: 545 ¸ 629 ±0, 05 (mm) - Chu vi trống đóng: 1650 ¸1886 ±0, 1 (mm) - Chiều rộng trống 72 ¸ 96 ± 0, 5(mm) Nước sản xuất 3 Việt Nam LIên Bang Nga Trung Quốc Tên máy 2 (d) Máy cắt pavia. Chọn máy ép thuỷ lực 13 tấn Máy ép suất săm và thuỷ săm. Chọn máy trục vít Máy thành hình, Loại máy: SC- BC- 24 - 48 STT 1 5 6 7 Số lượng (chiếc) 10 1 36 2 Giá (USA) 9 Công Suất (KW) 8 *(1) ĐC chạy dao P = 0, 75KW *(2) ĐC chuyển động P = 6 (KW) 0, 5 14 Chiều cao (mm) 7 2200 1800 400 Chiều rộng (mm) 6 1600 980 1000 Chiều dài (mm) 5 3000 1000 1100 Thông số kỹ thuật 4 - Năng suất (chu trình làm viềc): 10 chu trình /phút; n = 1000 vòng / phút - Áp lực khí nén (Kg/cm2) - Áp lực khí nóng(Kg/cm2) 4 ¸ 4, 5 - Nhiệt độ lưu hóa: 151 ¸ 1600C - Thơi gian lưu hóa: 6 ¸15 (phút) Năng suất trung bình 2 lốp/ph - d = 40 (mm) - L = 200 (mm) n = 1400: vòng/ ph - Năng suất : 20m/ph - Hệ số nén: 1: 1, 12 : 1, 35 Nước sản xuất 3 Đài Loan Trung Quốc LIên Bang Nga Tên máy 2 Máy cắt vải mành Chọn loại máy SC - 223 Máy lưu hoá lốp xe đạp 2 tầng Máy bọc cao su tanh - Chọn loại máy đùn trục vít STT 1 8 9 10 Số lượng (chiếc) 10 1 2 Giá (USA) 9 Công Suất (KW) 8 Chiều cao (mm) 7 1000 1400 Chiều rộng (mm) 6 800 F1200 Chiều dài (mm) 5 900 2600 Thông số kỹ thuật 4 - Thời gian lưu hóa cốt hơi: 1 cốt hơi/ 20 phút - Áp lực khí nóng 5, 5 (Kg/ cm2) - Áp lực khí nén: 9 ¸ 11 (Kg/ cm2) - * Thời gian tăng áp lực từ 0 ¸ 4 Kg/ cm2 : 5 phút - Áp lực hơi nóng khi lưu hóa: 4 ± 0, 5 (Kg/cm2) - Nhiệt độ lưu hóa: 142 ¸152 0C - Năng suất 120 chiếc/1mẻ - Thơi gian lưu hóa: 1 mẻ: 25 (phút) *Áp lực khí nén: 6, 5 ¸8 Kg/ (cm2) Nước sản xuất 3 Trung Quốc Trung Quốc Tên máy 2 Máy lưu hóa cốt hơi. Chọn loại máy lưu hóa cốt hơi thủylực một tầng Máy lưu hoá săm tự động SC – 221 – 3 B STT 1 11 12 Số lượng (chiếc) 10 3 Giá (USA) 9 Công Suất (KW) 8 14 Chiều cao (mm) 7 900 Chiều rộng (mm) 6 1000 Chiều dài (mm) 5 1200 Thông số kỹ thuật 4 - Khe hở giữa hai trục 10 (mm) - Nhiệt độ trục trước: 75 0C Nhiệt độ trục sau: 70 0C - Thời gian nhiệt luyện 10 (ph/ mẻ) Năng suất: 144, 89 Kg/h - Tỷ tốc của máy là:1:1,17 Nước sản xuất 3 Tiệp Khắc Tên máy 2 Máy nhiệt luyện. Loại máy XK 1000x400/400 STT 1 13 PHẦN 5:TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG 1 CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG CHO 1 CA SẢN XUẤT. 1.1 Tổn hao hơi nóng trong 1 ca sản xuất. Trong quá trình sản xuất ta cấp nhiệt cho các công đoạn bằng hơi nóng bão hoà ở áp suất 5, 5 at. Không dùng hơi quá nhiệt, vì ở nhiệt hoá hơi của hơi bão hoà lớn hơi nhiệt hoá hơi của hơi quá nhiệt. Hơi nóng bã hoà là chất mang tải nhiệt từ nồi hơi đến các công đoạn gia công và chế biến cao su như: Công đoạn sơ luyện, nhiệt luyện, lưu hoá. . . Nhiệt độ của hơi bão hoà ở 5,5 at là 160 0C. Để tính nhiệt lượng của hơi cho các công đoạn gia công và chế biến cao su ta phải dựa vào 3 bảng số liệu sau: Bảng 1 Khối lượng riêng, thể tích riêng của nước ở nhiệt độ từ –10 0¸2500C P (at) Nhiệt độ (0C) Thể tích riêng V*106(m3/Kg) Khối lượng riêng r(Kg/m3) 5,5 160 1101, 9 907,5 Bảng 2 nhiệt nóng chảy, nhiệt độ sôi, nhiệt hoá hơi của nước Tên chất Tnc(0C) Qnc(kcal/kmol) Ts(0C) Rhh(Kcal/kmol) H2O 0. 0 1436 100 9729 Bảng 3 Nhiệt dung riêng của nước, hơi nước phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất Tên chất P (at) T0C Cp (nước) Cp (của hơi) H2O 5 151, 1 1, 027 0, 546 H2O 5, 5 179, 04 1, 047 0, 61 Tổn thất hơi trong quá trình sản xuất là 5% tổng khối lượng hơi tiêu thụ. Quá trình tổn thất này có thể do van hở, trao đổi nhiệt giữa hơi và thành đường ống, thiết bị hoặc tổn thất ra môi trường xung quang do nước thải, không khí. STT Tên công đoạn Tổn hao hơi trung bình/Kg[BTP] (Kg) Tổn hao hơi trung bình /1sản phẩm (Kg) Khối lượng [BTP] (Kg) Số lượng sản phẩm (chiếc) Tổng tổn hao hơi (Kg) 1 Sơ luyện 0, 27 - 183,564 - 495,6 2 Hỗn luyện 0, 3 - 3513 - 1053,9 3 Nhiệt luyện 0, 2 - 3513 - 702,6 4 Cán tráng 0, 1 - 810 - 81 5 ép suất săm+thuỷ săm 0, 24 - 975 - 234 6 Lưu hoá lốp - 2 - 2342 9368 7 Lưu hoá săm - 1, 5 - 2342 7026 8 Lưu hoá thuỷ săm - 2 - 3 12 9 Tổn thất 5% 5% - - 19921,8 Theo bảng 2 nhiệt toả ra do 19921,8Kg hơi là: Theo công thức Q=n*rhh(Kcal) [7. 0] Với n : Số kmol hơi tiêu hao trong quá trình sản xuất rhh ẩn nhiệt hoá hơi của nước kcal/kmol Thay n, rhh vào công thức [7. 0] ta được: a. Xác định lượng nhiệt để đun sôi nước Qúa trình cấp nhiệt cho nước ở trong nồi hơi là quá trình cấp nhiệt đẳng áp và được tính theo công thức: Qp=DH=G*Cp*(T2-T1) (Kcal) [7. 1] Với DH : enthapi của hơi (j) G : Số Kg nước được đun nóng từ nhiệt độ T1 ¸T2 (G=9960,9) Cp : Nhiệt dung riêng đẳng áp (kcal/Kgđộ) T2 : Nhiệt độ của nước sau khi ra nhiệt 0C T1 : Nhiệt độ của nước từ bơm cao áp vào nồi hơi 0C T1=250C, T2=1600C. Dựa vào (bảng 3) ta tính gần đúng Cp theo công thức sau: => [7. 2] với x=5, 5 (at); x1=5 (at); x2=10 (at); y2=1, 047 (kcal/Kgđộ); y1=1, 027(kcal/Kgđộ) thay các số liệu vào công thức [7. 2] ta được Cp=1, 029 (kcal/Kgđộ). Nhiệt lượng cần thiết để đun nóng từ 250C đến 160 0C là : Thay các số liệu Cp, T1, T2, G vào công thức [7. 1] ta được Qp= 19921,8*1,029*9(160-25) =27,6744*105(kcal)=11,567886.109(j) Nhiệt lượng cần thiết để đun nóng từ 25 0C đến 160 0C và hoá hơi hết thành hơi báo hoà ở 5, 5 (at). Theo công thức Q=Qp (của nước)+Q0(của hơi) (kcal) [7. 3] Vơi Qp của nước=0,5783943.1010 (j); Q0=2,25045.1010(j) Thay Qp, Q0 vào công thức [7. 3] ta được Q=5,65768.1010(j) b. Xác định khối lượng nhiên liệu Chọn nhiên liệu là dầu công nghiệp (gas oil nặng) phân đoạn trước của dầu nhờn làm nhiên liệu vì: gas oil nặng có nhiệt cháy cao 10200(kcal/Kg). Khi cháy không gây ô nhiễm cho người lao động. Theo công thức bảo toàn năng lượng tổng năng lượng cấp phải bằng năng lượng thu + năng lượng mất mát QNL=Q+Q(mm) (kcal) [7. 4] với Q(mm) nhiệt lượng tổn thất do: -khói lò mang đi -nhiên liệu cháy chưa hết -nước thải. . . Q(mm) không được vượt quá 1%Q Dựa vào côn thức [7. 4] ta có QNL=5,65768.1010 (j) Khối lượng nhiên liệu cần thiết là: [7. 5] với QNL=5,714266.1010(J)q:nhiệt cháy của 1 (Kg)nhiên liệu. q=10200*4, 1868. 103=4, 27054. 107(j) Thay số liệu trên vào công thức [7. 5] ta được G =1338,06(Kg) 1.2 tính toán tổn hao điện năng cho 1 ca sản xuất (4730 bộ) a) Tổn hao điện năng để sản xuất ra 4730 bộ săm lốp. Tính thời gian làm việc của các máy để sản xuất ra 4730 bộ săm lốp Theo công thức t=[7. 6] Với : t là thời gian làm việc của máy (h) G : tổng khối lượng nguyên liệu cần gia công (Kg) Ntt: Năng suất thực tế của máy làm trong 1 gờ (Kg/h) Gi là khối lượng của nguyên liệu công đoạn thứ i như: cán tráng, ép suất săm, thuỷ săm. . . -Thời gian sơ luyện. với G=1835,64 (Kg); Ntt=12, 5 (Kg/h) thay G, Ntt vào công thức [7. 6] ta được t1=16,3168 (h) - Thời gian hỗn luyện. với G= 3513 (Kg), Ntt=266, 44 (Kg/h) thay G, Ntt vào công thức [7. 6] ta được t2=9,586 (h) - Thời gian hỗn luyện với lưu hùynh. với G= 3513 (Kg), Ntt=450(Kg/h) thay G, Ntt vào công thức [7. 6] ta được t3=15,6 (h) -Thời gian cho các công đoạn nhiệt luyện + cán tráng. với G= 810 (Kg), Ntt=144, 89 (Kg/h) thay G, Ntt vào công thức [7. 6] ta được t41=5,95 (h) + cán hình. với G= 1656 (Kg), Ntt=144, 89 (Kg/h) thay G, Ntt vào công thức [7. 6] ta được t42=11,43 (h) +ép suất săm + thuỷ săm. với G= 975 (Kg), Ntt=144, 89 (Kg/h) thay G, Ntt vào công thức [7. 6] ta được t43=6,76 (h) -Thời gian cán tráng vải mành. với G= 810(Kg), Ntt=569(Kg/h) thay G, Ntt vào công thức [7. 6] ta được t5=1,424 (h) - Thời gian cán hình mặt lốp. với G= 1656(Kg), Ntt=300(Kg/h) thay G, Ntt vào công thức [7. 6] ta được t6=5,52 (h) - Thời gian ép suất săm+thuỷ săm . với G= 975(Kg), Ntt=80(Kg/h) thay G, Ntt vào công thức [7. 6] ta được t7=12,18 (h) - Thời gian thành hình. G= 4730 chiếc lốp, Ntt=120 (chiếc /h) thay G, Ntt vào công thức [7. 6] ta được t8=39,42(h) - Thời gian làm việc của các máy trong công đoạn làm tanh + máy cắt tanh. với G= 49460 sợi, Ntt=6000 (sợi/h) thay G, Ntt vào công thức [7. 6] ta được t91=1,5766 (h) + máy khoan ống tanh. với G= 9460 (ống tanh), Ntt=120 (ống tanh/h) thay G, Ntt vào công thức [7. 6] ta được t92=78,84 (h) + máy dập nối đầu. G=9460 (ống tanh), Ntt=480 (ống tanh /h) thay G, Ntt vào công thức [7. 6] ta được t93=19,708(h) + máy cắt pavia. G= 9460 pavia, Ntt=600 (pavia/h) thay G, Ntt vào công thức [7. 6] ta được t94=15,766 (h) - máy cắt vải mành. với G= 4730 [BTP], Ntt=600 (BTP/h) thay G, Ntt vào công thức [7. 6] ta được t10=7,884(h) - máy ép suất tanh. G=2*2, 1*4730= 19866 (m), Ntt=1200 (m/h) thay G, Ntt vào công thức [7. 6] ta được t11=16,555(h) b. Tổng tổn hao điện năng cho sản xuất ra 4730 bộ săm lốp [7. 7] Với ti : thời gian làm việc của máy thứ i (h) qi : công suất tiêu thụ điện năng của máy thứ i (kw) a : hệ số phụ tải (gồm thời gian khởi động máy, thời gian máy làm việc không hiệu quả, lấy a=1, 025) Bảng thống kê tổng tổn hao điện năng cho sản xuất ra 1000 bộ săm lốp STT Tên công đoạn Thời gian làm việc (h) Công suất động cơ (kw/h) a Tổng tổn hao (kw) 1 Sơ luyện 1632 14 1, 025 234,192 2 Hỗn luyện 9,586 40 1, 025 393,026 1, 7 1, 025 16,704 1, 7 1, 025 16,704 0, 27 1, 025 2,653 3 Hỗn luyện với lưu huỳnh 6,198 14 1, 025 88,77 4 Nhiệt luyện Cán tráng 5,59 14 1, 025 80,216 Cán hình 11,43 14 1, 025 164,02 ép suất săm 6,73 14 1, 025 96,576 5 Cán tráng vải mành 1,424 125 1, 025 182,45 1, 1 1, 025 1,606 6 Cán hình mặt lốp 5,52 14 1, 025 79,212 7 Các máy trong công đoạn làm tanh Cắt tanh 1,766 0, 5 1, 025 0,906 Khoan ống tanh 7,884 0, 28 1, 025 22,62 Dập nối đầu 19,708 3 1, 025 60,6 Cắt pavia 15,766 0, 5 1, 025 8,08 8 ép suất săm+thuỷ săm 12,18 40 1, 025 499,4 9 Thành hình 39,42 6 1, 025 242,44 10 Máy cắt vải mành 7,854 6 1, 025 48,48 0, 75 1, 025 6,06 11 Máy bọc tanh 16,555 14 1, 025 237,56 Tổng 2465,572 2. TÍNH TỔN HAO HƠI NÓNG, ĐIỆN NĂNG CHO 1000 SẢN PHẨM & 1 NĂM SẢN XUẤT Theo trên để sản xuất ra 4730 bộ săm lốp cần tiêu tốn lượng hơi nóng là 1992,18 (Kg) vậy để sản xuất ra 1000 bộ săm lốp thì khối lượng hơi nóng tổn hao ta tính được theo công thức tan suất (vì máy móc thiết bị nguyên vật liệu không thay đổi). (Kg hơi) Tương tự ta sẽ tính được tổn hao điện năng, nhiên liệu cho 1000 sản phẩm & 1 năm sản xuất từ trên ta lập bảng thông kê sau STT Năng suất của phân xưởng Tổn hao Hơi nóng (Kg) điện năng (kw) Nhiên liệu (Kg) 1 để sản xuất ra 1000 bộ săm lốp 4212 521,3 283 2 để sản xuất ra 4730 bộ săm lốp 1992,18 2465,572 1338,06 3 để sản xuất ra 4.000.000 bộ săm lốp 16,848.106 20,852.105 5,66.105 3. TỔN HAO ĐIỆN NĂNG CHO CHIẾU SÁNG Mặt bằng sản xuất được bố trí các bộ phận sản xuất và phục vụ sản xuất theo các vùng khác nhau theo dây chuyền công nghệ. Tổng diện tích mặt bằng phân xưởng là: S = d x r = 99m x 30m = 2970 m2 Diện tích các vùng phục vụ sản xuất gồm : 1 – Khu vực văn phòng xưởng 2 – Khu vực thay quần áo_tắm_vệ sinh 3 – Khu vực nguyên liệu, bán thành phẩm Khi thiết kế nhà xưởng cần đảm bảo thông thoáng và tận dụng được ánh sáng tự nhiên 1 cách tối đa, Tuy nhiên do do sản xuất cả 3 ca nên khi trời tối (ban đêm) cần phải có đèn chiếu sáng cho toàn phân xưởng. Trong một ngày đèn phải chiếu sáng trong thời gian 15 giờ, tức là thời gian chiếu sáng bình quân 1 ca là 5 giờ. Trong sản xuất công nghiệp có 2 loại chiéu sáng là chiếu sáng chung và chiếu sáng cục bộ nhằm đảm bảo đủ ánh sáng phục vụ sản xuất. Có thể sử dụng bóng đèn sợi đốt hoặc bóng đèn huỳnh quang để chiếu sáng. trường hợp bóng đèn lắp trong khu vực kho nguyên liệu cần phải có kết cấu an toàn phòng cháy nổ. Số bóng đèn chiếu sáng lắp trong xưởng được tính như sau: n = n - số bóng đèn theo 1 chiều cần tính L1 – Chiều dài nhà (m) L2 – Khoảng cách giứu 2 bóng đèn (m), chọn L2 = 5m l – Khoảng cách giữa tường và nơi treo đèn (m) chọn 1 = 2,5 m Tính số đèn theo chiều dài nhà: nd = = 19,8 bóng Lấy tròn nd =20 bóng Tính số bóng đèn theo chiều ngang nhà: nng = = 6 bóng Tổng số bóng đèn chiếu sáng trong toàn xưởng là: n2 = nd x nng =20 x 6 = 120 bóng Dùng 2 bóng đèn neon 1,2 m x 40w cho mỗi cụm đèn Công suất mỗi cụm đèn là: p = 2 x 40 w = 80w Trong dây chuyền sản xuất có 1 số vị trí, một số khu vực cần có độ sáng đủ mạnh để nhìn rõ hơn như khu vực kiểm tra sản phẩm (KCS), khu vực thành hình, khu vực lưu hoá... cần phải bố trí số bóng đèn nhiều hơn (mau hơn). Một số vùng như kho nguyên liệu, thay quần áo, tắm, đường đi... thì có thể bố trí mật độ đèn thưa hơn, nhưng tổng số cụm đèn có thể coi là 120. Công suất điện đèn chiếu sáng trong toàn xưởng là P = 120 . p = 120 x 80w = 9.600 w = 9,6 kw Lượng điện tiêu hao để chiếu sáng trong 1 ca được tính theo công thức QCS = P . T . K1 . K2 Trong đó : P : là công suất chiếu sáng toàn phân xưởng T : Thời gian đèn làm việc (T = 5 giờ) K1 : Hệ số sử dụng đồng thời (K1 = 0,9) K2 : Hệ số tổn hao (K2 = 1,05) Thay vào : QCS 1 ca = 9,6 x 5 x 0,9 x 1,05 =45,36 kw Điện chiếu sáng cho 1 năm sản xuất QCS 1 năm = 45,36x 3 x 289 = 39.328 kw 4.Tổng lượng điện tiêu thụ cho toàn phân xưởng Lượng điện tiêu hao : Q = QĐL + QCS. Trong đó: QĐL: Lượng điện tiêu hao cho máy móc thiết bị QCS: Lượng điện tiêu hao cho thắp sáng Tổng lượng điện tiêu hao cho 1 ca sản xuất là: Q1ca = Q ĐL 1ca + QCS 1 ca = 2465,572 + 45,36 = 2510,932 (kw) Tổng lượng điện tiêu hao cho 1 năm sản xuất : Q1năm = Q ĐL 1năm + QCS 1năm = 20,852*105 + 39.328 = 21,245*105 (kw)