CHƯƠNG 3 :CÔNG NGHỆ CÁN
Cán là sự ép đùn một khối lượng nguyên liệu giữa hai trục song song xoay tròn
liên tục để tạo ra sản phẩm dạng màng hay dạng tấm. Công nghệ cán được ứng dụng
rộng rãi trong các ngành công nghiệp sản xuất nhựa nhiệt dẻo, cao su, giấy và vải
không dệt.
Bằng công nghệ cán, nhiều loại polymer sẽ được tạo thành các sản phẩm dạng
tấm mỏng có chất hoá dẻo hoặc không. Đó là poly (vinyl chloride) (PVC), poly
(acrylonitrile – butadien – styrene) (ABS), polyurethane (PV), cao su styrene –
butadiene (SBR), cao su thiên nhiên (NR) . . .
Sau khi trộn kín khối nhựa được nhả xuống máy cán 2 trục để tiếp tục hoàn tất quá
trình nhựa hoá. Mặc dù được trộn ở cường độ cao, tuy nhiên trộn kín làm giảm cấp
polyme rất lớn, truyền nhiệt trong toàn khối khó và chủ yếu là do nhiệt ma sát nội hơn
nữa còn phải qua máy cán 2 trục để cán tấm
Cấu tạo
Cấu tạo bên ngoài:
Hai trục đặt trên bốn gối đỡ, được bôi trơn bằng hệ thống dầu bôi trơn tuần hoàn.
Môtor hoạt động thông qua vành đai và hệ thống bánh răng làm quay thanh truyền,
thanh truyền quay làm trục nghiền quay.
Trục sau cố định, trục trước di chuyển được trong mặt phẳng nằm ngang. Bộ phận
điều chỉnh khe hở trục thao tác bằng tay.
Hai tấm chắn hình chữ V ở trên phía hai đầu của hai trục ngăn chặn nguyên liệu
không rơi vào các đầu trục.
Hệ thống thắng từ và các công tắc an toàn để ngừng máy khẩn cấp khi gặp sự cố.
Cấu tạo bên trong:
Trục nghiền có dạng ống lồng ống. Bên trong có một thanh dài đường kính khoảng 60
mm chạy dọc có chiều dài khoảng ¾ trục cán. Ống này dẫn dầu phun vào thành trong
trục thông qua lỗ ở cuối thanh với áp lực 5 - 7 kgf/cm2. Dọc thành trong trục là những
vách ngăn giúp cho đường đi của dầu tăng lên nhờ đó dầu truyền nhiệt đều hơn ra lớp
vỏ.
Cơ chế hoạt động
Dòng keo sau khi ra khỏi máy nấu chưa nhựa hoá hoàn toàn có dạng đục và còn bột
trắng, được dẫn vào máy nghiền A. Tại máy nghiền A:
Dưới tác dụng quay ngược chiều của hai trục với vận tốc khác nhau và hai trục được
gia nhiệt nóng bằng dầu nên keo sẽ được nhựa hóa tiếp tục.
Kết hợp với việc đặt các dao cắt và các trụ đảo keo để tự đảo trộn. Mục đích cắt đảo
trước hết là để di chuyển nhựa qua dầu kia máy cán. Thứ hai là để đảo trộn tạo sự
đồng nhất trong vật liệu. Nếu không cắt đảo, ngoài việc không di chuyển được vật
liệu, còn tạo một lớp keo chết. Tại máy nghiền A keo được nhựa hóa sơ bộ, khối keo
chuyển sang hơi trong (nhựa hoá khoảng 80%), sau đó chuyển lên băng tải sang máy
nghiền B.
Tại máy nghiền B, nguyên tắc hoạt động tương tự máy nghiền A.
Trên bề mặc trục máy cán B còn có các tấm chắn (như hình vẽ) trên bề măt trục và
chia trục làm 3 phần. Mục đích của việc này là để tránh tình trạng keo cấp vào lẩn với
keo cũ ở trên máy. Muốn qua được bên kia keo vào phải đi qua khe trục và được bộ
phận cắt đảo chuyển dần sang ngăn kế bên và tiếp tục như thế đến ngăn cuối cùng.
Việc này giúp cho quá trình trộn keo tốt hơn.
Sau khi ra khỏi máy cán B tấm keo phải có bề mặc bóng láng, màu sắc đồng nhất,
không có vệt màu, có độ trong, mặc cắt của tấm keo màu sắc phải đồng nhất. Ngoài ra
keo không được quá nhớt để tránh đứt keo. Dòng keo tại máy nghiền B đạt nhựa hoá
khoảng 97% thì được đưa vào máy lọc.
Thông số kỹ thuật
Trục cán nghiền A
Kích thước hình học của máy nghiền A: 66cmx213cm.
Vận tốc trục: trục trước: 17rpm; trục sau: 20rpm; tỷ tốc:1:1.17
Nhiệt độ:170 - 1900C.
Thời gian lưu: keo được trộn khoảng 3 - 4 phút khi nhìn thấy độ trong vừa thì đưa lên
máy nghiền B thông qua băng tải
Trục cán nghiền A
Kích thước hình học của máy nghiền B: 61cmx183cm.
Vận tốc trục: trục trước:16rpm; trục sau: 20rpm; tỷ tốc: 1:1.25
Nhiệt độ: từ 160 -1800C.
Thời gian lưu: keo được nghiền đến khi bề mặt bóng láng và có độ trong cao sau đó
mới đem lên máy lọc thông qua băng tải
Cao su đàn hồi và nhựa nhiệt dẻo: Quy trình dẻo hoá
Hình 1: Dây chuyền các công đoạn sản xuất màng PVC
Quy trình cán các loại cao su đàn hồi hay nhựa nhiệt dẻo được tiến hành theo dây
chuyền với nhiều công đoạn khác nhau. Trong hình 1 mô tả các công đoạn điển hình
để sản xuất màng PVC; trong đó quy trình cán là công đoạn quan trọng nhất.
Ở đây ta chỉ đề cập đến bộ phận cơ bản của máy cán là trục cán vì các bộ
phận khác đều hoạt động với mục đích là làm cho trục cán hoạt động nên
khi đề cập đến kết cấu và hoạt động của nó sẽ nhắc tới.
* Trục cán :
- Cấu trúc : các trục cán được đặt trong một khung cứng, song song và quay
trong các ổ lăn, như vậy mới có thể đạt độ chính xác phù hợp. Các trục cán
Hình thành nhiệt, dát
mỏng, in ấn, cắt rọc,
bao bì ra sản phẩm
cuối cùng
Bán hoặc dùng để
nghiên cứu.
Kiểm tra chất lượng
nguyên liệu thô
Kiểm tra chất lượng
sản phẩm
Cuộn màng và sắp
thành đống
Cắt gọt và ép thành
tấm (nếu có)
Làm nguội
Đo lường không phá
huỷ với sự hồi tiếp
Hồi phục và tôi luyện
Chạm nổi (nếu có)
Hoá dẻo và kéo căng
(nếu có)
CÁN
Cho nguyên liệu vào
khe trục cán đầu tiên có
thiết bị cảnh báo kloại
Nghiền Thêm chất trợ gia công
Cho bột vào với tốc độ
thích hợp
Kho dự trữ bột kim
loại tự do
Loại bỏ tạp chất kim
loại
Pha trộn kỹ
Làm nguội
Đơn pha chế chi tiết
Kho nguyên liệu thô
đều cách nhau một khoảng cách (khoảng cách đó phải được xác định chính
xác)
Ở mỗi đầu trục là hệ thống cung cấp chất lỏng gia nhiệt, bên canh đó là hệ
thống mô tơ điện một chiều làm quay trục cán.
Trục cán chịu tải trọng uốn lớn do đó chúng cần thiết phải có sự đàn hồi và
vỏ cứng. Mặt khác cũng cần phải tạo cho chúng bề mặt có độ bền mỏi tốt.
Trục cán phần lớn được chế tạo bằng thép đúc hoặc thép được tôi bề mặt để
chịu độ uốn lớn.
- Cấu trúc hệ thống trục cán : hệ trục cán có thể đặt chéo trục với nhau
hoặc được uốn cong trục cán cuối cùng với mục đích tránh việc trục
cán cong ngoài y muốn kĩ thuật...
• Chú ý : Trong quá trình làm việc trên trục cán xuất hiện những lực
khá lớn, như vậy các trục cán sẽ bị uốn cong và nếu như vậy thì hình
dáng, kính thước kĩ thuật của sản phẩm sẽ bị thay đổi vì vậy cần có
biện pháp kĩ thuật để khắc phục điều đó.
Î Có một số cách giải quyết cơ bản sau :
+ Mào định hình ( tạo dạng bom bê ) : Các trục cán được đặt chéo
nhau, tạo ra momen chống trong trục cán làm trục cán uốn cong trở lại.
+ Phương pháp đặt chéo trục bằng cách : trục đứng trước trục cuối
cùng sẽ được quay đi một góc so với các trục khác, như vậy khe hở giữa
các đầu trục sẽ rộng hơn các khe hở ở giữa.
+ phương pháp chống uốn được thực hiện ở trục cán cuối cùng bằng
piston thủy lực bộ phận này được lắp vào guồng trục được nối dài ra.
Æ Nhận xét : với các cách giải quyết này chỉ có thể khử độ uốn hạn
chế, do đó thông thường hai trục cuối cùng cần thiết phải có dạng bom
bê, việc mào tạo hình bom bê , việc mào tạo hình bom bê được thực