ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỆN TRỞ GIA NHIỆT KHUÔN TRONG NGÀNH CAO SU. doc

BỘ CÔNG THƯƠNG
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH






GVHD
GVHD
:
:
HOANG VAN HUE
HOANG VAN HUE
SVTH:
SVTH:
NHÓM 1
NHÓM 1

TÊN Đề TÀI:
NGHIÊN CứU THIếT Kế VÀ CHế TạO Hệ THốNG ĐIệN
TRở GIA NHIệT KHUÔN TRONG NGÀNH CAO SU.

Mục Tiêu:
- Tăng thêm nhiệt độ của khuôn cao su.
- Kiểm soát quá trình sản xuất sản phẩm cao su.
- Từ đó nâng cao chất lượng và tăng năng suất trong việc
sản xuất cao su.


Phương Pháp Nghiên Cứu:
- Phương pháp đánh giá cảm quan
- Phương pháp thống kê
- Phương pháp phân tích các chỉ tiêu

Đối Tương Nghiên Cứu:
- Khuôn cao su
- Nguyên liệu cao su
- Điều kiện lưu hóa và nhiệt độ của khuôn
Cây mục tiêu:

Hệ thống điện trở gia nhiệt
khuôn cao su
Nguyên
Liệu
Cao Su
Hóa Chất
Lưu
Huỳnh
Than
Đất
sét
Đ.Kiện
Lưu hóa
Nhiệt
độ
Thời
Gian

CÁC GIả THUYếT KHOA HọC:


Cao su rất cần thiết trong đời sống của chúng ta. Nó là một
chất hữu cơ có độ co giãn cao, có thể kéo dài ra gấp tám lần
so với chiều dài ban đầu và được sử dụng rất nhiều ở trong
nhà, các ngành công nghiệp, bệnh viện, v.v

Trong ngành sản xuất cao su hiện nay khó khăn phần lớn là
hệ thống cung cấp nhiệt cho khuôn không được ổn định. Vì
vậy việc cải tiến hệ thống nhiệt độ của khuôn rất quan trọng
nhằm giảm được số lượng sản phẩm bị phế vì thiếu nhiệt
đồng thời tăng năng suất và giảm thời gian lưu hóa cao su

1.1 Đặt Vấn Đề

Trong thời đại ngày nay, thời đại của công nghệ, thời đại của
kỹ thuật cao. Các ngành công nghiệp đều phát triển một cách
mạnh mẽ và chúng không thể phủ nhận sự phát triển của
ngành cao su, đặc biệt là ngành cao su kỹ thuật, nó dường
như góp sức cho sự phát triển của tất cả các ngành công
nghiệp nặng và nhẹ khác như đóng tàu, máy bay, quân sự,
dầu khí, xây dựng…

Để tạo ra được một sản phẩm cao su kỹ thuật đạt chất lượng
đáp ứng được yêu cầu của khách hàng cần phải trải quá một
quá trình yêu cầu kỹ thuật của các bộ phận như: cán luyện,
cân đong, thử mẫu và cuối cùng là bộ phận chế tạo khuôn,
nhưng vấn đề cốt lõi ở đây là hệ thống nhiệt độ của khuôn
phải cực kỳ chính xác, nếu không đáp ứng được điều kiện
này cũng đồng nghĩa với việc sản phẩm đó sẽ trở thành phế
phẩm.


Trong quá trình nghiên cứu để tạo ra sản phẩm có chất lượng cao,
những người nắm bắt kỹ thuật chuyên ngành cao su đã nhận ra một
điều rằng: nhiệt độ của khuôn quyết định sản phẩm đó là thành phẩm
hay phế phẩm.

Chính vì vậy nhóm nghiên cứu chọn đề tai “ Nghiên c u thi t k ứ ế ế
h th ng đi n tr gia nhi t khuôn trong ngành cao su ” v i ệ ố ệ ở ệ ớ
m c đích tìm ra ph ng pháp đ kh c ph c hi n t ng ụ ươ ể ắ ụ ệ ượ
không n đ nh nhi t đ c a khuôn cao su nh m nâng cao ổ ị ệ ộ ủ ằ
ch t l ng s n ph m, gi m s l ng s n ph m b ph đ ng ấ ượ ả ẩ ả ố ượ ả ẩ ị ế ồ
th tăng năng su t s n xu t.ờ ấ ả ấ

1.2 MỤC TIÊU CHỌN ĐỀ TÀI:

Nghiên c u thi t k h th ng đi n tr gia nhi t ứ ế ế ệ ố ệ ở ệ
khuôn trong ngành cao su

Đ tài nh m:ề ằ

- Góp phần nâng cao chất lượng hệ thống nhiệt độ của
khuôn.

- Hạn chế số lượng sản phẩm bị phế.

- Nâng cao chất lượng sản phẩm và tăng năng suất sản xuất.

1.3 ĐỐI TƯỢNG VÀ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU:

1.3.1 Đối tượng nghiên cứu:


- H th ng đi n tr trong khuôn cao suệ ố ệ ở

1.3.2 Khách thể nghiên cứu:

- Khuôn cao su.

- Sản phẩm cao su.

- Hệ thống điện trở.

1.4 Giả thuyết nghiên cứu:

Nghiên c u thi t k h th ng đi n tr gia nhi t ứ ế ế ệ ố ệ ở ệ
khuôn trong ngành cao su n u đ c ch t o s đáp ế ượ ế ạ ẽ
ng đ c nhu c u v s n ph m có ch t l ng t t, ứ ượ ầ ề ả ẩ ấ ượ ố
tăng năng su t ch t oấ ế ạ

1.5Nhiệm vụ nghiên cứu

Nhiệm vụ 1: Nghiên cứu cơ sở lý luận của đề tài

Nhiệm vụ 2: Nghiên c u thi t k h th ng đi n tr ứ ế ế ệ ố ệ ở
gia nhi t khuôn trong ngành cao su ệ

Nhiệm vụ 3: Thử nghiệm các đi n tr đã thi t kệ ở ế ế

Nhi m v 4:ệ ụ Quan sát, đánh giá và lấy ý kiến của cán bộ
kỹ thuật về tính khả thi của đề tài.


1.6 PHẠM VI VÀ GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU:

Trong phạm vi nhỏ này đề tài chỉ được thực hiện tại Công Ty
TNHH MTV Cao Su Thống Nhất.

Người thực hiện: Người nghiên cứu có thể đảm nhiệm vai trò
thiết kế vì có thể nắm được quy trình sản xuất cao su kỹ thuật.

1.7 TÍNH MỚI VÀ GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI:

1.7.1 Tính mới mẽ của đề tài:

Đề tài có cá c điểm mới:

- Tìm hi u v lĩnh v c đi n và c khíể ề ự ệ ơ

- Th nghi m vi c phát tri n h th ng đi n tr trong ử ệ ệ ể ệ ố ệ ở
khuôn cao su

- N i dung đ tài đ c th c hi n d a trê n c s đ ng ộ ề ượ ự ệ ự ơ ở ị
h ng c a quá trình thi t k và ch t o khuôn cao su ướ ủ ế ế ế ạ
hi n nay.ệ

Về giá trị thực tiễn, sau khi đề tài hoàn tất sản phẩm của đề tài là
cách thiết kế và ch t o khuôn cao su có h th ng gia ế ạ ệ ố
nhi t bên trong.ệ

1.7.2 Hướng phát triển của đề tài:

- Đề tài cần được tiếp tục phát triển hướng đến thiết kế t c ấ

c ả các lo i khuôn cao su.ạ

1.8 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:

Để thực hiện đề tài, người nghiên cứu sử dụng các phương
pháp sau đây:

1.8.1 PP quan sát:

Quan sát chất lượng sản phẩm và hệ thống điện trở.

1.8.2 PP ph ng v n, đi u tra: ỏ ấ ề

Thu th p d li u t phòng qu n lý ch t l ng và ậ ữ ệ ừ ả ấ ượ
khách hàng v ch t l ng s n ph m sau khi s ề ấ ượ ả ẩ ử
d ng h th ng đi n tr m i.ụ ệ ố ệ ở ớ

Ch n m u s n ph m đ ki m tra ch t l ng.ọ ẫ ả ẩ ể ể ấ ượ

1.8.3 PP th c nghi m t nhiên: ự ệ ự

Thi t k và ch y th h th ng đi n trế ế ạ ử ệ ố ệ ở

1.8.4 PP nghiên c u tài li u: ứ ệ

Phân tích và tổng hợp tài liệu về các định hướng trong quá
trình sản xuất cao su.
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

Trong quá trình sản xuất sản phẩm cao su kỹ thuật, yêu cầu

chất lượng sản phẩm làm ra phải đạt theo tiêu chuẩn của
khách hàng như độ nhám, độ bóng bề mặt sản phẩm, dung
sai kích thước….Đây là một trong những yêu cầu khắt khe
của ngành sản xuất cao su kỹ thuật nó không chỉ phụ thuộc
vào chất lượng đầu vào của nguyên liệu cao su, nó còn phụ
thuộc rất lớn vào bộ phận chế tạo khuôn, dụng cụ hổ trợ
trong quá trình sản xuất.

Nắm bắt được tình hình đó nên việc chủ động của bộ phận
chế tạo khuôn phải thiết kế, chế tạo hệ thống điện trở gia
nhiệt cho khuôn cao su là một vấn đề hết sức cần thiết.
CH NG 2: C S LÝ LU NƯƠ Ơ Ở Ậ

2.1 Khái niệm khuôn cao su:

Khuôn cao su là loại khuôn ép nóng, được nhồi với áp lực lớn, thường
được sử dụng để tạo mẫu nhanh chóng các bộ phận phức tạp, sử dụng
nguyên liệu chính là cao su tự nhiên, sau đó được pha chế, theo một số
công thức nhất định tùy theo yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm.

2.2 Đặc điểm của khuôn cao su:

Cũng là khuôn, nhưng khuôn cao su khác với khuôn nhựa, khuôn đúc
áp lực rất nhiều, so với khuôn nhưa, các lòng khuôn được phải được
làm mát thường xuyên và có hệ thồng lói sản phẩm nằm phía trong
khuôn, còn khuôn cao su phải được gia nhiệt và nhiệt độ của khuôn
phải được duy trì một cách ổn định, nếu trong quá trình lưu hóa, nhiệt
độ trong khuôn không đều sẽ dẫn đến hiện tượng tạo bọt khí trong lòng
sản phẩm (hiện tượng cao su bị sống).Hiện tượng mất nhiệt trong
khuôn cao su xảy ra trong quá trình sản xuất là rất cao, chỉ cần lệch từ

3 đến 5 độ C, cũng đã làm cho sản phẩm trở thành phế phẩm.

2.3 Khái niệm về điện trở.

Điện trở là gì ? Ta hiểu một cách đơn giản – Điện trở là sự
cản trở dòng điện của một vật dẫn điện, nếu một vật dẫn
điện tốt thì điện trở nhỏ, vật dẫn điện kém thì điện trở lớn,
vật cách điện thì điện trở là vô cùng lớn.

Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào chất liệu, độ dài và tiết
diện của dây, được tính theo công thức sau:
R = .ρ L / S
Trong đó ρ là điện trở xuất phụ thuộc vào chất liệu
L là chiều dài dây dẫn
S là tiết diện dây dẫn
R là điện trở đơn vị là Ohm

Đơn vị của điện trở :

Đơn vị điện trở là (Ω Ohm) , K , Ω MΩ

1K = 1000 Ω Ω

1M = 1000 Ω K = 1000.000 Ω Ω

Công d ng c a đi n tr :ụ ủ ệ ở

Được sử dụng để tạo ra nhiệt độ, cung cấp nhiệt cho những
hệ thống yêu cầu nhiệt độ cao, nhanh chóng.


Chỉ sử dụng điện năng, vì thế không trực tiếp ảnh hưởng đến
môi trường, hệ thống gọn nhẹ, dễ kiểm soát.

2.4 Khái niệm nhiệt độ là gì?

Nhiệt độ là đại lượng có liên quan chặt chẽ với mức độ
nhanh hay chậm của chuyển động hỗn loạn của các phân tử ,
nhiệt độ là đại lượng đặc trưng cho tính chất vĩ mô của vật,
cho sự nhanh hay chậm của các phân tử cấu tạo nên vật đó.

2.5 Các loại đơn vị của nhiệt độ:

Trong hệ đo lường quốc tế, nhiệt độ được đo bằng đơn vị
Kelvin, kí hiệu là K.

Ở Việt Nam và nhiều nước, nhiệt độ được đo bằng độ C.

Độ Fahrenheit hay còn được gọi là độ F

2.6 Sự dẫn nhiệt là gì?

Dẫn nhiệt là sự truyền nhiệt năng từ phần này sang phần
khác của cùng một vật hoặc từ vật này sang vật khác.

2.7 Nhận xét kết quả của các nghiên cứu trước đây:

Trước đây bộ phận kỹ thuật chỉ tính toán, chế tạo hệ thống
điện trở gia nhiêt cho những bộ khuôn có kích thước nhỏ,
đơn giản, nhưng quá trình cải tiến, phát triển ngày càng cao
của nhà máy, hiện tại có những khuôn với kích thước lớn

hơn, hình dạng sản phẩm phức tạp hơn và vì thế hệ thống
điện trở hiện tại trở nên lạc hậu, không còn cung cấp đủ
nhiệt độ cho khuôn, dẫn đến năng suất sản xuất bị hạn chế,
ảnh hưởng đến quá trình sản xuất. Tuy nhiên có thể dựa vào
các nghiên cứu trước đây, để tích lũy kinh nghiệm cho việc
chế tạo hệ thống điện trở mới nhằm nâng cao chất lượng
nhiệt độ của khuôn cũng như chất lượng sản phẩm.
CHƯƠNG 3 VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

3.1 Vì sao phải chế tạo hệ thống điên trở mới?

- Sự không thỏa mãn của khách hàng về chất lượng, năng
suất của sản phẩm.

- Yêu cầu sáng kiến, cải tiến của đơn vị sản xuất.

3.2 Tiến trình nghiên cứu:

3.2.1 Các phương pháp nghiên cứu:

A.Phương pháp quan sát:

Bằng việc quan sát thực tế chất lượng sản phẩm như : bề mặt
sản phẩm, mặt phân khuôn, độ bóng của sản phẩm, quan sát
sản phẩm bị sống, bị dính vào lòng khuôn dẫn đến hiện
tượng sản phẩm phế trở nên nhiều.

B.Phương pháp phỏng vấn điều tra:

Tham vấn ý kiến của phòng quản lý chất lượng và trực tiếp

lấy ý kiến phản hồi của khách hàng về chất lượng và năng
suất của sản phẩm.

Ch n m u s n ph m đ ki m tra ch t l ng.ọ ẫ ả ẩ ể ể ấ ượ

Từ đó đưa ra biện pháp khắc phục những hạn chế đang tồn
tại.

C.Phương pháp th c nghi m t nhiên: ự ệ ự

Nghiên cứu, tính toán và thiết kế hệ thống điên trở mới,sau
đó đưa vào hoạt động và đánh giá chất lượng của sản phẩm,
độ bền của hệ thống điện trở mới, đồng thời kiểm tra độ tin
cậy của hệ thống, đánh giá xem nó có bền không? Hiệu quả
hay không? Năng suất cao hay thấp…

D.Phương pháp nghiên cứu tài liệu:

Áp dụng các loại tài liệu liên quan đến qui trình sản xuất cao
su, tài liệu để nghiên cứu chế tạo các loại điện trở, tài liệu
hướng dẫn thiết kế khuôn cao su.

Cùng với một số phương pháp trên, còn được hỗ trợ bở các
cách thông số kinh nghiệm của bộ phận thử mẫu sản phẩm,
bộ phận trực tiếp sản xuất, của người vận hành máy,của bộ
phận cơ điện…

3.2.2 Thiết kế nghiên cứu:

Nhiệm vụ chủ yếu của phần nghiên cứu này là nhằm tạo ra

hệ thống điện trở gia nhiệt cho khuôn cao su, sau khi nghiên
cứu đi đến bước hoàn tất, sẽ chuẩn bị cho việc lập kế hoạch,
qui trình chế tạo.

3.2.3 Các giai đoạn thực hiện nghiên cứu

A.Giai đoạn nhận được yêu cầu nghiên cứu:

Đây là giai đoạn khởi đầu của quá trình nghiên cứu, thiết kế
chế tạo này, nó được xuất phát từ nhu cầu để có được sản
phẩm đạt chất lượng cao, thỏa mãn yêu cầu khắt khe của
khách hàng, đây là kết quả của một quá trình lâu dài, sau
một thời gian sản xuất, bộ phận sản xuất phát hiện ra những
vấn đề không hợp lý, hoặc nhận được yêu cầu của khách
hàng và phản hồi đến bộ phận kỹ thuật, bộ phận thiết kế, chế
tạo khuôn đưa ra phương pháp khắc phục, hoặc cải tiến thêm
các chi tiết phụ trợ khác để có thể tạo ra được sản phẩm cóh
chất lượng như ý muốn. Đây là ý tưởng tuyệt vời để cho việc
chế tạo được thực hiện một cách chính xác, nhanh chóng và
hiệu quả.

B.Giai đoạn tìm hiểu vấn đề:

Giai đọan này là giai đoạn quyết định yêu cầu có thể thực
hiện thành công hay không? Nghiên cứu có khả thi không?
Và giai đoạn này yêu cầu bộ phận chế tạo phải khảo sát thực
tế của các khuôn gặp sự cố, đánh giá mức độ cần cải tiến
thêm, xác định những khó khăn gặp phải khi bắt tay vào
thực hiện, việc thực hiện nghiên cức có nhr hưởng gì đến qui
trình sản xuất hay không? phải hoạch định những kế hoạch

cụ thể cần có cho việc nghiên cứu, chế tạo, cải tiến. Phải có
thông tin chính xác về điều kiện hoạt động của khuôn, điều
kiện kỹ thuật của sản phẩm, yêu cầu về mặt chất lượng của
sản phẩm và giá giá thành của sản phẩm…tấc cả quyết định
cho việc nghiên cứu sẽ thành công hay thất bại.

3.2.4 Đối tượng nghiên cứu:

Đối tượng nghiên cứu ở đây được chọn là hệ thống điện trở
cây, để tạo được nhiệt độ ổn định, nhanh chóng cho nhưng
khuôn có kích thước lớn, biên dạng sản phẩm phức tạp.

Lo i đi n tr th ng đ c dùng là đi n tr s , nó ạ ệ ở ườ ượ ệ ở ứ
có c u t o đ n gi n, d l p đ t, có th đ t âm vào ấ ạ ơ ả ể ắ ặ ể ặ
trong lòng khuôn ho c lõi khuôn.ặ

3.2.5 Cách chọn đối tượng:

Điện trở được chọn khi thiết kế phải phù hợp với kết cấu của
khuôn cao su, bởi vì khuôn cao su có kết cấu rất khác so với
khuôn nhựa, nên việc chọn loại điện trở nào phải phụ thuộc
vào kết cấu của từng loại khuôn đó. ở đây nhóm nghiên cứu
chọn lại điện trở khô, vì đây là lạo điện trở có tính lưu động,
dể mua được ngoài thị trường.

Các sản phẩm cao su trong quá trình lưu hóa, phải được giữ
ở một nhiệt định, không được làm mất nhiệt của khuôn, tiêu
chuẩn nhiệt độ trung bình của khuôn cao su là 170 độ C,
nhưng chỉ với những sản phẩm đơn giản, ta mới đạt được độ
cân bằng nhiệt trong lòng khuôn. Còn với những khuôn với

kích thước lớn, cần phải có sự hỗ trợ nhiệt từ thiết bị gia
nhiệt khác, rất mất thời gian, đôi khi còn gặp phải sự mất
nhiệt trong quá trình tạo nhiệt.
CHƯƠNG 4 PHÂN TÍCH

4.1 Dữ liệu và phân tích dữ liệu thu thập được:

Thu thập được thông tin từ sản phẩm, sản phẩm bị dính
trong khuôn vì thiếu nhiệt, bề mặt sản phẩm bị sần sùi vì
thiếu nhiệt, bộ lõi khuôn đang sản xuất được làm bằng vật
liệu Nhôm, vì thế mức độ hao tổn nhiệt độ là khá cao, vì vậy
trước tiên phải chọn lại vật liệu của lõi.

Tiêu chuẩn nhiệt độ của khuôn phải đạt từ 170 C,nhưng
trong quá trình theo dõi, khuôn không đạt mức nhiệt độ
này,và hiện tại lõi khuôn đang được gia nhiệt bằng cách sử
dụng lò hấp, điều này không thuận tiện cho việc gia nhiệt và
giữ nhiệt độ của lõi khuôn, dẫn đến tình trạng sản phẩm bị
sống, dính vào khuôn. Vì thế phải chế tạo lõi mới, bên trong
có gắng điện trở trực tiếp. Như thế sẽ khắc phục được hiện
tượng thiếu hụt nhiệt độ.