(Đồ án hcmute) nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy tráng men cho khay chứa than bếp gia dụng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO
MÁY TRÁNG MEN CHO KHAY CHỨA THAN BẾP GIA DỤNG

GVHD: ThS. TRẦN THẾ SAN
SVTH: LÊ TÔN HẢI TRIỀU
MSSV: 13143369
SVTH: TRẦN CÔNG THÀNH
MSSV: 13143322

SKL 0 0 5 0 0 7

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2017

do an


TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY TRÁNG
MEN CHO KHAY CHỨA THAN BẾP GIA DỤNG

GVHD: ThS. TRẦN THẾ SAN
SVTH: LÊ TÔN HẢI TRIỀU
MSSV: 13143369
SVTH: TRẦN CÔNG THÀNH
MSSV: 13143322
Khóa: 2013

Tp. Hồ Chí Minh tháng 7 năm 2017

do an


TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY TRÁNG
MEN CHO KHAY CHỨA THAN BẾP GIA DỤNG

GVHD: ThS. TRẦN THẾ SAN
SVTH: LÊ TÔN HẢI TRIỀU
MSSV: 13143369
SVTH: TRẦN CÔNG THÀNH
MSSV: 13143322
Khóa: 2013

Tp. Hồ Chí Minh tháng 7 năm 2017

do an


TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

Bộ môn: Công Nghệ Chế Tạo Máy
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Lê Tôn Hải Triều

MSSV: 13143369

Hội đồng: 7

Họ và tên sinh viên: Trần Công Thành

MSSV: 13143322

Hội đồng: 7

Tên đề tài:NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY TRÁNG MEN CHO
KHAY CHỨA THAN BẾP GIA DỤNG
Ngành đào tạo: Công Nghệ Chế Tạo Máy
Họ và tên GV hƣớng dẫn: Ths. Trần Thế San

Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên.
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................

2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN.
2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................

2.2 Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát
triển)
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................

2.3.Kết quả đạt được:

do an


....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................................................

2.4. Những tồn tại (nếu có):
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................

3. Đánh giá:

1.

2.

Điểm
tối đa

Mục đánh giá

TT

Hình thức và kết cấu ĐATN

Điểm đạt
đƣợc

30

Đúng format với đầ y đủ cả hình thức và nội dung của các mục

10

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài

10

Tính cấp thiết của đề tài

10

Nội dung ĐATN

50

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật,
khoa học xã hợi…

5

Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá

10

Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy
trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế.

15

Khả năng cải tiến và phát triển

15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành…

5

3.

Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài

10

4.

Sản phẩm cụ thể của ĐATN

10

Tổng điểm

100

4. Kết luận:
 Đƣợc phép bảo vệ
 Không đƣợc phép bảo vệ
TP.HCM, ngày

tháng

năm 2017

Giảng viên hƣớng dẫn
((Ký, ghi rõ họ tên)

do an


TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

Bộ môn: Công Nghệ Chế Tạo Máy
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho giảng viên phản biện)
Họ và tên sinh viên: Lê Tôn Hải TriềuMSSV: 13143369

Hội đồng: 7

Họ và tên sinh viên: Trần Công ThànhMSSV: 13143322

Hội đồng: 7

Tên đề tài:NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY TRÁNG MEN CHO
KHAY CHỨA THAN BẾP GIA DỤNG
Ngành đào tạo: Công Nghệ Chế Tạo Máy
Họ và tên GV phản biện: (Mã GV) :Ths. Nguyễn Nhựt Phi Long
Ý KIẾN NHẬN XÉT

1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................

2. Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát
triển)
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................

3. Kết quả đạt được:
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................

4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:
....................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................

5. Câu hỏi:

do an


..................................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................................

..................................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................................

6. Đánh giá:

1.

2.

Điểm tối
đa

Mục đánh giá

TT

Hình thức và kết cấu ĐATN

Điểm đạt
đƣợc

30

Đúng format với đầ y đủ cả hình thức và nội dung của các mục

10

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài

10

Tính cấp thiết của đề tài

10

Nội dung ĐATN

50

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, khoa
học xã hội…

5

Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá

10

Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy trình
đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế.

15

Khả năng cải tiến và phát triển

15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành…

5

3.

Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài

10

4.

Sản phẩm cụ thể của ĐATN

10
Tổng điểm

100

7. Kết luận:
 Đƣợc phép bảo vệ
 Không đƣợc phép bảo vệ
TP.HCM, ngày

tháng

năm 2017

Giảng viên phản biện
((Ký, ghi rõ họ tên)

do an


LỜI CAM KẾT
Tên đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy tráng men cho khay chứa
than bếp gia dụng”.
Giáo viên hƣớng dẫn: TH.S. TRẦN THẾ SAN
Họ và tên sinh viên: LÊ TÔN HẢI TRIỀU

MSSV: 13143369

Địa chỉ sinh viên: Xã Tam Xuân I, Huyện Núi Thành, Tỉnh Quảng Nam
Số điện thoại liên lạc: 0963027340
Email:
Họ và tên sinh viên: TRẦN CÔNG THÀNHMSSV: 13143322
Địa chỉ sinh viên: Xã Minh Thạnh, Huyện Dầu Tiếng, Tỉnh Bình Dƣơng
Số điện thoại liên lạc: 01679801971
Email:
Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN):
Lời cam kết: “Tơi xin cam đoan khố luận tốt nghiệp (ĐATN) này là cơng trình
do chính tơi nghiên cứu và thực hiện. Tôi không sao chép từ bất kỳ một tài liệu đã
đƣợc cơng bố nào mà khơng trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm
nào, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm”.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng 7 năm 2017
Đại diện ký tên

do an

LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, chúng em đã nhận đƣợc nhiều sự giúp
đỡ, đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình từ thầy cơ, gia đình và bạn bè.Chúng em
xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Th.s Trần Thế San và Th.s Nguyễn Nhựt Phi
Long đã tận tình hƣớng dẫn, chỉ bảo chúng em trong suốt quá trình làm đồ
án.Chúng em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trƣờng ĐH Sƣ
Phạm Kỹ Thuật TPHCM nói chung, các thầy cơ trong Bộ mơn cơng nghệ chế tạo
máy nói riêng đã dạy dỗ cho chúng em kiến thức về các môn đại cƣơng cũng nhƣ
các môn chuyên ngành, đã giúp chúng em có đƣợc cơ sở lý thuyết vững vàng và
tạo điều kiện giúp đỡ chúng em trong suốt quá trình học tập.Với điều kiện thời
gian cũng nhƣ kinh nghiệm còn hạn chế của mình, đồ án này khơng thể tránh đƣợc
những thiếu sót. Chúng em rất mong nhận đƣợc sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến tận
tình của các thầy cơ để chúng em có điều kiện bổ sung, nâng cao kiến thức của
mình, phục vụ tốt hơn cho cơng tác thực tế sau này.Cuối cùng, chúng em xin chân
thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã ln tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động
viên chúng em trong suốt q trình học tập và hồn thành đồ án tốt nghiệp.

Nhóm sinh viên thực hiện

i

do an


TÓM TẮT ĐỒ ÁN

“Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy tráng men cho khay chứa than bếp
gia dụng”
Ngày nay, ngành công nghiệp men gốm phát triển ở khắp mọi nơi trên thế
giới, với nhiều ứng dụng của men đƣợc áp dụng trong nhiều sản phẩm để phục vụ

nhu cầu đời sống hằng ngày nhƣ các đồ gia dụng trong nhà bếp, các đồ vệ sinh đến
thiết bị điện tử và những tấm kết cấu trong xây dựng. Trong đó khay đựng than
cho bếp gia dụng cũng là một sản phẩm đƣợc tráng men nhầm bảo vệ tốt cho nó
trong suốt quát trình đốt than để nấu hoặc nƣớng thức ăn. Vì khay đựng than làm
việc trong mơi trƣờng nhiệt độ cao nên việc phủ lên bề mặt khay một lớp men bảo
vệ là rất cần thiết, nhằm bảo vệ nó khỏi bị ăn mịn, gỉ sét, chịu nhiệt, chịu bền tốt
hơn, thời gian sử dụng đƣợc lâu hơn. Nhu cầu sử dụng bếp nƣớng than ngày càng
nhiều để thay thế cho các bếp nƣớng cồn, bếp nƣớng ga vừa mất an tồn hay cháy
nổ, do đó số lƣợng khay đựng than cũng đƣợc sử dụng nhiều. Vì những lí do trên,
cũng nhƣ do kết cấu chi tiết khay nên chúng em đã nghiên cứu, tính tốn , thiết kế
chế tạo máy tráng men này cho phù hợp với việc tráng men chi tiết khay, đồng thời
tăng năng suất khay đáp ứng nhu cầu sử dụng ngày càng nhiều.

Nhómsinh viên thực hiện

ii

do an


Mục Lục
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................. i
TÓM TẮT ĐỒ ÁN ......................................................................................... ii
CHƢƠNG 1 : GIỚI THIỆU .............................................................................1
1.1. Tính cấp thiết và mục tiêu nghiên cứu của đề tài .................................1
1.1.1. Tính cấp thiết của đề tài .................................................................1
1.1.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ......................................................1
1.2. Đối tƣợng, phạm vi và nội dung nghiên cứu ........................................1
1.2.1. Đối tƣợng nghiên cứu ....................................................................1
1.2.2. Phạm vi nghiên cứu........................................................................1

1.2.3. Nội dung nghiên cứu ......................................................................1
CHƢƠNG 2 : TỔNG QUAN...........................................................................2
2.1. Tầm quan trọng của các sản phẩm tráng men .......................................2
2.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngồi nƣớc ..........................2
2.2.1. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc...................................................2
2.2.2. Tình hình ngồi nƣớc .....................................................................3
CHƢƠNG 3 : CƠ SỞ LÍ THUYẾT .................................................................5
3.1. Khái niệm về men .................................................................................5
3.2. Phân loại men ........................................................................................5
3.2.1. Phân loại theo thành phần ..............................................................5
3.2.2. Phân loại theo cách sản suất...........................................................6
3.2.3. Phân loại theo nhiệt độ nung ..........................................................6
3.2.4. Phân loại theo thẩm mỹ..................................................................7
3.3. Các tính chất của men ...........................................................................8
3.3.1. Tính chảy lỏng ...............................................................................8
3.3.2. Nhiệt độ nóng chảy ........................................................................9
3.3.3. Độ nhớt...........................................................................................9
3.3.4. Sức căng bề mặt .............................................................................9
3.3.5. Hệ số giãn nở nhiệt ......................................................................10
3.3.6. Độ cứng ........................................................................................11
iii

do an


3.3.7. Độ bền chống bào mịn ................................................................12
3.3.8. Tính cách điện của men ...............................................................12
3.3.9. Độ bền hoá ...................................................................................12
3.3.10. Lớp trung gian giữa xƣơng và men ............................................12
3.3.11. Sự tạo men màu..........................................................................13

3.4. Công thức và nguyên liệu men ...........................................................14
3.5. Phƣơng pháp điều chế men .................................................................15
3.5.1. Phƣơng pháp cổ điển ....................................................................15
3.5.2. Phƣơng pháp frit ..........................................................................15
3.5.3. Cơng thức xác định khoảng nóng chảy của men .........................16
3.6. Một số trang thiết bị dùng trong máy tráng men ................................18
3.6.1. Động cơ bƣớc ...............................................................................18
3.6.2. Driver MA860H ...........................................................................22
3.6.3. Driver HY-DIV268N-5A .............................................................23
3.6.4. Arduino ........................................................................................24
3.6.5. Gối đỡ...........................................................................................25
3.7. Các bộ truyền động .............................................................................25
3.7.1. Bộ truyền xích ..............................................................................25
3.7.2. Bộ truyền đai răng ........................................................................28
3.7.3. Bộ truyền bánh răng .....................................................................29
3.8. Cơ sở lí thuyết tính tốn ......................................................................30
CHƢƠNG 4 : QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MEN VÀ TRÁNG
MEN ..........................................................................................................................39
4.1. Quy trình chế tạo men .........................................................................39
4.1.1. Các nguyên liệu thƣờng dùng để sản xuất men ...........................39
4.1.2. Thiết bị chế tạo men .....................................................................42
4.1.3. Lựa chọn phƣơng pháp chế tạo men ............................................44
4.1.4. Phối liệu men ...............................................................................45
4.1.5. Tính tốn thành phần bài men ......................................................45
4.1.6. Chế tạo men .................................................................................49
iv

do an

4.2. Quy trình tráng men ............................................................................51
4.2.1. Mục đích tráng men .....................................................................51
4.2.2. Phân tích chi tiết ...........................................................................51
4.2.3. Xử lý bề mặt chi tiết trƣớc khi tráng men ....................................52
4.2.4. Chuẩn bị men tráng ......................................................................53
4.2.5. Tráng men lên chi tiết ..................................................................53
4.2.6. Kiểm tra đánh giá chất lƣợng sản phẩm ......................................54
CHƢƠNG 5 : QUY TRÌNH TÍNH TỐN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO
MÁY TRÁNG MEN .................................................................................................55
5.1. Phƣơng hƣớng và giải pháp thiết kế ...................................................55
5.1.1. Thiết kế cụm 1: Cụm định vị cố định chi tiết Khay để xoay khi
nhúng .................................................................................................................55
5.1.2. Thiết kế cụm 2: Cụm xoay chi tiết nhúng ....................................59
5.1.3. Thiết kế cụm 3: Cụm kéo gập cơ cấu để nhúng chi tiết Khay .....62
5.1.4. Sơ đồ nguyên lý phƣơng án lựa chọn ..........................................65
5.2. Tính tốn cho cơ cấu nhúng men ........................................................66
5.2.1. Phân tích năng suất làm việc của máy .........................................66
5.2.2. Tính tốn và chọn động cơ 1 ........................................................66
5.2.3. Bộ truyền bánh răng .....................................................................67
5.2.4. Tính tốn bộ truyền xích ..............................................................75
5.2.5. Tính tốn bộ truyền đai ................................................................77
5.2.6. Tính tốn thơng số và kiểm nghiệm độ bền trục..........................81
5.3. Thiết kế mạch điện ..............................................................................90
5.3.1. Sơ đồ mạch điều khiển động cơ ...................................................90
5.3.2. Chƣơng trình điều khiển bằng arduino ........................................91
CHƢƠNG 6 : QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHO MỘT SỐ CHI TIẾT
ĐIỂN HÌNH ..............................................................................................................96
6.1. Chi tiết .................................................................................................96
6.1.1. Gia cơng trục gắn bánh răng và đĩa xích......................................96
6.1.2. Gia cơng trục gắn đế cơ cấu nhúng ..............................................98

6.2. Chế tạo cơ khí ...................................................................................100
v

do an


6.3. Quy trình gia cơng một số chi tiết điển hình .....................................106
6.4. Một số hình ảnh gia cơng ..................................................................106
CHƢƠNG 7 : SẢN PHẨM ..........................................................................108
7.1. Bản vẽ lắp và bản vẽ phân rã của máy ..............................................108
7.2. Thiết kế chế tạo một số chi tiết .........................................................109
7.3. Hình ảnh máy thiết kế trên phần mềm và thực tế .............................112
7.4. Hƣớng dẫn sử dụng ...........................................................................113
7.4.1. Thông số kỹ thuật.......................................................................113
7.4.2. Cách sử dụng ..............................................................................114
CHƢƠNG 8 : KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN............................115
8.1. Kết luận: ............................................................................................115
8.2. Hƣớng phát triển ...............................................................................115
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................116

vi

do an


DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1. Thành phần loại men này nằm trong giới hạn sau: .........................6
Bảng 3.2. Thành phần loại men này nằm trong giới hạn sau: .........................7
Bảng 3.3. Số liệu để tính sức căng bề mặt của men ở 900°C ..........................9
Bảng 3.4. Bảng tính tốn hệ số giãn nở nhiệt của men dùng ở 400 - 500°C .11

Bảng 3.5. Hằng số nóng chảy của ơxít hoặc hợp chất dễ nóng chảy .............17
Bảng 3.6. Hằng số nóng chảy của ơxít hoặc hợp chất khó nóng chảy...........17
Bảng 3.7. Bảng tra cứu nhiệt độ nóng chảy (°C) của men theo hệ số K .......17
Bảng 4.1. Bảng phối liệu men ........................................................................45
Bảng 4.2. Bảng trọng lƣợng mol các nguyên liệu cơ bản thƣờng .................45
Bảng 4.3. Trọng lƣợng nguyên tử và trọng lƣợng mol các ôxyt thƣờng dùng47

DANH MỤC HÌNH

vii

do an


Hình 2.1.Sản phẩm nhà bếp của Riess Kelomat ..............................................4
Hình 2.2. Khoang lị tráng men gốm cao cấp ..................................................5
Hình 3.1. Minh hoạ cách xác định hiện tƣợng ...............................................10
Hình 3.2. Bong men xảy ra tại 550oC ............................................................11
Hình 3.3. Men bị nứt, các vết nứt gây lỗi trên bề mặt sản phẩm ...................13
Hình 3.4. Chế tạo màu bền nhiệt ....................................................................14
Hình 3.5. Phƣơng pháp frit hóa ......................................................................15
Hình 3.6. Ảnh một loại Frit ............................................................................16
Hình 3.7. Động cơ bƣớc biến từ trở ...............................................................18
Hình 3.8. Động cơ bƣớc đơn cực ...................................................................19
Hình 3.9. Động cơ bƣớc lƣỡng cực ................................................................20
Hình 3.10. Động cơ bƣớc nhiều pha ..............................................................20
Hình 3.11. Động cơ bƣớc kiểu lai ..................................................................21
Hình 3.12. Động cơ bƣớc 86BYG450A và 85BYGH450C...........................21
Hình 3.13. Drive MA860H ............................................................................22
Hình 3.14. Driver HY-DIV268N-5A .............................................................23

Hình 3.15. Arduino UNO ...............................................................................24
Hình 3.16. Gối đỡ vịng bi .............................................................................25
Hình 3.17. Bộ truyền xích ..............................................................................25
Hình 3.18. a) Cấu tạo xích con lăn; b) Nối xích ............................................26
Hình 3.19. Xích con lăn .................................................................................27
Hình 3.20. Biên dạng và kết cấu đĩa xích con lăn..........................................27
Hình 3.21. Đĩa xích ........................................................................................28
Hình 3.22. Bộ truyền đai răng ........................................................................29
Hình 3.23. Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng .............................................30
Hình 4.1. Máy trộn .........................................................................................43
Hình 4.2. Máy nghiền bi ................................................................................43
Hình 4.3. a) Lị quay; b) Lị buồng ................................................................44
Hình 4.4. Máy sàng rung ................................................................................44
Hình 4.5. Khay đựng than ..............................................................................51
Hình 4.6. Bếp than eco ...................................................................................52
Hình 5.1. Sơ đồ nguyên lý hoạt động ............................................................56
Hình 5.2. Sơ đồ nguyên lý hoạt động ............................................................59
Hình 5.3. Sơ đồ nguyên lý hoạt động ............................................................62
Hình 5.4. Sơ đồ nguyên lý .............................................................................65
Hình 5.5. Thơng số của đai răng ....................................................................80
viii

do an


Hình 5.6.Sơ đồ lực trục 1 ...............................................................................83
Hình 5.7. Sơ đồ lực trục 2 ..............................................................................87
Hình 5.8. Sơ đồ mạch điện .............................................................................91
Hình 5.9. Sơ đồ điện thực tế ..........................................................................91
Hình 6.1. Trục lắp bánh răng lớn và đĩa xích ..............................................100

Hình 6.2. Trục xoay chi tiết nhúng 1 ...........................................................100
Hình 6.3. Trục gắn đĩa xích..........................................................................101
Hình 6.4. Trục xoay chi tiết nhúng 2 ...........................................................101
Hình 6.5. Khung đỡ chi tiết xoay .................................................................102
Hình 6.6. Hộp đế gắn trục bánh răng và đĩa xích ........................................102
Hình 6.7. Đĩa xích ........................................................................................103
Hình 6.8. Thanh kẹp chi tiết khay ................................................................103
Hình 6.9. Đế tam giác gắn thanh kẹp ...........................................................104
Hình 6.10. Đế gắn động cơ bƣớc .................................................................104
Hình 6.11. Khung đỡ bộ phận nhúng ...........................................................105
Hình 6.12. Khung máy .................................................................................105
Hình 6.13. Khoan lỗ bạc chặn ......................................................................106
Hình 6.14.Tiện thanh kẹp .............................................................................106
Hình 6.15. Tiện thanh kẹp chi tiết ................................................................107
Hình 6.16. Khoan bạc chặn ..........................................................................107
Hình 7.1. Bản vẽ lắp.....................................................................................108
Hình 7.2. Bản vẽ phân rã..............................................................................108
Hình 7.3. Khung đỡ bộ phận nhúng men .....................................................109
Hình 7.4. Bộ phận định vị và xoay chi tiết ..................................................109
Hình 7.5. Trục gắn bánh răng và đĩa xích ....................................................109
Hình 7.6. Hộp gắn trục và động cơ ..............................................................110
Hình 7.7. Mơ hình 3D bộ truyền đai ............................................................110
Hình 7.8. Bộ truyền đai chế tạo ...................................................................110
Hình 7.9. Bộ truyền bánh răng và xích ........................................................111
Hình 7.10. Khung máy .................................................................................111
Hình 7.11. Mơ hình 3D ................................................................................112
Hình 7.12. Hình ảnh thực tế .........................................................................112
ix

do an

CHƢƠNG 1 : GIỚI THIỆU
1.1. Tính cấp thiết và mục tiêu nghiên cứu của đề tài
1.1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Trên phƣơng diện công nghiệp, men gốm đƣợc sử dụng nhƣ là một biện
pháp bảo vệ cho các loại vật liệu kim loại nhƣ sắt, thép, gang, nhôm,… thƣờng bị
hƣ hỏng nhanh, bị han gỉ và ăn mòn, việc tráng men bảo vệ chúng kịp thời, tránh
đƣợc chi phí cao cho việc bảo dƣỡng và thay thế.
Khay chứa than cho bếp gia dụng cũng là sản phẩm đòi hỏi phải tráng men
tỉ mị để bảo vệ bề mặt nó có thể làm việc lâu dài trong mơi trƣờng nhiệt độ cao,
bên cạnh đó do nhu cầu sử dụng bếp than ngày càng nhiều, mà thao tác tráng men
là bƣớc phức tạp nhất trong tồn bộ quy trình tráng men. Vì thế việc chế tạo ra
máy tráng men cho khay rất cần thiết, nó sẽ rút ngắn thời gian tráng men, tăng
năng xuất sản phẩm lên và hơn hết là đảm bảo độ bám dính của lớp men lên bề mặt
chi tiết.
1.1.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
-

Nghiên cứu thành phần các loại men gốm.
Đề xuất quy trình cơng nghệ để nâng cao chất lƣợng lớp tráng men sau
khi đƣợc phủ lên bề mặt chi tiết khay đựng than.
Vận dụng kiến thứcđể thiết kế và chế tạo máy tráng men hoàn chỉnh phù
hợp với chi tiết yêu cầu nhằm phục vụ tốt cho quá trình tráng men.

1.2. Đối tƣợng, phạm vi và nội dung nghiên cứu
1.2.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Khay chứa than cho bếp than quạt điện eco.
1.2.2. Phạm vi nghiên cứu
-

Nghiên cứu về men gốm tráng phủ cho bề mặt thép CT38 (TCVN).
Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy tráng men.

1.2.3. Nội dung nghiên cứu
-

Nghiên cứu tổng quan về cơng nghệ tạo men trong nƣớc và ngồi nƣớc.
Ứng dụng của máy tráng men trong thực tế với năng suất (400 cái/8
giờ).
Nguyên cứu thành phần men gốm tráng lên bề mặt thép và cơng nghệ
tạo men.
Tìm hiểu và đề xuất quy trình tráng men lên bề mặt thép.
1

do an


-

Tìm hiều nghiên cứu phƣơng pháp điều khiển hoạt động của máy tráng
men.

CHƢƠNG 2 : TỔNG QUAN
2.1. Tầm quan trọng của các sản phẩm tráng men
Trong những năm gần đây những ứng dụng của men đã phát triển mở rộng
đối với cả những sản phẩm có tính chất bề mặt ít bị ăn mịn hơn (nhơm, đồng,
inox): nhằm khẳng định giá trị mỹ thuật và giá trị ứng dụng, và ngoài ra cũng là
một biện pháp bảo vệ cho những vật liệu này. Vì những lý do đó men gốm ngày
càng đƣợc sử dụng rộng rãi trong gia đình: từ chảo rán đến những dụng cụ nhà

bếp, từ đồ vệ sinh đến các thiết bị điện tử và những tấm kết cấu trong xây dựng.
Thiết bị tráng men đã đƣợc sử dụng trong ngành cơng nghiệp hóa học và
giữ vai trò quan trọng cho sự phát triển của ngành. Phạm vi của thiết bị đƣợc sử
dụng là rất rộng và bao gồm trong các lò phản ứng, xử lý và bồn chứa, cột, bộ lọc,
máy sấy, bộ trao đổi nhiệt, ống nƣớc và nhiều hơn nữa.
Nhìn từ khía cạnh kinh tế thì các sản phẩm tráng men tốt hơn vì đƣợc làm từ
các vật liệu tự nhiên.
Không gây độc hại cho ngƣời sản xuất, ngƣời sử dụng và môi trƣờng. Sản
phẩm tráng men có thể tái sử dụng.
 Nhƣ vậy để có một sản phẩm tráng men tốt, thân thiện với môi
trƣờng và phù hợp với nhu cầu sử dụng thì địi hỏi phải có cơ cấu máy tráng men
phù hợp cho từng loại chi tiết.
2.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngồi nƣớc
2.2.1. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc
Hiện nay, trong cơng cuộc cơng nghiệp hố và hiện đại hố đất nƣớc ngành
cơng nghiệp gốm sứ cũng nhƣ công nghệ tráng men lên kim loại đang đƣợc phát
triển mạnh mẽ. Nhiều thành tựu kỹ thuật, nguyên vật liệu mới, công nghệ mới
đƣợc áp dụng vào sản xuất.
Ở nƣớc ta, công nghệ tráng men sắt ,thép, nhôm...đã đƣợc ứng dụng trong
một số công ty chuyên sản xuất sản phẩm đồ gia dụng nhƣ:
Công ty Cổ phần Sắt Tráng Men - Nhơm Hải Phịng là một trong số doanh
nghiệp hàng đầu trong cả nƣớc về sản xuất các mặt hàng nhôm, nhôm lá, sắt tráng
men, men và inox.
2

do an


Sản phẩm truyền thống của công ty là các loại: Nồi, ấm, chậu, mâm, cặp
lồng, xoong, chảo, lập là, khay, bát, đĩa, ca, liễn cơm, hàng gia dụng kim khí và

bảng, biển,…
Cơng ty Cổ phần Kim Khí Thăng Long chun sản xuất, kinh doanh các sản
phẩm kim khí gia dụng và chi tiết cho các ngành công nghiệp khác từ kim loại tấm
lá mỏng bằng công nghệ đột dập. Sau đó sản phẩm đƣợc bảo vệ và trang trí bề mặt
bằng cơng nghệ mạ, men, sơn, đánh bóng và nhiều cơng nghệ tiên tiến khác.
Ngồi ra cịn có một số công ty khác cũng sản xuất mặt hàng sắt,
thép,...tráng men nhƣ: Công ty TNHH SXTM UYÊN PHÁT (kiềng bếp, hàng gia
dụng bằng sắt tráng men), công ty LINCOWARE INTERNATIONAL ở Việt Nam
( với các vật dụng bằng thép tráng men nhƣ nồi,chảo, ấm,…).
Bên cạnh đó cịn có một số cơng ty sản xuất máy tráng men nhƣ: máy tráng
men công ty gốm Chu Đậu-Nam Sách- Hải Dƣơng, máy tráng men cơng ty Việt
Hƣng.
2.2.2. Tình hình ngồi nƣớc
Rất khó xác định chính xác khi nào nghề đồ gốm ra đời, ngƣời ta cho rằng
nghề gốm bắt đầu tại vùng Trung Đông và Ai Cập khoảng 4500 - 4000 năm TCN.
Khoảng 4000 - 3000 năm TCN đã hình thành một số trung tâm gốm ở vùng này.
Thời Trung Cổ ở Châu Âu đã có những trung tâm rất lớn sản xuất đồ gốm
nhƣ Faenza ở Ý (từ đó dó danh từ faience hay còn gọi là sành), hay Mallorca là
một hòn đảo ở Địa Trung Hải (từ đó có tên mặt hàng majolica, cũng có nghĩa là
sành).
Ở Châu Âu mãi đến năm 1709, một ngƣời Đức là Johann Friedrich Bottger
đã sản xuất đƣợc đồ sứ giống đồ sứ Trung Quốc. Năm 1759 ngƣời Anh Josial
Wedgwood sản xuất đƣợc sành dạng đá (một loại sành có xƣơng mịn, trắng, kết
khối tƣơng đối tốt, chất lƣợng hơn hẳn sành thông thƣờng tuy chƣa bằng đồ sứ).
Trong

1
4

cuối cùng của thế kỷ 18 sành dạng đá đã đẩy lùi mặt hàng

majolica. Trong thế kỷ 19 ở châu Âu mặt hàng này thay thế cho đồ sứ đắt tiền.
Ngày nay, việc tạo men trên bề mặt của các chi tiết thép, gang hay hợp kim
đƣợc áp dụng rất nhiều trong các ngành công nghiệp của một số công ty nhƣ:
Công ty KARL-OTTO HEIM (Đức) thuộc vào hàng những công ty dẫn đầu
trong việc chế tạo dây chuyền thiết bị tráng men thuỷ tinh.
3

do an


Trên 30 năm kinh nghiệm trong việc thiết kế và chế tạo dây chuyền thiết bị
tráng men phù hợp với yêu cầu của từng khách hàng.
Nhiều cải tiến và sáng chế tiêu chuẩn hiện nay trong lĩnh vực chế tạo thiết
bị tráng men ƣớt và tráng men bột đã và đang đƣợc công ty KARL-OTTO HEIM
phát triển và ứng dụng.
Riess Kelomat là công ty hàng đầu tại Úc trong ngành đồ gốm men với các
dụng cụ nấu ăn và phụ kiện nhà bếp nhƣ chảo, nồi, ca,…Việc sản xuất sản phẩm
tráng men tốn rất nhiều năng lƣợng nên Riess Kelomat đã thiết kế một hệ thống
sấy và nung đa tầng cùng với cách sử dụng điện và nhiệt thân thiện với mơi
trƣờng.

Hình 2.1.Sản phẩm nhà bếp của Riess Kelomat
Ngồi ra hãng Samsung cũng đã ứng dụng công nghệ men gốm diệt khuẩn
vào việc sản xuất các lị vi sóng. Thay vì sử dụng các loại men tráng khoang lị
thơng thƣờng, Samsung đã sử dụng loại men gốm cao cấp giúp lị vi sóng ln
sạch sẽ, tự diệt khuẩn, loại bỏ các mầm bệnh và khử mùi hoàn hảo.
Lớp men sứ này đƣợc sản xuất ở nhiệt độ rất cao, lên đến 830 độ C để cho
một bề mặt trơn nhẵn và cứng, khó có thể trầy xƣớc bằng các vật nhọn sắc.
Công nghệ tráng men gốm diệt khuẩn độc đáo này đã giúp Samsung giành

đƣợc chứng nhận đầu tiền trền thế giới về khả năng tự diệt khuẩn làm sạch từ tổ
chức nghiền cứu công nghệ sinh học Hohenstein, Đức. Samsung cũng là công ty
đầu tiền trền thế giới sử dụng loại vật liệu này vào các lị vi sóng.
4

do an


Hình 2.2. Khoang lị tráng men gốm cao cấp

CHƢƠNG 3 : CƠ SỞ LÍ THUYẾT
3.1. Khái niệm về men
Men là một lớp vật liệu dạng thủy tinh chiều dày 0,15 – 1,0 mm phủ lên bề
mặt chi tiết. Lớp vật liệu này hình thành trong q trình nung và có tác dụng làm
cho bề mặt sản phẩm trở thành sít đặc, nhẵn, bóng. Nhờ vậy, men có ảnh hƣởng rất
lớn đến việc tăng độ bền hoá, bền cơ và bền điện của sản phẩm đồng thời nó cịn
có ý nghĩa lớn đối với việc trang trí sản phẩm.
3.2. Phân loại men
Có nhiều cách để phân loại men, đó là:
3.2.1. Phân loại theo thành phần
3.2.1.1. Men chì
- Men có PbO và B2O3, một số chất khác.
- Men có chứa PbO mà khơng chứa B2O3.
3.2.1.2. Men khơng chứa chì
-Men chứa B2O3 và một số thành phần khác.
- Men khơng chứa B2O3 có hàm lƣợng kiềm cao và men khơng chứa B2O3
có hàm lƣợng kiềm thấp.
5

do an

3.2.2. Phân loại theo cách sản suất
3.2.2.1. Men sống
Là loại men đƣợc tạo từ những nguyên liệu khoáng nhƣ đất sét, cao lanh,
trƣờng thạch... và các chất chảy, ngoài ra có thể có các ơxít mang màu. Men này có
thể chứa PbO hoặc khơng và thƣờng thuộc loại nhóm có hàm lƣợng kiềm thấp.
3.2.2.2. Men frit
Là loại men đã đƣợc nấu chảy (frit hố) trƣớc đó.
3.2.2.3. Men muối
Là men đƣợc tạo thành do các chất bay hơi và bám lên bề mặt sản phẩm tạo
thành một lớp men, men muối cũng thuộc nhóm men có hàm lƣợng kiềm thấp.
Men muối có thành phần nhƣ sau: 1Na2O.0,5Al2O3.2,8SiO2.
3.2.2.4. Men tự tạo
Là phối liệu xƣơng trong quá trình nung tự hình thành trên bề mặt sản phẩm
một lớp tƣơng đối nhẵn và bóng.
3.2.3. Phân loại theo nhiệt độ nung
3.2.3.1. Men khó chảy
Là những loại men có nhiệt độ nóng chảy cao (1250-1450°C), có độ nhớt
lớn và thƣờng là men kiềm thổ, men trƣờng thạch hoặc men đá vơi. Loại men này
có hàm lƣợng SiO2 cao và hàm lƣợng kiềm thấp.
Nguyên liệu thƣờng dùng để sản xuất loại men này là: Cát, trƣờng thạch,
pegmatit, đá vơi, đá phấn, đơlơmít, cao lanh, đất sét... đó cũng là những nguyên
liệu không tan trong nƣớc nên phƣơng pháp sản xuất các loại men này gọi là cách
sản xuất men sống.
Bảng 3.1. Thành phần loại men này nằm trong giới hạn sau:
TT

Thành
phần

Tỉ lệ

Nhiệt độ
nung

Tỉ lệ

Nhiệt độ
nung

1

RO

1,0

1,0

2

Al2O3

0,35-0,5

12301350oC

13501435oC

3

SiO2

3,5-4,5

0,5-1,2
5,0-6,2

6

do an


3.2.3.2. Men dễ chảy
Là những loại men có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn 1250°C. Đây là những
loại men nghèo SiO2 nhƣng giàu kiềm và các ơxít kim loại khác. Men loại này có
thể là men chì hoặc khơng chì.
Bảng 3.2. Thành phần loại men này nằm trong giới hạn sau:
TT

Thành
phần

Tỉ lệ

1

RO

1,0

2

Al2O3

0,1-0,4

3

SiO2

1,5

4

B2O3

0-0,5

Nhiệt độ
nung

Tỉ lệ

Nhiệt
độ nung

1,0
9001100oC

0-0,025
0,6-3

10001080oC

0,1-0,725

3.2.4. Phân loại theo thẩm mỹ
Về mặt mỹ thuật, men đƣợc sử dụng nhƣ là một hình thức trang trí, các sản
phẩm đƣợc trang trí bởi hình thức này là những bình gốm, chậu hoa, các loại
tƣợng…
3.2.4.1. Men chảy
Thƣờng đƣợc trang trí lên sản phẩm gốm mịn. Khi nung đặc tính men (độ
nhớt và sức căng bề mặt) của lớp men nền và lớp men phủ khác nhau, thƣờng thì
lớp men phủ có độ nhớt thấp hơn, sức căng bề mặt bé nên chảy mạnh và hoà trộn
một phần vào lớp men nền. Ở nhiệt độ nung, men chảy phủ lên lớp men nền tạo
một bề mặt sản phẩm với màu sắc hoặc sự kết tinh từng mảng.
3.2.4.2. Men rạn
Với men rạn, lớp men càng dày thì độ rạn càng sâu và càng đảm bảo. Để có
sự chênh lệch hệ số giãn nở nhiệt của men và xƣơng phải giảm bớt lƣợng SiO2;
CaO của xƣơng hoặc tăng lƣợng các ơxít có hệ số giãn nở riêng phần lớn của men
(tăng Na2O, K2O ... và giảm Al2O3).
3.2.4.3. Men kết tinh
Nếu thành phần men có những cấu tử gây mầm kết tinh, khi làm nguội nếu
độ nhớt của men đủ nhỏ để các mầm kết tinh tự lớn lên sẽ nhận đƣợc men kết tinh.
Quá trình kết tinh diễn ra 2 giai đoạn: đầu tiên là giai đoạn tạo mầm và giai đoạn
mầm tinh thể lớn lên.
7

do an

3.2.4.4. Men sần
Khi thêm vào men gốc một số ơxít khó chảy, hay ơxít màu nhƣ Cr2O3, CuO,
Fe2O3, TiO2.. (10-30%) hoặc SnO2 (10%) ta đƣợc men sần. Ở nhiệt độ nóng chảy
men gốc, các ơxít trên phân bố đều trên mặt men nhƣng khơng nóng chảy và
khơng tan lẫn với men gốc, khi làm nguội các phần tử khó chảy đó tạo nên lớp sần
sùi, bề mặt nhám.
3.2.4.5. Men co
Là loại men khi nóng chảy thì co cụm lại dẫn đền bề mặt men chỗ dày, chỗ
mỏng, thậm chí để lại khoảng trống không men trên bề mặt sản phẩm. Thành phần
men này phải chức các ơxít có sức căng bề mặt lớn nhƣ: Al2O3, MgO, ZnO, CaO,
SnO2, NiO, V2O5 hoặc Cr2O3.
3.2.4.6. Men khử
Nhận đƣợc bằng cách dùng môi trƣờng lúc nung và chủ yếu lúc làm nguội
sản phẩm để khử các ơxít màu đến trạng thái kim loại.
3.2.4.7. Men ngũ sắc
Là loại men có bề mặt đƣợc tạo bởi một lớp mỏng kim loại màu khi nhìn
vào thấy giống hiện tƣợng vết dầu loang trên mặt nƣớc. Để có men ngũ sắc đẹp
thƣờng sử dụng các muối kim loại của Co, Cu, Fe, Ag, Bi...
3.2.4.8. Men ngọc
Thực tế màu men ngọc ít đồng nhất mà thƣờng biến đổi từ lục xám nhẹ đến
lục ngả vàng. Có thể nhận màu men ngọc giả nhƣng đồng nhất bằng cách tạo chất
màu men ngọc trƣớc, sau đó phun màu lên sản phẩm và tráng thêm một lớp men
trong.
3.3. Các tính chất của men
Bản chất của men là một vật liệu dạng thuỷ tinh nên cũng có các tính chất
đặc trƣng tƣơng tự thuỷ tinh.
3.3.1. Tính chảy lỏng
Men phải chảy lỏng hồn tồn ở nhiệt độ mong muốn.Trong sản xuất những

yếu tố điều chỉnh nhiệt độ chảy lỏng của men:





Giảm ơxít kiềm và cho thêm axít boric, men sẽ dễ chảy hơn.
Tăng ơxít kiềm và giảm SiO2 sẽ làm cho men dễ chảy hơn.
Thay SiO2 bởi TiO2 hoặc PbO sẽ làm giảm điểm nóng chảy.
Thay K+ bằng Na+ hoặc Li+ sẽ làm cho men dễ chảy hơn.
8

do an