Thiết kế kĩ thuật máy trộn nguyên liệu làm khuôn cát cho nhà máy cơ khí NAKYCO

.
-1-
LỜI CÁM ƠN
Từ một người sinh viên cơ khí, để trở thành một kỹ sư chế tạo máy là một
bước đường phân đấu và học tập khá dài của chính người sinh viên. Và thực hiện
làm luận văn tốt nghiệp chính là đánh dấu sự trưởng thành đó. Để là một người
sinh viên như hiện nay, em xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến các thầy cô, đặc biệt là
các thầy cô trong khoa cơ khí nói chung và các thầy trong bộ môn công nghệ chế
tạo máy nói riêng.
Qua đây em giử lời cám ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Hữu Thật là người trực
tiếp hướng dẫn luận văn tôt nghiệp cho em.
Một lần nữa em xin kính chúc các thầy và gia đình mạnh khỏe và an khang.
Nha Trang tháng 11 năm 2007
Sinh viên
Nguyễn Tuấn Anh

.
-2-
LỜI NÓI ĐẦU
Đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Để phấn đấu thực hiện đến năm
2020, đưa nước ta cơ bản trở thành một nước công nghiệp. Đó là nhiệm vụ của
toàn đảng và toàn dân tộc ta trong giai đoạn hiện nay.
Trong đó việc phát triển kinh tế là nhiệm vụ trọng tâm. Ngành công nghệ chế
tạo máy đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra thiết bị, ông cụ, máy móc
cho mọi ngành kinh tế và tạo điều kiện cần thiết để thúc đẩy các ngành kinh tế
này phát triển.
Công nghệ đúc là một lĩnh vực có vai trò rất quan trọng trong ngành công
nghệ chế tạo máy. Việc chế tạo sản phẩm, bằng phương pháp đúc được sử dụng
rất rộng rãi hiên nay. Vì sản phẩm đúc có kết cấu và hình dạng phức tạp và có thể
đạt được kích thước từ nhỏ đến lớn mà các phương pháp chế tạo khác không thể
đạt được. Ở Việt Nam, phương pháp đúc trong khuôn cát còn được sử dụng khá
rộng rãi ở các nhà máy cơ khí.
Việc nâng cao năng suất, hiệu quả kinh tế và giảm nhẹ sức lao động của
phương pháp đúc trong khuôn cát, phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố khác nhau
như:
+ Tay nghề công nhân.
+ Tính công nghệ của chi tiết cần đúc.
+ Chất lượng của hỗn hợp làm khuôn.
Việc cơ khí hóa quá trình tạo hỗn hợp làm khuôn cát, bằng máy trộn là nhằm
mục đích trên.Trong quá trình thực tập tổng hợp ở công ty NAKYCO và tìm hiểu
ở một số công ty khác. Vì vậy trước khi kết thúc khóa học, em được bộ môn giao
cho đề tài tốt nghiệp: THIẾT KẾ KỸ THUẬT MÁY TRỘN NGUYÊN LIỆU
LÀM KHUÔN CÁT CHO NHÀ MÁY CƠ KHÍ NAKYCO.
Nội dung đề tài thực hiện gồm 5 chương:

+ Chương 1: Tổng quan về các loại máy trộn.
+ Chương 2: Đặc tính kỹ thuật và phương án thiết kế.
+ Chương 3: Thiết kế kỹ thuật cho máy .
+ Chương 4: Lập quy trình chế tạo chi tiết điển hình.
+ Chương 5: Nhận xét và đề xuất ý kiến.
Qua quá trình thực hiện đề tài luận văn, toàn bộ nội dung được thể hiện qua
cuốn luận văn này. Do thời gian và trình độ có hạn, vì vậy nội dụng đề tài chắc
.
-3-
chắn còn những thiết xót. Em mong được sự góp ý của các thầy và các bạn để
cuốn luận văn này hoàn chỉnh hơn.
Em xin gửi lời cám ơn chân thành và chúc sức khỏe đến các quý thấy cô và các
bạn!

Nha Trang tháng 11 năm 2007.
Sinh viên
Nguyễn Tuấn Anh

.
-4-
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI MÁY TRỘN
I. CÔNG DỤNG VÀ PHÂN LOẠI.
Máy trộn là một thiết bị dùng để trộn hỗn hợp nhiều loại nguyên nhiên, vật liệu
thành một hợp chất đồng nhất. Trong đó độ đồng đều của sản phẩm sau khi trộn
là một trong những chỉ tiêu cơ bản để đánh giá chất lượng và hiệu quả của máy
trộn đó.
1.1. CÔNG DỤNG:
Trong dây chuyền sản suất bột hỗn hợp, trộn hóa chất, dược phẩm hay xây
dựng. Đặc biệt là trong các xí nghiệp chế biến thức ăn tổng hợp công nghiệp
thường dùng nhiều máy trộn để thu được sản phẩm hỗn hợp nhiều thành phần có
tỷ lệ nhất định được trộn lẫn với nhau và phân bố đều. Các thành phần này được
định lượng chính xác ngay từ ban đầu nhưng nếu không được đưa qua các máy
trộn làm việc có hiệu quả thì chưa chắc đã thu được sản phẩm sau khi trộn chia
thành lượng nhỏ lại chứa đủ các tỷ lệ thành phần như yêu cầu.
Quá trình trộn chỉ kết thúc và có hiệu quả khi mỗi mẫu kiểm tra đều có tỷ lệ
các thành phần đưa vào pha trộn theo công thức định trước. Nhưng thực tế đối
với nhiều loại sản phẩm thì hiệu quả trộn phụ thuộc vào độ lớn hạt bột khối
lượng riêng, độ ẩm và một số cơ tính khác của vật liệu trộn. Do đó quá trình trộn
không thể đạt được mức đồng đều tuyệt đối.

1.2. PHÂN LOẠI MẤY KHUẤY TRỘN
Máy khuấy trộn có nhiều loại nhiều kiểu, và được phân loại theo nhiều
phương pháp khác nhau.
1.2.1. Theo nguyên lý trộn:
a. Máy trộn ngang:
Là loại máy trộn có có cánh một trục nằm ngang và hai trục nằm ngang làm
việc liên tục hoặc chu kỳ. Các loại máy trộn này có thể trộn tạo nên vật liệu hỗn
hợp từ nhiều thành phần, cũng như tạo ra nguyên liệu đồng nhất ở thể khô và thể
dẻo. Việc tạo ẩm có thể tiến hành bằng nước hoặc hơi nước có áp lực thấp. Có
thể nâng cao chất lượng sản phẩm khi dùng hơi nước có áp lực thấp và khi được
ngưng tụ sẽ làm ẩm nó. Năng suất được coi là thông số chính của máy. Các loại
.
-5-
máy trộn có trục nằm ngang của (Liên xô cũ) có nâng suất: 3, 5, 7, 18, và 35
m
3
với đường kính tương ứng của cánh trộn là 350, 600, 750 mm.
Ở hình 1.1 thể hiện cấu tạo loại máy trộn cánh có hai trục nằm ngang làm việc
liện tục. Máy bao gồm:
1: Nắp thùng trộn.
2: Thùng trộn hình máng.
3: Trục trộn.
4: Ống dẫn nước.
5: Cánh trộn
6: Cửa nạp
7: Cặp bánh răng truyền động
8: Hộp giảm tốc.
9: Kớp nối ma sát.
10: Động cơ điện.
11: Băng tâm chắn cách nhiệt

12: Ngăn phân phối .
13: Đường ống .
14: Khe hở dạng vảy xếp.
15: Cửa xả.

Hình 1. 2: Máy trộn có trục trộn nằm ngang.
b. Máy trộn đứng:
Thường là loại máy trộn hành tinh hay máy trộn cánh quạt:
.
-6-

Đối với máy trộn hành tinh (hình 1.2) được đặt trong bể tròn hay bể vuông.
Nguyên liệu được nhào trộn bởi khung lược, đẫn động bởi các trục đặt ở các ổ
của giá treo. Trên trục có mang khung lược, lắp cố định các bánh răng 2 trục này
được dẫn động từ động cơ.

Hình 1.2: Máy trộn hành tinh dùng trong ngành dược phẩm
Với máy trộn cánh quạt cũng có trục thẳng đứng trộn hiệu quả hơn và tốc độ
cao hơn máy trộn hành tinh. Việc nhào trộn các phối liệu được thực hiện bởi các
cánh trộn quay nhanh – cánh quạt, được lắp ở trục đứng, trục này được đẫn động
từ động cơ, qua hộp giảm tốc, máy trộn cánh quạt có đường kính bao của quạt tới
300mm thường được chế tạo có vỏ hộp giảm tốc đặt trong vỏ của động cơ. Hình
1.3 sơ đồ cấu tạo máy trộn cánh quạt có trục đẫn động thẳng đứng.

.
-7-


1.2.2. Theo chu trình làm việc:
a. Máy làm việc liên tục:

Trong máy trộn làm việc liên tục, quá trình nạp phối liệu và xả hỗn hợp thành
phẩm được tiến hành liên tục. Các loại máy trộn này có năng suất tương đối cao.
.
-8-
lượng chất lỏng không lớn. Mỗi quá trình ấy có những đặc điểm riêng biệt và đòi
hỏi trang bị máy móc thiết bị tương ứng.
b. Máy trộn làm việc gián đoạn.
Hay còn gọi là máy trộn làm việc có chu kỳ có các công đoạn phân tách rõ
ràng trong một chu kỳ làm việc: nạp phối liệu, nhào trộn hỗn hợp, và xả hỗn hợp
thành phẩm. Thông số chính của máy trộn này là dung tích sau một mẻ trộn. Ở
Liên Xô (cũ) chế tạo loại máy trộn này có dung tích (đối với hỗn hợp bêtông ) là:
65, 165, 330, 880, 1600 và 3000 lít.
1.2.3: Theo đối tượng hỗn hợp cần khuất trộn:
a. Máy khuất trộn sản phẩm rời.
Khi trộn sản phẩm rời có thể chỉ trộn vật liệu khô và vật liệu khô với một
lượng chất lỏng không lớn. Mỗi quá trình ấy có những đặc điểm riêng biệt và đòi
hỏi trang bị máy móc thiết bị tương ứng

Những loại máy trộn sản phẩm rời, theo cấu tạo chia làm hai loại: loại thùng
quay và loại vận chuyển.
Các máy trộn thùng quay là những máy trộn có kiểu thùng quay khác nhau về
hình dạng: hình côn, hình lục giác, dạng nồi quay, dạng chữ V…
Máy trộn kiểu thùng quay hình 1.4 là cấu tạo máy trộn kiểu thùng quay có
thùng hình trụ hai đầu côn máy làm việc gián đoạn nạp và tháo sản phẩm được
kết hợp một ống nối – của nắp.
.
-9-

Chú thích:
+1: Thùng quay hình trụ- hai đầu côn.

+2: Vành đai.
+3: Con lăn đỡ.
+4: Hôp giảm tốc.
+5: Bánh răng.
+6: Động cơ điện.
Rất hiệu quả là máy trộn có hình dạng chữ V với góc ở đỉnh bằng 90 độ (hình
1.5) Trong các máy trộn đó sản phẩm được đổ đi đổ lại, đồng thời lại được phân
riêng làm hai thành phần. Được sử dụng nhiều trong ngành dược phẩm, hóa học.
.
-10-

Hình 1.5: Máy trộn có thùng trộn dạng chữ V
Phổ biến rộng rãi là loại máy trộn kiểu thùng quay, loại thùng “say rượu”,
trong những máy trộn ấy, trục quay trùng với đường chéo của thùng, sản phẩm
được đổ đi đổ lại hai lần trong mặt phẳng thẳng đứng, đồng thời nó được trộn
theo hướng trục, và chính vì thế mà đảm bảo trộn được nhanh chóng .
Máy trộn vận chuyển: máy trộn băng xoắn, máy trộn cánh đảo có cánh hướng
tâm, máy trộn kiểu vít tải.
Máy trộn kiểu vít tải (có thể làm việc gián đoạn hay liên tục). Hình1.6
.
-11-

Hình 1.6 Máy trộng kiểu vít tải.
Là sơ đồ máy trộn làm việc gián đoạn có vít tải nằm ngang. Khi đóng van lưới
7 thì thùng chứa 5 qua gầu gạt 1 được đổ đầy các loại sản phẩm rời khác nhau
theo thành phần hỗn hợp cho trước. Sau khi kết thúc nạp liệu thì van được mở ra
và sản phẩm được chuyển rời nhiều lần trong máy trộn bằng cách dùng vít tải
dưới 2 sau nó nạp vào gầu tải 3, từ đó sản phẩm đi vào vít tải phân phối trên 4 vít
tải này đưa nó vào thúng chứa 5 từ đây sản phẩm tự chảy lại rơi xuống vít tải 2
phía dưới. Sau khi kết thúc quá trình trộn thì hỗn hợp thành phẩm được tháo qua

ống tháo 8.
b. Máy khuấy trộn thực phẩm dạng dẻo:
1. Đặc điểm của quá trình trộn sản phẩm dạng dẻo:
Ta có thể trộn được sản phẩm dạng dẻo bằng cách:
Trộn cơ khí chất lỏng với chất rắn: Trước tiên thì các hạt chất rắn nằm ở đáy
thùng. Khi cánh khuấy bắt đầu quay thì chúng bắt đầu được phân bố vào chất
lỏng. Sau đó mỗi hạt rắn được phân bố vào trong chất lỏng. Vì dưới ảnh hưởng
của lực ly tâm chúng được chuyển động theo hướng xoắn ốc và phân tán vào cả
thể tích thùng, đồng thời chất rắn được chất lỏng thấm ướt.
Khi trộn chất lỏng với chất rắn do kết quả của quá trình vật lý trong phản ứng
hóa học. Ví dụ việc nhào trộn bột nhão làm bánh mì; đây không phải là quá trình
.
-12-
khuấy trộn không khí đơn giản giữa bột và nước mà trong quá trình này có kèm
theo các quá trình keo và sinh hóa khi trộn.
- Khi trộn những cấu tử lỏng do kết quả của quá trình vật lý hay phản ứng hóa
học.
2. Một số loại máy trộn sản phẩm dẻo:
Theo hình dạng thùng chứa để trộn có 3 loại:
- Máy trộn có thùng chứa thẳng đứng: Thường dùng cánh khuấy nằm ngang và
thẳng đứng ở trong môi trường nhớt sự chuyển động theo hướng thắng đứng
kém: cánh khuấy thường có hình dạng phù hợp với thùng chứa (4 loại):
+ Máy trộn cố định có thùng đứng yên và cánh quay.
+ Máy trộn cố định có thùng chứa thay được . Gồm các máy khuấy có bộ dẫn
động và thùng trộn là thùng quay được, thẳng đứng cố định.
+ Máy trộn có thùng chứa quay và cánh cố định.
+ Máy trộn có thùng chứa quay và cánh chuyển động.
Hình 1.8 sơ đồ cấu tạo máy trộn có bộ phận làm việc thẳng đứng:
Đựợc sử dụng trong công nghiệp bánh kẹo để trộn bột nhào và chuẩn bị khối
bánh kẹo, (trứng, kem…). Các bộ phận làm việc của máy thực hiện chuyển động

hành tinh.
Máy có cơ cấu nâng đặc biệt để nâng thùng, cánh là bộ phận làm việc trong
máy có thể thay đổi được cho phù hợp với từng loại sản phẩm cần trộn. (hình
dưới một số dạng cánh trộn của máy này).

Hình 1.7:Một số dạng cánh khuấy của máy trộn thẳng đứng.
.
-13-

Hình 1.8:Sơ đồ máy trộn có bộ phận làm việc thẳng đứng.
Chú thích:
+1: Giá máy.
+2: Cơ cấu giá nâng.
+3: Cánh thay được.
+4: Thùng lăn.
+5: Trục của bộ phận làm việc.
+6: Trục trung tâm.
+7: Bộ điều tốc.
+8: Cơ cấu dẫn động.
.
-14-
- Máy trộn có thùng chứa nằm ngang.
+ Máy trộn ro to: được sử dụng nhiều trong công nghiệp thực phẩm để trộn
sản phẩm bột nhão. Bộ phận làm việc của máy trộn Roto –đó là cánh quay xung
quanh trục nằm ngang trong thùng chứa nằm ngang (máng).
+ Máy trộn cánh, guồng xoắn và máy trộn vít làm việc liên tục. Trong những
máy trộn làm việc liên tục, sản phẩm dẻo không những được trộn dọc máy, trong
đó việc nạp những nguyên liệu đem trộn và tháo thành phẩm được tiến hành liên
tục.
 Máy trộn cánh làm việc liên tục là máy trộn có trục nằm ngang, trên đó

cánh hướng tâm được lắp theo đường vít .
 Máy trộn guồng xoắn và máy trộn vít làm việc liên tục dùng để trộn sản
phẩm bột nhão có độ đặc quánh cao và khối lượng lớn. Bộ phận làm việc
là những guồng xoắn văng hay vít đẩy quay trên những trục nằm ngang.
Trục vít của máy trộn vít làm việc liên tục, có thể làm ren trái hoặc ren
phải, cơ cấu cam lệch tâm và cam 3 mặt .
 Các máy trộn trục cán. những máy trộn trục cán dùng trong công nghiệp
thực phẩm kết hợp với quy trình đập nghiền trong suốt quá trình trộn sản
phẩm dẻo. Thường sản phẩm sau khi đã trộn thô sơ ở trong một máy trộn
nào đấy rồi mới gia công trên máy trục cán và chỉ ở đây đạt đến độ phân
tán đều. Đơn giản nhất là máy trộn một trục cán. Phổ biến nhất là máy 3
trục cán vật liệu gia công được rơi vào khoảng không gian giữa trục cán
1và trục cán 2 quay ngược chiều nhau, các trục cán này cặp lấy sản phẩm
và ép nó qua khe hở. Trục cán thứ 2 quay nhanh hơn trục cán thứ nhất,
chuyển vật liệu bán trên bề mặt nó vào khe hở giữa trục cán thứ 2 và thứ
3. tốc độ quay trục 3 lớn hơn trục 2 và khe hở giữa hai trục này nhỏ hơn
khe hở giữa trục 1 và trục 2.
c. Máy khuấy trộn sản phẩm lỏng:
1. Phương pháp chủ yếu để khuấy trộn và thiết bị khuấy trộn:
Sản phẩm lỏng được khuấy trộn bằng những máy khuấy cơ khí cũng như
bằng nhiều phương pháp khác, ví dụ như trong các ống dẫn bằng đầu tuần hoàn
hoặc bằng không khí nén.

.
-15-

Hình 1.9: Các sơ đồ khuấy trộn sản phẩm lỏng không dùng cánh khuấy cơ khí.
a- Sơ đồ khuấy trộn bằng vòi phun có đệm xoắn ốc; 1- Miệng phun ;
2- Ống dẫn; 3- Đệm xoắn ốc.
b- Sơ đồ khuấy trộn tuần hoàn nhờ bơm; 1.Ống hút; 2. Bình đựng;

3.Bơm; 4.Ống đẩy; 5. Đầu phun.
c- Sơ đồ khuấy trộn tuần hoàn nhờ miệng phun; 1.Bình đựng; 2.Vòi
phun; 3.Bơm; 4. Ống hút; 5. Ống đẩy; 6. Tấm chắn.
d- Sơ đồ máy khuấy bằng không khí có cánh nằm ngang; 1. Cánh rỗng
nằm ngang; 2. Trục rỗng thẳng đứng.
Khi khuấy trộn trong những ống dẫn, đơn giản nhất là nối 2 ống dạng chư V
trong mỗi ống đều có chất lỏng chảy. Sự khuấy trộn tốt hơn khi đặt trong các ống
dẵn những tấm đệm đặc biệt làm tăng tính chảy rối của dòng chất lỏng.
Dùng không khí nén (khuấy trộn bằng khí nén) là hiệu quả nhất để trộn chất
lỏng trong những bình đựng lớn khi sự thông khí hay oxy hóa là cần thiết hay có
thể là một giai đoạn trong toàn bộ quá trình công nghệ (ví dụ sự lên men). Được
tiến hành nhờ những máy trộn bằng không khí; Nó là những ống có lỗ (máy làm
.
-16-
sủi bọt) phân phối theo trục bình đựng hay là mạng lưới đặt ở vị trí thẳng đứng
hay nằm ngang để đảm bảo đoạn đường chuyển động của bọt không khí trong
chất lỏng là dài nhất.
Khuyết điểm của phương pháp khuấy trộn bằng khí nén là khả năng của nó
chỉ dùng để khuấy trộn chất lỏng có độ nhớt động lực nhỏ. Do vậy việc tăng
nhanh hiệu quả khuấy trộn người ta phối hợp trộn bằng khí nén và cơ khí.
2. Thiết bị khuấy trộn (chủ yếu là kiểu cơ khí):
Máy khuấy có thể phân loại theo tốc độ quay, đặc trưng bởi dòng chất lỏng tạo
nên chúng, theo cấu tạo …Theo đặc điểm tốc độ máy, máy khuấy cơ khí lại được
chia ra loại quay chậm (loại cánh) và quay nhanh (tua bin và chân vịt). Theo đặc
điểm tạo thành chất dòng lỏng: Chảy tiếp tuyến, chảy hướng tâm, hướng trục và
hỗn hợp .
Phụ thuộc vào cấu tạo cơ khí, các máy khuấy trộn sản phẩm (chủ yếu là thực
phẩm lỏng) được chia ra loại cánh, chân vịt, tua bin, guồng xoắn và loại đặc biệt.
Máy khuấy cánh, những máy khuấy này là thiết bị trộn cơ khí có tiết diện chữ
nhật vuông góc hay nghiêng đối với trục quay. Loại máy này được sử dụng rộng

rãi trong công nghiệp thực phẩm do nó đơn giản và rẻ tiền. Theo cấu tạo máy
khuấy cánh lại được chia ra máy khuấy có thùng chứa nằm ngang và thẳng đứng
loại tấm, hình lược mỏ neo, khung liên hợp.
Máy khuấy cò thùng chứa nằm ngang dọc tâm thùng là trục có lắp vài dãy
cánh hướng tâm. Máy khuấy có thùng chứa thẳng đứng là có trục thẳng đứng lắp
cánh khuấy. Hình vẽ:
.
-17-


Hình 1.10 .Sơ đồ máy khuấy có thùng nằm ngang và thẳng đứng.
Máy khuấy hình lược hình (1. 11) –là phối hợp của cánh thẳng đứng và nằm
ngang. Theo cấu tạo có máy khuấy hình lược kép và đơn. Dùng để trộn thực
phẩm dạng lỏng khi ngăn ngừa chuyển động vòng tròn của chất lỏng trong thùng
chứa.
Máy khuấy khung là sự phối hợp của dãy cánh thẳng đứng và nằm ngang ghép
chặt cới nhau trên trục thẳng đứng. Ưu điểm có là độ bền cơ học lớn.

Hình 1.11. Sơ đồ máy khuấy có cánh hình lược.
.
-18-
Máy khuấy mỏ neo (hình 1. 12) cánh mỏ neo hình dạng phức tạp có thể dùng
khuấy trộn sản phẩm có hệ số nhớt cao .

Hình 1.12. Máy khuấy mỏ neo; a.Sơ đồ máy khuấy mỏ neo; 1. Thùng chứa ;2.
cánh; 3. Trục thắng đứng; 4. Bộ dẫn động; 5.Vỏ bọc.:b.Các dạng cánh.
Máy khuấy tua bin- bánh làm việc của tua bin nước có cánh khuấy trên trục
thẳng đứng. Trong công nghiệp thực phẩm dùng máy khuấy tua bin để khuấy
trộn mãnh liệt khi chuẩn bị huyền phù dung dịch, thủy phân chất béo. Máy khuấy
tua bin có một cánh hay một vài cánh làm việc dao động từ 4 đến 16 cánh hình

dạng được xác định bằng tính chất của chất lỏng được khuấy trộn và mục đích
khuấy trộn. Chọn đường kính tua bin phù hợp với đường kính thùng chứa. Thông
thường đường kính thùng chứa D<1500mm. khi chọn số vòng quay của tua bin
phải nhỏ hơn 9m/s. Tốc độ quay trung bình giới hạn từ 100 đến 200vg/ph. Theo
cấu tạo của bánh làm việc cánh khuấy người ta lại chia ra loại hở loại kín. cánh
tua bin thường là thẳng, nghiêng và cong.
Máy khuấy đặc biệt – để trộn sản phẩm lỏng có thể dùng máy khuấy cơ khí
dạng đặc biệt: máy khuấy đĩa (hình 1. 13a) máy khuấy rung động (hình 1.13b)
.
-19-

Hình 1.13: Máy khuấy đĩa (trái ) và máy khuấy rung độn đĩa phẳng (phải)

Ngoài ra còn một số loại máy trộn nhỏ hay loại cầm tay được sử dụng trong
đời sống hàng ngày.Thường được sử dụng trong công việc nội trợ hay phòng thí
nhiệm thường dùng trộn hóa ,dựợc phẩm.

.
-20-

CHƯƠNG 2
ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
I . ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT:
2.1. THÀNH PHẦN VÀ ĐẶC TÍNH CỦA VẬT LIỆU CẦN TRỘN:
2.1. 1. Tìm hiểu về chế tạo phôi đúc:
a.Thực chất: Đúc là phương pháp dùng để chế tạo phôi hoặc chi tiết bằng cách
rót kim loại lỏng vào khuôn có dạng kích thước yêu cầu. Sau khi kim loại lỏng
được đông đặc lại cho ra chi tiết. Sản phẩm có thể dung ngay (chi tiết đúc ), có
thể phải sang gia công cơ khí (phôi đúc ).
b. đặc điểm:

+ Là phương pháp gia công ở trạng thái lỏng.
+ Có thể đúc được tất cả kim loại và hợp kim.
+ Có thể chế tạo những chi tiết từ đơn giản đến phức tạp. Từ rất nhỏ đến rất
lớn.
+ Dễ cơ khí hóa và tự động hóa.
+ Hao tổn kim loại nhiều .
+ Kiểm tra khuyết tật trong vật đúc khó khăn.
c. Phân loại: Có nhiều phương pháp đúc khác nhau, có thể phân loại như sau:
- Theo loại khuôn: đúc khuôn một lần (khuôn cát, khuôn vỏ mỏng…), khuôn
bán vĩnh cửu (khuôn đất sét), khuôn vĩnh cửu (khuôn kim loại).
- Theo vật liệu làm khuôn: khuôn cát, khuôn đát sét, khuôn kim loại…
- Theo phương pháp điền đầy kim loại: Đúc áp lực, đúc ly tâm…
2.1.2. Thành phần vật liệu làm khuôn:
a. Cát: Thành phần hóa học chủ yếu của cát là :
324322
,,, OFeCaCOOAlSiO là
thành phần chủ yếu của vật liệu làm khuôn.
Phân loại cát:
+ Theo địa điểm lấy cát: cát sông, cát núi.
+ Theo kích thước hạt: Cát thô, cát rất to cát to, cát vừa, cát nhỏ, cát rất nhỏ,
cát mịn, và cát bột.
+ Ngoài ra người ta còn phân loại theo lượng đất sét và thành phần thạch anh
chứa trong cát.
Ký hiệu cát : Cát được kí hiệu theo thành phần thạch anh và độ hạt.
.
-21-
VD: cát 2K063A
2K là loại thạch anh số 2.
063 là đường kính trung bình của cát.
A là cát ở rây trung bình của bộ dây 3 nhiều hơn 50%.

b. Đất sét:
Thành phần chủ yếu của đất sét là cao lanh ngoài ra còn một số tạp chất khác
như ...,
323
CONaCaCO . Đặc điểm của đất sét là dẻo dính. Khi sấy khô thì độ bền
tăng, không bị chấy khi kim loại nóng rót vào khuôn.
BENTÔNIT: thành phần chủ yếu là OnHHSiOOAl
2232
.. . Nó là loại đất sét
trắng, dẻo dính do núi lửa phun ra lâu ngày biến thành. Bentônit ở trong nước
thì nở mạnh, tăng khả năng kết dính.
c. Chất kết dính: Là những chất đưa vào hỗn hợp làm khuôn để làm tăng độ bền
và tính dẻo cảu hỗn hợp .
d. Chất phụ:
Là các chất đưa vào hỗn hợp làm khuôn để khuôn nâng cao tính nún tính
thông khí, làm nhãn bề mặt của khuôn, nâng cao tính chịu nhiệt. các chất pha
trộn như mùn cưa, bột than, tro…
2.1.3: Yêu cầu đối với hỗn hợp làm khuôn:
a. Tính dẻo:
Tính dẻo của hỗn hợp làm khuôn là khả năng biến dạng vĩnh cửu của nó sau
khi bỏ lực tác dụng của ngoại lực. Tính dẻo cần có để tạo được khuôn rõ nét
theo hình dạng và kích thước của mẫu và hộp nõi. Tính dẻo phụ thuộc vào độ
hạt của cát làm khuôn. Hạt to thì tính dẻo thấp, ngoài ra tính dẻo còn phụ thuộc
vào lượng đất sét, lượng nước, chất kết dính phù hợp.
b. Độ bền:
Là khả năng chịu tác dụng của ngoại lực mà không bị phá vỡ khi di chuyển,
lắp rắp và dưới áp lực của dòng kim loại lỏng chảy vào khuôn không bị phá vỡ.
Độ bền phụ vào tính chất của hạt cát lượng và chất kết dính. Cát hạt nhỏ và
đồng đều thì độ bền cao.
c. Tính lún:

Là khả năng giảm thể tích của hỗn hợp làm khuôn khi có tác dụng của ngoại
lực, đảm bảo khuôn không bị phá vỡ khi kim loại đông đặc và nguội. Tính lún
phụ thuộc vào độ hạt cát, lượng nước chất kết dính và các chất phụ khác.
.
-22-
d. Tính thông khí :
Là khả năng cho phép không khí lọt qua những khe hở nhỏ giữa các hạt cát
của hỗn hợp. Tính thông khí cần cho vật đúc không bị rỗ khí. Tính thông khí
của hỗn hợp tăng khi hạt cát to đều, lượng đát sét và chất kết dính ít. Chất phụ
nhiều và độ ẩm thấp (<4%).
e. Tính bền nhiệt:
Là khả năng của hỗn hợp không bị chảy, cháy và mền ra ở nhiệt độ cao. Nếu
tính bền nhiệt kém thì khó rót kim loại lỏng vào khuôn, ngoài ra tính bền nhiệt
còn cần để hỗn hợp không bị biến dạng khi rót kim loại lỏng vào khuôn, nhờ đó
mà hình dạng vật đúc giống như lòng khuôn .
Tính bền nhiệt phụ thuộc vào lượng thạch anh trong hỗn hợp.
f. Độ ẩm:
Độ ẩm của hỗn hợp là lượng nước chứa trong nó tính theo phần trăm, được
xác định bằng công thức.

100.
1
g
gg
X



Trong đó : g: Khối lượng hỗn hợp tươi.
g

1
: Khối lượng hỗn hợp khô.
Độ ẩm tăng khi lượng nước tăng. Độ ẩm tăng làm tính dẻo và độ bền của hỗn
hợp tăng, nhưng không được vượt quá 6-8% . Quá giới hạn này thì độ bền và tính
thông khí của hỗn hợp giảm, hỗn hợp không dẻo nữa mà dính vào nhau khi làm
khuôn.
g. Độ bền lâu:
Độ bền lâu là khả năng làm việc được lâu, nhiều lần của hỗn hợp.
2.1.4. Tạo hỗn hợp làm khuôn:
a. Hỗn hợp cát áo:
Dùng để phủ sát mẫu khi làm khuôn, nên phải có độ bền, độ dẻo cao và bền
nhiệt vì lớp cát này tiếp xúc trực tiếp với kim loại lỏng. Cát áo thường chiếm
khoảng 10-15% lượng cát làm khuôn. Cát áo phải co độ hạt nhỏ, mịn để tăng độ
bóng bề mặt vật đúc.
Thành phần được xác định như sau (theo %V) (tài liệu tham khảo phòng kỹ
thuật công nghệ Nakyco) :
+ Cát mới V6: 10%.
.
-23-
+ Cát cũ qua sàng 0315: 80%.
+ Bentonit: 5%.
+ Bột than: 5%.
+ Độ ẩm: 5%( tính cho tòan bộ V hỗn hợp trộn).
b. Hỗn hợp cát đệm:
Dùng để đệm cho phần phần khuôn còn lại nhằm tăng độ bền của khuôn. Cát
đệm không có yêu cầu cao như cát áo nhưng phải có độ thông khí cao.
Tỉ lệ các vật liệu trong hỗn hợp được xác định như sau:
+ Cát mới V: 5% .
+ Cát cũ: 95%.
+ Độ ẩm: 5%. (Tính cho toàn bộ V).

c. Hỗn hợp cát làm lõi:
So với hỗn hợp làm khuôn thì hỗn hợp làm lõi có yêu cầu cao hơn do lõi làm
việc trong điều kiện khó khăn hơn, nhất là yêu cầu tính lún của hỗn hợp. Thông
thường người ta tăng hàm lượng thạch anh, giảm tỷ lệ đất sét, chất kết dính chất
phụ và chất sấy lõi.
Tỷ lệ các thành phần vật liệu như sau:
+ Cát mới V6: 25%.
+ Cát cũ qua sàng 0315 : 52, 5%.
+ Bentonit: 7, 5%.
+ Mùn cưa: 15%.
+ Nước : 6%. (toàn bộ V).
d.Quá trình đúc trong khuôn cát.
Dưới dây là sơ đồ quá trình đúc trong khuôn cát.
.
-24-


II . LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.
2.2.1. Yêu cầu kỹ thuật:
Loại máy trộn này dùng để trộn hỗn hợp vật liệu làm khuôn đúc cát. Máy trộn
làm việc liên tục. (theo ca). Hỗn hợp này gồm từ 2-5 thành phần. Sau khi trộn tạo
ra nguyên liệu đồng nhất và có độ ẩm nhất định. Thiết bị phải đáp ứng được các
yêu cầu sau:
+ Hỗn hợp sau khi trộn phải có độ đồng đều cao.
+ Làm việc êm và ổn định (7-8 năm)
+ Bảo trì dễ ràng .
+ Tháo &nạp liệu dễ.
+ Chi phí giá thành thấp.
+ Sử dụng 1 công nhân vận hành.
2.2.2. CÁC PHƯƠNG ÁN CHỌN THIẾT KẾ:

Hỗn hợp làm khuôn
Sấy khuôn
Khuôn
Chế tạo bộ mẫu Hỗn hợp làm lõi
Nấu kim loại Làm lõi
Lắp khuôn và rót kim loại
Sấy lõi
Phá khuôn Làm sạch Sản phẩm đúc
Bộ phận kỹ thuật
Kiểm tra
.
-25-
a. Máy trộn khiểu thùng quay: Kiểu thùng quay loại “Say rượu”. Trong loại
máy trộn này, trục thùng quay với đường chéo của thùng. Cứ mỗi vòng quay của
thùng, sản phẩm được hai lần đổ đi đổ lại trong mật phẳng thẳng đứng, đồng thời
khi đó vật liệu được trộn theo hướng trục. Vì thế mà bảo đảm trộn được nhanh
chóng.
Nhưng nhược điểm dẽ tạo thành những lớp sản phẩm. Không đồng đều, do hỗn
hợp có tỉ lệ độ ẩm nhất định. Dính vào thành thùng quay. Đặc biệt khi có thành
phần mùn cưa cần trộn.
Hình 2.1: Sơ đồ cấu tạo máy trộn thùng quay loại say rượu.
Chú thích:
1: Thùng quay.
2: Bộ dẫn động.
3: giá máy.
b. Máy trộn kiểu vít tải làm việc gián đoạn:
Cấu tạo gồm có: 1. Thùng chứa.
2. Ống trên.
3. Trục vít thẳng đứng.
4. Ống dưới.

5. Van tháo.
6. Cánh quạt xuống .
7. Bộ dẫn động.