Gia công polymer

Trang 1 GIA CÄNG POLYMER Chæång I GIÅÏI THIÃÛU CHUNG I. Âënh nghéa vaì muûc âêch cuía kyî thuáût gia cäng polymer Cäng nghiãûp hiãûn âaûi cuía caïc cháút cao phán tæí bàõt âáöu våïi sæû khaïm phaï ra kyî thuáût biãún tênh hoaï hoüc caïc polymer thiãn nhiãn, trong caïc khaïm phaï quan troüng naìy laì viãûc læu hoaï cao su vaì acetat hoaï cellulose. Trong nhæîng nàm gáön âáy polymer (P) täøng håüp âaî chiãúm vai troì chuí âaûo trong cäng nghiãûp. Våïi viãûc saín xuáút âæåüc nhiãöu loaûi polymer coï tênh cháút hoaï hoüc, hoaï lyï thay âäøi, coï nhiãöu æïng duûng trong thæûc tãú, täøng håüp polymer âaî tråí thaình hoaût âäüng báûc nháút cuía cäng nghiãûp hoaï hoüc. Cuìng våïi sæû phaït triãøn polymer täøng håüp vaì nhán taûo roî raìng laì pháön phaíi phaït triãøn song song mäüt ngaình biãún âäøi caïc váût liãûu polymer thaình caïc saín pháøm sæí duûng vaìo caïc viãûc cáön thiãút. Cho nãn trong lénh væûc polymer cáön phaíi phaït triãøn âäöng thåìi caí hai màût laì tçm ra caïc váût liãûu polymer måïi vaì caíi tiãún hoàûc âæa ra caïc phæång phaïp gia cäng thêch håüp våïi loaûi váût liãûu vaì yãu cáöu sæí duûng. Khêa caûnh thæï 2 naìy chênh laì caïc váún âãö maì män kyî thuáût gia cäng polymer phaíi giaíi quyãút, âáy cuîng laì mäüt lénh væûc quan troüng cuía cäng nghiãûp polymer. Trong nhæîng nàm gáön âáy, säú læåüng loaûi polymer måïi tçm ra êt hån so våïi nhæîng nàm âáöu tiãn cuía sæû phaït triãøn cuía ngaình. Vç váûy, caïc nhaì khoa hoüc âaî cäú gàõng tçm ra caïc biãûn phaïp sæí duûng hiãûu quaí caïc loaûi polymer hiãûn âang coï. Så bäü, ta coï thãø âënh nghéa kyî thuáût gia cäng polymer nhæ sau: Kyî thuáût gia cäng polymer laì mäüt ngaình cuía kyî thuáût hoüc, nghiãn cæïu caïc quaï trçnh vaì thiãút bë duìng âãø tàng tênh cháút cuía váût liãûu polymer vaì âãø gia cäng chuïng thaình nhæîng saín pháøm sæí duûng theo yãu cáöu âoìi hoíi. Trong quaï trçnh gia cäng, trong nguyãn liãûu coï thãø xaíy ra caïc phaín æïng hoaï hoüc, caïc biãún daûng vaì cuäúi cuìng laì sæû thay âäøi báút thuáûn nghëch caïc tênh cháút váût lyï cuía váût liãûu. Song coï mäüt âiãøm cáön læu yï laì nhæîng phaín æïng xaíy ra trong quaï trçnh täøng håüp polymer khäng làûp laûi trong quaï trçnh gia cäng chuïng. (táút nhiãn coï mäüt säú træåìng håüp ngoaûi lãû) Viãûc nghiãn cæïu caïc quaï trçnh gia cäng nhàòm muûc âêch tçm ra phæång phaïp vaì thiãút bë thêch håüp âãø gia cäng loaûi váût liãûu polymer thaình caïc saín pháøm mong muäún. Phæång phaïp gia cäng coï aính hæåíng ráút låïn âãún cháút læåüng saín pháøm vaì âãún læåüng noï, phæång phaïp gia cäng bë chi phäúi båíi tênh cháút cuía váût liãûu polymer cuîng nhæ yãu cáöu vãö hçnh daïng, tênh cháút cuía saín pháøm cuäúi cuìng. Viãûc choün læûa mäüt phæång phaïp gia cäng thêch håüp noïi chung laì ráút phæïc taûp, phaíi chuï yï âãún nhiãöu khêa caûnh nhæ tênh cháút cuía váût liãûu ban âáöu, yãu cáöu vãö cháút læåüng saín pháøm, yãu cáöu vãö låüi êch kinh tãú... Noïi chung phaíi âaím baío thu âæåüc saín pháøm coï tênh nàng täút vaì coï låüi êch vãö kinh tãú. Âäúi våïi nhæûa nhiãût ràõn, phæång phaïp gia cäng thêch håüp vaì coï låüi hån caí laì phæång phaïp eïp noïng, vç quaï trçnh eïp nhanh vaì coï thãø âaût nàng suáút cao, âiãöu kiãûn nhiãût âäü khäng cao thêch håüp cho viãûc âoïng ràõn váût liãûu, khi eïp xong khäng cáön phaíi laìm nguäüi váût liãûu trong khuän. Trang 2 Traïi laûi âäúi våïi nhiãût nhæûa deío thç phæång phaïp eïp noïng noïi chung laì khäng thêch håüp vç sau khi thaình hçnh phaíi laìm nguäüi váût liãûu trong khuän, nãn quaï trçnh naìy khäng thãø tiãún haình nhanh vç nhæ thãú seî taûo ra nhæîng æïng suáút näüi laìm giaím cháút læåüng saín pháøm. Âãø gia cäng nhæûa nhiãût deío ngæåìi ta thæåìng duìng caïc phæång phaïp nhæ âuìn, âuïc dæåïi aïp suáút... Tuy nhiãn cuîng phaíi tuyì theo tênh cháút váût liãûu maì aïp duûng phæång phaïp gia cäng. Vê duû PE vaì PS thç phæång phaïp âuïc dæåïi aïp suáút laì thêch håüp, coìn âäúi våïi PVC, do nhiãût âäü chaíy nhåït cuía nhæûa gáön våïi nhiãût âäü phán huyí nãn loaûi nhæûa naìy thæåìng âæåüc gia cäng bàòng phæång phaïp âuìn. Âäúi våïi caïc loaûi nhæûa epoxy, ngæåìi ta thæåìng gia cäng bàòng phæång phaïp âäø khuän (hay âuïc khäng aïp suáút). Âäúi våïi caïc loaûi celluloid, phæång phaïp gia cäng thæåìng duìng laì taûo hçnh nhiãût åí traûng thaïi mãöm cao. Kêch thæåït, hçnh daïng vaì sæû äøn âënh kêch thæåït, hçnh daïng saín pháøm trong quaï trçnh sæí duûng cuîng laì nhæîng yãu cáöu quan troüng vaì chëu aính hæåíng cuía phæång phaïp gia cäng. Màût khaïc, taïc duûng cuía nhiãût coï aính hæåíng ráút låïn âãún tênh cháút cuía saín pháøm, coï loaûi nhæûa dæåïi taïc duûng cuía nhiãût tênh cháút khäng âäøi, nhæng cuîng coï loaûi nhæûa khäng bãön nhiãût. Do âoï, viãûc choün phæång phaïp gia cäng cáön phaíi âaím baío chãú âäü nhiãût thêch håüp âãø tênh cháút saín pháøm thu âæåüc täút nháút. II. Phán loaûi caïc phæång phaïp gia cäng Phæång phaïp gia cäng gàõn liãön våïi thiãút bë duìng âãø thæûc hiãûn quaï trçnh gia cäng vaì coï liãn quan âãún sæû biãún âäøi traûng thaïi cuía váût liãûu trong thiãút bë. Vç váûy cho âãún nay chæa coï caïch phán loaûi naìo coï thãø nãu lãn âáöy âuí caïc yãúu täú trãn âæåüc. Trong cäng nghiãûp âãø dãù nàõm bàõt caïc quaï trçnh gia cäng, ngæåìi ta taûm thåìi xãúp caïc quaï trçnh gia cäng tæìng nhoïm theo nhiãûm vuû cuía quaï trçnh hoàûc traûng thaïi váût lyï cuía nguyãn liãûu trong quaï trçnh gia cäng. Caïc quaï trçnh gia cäng thæåìng âæåüc xãúp thaình 3 nhoïm nhiãûm vuû chênh laì: 1. Nhoïm caïc phæång phaïp taûo hçnh: coï nhiãûm vuû taûo cho váût liãûu coï hçnh daûng saín pháøm sæí duûng thuäüc nhoïm naìy gäöm caïc phææong phaïp gia cäng nhæ eïp, eïp âuïc, âuïc dæåïi aïp suáút, âuìn, taûo hçnh nhiãût, càõt goüt... 2. Nhoïm caïc phæång phaïp làõp gheïp: coï nhiãûm vuû taûo liãn kãút giæîa caïc chi tiãút cuía saín pháøm våïi nhau. Trong nhoïm naìy coï thãø kãø âãún phæång phaïp gia cäng nhæ: haìn vaì phuí bãö màût (bao gäöm daïn hoàûc phun). 3. Nhoïm caïc phæång phaïp biãún tênh: coï nhiãûm vuû thay âäøi cáúu truïc cáúu truïc polymer bàòng phæång phaïp váût lyï hoàûc bàòng phaín æïng hoaï hoüc nhæ caïc phæång phaïp träün, hoaût hoaï ãö màût, biãún tênh polymer... Trong quaï trçnh gia cäng, dæåïi taïc duûng cuía nhiãût âäü vaì aïp suáút, traûng thaïi váût liãûu bë biãún âäøi. Tuyì theo, traûngt thaïi váût liãûu vaì âiãöu kiãûn gia cäng, caïc quaï trçnh gia cäng polymer cuîng âæåüc chia thaình 6 nhoïm chênh: - Nhoïm 1: Trang 3 Gäöm caïc phæång phaïp gia cäng åí âiãöu kiãûn nhiãût âäü, aïp suáút cao, váût liãûu åí traûng thaïi chaíy nhåït trong quaï trçnh gia cäng. Thuäüc nhoïm naìy gäöm caïc quaï trçnh chuí yãúu nhæ sau: + EÏp + Âuïc dæåïi aïp suáút + Âuìn Trong âoï quaï trçnh âuïc dæåïi aïp suáút âæåüc tiãún haình åí aïp suáút cao hån caí (aïp suáút lãn âãún 100 MPa), coìn quaï trçnh eïp vaì âuìn coï thãø tiãún haình åí aïp suáút tháúp hån. - Nhoïm 2: Gäöm caïc phæång phaïp gia cäng åí âiãöu kiãûn nhiãût âäü vaì aïp suáút, váût liãûu åí traûng thaïi mãöm cao, phäø biãún nháút laì caïc phæång phaïp gia cäng váût liãûu åí daûng táúm. Phæång phaïp taûo hçnh nhiãût tuyì theo bãö daìy táúm váût liãûu maì aïp suáút sæí duûng beï hån 10 ÷ 100 láön so våïi caïc phæång phaïp åí nhoïm 1, nhiãût âäü gia cäng cuîng tháúp hån. - Nhoïm 3: Gäöm caïc phæång phaïp gia cäng åí âiãöu kiãûn nhiãût âäü, aïp suáút gáön nhæ bçnh thæåìng, váûût liãûu gia cäng cuîng giæî nguyãn caïc cáúu trçnh ban âáöu nhæ quaï trçnh gia cäng cå khê. - Nhoïm 4: Thuäüc nhoïm naìy gäöm caïc phæång phaïp gia cäng sau: + Âuïc khäng aïp suáút + Âuïc li tám trong âoï váût liãûu gia cäng åí traûng thaïi loíng hoàûc mãöm cao åí nhiãût âäü thæåìng hoàûc nhiãût âäü khäng cao làõm (træåìng håüp coï âäút noïng så bäü). - Nhoïm 5: Âáy laì nhoïm caïc quaï trçnh gia cäng bàòng caïch náúu chaíy vaì âäø khuän, thæåìng âæåüc sæí duûng âãø gia cäng saín pháøm coï kêch thæåït låïn vaì PE laì loaûi polymer thæåìng âæåüc gia cäng bàòng phæång phaïp naìy. - Nhoïm 6: Bao gäöm phæång phaïp haìn vaì daïn polymer, nhàòm muûc âêch liãn kãút caïc chi tiãút saín pháøm. Trong quaï trçnh haìn, liãn kãút taûi bãö màût tiãúp xuïc âæåüc taûo båíi quaï trçnh khuãúch taïn cuía caïc maûch phán tæí taûi bãö màût tiãúp xuïc nhåì vaûo sæû hoaì tan trong dung mäi åí nhiãût âäü thæåìng. Nhæ âaî noïi åí trãn, quaï trçnh gia cäng gàõn liãön våïi thiãút bë, cho nãn ngæåìi ta coìn phán loaûi theo caïch chãú taûo saín pháøm nhæ gia cäng bàòng phæång phaïp eïp, âuïc, âuìn, taûo hçnh nhiãût âäü... Trang 4 Chæång II CÁÚU TRUÏC VAÌ TÊNH CHÁÚT CUÍA POLYMER I. Tênh cháút læu hoaï biãún (cå hoüc) cuía polymer Læu biãún laì ngaình khoa hoüc khaío saït sæû biãún daûng vaì sæû chaíy cuía váût thãø. Theo âënh nghéa, sæû biãún daûng laì sæû thay âäøi hçnh daûng, kêch thæåït cuía váût thãø khi chëu taïc duûng cuía ngoaûi læûc, coìn sæû chaíy laì traûng thaïi biãún daûng liãn tuûc, báút thuáûn nghëûch, khäng giåïi haûn cuía læu cháút khi chëu taïc duûng cuía æïng suáút. Tênh cháút læu biãún cuía váût thãø polymer chëu aính hæåíng cuía âàûc træng cáúu truïc cuía noï, âoï laì: - Hçnh daûng báút âäúi xæïng (chiãöu daìi ráút låïn so våïi chiãöu ngang) vaì tênh cháút mãöm deío cuía maûch phán tæí polymer. - Læûc taïc duûng tæåíng häø giæîa caïc phán tæí låïn. Âäúi våïi mäüt säú polymer coï cáúu taûo maûng læåïi, sæû hiãûn diãûn cuía caïc näúi ngang khäng nhiãöu làõm vaì ngàõn hån so våïi maûch phán tæí seî haûn chãú sæû dëch chuyãøn tæång âäúi giæïa caïc maûch phán tæí våïi nhau. 1. Âæåìng cong chaíy Âæåìng cong chaíy cuía polymer noïng vaì dung dëch polymer åí daûng âáöy âuí nhæ åí hçnh 2.1. Caïc âæåìng gaûch âæït biãøu diãùn 1 giaï trë cuía âäü nhåït. Âæåìng cong chaíy âæåüc chia laìm 3 âoaûn æïng våïi 3 vuìng: - Vuìng täú âäü træåüt tháúp (vuìng 1): Âæåìng cong chaíy thãø hiãûn tênh cháút newton, æïng våïi biãøu diãùn . logν theo lgσ âoaûn âæåìng thàóng. Vuìng naìy coìn âæåüc goüi laì vuìng chaíy Newton våïi âäü nhåït cao nháút. - Vuìng váûn täúc træåüt cao (vuìng 3): 1 2 3 . logν σlog Tàng âäü nhåït Hçnh 2.1: âæåìng cong chaíy Trang 5 Âæåìng biãøu diãùn . logν theo lgσ váùn laì âæåìng thàóng vaì âæåüc goüi laì vuìng chaíy Newton coï âäü nhåït tháúp nháút. - Vuìng coï âäü træåüt trung gian (vuìng 2): ÅÍ âáy sæû chaíy coï sæû sai lãûch so våïi âënh luáût Newton vaì âæåüc goüi laì vuìng chaíy phi Newton. ÅÍ vuìng naìy âäü nhåït biãøu kiãún giaím khi váûn täúc træåüt gia tàng. Nhaïnh naìy âæåüc goüi laì nhaïnh cáúu truïc. 2. Âäü nhåït Âäü nhåït laì mäüt thäng säú quan troüng trong quaï trçnh gia cäng polymer, noï thãø hiãûn khaí nàng chäúng laûi sæû chaíy cuía læu cháút. Vãö baín cháút, âäü nhåït thãø hiãûn hiãûu quaí cuía viãûc truyãön âäüng læåüng giæîa caïc låïp trong quaï trçnh chaíy cuía læu cháút. Âäü nhåït phuû thuäüc chuí yãúu vaìo caïc yãúu täú sau: Hçnh 2.2:Caïc yãúu täú aính hæåíng âãún âäü nhåït ÅÍ pháön træåïc, ta âaî xeït sæû aính hæåíng cuía täúc âäü træåüt vaì æïng suáút træåüt lãn âäü nhåït cuía hãû thäúng polymer. Trong pháön naìy, chuïng ta xeït âãún 2 yãúu täú khaïc, âoï laì aïp suáút vaì nhiãût âäü, hai thäng säú quan troüng cuía quaï trçnh gia cäng, chuïng aính hæåíng âãún âäü nhåït âäi khi ráút maûnh meî vaì âæa âãún nhæîng báút ngåì nãúu chuïng ta khäng læu tám âãún noï. - Sæû phuû thuäüc vaìo aïp suáút cuía âäü nhåït: Aính hæåíng cuía aïp suáút lãn âäü nhåït cuía polymer laì mäüt váún âãö ráút quan troüng trãn lyï thuyãút cuîng nhæ trãn thæûc tãú. Trong thæûc tãú, khi gia cäng, hãû polymer chëu aïp suáút lãn âãún vaìi tràm (nhæ træåìng håüp trãn), coï khi lãn âãún vaìi ngaìn (nhæ âuïc aïp suáút) atm, cho nãn aính hæåíng cuía aïp suáút âãún âäü nhåït cuía hãû polymer coï thãø dáùn âãún caïc sai lãûch caïc thäng säú kyî thuáût cuía quaï trçnh nãúu ta sæí duûng säú liãûu âäü nhåït åí aïp suáút thæåìng âãø tênh. Kãút quaí nghiãn cæïu sæû phuû thuäüc cuía âäü nhåït vaìo aïp suáút cuía polymer cho tháúy åí aïp suáút khäng cao làõm, kãút quaí tæång tæû nhæ åí håüp cháút tháúp phán tæí: ( )12. .0 −η=η σ pp e :, 0ηηp âäü nhåït åí aïp suáút p vaì aïp suáút thæåìng. :σ hãû säú aïp suáút cuía âäü nhåït, sæû thay âäøi aïp suáút coìn aính hæåíng âãún nhiãût âäü hoaï thuyí tinh cuía hãû polymer. Khi tàng aïp suáút, noïi chung Tg tàng, do âoï åí âiãöu kiãûn nhiãût âäü xaïc âënh, Trang 6 âàûc træng nhåït cuía hãû thay âäøi theo P vaì coï thãø xaíy ra caïc quaï trçnh nhæ hoaï thuyí tinh, kãút tinh, laìm thay âäøi tênh cháút váût lyï cuía hãû. - Sæû phuû thuäüc cuía âäü nhåït vaìo nhiãût âäü: Nãúu khäng coï biãún âäøi hoïa hoüc xaíy ra thç khi nhiãût âäü tàng, âäü nhåït cuía hãû thäúng seî giaím 3. Sæû báút äøn âënh cuía doìng chaíy Âäúi våïi nhiãöu polymer åí giaï trë æïng suáút træåüt khoaíng 2.105 Pa. thæåìng xuáút hiãûn hiãûn tæåüng báút äøn âënh cuía doìng chaíy cuía polymer noïng chaíy vaì dung dëch polymer, biãøu hiãûn viãûc xuáút hiãûn nhæîng vãút sàn trãn bãö màût saín pháøm vaì nhiãöu hån næîa laì sæû biãún daûng hoaìn toaìn doìng nhæûa (doìng nhæûa bë xoàõn quàn queo) (melt fracture) khi khaío saït bàòng nhåït kãú mao quaín aïp suáút khäng âäøi. Âiãöu naìy, coï nghéa laì hiãûn tæåüng chaíy Newton åí vuìng váûn täúc træåüt cao hiãúm khi thæûc hiãûn âæåüc trãn toaìn khäúi polymer. Hiãûn tæåüng ràn trãn bãö màût cuía doìng nhæûa âæåüc giaíi thêch laì do sæû báút äøn âënh cuía doìng chaíy åí saït bãö màût thanh mao quaín, nguyãn nhán laì do coï sæû træåüt cuía låïp læu cháút tiãúp xuïc våïi thaình mao quaín. Hiãûn tæåüng doìng nhæûa bë xoàõn laì do sæû báút äøn âënh cuía doìng nhæûa åí âáöu vaìo mao quaín vaì âæåüc keïo daìi âãún âáöu ra khi tàng váûn täúc chaíy cuía læu cháút. Do âoï, hiãûn tæåüng naìy coï thãø âæåüc khàõc phuûc bàòng caïch tàng chiãöu daìi mao quaín. 4. Sæû phuû thuäüc cuía tênh cháút læu biãún cuía Polymer vaìo váûn täúc biãún daûng vaì nhiãût âäü Noïi chung khi tàng váûn täúc biãún daûng thç váût liãûu tråí nãn cæïng hån, æïng suáút keïo âæït tàng, biãún daûng dæ khi âæït giaím, coìn khi tàng nhiãût âäü thç váût liãûu tråí nãn deío hån, biãún daûng khi âæït tàng trong khi âoï æïng suáút keïo âæït giaím. II. Yãúu täú cáúu truïc aính hæåíng âãún tênh cháút cuía polymer Cáúu truïc cuía polymer seî quyãút âënh tênh cháút cuía chuïng. Sæû thay âäøi cáúu truïc seî laìm thay âäøi tênh cháút cuía polymer. Do âoï, viãûc hiãøu biãút mäúi quan hãû giæîa cáúu truïc vaì tênh cháút laì âiãöu cáön thiãút. Tuy nhiãn, näüi dung naìy âæåüc trçnh baìy åí män hoüc lyï hoaï polymer. ÅÍ âáy chè cáön âãö cáûp mäüt säú yãúu täú quan troüng vaì tæång taïc cuía chuïng, âãø ta coï mäüt caïi nhçn täøng thãø cho váún âãö. Trong caïc yãúu täú cáúu truïc quyãút âënh tênh cháút cuía polymer coï thãø kãø âãún: 1, Khäúi læåüng phán tæí trung bçnh vaì âäü âa phán taïn 2, Âäü kãút tinh cuía polymer Polymer trãn quan âiãøm nhiãût âäüng hoüc laì mäüt hãû thäúng khäng âäöng nháút, âäü truìng håüp cuía caïc phán tæí trong hãû thäúng polymer khaïc nhau, cho nãn caïc phæång phaïp xaïc âënh khäúi læåüng phán tæí cuía polymer chè cho biãút giaï trë trung bçnh cuía chuïng. Ngoaìi ra caïc phæång phaïp xaïc âënh khaïc coìn cho biãút âäü âa phán taïn cuía polymer. Vãö màût cáúu truïc, polymer âæåüc chia thaình 2 loaûi: polymer tinh thãø vaì vä âënh hçnh (polymer thuyí tinh). Trang 7 Âàûc tênh quan troüng cuía polymer vä âënh hçnh åí traûng thaïi thuyí tinh laì hãû säú giaín nåí thãø têch beï so våïi traûng thaïi mãöm cao. Âäúi våïi polymer kãút tinh thç thæåìng caïc polymer khäng kãút tinh hoaìn toaìn trãn toaìn khäúi maì coï xen láùn nhæîng vuìng vä âënh hçnh. Cho nãn vãö phæång diãûn naìy chuïng cuîng laì mäüt hãû khäng âäöng nháút trãn quan âiãøm nhiãût âäüng hoüc. Tyí lãû giæîa vuìng kãút tinh so våïi toaìn khäúi polymer trong polymer ràõn goüi laì âäü kãút tinh. Caïc yãúu täú thuáûn låüi cho viãûc kãút tinh cuía polymer laì polymer coï sæû cán xæïng phán tæí, maûch thàóng, êt phán nhaïnh, nãúu coï nhoïm thãú thç nhoïm thãú phaíi khäng cäöng kãönh. Qua sæû khaío saït aính hæåíng cuía caïc yãúu täú cáúu truïc âãún tênh cháút cuía polymer coï thãø nháûn xeït nhæ sau: 1, PM tàng thç tênh cháút cå lyï tàng, âäü nhåït cuía polymer noïng chaíy cuîng nhæ dung dëch polymer vaì khäúi læåüng riãng polymer cuîng tæång tæû. Traïi laûi mäüt säú tênh cháút cuía âäü truyãön saïng, âäü hoaì tan giaím. 2, Polymer kãút tinh coï tênh cháút cå lyï cao hån polymer vä âënh hçnh. Khi âäü kãút tinh tàng thç âäü hoaì tan trong dung mäi, âäü tæång håüp våïi cháút hoaï deío giaím. Quaï trçnh âënh hæåïng (keïo càng) seî häø tråü cho viãûc kãút tinh laìm tàng tênh cháút cuía váût liãûu theo hæåïng keïo vaì tênh cháút âàóng hæåïng cuía váût liãûu cuîng seî tàng lãn trong quaï trçnh âënh hæåïng. Ngoaìi caïc yãúu täú trãn, coìn coï mäüt säú yãúu täú khaïc cuîng aính hæåíng âãún tênh cháút cuía polymer nhæ: - Sæû hiãûn diãûn cuía tênh cháút taûo liãn kãút ngang, tênh âäün tàng cæåìng (coï taïc duûng nhæ nhæîng näúi ngang váût lyï giæîa caïc maûch phán tæí polymer) trong polymer vä âënh hçnh seî laìm tàng tênh cháút cå lyï cuía chuïng. Tuy nhiãn âäúi våïi polymer kãút tinh nãúu caïc hiãûu æïng naìy quaï låïn seî caín tråí sæû kãút tinh vaì laìm giaím tênh cháút cå lyï. - Sæû hiãûn diãûn giæîa caïc nhoïm phán cæûc trong maûch phán tæí laìm tàng nàng læåüng liãn kãút giæîa caïc maûch phán tæí, tênh cháút cå lyï tàng lãn, âäü hoaì tan trong caïc dung mäi phán cæûc giaím. Toïm laûi, cáúu truïc cuía polymer coï aính hæåíng âãún tênh cháút cuía chuïng. Do âoï, noï seî laì mäüt yãúu täú quan troüng giåïi haûn phaûm vi sæí duûng cuía polymer cuîng nhæ phæång phaïp gia cäng chuïng. III. Nhæîng tênh cháút kyî thuáût chuí yãúu cuía váût liãûu polymer Trong quaï trçnh gia cäng polymer, mäüt säú tênh cháút kyî thuáût cuía nguyãn liãûu coï yï nghéa quan troüng, chuïng khäng nhæîng quyãút âënh viãûc læûa choün caïc thäng säú kyî thuáût cuía quaï trçnh saín xuáút maì coìn quyãút âënh viãûc læûa choün phæång phaïp gia cäng vaì tênh toaïn thiãút bë. Vç váûy, tuy caïc nguyãn liãûu âæa vaìo nhaì maïy gia cäng thæåìng coï keìm theo baíng caïc thäng säú kyî thuáût cuía nguyãn liãûu do caïc nhaì saín xuáút cung cáúp nhæng viãûc xaïc âënh caïc tênh cháút kyî thuáût âãø kiãøm tra säú liãûu laì mäüt viãûc cáön thiãút træåïc khi âæa nguyãn liãûu âi gia cäng, vaì cäng viãûc naìy âäi khi khäng thãø boí qua âæåüc nháút laì âäúi våïi quaï trçnh gia cäng trong âoï âoìi hoíi viãûc phäúi liãûu thêch håüp. Trang 8 1. Khäúi læåüng riãng gäüp Âaûi læåüng naìy coìn goüi laì troüng læåüng âäø âáöy, chè coï yï nghéa våïi váût liãûu råìi, âáy cuîng laì daûng thæåìng gàûp cuía caïc nguyãn liãûu polymer. Theo âënh nghéa khäúi læåüng riãng gäüp bàòng tyí säú giæîa khäúi læåüng cuía váût liãûu vaì thãø têch gäüp maì khäúi váût liãûu chiãúm chäø. ( )523 −⎟⎠⎞⎜⎝⎛=ρ mkgV m g g Khäúi læåüng riãng gäüp khaïc våïi khäúi læåüng riãng tháût cuía váût liãûu, thê duû khäúi læåüng riãng gäüp cuía caït khä laì 1200 kg/cm3 trong khi âoï khäúi læåüng riãng tháût laì 1500 kg/cm3. gρ phuû thuäüc vaìo hçnh daûng, kêch thæåït, mæïc âäü sàõp xãúp chàût cheî cuía váût liãûu. Âáy laì mäüt säú liãûu khäng thãø thiãúu khi tênh toaïn thãø têch pháön chæïa nguyãn liãûu cuía thiãút bë nhæ thãø têch buäöng naûp nguyãn liãûu cuía maïy âuïc aïp suáút, xilo,... 2. Hãû säú neïn eïp Hãû säú neïn eïp K thãø hiãûn sæû biãún âäøi thãø têch cuía khäúi læåüng váût liãûu khi âæa vaìo quaï trçnh gia cäng. Theo âënh nghéa K bàòng tyí säú giæîa thãø têch cuía mäüt læåüng nháút âënh nguyãn liãûu åí daûng chæa taûo hçnh vaì thãø têch cuía noï åí daûng taûo hçnh: ( )62 −ρ ρ= b K ρ : khäúi læåüng riãng cuía saín pháøm bρ : khäúi læåüng riãng gäüp cuía nguyãn liãûu Hãû säú neïn eïp K phuû thuäüc ráút nhiãöu vaìo aïp suáút eïp vç sæû gia tàng aïp suáút laìm cho váût liãûu bë neïn chàût hån, háûu quaí laì khäúi læåüng riãng cuía saín pháøm tàng lãn. Ngoaìi aïp suáút, âäü neïn eïp coìn phuû thuäüc vaìo traûng thaïi cuía váût liãûu vaì säú liãûu naìy ráút cáön thiãút khi tênh toaïn thiãút kãú caïc maïy âuìn 3. Thaình pháön cåî haût - kêch thæåït haût Âäúi våïi caïc váût liãûu åí daûng haût thç sæû khaïc nhau vãö kêch thæåït haût, âæåìng kênh haût laì yãúu täú quan troüng khi gia cäng váût liãûu. Âàûc træng naìy âæåüc biãút qua thaình pháön cåï haût hay coìn goüi laì phán bäú cåî haût vaì thæåìng âæåüc xaïc âënh bàòng phæång phaïp ráy. Nguyãn liãûu coï kêch thæåïct haût âäöng âãöu seî thuáûn låüi khi gia cäng nhæ träün láùn våïi caïc cháút âãöu hån, sæû gia nhiãût dãù däöng nháút hån... 4. Haìm læåüng áøm vaì caïc cháút dãù bay håi Khi håi áøm vaì caïc cháút dãù bay håi hiãûn diãûn trong nguyãn liãûu låïn hån mäüt giåïi haûn naìo âoï noï seî coï aính hæåíng xáúu âãún cháút læåüng saín pháøm nhæ saín pháøm cong vãnh, bãö màût sáön suìi, coï loïng laïnh aïnh baûc trãn bãö màût... âäöng thåìi noï cuîng aính hæåíng âãún quaï trçnh gia cäng nhæ keïo daìi thåìi gian duy trç aïp suáút trong khi eïp, âàûc biãût laì khi eïp khäng náng chaìy eïp. Haìm læåüng áøm vaì caïc cháút dãù bay håi âuåüc xaïc âënh bàòng âäü chãnh lãûch khäúi læåüng cuía máùu træåïc vaì sau khi sáúy åí âiãöu kiãûn nhiãût âäü vaì thåìi gian xaïc âënh. Thäng thæåìng trong nhaì maïy gia cäng váût liãûu polymer, âãø váût liãûu âaût yãu cáöu vãö haìm læåüng áøm vaì cháút dãù bay Trang 9 håi, caïc váût liãûu thæåìng âæåüc sáúy træåïc khi gia cäng, âiãöu kiãûn nhiãût âäü vaì thåìi gian âæåüc ghi trong caïc taìi liãûu hæåïng dáùn kyî thuáût cuía caïc nhaì saín xuáút nguyãn liãûu cung cáúp. 5. Âäü linh âäüng Âäü linh âäüng laì mäüt âaûi læåüng âàûc træng cho khaí nàng chaíy cuía váût liãûu dæåïi taïc duûng cuía aïp suáút vaì nhiãût âäü. Noï coï mäüt yï nghéa quan troüng âäúi våïi khaí nàng gia cäng váût liãûu. Âäü linh âäüng cao thç váût liãûu chaíy vaìo khuän nhanh, aïp suáút âoìi hoíi khäng cao, khuän láu moìn, kêch thuåïc, hçnh daûng saín pháøm chênh xaïc, cháút læåüng saín pháøm âäöng âãöu. Nhæng váût liãûu coï âäü linh âäüng quaï cao seî cho saín pháøm coï nhiãöu ba via do váût liãûu thoaït ra åí màût giaïp khuän hoàûc caïc khe giæîa loîi taûo hçnh vaì khuän. Âäü linh âäüng cuía váût liãûu phuû thuäüc vaìo: + Baín cháút, hçnh daûng, kêch thæåït cuía phuû gia + Baín cháút cuía nhæûa + Tyí lãû giæîa nhæûa vaì phuû gia + Nhiãût âäü gia cäng + Haìm læåüng cháút bäúc håi, cháút hoaï deío, cháút bäi trån + Váûn täúc chuyãøn traûng thaïi + Bãö màût khuän eïp Mäüt caïch täøng quaït âäü linh âäüng cuía polymer giaím khi tàng haìm læåüng cháút âäün, nháút laì caïc cháút âäün daûng såüi daìi, daûng haût låïn. Âãø tàng âäü linh âäüng cuía váût liãûu ngæåìi ta thæåìng thãm vaìo polymer nhæîng cháút hoaï deío, cháút bäi trån. Biãút âæåüc âäün linh âäüng cuía nguyãn liãûu cho pheïp chuïng ta choün âuïng chãú âäü gia cäng (aïp suáút, nhiãût âäü...). khi gia cäng caïc saín pháøm coï hçnh daûng phæïc taûp, caïc cháút cäút gia cäú, chuïng ta nãn choün nguyãn liãûu coï âäü linh âäüng cao. Sau âáy laì mäüt säú phæång phaïp xaïc âënh âäü linh âäüng cuía váût liãûu polymer: - Phæång phaïp Rasiga Phæång phaïp naìy thæåìng duìng âäúi våïi nhæûa nhiãût ràõn. Raînh taûo hçnh cuía khuän Rasiga coï daûng elip (tiãút diãûn), âáöu trãn cuìng 4x6 mm, âáöu dæåïi 1x4 mm vaì chiãöu cao 250 mm. Âãø xaïc âënh däü linh âäüng thæåìng váût liãûu âæåüc eïp thaình miãún åí nhiãût âäü thæåìng våïi aïp suáút 500 kg/cm2, láúy 7,5 g váût liãûu sau khi âaî eïp cho vaìo khuän, âäút noïng âãún nhiãût âäü 150 ÷ 1600C, eïp trong 3 phuït dæåïi aïp suáút 300 kg/cm2. Chiãöu cao cuía thanh saín pháøm trong khuän thãø hiãûn âäü linh âäüng cuía váût liãûu. Chiãöu cao caìn låïn, âäü linh âäüng caìng cao. - Phæång phaïp duìng nhåït âãø mao quaín aïp suáút khäng âäøi: Âäúi våïi caïc loaûi nhæûa nhiãût deío ngæåìi ta thæåìng duìng âaûi læåüng goüi laì chè säú noïng chaíy ( Iµ ) âoï laì säú gam nhæûa deío âuìn âæåüc trong 10 phuït åí âiãöu kiãûn chuáøn âënh bàòng nhåït kãú mao quaín aïp suáút khäng âäøi. Taíi troüng thæåìng sæí duûng chuí yãúu cho caïc loaûi nhæûa chuí yãúu laì: Trang 10 ( )gGG 1021600 ±−= G: Taíi troüng cuía Piston Âäúi våïi caïc loaûi nhæûa khäng äøn âënh nhiãût, åí nhiãût âäü cao ngæåìi ta sæí duûng caïc giaï trë taíi troüng sau âáy: ( ) ( ) ( )gGG gGG gGG 2021600 1510000 105000 3 2 1 ±−= ±−= ±−= Âiãöu kiãûn nhiãût âäü vaì taíi troüng cho caïc loaûi nhæûa khaïc nhau thæåìng cho båíi caïc taìi liãûu kyî thuáût liãn quan hay theo caïc tiãu chuáøn tæû choün: Âiãöu kiãûn Nhiãût âäü Taíi troüng (g) Aïp suáút (kg/cm2) A B C D E F G H I J K L 125 125 150 190 190 190 200 230 230 265 275 230 325 2160 2160 325 2160 21600 5000 1200 3600 12500 325 2160 0,457 3,041 3,041 0,457 3,041 30,41 7,031 1,687 3,343 17,50 0,457 3,041 Baíng 2-1: Caïc chãú âäü âo chè säú noïng chaíy Loaûi nhæûa Âiãöu kiãûn âo (theo kyï hiãûu åí baíng 2-5) Acetal Acrylic Acrylonitril - Butadien - Styren Cellulose ester Nylon Polyetylen Polypropylen Polystylen C H, I G D, E, F K A, B, D, E, F L G, H, I Baíng 2-2: Chãú âäü âo chè säú chaíy cuía mäüt säú nhæûa ASTM Standard, Plastic - General Menthods of testing, Part 17, 1964 Âãø giaím sai säú trong viãûc xaïc âënh âäü linh âäüng, ngæåìi ta thæåìng duìng caïc mao quaín daìi (L/D = 15 ÷ 30). Trang 11 - Phæång phaïp duìng deío kãú: Âäúi våïi cao su vaì häùn håüp cao su, ngæåìi ta thæåìng duìng khai niãûm âäü deío. Theo âënh nghéa, âäü deío cuía váût liãûu biãøu diãùn khaí nàng biãún daûng cuía váût thãø dæåïi taïc duûng cuía ngoaûi læûc vaì duy trç biãún daûng naìy khi giaíi phoïng læûc. Âäü deío cuía cao su vaì häùn håüp cao su thæåìng âæåüc xaïc âënh theo 2 loaûi chè säú: 1, Chè säú deío: Biãøu diãùn khaí nàng biãún daûng cuía váût liãûu dæåïi taïc duûng cuía ngoaûi læûc. 2, Chè säú häöi phuûc: Biãøu diãùn khaí nàng duy trç biãún daûng khi boí taíi troüng. Viãûc xaïc âënh âäü deío cuía häùn håüp cao su vãö màût nguyãn tàõc chè coï tênh cháút quy æåïc, vaì giaï trë cuía noï phuû thuäüc vaìo phæång phaïp chuáøn âæåüc choün âãø âo. Caïc phæång phaïp thæåìng sæí duûng âäúi våïi cao su laì: 1, Khaío saït sæû thay âäøi chiãöu cao cuía máùu dæåïi taïc duûng cuía taíi troüng giæîa 2 bãö màût song song, thê duû nhæ træåìng håüp deío kãú Wallace. 2, Khaío saït biãún daûng træåüt cuía váût liãûu giæîa bãö màût chuyãøn âäüng vaì bãö màût âæïng yãn, thê duû duìng nhåït kãú Mooney. Ngoaìi ra, âäü deío cuía cao su cuîng coï thãø âo bàòng nhåït kãú mao quaín aïp suáút khäng âäøi. Trong phæång phaïp âo âäü deío bàòng deío kãú Wallace, ngæåìi ta âo bãö daìy cuía máùu sau khi chëu taïc duûng cuía læûc neïn 10 kg åí nhiãût âäü 1000C trong 15 giáy, bãö daìy máùu træåïc khi neïn laì 1mm. Chè säú Wallace laì bãö daìy máùu sau khi neïn tênh theo 1/100 mm. Do âoï, máùu cao su caìng deío thç chè säú Wallace caìng beï. 6. Váûn täúc âoïng ràõn, thåìi gian âoïng ràõn Thåìi gian âoïng ràõn cuía nhæûa nhiãût ràõn hay thåìi gian læu hoaï cuía cao su laì thåìi gian cáön thiãút âãø váût liãûu dæåïi taïc duûng cuía nhiãût vaì aïp suáút chuyãøn biãún thaình traûng thaïi coï tênh cháút sæí duûng täút nháút. Váûn täúc âoïng ràõn biãøu thë täúc âäü chuyãøn traûng thaïi cuía váût liãûu, chè phuû thuäüc vaìo baín cháút cuía váût liãûu. Tuy nhiãn, thåìi gian âoïng ràõn coìn phuû thuäüc vaìo bãö daìy cuía saín pháøm gia cäng do trong quaï trçnh âoïng ràõn cáön coï sæû dáùn nhiãût maì caïc váût liãûu naìy dáùn nhiãût keïm cho nãn saín pháøm caìng daìy thç thåìi gian âoïng ràõn caìng daìi. Thåìi gian âoïng ràõn cuía nhæûa nhiãût ràõn âæåüc âo bàòng nhåït kãú canavec, coìn thåìi gian læu hoaï cao su thæåìng âæåüc âo bàòng læu hoaï kãú vaì êt duìng hån våïi nhåït kãú Mooney. Nhåït kãú canavec vaì nhåït kãú Mooney thuäüc loaûi nhåït kãú Roto, trong âoï Roto quay tæång âäúi so våïi khuän åí váûn täúc khäng âäøi. Trong khäúi váût liãûu trong khuän máùu, cho Roto chuyãøn âäüng, do aính hæåíng cuía âäü nhåït váût liãûu Roto seî chëu taïc duûng cuía mäüt æïng suáút træåüt. ÆÏng suáút træåüt naìy âæåüc ghi nháûn trãn thiãút bë ghi. Trong quaï trçnh âoïng ràõn váût liãûu, do sæû hçnh thaình maûng læåïi khäng gian, âäü nhåït cuía váût liãûu seî tàng do âoï æïng suáút træåüt ghi nháûn âæåüc seî tàng theo quaï trçnh âoïng ràõn. Tuy nhiãn, âäúi våïi mäüt säú váût liãûu bãn caûnh quaï trçnh âoïng ràõn coìn coï quaï trçnh phán huyí nhiãût laìm giaím âäü nhåït cuía váût liãûu. Do âoï, giaín âäö tT −σ (æïng suáút træåüt - thåìi gian) laì mäüt âæåìng cong coï cæûc âaûi (trong træåìng håüp coï phán huyí nhiãût) hoàûc laì âæåìng cong coï tiãûm cáûn Trang 12 ngang (træåìng håüp khäng coï sæû phán huyí nhiãût). Thåìi gian âoïng ràõn seî laì thåìi gian maì giaï trë Tσ âaût cæûc âaûi hoàûc bàõt âáöu nàòm ngang. Hçnh 2.3: âæåìng cong læu hoïa Ngoaìi ra, thåìi gian âoïng ràõn, tæì giaín âäö chuïng ta coìn coï thãø xaïc âënh âæåüc thåìi gian hoaût hoaï thh âoï laì thåìi gian maì váût liãûu chæa xaíy ra quaï trçnh âoïng ràõn âaïng kãø vaì váûn täúc âoïng ràõn bàòng âäü däúc cuía âoaûn thàóng trãn giaín âäö: αtg . Viãûc xaïc âënh thåìi gian læu hoaï bàòng læu hoaï kãú vaì læu biãún kãú âäúi våïi häùn håüp cao su cho kãút quaí chênh xaïc hån duìng nhåït kãú Mooney. Âäúi våïi 2 loaûi thiãút bë naìy, thåìi gian læu hoaï âæåüc xaïc âënh bàòng caïch theo doîi tênh nàng cuía váût liãûu khi chëu taïc duûng cuía æïng suáút (hoàûc biãøu diãùn) thuáûn nghëch chu kyì xaïc âënh. Ngoaìi viãûc xaïc âënh thåìi gian âoïng ràõn bàòng caïc thiãút bë trãn, thåìi gian âoïng ràõn coìn coï thãø xaïc âënh bàòng phæång phaïp eïp tæìng báûc. Theo phæång phaïp naìy, máùu váût liãûu âæåüc tiãún haình åí âiãöu kiãûn nhiãût âäü vaì aïp suáút xaïc âënh, nhæng åí thåìi gian khaïc nhau, sau âoï tiãún haình âo tênh nàng sæí duûng cuía caïc máùu naìy vaì thåìi gian âoïng ràõn seî laì thåìi gian eïp cuía máùu coï tênh nàng sæí duûng cao nháút. 7. Âäü co thãø têch Âäü co thãø têch biãøu diãùn sæû giaím thãø têch saín pháøm so våïi kêch thæåïc cå baín cuía vuìng taûo hçnh cuía khuän sau khi âaût tåïi nhiãût âäü bçnh thæåìng. Âäü co thãø têch coï 2 aính hæåíng ngæåüc nhau: laìm dãù daìng láúy saín pháøm ra khoíi khuän vaì gáy ra sæû thiãúu kêch thæåïc cuía saín pháøm. Ngoaìi ra, khi nhiãût âäü co ruït quaï låïn coìn gáy nhiãöu khuyãút táût khaïc nhæ cong vãnh, raûn næït. Hiãûn tæåüng thãø têch bë giaím âi khi âæa vãö nhiãût âäü ban âáöu do 2 nguyãn nhán chuí yãúu: + Sæû giaín nåí nhiãût cuía saín pháøm: + Âäúi våïi caïc nhæûa nhiãût ràõn, trong quaï trçnh âënh hçnh trong khuän, xaíy ra phaín æïng âoïng ràõn taûo maûng khäng gian vaì thæåìng quaï trçnh naìy xaíy ra keìm theo sæû co ruït thãø têch (thãø têch chiãúm chäø cuía polymer beï hån cuía monomer hoàûc preïpolymer). thh târ thh: thåìi gian hoaût hoïa târ: thåìi gian âoïng ràõn σ t Trang 13 Âäü co thãø têch âæåüc tênh båíi cäng thæïc: ( ) KhSpKh VVV /.100% −= VKh, VSp: thãø têch cuía khuän vaì cuía saín pháøm åí nhiãût âäü phoìng. Âäü co thãø têch phuû thuäüc vaìo nhiãöu yãúu täú, trong âoï coï thãø kãø âãún: + Baín cháút cuía polymer: mäùi loaûi polymer coï giåïi haûn co thãø têch khaïc nhau. Âäúi våïi loaûi nhæûa nhiãût ràõn, âäü co thãø têch coìn phuû thuäüc vaìo mæïc âäü truìng håüp hoàûc truìng ngæng cuía caïc Prepolymer. + Sæû hiãûn diãûn cuía caïc cháút âäün thæåìng laìm giaím âäü co thãø têch + Âiãöu kiãûn gia cäng (nhiãût âäü, thåìi gian laìm nguäüi) coï aính hæåíng âãún âäü co thãø têch cuía saín pháøm. + Baín cháút váût liãûu laìm khuän. Ngoaìi ra, coìn phaíi kãø âãún sæû co thãø têch do sæû máút áøm vaì cháút dãù bay håi trong quaï trçnh gia cäng, loaûi phæång phaïp gia cäng. Thæûc tãú cho tháúy aïp suáút gia cäng vaì thåìi gian læu laûi trong khuän cuía caïc nhæûa nhiãût ràõn khäng aính hæåíng âãún âäü co thãø têch vaì hçnh daïng cuía saín pháøm, chè chëu aính hæåíng cuía sæû biãún daûng gáy ra do sæû co thãø têch xaíy ra trong saín pháøm. Váût liãûu (1) Âäü co (%) Váût liãûu (1) Âäü co (%) Nhæûa nhiãût deío • PMMA • Cellulose acetat (CA) - Cellulose - Cellulose acetobutirat (CAB) - Cellulose propionat (CP) • Polyamid - Loaûi 6 - Loaûi 6 - 6 - Loaûi 6 - 10 - Loaûi 11 - Loaûi 11 âäün såüi thuyí tinh - Loaûi 12 • Polycarbonat • PVC - Khäng hoaï deío - Hoaï deío 50% DOP - PVC clo hoaï • Polyformandehit (poly acetal) 2 ÷ 8 3 ÷ 10 2 ÷ 9 1 ÷ 9 10 ÷ 15 20 ÷ 30 10 7 ÷ 25 3 12 5 ÷ 7 1 ÷ 4 10 ÷ 50 3 ÷ 7 Nhæûa nhiãût ràõn • Amino plast - Melamin formandehit + Âäün α - xenlulo + Âäün amiàng - Melamin - phenol - formaldehid - Ureformandehit âäün α - xenlulo • Diallyl phtalat (DAP) - Âäün thuyí tinh - Âäü khoaïng - Âäün såüi täøng håüp • EPOXY - Khäng âäün - Âäün silic - Âäün thuyí tinh • Phenolplast - Âäün khoaïng, bäüt - Âäün khoaïng, vaîy - Âäün bäüt gäù 4 ÷ 8 3 ÷ 6 4 ÷ 10 6 ÷ 14 1 ÷ 5 5 ÷ 7 4 ÷ 9 1 ÷ 4 0,5 ÷ 2 1 ÷ 5 4 ÷ 8 3 ÷ 6 6 ÷ 9 Trang 14 Váût liãûu (1) Âäü co (%) Váût liãûu (1) Âäü co (%) - Polyoximetylen (PCM) • Polyolefin - PELD - PEHD - PP • Styren vaì copolymer - PS thæåìng - PS ? - Styren - acrylonitril (SAN) - ABS - Styren - acrylonitril - Metacrylat - butadien - styren (MBS) 20 ÷ 25 20 ÷ 50 20 ÷ 50 10 ÷ 25 1 ÷ 6 2 ÷ 8 2 ÷ 5 3 ÷ 8 2 ÷ 5 2 ÷ 8 - Âäün cellulo, bäüt - Âäün vaíi, nghiãön bäüt - Phenol - Cao su • Polyestes âäün såüi thuyí tinh tàng cæåìng - Táøm, daûng táúm - Táøm, daûng haût • Silicon âäün såüi thuyí tinh 6 ÷ 9 6 ÷ 9 6 ÷ 10 0 ÷ 2 3 ÷ 6 0 ÷ 6 Baíng 2.3: âäü co thãø têch cuía mäüt säú loaûi váût liãûu 8. Nhiãût âäü gia cäng Nhiãût âäü gia cäng træåïc tiãn phuû thuäüc vaìo baín cháút cuía polymer, caïc tênh cháút gia cäng cuía polymer, hçnh daïng, kêch thæåïc cuía saín pháøm. Nhiãût âäü gia cäng coìn phuû thuäüc vaìo phæång phaïp âæåüc choün âãø gia cäng vaì loaûi thiãút bë duìng âãø gia cäng polymer. Viãûc choün âuïng nhiãût âäü gia cäng khäng nhæîng taûo âiãöu kiãûn thu âæåüc saín pháøm cháút læåüng täút maì coìn coï thãø laìm tàng nàng suáút thiãút bë. Traïi laûi, khi choün nhiãût âäü gia cäng khäng thêch håüp seî dáùn âãún nhæîng khuyãút táût trãn saín pháøm nhæ thiãúu kêch thæåïc, tênh cháút cå lyï giaím vaì trong nhiãöu træåìng håüp khäng thãø tiãún haình gia cäng âæåüc. Nhiãût âäü gia cäng cuía caïc nguyãn liãûu khaïc nhau thæåìng âæåüc xaïc âënh bàòng thæûc nghiãûm vaì âæåüc cho båíi caïc taìi liãûu kyî thuáût cuía caïc nhaì chãú taûo nguyãn liãûu. Tuy nhiãn âãø coï cå såí cho viãûc læûa choün nhiãût âäü gia cäng cuía nguyãn liãûu polymer, chuïng ta cáön læu yï âäúi våïi nhæîng âiãøm sau: 1, Âäúi våïi caïc loaûi nhæûa nhiãût ràõn vaì cao su, nhiãût âäü gia cäng âæåüc læûa choün trãn váûn täúc âoïng ràõn (læu hoaï) phuì håüp våïi âiãöu kiãûn thiãút bë vaì âàûc tênh cuía saín pháøm. 2, Âäúi våïi caïc loaûi nhæûa nhiãût deío, chuïng ta cáön chuï yï âãún caïc thäng säú nhiãût nhæ nhiãût âäü chaíy nhåït (Tf), nhiãût âäü hoaï thuyí tinh (Tg) (âäúi våïi polymer vä âënh hçnh), nhiãût âäü noïng chaíy (Tm) (âäúi våïi polymer kãút tinh) vaì nhiãût âäü phán huyí (Tph). Nhiãût âäü gia cäng caïc váût liãûu polymer åí traûng thaïi chaíy nhåït phaíi beï hån Tph vaì låïn hån Tf (hoàûc nhiãût âäün noïng chaíy). Âäúi våïi caïc phæång phaïp gia cäng váût liãûu åí traûng thaïi mãöm cao nhiãût âäü gia cäng nàòm giæîa Tg vaì Tf. Tg coìn laì mäüt thäng säú quan troüng xaïc âënh nhiãût âäü láúy saín pháøm khoíi khuän. Âãø saín pháøm khäng bë biãún daûng khi láúy khoíi khuän thç nhiãût âäü láúy saín pháøm khoíi khuän phaíi beï hån Tg tæì 200C ÷ 300C. Trang 15 Caïc thäng säú Tg, Tf, Tm, Tph phuû thuäüc chuí yãúu vaìo baín cháút cuía polymer, mäüt säú phuû gia coï aính hæåíng êt nhiãöu âãún tênh cháút naìy nhæ cháút äøn âënh nhiãût, caïc polymer hoaï deío... vaì laì nhæîng thäng säú quan troüng cuía polymer. Trang 16 Chæång III NGHIÃÖN, TRÄÜN, TAÛO HAÛT POLYMER Caïc quaï trçnh nghiãön, träün, taûo haût laì nhæîng quaï trçnh chuáøn bë ráút cáön thiãút træåïc khi gia cäng polymer thaình saín pháøm sæí duûng. I. Nghiãön 1. Âënh nghéa vaì muûc âêch Nghiãön laì quaï trçnh laìm giaím kêch thæåïc cuía caïc pháön tæí váût liãûu cæïng. Muûc âêch cuía quaï trçnh nghiãön: - Tàng cæåìng khaí nàng träün láùn giæîa caïc cáúu tæí trong quaï trçnh träün (do taûo kêch thæåïc nhoí hån dáùn âãún khaí nàng phán taïn låïn). - Giuïp cho quaï trçnh sáúy vaì noïng chaíy nhanh hån. - Laìm nhoí phãú liãûu cho nguyãn cäng taûo haût. Nãúu kêch thæåïc cuía haût quaï nhoí thç dãù bë dênh voïn. Do váûy phaíi âiãöu chènh kêch thæåïc cuía haût cho håüp lyï våïi tæìng loaûi polymer (duìng ráy). 2. Thiãút bë nghiãön Coï nhiãöu loaûi thiãút bë nghiãön vaì tuyì thuäüc vaìo loaûi váût liãûu maì sæí duûng caïc loaûi thiãút bë khaïc nhau âãø nghiãön. Caïc maïy nghiãön thæåìng âæåüc duìng nháút laì: maïy âáûp våî hçnh truû troìn, maïy nghiãön buïa, maïy xay dao, maïy nghiãön dinh, maïy nghiãön truûc caïn Dæûa vaìo kêch thæåïc haût, traûng thaïi váût liãûu, sæû phán loaûi kêch thæåïc âãø choün caïch vaì thiãút bë nghiãön phuì håüp. Caïc maïy kãø trãn sæí duûng caïc taíi troüng khaïc nhau âãø nghiãön váût liãûu nhæ maïy nghiãön truû troìn duìng taíi troüng neïn, maïy nghiãön dao duìng taíi troüng càõt, maïy nghiãön dinh duìng læûc va âáûp vaì sæû chaì xaït. Trong caïc loaûi trãn, maïy nghiãön dao coï yï nghéa hån caí vç noï thêch håüp âãø nghiãön nhæîng polymer coï æïng duûng räüng raîi nháút vaì duìng âãø laìm nhoí phãú liãûu cho nguyãn cäng taûo haût. Täúc âäü cuía maïy nghiãön dao tæì 12 ÷ 14 m/s, khoaíng caïch giæîa caïc læåîi dao cäú âënh vaì læåîi dao di âäüng tæì 0,25 ÷ 0,5 mm. Nàng suáút nghiãön phuû thuäüc vaìo kêch thæåïc váût liãûu cáön âaût âæåüc, noï nàòm trong khoaíng 10 kg/h ÷ 2500 kg/h. II. Träün 1. Âënh nghéa vaì muûc âêch Träün laì quaï trçnh taûo ra sæû dëch chuyãøn tæång âäúi giæîa caïc váût liãûu cáön pha träün våïi nhau cho âãún khi sæû phán bäú giæîa chuïng âæåüc âãöu khàõp. - Muûc âêch: + Träün âãöu vaì phán bäú caïc loaûi váût liãûu khaïc nhau trong häùn håüp (polymer, phuû gia, âäün, maìu...). + Trong khi gia cäng quaï trçnh träün coìn häø tråü cho viãûc truyãön nhiãût giuïp cho khäúi váût liãûu coï nhiãût âäü âäöng âãöu. Trang 17 + Ngoaìi ra nãúu häùn håüp åí daûng Past thç quaï trçnh träün coìn laìm nhuyãùn vaì deío váût liãûu, taûo âiãöu kiãûn thuáûn låüi cho quaï trçnh gia cäng nhæ caïn. 2. Âàûc âiãøm cuía quaï trçnh träün Trong quaï trçnh träün seî xuáút hiãûn caïc æïng suáút låïn sinh ra do caïc bäü pháûn cuía thiãút bë chuyãøn âäüng tæång âäúi gáy ra. Âiãöu naìy dáùn âãún mäüt säú hãû quaí sau: + Sæû gia tàng nhiãût âäü cuía khäúi váût liãûu do näüi nhiãût sinh ra do ma saït, cuìng våïi sæû gia nhiãût bãn ngoaìi, váût liãûu tæì daûng råìi (thæåìng gàûp âäúi våïi caïc loaûi nhæûa nhiãût deío vaì nhiãût ràõn), âäü deío tháúp (træåìng håüp cao su vaì nhæûa) chuyãøn sang traûng thaïi liãn tuûc coï âäü mãöm deío nháút âënh. Quaï trçnh naìy goüi laì quaï trçnh laìm mãöm (coìn goüi laì quaï trçnh deío hoaï hay nhæûa hoaï). Thäng thæåìng, 2 quaï trçnh träün vaì laìm mãöm xaíy ra âäöng thåìi. + Dæåïi taïc duûng cuía æïng suáút cå hoüc låïn, seî xaíy ra quaï trçnh càõt âæït maûch phán tæí taûo nhæîng gäúc tæû do vaì quaï trçnh kãút håüp caïc gäúc naìy laûi. Âiãöu naìy coï aính hæåíng âãún tênh nàng gia cäng vaì tênh nàng suí duûng cuía polymer + Sæû chuyãøn âäüng tæång âäúi giæîa caïc bäü pháûn cuía thiãút bë seî taûo nãn nhæîng biãún daûng træåüt trong khäúi váût liãûu giuïp cho viãûc phán taïn caïc phuû gia vaìo khäúi thiãút bë polymer. Hiãûu quaí cuía quaï trçnh phán taïn theo kiãøu naìy phuû thuäüc chuí yãúu vaìo: • Biãún daûng træåüt gáy ra trong häùn håüp, • Cháút læåüng cuía khäúi häùn håüp sau khi träün phuû thuäüc vaìo tênh nàng bãö màût cuía 2 pha: Âäúi våïi mäùi loaûi váût liãûu polymer, cáön phaíi choün mäüt chãú âäü träün thêch håüp nhàòm âaím baío 2 yãu cáöu: + Âaím baío träün âãöu maì váùn duy trç âæåüc tênh nàng cå lyï cuía saín pháøm åí mæïc âäü cao nháút. + Âaím baío khaí nàng gia cäng trong quaï trçnh tiãúp theo thuáûn låüi nháút. 3. Thiãút bë träün - Tuyì thuäüc vaìo muûc âêch vaì trang thaïi váût liãûu khaïc nhau maì ngæåìi ta sæí duûng caïc thiãút bë träün khaïc nhau mäüt caïch håüp lyï. Vê duû: Maïy träün lãûûch ly tám: PS, PE, PP, PMMA, maïy khuáúy caïch khuáúy chæî Z: PVC... - Caïc váût liãûu daûng loíng hoàûc bäüt nhaîo nhæ âiãöu chãú bäüt nhaîo PVC cuîng âæåüc thæûc hiãûn trong maïy khuáúy. Nhæîng maïy khuáúy naìy coï kêch thæåïc nhoí, truûc khuáúy thàóng âæïng, quay trong thuìng truû troìn. Tuyì thuäüc vaìo yãu cáöu cäng nghãû maì thuìng khuáúy coï thãø coï 2 låïp âãø âun noïng hoàûc laìm nguäüi. - Mäüt säú træåìng håüp khi träün cáön traïnh khäng cho khäng khê láùn vaìo váût liãûu, ngæåìi ta thæåìng träün chuïng trong caïc maïy khuáúy kên vaì coï båm chán khäng âãø taûo chán khäng cho thiãút bë. - Âäúi våïi caïc váût liãûu daûng haût coï kêch thæåïc khaïc nhau, âãø träün caïc phuû gia daûng bäüt, ngæåìi ta thæåìng sæí duûng maïy träün hçnh tang quay. Trong quaï trçnh chuïng chuyãøn âäüng ngæåüc chiãöu chuïng âæåüc têch âiãûn vaì nhæ váûy caïc phán tæí phuû gia seî baïm vaìo caïc haût váût liãûu. Âãø quaï trçnh träün coï hiãûu quaí, säú voìng quay cuía maïy åí vaìo khoaíng 25 ÷ 35 voìng/phuït. Trang 18 - Âãø taûo ra caïc häùn håüp åí daûng bäüt, ngæåìi ta thæåìng duìng loaûi maïy träün nghiãön phäúi håüp coï säú voìng quay nhanh. + Pháön cuäúi cuía caïnh khuáúy cuía thiãút bë naìy âaût våïi täúc âäü 40 m/s. täúc âäü låïn coï taïc duûng taûo sæû nghiãön. + Caïnh gaût coï taïc duûng ngàn caín sæû dëch chuyãøn quay daûng xoàõn âãø taûo sæûu dëch chuyãøn tæång âäúi cuía caïc pháön tæí váût liãûu våïi nhau täút hån vaì tæì âoï cuîng taûo âæåüc nhiãût do ma saït. + Trong træåìng håüp cáön thiãút coï thãø tàng nhiãûût âäü bàòng caïch nung noïng nhåì hãû thäúng nung. Tuyì thuäüc vaìo yãu cáöu cuía viãûc träün maì coï thãø nung âãún 1400C. + Nhiãût âäü cuía váût liãûu trong maïy khuáúy nguäüi khoaíng 350C (âãø giæî khäng cho váût liãûu bë voïn laûi). + Thåìi gian träün noïi chung laì ngàõn, khoaíng 10 phuït. - Âãø laìm deío váût liãûu maïy träün truûc vêt (âàûc biãût laì nhiãöu truûc vêt) cuîng âæåüc dæí duûng räüng raîi (hçnh trang bãn). - Âãø phäúi träün häùn håüp coï læåüng cháút âäün låïn (nhæ håüp pháön cao su) ngæåìi ta duìng loaûi maïy träün kên. Âäúi våïi loaûi naìy nhiãût sinh ra låïn do âoï thãø têch khäng quaï 300 lêt - Maïy träün håí (coìn goüi laì maïy caïn 2 truûc) âæåüc sæí duûng ráút nhiãöu trong gia cäng cao su. Ta seî âi sáu vaìo nghiãn cæïu thiãút bë naìy: 4. Träün giaïn âoaûn trãn maïy träün håí: a. Âàûc âiãøm Do cáúu taûo vuìng laìm viãûc cuía maïy caïn 2 truûc heûp nãn quaï trçnh träün trãn maïy caïn 2 truûc coï nhæîng âàûc âiãøm sau: - Hiãûu quaí träün tháúp nãn thåìi gian cuía mäüt chu kyì träün daìi, nàng læåüng tiãu täún cho âån vë khäúi læåüng nguyãn liãûu låïn so våïi caïc thiãút bë khaïc. - Cäng nhán thao taïc nàûng nhoüc, váút vaí. - Tênh cháút an toaìn tháúp, vãû sinh cäng nghiãûp keïm: buûi nhiãöu vaì noïng. Tuy nhiãn, loaûi maïy caïn 2 truûc coï mäüt säú æu viãût maì maïy träün kên khäng coï âæûåc nhæ: - Tênh nàng sæí duûng nhiãöu: coï thãø sæí duûng cho nhiãöu muûc âêch khaïc nhau nhæ caïn táúm, träün, gia nhiãût... Trong âoï coï nhæîng chæïc nàng maì maïy träün kên khäng thæûc hiãûn âæåüc caïn táúm. - Vãö màût hiãûu quaí kinh tãú, thæûc tãú cho tháúy maïy caïn 2 truûc nàng suáút nhoí seî coï hiãûu quaí kinh tãú hån. b. Cáúu taûo vaì phán loaûi Trong cäng nghiãûp cao su (cäng nghiãûp gia cäng) vaì cháút deío, maïy caïn 2 truûc âæåüc sæí duûng cho nhiãöu cäng viãûc khaïc nhau: så luyãûn cao su, träün vaì nhæûa hoaï caïc häùn håüp cao su vaì cháút deío, caïn táúm, gia cäng häù håüp nguyãn liãûu træåïc khi nháûp liãûu lãn maïy caïn traïng hoàûc maïy âuìn truûc vêt, nghiãön mën, loaûi boí caïc váût liãûu såüi trong polymer nhæ khi taïi sinh cao su vaì nhæûa deío... * Cáúu taûo: Trang 19 Vãö màût cáúu taûo, maïy caïn 2 truûc thuäüc loaûi maïy caïn truûc quay, laìm viãûc giaïn âoaûn. Cuûm chi tiãút laìm viãûc laì 2 truûc räùng, âàût song song trãn cuìng mäüt màût phàóng nàòm ngang. Caïc truûc naìy quay quanh truûc cuía mçnh våïi váûn täúc khaïc nhau, ngæåüc chiãöu. Tyí säú váûn täúc daìi giæîa 2 truûc âæåüc goüi laì tyí täúc f: ( ) ( )112 1 2 vv v vf >= Tyí täúc naìy laì mäüt thäng säú quan troüng cáön læu yï khi sæí duûng maïy caïn 2 truûc. Tyí täúc f caìng låïn thç æïng suáút taïc duûng caìng låïn, sæû phaï våí cáúu truïc caìng maûnh vaì nhiãût sinh ra caìng nhiãöu. Vç thãú, âäúi våïi caïc maïy coï chæïc nàng laì nghiãön, caïn phaï coï f ráút låïn (lãn âãún 4) coìn caïc maïy duìng âãø träün caïc váût liãûu polymer thç tyí täúc gáön bàòng 1 nhàòm giaím båït quaï trçnh càõt âæït maûch phán tæí khi träün. Váût liãûu gia cäng khi âæa vaìo maïy bë caïc truûc quay theo chiãöu gàûp nhau keïo vaìo khoaíng giæîa 2 truûc (cuìng biãún daûng) nhåì caïc læûc liãn kãút näüi vaì læûc ma saït cuía váût liãûu våìi bãö màût truûc caïn. Læûc càõt vaì læûc neïn caìng gia tàng khi váût liãûu caìng âi sáu vaìo khe truûc tæång æïng våïi sæû gia tàng cuía æïng suáút træåüt vaì æïng suáút neïn. Caïc æïng suáút naìy gáy biãún daûng trong khäúi váût liãûu vaì sæû chaíy cuía váût liãûu qua khe truûc. Caïc biãún daûng truûc taûo nãn bãö màût tiãúp xuïc måïi giuïp quaï trçnh phán taïn caïc phuû gia vaìo khäúi polymer dãù daìng hån. Caïc æïng suáút phaït minh caìng låïn, biãún daûng caìng maûnh meî khi tyí täúc caìng cao vaì khe håí truûc caìng beï. Dæåïi taïc duûng cuía ma saït näüi vaì ngoaûi, khäúi váût liãûu seî noïng lãn dãù daìng taûo thaình mäüt khäúi âäöng nháút vaì liãn tuûc. Ra khoíi khe truûc, táúm váût liãûu thæåìng baïm vaìo khe truûc noïng hån, nhaïm hån, coï váûn täúc låïn hån (coï taìi liãûu ghi váût täúc beï hån). Âãø âaût âæåüc âäü âäöng nháút vaì sæû mãöm deío cáön thiãút thæåìng khi gia cäng trãn maïy caïn 2 truûc váût liãûu âæåüc cho qua khe håí truûc nhiãöu láön. * Phán loaûi Viãûc phán loaûi maïy caïn 2 truûc thæåìng dæûa trãn muûc âêch vaì caïch bäú trê truyãön âäüng giæîa caïc truûc. Tuyì theo muûc âêch sæí duûng, ngæåìi ta chia maïy caïn 2 truûc thaình nhæîng nhoïm chênh nhæ sau: - Maïy caïn táúm: Duìng âãø träün hãû læu hoaï vaì häùn håüp cao su tæì maïy träün kên âæa sang vaì xuáút táúm váût liãûu. Maïy naìy coï tyí täúc tæì 1 ÷ 1,07. - Maïy caïn âäút noïng: Duìng âãø gia nhiãût cho häùn håüp váût liãûu polymer âãún nhiãût âäü cáön thiãút træåïc khi âæa sang maïy caïn nhiãöu truûc hoàûc maïy âuìn truûc vêt. Maïy caïn âäút noïng coï tyí täúc khoaíng 1,22 ÷ 1,27. - Maïy caïn träün: thæåìng duìng vaìo viãûc laìm mãöm cao su træåïc khi häùn luyãn, träün vaì nhæûa hoaï häù håüp nhæûa. Maïy caïn träün coï tyí täúc 1 ÷ 1,07. Trong sæí duûng, 3 loaûi maïy caïn trãn âæåüc sæí duûng láùn läün nhæ nhau. - Maïy caïn âáûp: Duìng âãø nghiãön så bäü cao su cuî, ebonic... trong quaï trçnh taïi sinh nguyãn liãûu, bãö màût coï raînh, tyí täúc 2,42 ÷ 2,55. - Maïy caïn nghiãön: Duìng âãø nghiãön mën cao su cuî, ebonic, nhæûa nhiãût ràõn... bãö màût truûc thæåìng laïng, tyí täúc 2,55 ÷ 4. Trang 20 - Maïy caïn loüc: Duìng âãø laoüi caïc váût liãûu såüi, caïc cháút báøn cå hoüc trong bäüt cao su cuî træåïc khi tiãún haình taïi sinh, truûc caïn coï cáúu taûo âàûc biãût låïn åí giæîa, nhoí åí hai âáöu giäúng nhæ quaí bom. - Maïy caïn thê nghiãûm: Duìng âãø chuáøn bë máùu trong caïc phoìng thê nghiãûm, âàûc tênh giäúng 3 loaûi âáöu nhæng kêch thæåïc beï hån. c. Cå såí váût lyï cuía quaï trçnh naûp liãûu maïy caïn 2 truûc Quaï trçnh gia cäng váût liãûu polymer trãn maïy caïn 2 truûc chè xaíy ra trong vuìng biãún daûng, nghéa laì trong khoaíng khäng gian giåïi haûn båíi 2 cung A1C1 vaì A2C2 vaì trãn suäút chiãöu daìi laìm viãûc cuía truûc caïn. Mäüt säú âënh nghéa: - Goïc äm: laì goïc taûo thaình tæì nhæîng âæåìng thàóng näúi liãön tám 2 truûc caïn vaì truûc vectå keïo tæì tám truûc âãún vë trê ngoaìi cuìng., taûi âoï coï sæû tiãúp xuïc cuía nguyãn liãûu våïi bãö màût truûc ),( 21 αα . - Cung äm: Laì âoaûn cung nàòm trãn bãö màût truûc caïn, coï goïc åí tám âuïng bàòng goïc äm. 2211 , CACA laì cung äm. ( )2..0175,0 360 ...2 1α=αΠ= iii RRl Ri: Baïn kênh truûc iα : goïc äm Nhçn chung, quaï trçnh gia cäng trãn maïy caïn 2 truûc laì mäüt quaï trçnh cå nhiãût phæïc taûp keìm theo caïc hiãûn tæåüng hoaï hoüc, cå hoaï, lyï hoaï. Sau âáy, chuïng ta chè xeït âãún âiãöu kiãûn âãø khäúi váût liãûu âi vaìo khe håí truûc cuía maïy caïn. Do doìng chaíy doüc theo truûc cuía caïn khäng âaïng kãø, nãn chuïng ta chè xeït trãn tiãút diãûn thàóng goïc våïi truûc caïn. Cho hãû toaû âäü Oxy (O laì trung âiãøm cuía O1O2) nhæ hçnh veî. Caïc læûc taïc duûng lãn hãû gäöm coï: G: læûc troüng træåìng N1, N2: phaín læûc cuía 2 truûc Trang 21 T1, T2: læûc ma saït cuía váût liãûu lãn bãö màût 2 truûc. ( )3. . 111 111 β= β= tgNT tgNT 21 ,ββ : goïc ma saït tæång æïng trãn 2 truûc Täøng læûc taïc duûng lãn khäúi váût liãûu laì F r 2121 TTNNGF rrrrrr ++++= Chiãúu phæång trçnh lãn hãû Oxy ta coï: ( )4cos.cos.sin.sin. 22112211 α+α+α−α−= TTNNGFy Thãú (3) vaìo (4) ta coï: ( )5).cos(sin).cos(sin 22221111 βα+α−βα−α−= tgNtgNGFy Nãúu baïn kênh 2 truûc bàòng nhau vaì tênh cháút bãö màût 2 truûc giäúng nhau thç ta coï: ( ) NNN == β=β=β α=α=α 21 21 21 6 Khi âoï (5) tråí thaình: ( ) ( )7cos..2 β−αα−= tgtgNGFy Trong âiãöu kiãûn gia cäng trãn maïy caïn, læûc troüng træåìng G thæåìng khäng âaïng kãø so våïi caïc læûc khaïc, khi âoï: ( ) ( )8cos..2 α−βα≈ tgtgNFy Âãø váût liãûu âi vaìo khe truûc thç Fyy > 0, tæì (8) suy ra âãø Fy > 0 thç ( )9α>β . Tæì (9) cho tháúy khi goïc äm caìng beï thç váût liãûu caìng dãù daìng âi vaìo khe truûc, nghéa laì våïi cuìng bãö daìy thç váût liãûu âæåüc gia cäng trãn maïy coï kêch thæåïc låïn hån hoàûc khe håí truûc låïn seî âi vaìo khe truûc dãù daìng hån. Háöu hãút caïc váût liãûu polymer khi gia cäng âãöu täön taûi caïc biãún daûng âaìn häöi, biãún daûng chaíy. Khi âi qua vuìng âaìn häöi vç váût liãûu khäng chëu neïn nãn chuïng seî bë biãún daûng theo 3 hæåïng. Nãúu bàõt âáöu vaìo vuìng biãún daûng táúm váût liãûu coï chiãöu daìy H, chiãöu räüng b, taûi khe truûc chiãöu daìy laì h0, räüng laì b0 vaì khi ra khoíi vuìng biãún daûng chiãöu daìi h3, chiãöu räüng b3 thç: - Âäúi våïi váût liãûu ânaì häöi tuyãût âäúi: 33 , bbhH == - Âäúi våïi váût liãûu mãöm tuyãût âäúi: 3030 , bbhh == - Âäúi våïi váût liãûu polymer thç biãún daûng nàòm trong trung gian giæîa 2 thaïi cæûc trãn, nghéa laì: ( )1003 hhH >> d. Phán têch thuyí âäüng Viãûc âæa caïc phæång trçnh toaïn hoüc âãø mä taí quaï trçnh caïn trãn maïy caïn 2 truûc coï thãø thæûc hiãûn theo 2 hæåïng chênh sau âáy: Trang 22 1, Dæûa vaìo caïc säú liãûu thæûc nghiãûm vaì lyï thuyãút âäüng daûng âãø quy mä hoaï. 2, Dæûa vaìo viãûc giaíi caïc phæång trçnh thuyí âäüng hoüc cuía læu cháút khäng chëu neïn trong vuìng biãún daûng cuía caïc maïy truûc quay. Âãø âån giaín trong viãûc giaíi caïc phæång trçnh thuyí âäüng hoüc, ngæåìi ta âæa ra mäüt säú quy æåïc nhæ sau: + Læûc troüng træåìng khäng âaïng kãø so våïi caïc læûc taïc duûng khaïc. + Boí qua thaình pháön biãøu diãùn gia täúc trong phæång trçnh âäüng læåüng vç doìng chaíy cháûm, âäü nhåït cuía læu cháút låïn. + Váût liãûu gia cäng giaí sæí laì cháút loíng Newton vaì quaï trçnh chaíy âàóng nhiãût. + Do khe håí truûc thæåìng ráút nhoí so våïi baïn kênh truûc nãn caïc gradien váûn täúc theo hæåïng x khäng âaïng kãø våïi hæåïng y. + Aïp suáút chè thay âäøi theo truûc x Våïi caïc âiãöu kiãûn kãø trãn, phæång trçnh âäüng læåüng cuía læu cháút tråí thaình: ( )110. 2 =∂ ∂µ+∂ ∂ y v x P x P: aïp suáút cuía pháön tæí læu cháút vx: váûn täúc cuía pháön tæí naìy theo hæåïng x µ: âäü nhåït cuía læu cháút ∗ Tênh váûn täúc vaì læu læåüng váût liãûu qua maïy caïn: Láúy têch phán (11) våïi caïc âiãöu kiãûn biãn: ( )12.2 2 12 1 vfvvhy vvhy x x ==−= == ta âæåüc: ( )13. 2 1..1 4 . 2 1 11 2 2 vfyv h fhy x Pvx ++−+⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ ∂ ∂= µ Læu læåüng cuía váût liãûu âi qua vuìng biãún daûng trãn âån vë chiãöu daìi laìm viãûc cuía truûc caïn: ( )14.2 2 ∫ − = h h x dyvQ Trang 23 ( )15.. 12 1.. 2 1 3 1 hx PhvfQ ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ ∂ ∂ µ− +=⇒ Taûi h = h3, tæïc laì taûi âiãøm ra cuía váût liãûu: ( )16.. 2 1 31 hv fQ += So saïnh (15) vaì (16) ta thaïy khi h = h3 thç 0=∂ ∂ x P tæïc laì aïp suáút âaût cæûc âaûi. Taûi khe håí coï chiãöu daìy bàòng h3. Taûi âiãøm ra cuía váût liãûu thç h = h3 vaì aïp suáút âaût cæûc tiãøu (P = 0). Taûi âiãøm âäúi xæïng våïi âiãøm ra ta cuîng coï h = h3 vaì åí vë trê naìy aïp suáút âaût cæûc âaûi. Màût phàóng vuäng goïc truûc x âi qua vë trê naìy goüi laì màût phàóng trung hoaì. ∗ Tênh aïp suáút: Tæì (15) vaì (16) ta coï: ( )17.12. 2 1 .. 2 1.. 12 1.. 2 1 3 3 1 31 3 1 ⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ −µ+=∂ ∂⇒ +=⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ ∂ ∂ µ− + h hhvf x P hvfh x Phvf Tæì biãøu thæïc naìy qua mäüt säú biãún âäøi, ta âæåüc: - Khi x > 0: ( )[ ]Chhg hh RvfP +µ+=+ 31 00 1 .. . ... 2 3. 2 1 - Khi x < 0: ( )[ ]Chhg hh RvfP +−µ+=− 31 00 1 .. . .. . 2 3. 2 1 Våïi ( ) ( ) ( )19.34.234. 0 0 0 30 0 0 2 3030 31 h hharctg h hh h hh h hhhhhhhg −−+−−−= ( )204323 0 03 0 03 0 03 3 03 h hharctg h hh h hh h hhC −−+−−= Âàût 0 3 h h=α , ta coï: ( ) ( )211.43123 −α−α+−αα −α= arctgC Khi khe håí truûc ráút beï so våïi baïn kênh truûc vaì h âæåüc tênh bàòng cäng thæïc ( )2220 R xhh += thç 1≈α vaì âãø tênh toaïn ta coï thãø duìng cäng thæïc: ( ) ( )2315 23−α≈C Giaï trë aïp suáút cæûc âaûi taûi tiãút diãûn trung hoaì cho båíi cäng thæïc: ( )2hPP = (thãú h = h3 vaìo 180n P- do x<0). ( )24. . ..3 . 2 1 00 1 max Chh RvfP µ+= Trang 24 ∗ Tênh phaín læûc âáøy cuía truûc: Do sæû hçnh thaình aïp suáút trong khäúi váût liãûu khi âi qua vuìng biãún daûng, caïc truûc seî chëu mäüt læûc âáøy theo hæåïng taïch råìi nhau. Læûc naìy âæåüc tênh nhæ sau: ( )[ ] ( )25,..... 2 1 1 0 1 βαµ+= g h RvWfFP Trong âoï: ( ) ( ) [ ] ( ) [ ] ( )2611143 1111.23,1 −β+−α−β−α+ ⎟⎟⎠ ⎞⎜⎜⎝ ⎛ β α−+−β+−αα −α−α=βα arctgarctg g caïntruûccuíaviãûclaìmdaìichiãöuW h H h h :;; 00 3 =β=α ∗ Tênh cäng suáút tiãu täún: ( ) ( ) ( ) ( ) ( )27,.12,. 2 1... 4 2 3 2 0 0 2 1 ⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ βα++βα+µ= gfgf h hRvW P Våïi: ( ) ( )[ ] ( )281131134,3 ⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡ β −β+α −αα−−β+−αα−=βα arctgarctgg ( ) ( )2911,4 −β+−α=βα arctgarctgg Khi tyí täúc f = 1: ( ) ( )30.....2 2 0 0 2 1 αµ= g h hRvW P Trong âoï: ( ) ( ) ( ) ( )31,.2, 432 βα+βα=α ggg Caïc giaï trë 4321 ,,,,, ggggβα âæåüc cho båíi baíng sau: 1,00 1,02 1,05 1,10 1,15 1,18 1,2 β 1,000 1,086 1,245 1,640 2,428 3,520 5,304 g1 0 0,0073 0,0467 0,1970 0,4817 0,7491 0,9977 g2 0 0,0011 0,0135 0,0903 0,3111 0,5991 0,9515 g3 0 -0,8504 -1,3455 -1,8717 -2,1759 -2,2207 -2,1329 g4 0 0,4257 0,6796 0,9810 1,2435 1,4099 1,5422 C 0 0,0149 0,0579 0,1593 0,2851 0,3691 0,4281 ∗ Profile aïp suáút vaì profile váûn täúc: Tæì (18), ta coï: ( ) ( ) ( )320,1 2 1 0 , 1 2 1 3 max 3 max <⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ −= >⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ += x C hhg P P x C hhg P P Trang 25 Phæång trçnh trãn cho tháúy maxP P phuû thuäüc vaìo h vaì h3, tæïc laì phuû thuäüc vaìo x (vç h = f(x)) vaì giaï trë h h 3=α . Khi: ( ) 0 max ==⇒= P PCHgHh ( ) 1 max 22 =−=⇒= P PChghh ( ) 2 10 max 00 ==⇒= P Phghh 0 max 3 =−== P PCghh Trong âoï h2 = h3 duìng âãø chè âiãøm nàòm trãn màût phàóng trung hoaì æïng våïi x < 0. Tæì caïc giaï trë naìy ta veî âæåüc profile aïp suáút nhæ sau: Tæång tæû nhæ váûy, ta coï profile váûn täúc trong vuìng biãún daûng: Tæì giaín âäö cho tháúy coï sæû chuyãøn âäüng ngæåüc chiãöu cuía læu cháút vaì do âoï laìm tàng hiãûu quaí träün. Vuìng naìy goüi laì vuìng xoaïy. Vuìng xoaïy phaíi luän luän chuyãøn vaì caìng nhoí caìng täút âãø traïnh hiãûn tæåüng nguäüi bãö màût. Trang 26 e. Sæû uäún cong vaì biãûn phaïp hiãûu chènh Dæåïi taïc duûng cuía læûc âáøy truûc sinh ra do váût liãûu âi vaìo maïy träün, truûc caïn bë uäún cong theo chiãöu læûc âáøy. Hiãûn tæåüng naìy âäúi våïi quaï trçnh träün khäng quan troüng làõm. Tuy nhiãn, nãúu sæí duûng thiãút bë âãø caïn táúm thç viãûc uäún cong truûc seî gáy ra sæû khäng âäöng âãöu bãö daìy cuía saín pháøm, åí giæîa daìy hån 2 bãn caûnh: Mæïc âäü uäún cong truûc dæåïi taïc duûng cuía læûc âáøy cho båíi phæång trçnh: ( ) ( )331652.3..62.324 432222 WWaZWaZWZEIFy S ++−−⎟⎠⎞⎜⎝⎛= y: âäü uäún taûi âiãøm caïch tám truûc mäüt khoaíng Z FS: Læûc taïc duûng trãn âån vë chiãöu daìi truûc E: Modun âaìn häöi cuía kim laoüi chãú taûo truûc I: Mämen quaïn tênh cuía tiãút diãûn truûc W: chiãöu daìi laìm viãûc cuía truûc a: khoaíng caïch tæì tám hæîu hiãûu cuía gäúi âåî âãún âáöu mæïc laìm viãûc cuía truûc Taûi Z = 0, âäü uäún cong cæûc âaûi ( ) ( )345241384..5 4max WaEIWFy S += Âãø khàõc phuûc sæû biãún thiãn bãö daìy cuía táúm saín pháøm do sæû uäún cong truûc gáy nãn, ngæåìi ta duìng nhæîng biãûn phaïp sau âáy: Trang 27 1, Sæí duûng truûc caïn coï profile läöi: 2, Âàût cheïo caïc truûc caïn: (Âäúi våïi truûc cuäúi cuìng). Khi 2 truûc caïn âàût cheïo nhau våïi goïc cheïo α tæång âäúi nhoí, sæû thay âäøi khe håí giæîa 2 truûc doüc theo truûc âäúi xæïng cho båíi biãøu thæïc: ( )[ ] ( )352.2. 212022 RhRZh Z −++α= hZ: khe håí traûi âiãøm caïch tám truûc 1 khoaíng Z h0: khe håí taûi tám truûc R: baïn kênh truûc α: goüc håüp båíi truûc âäúi xæïng cuía 2 truûc Khi 0h R, ta coï: ( ) ( )3624. 0 2 2 0 hR Zhhh Z + α=−=∆ Tæì (36) cho tháúy h∆ phuû thuäüc vaìo Z theo daûng parabol trong khi âoï (33) cuîng cho tháúy y phuû thuäüc theo Z daûng parabol (coï taìi liãûu noïi khäng phaíi parabol). Tuy nhiãn, giaï trë cuía y vaì h∆ taûi cuìng 1 giaï trë Z khäng truìng nhau do doï biãûn phaïp âàût lãûch truûc khäng bäø sung chênh xaïc âäü uäún cuía truûc do váût liãûu caïn gáy ra. 3, Taûo mämen chäúng uäún trong truûc caïn Âæåüc thæûc hiãûn åí truûc caïn cuäúi cuìng bàòng pitton thuyí læûc. f. Träün trãn maïy träün 2 truûc Âãø âæa caïc phuû gia vaìo khäúi polymer bàòng maïy träün 2 truûc, træåïc tiãn khäúi polymer phaíi âæåüc caïn âãöu âaût âæåüc âäü deío naìo âoï vaì âæåüc cuäün troìn theo truûc phêa træåïc cuía maïy (phêa thao taïc). Kãút quaí laì coï mäüt låïp polymer bao quanh truûc truåïc vaì khäúi polymer nàòm trãn khe truûc. Do quaï trçnh quay cuía truûc caïn seî coï nhæîng doìng polymer di chuyãøn ngæåüc chiãöu quay cuía truûc åí âáöu vaìo cuía váût liãûu taûo nãn gáúp cuäún phuû gia khi âoï âaî âæåüc raîi âãöu doüc theo chiãöu daìi laìm viãûc cuía truûc, dæåïi taïc duûng cuía caïc æïng suáút træåüt, seî gáy ra caïc biãún daûng træåüt trong khäúi váût liãûu giuïp phán taïn phuû gia theo chiãöu chu vi truûc (tæïc laì toaìn bäü trãn bãö màût cuía låïp polymer). Nhæ váûy, váûn täúc âæa phuû gia vaìo khäúi häùn håüp phuû thuäüc vaìo taïc âäüng läi cuäún phuû gia cuía khäúi häùn håüp trãn khe truûc vaìo caïc nãúp gáúp cuía mçnh vaì quaï trçnh Trang 28 phán taïn phuû gia phuû thuäüc vaìo taïc duûng cuía æïng suáút træåüt gáy ra khi váût liãûu âi vaìo vuìng biãún daûng cuía maïy. Sæû khaío saït täúc âäü âæa phuû gia vaìo khäúi polymer cho tháúy trong thåìi gian âáöu, váûn täúc xám nháûp cuía phuû gia laì hàòng säú, sau âoï giaím dáön vaì tiãún âãún 0. Vç váûy thæåìng khi âæa phuû gia hoàûc âäün vaìo khäúi polymer bàòng maïy caïn 2 truûc ngæåìi ta thæåìng cho hãút vaìo mäüt láön. Sæû khaío saït quaï trçnh träün trãn maïy träün 2 truûc cho tháúy nãúu khäng coï sæû càõt âaío, sæû xám nháûp cuía phuû gia seî khäng xaíy ra âæåüc trãn toaìn bäü khäúi häùn håüp maì coï mäüt låïp polymer saït màût truûc phuû gia khäng tåïi âæåüc. Låïp naìy goüi laì "låïp chãút". Ngoaìi ra, kãút quaí nghiãn cæïu coìn cho tháúy trong quaï trçnh träün khäng càõt âaío, khäúi häùn håüp trãn khe truûc våïi læåüng nhoí seî hæîu hiãûu hån laì læåüng låïn. Vç nãúu khäúi naìy låïn seî coï êt nãúp gáúp hån vaì coï xu hæåïng chuyãøn âäüng quay troìn khäúi naìy quanh mäüt truûc riãng, do âoï tråí nãn vä hiãûu trong quaï trçnh träün. Toïm laûi, våïi quaï trçnh träün khäng càõt âaío, tênh âäöng nháút cuía khäúi häùn håüp seî: - Ráút täút theo hæåïng chu vi, do caïc biãún daûng træåüt trong khe truûc gáy nãn. - Täút theo hæåïng doüc truûc (ngoaûi træì åí 2 âáöu laìm viãûc) nãúu phuû gia âæåüc raîi âãöu theo chiãöu daìi laìm viãûc cuía truûc. - Xáúu theo hæåïng baïn kênh, coï 1 "låïp chãút" åí saït màût truûc. Hepner âaî nghiãn cæïu âënh læåüng quaï trçnh träün trãn maïy träün 2 truûc våïi læåüng nhoí lycopodium (daûng bäüt, maìu vaìng, duìng laìm cháút laìm khä vaì háúp thuû) âuí âãø âënh læåüng bàòng caïch âãúm haût âäün trong caïc máùu nhoí láúy ra 1 caïch coï hãû thäúng tæì táúm häùn håüp bàòng kênh hiãøn vi. Vaì ruït ra mäüt säú kãút luáûn sau: 1, Nãúu khäng coï càõt âaío, mæïc âäü träün chè âaût âãún 71%, nghéa laì khäng bao giåì âaût âæåüc âäöng nháút åí toaìn khäúi. 2, Quaï trçnh càõt âaío seî náng mæïc âäü träün lãn 100%, bàòng caïch âæa "låïp chãút" lãn màût trãn, tæïc laì âæa vaìo vuìng hoaût âäüng. 3, Våïi kyî thuáût càõt âaío thæåìng sæí duûng nghéa laì càõt khoaíng 1/2 âãún 3/4 bãö räüng táúm polymer trãn truûc vaì âaío ngæåüc bãö màût "låïp chãút" lãn trãn. Kãút quaí cho tháúy váûn täúc träün gáön nhæ khäng âäøi 4, Nãúu quaï trçnh träün âæåüc thæûc hiãûn bàòng caïch càõt cuäün âäøi âáöu thç kãút quaí cho váûn täúc träün tàng lãn 2 láön, nhæng phæång phaïp naìy thæûc tãú khäng âæåüc aïp duûng vç thao taïc nàûng nhoüc. 5, Våïi chãú âäü càõt âaío, sæû hæîu hiãûu cuía khäúi häùn håüp trãn khe truûc seî khäng coìn, vaì thæûc tãú khäúi häùn håüp naìy gáy tiãu täún nàng læåüng maì khäng goïp pháön vaìo viãûc träün. Vãö phæång phaïp träün trãn maïy träün 2 truûc coï càõt âaío, Hepner kãút luáûn nhæ sau: 1, Hiãûu æïng träün theo hæåïng baïn kênh cuía khäúi häùn håüp trãn khe truûc khäng âæåüc triãût âãø sæí duûng maì quaï trçnh träün âaût âæåüc pháön låïn do hiãûn tæåüng cuäün, âaío vaì eïp. Trang 29 2, Quaï trçnh càõt âaío khäng laìm tàng váûn täúc träün so våïi quaï trçnh khäng càõt âaío maì âoìi hoíi thao taïc nàûng nhoüc hån vaì phuû thuäüc vaìo ngæåìi thåü âæïng caïn träün. Ngoaìi ra, âiãöu kiãûn an toaìn khäng cho pheïp tàng váûn täúc truûc caïn tæïc laì giåïi haûn khaí nàng träün cuía maïy. Hepner âaî âãö nghë mäüt kiãøu maïy thoaí maîn caïc yãu cáöu (hçnh dæåïi): 1, Phaíi xaïo träün toaìn thãø "låïp chãút". 2, Phaíi táûn duûng âæåüc khaí nàng träün theo chiãöu baïn kênh cuía khäúi häùn håüp trãn khe truûc. 3, Phaíi haûn chãú thao taïc trãn táúm häùn håüp. Thiãút bë caíi tiãún âæåüc âãö nghë naìy coï thãm mäüt truûc phuû quay tæû do, coï thãø di chuyãøn qua laûi âãún caïc vë trê trãn caïc truûc chênh. Táúm häùn håüp trãn truûc træåïc seî chaûy qua truûc phuû räöi måïi vaìo khe truûc. Khi truûc phuû åí vë trê trãn truûc træåïc (vë trê T) thç quaï trçnh träün xaíy ra nhæ khi khäng coï truûc phuû. Âãø âæa phuû gia vaìo "låïp chãút", truûc phuû seî chuyãøn sang vë trê S (sau), phuû gia cho vaìo khe truûc bë cuäún vaìo "låïp chãút" træåïc kia. Kãút quaí nghiãn cæïu våïi bäüt lycopodium cho tháúy viãûc bäú trê truûc phuû naìy âaût âæåüc hiãûu quaí träün cao nhæ trong baíng sau: Loaûi thiãút bë Giaï trë 3θ (phuït) Coï càõt âaío 15 Maïy träün khäng truûc phuû Càõt cuäün âäøi âáöu 8 Maïy träün caíi tiãún coï truûc phuû 3,6 3θ laì thåìi gian âaût âæåüc mæïc âäü träün 95% (xem nhæ laì âäöng nháút). 5. Träün trãn maïy träün kên a. Cáúu taûo vaì hoaût âäüng Maïy träün kên coìn goüi laì maïy träün Roto, trãn nguyãn tàõc thuäüc loaûi thuìng träün. Thæåìng maïy gäöm 2 voí hçnh truû gheïp vaìo nhaum mäùi pháön coï mäüt caïnh träün quayquanh truûc riãng cuía mçnh. Caïc caïnh träün naìy goüi laì Roto. Khi Roto quay quanh váût liãûu bë âaío träün, maûnh nháút laì åí vuìng 2 Roto gàûp nhau. Pháön váût liãûu nàòm åí âènh Roto vaì vaïch buäöng trãn seî xuáút hiãûn caïc æïng suáút træåüt, gáy nãn caïc biãún daûng træåüt, giuïp sæû phán taïn caïc cháút âæåüc dãù daìng. Caïc ma saït ngoaûi vaì näüi trong khäúi váût liãûu seî laìm noïng khäúi váût liãûu taûo thaình mäüt Trang 30 khäúi âäöng nháút vaì liãn tuûc. Âãø âiãöu chènh nhiãût âäü khäúi váût liãûu khi träün, voí maïy coï hãû thäúng giaíi nhiãût, coìn Roto thç räùng âãø coï thãø cho næåïc giaíi nhiãût hoàûc håi næåïc gia nhiãût vaìo. Caïc Roto coï thãø laì caïc loaûi caïnh träün daûng ∑ hoàûc Z, hoàûc daûng xoàõn äúc. Tiãút diãûn cuía Roto khäng âäøi, våïi maïy träün kên thæåìng duìng thç tiãút diãûn laì 1 hçnh elip. Caïc phuû gia vaì polymer âæåüc cho vaìo maïy qua cæía naûp liãûu. Sau mäüt thåìi gian träün nháút âënh, häùn håüp âæåüc thaïo ra åí cæía thaïo liãûu dæåïi daûng khäúi. Âãø thuáûn tiãûn cho viãûc gia cäng tiãúp theo, khäúi váût liãûu naìy thæåìng phaíi âæa qua maïy caïn 2 truûc âãø caïn thaìnhtáúm. Vç thãú, thæåìng trong caïc nhaì maïy gia cäng polymer, maïy träün kên thæåìng âæåüc trang bë thãm maïy caïn 2 truûc. Hiãûu suáút träün cuîng nhæ nàng suáút cuía maïy träün kên cao hån maïy träün håí. Vãö an toaìn vãû sinh cäng nghiãûp thç maïy träün kên cuîng täút hån. Maïy träün kên thæåìng âæåüc sæí duûng âãø häùn luyãûn cao su vaì nhæûa hoaï cháút deío. Trong quaï trçnh träün do caïc læûc ma saït nhiãût âäü khäúi váût liãûu tàng lãn laìm cho âäü nhåït giaím => æïng suáút træåüt giaím laìm cho hiãûu quaí träün keïm. Âãø nhiãût âäü khäng âäøi trong quaï trçnh träün phaíi giaíi nhiãût cho hãû thäúng. Tuy nhiãn, váûn täúc truyãön nhiãût tyí lãû våïi diãûn têch bãö màût truyãön nhiãût, tæïc tyí lãû våïi K2 (K: tyí säú âäöng daûng) coìn cäng suáút tiãu täún (læåüng biãún thaình nhiãût) tyí lãû våïi thãø têch buäöng maïy, tæïc laì tyí lãû våïi K3. Vç váûy, viãûc duy trç nhiãût âäü khäng âäøi laì khoï khàn, âàûc biãût laì âäúi våïi maïy coï thãø têch buäöng låïn. Do âoï, thæåìng thãø têch caïc maïy naìy bë giåïi haûn. b. Phán têch thuyí âäüng Viãûc sæí duûng caïc phæång phaïp thuyí âäüng vaì giaíi caïc phæång trçnh naìy âãø coï nhæîng cäng thæïc tênh toaïn cho maïy träün kên phæïc taûp hån nhiãöu so våïi maïy caïn 2 truûc do nhæîng lyï do sau: - Caïc biãún daûng váût lyï trong buäöng maïy khäng âäöng nháút. Pháön váût liãûu åí giæïa âènh Roto vaì vaïch maïy coï biãún daûng chaíy mãöm åí caïc pháön khaïcthç chuí yãúu laì biãún daûng daîo vaì biãún daûng âaìn häöi. - Caïc doìng chaíy bë xaïo träün do thãø têch cuía buäöng träün thay âäøi báút thæåìng, vaì coï luïc aïp suáút váût liãûu bãn trong tàng maûnh âáøy nàõp naûp liãûu lãn. Tuy nhiãn, trong vuìng biãún daûng maûnh meî nháút, tæïc laì åí khe håí giæîa âènh Roto vaì vaïch buäöng maïy, æïng suáút træåüt vaì váû täúc træåüt biãún thiãn äøn âënh hån vaì toaìn thãø khäúi váût liãûu âãöu âi qua vuìng biãún daûng naìy do sæû lãûch pha trong sæû chyãøn âäüng cuía 2 Roto. Sæû lãûch pha naìy seî laìm cho caïc haût phán taïn dáön dáön bë cuäún theo doìng váût liãûu vaì âi vaìo vuìng biãún daûng giæîa khe håí Roto vaì vaïch maïy. Cho nãn caïc kãút quaí thu âæåüc tæì viãûc phán têch thuyí âäüng hoüc trong khe håí giæîa Roto vaì vaïch buäöng maïy cho pheïp æåïc tênh âæåüc caïc thäng säú kyî thuáût cuía maïy trong mæïc âäü cháúp nháûn âæåüc. Cuîng giäúng nhæ trong træåìng håüp maïy träün håí, viãûc phán têch thuyí âäüng hoüc maïy träün kên âæåüc thæûc hiãûn trong mäüt säú âiãöu kiãûn âån giaín hoaï baìi toaïn nhæ sau: 1, Læu cháút laì cháút Newton. 2, Quaï trçnh träün âàóng nhiãût , nhiãût âäü åí âènh Roto vaì vaïch buäöng maïy bàòng nhau. Trang 31 3, Bãö daìy khe håí giæîa âènh Roto vaì vaïch maïy khäng âäøi vaì ráút nhoí so våïi bãö räüng nãn chè biãún thiãn cuía vx theo hæåïng y laì âaïng kãø. 4, Baïn kênh cong cuía vaïch buäöng maïy ráút låïn so våïi bãö màût räüng cuía âènh Roto, do âoï coï thãø aïp duûng mä hçnh phàóng âãø khaío saït doìng chaíy. Maïy träün kên âæåüc mä hçnh hoaï coï tiãút diãûn nhæ sau vaì âãø tháûn tiãûn cho viãûc khaío saït ta xem Roto âæïng yãn coìn buäöng maïy quay våïi váûn täúc N voìng/phuït, tæïc laì våïi váûn täúc daìi: NRv ..2Π= . Choün hãû truûc toaû âäü nhæ hçnh veî, chiãöu (+) hæåïng theo chiãöu quay cuía voí buäöng maïy. Phæång trçnh âäüng læåüng aïp duûng cho væìng khe håí giæîa âènh Roto vaì vaïch maïy trong caïc âiãöu kiãûn nãu trãn coï daûng: ( )20. 2 =∂ ∂µ+⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ ∂ ∂− y v x P x Láúy têch phán (2) våïi: y = 0; vx = 0 y = h; vx = v Ta âæåüc: ( ) ( )3.. 2 1 2 y h vyhy x Pv x +−⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ ∂ ∂ µ= Læu læåüng cuía læu cháút åí vuìng âènh Roto: ( )4. 122 . . 122 . . 21 3 3 0 PPPvåïi x PhhvQ x PhhvQ dyvQ h x −=∆∆µ+= ∂ ∂ µ−=⇒ = ∫ Bàòng phæång phaïp tênh tæång tæû cho cuìng bãn ngoaìi khe håí giæîa âènh Roto vaì vaïch buäöng maïy, ta coï: Trang 32 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) hHvåïih vxP h hH h h h hHv hH hHv x P hHvHh x P x XÂàûthHv x X Hh x P hHv Xx PxHh x P hvHv X PHh x P X PHHv x Phhv X PHHvQ =αβ+α −αβµ=∆⇒ β+ ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ −βµ =β+ −βµ=∆⇔ −=+βµβ ∆⇔ =β−= ⎟⎟ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎜⎜ ⎝ ⎛ µ +µ ∆⇔ −=∆µ+µ ∆⇔ −=∆µ+µ ∆⇒ ∆ µ−= ∆ µ+⇒ ∆ µ−= 61..6 .. ..6 . ..6 2 . 12 1. ; 2.1212 2. .. 1212 . . 22 . 1212 . . 122 .. 122 .5,4 3. 122 . 32 33 2 233 33 33 33 33 33 3 Thãú (6) vaìo (3): ( )( ) [ ] [ ] ( )7..1..6 ..1..6. 2 1 2 32 2 32 y h vyhy h v y h vyhy h vv x +−β+α −αβ= +−β+α −αβµ µ= Goüi ⋅ V laì váûn täúc træåüt trung bçnh. Theo âënh nghéa ( )8..2 h NR h vV Π==⋅ ÆÏng suáút træåüt trung bçnh: ( )9...2... h NR h vV Πµ=µ=µ=τ ⋅ Biãún daûng træåüt cuía læu cháút: xâoaûntræåütcháútlæugianthåìilaìttV 1. ⋅=ξ xx v xV v vt . ⋅ =ξ⇒=⇒ Trong âoï: ∫ == h xx Qhdyvhv 0 . 1.1 Thãú (6) vaìo (4), ta coï: ( )( ) ( )⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ β+α −αβ+=β+α β+αβµ µ+= 332 23 11 2 ...6. 122 . hv h vhhvQ Trang 33 ( ) β+α β+αα=⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ β+α β−αβ+β+α= 3 3 3 3 . 2 .. 2 . hvhv ( )( ) ( )( ) ( )10.2.2....2. . 2 . 2 3 2 3 3 2 β+αα β+α=β+α β+αΠ==ξ⇒ β+α β+αα=⇒ ⋅ h x xvh xNR v xV vv x x Trong 1 âån vë thåìi gian diãún daûng træåüt làûp laûi N láön. Váûûy biãún daûng træåüt trong âån vë thåìi gian laì: ( )( ) ( )11. .2 2 3 β+αα β+α=ξ h xN Tæì (8), (9), (10), (11) cho ta tênh âæåüc caïc giaï trë cuía váûn täúc træåüt trung bçnh, æïng suáút træåüt trung bçnh vaì biãún daûng træåüt trong âån vë thåìi gian. Âáy laì caïc thäng säú quyãút âënh tênh nàng cuía quaï trçnh träün. Nãúu 2 maïy coï cuìng ⋅ V , τ vaì ξ.N seî hoaût âäüng hæîu hiãûu nhæ nhau. Dæûa vaìo caïc kãút quaí phán têch thuyí âäüng trãn âáy ta seî coï quy mä hoaï thiãút bë naìy. Vç quaï trçnh träün kên gäöm 2 maïy nhæ hçnh trãn gheïp laûi vaì ta xem 2 maïy naìy laì âäöng daûng nhau våïi tyí säú âäöng daûng laì K. ( )12 000000 B B h h H H x x X X R RK ====== R, X, x, H, h nhæ trãn, B laì chiãöu daìi cuía Roto. Xeït træåìng håüp 2 maïy coï cuìng váûn täúc, N = N0 vaì giaí sæí T = T0. Tæì (9), (11), (12) ta âæåüc: (T, T0: nhiãût âäü ): ( ) 0 0 0 .. 13 ξ=ξ τ=τ = ⋅⋅ NN VV Tæì (13) => caí 2 maïy träün seî coï taïc duûng giäúng nhau trong quaï trçnh träün. Nàng læåüng tiãu täún trãn âån vë thãø têch cuía häùn håüp cuîng coï thãø âæåüc chæïng minh laì bàòng nhau cho caí 2 maïy. c,Quaï trçnh phán taïn phuû gia trong maïy träün kên: Quaï trçnh träün thæåìng âæåüc phán biãût ra laìm 2 loaûi: träün âån giaín vaì träün phán taïn. Trong quaï trçnh träün phán taïn chuïng ta xeït âãún sæû âäöng nháút cuía häùn håüp åí mæïc âäü cáúu taûo ( texture) tinh hån, trong âoï coï sæû giaím kêch thæåïc cuía caïc khäúi táûp kãút váût liãûu âäün, coï khi âãún kêch thæåïc cuía tæìng haût âäün. Trang 34 Maïy träün kên âæåüc xem laì maïy träün phán taïn hiãûu quaí vç æïng suáút biãún daûng taïc duûng ráút maûnh meî nãn coï khaí nàng phaï våí âæåüc caïc khäúi táûp kãút haût âäün thaình nhæîng haût råìi raûc trong khäúi polymer. Mac Kelvey âaî nghiãn cæïu sæû phán taïn cuía phuû gia vaì âæa ra kãút luáûn: 1, ÆÏng suáút træåüt låïn seî häø tråü cho viãûc phán taïn. Våïi mäüt hãû thäúng cho sàôn seî coï mäüt giaï trë giåïi haûn duåïi cuía æïng suáút minTσ , maì dæåïi giaï trë naìy khäng xaíy ra quaï trçnh phán taïn. Khi æïng suáút træåüt låïn hån minTσ thç chè coï caïc táûp håüp caïc haût âäün coï sæû âënh hæåïng ban âáöu thuáûn låüi (truûc cuía chuïng thàóng goïc våïi doìng chaíy) måïi phán taïn âæåüc. 2, Nãúu doìng chaíy trong maïy träün laì âån hæåïng thç chè coï nhæîng táûp håüp haût âäün coï sæû âënh hæåïng ban âáöu thuáûn låüi måïi bë phaï våí. Caïc táûp håüp coï sæû âënh hæåïng ban âáöu theo chiãöu doìng chaíy seî khäng bë phaï våí. Tuy nhiãn, våïi maïy träün coï doìng váût liãûu liãn tuûc âäøi hæåïng thç quaï trçnh träün seî giuïp phán taïn caïc haût âäün. Våïi thåìi gian âuí cáön thiãút, caïc táûp håüp dáön dáön âæåüc âënh hæåïng thuáûn låüi vaì sæû phaï våí táûp håüp seî xaíy ra. 3, Trong træåìng håüp læûc huït giæîa caïc haût laì læûc hoaï trë thæï cáúp (caïc læûc vandeval) vaì diãûn têch tiãúp xuïc giæîa caïc haût êt phuû thuäüc kêch thæåïc haût thç læûc huït giæîa caïc haût seî khäng phuû thuäüc kêch thæåïc haût vaì haût coï kêch thæåïc låïn seî dãù bë phán taïn hån haût coï kêch thæåïc nhoí. JONE vaì SNYDER âaî nghiãn cæïu quaï trçnh träün trãn maïy träün kên vaì coï kãút quaí thæûc nghiãûm cho træåìng håüp phán taïn bäüt ZnO trong mäüt loaûi cao su nhæ sau: Nhiãût âäü voí maïy (0C) Nhiãût âäü cuäúi cuìng (0C) Thåìi gian träün (phuït) Váûn täúc Roto (voìng/phuït) Nàng læåüng tiãu hao (Wh) Mæïc âäü phán taïn tæång âäúi 50 65 80 50 50 50 92,5 100 107,5 80 94,5 105 3 3 3 4 3 2 69 69 69 35 69 137 398 380 379 268 398 532 1 2 3 3 1 2 Sæû phán taïn ZnO trong cao su GR-S trãn maïy träün kên Trong baíng naìy, 3 thê nghiãûm âáöu æïng våïi váûn täúc Roto khäng âäøi, tæïc váûn täúc træåüt taûi âènh Roto khäng âäøi, kãút quaí cho tháúy mæïc âäü phán taïn tyí lãû nghëch våïi nhiãût âäü. Âiãöu naìy Trang 35 laì do sæû giaím âäü nhåït khi nhiãût âäü tàng, háûu quaí laì æïng suáút træåüt giaím âæa âãún mæïc âäü phán taïn giaím. Kãút quaí 3 thê nghiãûm cuäúi cho tháúy viãûc tàng váûn täúc Roto laìm tàng voüt nhiãût âäü, mæïc âäü phán taïn âi qua 1 cæûc âaûi räöi giaím xuäúng. Hiãûn tæåüng naìy laì do aính hæåíng cuía nhiãût sinh ra laìm tàng nhiãût âäü khäúi váût liãûu, âäü nhåït giaím xuäúng gáy aính hæåíng ngæåüc våïi sæû tàng æïng suáút træåüt khi tàng váûn täúc Roto. Toïm laûi: - Khi tàng nhiãût âäü hiãûu quaí träün giaím - Khi tàng váûn täúc Roto thç thåìi gian träün âãø âaût âæåüc mæïc âäü phán taïn naìo âoï seî ruït ngàõn laûi tuy nhiãn cáön phaíi coï hãû thäúng giaíi nhiãût cho maïy täút âãø traïnh hiãûu æïng tàng nhiãût âäü cuía khäúi váût liãûu khi váûn täúc Roto tàng. - Daûng cuía âènh Roto coï aính hæåíng låïn âãún biãún daûng træåüt cuía khäúi váût liãûu, do âoï aính hæåíng âãún cäng suáút tiãu täún vaì mæïc âäü phán taïn. 6. Träün vaì nhæûa hoaï trãn maïy âuìn truûc vêt Kãút quaí phán têch cuía Mac Kelvey cho tháúy æûu hiãûn diãûn cuía doìng chaíy ngang taûo sæû luán chuyãøn trong tiãút diãûn raînh vêt âoïng vai troì quan troüng trong quaï trçnh träün khäúi váût liãûu. Bàòng phæång phaïp tênh Mac Kelvey âaî tçm âæåüc phæång trçnh tênh biãún daûng træåüt täøng cäüng cuía khäúi váût liãûu nhæ sau: ( ) ( ) ( )* 3 , cos.3 2 1 1 ⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ ϕ φ+ϕ⎟⎟⎠ ⎞⎜⎜⎝ ⎛ φ−=ε Sin aGaF H L T L: chiãöu daìi truûc vêt H: bãö sáu raînh vêt ϕ : goïc xoàõn cuía ràng vêt D P Q Q=φ : tyí säú doìng chaíy aïp suáút våïi doìng chaíy nhåït H ya = : våïi y khoaíng caïch tæì âaïy raînh vêt âãún âiãøm khaío saït ( ) ( ) ( )( ) ( )( ) ( ) ( ) ( )( ) ( )( )00 0 00 0 11 316311 , 11 31311 aaaabaa abab aG aaaabaa abab aF −−−+− φ+φ−+φ+φ−−=φ −−−+− −−−−= H ya 00 = våïi y0 laì vë trê tæång æïng cuía y trãn voìng luán chuyãøn trong tiãút diãûn ngang cuía raînh theo chiãöu ngæåüc laûi våïi chiãöu chuyãøn âäüng cuaí y. b: Pháön thåìi gian læu cháút åí trong vuìng trãn cuía raînh so våïi toaìn bäü thåìi gian læu cháút nàòm trong raînh. Tæì phæång trçnh (∗) chuïng ta coï thãø ruït ra nhæîng kãút luáûn sau: Trang 36 1, Vêt coï raînh caûn seî taûo sæû träün hæîu hiãûu hån laì vêt coï raînh sáu. Hiãûu quaí träün tyí lãû våïi chiãöu daìi cuía truûc vêt. 2, Sæû laìm nguäüi truûc vêt seî laìm tàng hiãûu quaí träün vç noï laìm giaím bãö sáu hæîu hiãûu cuía raînh vêt. 3, Sæû gia tàng aïp suáút åí váûn täúc vêt khäng âäøi cuîng tàng hiãûu quaí träün vç åí váûn täúc vêt khäng âäøi sæû gia tàng aïp suáút laìm tàng φ vaì tàngTε⇒ . 4, Sæû gia tàng aïp suáút åí mäüt xuáút læåüng khäng âäøi cuîng tàng hiãûu quaí träün nhæng khäng bàòng tàng aïp suáút åí váûn täúc vêt khäng âäøi. Âiãöu naìy laì do tàng aïp suáút åí xuáút læåüng khäng âäøi âoìi hoíi phaíi gia tàng váûn täúc vêt => QD gia tàng, cho nãn φ tàng nhæng khäng nhiãöu nhæ træåìng håüp trãn. III. Taûo haût polymer Muûc âêch: Viãûc taûo haût polymer nhàòm caïc muûc âêch chuí yãúu sau: - Taûo âiãöu kiãûn dãù daìng cho quaï trçnh gia cäng - Âãø dãù baío quaín, váûn chuyãøn, haûn chãú tháút thoaït do råi vaîi. Quaï trçnh taûo haût thæåìng âæåüc thæûc hiãûn bàòng 2 phæång phaïp: Taûo haût luïc coìn noïng vaì taûo haût luïc nguäüi. - Âãø taûo haût luïc coìn noïng ngæåìi ta làõp thãm âáöu âuìn (âáöu beïp) nhiãöu läù, maì qua âoï cháút deío laìm nhuyãøn âæåüc âáøy ra khoíi miãûng âáöu leïp thç âæåüc dao quay càõt thaình haût theo kêch thæåïc nháút âënh. Haût âæûoc taûo råi xuäúng khoang chæïa åí âoï noï âæåüc laìm nguäüi bàòng næåïc hoàûc bàòng khäng khê laûnh. Caïc haût âæåüc laìm nguäüi bàòng næåïc khi âem âi sáúy vaì âoïng goïi, caïc haût váût liãûu âæåüc taûo khi coìn noïng coï daûng deût, träün hoàûc daûng cáöu. - Âãø taûo haût khi nguäüi, ngæåìi ta taïch caïc såüi âæåüc âuìn ra khoíi âáöu leïp, keïo qua bãø næåïc laûnh âãø laìm nguäüi. Caïc såüi váût liãûu âæåüc bäü pháûn váûn chuyãøn âæa vaìo bäü pháûn taûo haût âæåüc dao càõt thaình haût coï daûng truû troìn, chiãöu daìi 2 ÷ 3 mm. Trang 37 Chæång IV: GIA CÄNG SAÍN PHÁØM BÀÒNG PHÆÅNG PHAÏP ÂUÌN I. Âàûc âiãøm Âuìn laì mäüt phæång phaïp gia cäng chuí yãúu duìng cho nhæûa deío vaì caïc váût liãûu âaìn häöi nhæ cao su, trong âoï váût liãûu åí traûngt thaïi chaíy nhåït âæåüc âáøy liãn tuûc qua 1 khe håí coï tiãút diãûn nháút âënh goüi laì âáöu taûo hçnh. Phæång phaïp âuìn liãn tuûc chè aïp duûng cho nhæûa nhiãût deío vaì váût liãûu âaìn häöi, coìn âäúi våïi nhæûa nhiãût ràõn thç chè aïp duûng âæåüc phæång phaïp giaïn âoaûn trãn maïy âuìn piston. Âàûc âiãøm cuía phæång phaïp âuìn liãn tuûc laì: - Nàng suáút maïy ráút cao. - Saín pháøm chè âæåüc âënh hçnh theo 2 chiãöu. Do âoï, mæïc âäü chênh xaïc cuía kêch thæåïc saín pháøm phuû thuäüc vaìo nhiãöu yãúu täú nhæ chãú âäü gia cäng (nhiãût âäü, aïp suáút...), chãú âäü xæí lyï sau khi saín pháøm ra khoíi âáöu taûo hçnh (keïo càng, âënh hçnh...) (take off). - Bàòng caïch thay âäøi âáöu taûo hçnh hoàûc kãút håüp våïi caïc bäü pháûn xæí lyï phäi âuìn khaïc nhau, maïy âuìn coï thãø saín xuáút ra nhiãöu màût haìng khaïc nhau nhæ: maìng moíng, táúm phàóng, såüi, thanh, äúng, boüc caïp vaì dáy dáùn, caïc saín pháøm räùng, læåïi... Ngoaìi ra, thiãút bë âuìn truûc vêt coìn coï thãø sæí duûng âãø nhæûa hoaï, taûo haût, träün... II. Maïy âuìn truûc vêt 1. Phán loaûi Maïy âuìn truûc vêt coï nhiãöu loaûi, tuyì theo cäng duûng, loaûi váût liãûu gia cäng maì ngæåìi ta choün loaûi maïy thêch håüp. Viãûc phán loaûi maïy âuìn cuîng chæa âæåüc thäúng nháút, âaûi thãø maïy âuìn coï thãø âæåüc phán loaûi trãn caïc cå såí sau: - Theo säú vêt hoaût âäüng - Theo cäng duûng a. Phán loaûi theo säú truûc vêt hoaût âäüng Maïy âuìn truûc vêt coï thãø coï 1 hay nhiãöu vêt (thæåìng laì 2 hoàûc 3 vêt). Âäúi våïi maïy âuìn nhiãöu truûc vêt, caïc truûc vêt coï thãø quay àn khåïp hoàûc khäng àn khåïp, cuìng chiãöu hoàûc ngæåüc chiãöu. Do cáúu taûo phæïc taûp, nháút laì bäü truyãön âäüng nãn maïy âuìn nhiãöu truûc vêt êt âæåüc sæí duûng trong cäng nghiãûp âuìn taûo hçnh maì thæåìng âæåüc duìng âãø träün vaì nhæûa hoaï häùn håüp nhiãöu cáúu tæí. b. Phán loaûi theo cäng duûng: Theo cäng duûng thç âæåüc chia laìm nhiãöu loaûi nhæ: maïy âuìn gia cäng cháút deío, maïy âuìn gia cäng cao su, maïy âuìn saín xuáút maìng moíng, äúng... Âäúi våïi mäùi loaûi cäng duûng, âoìi hoíi phaíi coï 1 cáúu taûo thêch håüp âãø âaím baío tênh nàng gia cäng täút nháút. Viãûc duìng láùn läün cho nhau, khäng nhæîng khäng coï hiãûu quaí kinh tãú maì âäi khi khäng thæûc hiãûn âæåüc caïc quaï trçnh kyî thuáût theo yãu cáöu. 2. Cáúu taûo maïy âuìn truûc vêt a. Cæía naûp liãûu Trang 38 Cæía naûp liãûu coï thãø coï tiãút diãûn troìn, oval, chæî nháût hoàûc vuäng, thaình dæïng, xiãn, tiãúp xuïc .. Sau âáy laì mäüt säú vê duû vãö cæía naûp liãûu: Chiãöu daìi cuía cæía naûp liãûu khäng âæåüc beï hån kêch thæåïc cuía 1 bæåïc vêt. b. Truûc vêt Âáy laì bäü pháûn chênh cuía maïy, quay trong xi lanh, nhiãûm vuû cuía noï laì laìm mäüt bäü pháûn tiãúp nháûn nguyãn liãûu taûi cæía naûp liãûu, taíi âãún vuìng nhæûa hoaï, taûo ma saït træåüt âãø nhæûa hoaï vaì träün, taïc duûng nhæ mäüt båm nhæûa loíng nhàòm taûo mät aïp suáút naìo âoï âãø âáøy nhæûa loíng thoaït khoíi âáöu taûo hçnh. Trang 39 Nguyãn liãûu trong vêt coï thãø chia laìm 3 vuìng: - Vuìng váûn chuyãøn haût ràõn: Nguyãn liãûu åí daûng haût ràõn trong vuìng naìy. - Vuìng nhæûa hoïa (vuìng neïn): Nguyãn liãûu åí daûng bäüt nhaîo, gäöm häùn håüp láùn läün polymer noïng chaíy vaì caïc haût ràõn. - Vuìng phäúi liãûu (vuìng âo læåìng): Nguyãn liãûu åí vuìng naìy åí daûng chaíy nhåït. Nhæ váûy, khi di chuyãøn tæì cuía naûp liãûu âãún âáöu taûo hçnh, khäúi læåüng riãng cuía nhæûa thay âäøi liãn tuûc vaì do âoï vêt cáön phaíi coï mäüt hãû säú neïn naìo âoï. Âãø thæûc hiãûn âiãöu naìy coï thãø thæûc hiãûn mäüt trong caïc giaíi phaïp sau: - Thay âäøi bãö sáu raînh vêt - Thay âäøi bæåïc ràng vêt - Kãút håüp caí 2 phæång phaïp trãn Xeït vãö màût cå hoüc thç truûc vêt coï bãö sáu raînh vêt khäng âäøi bãön hån. Traïi laûi, xeït vãö màût thiãút kãú chãú taûo vaì tênh nàng kyî thuáût thç vêt coï bæåïc ràng khäng âäøi äøn âënh hån vç khi thay âäøi bæåïc ràng seî âæa âãún sæû thay âäøi goïc xoàõn. Tæì âoï keïo theo sæû thay âäøi âaïng kãø mäüt loaût caïc thäng säú kyî thuáût khaïc ngoaìi viãûc khoï khàn khi chãú taûo. Caïc thäng säú cå baín cuía truûc vêt: L: Chiãöu daìi D: Âæåìng kênh t: bæåïc vêt (thæåìng t = D) ϕ: Goïc ngiãng caïnh vêt h1, h2: Chiãöu sáu cuía raîng vêt h: bãö räüng raînh vêt (w) e: Bãö daìy caïnh vêt (e = 0,1D) Mäüt trong nhæîng thäng säú hçnh hoüc coï aính hæåíng nhiãöu âãún cháút læåüng saín pháøm laì chiãöu daìi truûc vêt vç noï aính hæåíng âãún thåìi gian læu cuía nguyãn liãûu trong maïy. Tuyì theo muûc âêch sæí duûng, chiãöu daìi cuía vêt thay âäøi trãn mäüt khoaíng räüng. Âãø gia cäng cao su thç tyí lãû 43÷= D L , coìn âãø gia cäng nhæûa nhiãût deío thç tyí lãû naìy lãn âãún 15 ÷ 20. Chiãöu daìi cuía caïc vuìng phán chia trãn truûc vêt tuy coï tênh quy æåïc nhæng ráút quan troüng nháút laì chiãöu daìi vuìng phäúi liãûu. Nãúu chiãöu daìi vuìng phäúi liãûu (metering section) ngàõn seî ráút biãún âäüng (trong vuìng laìm viãûc) åí nhiãût âäü vaì aïp suáút, nàng suáút thay âäøi nhiãöu. Traïi laûi, maïy coï chiãöu daìi vuìng phäúi liãûu låïn caïc thäng säú trãn seî äøn âënh hån, âäöng thåìi aïp suáút cuîng låïn hån. Âãø tàng âäü nhuyãùn, âäü âäöng nháút cho cháút deío, ngæåìi ta cuîng coï thãø sæí duûng caïc truûc vêt âàûc biãût. Trang 40 Truûc vêt thæåìng âæåüc chãú taûo bàòng theïp khäng gè, coï âäü cæïng cao vaì hãû säú ma saït âäúi våïi nguyãn liãûu phaíi beï vç mäüt trong nhæîng yãúu täú âaím baío nàng suáút cao laì hãû säú ma saït cuía truûc vêt âäúi våïi polymer phaíi beï hån cuía xi lanh âäúi våïi polymer. Bãö cao cuía ràng vêt âæåüc tênh toaïn âuí âãø âaím baío âäü bãön cuía truûc vêt vaì âäü äøn âënh cuía doìng chaíy. Chiãöu cao naìy khäng væåüt quaï 0,1 láön bãö räüng raînh vêt. Mäüt säú giaï trë bãö cao raînh vêt nhæ sau: Trang 41 Tyí lãû L/D 15 20 25 30 Bãö cao ràng vêt (mm) 4 ÷ 4,5 4,5 ÷ 5,3 5,6 ÷ 6 5,5, ÷ 6,5 Caïc vêt âuìn thæåìng âæåüc gia cäng våïi hãû säú neïn eïp tæì 1,5/1 âãún 4/1 (laì tyí säú giæîa thãø têch cuía pháön âáöu vuìng naûp liãûu chia cho thãø têch vuìng âo læåìng, âæåüc xaïc âënh bàòng caïch chia chiãöu sáu raînh vêt åí 2 vuìng tæång æïng) âãø âaím baío khäng khê bë loaûi ra hoaìn toaìn. Nhæîng daûng váût liãûu coï sæû kãút khäúi caìng keïm (bäüt...) thç sæí duûng truûc vêt coï tyí säú neïn caìng cao. Sau âáy laì mäüt säú thäng säú cå baín cuaí truûc vêt khi sæí duûng cho caïc loaûi nhæûa khaïc nhau: . c. Xi lanh Laì mäüt äúng hçnh truû, thæåìng âæåüc chãú taûo 2 låïp, låïp ngoaìi chëu læûc, låïp trong chëu ma saït vaì àn moìn vaì coï thãø thay thãú dãù daìng. Tuyì theo caïch âäút noïng, låïp ngoaìi coï thãø coï 1 hay 2 voí. Nhæîng maïy duìng âãø gia cäng cao su thæåìng coï 2 voí âãø coï thãø gia nhiãût bàòng håi næåïc hoàûc taïc nhán hoíi nhiãût khaïc, vç âoìi hoíi nhiãût âäü khäng cao nhæng yãu cáöu kiãøm soaït nhiãût chàûc cheî. Âäúi våïi gia cäng cháút deío, voí ngoaìi thæåìng 1 låïp âæåüc âäút noïng bàòng âiãûn tråí hoàûc âiãûn caím æïng tæì vç yãu cáöu nhiãût ráút cao. Giæîa xi lanh vaì âáöu caïnh vêt coï khe håí ráút nhoí vç thãú xi lanh vaì truûc vêt khäng tiãúp uïc våïi nhau. Trong quaï trçnh quay, thæûc tãú truûc vêt "båi" trong khäúi cháút deío noïng chaíy. Âãø tàng nàng suáút váûn chuyãøn, váût liãûu cuía maïy âuìn trãn âoaûn naûp liãûu ngæåìi ta âäü cän vaì caïc raînh (âäü cän coï taïc duûng tàng khäúi læåüng váût liãûu âæåüc naûp coìn caïc raînh ngàn caín sæû quay quáøn cuía váût liãûu. Chiãöu daìi cuía caïc raînh khoaíng 3. Quaï trçnh hoaût âäüng cuía maïy âuìn truûc vêt Qua cuía naûp liãûu, nguyãn liãûu råi vaìo raînh vêt. Khi truûc vêt quay, nguyãn liãûu seî âæåüc taíi dáön vãö phêa træåïc âãún vuìng nhæûa hoaï. Trong quaï trçnh váûûn chuyãøn, nguyãn liãûu seî nháûn nhiãût cung cáúp tæì bãn ngoaìi vaì do ma saït chuyãøn tæì traûng thaïi råìi sang mãöm cao vaì cuäúi cuìng laì daûng chaíy nhåït liãn tuûc: Trang 42 (chuï yï: trong hçnh trãn, åí vuìng A nhæûa chaíy do nháûn nhiãût tæì bãn ngoaìi, vuìng B do ma saït) ÅÍ vuìng phäúi liãûu, nhåì ma saït maì nhæûa loíng âæåüc âáøy tåïi træåïc, taûo mäüt aïp læûc åí âáöu vêt âáøy nhæûa thoaït khoíi âáöu taûo hçnh. Ra khoíi âáöu taûo hçnh, hçnh daïng cuía saín pháøm âæåüc hçnh thaình vaì âãø âënh hçnh saín pháøm cáön âæåüc laìm nguäüi âãún traûng thaïi thuyí tinh. Khäng khê vaìo maïy cuìng våïi váût liãûu seî âæåüc âáøy ngæåüc ra sau nhåì aïp suáút trong maïy, qua khoang liãûu vaì ra ngoaìi. Saín pháøm sau khi âæåüc âënh hçnh åí daûng liãn tuûc, tuyì theo muûc âêch sæí duûng vaì loaûi saín pháøm, ngæåìi ta càõt thaình tæìng âoaûn cáön thiãút. Viãûc laìm nguäüi khi thoaït ra khoíi âáöu taûo hçnh coï thãø bàòng næåïc hoàûc khäng khê. Âãø thay thãú nguyãn liãûu thç täút nháút nãn chuï yï mäüt säú nguyãn tàõc sau: - thay thãú nhæûa coï âäü nhåït tháúp bàòng nhæûa coï âäü nhåït cao (nhæûa coï âäü nhåït tháúp âæåüc gia cäng træåïc) - thay thãú nhæûa coï maìu saïng hån bàòng nhæûa coï maìu täúi hån (ráút täút trong træåìng håüp cuìng loaûi nhæûa) - sæí duûng taïc nhán laìm saûch. - Sæí duûng mäüt loaûi nhæûa coï nhiãût âäü gia cäng trung gian giæîa 2 loaûi nhæûa. Taïc nhán laìm saûch phäø biãún laì cast acrylic vaì PE - based compounds. Nhæûa cast acrylic noïng chaíy khäng hoaìn toaìn vaì thêch håüp våïi âa säú loaûi nhæûa, coìn PE-based compound chæïa caïc taïc nhán maìi moìn cå hoüc vaì caïc taïc nhán laìm giaím sæû baïm cuía nhæûa cuî vaì càûn báøn trong maïy âuìn thêch håüp våïi caïc loaûi nhæûa olefin, styren, PVC.. Cå chãú laìm saûch cuía caïc taïc nhán naìy laì coü ræîa vaì âáøy caïc loaûi càûn báøn ra ngoaìi. Læåüng duìng khoaíng 18g/mm âæåìng kênh truûc vêt. Trang 43 Trang 44 4. Sæû biãún âäøi traûng thaïi vaì chuyãøn âäüng cuía nguyãn liãûu trong raînh vêt Nhæ âaî noïi trãn, trong quaï trçnh chuyãøn âäüng trong raînh vêt tæì cuía naûp liãûu âãún âáöu vêt, do ma saït ngoaûi, ma saït näüi vaì nhiãût cung cáúp, nguyãn liãûu thay âäøi traûng thaïi tæì ràõn sang loíng nhåït. Tæång æïng våïi sæû thay âäøi trang thaïi cuía váût liãûu, chæïc nàng cuía vêt vaì caïc âënh luáût chi phäúi chuyãøn âäüng cuía váût liãûu cuîng thay âäøi. Trang 45 ÅÍ vuìng cáúp liãûu: åí vuìng cáúp liãûu naìy giæîa chæïa nàng váûn taíi cuía váût liãûu. Chuyãøn âäüng cuía máût liãûu tuán theo quy luáût ma saït khä vaì sæû âaío läün khäúi váût liãûu chæa roî raìng. Quaï trçnh chuyãøn âäüng cuía váût liãûu mang âàûc âiãøm chuyãøn âäüng khäúi, khäúi læåüng riãng váût liãûu thay âäøi do váût liãûu bë neïn eïp trong raînh vêt. Vuìng laìm chaíy: vêt giæî chæïc nàng nhæûa hoaï khäúi häùn håüp. Nguyãn liãûu åí vuìng naìy laì häùn håüp nhæûa loíng vaì bäüt nhæûa. Chuyãøn âäüng cuía váût liãûu tuán theo quy tàõc váût ràõn coï bäi trån. Hiãûn tæåüng âaío läün xuáút hiãûn roî neït hån. Vuìng phäúi liãûu: coìn goüi laì vuìng nhæûa loíng, åí âáy vêt âoïng vai troì nhæ mäüt maïy båm. Nguyãn liãûu âaî hoaìn toaìn chuyãøn sang traûng thaïi chaíy nhåït. Tuy chuyãøn âäüng mang tênh cháút chuyãøn âäüng khäúi, nhæng khaïc våïi vuìng naûp liãûu åí âáy chuyãøn âäüng tuán theo caïc quy luáût ma saït nhåït våïi sæû hçnh thaình caïc låïp loíng. Tênh nàng cuía maïy âuìn truûc vêt phuûc thuäüc vaìo viãûc thæûc hiãûn 3 nhiãûm vuû naìy nhæ thãú naìo. Trãn nguyãn tàõc tênh nàng täøng quaït cuía maïy âuìn coï thãø xaïc âënh bàòng sæû phán têch tênh nàng åí tæìng vuìng sau âoï kãút håüp laûi. Tuy nhiãn, khi vuìng phäúi liãûu khäng bë quaï taíi thç chuïng ta coï thãø sæí duûng caïc kãút quaí phán têch vuìng phäúi liãûu âãø phán têch, tênh toaïn âiãöu haình maïy. Ngoaìi ra, tæì caïc kãút quaí phán têch naìy chuïng ta coï thãø ruït ra âæåüc mäüt säú kãút luáûn täøng quaït vãö caïc âàûc træng nhæ âäü âäöng nháútvãö nhiãût âäü cuía saín pháøm, vãö váûn täúc âuìn... Do váûy, trong caïc pháön sau chuïng ta chè phán têch vuìng phäúi liãûu cuía maïy trong âoï maïy âæåüc xem nhæ mäüt båm loaûi vêt. III. âàûc âiãøm doìng chaíy cuía nhæûa loíng trong raînh vêt 1. Mä taí doìng chaíy Doìng nhæûa loíng di chuyãøn trong vêt âuìn laì do sæû chuyãøn âäüng tæång âäúi cuía vêt so våïi xi lanh. Âãø tênh toaïn dãù daìng, thæåìng chuïng ta xem nhæ vêt âæïng yãn, coìn xi lanh thç quay våïi váûn täúc NRV ..2Π= . Khi xi lanh quay, låïp nhæûa moíng tiãúp cáûn våïi thaình xi lanh coï váûn täúc cuía thaình xi lanh, váûn täúc naìy giaím dáön theo bãö sáu raînh vêt vaì bàòng 0 taûi bãö màût truûc vêt. Do caïc ràng vêt nghiãng so våïi truûc quay cuía xi lanh nãn âãø khaío saït, vectå váûn täúc vr âæåüc phán thaình 2 thaình pháön vuäng goïc: zv r : hæåïng doüc theo truûc vêt xv r : nàòm trong màût càõt ngang cuía truûc vêt (raînh vêt) Nãúu âáöu ra cuía vêt âãø håí, ta coï 2 doìng chaíy: 1, Doìng chaíy doüc truûc, tæång æïng våïi zv r seî quyãút âënh læu læåüng cuía nhæûa loíng âæåüc âuìn ra. 2, Doìng chaíy ngang, tæång æïng våïi xv r , doìng chaíy naìy khäng aính hæåíng âãún læu læåüng cuía nhæûa nhæng noï coï taïc duûng âaío träün cháút loíng trong raînh vêt, giuïp taûo sæû âäöng âãöu khäúi váût liãu. Trang 46 Doìng chaíy khi âáöu ra cuía vêt håí goüi laì doìng chaíy nhåït vç noï âæåüc hçnh thaình do sæû chuyãøn âäüng tæång âäúi cuía xi lanh. Læu læåüng doìng chaíy naìy laì læu læåüng cæûc âaûi cuía maïy âuìn. Khi âáöu ra cuía vêt âæåüc caín tråí (do læåïi loüc, âáöu taûo hçnh) thç aïp suáút âæåüc hçnh thaình tæì âáöu vêt. Do gradien aïp suáút, chuïng ta coï thãø xem nhæ coï mäüt doìng chaíy nghëch (hay coìn goüi laì doìng chaíy aïp suáút) âæåüc hçnh thaình. Thæûc tãú khäng coï doìng chaíy naìy maì doìng chaíy doüc truûc seî bë giaím khi âáöu ra bë caín tråí. Âãø dãù phán têch, våïi khaïi niãûm doìng chaíy aïp suáút ta coï thãø xem doìng chaíy doüc truûc cuía vêt laì täøng doìng chaíy nhåït vaì doìng chaíy aïp suáút, tæïc laì læu læåüng cuía doìng chaíy doüc truûc bàòng hiãûu cuía læu læåüng chaíy nhåït vaì doìng chaíy aïp suáút. Khi âáöu ra bë bët kên hoaìn toaìn, læu læåüng doüc truûc cuía nhæûa bàòng 0. Nghéa laì hiãûu æïng 2 doìng chaíy thuáûn vaì nghëc bàòng nhau. Khi âoï, aïp suáút hçnh thaình taûi âáöu ra cuía vêt laì cæûc âaûi. Ngoaìi 2 thaình pháön doìng chaíy thuáûn vaì doìng chaíy nghëch aính hæåíng âãún læu læåüng cuía vêt âuìn coìn coï doìng chaíy roì gáy nãn do sæû sai lãûch aïp suáút cuía nhæûa loíng åí 2 bãn ràng vêt. Doìng chaíy naìy chaíy qua khe håí åí giæîa âènh ràng vêt vaì xi lanh. Noï laìm giaím læu læåüng chung cuía vêt âuìn. Tuy nhiãn, khe håí beï vaì nhæûa loíng coï âäü nhåït cao nãn täøn tháút cuía læu læåüng do chaíy roì laì khäng âaïng kãø, nãn khi tênh toaïn thæåìng êt chuï yï âãún doìng chaíy naìy. 2. Caïc phæång trçnh xaïc âënh âàûc tuyãún cuía vêt a. Doìng chaíy doüc truûc Laì täøng cuía doìng chaíy nhåït (QD) vaì doìng chaíy aïp suáút (QP). Âãø tênh toaïn læu læåüng vaì aïp suáút, ngæåìi ta duìng mä hçnh phàóng, doìng chaíy trong raînh tiãút diãûn chæî nháût. Kãút quaí phán têch thuyí âäüng hoüc cho: ( )14. 2 .. −Γ= DZD HVWQ ( )24.. 12 . 3 −Γ∂ ∂ µ= PP Z PHWQ H: Chiãöu cao raînh vêt W: Bãö räüng raînh vêt µ: Âäü nhåït cuía nhæûa loíng trong raînh VZ: váûn täúc (màût biãn) xi lanh phuû thuäüc vaìo tyí lãû W H . Chuïng coï giaï trë åí baíng sau: W H 0 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 DΓ 1 0,971 0,943 0,887 0,822 0,769 PΓ 1 0,963 0,937 0,874 0,804 0,744 W H 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Trang 47 DΓ 0,718 0,669 0,623 0,579 0,538 0,5 PΓ 0,686 0,63 0,576 0,523 0,471 0,425 Viãûc sæí duûng mä hçnh phàóng âãø giaíi quyãút baìi toaïn vêt âuìn cho kãút quaí täút âäúi våïi vêt coï raînh caûn. Âäúi våïi vêt coï raînh sáu, kãút quaí sai lãûch nhiãöu. Âiãöu naìy coï thãø tháúy roî khi viãút laûi caïc phæång trçnh (4-1) vaì (4-2) bàòng caïch thay caïc giaï trë W vaì VZ. ϕΠ= −ϕΠ= cos... sin.. NDV eDW z ( ) 2 .sin..cos... HeDNDQD −ϕΠϕΠ=⇒ Qua mäüt säú biãún âäøi ta coï: ( ) ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ ∂ ∂ µ ϕΠ= ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ ∂ ∂ µ ϕ−ϕΠ= ϕϕΠ= Z PHDQ Z PeDHQ NHDQ P D D . 12 sin... . 12 sin.sin.. 2 cos.sin.... 23 3 2 Trong âoï Q phuû thuäüc vaìo D vaì ϕ . Maì trong mä hçnh phàóng ta khäng coï cå såí âãø choünϕ vaì D cho âuïng (D choün laì âæåìng kênh cuía ràng vêt hay láúy âæåìng kênh trung bçnh vaì ϕ thay âäøi theo chiãöu sáu maì taûi âoï goïc âæåüc âo. Do ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ Π=ϕ D tarctg . ). Khi choün âæåìng kênh âènh ràng vêt âãø tênh toaïn, chuïng ta coï thãø âæa vaìo thæìa säú hiãûu chènh vãö âäü cong cuía xi lanh. Thæìa säú naìy âæåüc tênh nhæ sau: Nãúu goïc xoàõn nhoí, ta coï thãø duìng mä hçnh truû âäöng truûc. Våïi mä hçnh naìy thç læu læåüng doìng chaíy nhåït âæåüc tênh: ( ) 1 21 1 21 1ln 2 1 2 cossin.. .. 2 − ⎥⎥ ⎥⎥ ⎦ ⎤ ⎢⎢ ⎢⎢ ⎣ ⎡ ⎟⎟ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − ⎥⎥ ⎥⎥ ⎦ ⎤ ⎢⎢ ⎢⎢ ⎣ ⎡ ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛− − ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛=Γ ϕ−ϕΠ=α Γα= D HD H D H D H eHD NQ CD CDD Giaï trë cuía ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ ==Γ≥Γ 5,0;011 D HkhiCDCD , nghéa laì giaï trë âæåìng kênh sæí duûng mä hçnh phàóng phaíi låïn hån âæåìng kênh âènh ràng khi tênh toaïn. Vãö giaï trë cuía CDΓ , cho âãún nay chæa tênh âæåüc. Trang 48 Nãúu âäü nhåït thay âäøi theo chiãöu sáu raînh vêt, âiãöu naìy thæûc tãú thæåìng gàûp do khi âun noïng vaì laìm nguäüi xi lanh hay truûc vêt. Âãø tênh toaïn træåìng håüp naìy, ta xeït træåìng håüp µ thay âäøi tuyãún tênh theo bãö sáu cuía raînh vêt. Træåìng håüp naìy læu læåüng tênh theo cäng thæïc: P m D Z PNQ µµ Γ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ ∂ ∂ ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ µ β−Γα= ... Våïi: ( ) ( ) ( ) ( ) [ ] vêtraînhâaïyåínhåïtâäü lanhxithaìnhtaûinhåïtâäü S b eDH bçnhtrungnhåïtâäüeDHD Z b DP D m : :, 1 1 13 ln 1 1 21 1 13 ln 1 1 2 12 sin...sin. :; 2 cossin.... 3 µ µµ µ=γ Γ−γ− γ+=⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ ⎟⎟⎠ ⎞⎜⎜⎝ ⎛ γ−−γ γ−−γ γ+=Γ ⎟⎟⎠ ⎞⎜⎜⎝ ⎛ γ−−γ γ=Γ −ϕΠϕ=β µϕ−ϕΠΠ=α µµ µ Khi laìm nguäüi truûc vêt giaímtàngS γ⇒µ⇒ vaì beï hån 1 giaímPµΓ⇒ . Traïi laûi, khi γ beï hån 1 thç PµΓ tàng, tæïc doìng chaíy nghëch tàng, => Khi laìm nguäüi truûc vêt thç læu læåüng giaím nãúu váûn täúc giæî khäng âäøi, cuîng nhæ âäü nhåït trong bçnh ( mµ ) khäng tàng quaï mæïc. Khi âäút noïng truûc vêt, DµΓ tàng vaì PµΓ cuîng tàng, nghéa laì doìng chaíy thuáûn vaì nghëch âãöu tàng. Tuy nhiãn, doìng chaíy thuáûn chiãúm æu thãú. Vç thãú, khi âäút noïng truûc vêt thç læu læåüng coï thãø seî tàng trong vuìng 1001 <γ< . Phæång trçnh biãøu diãùn âàûc tuyãún cuäúi cuìng cuía vêt cho båíi: PD Z PNQ Γ∂ ∂ µ β−Γα= .... Phæång trçnh naìy goüi laì phææong trçnh âàûc tuyãún khi doìng chaíy roì khäng âaïng kãø, biãøu diãùn mäúi quan hãû giæîa læu læåüng vaì aïp suáút hçnh thaình. b. doìng chaíy ngang Phæång trçnh cuía doìng chaíy ngang: ⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡ ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛−⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛= H y H yVVx 2.3. 2 H: chiãöu sáu raînh vêt y: khoaíng caïch tæì âaïy raînh vêt âãún âiãøm xeït. Tæì phæång trçnh naìy, ngæåìi ta veî âæåüc Profil váûn täúc cuía doìng chaíy ngang c. Doìng chaíy roì Trang 49 Xuáút hiãûn chuí yãúu do sæû sai biãût vãö aïp suáút åí 2 bãn thaình ràng vêt. Khi tênh âãún aính hæåíng cuía doìng chaíy roì thaình ràng vêt. Khi tênh âãún aính hæåíng cuía doìng chaíy roì âäúi våïi læu læåüng cuía maïy âuìn thç phaíi âæa vaìo hãû säú hiãûu chènh (thæåìng laì 1,2 trong thæûc tãú) vaì phæång trçnh âàûc tuyãún cuía vêt trong træåìng håüp täøng quaït laì: ( ) ( ) lanhxivaìvêtràngâènhH håíkhecaochiãöu e D eDH eDHD Z P Z PNQ roìchaíydoìngQQQQQ LLPD : :; 10 .sin.. 12 sin..sin. 2 cossin.... . :; 322 3 δδϕΠ=γ −ϕΠϕ=β ϕ−ϕΠΠ=α ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ ∂ ∂ µ γ−⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ ∂ ∂ µ β−α= ++= Nãúu ϕΠ sin..De : 12 sin...; 2 cos.sin.. 2322 ϕΠ=βϕϕΠ=α HDD 3. Caïc yãúu täú cáön læu yï khi thiãút kãú, læûa choün tênh nàng cuía maïy âuìn truûc vêt Khi læûa choün maïy âuìn, càn cæï cå baín âáöu tiãn laì loaûi saín pháøm vaì nàng suáút. Nàng suáút cuía maïy âuìn Qe (pound/giåì) coï thãø tênh theo âæåìng kênh truûc vêt (âån vë inch) Db nhæ sau: 2,2)(16 be DQ = Nàng suáút vaì saín læåüng maïy âuìn âæåüc æåït læåüng bàòng nhiãöu phæång phaïp lyï thuyãút khaïc nhau. Tuy nhiãn caïc giaï trë tênh âæåüc chè laì gáön âuïng vç nàng suáút cuía maïy phuû thuäüc vaìo âiãöu kiãûn váûn haình. Vç váûy nàng suáút thæûc cuía noï chè