BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MÔ HÌNH XỬ LÝ VÀ LÀM TĂNG NĂNG LƯỢNG BỀ MẶT CAO SU NBR BẰNG CÔNG NGHỆ PLASMA LẠNH GVHD: ThS. THÁI VĂN PHƯỚC SVTH: NGUYỄN VÕ CƯỜNG THỊNH MSSV: 12143204 BÙI CƯƠNG MSSV: 12143457 S KL 0 0 4 7 9 8 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2016 do an TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.
HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc Bộ môn công nghệ chế tạo máy NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nguyễn Võ Cƣờng Thịnh MSSV: 12143204 Bùi Cƣơng MSSV: 12143457 Lớp: 121431C - 121431A Khóa: 2012 - 2016 Ngành đào tạo: Cơ khí Chế tạo máy Hệ: Chính quy 1. Tên đề tài: “Nghiên cứu và thiết kế mô hình xử lý và làm tăng năng lƣợng bề mặt cao su NBR bằng công nghệ Plasma lạnh”. Các số liệu, tài liệu ban đầu: Mô hình thiết bị có kích thƣớc 1400x370x900mm; Tiến hành các thử nghiệm xử lý và làm tăng năng lƣợng bề mặt cao su NBR; Mô hình tạo ra môi trƣờng Plasma ở nhiệt độ thấp 30 - 70°C và áp suất bằng áp suất phòng. Nội dung chính của đồ án: Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu, kết quả nghiên cứu trong và ngoài nƣớc, mục đích và nhiệm vụ đề tài; Cơ sở lý thuyết: môi trƣờng hình thành Plasma nhiệt độ thấp ở môi trƣờng áp suất thƣờng, nguyên lý làm tăng năng lƣợng bề mặt của Plasma; Tính toán, thiết kế và tìm ra mô hình tối ƣu cho thiết bị, mô hình với kích thƣớc 1400x370x900mm; Kiểm tra và tìm ra các thông số tối ƣu của thiết bị - điện áp, tần số; Kết luận và kiến nghị: những ƣu và khuyết điểm của mô hình, khả năng ứng dụng của mô hình vào thực tế.
Ngày nộp đồ án: 15/07/2016 TRƢỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) □ Đƣợc phép bảo vệ ………………………………….…………(GVHD ký, ghi rõ họ tên) i do an LỜI CAM KẾT − Tên đề tài: “Nghiên cứu và thiết kế mô hình xử lý và làm tăng năng lƣợng bề mặt cao su NBR bằng công nghệ Plasma lạnh”.S Thái Văn Phƣớc − Họ tên sinh viên: Bùi Cƣơng − MSSV:12143457 − Lớp: 121431A − Địa chỉ sinh viên: Phòng 801 – KTXCSII – Số 484 Lê Văn Việt – Q.HCM − Số điện thoại: 01213283179 − Email: 12143457@student.vn − Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp (ĐATN): 07/2016 − Lời cam kết: “Chúng tôi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình do chính chúng tôi nghiên cứu và thực hiện. Chúng tôi không sao chép từ bất cứ một bài viết nào đã đƣợc công bố mà không trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, chúng tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm” TP.Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 07 năm 2016 (Ký, ghi rõ họ tên) Bùi Cƣơng ii do an LỜI CAM KẾT − Tên đề tài: “Nghiên cứu và thiết kế mô hình xử lý và làm tăng năng lƣợng bề mặt cao su NBR bằng công nghệ Plasma lạnh”.S Thái Văn Phƣớc − Họ tên sinh viên: Nguyễn Võ Cƣờng Thịnh − MSSV:12143204 − Lớp: 121431C − Địa chỉ sinh viên: 26 Đƣờng 11 - Khu Phố 3 – P.Thủ Đức – TP.HCM − Số điện thoại: 0988422279 − Email: 12143204@student.vn − Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp (ĐATN): 07/2016 − Lời cam kết: “Chúng tôi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình do chính chúng tôi nghiên cứu và thực hiện. Chúng tôi không sao chép từ bất cứ một bài viết nào đã đƣợc công bố mà không trích dẫn nguồn gốc.
Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, chúng tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm” TP.Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 07 năm 2016 (Ký, ghi rõ họ tên) Nguyễn Võ Cƣờng Thịnh iii do an LỜI CẢM ƠN Qua một thời gian ngắn làm đồ án tốt nghiệp với đề tài “Nghiên cứu và thiết kế mô hình xử lý và làm tăng năng lƣợng bề mặt cao su NBR bằng công nghệ Plasma lạnh”. Chúng em đã tích lũy đƣợc một lƣợng kiến thức cùng với những kinh nghiệm quý báu, bên cạnh đó chúng em còn học tập thêm đƣợc một số kỹ năng cần thiết cho việc sau khi ra trƣờng. Trong thời gian thực hiện đề tài, chúng em đã cố gắng học hỏi, tìm hiểu tài liệu tham khảo, khảo sát thực tế và dƣới sự giúp đỡ của thầy giáo hƣớng dẫn. Nhƣng do thời gian, năng lực và sự hiểu biết còn hạn chế, tuy đã có nhiều cố gắng xong nội dung của đề tài không thể tránh khỏi thiếu sót nhất định.
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Thái Văn Phƣớc đã tận tình hƣớng dẫn và giúp đỡ chúng em trong suốt thời gian làm đề tài. Chúng em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em trong suốt thời gian làm đề tài. Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè đã hỗ trợ, cỗ vũ, giúp đỡ và khích lệ tinh thần chúng em rất nhiều để chúng em hoàn thành đƣợc đồ án này. Chúng em xin chân thành cảm ơn! Nhóm sinh viên thực hiện: Bùi Cƣơng, Nguyễn Võ Cƣờng Thịnh.
iv do an TÓM TẮT ĐỒ ÁN Đề tài “NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH XỬ LÝ VÀ LÀM TĂNG NĂNG LƢỢNG BỀ MẶT CAO SU NBR BẰNG CÔNG NGHỆ PLASMA LẠNH” Hiện nay tất cả các nghành công nghiệp điều dùng cao su NBR làm miếng đệm và tấm lót vì những tính năng ƣu việt của cao su NBR. Vì vậy việc xử lý bề mặt và làm tăng năng lƣợng bề mặt cao su là rất cần thiết. Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình xử lý và làm tăng năng lƣợng bề mặt cao su NBR với mong muốn đáp ứng nhu cầu của cuộc sống và ứng dụng công nghệ làm tăng hiệu quả sản xuất, giảm sức lao động con ngƣời, góp phần giảm chi phí thuê nhân công và hơn nữa giảm ô nhiễm môi trƣờng. Nghiên cứu đƣợc thực hiện gồm bốn giai đoạn là: Giai đoạn 1 – Nghiên cứu lý thuyết về công nghệ Plasma, động lực học plasma, nghiên cứu khả năng xử lý bề mặt bằng công nghệ Plasma và ứng dụng vào tăng năng lƣợng bề mặt cao su NBR; Giai đoạn 2 – Đƣa ra nhiều phƣơng án thiết kế chế tạo mô hình xử lý thực nghiệm, phân tích ƣu nhƣợc điểm của từng phƣơng án, và cuối cùng chọn phƣơng án tối ƣu dựa trên tiêu chí hiệu suất xử lý, tiết kiệm năng lƣợng và bảo vệ môi trƣờng; Giai đoạn 3 – Tiến hành thí nghiệm với các điều kiện khác nhau: công suất tiêu hao (dòng điện, điện áp, tần số), kích thƣớc hình dáng buồng Plasma; Giai đoạn 4 – Phân tích đánh giá kết quả thí nghiệm và kết luận.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Võ Cƣờng Thịnh Bùi Cƣơng v do an MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP. i LỜI CAM KẾT. ii LỜI CAM KẾT. iii LỜI CẢM ƠN.
v DANH MỤC BẢNG BIỂU. x DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH. xi CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU.1 Tính cấp thiết đề tài .2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài: .3 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài.4 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu: .1 Đối tƣợng nghiên cứu: .2 Phạm vi nghiên cứu: .5 Phƣơng pháp nghiên cứu: .1 Cơ sở phƣơng pháp luận .2 Các phƣơng pháp nghiên cứu cụ thể. 3 CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI .1 Tổng quan về cao su NBR .1 Cao su NBR .2 Đặc điểm về cơ tính, hóa tính .2 Các phƣơng pháp xử lý hiện tại .1 Rửa bằng hóa chất trong axit sunfuric cô đặc.2 Phƣơng pháp clo hóa.
6 vi do an 2.3 Phƣơng phá cơ học .4 Ƣu điểm và nhƣợc điểm các phƣơng pháp này .3 Công nghệ Plasma trong xử lý bề mặt .1 Plasma nhiệt độ thấp, áp suất thƣờng .2 Tác động của các hạt ions lên bề mặt .3 Động năng bề mặt .4 Ứng dụng xử lý bề mặt .1 Xử lý bề mặt kim loại .2 Xử lý màng nhựa [7]. 11 CHƢƠNG 3: PHƢƠNG HƢỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP VỀ MÔ HÌNH XỬ LÝ .1 Yêu cầu cơ bản của đề tài .2 Thông số thiết kế của hệ thống: .3 Phƣơng hƣớng và phƣơng pháp thực hiện .1 Phƣơng án 1 : Mô hình dạng ống .2 Phƣơng án 2: Mô hình dạng tấm .4 Phƣơng án thực hiện thiết bị mô hình .5 Phƣơng án sử dụng vật liệu điện cực trong: .6 Phƣơng án định vị thanh điện cực: .1 Phƣơng án 1: Định vị điện cực dƣơng trong ống thạch anh .2 Phƣơng án 2: Định vị điện cực dƣơng dài hơn ống thạch anh.7 Lựa chọn phƣơng án. 23 CHƢƠNG 4: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ BỀ MẶT CAO SU NBR BẰNG CÔNG NGHỆ PLASMA LẠNH .1 Tính toán lựa chọn các thông số cơ bản .1 Các số liệu ban đầu .2 Cấu tạo và sơ đồ truyền động .1 Nguyên lý hoạt động của máy .2 Thiết kế buồng xử lý bề mặt cao su NBR bằng Plasma .1 Yêu cầu kỹ thuật .2 Nguyên lý hoạt động. 27 vii do an 4.3 Bảo trì bảo dƣỡng .3 Hệ thống cấp phôi tự động .1 Phƣơng án 1: Dùng giác hút và băng tải .2 Phƣơng án 2: Dùng giác hút và xy lanh .3 Phƣơng án 3: Dùng xylanh và định hƣớng bằng 2 con lăn .4 Tính toán thiết kế bộ truyền xích .1 Yêu cầu kỹ thuật .2 Chọn vật liệu .3 Nguyên lý hoạt động .4 Bảo trì bảo dƣỡng .1 Yêu cầu kỹ thuật .2 Chọn vật liệu .3 Phƣơng án gia công .6 Tính toán lựa chọn các thông số cơ bản.
31 CHƢƠNG 5: CHỌN ĐỘNG CƠ .1 Tính chọn kiểm tra động cơ điện. 35 CHƢƠNG 6: TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN XÍCH.1 Tính toán chọn bộ truyền xích .1 Chọn loại xích .2 Xác định các thông số của xích và bộ truyền xích .3 Khoảng cách trục và số mắc xích. 37 CHƢƠNG 7: TÍNH TOÁN VÀ KIỂM NGHIỆM TRỤC .1 Tính toán kiểm tra trục.2 Tính gần đúng trục : .3 Kiểm nghiệm trục độ bền mỏi .4 Kiểm nghiệm hệ số an toàn : .5 Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh. 46 viii do an CHƢƠNG 8 : TÍNH TOÁN CHỌN Ổ LĂN .1 Tính toán chọn ổ lăn.2 Kiểm nghiệm theo khả năng tải tĩnh:.
49 CHƢƠNG 9: CHỌN XYLANH VÀ THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN .1 Chọn đƣờng kính xylanh .2 Thiết kế mạch điều khiển. 51 CHƢƠNG 10: CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM/ THỰC NGHIỆM - ĐÁNH GIÁ .