Đồ án Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy tráng men cho khay chứa than bếp gia dụng (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy tráng men cho khay chứa than bếp gia dụng (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY TRÁNG MEN CHO KHAY CHỨA THAN BẾP GIA DỤNG GVHD: ThS. TRẦN THẾ SAN SVTH: LÊ TÔN HẢI TRIỀU MSSV: 13143369 SVTH: TRẦN CÔNG THÀNH MSSV: 13143322 S K L 0 0 5 0 0 7 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2017
2. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY TRÁNG MEN CHO KHAY CHỨA THAN BẾP GIA DỤNG GVHD: ThS. TRẦN THẾ SAN SVTH: LÊ TÔN HẢI TRIỀU MSSV: 13143369 SVTH: TRẦN CÔNG THÀNH MSSV: 13143322 Khóa: 2013 Tp. Hồ Chí Minh tháng 7 năm 2017
3. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY TRÁNG MEN CHO KHAY CHỨA THAN BẾP GIA DỤNG GVHD: ThS. TRẦN THẾ SAN SVTH: LÊ TÔN HẢI TRIỀU MSSV: 13143369 SVTH: TRẦN CÔNG THÀNH MSSV: 13143322 Khóa: 2013 Tp. Hồ Chí Minh tháng 7 năm 2017
4. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ 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 PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Lê Tôn Hải Triều MSSV: 13143369 Hội đồng: 7 Họ và tên sinh viên: Trần Công Thành MSSV: 13143322 Hội đồng: 7 Tên đề tài:NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY TRÁNG MEN CHO KHAY CHỨA THAN BẾP GIA DỤNG Ngành đào tạo: Công Nghệ Chế Tạo Máy Họ và tên GV hƣớng dẫn: Ths. Trần Thế San Ý KIẾN NHẬN XÉT 1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên. 2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN. 2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: 2.2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển) 2.3.Kết quả đạt được:
5. 2.4. Những tồn tại (nếu có): 3. Đánh giá: Điểm Điểm đạt TT Mục đánh giá tối đa đƣợc 1. Hình thức và kết cấu ĐATN 30 Đú ng format vớ i đầy đủ cả hình thứ c và nôị dung của cá c muc̣ 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10 Tính cấp thiết của đề tài 10 2. Nội dung ĐATN 50 Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, 5 khoa hoc̣ xã hôị Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy 15 trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế. Khả năng cải tiến và phát triển 15 Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành 5 3. Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10 4. Sản phẩm cụ thể của ĐATN 10 Tổng điểm 100 4. Kết luận:  Đƣợc phép bảo vệ  Không đƣợc phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng năm 2017 Giảng viên hƣớng dẫn ((Ký, ghi rõ họ tên)
6. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ 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 PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên phản biện) Họ và tên sinh viên: Lê Tôn Hải TriềuMSSV: 13143369 Hội đồng: 7 Họ và tên sinh viên: Trần Công ThànhMSSV: 13143322 Hội đồng: 7 Tên đề tài:NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY TRÁNG MEN CHO KHAY CHỨA THAN BẾP GIA DỤNG Ngành đào tạo: Công Nghệ Chế Tạo Máy Họ và tên GV phản biện: (Mã GV) :Ths. Nguyễn Nhựt Phi Long Ý KIẾN NHẬN XÉT 1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: 2. Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển) 3. Kết quả đạt được: 4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN: 5. Câu hỏi:
7. 6. Đánh giá: Điểm tối Điểm đạt TT Mục đánh giá đa đƣợc 1. Hình thức và kết cấu ĐATN 30 Đú ng format vớ i đầy đủ cả hình thứ c và nôị dung của cá c muc̣ 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10 Tính cấp thiết của đề tài 10 2. Nội dung ĐATN 50 Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, khoa 5 học xã hội Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy trình 15 đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế. Khả năng cải tiến và phát triển 15 Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành 5 3. Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10 4. Sản phẩm cụ thể của ĐATN 10 Tổng điểm 100 7. Kết luận:  Đƣợc phép bảo vệ  Không đƣợc phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng năm 2017 Giảng viên phản biện ((Ký, ghi rõ họ tên)
8. LỜI CAM KẾT Tên đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy tráng men cho khay chứa than bếp gia dụng”. Giáo viên hƣớng dẫn: TH.S. TRẦN THẾ SAN Họ và tên sinh viên: LÊ TÔN HẢI TRIỀU MSSV: 13143369 Địa chỉ sinh viên: Xã Tam Xuân I, Huyện Núi Thành, Tỉnh Quảng Nam Số điện thoại liên lạc: 0963027340 Email: Lthtrieu169@gmail.com Họ và tên sinh viên: TRẦN CÔNG THÀNHMSSV: 13143322 Địa chỉ sinh viên: Xã Minh Thạnh, Huyện Dầu Tiếng, Tỉnh Bình Dƣơng Số điện thoại liên lạc: 01679801971 Email: congthanh160594@gmail.com Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): Lời cam kết: “Tôi xin cam đoan khoá luận tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình do chính tôi nghiên cứu và thực hiện. Tôi không sao chép từ bất kỳ một tài liệu đã đƣợc công bố nào mà không trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”. Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng 7 năm 2017 Đại diện ký tên
9. LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, chúng em đã nhận đƣợc nhiều sự giúp đỡ, đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình từ thầy cô, gia đình và bạn bè.Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Th.s Trần Thế San và Th.s Nguyễn Nhựt Phi Long đã tận tình hƣớng dẫn, chỉ bảo chúng em trong suốt quá trình làm đồ án.Chúng em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật TPHCM nói chung, các thầy cô trong Bộ môn công nghệ chế tạo máy nói riêng đã dạy dỗ cho chúng em kiến thức về các môn đại cƣơng cũng nhƣ các môn chuyên ngành, đã giúp chúng em có đƣợc cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện giúp đỡ chúng em trong suốt quá trình học tập.Với điều kiện thời gian cũng nhƣ kinh nghiệm còn hạn chế của mình, đồ án này không thể tránh đƣợc những thiếu sót. Chúng em rất mong nhận đƣợc sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến tận tình của các thầy cô để chúng em có điều kiện bổ sung, nâng cao kiến thức của mình, phục vụ tốt hơn cho công tác thực tế sau này.Cuối cùng, chúng em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã luôn tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên chúng em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Nhóm sinh viên thực hiện i
10. TÓM TẮT ĐỒ ÁN “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy tráng men cho khay chứa than bếp gia dụng” Ngày nay, ngành công nghiệp men gốm phát triển ở khắp mọi nơi trên thế giới, với nhiều ứng dụng của men đƣợc áp dụng trong nhiều sản phẩm để phục vụ nhu cầu đời sống hằng ngày nhƣ các đồ gia dụng trong nhà bếp, các đồ vệ sinh đến thiết bị điện tử và những tấm kết cấu trong xây dựng. Trong đó khay đựng than cho bếp gia dụng cũng là một sản phẩm đƣợc tráng men nhầm bảo vệ tốt cho nó trong suốt quát trình đốt than để nấu hoặc nƣớng thức ăn. Vì khay đựng than làm việc trong môi trƣờng nhiệt độ cao nên việc phủ lên bề mặt khay một lớp men bảo vệ là rất cần thiết, nhằm bảo vệ nó khỏi bị ăn mòn, gỉ sét, chịu nhiệt, chịu bền tốt hơn, thời gian sử dụng đƣợc lâu hơn. Nhu cầu sử dụng bếp nƣớng than ngày càng nhiều để thay thế cho các bếp nƣớng cồn, bếp nƣớng ga vừa mất an toàn hay cháy nổ, do đó số lƣợng khay đựng than cũng đƣợc sử dụng nhiều. Vì những lí do trên, cũng nhƣ do kết cấu chi tiết khay nên chúng em đã nghiên cứu, tính toán , thiết kế chế tạo máy tráng men này cho phù hợp với việc tráng men chi tiết khay, đồng thời tăng năng suất khay đáp ứng nhu cầu sử dụng ngày càng nhiều. Nhómsinh viên thực hiện ii
11. Mục Lục LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT ĐỒ ÁN ii CHƢƠNG 1 : GIỚI THIỆU 1 1.1. Tính cấp thiết và mục tiêu nghiên cứu của đề tài 1 1.1.1. Tính cấp thiết của đề tài 1 1.1.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 1 1.2. Đối tƣợng, phạm vi và nội dung nghiên cứu 1 1.2.1. Đối tƣợng nghiên cứu 1 1.2.2. Phạm vi nghiên cứu 1 1.2.3. Nội dung nghiên cứu 1 CHƢƠNG 2 : TỔNG QUAN 2 2.1. Tầm quan trọng của các sản phẩm tráng men 2 2.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc 2 2.2.1. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc 2 2.2.2. Tình hình ngoài nƣớc 3 CHƢƠNG 3 : CƠ SỞ LÍ THUYẾT 5 3.1. Khái niệm về men 5 3.2. Phân loại men 5 3.2.1. Phân loại theo thành phần 5 3.2.2. Phân loại theo cách sản suất 6 3.2.3. Phân loại theo nhiệt độ nung 6 3.2.4. Phân loại theo thẩm mỹ 7 3.3. Các tính chất của men 8 3.3.1. Tính chảy lỏng 8 3.3.2. Nhiệt độ nóng chảy 9 3.3.3. Độ nhớt 9 3.3.4. Sức căng bề mặt 9 3.3.5. Hệ số giãn nở nhiệt 10 3.3.6. Độ cứng 11 iii
12. 3.3.7. Độ bền chống bào mòn 12 3.3.8. Tính cách điện của men 12 3.3.9. Độ bền hoá 12 3.3.10. Lớp trung gian giữa xƣơng và men 12 3.3.11. Sự tạo men màu 13 3.4. Công thức và nguyên liệu men 14 3.5. Phƣơng pháp điều chế men 15 3.5.1. Phƣơng pháp cổ điển 15 3.5.2. Phƣơng pháp frit 15 3.5.3. Công thức xác định khoảng nóng chảy của men 16 3.6. Một số trang thiết bị dùng trong máy tráng men 18 3.6.1. Động cơ bƣớc 18 3.6.2. Driver MA860H 22 3.6.3. Driver HY-DIV268N-5A 23 3.6.4. Arduino 24 3.6.5. Gối đỡ 25 3.7. Các bộ truyền động 25 3.7.1. Bộ truyền xích 25 3.7.2. Bộ truyền đai răng 28 3.7.3. Bộ truyền bánh răng 29 3.8. Cơ sở lí thuyết tính toán 30 CHƢƠNG 4 : QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MEN VÀ TRÁNG MEN 39 4.1. Quy trình chế tạo men 39 4.1.1. Các nguyên liệu thƣờng dùng để sản xuất men 39 4.1.2. Thiết bị chế tạo men 42 4.1.3. Lựa chọn phƣơng pháp chế tạo men 44 4.1.4. Phối liệu men 45 4.1.5. Tính toán thành phần bài men 45 4.1.6. Chế tạo men 49 iv
13. 4.2. Quy trình tráng men 51 4.2.1. Mục đích tráng men 51 4.2.2. Phân tích chi tiết 51 4.2.3. Xử lý bề mặt chi tiết trƣớc khi tráng men 52 4.2.4. Chuẩn bị men tráng 53 4.2.5. Tráng men lên chi tiết 53 4.2.6. Kiểm tra đánh giá chất lƣợng sản phẩm 54 CHƢƠNG 5 : QUY TRÌNH TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY TRÁNG MEN 55 5.1. Phƣơng hƣớng và giải pháp thiết kế 55 5.1.1. Thiết kế cụm 1: Cụm định vị cố định chi tiết Khay để xoay khi nhúng 55 5.1.2. Thiết kế cụm 2: Cụm xoay chi tiết nhúng 59 5.1.3. Thiết kế cụm 3: Cụm kéo gập cơ cấu để nhúng chi tiết Khay 62 5.1.4. Sơ đồ nguyên lý phƣơng án lựa chọn 65 5.2. Tính toán cho cơ cấu nhúng men 66 5.2.1. Phân tích năng suất làm việc của máy 66 5.2.2. Tính toán và chọn động cơ 1 66 5.2.3. Bộ truyền bánh răng 67 5.2.4. Tính toán bộ truyền xích 75 5.2.5. Tính toán bộ truyền đai 77 5.2.6. Tính toán thông số và kiểm nghiệm độ bền trục 81 5.3. Thiết kế mạch điện 90 5.3.1. Sơ đồ mạch điều khiển động cơ 90 5.3.2. Chƣơng trình điều khiển bằng arduino 91 CHƢƠNG 6 : QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHO MỘT SỐ CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH 96 6.1. Chi tiết 96 6.1.1. Gia công trục gắn bánh răng và đĩa xích 96 6.1.2. Gia công trục gắn đế cơ cấu nhúng 98 6.2. Chế tạo cơ khí 100 v
14. 6.3. Quy trình gia công một số chi tiết điển hình 106 6.4. Một số hình ảnh gia công 106 CHƢƠNG 7 : SẢN PHẨM 108 7.1. Bản vẽ lắp và bản vẽ phân rã của máy 108 7.2. Thiết kế chế tạo một số chi tiết 109 7.3. Hình ảnh máy thiết kế trên phần mềm và thực tế 112 7.4. Hƣớng dẫn sử dụng 113 7.4.1. Thông số kỹ thuật 113 7.4.2. Cách sử dụng 114 CHƢƠNG 8 : KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 115 8.1. Kết luận: 115 8.2. Hƣớng phát triển 115 TÀI LIỆU THAM KHẢO 116 vi
15. DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1. Thành phần loại men này nằm trong giới hạn sau: 6 Bảng 3.2. Thành phần loại men này nằm trong giới hạn sau: 7 Bảng 3.3. Số liệu để tính sức căng bề mặt của men ở 900°C 9 Bảng 3.4. Bảng tính toán hệ số giãn nở nhiệt của men dùng ở 400 - 500°C . 11 Bảng 3.5. Hằng số nóng chảy của ôxít hoặc hợp chất dễ nóng chảy 17 Bảng 3.6. Hằng số nóng chảy của ôxít hoặc hợp chất khó nóng chảy 17 Bảng 3.7. Bảng tra cứu nhiệt độ nóng chảy (°C) của men theo hệ số K 17 Bảng 4.1. Bảng phối liệu men 45 Bảng 4.2. Bảng trọng lƣợng mol các nguyên liệu cơ bản thƣờng 45 Bảng 4.3. Trọng lƣợng nguyên tử và trọng lƣợng mol các ôxyt thƣờng dùng47 DANH MỤC HÌNH vii
16. Hình 2.1.Sản phẩm nhà bếp của Riess Kelomat 4 Hình 2.2. Khoang lò tráng men gốm cao cấp 5 Hình 3.1. Minh hoạ cách xác định hiện tƣợng 10 o Hình 3.2. Bong men xảy ra tại 550 C 11 Hình 3.3. Men bị nứt, các vết nứt gây lỗi trên bề mặt sản phẩm 13 Hình 3.4. Chế tạo màu bền nhiệt 14 Hình 3.5. Phƣơng pháp frit hóa 15 Hình 3.6. Ảnh một loại Frit 16 Hình 3.7. Động cơ bƣớc biến từ trở 18 Hình 3.8. Động cơ bƣớc đơn cực 19 Hình 3.9. Động cơ bƣớc lƣỡng cực 20 Hình 3.10. Động cơ bƣớc nhiều pha 20 Hình 3.11. Động cơ bƣớc kiểu lai 21 Hình 3.12. Động cơ bƣớc 86BYG450A và 85BYGH450C 21 Hình 3.13. Drive MA860H 22 Hình 3.14. Driver HY-DIV268N-5A 23 Hình 3.15. Arduino UNO 24 Hình 3.16. Gối đỡ vòng bi 25 Hình 3.17. Bộ truyền xích 25 Hình 3.18. a) Cấu tạo xích con lăn; b) Nối xích 26 Hình 3.19. Xích con lăn 27 Hình 3.20. Biên dạng và kết cấu đĩa xích con lăn 27 Hình 3.21. Đĩa xích 28 Hình 3.22. Bộ truyền đai răng 29 Hình 3.23. Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng 30 Hình 4.1. Máy trộn 43 Hình 4.2. Máy nghiền bi 43 Hình 4.3. a) Lò quay; b) Lò buồng 44 Hình 4.4. Máy sàng rung 44 Hình 4.5. Khay đựng than 51 Hình 4.6. Bếp than eco 52 Hình 5.1. Sơ đồ nguyên lý hoạt động 56 Hình 5.2. Sơ đồ nguyên lý hoạt động 59 Hình 5.3. Sơ đồ nguyên lý hoạt động 62 Hình 5.4. Sơ đồ nguyên lý 65 Hình 5.5. Thông số của đai răng 80 viii
17. Hình 5.6.Sơ đồ lực trục 1 83 Hình 5.7. Sơ đồ lực trục 2 87 Hình 5.8. Sơ đồ mạch điện 91 Hình 5.9. Sơ đồ điện thực tế 91 Hình 6.1. Trục lắp bánh răng lớn và đĩa xích 100 Hình 6.2. Trục xoay chi tiết nhúng 1 100 Hình 6.3. Trục gắn đĩa xích 101 Hình 6.4. Trục xoay chi tiết nhúng 2 101 Hình 6.5. Khung đỡ chi tiết xoay 102 Hình 6.6. Hộp đế gắn trục bánh răng và đĩa xích 102 Hình 6.7. Đĩa xích 103 Hình 6.8. Thanh kẹp chi tiết khay 103 Hình 6.9. Đế tam giác gắn thanh kẹp 104 Hình 6.10. Đế gắn động cơ bƣớc 104 Hình 6.11. Khung đỡ bộ phận nhúng 105 Hình 6.12. Khung máy 105 Hình 6.13. Khoan lỗ bạc chặn 106 Hình 6.14.Tiện thanh kẹp 106 Hình 6.15. Tiện thanh kẹp chi tiết 107 Hình 6.16. Khoan bạc chặn 107 Hình 7.1. Bản vẽ lắp 108 Hình 7.2. Bản vẽ phân rã 108 Hình 7.3. Khung đỡ bộ phận nhúng men 109 Hình 7.4. Bộ phận định vị và xoay chi tiết 109 Hình 7.5. Trục gắn bánh răng và đĩa xích 109 Hình 7.6. Hộp gắn trục và động cơ 110 Hình 7.7. Mô hình 3D bộ truyền đai 110 Hình 7.8. Bộ truyền đai chế tạo 110 Hình 7.9. Bộ truyền bánh răng và xích 111 Hình 7.10. Khung máy 111 Hình 7.11. Mô hình 3D 112 Hình 7.12. Hình ảnh thực tế 112 ix
18. CHƢƠNG 1 : GIỚI THIỆU 1.1. Tính cấp thiết và mục tiêu nghiên cứu của đề tài 1.1.1. Tính cấp thiết của đề tài Trên phƣơng diện công nghiệp, men gốm đƣợc sử dụng nhƣ là một biện pháp bảo vệ cho các loại vật liệu kim loại nhƣ sắt, thép, gang, nhôm, thƣờng bị hƣ hỏng nhanh, bị han gỉ và ăn mòn, việc tráng men bảo vệ chúng kịp thời, tránh đƣợc chi phí cao cho việc bảo dƣỡng và thay thế. Khay chứa than cho bếp gia dụng cũng là sản phẩm đòi hỏi phải tráng men tỉ mị để bảo vệ bề mặt nó có thể làm việc lâu dài trong môi trƣờng nhiệt độ cao, bên cạnh đó do nhu cầu sử dụng bếp than ngày càng nhiều, mà thao tác tráng men là bƣớc phức tạp nhất trong toàn bộ quy trình tráng men. Vì thế việc chế tạo ra máy tráng men cho khay rất cần thiết, nó sẽ rút ngắn thời gian tráng men, tăng năng xuất sản phẩm lên và hơn hết là đảm bảo độ bám dính của lớp men lên bề mặt chi tiết. 1.1.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài - Nghiên cứu thành phần các loại men gốm. - Đề xuất quy trình công nghệ để nâng cao chất lƣợng lớp tráng men sau khi đƣợc phủ lên bề mặt chi tiết khay đựng than. - Vận dụng kiến thứcđể thiết kế và chế tạo máy tráng men hoàn chỉnh phù hợp với chi tiết yêu cầu nhằm phục vụ tốt cho quá trình tráng men. 1.2. Đối tƣợng, phạm vi và nội dung nghiên cứu 1.2.1. Đối tƣợng nghiên cứu Khay chứa than cho bếp than quạt điện eco. 1.2.2. Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu về men gốm tráng phủ cho bề mặt thép CT38 (TCVN). - Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy tráng men. 1.2.3. Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan về công nghệ tạo men trong nƣớc và ngoài nƣớc. - Ứng dụng của máy tráng men trong thực tế với năng suất (400 cái/8 giờ). - Nguyên cứu thành phần men gốm tráng lên bề mặt thép và công nghệ tạo men. - Tìm hiểu và đề xuất quy trình tráng men lên bề mặt thép. 1
19. - Tìm hiều nghiên cứu phƣơng pháp điều khiển hoạt động của máy tráng men. CHƢƠNG 2 : TỔNG QUAN 2.1. Tầm quan trọng của các sản phẩm tráng men Trong những năm gần đây những ứng dụng của men đã phát triển mở rộng đối với cả những sản phẩm có tính chất bề mặt ít bị ăn mòn hơn (nhôm, đồng, inox): nhằm khẳng định giá trị mỹ thuật và giá trị ứng dụng, và ngoài ra cũng là một biện pháp bảo vệ cho những vật liệu này. Vì những lý do đó men gốm ngày càng đƣợc sử dụng rộng rãi trong gia đình: từ chảo rán đến những dụng cụ nhà bếp, từ đồ vệ sinh đến các thiết bị điện tử và những tấm kết cấu trong xây dựng. Thiết bị tráng men đã đƣợc sử dụng trong ngành công nghiệp hóa học và giữ vai trò quan trọng cho sự phát triển của ngành. Phạm vi của thiết bị đƣợc sử dụng là rất rộng và bao gồm trong các lò phản ứng, xử lý và bồn chứa, cột, bộ lọc, máy sấy, bộ trao đổi nhiệt, ống nƣớc và nhiều hơn nữa. Nhìn từ khía cạnh kinh tế thì các sản phẩm tráng men tốt hơn vì đƣợc làm từ các vật liệu tự nhiên. Không gây độc hại cho ngƣời sản xuất, ngƣời sử dụng và môi trƣờng. Sản phẩm tráng men có thể tái sử dụng.  Nhƣ vậy để có một sản phẩm tráng men tốt, thân thiện với môi trƣờng và phù hợp với nhu cầu sử dụng thì đòi hỏi phải có cơ cấu máy tráng men phù hợp cho từng loại chi tiết. 2.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc 2.2.1. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc Hiện nay, trong công cuộc công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nƣớc ngành công nghiệp gốm sứ cũng nhƣ công nghệ tráng men lên kim loại đang đƣợc phát triển mạnh mẽ. Nhiều thành tựu kỹ thuật, nguyên vật liệu mới, công nghệ mới đƣợc áp dụng vào sản xuất. Ở nƣớc ta, công nghệ tráng men sắt ,thép, nhôm đã đƣợc ứng dụng trong một số công ty chuyên sản xuất sản phẩm đồ gia dụng nhƣ: Công ty Cổ phần Sắt Tráng Men - Nhôm Hải Phòng là một trong số doanh nghiệp hàng đầu trong cả nƣớc về sản xuất các mặt hàng nhôm, nhôm lá, sắt tráng men, men và inox. 2
20. Sản phẩm truyền thống của công ty là các loại: Nồi, ấm, chậu, mâm, cặp lồng, xoong, chảo, lập là, khay, bát, đĩa, ca, liễn cơm, hàng gia dụng kim khí và bảng, biển, Công ty Cổ phần Kim Khí Thăng Long chuyên sản xuất, kinh doanh các sản phẩm kim khí gia dụng và chi tiết cho các ngành công nghiệp khác từ kim loại tấm lá mỏng bằng công nghệ đột dập. Sau đó sản phẩm đƣợc bảo vệ và trang trí bề mặt bằng công nghệ mạ, men, sơn, đánh bóng và nhiều công nghệ tiên tiến khác. Ngoài ra còn có một số công ty khác cũng sản xuất mặt hàng sắt, thép, tráng men nhƣ: Công ty TNHH SXTM UYÊN PHÁT (kiềng bếp, hàng gia dụng bằng sắt tráng men), công ty LINCOWARE INTERNATIONAL ở Việt Nam ( với các vật dụng bằng thép tráng men nhƣ nồi,chảo, ấm, ). Bên cạnh đó còn có một số công ty sản xuất máy tráng men nhƣ: máy tráng men công ty gốm Chu Đậu-Nam Sách- Hải Dƣơng, máy tráng men công ty Việt Hƣng. 2.2.2. Tình hình ngoài nƣớc Rất khó xác định chính xác khi nào nghề đồ gốm ra đời, ngƣời ta cho rằng nghề gốm bắt đầu tại vùng Trung Đông và Ai Cập khoảng 4500 - 4000 năm TCN. Khoảng 4000 - 3000 năm TCN đã hình thành một số trung tâm gốm ở vùng này. Thời Trung Cổ ở Châu Âu đã có những trung tâm rất lớn sản xuất đồ gốm nhƣ Faenza ở Ý (từ đó dó danh từ faience hay còn gọi là sành), hay Mallorca là một hòn đảo ở Địa Trung Hải (từ đó có tên mặt hàng majolica, cũng có nghĩa là sành). Ở Châu Âu mãi đến năm 1709, một ngƣời Đức là Johann Friedrich Bottger đã sản xuất đƣợc đồ sứ giống đồ sứ Trung Quốc. Năm 1759 ngƣời Anh Josial Wedgwood sản xuất đƣợc sành dạng đá (một loại sành có xƣơng mịn, trắng, kết khối tƣơng đối tốt, chất lƣợng hơn hẳn sành thông thƣờng tuy chƣa bằng đồ sứ). 1 Trong cuối cùng của thế kỷ 18 sành dạng đá đã đẩy lùi mặt hàng 4 majolica. Trong thế kỷ 19 ở châu Âu mặt hàng này thay thế cho đồ sứ đắt tiền. Ngày nay, việc tạo men trên bề mặt của các chi tiết thép, gang hay hợp kim đƣợc áp dụng rất nhiều trong các ngành công nghiệp của một số công ty nhƣ: Công ty KARL-OTTO HEIM (Đức) thuộc vào hàng những công ty dẫn đầu trong việc chế tạo dây chuyền thiết bị tráng men thuỷ tinh. 3
21. Trên 30 năm kinh nghiệm trong việc thiết kế và chế tạo dây chuyền thiết bị tráng men phù hợp với yêu cầu của từng khách hàng. Nhiều cải tiến và sáng chế tiêu chuẩn hiện nay trong lĩnh vực chế tạo thiết bị tráng men ƣớt và tráng men bột đã và đang đƣợc công ty KARL-OTTO HEIM phát triển và ứng dụng. Riess Kelomat là công ty hàng đầu tại Úc trong ngành đồ gốm men với các dụng cụ nấu ăn và phụ kiện nhà bếp nhƣ chảo, nồi, ca, Việc sản xuất sản phẩm tráng men tốn rất nhiều năng lƣợng nên Riess Kelomat đã thiết kế một hệ thống sấy và nung đa tầng cùng với cách sử dụng điện và nhiệt thân thiện với môi trƣờng. Hình 2.1.Sản phẩm nhà bếp của Riess Kelomat Ngoài ra hãng Samsung cũng đã ứng dụng công nghệ men gốm diệt khuẩn vào việc sản xuất các lò vi sóng. Thay vì sử dụng các loại men tráng khoang lò thông thƣờng, Samsung đã sử dụng loại men gốm cao cấp giúp lò vi sóng luôn sạch sẽ, tự diệt khuẩn, loại bỏ các mầm bệnh và khử mùi hoàn hảo. Lớp men sứ này đƣợc sản xuất ở nhiệt độ rất cao, lên đến 830 độ C để cho một bề mặt trơn nhẵn và cứng, khó có thể trầy xƣớc bằng các vật nhọn sắc. Công nghệ tráng men gốm diệt khuẩn độc đáo này đã giúp Samsung giành đƣợc chứng nhận đầu tiền trền thế giới về khả năng tự diệt khuẩn làm sạch từ tổ chức nghiền cứu công nghệ sinh học Hohenstein, Đức. Samsung cũng là công ty đầu tiền trền thế giới sử dụng loại vật liệu này vào các lò vi sóng. 4
22. S K L 0 0 2 1 5 4