Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch trong dây truyền sản xuất gạch không nung năng suất 10 triệu viên năm

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮTDANH MỤC HÌNH VẼ 1 Hình 1.1 Sơ đồ khối dây truyền công nghệ sản xuất gạch không nung 3 Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của cơ cấu cấp liệu 7 Hình 2.5

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC HÌNH VẼ

1 Hình 1.1 Sơ đồ khối dây truyền công nghệ sản xuất gạch không nung

3 Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của cơ cấu cấp liệu

7 Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý xylanh nâng hạ khuôn

9 Hình 2.7 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của xylanh cấp pallet

11 Hình 2.9 Sơ đồ hệ thống truyền động thủy lực của máy ép gạch

17 Hình 2.15 Sơ đồ mạch động lực động cơ băng tải chuyển gạch

23 Hình 4.4 Thiết lập cho Item

30 Hình 4.11 Brower server s7 – 200OPCserver vào WinCC

31 Hình 4.12 Add Item từ phần mềm PCAccess vào WinCC

34 Hình 4.15 Picture cho màn hình điều khiển

1 Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật động cơ kéo bơm thủy lực

2 Bảng 2.2 Aptomat bảo vệ động cơ kéo bơm thủy lực

4 Bảng 2.4 Thông số kỹ thuật động cơ băng tải chuyển gạch

5 Bảng 2.5 Thông số kỹ thuật aptomat bảo vệ động cơ băng tải

chuyển gạch

6 Bảng 2.6 Thông số kỹ thuật động cơ cơ cấu rung và cơ cấu lắc

7 Bảng 2.7 Thông số kỹ thuật aptomat bảo vệ động cơ cơ cấu rung và

cơ cấu lắc

10 Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật rơle trung gian

11 Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật công tắc hành trình

14 Bảng 4.1 Thông số đầu vào PLC

LỜI NÓI ĐẦU

Gạch xây là một bộ phận cấu thành quan trọng của ngôi nhà hoặc một công trìnhkiến trúc dân sự Một năm, với sự phát triển mạnh mẽ của ngành xây dựng, cả nước tatiêu thụ từ 20 – 22(tỷ viên), nếu cứ với đà phát triển này, đến năm 2020 lượng gạch cầncho xây dựng là hơn 40 tỷ viên, một số lượng khổng lồ, để đạt được mức này, lượngđất xét phải tiêu thụ vào khoảng 600 triệu m3 đất sét tương đương với 30.000 ha đấtcanh tác, bình quân mỗi năm mất 2500 ha đất canh tác Riêng năm 2020 mất 3150 hađất Không những vậy, gạch nung còn tiêu tốn rất nhiều năng lượng: Than, củi, đặc biệt

là than đá, quá trình này thải vào bầu khí quyển của chúng ta một số lượng lớn khí độckhông chỉ ảnh hưởng tới môi trường sức khỏe của con người mà còn làm giảm tới năngsuất của cây trồng, vật nuôi Chính vì vậy, theo quy hoạch tổng thể ngành công nghiệpvật liệu xây dựng đến năm 2010 và định hướng đến năm 2020 đã được Thủ tướngChính phủ phê duyệt ngày 01/08/2001, phải phát triển gạch không nung thay thế gạchđất nung từ 10% - 15% vào năm 2005 và 25% - 30% vào năm 2010, xóa bỏ hoàn toàngạch đất nung thủ công năm 2020

Vì vậy công nghệ sản xuất gạch không nung từ cát, mạt đá, xi măng, … đồng thờitận dụng được các nguồn phế thải xây dựng và công nghiệp giải quyết được tất cả cácvấn đề của gạch nung và góp phần cải thiện môi trường xanh, sạch, đẹp

Tại Mỹ, Tây Âu, Nhật Bản tỷ lệ vật liệu xây dựng không nung chiếm tới hơn 70%thị phần, một số nước phát triển trên thế giới đang có xu hướng giảm gạch đất sét nungxuống chỉ còn 30% - 50% và xu hướng thay thế toàn bộ bằng gạch không nung

Ở nước ta, tỷ lệ sử dụng gạch không nung rất thấp, đến thời điểm này tỷ lệ gạchkhông nung mới chiếm 4% - 5% sản lượng gạch toàn quốc – mặt khác tỷ lệ gạch nung

- Các dây truyền gạch không nung đưa vào nước ta phần lớn là thiết bị quá đắt,công nghệ quá phức tạp, làm cho giá thành viên gạch không nung trở thành mộtloại hàng “xa xỉ” trong nhân dân và như vậy gạch nung vẫn thắng thế.

- Điều quan trọng nhất là chưa có công nghệ sản xuất gạch không nung từ nhữngvật liệu đơn giản, rẻ tiền, ít ảnh hưởng đến đất canh tác mà còn làm sạch môitrường khỏi các loại phế liệu xây dựng cùng thiết bị dây truyền sản xuất với năngsuất cao, nhưng giá thành hợp lý cho ra sản phẩm nhiều, rẻ phù hợp với nền kinh

tế của ta hiện nay

Vậy, gạch không nung là:

- Gạch không nung là loại gạch xây sau khi được tạo hình thì tự đóng rắn đạt cácchỉ số về cơ học: cường độ nén, uốn, độ hút nước,… mà không cần qua nhiệt độ

Có nhiều loại gạch không nung hiện nay đang sử dụng:

+ Gạch papanh: Gạch không nung được sản xuất từ phế thải công nghiệp: Xỉthan, vôi bột được sử dụng lâu đời ở nước ta Gạch có cường độ thấp từ 30 –

50 kg/cm2 chủ yếu dùng cho các loại tường ít chịu lực

+ Gạch đóng cỡ to, dày nặng (xây khó)

Gạch blook: Gạch được hình thành từ đá vụn, cát, xi măng có cường độ chịulực cao có thể xây nhà cao tầng Nhược điểm loại gạch này là nặng, to, khó xâychưa được thị trường chấp nhận rộng rãi

+ Gạch xi măng – cát: Gạch được tạo thành từ cát và xi măng

+ Gạch không nung: Từ các biến thể và sản phẩm phong hóa của đá bazan Loạigạch này chủ yếu sử dụng ở các vùng có nguồn puzolan tự nhiên, hình thứcsản xuất tự phát, mang tính chất địa phương, quy mô nhỏ

Như vậy, gạch không nung hiện nay có nhiều chủng loại, nhưng vẫn chưa đưavào thực tế một cách rộng rãi do các nguyên nhân đã đưa ra ở phần trên

Trên cơ sở những vẫn đề đã đưa ra, đồ án: “Thiết kế hệ thống điều khiển cho

máy ép gạch trong dây truyền sản xuất gạch không nung năng suất 10 triệu viên/năm”

được hình thành

tại trường Đại Học Giao thông Vận Tải, cũng như quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp.

Đặc biệt em xin cảm ơn sâu sắc đến giảng viên Th.S Trần Văn Khôi - người đã tận tình

hướng dẫn, giúp đỡ chúng em trong quá trình làm và hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Mặc dù đã có cố gắng song do thời gian làm đồ án có hạn, kiến thức chuyênmôn còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên đồ án không tránh khỏithiếu sót, Vậy nên chúng em rất mong nhận được sự nhận xét, đánh giá, góp ý của cácthầy cô để đồ án của em hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn thầy cô!

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY ÉP GẠCH

1.1. TỔNG QUAN VỀ DÂY TRUYỀN SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG

Với tiêu chí sản xuất thân thiện với môi trường, nguồn nguyên liệu ổnđịnh, sẵn có và đa dạng, sản phẩm chất lượng tốt với giá thành cạnh tranh đượcvới gạch đất sét nung.Một thế hệ vật liệu xây dựng loại mới ra đời từ việc kếthừa những đặc tính, tập quán và thói quen sử dụng sản phẩm của những côngnghệ sản xuất gạch đất xét nung truyền thống

Bằng cách tổng hợp những cơ chế Polyme vô cơ, Polyme hữu cơ và quá trìnhkhoáng hóa trong một hệ khép kín, tạo nên một hệ polyme hữu cơ làm chất phântán và phụ gia hoạt tính vô cơ làm mầm kết tinh sớm Quy trình sản xuất gạchkhông qua nung hay sấy, sản phẩm sớm đạt cường độ cao, trong vòng 5 – 7ngày có thể sử dụng được

1.1.1. Đặc điểm công nghệ

Đây là công nghệ sản xuất vật liệu xây mới với những tính năng ưu việt:

- Thiết bị được thiết kế và chế tạo hoàn toàn trong nước với mức độ tự độnghóa hoàn chỉnh

- Nguyên liệu chủ yếu hầu như có sẵn ở tất cả các địa phương: phụ gia, ximăng và các mạt đá, …

- Giá thành rẻ hơn gạch đất xét nung truyền thống vì sử dụng hàm lượng ximăng rất thấp và có thể sử dụng các phế liệu gốc silic như mạt đá, xỉ thannhiệt điện,…

- Hình dáng và kích thước sản phẩm tương tự gạch đất sét nung truyền thốngvới các tính chất cơ lý tính tương tự gạch đất sét nung cùng loại, do đókhông thay đổi tập quán sử dụng của đa số người dân

- Thay đổi được công nghệ xây: có thể dán các viên gạch lại với nhau bằngnước xi măng loãng từ đó:

+ Giảm chi phí vữa xây

+ Giảm thời gian xây tới 4 lần

+ Có thể thi công hoàn thiện sau khi dán không cần trát

+ Có thể luồn dây điện, dây điện thoại, …dễ dàng suốt chiều dài bức tườngxuyên qua các lỗ trong viên gạch không cần đục, cắt tường

+ Chi phí đầu tư thấp, chỉ bằng 25% - 30% chi phí sản xuất gạch tuynel cùngcông suất.

- Hoàn toàn có thể chuyển giao đổi công nghệ cho các lò gạch đất sét nung thủcông truyền thống do chi phí đầu tư thấp

- Phù hợp với chiến lược phát triển vật liệu xây không nung của chính phủ

- Toàn bộ thiết bị được thiết kế chế tạo trong nước, tạo việc làm cho các nhàmáy sản xuất thiết bị phụ trợ

- Tạo thêm thị trường cho ngành xi măng

Đối với môi trường, tham gia giải quyết một số vấn đề ô nhiễm môitrường như xử lý chất thải rắn trong công nghiệp, hạn chế khí thải gây hiệuứng nhà kính, giảm thiểu khả năng ảnh hưởng đến sức khỏe con người trongquá trình sản xuất, bảo vệ được nguồn nước ngầm do hạn chế khai thác đấtsét để sản xuất gạch đất sét nung

Về phương diện kinh tế, tiết kiệm được một lượng lớn tài chính vào đầu

tư ban đầu (thiết bị, công nghệ), khả năng nguồn nguyên liệu phong phú hơn

và giá thành rất cạnh tranh với những sản phẩm truyền thống, thời gian thuhồi vốn nhanh Không thất thoát ngoại tệ nhập khẩu máy, toàn bộ thiết bịđược sản xuất trong nước và có đăng ký bản quyền

Mô hình sản xuất gạch không nung hiệu quả kinh tế cao, phù hợp vớiViệt Nam

1.1.2. Sơ đồ khối dây truyền công nghệ sản xuất gạch không nung

Hình 1.1: Sơ đồ khối dây truyền công nghệ sản xuất gạch không nung

Trong dây truyền này: Đá loại 1 và đá loại 2 được đưa vào 2 phễu đá tương ứngnhờ máy xúc sau đó được đưa vào buồng cân để định lượng Sau khi cân xong đáđược vận chuyển đến máy trộn nhờ gầu nâng Tại máy trộn đá cùng với xi măng từxilo xi măng và nước được trộn đều Nguyên liệu từ máy trộn sau đó được đưa vàomáy tạo hình nhờ băng tải Tại máy tạo hình, sau khi được cấp palet nhờ máy cấppalet nguyên liệu được đưa vào khuôn và được ép nhờ hệ thống thủy lực và cơ cấurung tạo với lực ép lớn tạo ra những viên gạch blook đồng đều, gạch sau đó đượcđưa ra máy chuyển gạch

1.1.3. Sơ đồ công nghệ sản xuất gạch không nung

(Xem phần phụ lục)

Băng tải

Công nghệ sản xuất gạch không nung là một công nghệ hiện đại Gạch được sản xuấttheo công nghệ này hoàn toàn đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn, chất lượng và có nhiều tínhnăng vượt trội so với các loại gạch truyền thống như: hệ số dẫn nhiệt thấp, chống cháy tốt,

có kích thước hình học lý tưởng Đặc biệt hơn nữa, công nghệ sản xuất này thân thiện vớimôi trường, nhà máy sản xuất không khói, không bụi, không chất thải làm ảnh hưởng đếnmôi trường, bảo vệ được nguồn tài nguyên đất

(1) Cấp nguyên liệu: Sử dụng các phễu chứa liệu, băng tải liệu, cân định lượng, bộ phậncài đặt phối liệu Sau khi nguyên liệu được cấp đầy vào các phễu ( nhờ vào máy xúc),chỉ một phần nguyên liệu được đưa xuống bàn cân theo công thức phối trộn đã cài đặt

từ trước (cấp phối bê tông đã quy định) Qua khâu này, nguyên liệu được cấp theo côngthức phối trộn đã cài đặt

(2) Máy trộn nguyên liệu: Cùng với các cốt liệu (mạt đá, cát, xỉ nhiệt điện, phế thải côngnghiệp, …) nước và xi măng được đưa vào máy trộn một cách hoàn tự động theo quyđịnh cấp phôi Sau đó nguyên liệu được trộn ngấu đều theo thời gian cài đặt Hỗn hợpsau khi phối trộn được tự động đưa vào ngăn phân chia nguyên liệu ở khu vực máy tạohình (hay máy ép tạo blook(4)) nhờ hệ thống băng tải

(3) Đây là khu vực chứa khay (palet) làm đế trong quá trình ép và chuyển gạch thànhphẩm ra khỏi dây truyền Khay (palet) này có thể làm bằng gỗ ép, tre ép, … nhưng tốtnhất là làm bằng nhựa tổng hợp siêu bền, chịu lựu nén, rung động lớn

(4) Máy ép gạch(Tạo hình): Nhờ vào hệ thống thủy lực, máy hoạt động theo cơ chế ép kếthợp với rung tạo ra lực ép rất lớn để hình thành nên các viên gạch blook đồng đều, đạtchất lượng cao và ổn định Cùng với việc phối trộn nguyên liệu, bộ phận tạo hình nhờ

ép rung này là hai yếu tố vô cùng quan trọng để tạo ra sản phẩm theo như ý muốn.(5) Tự động ép mặt: Đây là bộ phận giúp tạo màu bề mặt cho gạch tự chèn Nó sẽ trở nênkhông cần thiết nếu ta không muốn sản xuất gạch tự chèn, gạch trang trí

(6) Tự động chuyển gạch: Đây là máy tự động chuyển và xếp từng khay gạch vào vị tríđịnh trước một cách tự động Nhờ đó mà ta có thể chuyển gạch vừa sản xuất ra đểdưỡng hộ hoặc tự động chuyển vào máy sấy tùy theo mô hình sản xuất

- Máy ép gạch là một máy nằm trong dây truyền sản xuất gạch không nung Dâytruyền sản xuất gạch không nung gồm 6 bộ phận liên kết với nhau, có chức năngtạo ra những viên gạch từ các nguyên liệu ban đầu là xi măng, cát, đá, phụ gia.

- Máy ép gạch (máy tạo hình) là một thành phần quan trọng nhất trong dây kích cỡkhác nhau nhưng nhìn chung các cơ cấu và nguyên lý hoạt động là như nhau.Truyền sản xuất gạch không nung( nó còn được gọi là máy chính)

- Tùy vào năng suất của từng dây truyền mà máy ép gạch có các loại khác nhau.1.2.1. Sơ đồ công nghệ máy ép gạch

Hình 1.2 Sơ đồ công nghệ máy ép gạch

1.2.1.1. Cơ cấu ép gạch

Đây là cơ cấu quan trọng nhất trong máy ép gạch, nó có nhiệm vụ ép nguyên liệuthành khối gạch (blook), dưới lực ép của xylanh thủy lực và cơ cấu rung tạo ra lực éprung lớn ( cỡ 80 tấn) giúp cho gạch được tạo đảm bảo yêu cầu về chất lượng và độthẩm mỹ

Cơ cấu ép gạch gồm có: xylanh và cơ cấu ép gạch, xylanh nâng hạ khuôn, động cơ và

cơ cấu rung, khuôn

1.2.1.2. Cơ cấu chuyển gạch

Cơ cấu chuyển gạch có nhiệm vụ chuyển gạch ra bên ngoài sau khi nó được cơcấu cấp palllet đẩy ra khỏi máy ép Gạch được băng tải chuyển dần ra phía người côngnhân để vận chuyển đi dưỡng hộ, đóng gói

Cơ cấu chuyển gạch gồm có: Động cơ và cơ cấu băng tải chuyển gạch

1.2.1.3. Cơ cấu cấp pallet (Khay)

Cơ cấu cấp pallet có nhiệm vụ cấp pallet cho máy ép gạch đồng thời đẩy palet(palet đã có gạch) ra khỏi máy ép để tiếp chuẩn bị cho mẻ ép mới

Cơ cấu cấp pallet rất đơn giản gồm 1 xylanh và kết cấu cơ khí để vừa vận chuyểnlần lượt các palet vào máy ép vừa đẩy palet đã có gạch ra khỏi máy ép

1.2.1.4. Cơ cấu cấp liệu

Cơ cấu cấp liệu có nhiệm vụ đưa liệu vào khuôn theo từng mẻ

Cơ cấu cấp liệu gồm có: Khoang chứa liệu, xylanh và khoang cấp liệu, động cơ

và cơ cấu lắc

1.2.1.5. Nguyên lý hoạt động của máy ép gạch

Trước khi ấn nút hoạt động thì khoang chứa liệu phải chứa đầy liệu, palet phảiđược cấp vào máy đồng thời palet trong khoang chứa palet phải đầy đủ đảm bảo cấp đủkhay trong suốt quá trình hoạt động khuôn đã hạ xuống palet

Ấn nút khởi động xylanh nạp liệu đẩy ra đẩy liệu vào khuôn đồng thời động cơcủa cơ cấu lắc hoạt động để đảm bảo liệu được cấp đầy đủ và đồng đều khuôn (đây làmột trong các giai đoạn quyết định đến chất lượng và sự đồng đều giữa các viên gạch).Sau đó xylanh nạp liệu thu về để chuẩn bị cho mẻ tiếp theo

Sau khi liệu được cấp đầy đủ và đồng đều vào khuôn đồng thời xylanh nạp liệu đã

về vị trí ban đầu lúc này xylanh ép hạ xuống đồng thời mô tơ thủy lực cơ cấu rung hoạtđộng tạo ra lực ép lớn để ép các khối liệu trong khuôn định hình thành các look (cácviên gạch) Yêu cầu lực ép và rung phải đủ mạnh nếu không sẽ ảnh hưởng đến chấtlượng viên gạch

Sau khoảng 5s ép và rung xylanh nâng hạ khuôn nâng khuôn lên tiếp theo xylanh épthu về

Sau khi khuôn được nâng lên và xylanh ép đã về vị trí ban đầu thì xylanh cấp palet

Sau khi palet mới được cấp vào máy ép xylanh cấp palet thu về sau đó xylanh nâng

hạ khuôn hạ khuôn xuống kết thúc 1 mẻ đồng thời bắt đầu một mẻ tiếp theo

1.2.2. Các yêu cầu điều khiển cho máy ép gạch

- Yêu cầu hệ thống hoạt động chính xác, tin cậy, ổn định

- Hệ thống điều khiển chịu được môi trường nóng ẩm, bụi bặm

- Bộ điều khiển gồm 2 chế độ tự động và bằng tay

- Có khả năng chuyển từ điều khiển bằng tay sang tự động và ngược lại tạimọi thời điểm hoạt động hệ thống

- Bấm giữ nút cấp liệu để đẩy xylanh A ra (đẩy khay cấp liệu ra)

- Bấm giữ nút đ/c lắc để khởi động động cơ lắc

- Bấm giữ nút cấp liệu xong để thu xylanh A về

- Bấm giữ nút ép để xylanh B đẩy ra (ép gạch)

- Bấm giữ nút đ/c rung để khởi động động cơ rung

- Bấm giữ nút nâng khuôn để xylanh C đẩy lên

- Bấm giữ nút ép xong để xylanh B thu về

- Bấm giữ nút cấp palet để xylanh D đẩy ra (cấp palet và đưa gạch thànhphẩm ra băng tải)

- Bấm giữ nút hạ khuôn để xylanh C thu về

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỀU KHIỂN VÀ TRUYỀN ĐỘNG

CHO MÁY ÉP GẠCH

2.1. PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.

Từ những đặc điểm về cấu tạo như đã nêu ở chương I chúng em chọn phương ántruyền động như sau:

-Dùng thủy lực để truyền động cho các cơ cấu:cấp liệu, nâng hạ khuôn, ép gạch và pallet

Áp suất được chọn là 130bar (theo cơ sở sản xuất được khảo sát trong quá trình thựctập)

-Dùng động cơ để truyền động các cơ cấu: rung, lắc và băng tải chuyển gạch.

2.2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC CHO MÁY ÉP GẠCH

2.2.1. Cơ cấu cấp liệu.

2.2.1.1. Các yêu cầu điều khiển đối với cơ cấu:

- Điều khiển cả 2 chiều

- Hành trình 0,3m

- Tốc độ hành trình 0,2m/s, điều khiển 1 cấp tốc độ

Lực ma sát trượt giữa khay cấp liệu và ray.

Tổn hao do áp suất nén dầu trong xylanh ra

2.2.1.2. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của cơ cấu cấp liệu.

Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của cơ cấu cấp liệu

2.2.1.3. Tính chọn thiết bị cơ cấu cấp liệu.

- Tính chọn xylanh

Đường kính trong xylanh

Với là tiết diện trong xylanh ()

: lực ma sát giữa khay cấp liệu và ray (N)

: áp suất yêu cầu (bar)

: áp suất tổn hao (bar)

: đường kính trong xylanh (mm)

= = = 5,89* () = 589 ()

=

D = = 27,4 (mm)Theo catalogue ta chọn xylanh nhỏ nhất có đường kính trong là 40mm, đường kínhpittong là 30mm

Lưu lượng cần cấp cho xylanh cấp liệu

Có vận tốc hành trình là 2dm/s

=

=* 2 == 0,25 ( = 15 (l/ph)

- Tính chọn van đảo chiều.

Trong cơ cấu cấp liệu này ta chọn van đảo chiều dạng con trượt điều khiển bằngđiện các cuộn điện hay nam châm điện từ có điện áp sử dụng là 24VDC, van đảo chiềuloại 4/3

Lưu lượng của van tối thiểu là 15 (l/ph)

Từ những thông số trên ta chọn loại van phân phối có mã hiệu:

DSG-01-3C60-D24

Hình 2.2: Van phân phối

2.2.2. Cơ cấu ép

2.2.2.1. Các yêu cầu điều khiển.

- Điều khiển cả 2 chiều

Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý xylanh ép

2.2.2.3. Tính chọn thiết bị cơ cấu ép.

- Tính chọn xylanh ép gạch.

Các thông số : lực ép F= 800KN, áp suất p= 130 bar

Tính đường kính trong xylanh

Với là tiết diện trong xylanh ()

: áp suất yêu cầu (bar)

: áp suất tổn hao (bar)

: đường kính trong xylanh (mm)

là lực ép lên gạch

= = = 0,06 () = 6* ()

D = = 276,4 (mm)Theo catalogue ta chọn xylanh có đường kính trong là 280 mm, cần pitton là

- Tính chọn van đảo chiều.

Trong cơ cấu nâng hạ khuôn này ta chọn van đảo chiều dạng con trượt điều khiểnbằng điện các cuộn điện hay nam châm điện từ có điện áp sử dụng là 24VDC, vanđảo chiều loại 4/3

Lưu lượng của van tối thiểu là 185 (l/ph)

Từ những yêu cầu trên ta chon van phân phối điện từ DSHG-04

Áp suất P-max: 315 Bar

Lưu lượng: 250 lít, kiểu van 2 tầng

Xuất xứ YUKEN

Hình 2.4: Van phân phối điện từ

2.2.3. Cơ cấu nâng hạ khuôn

2.2.3.1. Các yêu cầu điều khiển.

- Điều khiển cả 2 chiều

- Hành trình 0,3m

- Tốc độ hành trình 0,2m/s, điều khiển 1 cấp tốc độ

- Lực tác dụng lên đầu xylanh trong quá trình đẩy khuôn lên gồm có

- Trọng lượng của khuôn = 100kg = 1000N

- Lực ma sát giữa khuôn và gạch = 1000N

- Lực ép dầu trong xylanh ra, lấy bằng = 3bar = 3* N/

- Áp suất yêu cầu chọn là 130bar

2.2.3.2. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của cơ cấu nâng hạ khuôn.

Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý xylanh nâng hạ khuôn.

2.2.3.3. Tính chọn thiết bị cơ cấu nâng hạ khuôn

- Tính chọn xylanh

Đường kính trong xylanh

Với là tiết diện trong xylanh

= = = 1,5* () =15 ()

=

D = = 4,37 (mm)Theo catalogue ta chọn xylanh nhỏ nhất có đường kính trong là 40mm, đường kínhpittong là 30mm

Lưu lượng cần cấp cho xylanh nâng hạ khuôn

Có vận tốc hành trình là 2dm/s

=

=*2 == 0,25 ( = 15 (l/ph)

- Tính chọn van đảo chiều.

Trong cơ cấu nâng hạ khuôn này ta chọn van đảo chiều dạng con trượt điều khiểnbằng điện các cuộn điện hay nam châm điện từ có điện áp sử dụng là 24VDC, van đảochiều loại 4/3

Lưu lượng của van tối thiểu là 15 (l/ph)

Từ những thông số trên ta chọn loại van phân phối có mã hiệu

DSG-01-3C60-D24

Hình 2.6: Van phân phối

2.2.4. Cơ cấu cấp palet

2.2.4.1. Các yêu cầu đối với cơ cấu.

- Điều khiển 1 chiều

- Hành trình 0,4m

- Tốc độ hành trình 0,2m/s, điều khiển 1 cấp tốc độ

- Áp suất 130 bar

- Lực tác dụng lên đầu xylanh trong quá trình tiến có

- Lực ma sát trượt khi đẩy palet chứa gạch thành phẩm ra ( và lực ma sát lăncủa các palet mới được cấp vào ()

- Tổn hao do áp suất nén dầu trong xylanh ra

2.2.4.2. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của cơ cấu cấp pallet

Hình 2.7: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của xylanh cấp pallet

2.2.4.3. Tính chọn thiết bị cho cơ cấu cấp palet.

- Tính chọn xylanh của cơ cấu cấp palet

+ Tính đường kính trong xylanh

= = = 15,47* () = 15,47 ()

=

D = = 4,4 (mm)Theo catalogue ta chọn xylanh có đường kính trong là 40mm, cần pittong là 30mm.Lưu lượng cần cấp cho xylanh cấp palet

Trong cơ cấu nâng hạ khuôn này ta chọn van đảo chiều dạng con trượt điều khiểnbằng điện các cuộn điện hay nam châm điện từ có điện áp sử dụng là 24VDC,van đảo chiều loại 3/2 Lưu lượng của van tối thiểu là 15 (l/ph).

Từ những thông số trên ta chọn loại van phân phối có mã hiệu

CDST-03W/03

Hình 2.8: Van phân phối

2.2.5. Sơ đồ hệ thống truyền động thủy lực của máy ép gạch.

Từ các yêu cầu và nguyên lý hoạt động của các cơ cấu ta có sơ đồ hệ thống truyền động thủy lực của máy ép gạch như sau:

Hình 2.9: Sơ đồ hệ thống truyền động thủy lực của máy ép gạch

2.2.5.1. Cấu tạo và chức năng của các phần tử trong hệ thống.

- Bơm nguồn: cung cấp năng lượng của dòng chất lỏng công tác cho các cơ

cấu chấp hành Thiết bị tạo năng lượng cho dòng chất lỏng là bơm thủy lựcvới động cơ dẫn động là loại động cơ điện xoay chiều 3 pha

- Van phân phối: loại van được sử dụng là van điều khiển bằng điện điện áp

24V Van có chức năng phân phối dòng chất lỏng làm việc đến các khoanglàm việc của xylanh

- Cơ cấu chấp hành: cơ cấu chấp hành ở đây là các xylanh Xylanh nhận

năng lượng từ dòng chất lỏng rồi biến đổi năng lượng đó thành động năngchuyển động tịnh tiến

- Van an toàn: van an toàn thuộc loại tác động trực tiếp nó có nhiệm vụ ổn

định áp suất làm việc của hệ thống, khi áp suất của hệ thống đột ngột tăngthì dòng chất lỏng sẽ được xả qua van về bể chứa

- Đường ống và đồng hồ đo áp suất.

- Bể dầu: có chức năng chứa dầu cho hệ thống và lắng cặn

- Bộ lọc dầu: làm sạch dầu giúp hệ thống hoạt động ổn định

2.2.5.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống

Khi đóng điện thì động cơ bơm hoạt động cấp năng lượng cho hệ thốngnhưng các cơ cấu chấp hành chưa làm việc, các van phân phối 4/3 đang ở vị trítrung gian sẽ làm dầu được hồi ngay về bể

Các bộ lọc ở đường hút và đường nén sẽ làm sạch dầu giúp hệ thống hoạtđộng ổn định

Khi hoạt động nếu hệ thống bị quá tải thì áp suất sẽ tăng cao có nguy cơ nổđường ống dẫn, khi đó van an toàn có tác dụng đưa dầu hồi lại bể để giảm áp suấtcủa hệ thống

2.2.6. Tính chọn thiết bị động lực cho hệ thống thủy lực.

2.2.6.1. Chọn động cơ bơm.

- Nguyên tắc chọn động cơ bơm:

+ Theo áp suất yêu cầu lớn nhất: = +

: là áp suất bơm;

: là áp suất yêu cầu lớn nhất;

: Llà tổn thất áp suất trong hệ thống

+ Theo lưu lượng yêu cầu lớn nhất: = +

: Lưu lượng của bơm;

: Lưu lượng yêu cầu;

: Tổn thất lưu lượng trong hệ thống do các hiện tượng rò rỉ, bay hơi…

Ngoài ra khi chọn bơm phải lưu ý ở một số điểm sau:

+ Có dải tốc độ quay trục phù hợp với tốc độ của động cơ kéo

+ Phù hợp với độ nhớt của dầu trong hệ thống

+ Có tính lắp dẫn cao để thuận tiện trong trường hợp thay thế

+ Giá thành hợp lý.

Vậy ta chọn động cơ bơm như sau:

Với : là tổn thất qua van phân phối, lấy =3 (bar)

= + = 130 + 3 = 133 bar

Để thỏa mãn lấy = 135 bar

Đồng thời ta thấy tại một thời điểm chỉ có 1 xylanh hoạt động nên lưu lượngcủa bơm sẽ được tính theo lưu lượng cần cấp cho xylanh lớn nhất đó là xylanh épvới lưu lượng 185 l/ph

Căn cứ vào 2 thông số lưu lượng và áp suất ở trên cũng như điều kiện làmviệc của hệ thống ta thấy bơm bánh răng là sự lựa chọn phù hợp nhất do:

- Bơm bánh răng có dải áp suất và lưu lượng phù hợp

- Kết cấu bơm bánh răng nhỏ gọn, thuận tiện cho lắp ráp và bảo dưỡng saunày

- Bơm bánh răng có giá thành thấp so với các loại bơm khác

Ta chọn động cơ bơm có số vòng quay n = 1470 (vg/ph) Đây là số vòng quayrất phù hợp với các loại bơm bánh răng Do đó lưu lượng riêng của bơm được tínhtheo công thức:

q = = = 125,8(/vòng)Vậy ta có thể chọn bơm nguồn là bơm bánh răng OMT-160 với lưu lượng riêng là

160 (cm3/vòng)

Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật động cơ kéo bơm thủy lực

Mã Hiệu Công suất

Pđm

Điện áp

Uđm(V)

Dòngđiện

Hệ sốcôngsuất

Khốilượng(Kg)

2.2.6.2. Sơ đồ mạch động lực.

Hình 2.11: Sơ đồ mạch động lực động cơ bơm

- Tính chọn contator và rơ le nhiệt cho động cơ điện:

Từ công suất động cơ ta tính ra được dòng điện định mức khi động cơ làm việc ổnđịnh theo công thức:

Iđm =

Ta có công suất động cơ điện là: P = 55kW

Iđm = = 100,5 ADòng điện của contactor: Ict = Idm.k

Với k là hệ số khởi động k = 1,21,4; chọn k = 1,2

Ict = 100,5.1,2 = 120,6 A

Vậy ta chọn contactor cho động cơ bơm là loại MC-130a – 130A và chọn rơlenhiệt loại MT150A có dòng làm việc 95A – 130A của hãng LS

- Tính chọn cáp động lực cho động cơ điện:

Dòng điện lâu dài lớn nhất qua động cơ băng tải chuyển gạch là:

Itt = Iđm = = = 100,5 A

Tra bảng PL 22 giáo trình cung cấp điện: Cáp hạ áp bốn lõi đồng cách điệnPVC, loại nửa mềm đặt cố định, ký hiệu CVV (do CADIVI chế tạo)

Chọn cáp Cu/PVC/PVC (3 x 70 mm2 + 1 x 60 mm2) + (1 x 60 mm2) (E)

Với Icp = 201A

Từ nhiệt độ môi trường xung quanh (30oC) tra sổ tay có K1 = 0,94

Với 4 cáp đi chung 1 rãnh, mỗi cáp cách nhau 100mm có K2 = 0,8

K1.K2.Icp = 0,94.0,8.201 = 151 > Itt = 100,5(A)

Thử lại với điều kiện kết hợp Aptomat bảo vệ:

K1.K2.Icp = 0,94.0,8.201 = 151 (A) > 1,25.175/1,5 =146 (A)

Không cần kiểm tra tổn thất điện áp U vì đường dây quá ngắn

Không cần kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn vì mạch xa nguồn

- Tính chọn Aptomat cho động cơ điện.

- Aptomat còn có tên gọi khác là cầu dao tự động, aptomat là loại khí cụ điện dùng

để tự động ngắt mạch điện, bảo vệ quá tải, ngắn mạch, sụt áp…

Khi chọn aptomat ta cần quan tâm đến các thông số sau:

- Chế độ làm việc ở định mức của aptomat phải là chế độ làm việc dài hạn nghĩa làtrị số dòng điện định mức chạy qua aptomat lâu bao nhiêu cũng được Mặt khác, mạchdòng của aptomat còn phải chịu được dòng điện lớn (khi có ngắn mạch) lúc các tiếp điểmcủa nó đã đóng hay đang đóng

- Aptomat phải ngắt được dòng điện ngắn mạch lớn, có thể đến vài chục kA Sau khingắt dòng điện ngắn mạch, aptomat phải đảm bảo vẫn làm việc tốt ở trị số dòng điện địnhmức

- Để nâng cao tính ổn định nhiệt và điện động của các thiết bị điện, hạn chế sự ngắn

phải kết hợp lực thao tác cơ học với thiết bị dập hồ quang bên trong aptomat Để thực hiệnyêu cầu thao tác bảo vệ có tính chọn lọc, aptomat cần phải có khả năng điều chỉnh dòngđiện tác động và thời gian tác động.

- Aptomat được chọn theo 3 điều kiện sau:

Chọn hệ số khởi động k = 1,5 ta có:

Iđm = 100,5.1,5 = 150,75 AVậy chọn Aptomat 3 pha của hãng LS có thông số sau:

Bảng 2.2: Aptomat bảo vệ động cơ kéo bơm thủy lực

2.2.6.3. Chọn bể dầu

- Nhiệm vụ của bể dầu là:

+ Cung cấp dầu cho hệ thống

+ Giải tỏa nhiệt sinh ra trong quá trình bơm dầu làm việc

+ Lắng đọng các chất cạn bã trong quá trình làm việc

+ Tách nước

- Kết cấu và kích thước bể dầu

Bể dầu có kết cấu sao cho cặn bẩn trong dầu được lắng xuống đáy bể, muốnvậy phải hạn chế được sự xoáy của dầu trong bể đến mức thấp nhất.dầu từ ống xả về

bể không được xoáy và sủi bọt

Để đảm bảo cho sự lưu thông của dầu tạo điều kiện làm nguội tốt hơn, bêntrong bể ngăn thành từng buồng có cửa lưu thông tương ứng ở phía dưới hai váchngăn ngang có cửa so le với nhau và có kích thước hợp lý.Hai vách ngăn có chiềucao bằng chiều cao nhất trong bể dầu.mức dầu cao nhất trong bể dầu bằng 0,7 đến0,8 chiều cao thành bể.

Ống hút của bơm và ống xả cần đặt ở vị trí đối nhau và đặt ngập trong dầu vàđặt cách đáy bể bằng 2 đến 3 lần đường kính ngoài của ống tương ứng

Đầu ống xả vát một góc và quay vào mặt thành bể, ta có thể dùng lưới đểkhử xoáy của dầu khi hồi về bể

Đáy bể nên làm nghiêng một góc đến để thay dầu qua lỗ thoát dầu khi cầnthiết.bể dầu nên được sơn màu sáng để tăng khả năng bức xạ nhiệt, tăng khả nănglàm mát của hệ thống

Ta chọn bể dầu có dạng hình hộp chữ nhật các kích thước của bể dầu nhưsau:

+ Chiều ngang: a(m);

+ Chiều dài: 2*a (m);

+ Chiều cao: a (m)

Thể tích của bể dầu được tính theo công thức:

Đối với loại bể di chuyển thì thể tích bể được tính như sau

V = 1,5 * | |

Hình 2.12: Kết cấu của bể dầu

3 Bộ lọc 6 Phía 9 Ống xả

Bể dầu được ngăn làm hai ngăn bởi một màng lọc (5).Khi mở động cơ (1),bơm dầu làm việc, dầu được hút lên qua bộ lọc (3) cấp cho hệ thống điều khiển, dầu

xả về được cho vào một ngăn khác

Dầu thường đổ vào bể qua một cửa (8) bố trí trên nắp bể lọc và ống xả (9)được đặt vào gần sát bể chứa có thể kiểm tra mức dầu đạt yêu cầu nhờ mắt dầu (7)

Nhờ các màng lọc và bộ lọc, dầu cung cấp cho hệ thống điều khiển đảm bảosạch Sau một thời gian làm việc định kỳ thì bộ lọc phải được tháo ra rửa sạch hoặcthay mới.trên đường ống cấp dầu (sau khi qua bơm) người ta gắn vào một van trànđiều chỉnh áp suất dầu cung cấp và đảm bảo an toàn cho đường ống cấp dầu.

2.2.6.4. Chọn bộ lọc dầu

- Nhiệm vụ:

Trong quá trình làm việc dầu không tránh khỏi bị nhiễm bẩn do các chất bản

từ bên ngoài vào, hoặc do bản thân dầu tạo nên Những chất bẩn ấy sẽ làm kẹt cáckhe hở, các tiết diện chảy có kích thước nhỏ trong các cơ cấu dầu ép, gây nên nhữngtrở ngại, hư hỏng trong các hoạt động của hệ thống.do đó trong các hệ thống dầu épđều dùng bộ lọc dầu để ngăn ngừa chất bẩn thâm nhập vào bên trong các cơ cấu,phần tử dầu ép

Bộ lọc dầu thường đặt ở ống hút của bơm.Trường hợp dầu cần làm sạch hơnđặt thêm một bộ nữa ở cửa ra của bơm và một bộ ở ống xả của hệ thống dầu ép

+ Bộ lọc tinh: có thể lọc những chất bẩn đến 0,005mm.

+ Bộ lọc đặc biệt tinh: có thể lọc chất bẩn đến 0,001mm.

Do tính chất hệ thống của máy ép gạch nên ta chọn bộ lọc trung bình

- Phân loại theo kết cấu có :

+ Bộ lọc lưới: đây là bộ lọc đơn giản nhất, nhược điểm của nó là chất bẩn bám vào

bề mặt lưới và khó tẩy ra nên thường dùng để lọc thô

+ Bộ lọc lá, sợi thủy tinh: bộ lọc lá dùng những lá thép mỏng để lọc dầu đây là loại

được sử dụng rộng rãi nhất trong hệ thống ép của máy công cụ ưu điểm của nó làkhi tẩy chất bẩn khỏi phải dùng máy và tháo bộ lọc ra ngoài Hiện nay phần lớnngười ta thay vật liệu các là thép bằng sợi thủy tinh, độ bền của các bộ lọc này cao