Tính toán thiết kế hệ thống thuỷ lực máy ép phun nhựa 250t

Một khi nhựa được làm nguội và đông cứng lại trong lòng khuôn thì khuôn được mở ra và sản phẩm được đẩy ra khỏi khuôn nhờ hệ thống đẩy, trong quá trình này không có bất cứ một phản ứng h

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Ngành : Máy & Tự Động Thủy Khí Viện: Cơ khí động lực

1 Đề tài: “Tính toán thiết kế hệ thống thủy lực máy ép phun nhựa 250 tấn”

2 Các số liệu ban đầu

 Lực ép cần thiết: Fmax = 250 (tấn)

 Áp suất làm việc cao nhất: 140 (bar)

 Kiểu ép có gia nhiệt

 Theo số liệu máy ép 250T của Huyndai – Nhà máy nhựa Thiếu niên

Tiền Phong

3 Nội dung các phần thiết kế và tính toán

 Tính toán thiết kế hệ thống xylanh và động cơ thuỷ lực

 Tính toán chọn hệ thống van điều khiển & điều chỉnh

 Tính toán thiết kế đường ống thuỷ lực

 Tính toán thiết kế thùng dầu

 Tính toán, lựa chọn bộ nguồn (động cơ và bơm)

 Tính toán thiết kế bơm bánh răng

4 Các bản vẽ và đồ thị (ghi rõ tên và kích thước bản vẽ) A0

 Bản vẽ kết cấu chung máy ép phun nhựa 250T

 Bản vẽ sơ đồ thuỷ lực

 Bản vẽ biểu đồ trạng thái

 Bản vẽ lắp bơm bánh răng cao áp

 Bản vẽ chế tạo trục chủ động bơm bánh răng cao áp

 Bản vẽ nguyên công chế tạo trục chủ động bơm bánh răng cao áp

5 Cán bộ hướng dẫn: TS Trần Khánh Dương

6 Ngày giao nhiệm vụ thiết kế :

Sinh viên đã hoàn thành và nộp toàn bộ

thiết kế cho bộ môn Ngày 15 tháng 6 năm 2015

Ngày 15 tháng 6 năm 2015

Chủ tịch hội đồng

(Ký và ghi rõ họ tên)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Trần Ngọc Dược

Lớp : Cơ Khí Động Lực 1 Khóa: 55

Ngành : Máy & Tự Động Thủy Khí Viện: Cơ khí động lực

GV hướng dẫn: TS Trần Khánh Dương

GV phản biện: PGS.TS Hoàng Sinh Trường

Nhận xét của người duyệt:

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Ngày… tháng… năm 2015

Người duyệt ký

LỜI MỞ ĐẦU

Trong sự phát triển của Việt Nam hiện nay, ngành Máy thuỷ khí càng ngày càng

chiếm một vai trò to lớn và quan trọng Xuất hiện hầu hết trong các sản phẩm của

ngành công nghiệp cũng như các ngành khác, tối quan trọng trong giao thông vận tải,

vận chuyển, bốc dỡ hàng hoá, xây dựng cũng như nhiều ngành khác, ngành máy thuỷ

khí luôn tự khẳng định tầm quan trọng lớn lao của mình đối với sự phát triển kinh tế

Công nghệ truyền động và điều khiển hệ thống thuỷ lực đã và đang có nhiều bước

tiến mạnh mẽ Với khả năng tự động hóa cao, hoạt động an toàn, các máy móc thiết

bị thủy lực có mặt rộng rãi ở mọi lĩnh vực trong nền kinh tế : công nghiệp, xây dựng,

giao thông, quốc phòng,…

Bằng cách quan sát thông thường nhất, chúng ta có thể thấy có rất nhiều sản

phẩm nhựa xung quanh chúng ta Từ các sản phẩm đơn giản nhất như dụng cụ học

tập, thước, bút hay đồ chơi trẻ em… cho đến những sản phẩm phức tạp như: bàn ghế,

vỏ tivi, máy tính….các chi tiết dùng trong ô tô, xe máy đều được làm rất nhiều bằng

nhựa Hầu hết các sản phẩm này có hình dáng và màu sắc rất đa dạng và phong phú

và chúng đã góp phần cho cuộc sống của chúng ta trở nên đẹp đẽ và tiện nghi hơn

Điều này đồng nghĩa với việc sản phẩm nhựa mà phần lớn được tạo ra bằng công

nghệ ép phun đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta

Qua quá trình thực tập ở công ty nhựa Thiếu Niên Tiền Phong cùng với kiến

thức đã học được tại bộ môn Máy và tự động thuỷ khí - trường Đại Học Bách Khoa

Hà Nội em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp: “Tính toán, thiết kế hệ thống thuỷ lực

máy ép phun nhựa 250 tấn” Sau hơn một tuần được xuống phân xưởng sản xuất với

những hiểu biết còn hạn hẹp, em đã tìm hiểu và nắm bắt được một số kiến thức, thực

tập các kĩ năng thực tế bổ ích cho bản thân về ngành học của mình, đồng thời, bổ

sung cho bản đồ án tốt nghiệp này

Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn TS Trần Khánh Dương hướng dẫn tận tình,

chỉ bảo, giúp đỡ em hoàn thành đồ án này Cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Máy và

Tự động thuỷ khí trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã dạy dỗ và giúp đỡ em trong

những năm học tập tại trường cũng như trong quá trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp

Xin kính chúc Quý thầy cô luôn luôn khoẻ mạnh, công tác tốt

Em xin chân thành cảm ơn

ĐH Bách Khoa Hà Nội, tháng 6 năm 2015

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ vii

DANH MỤC BẢNG BIỂU vii

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ÉP PHUN 1

1.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ÉP PHUN 1

1.2 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ ÉP PHUN NHỰA 2

1.3 CẤU TẠO MÁY ÉP PHUN VÀ QUY TRÌNH VẬN HÀNH MÁY 8

CHƯƠNG 2: THÔNG SỐ, LẮP ĐẶT THIẾT BỊ VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG THUỶ LỰC 21

2.1 THÔNG SỐ VÀ LẮP ĐẶT CÁC THIẾT BỊ MÁY ÉP PHUN 21

2.2 HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 22

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG THỦY LỰC CỦA MÁY ÉP PHUN 27

3.1 TÍNH TOÁN LỰC ÉP 27

3.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ XYLANH 29

3.3 TÍNH CHỌN BƠM NGUỒN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN 36

3.4 TÍNH TOÁN ĐƯỜNG ỐNG 40

3.5 TÍNH CHỌN VAN 44

3.6 TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ THUỶ LỰC 51

3.7 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THÙNG DẦU 52

3.8 CHỌN BỘ LỌC VÀ BỘ LÀM MÁT 56

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BƠM BÁNH RĂNG CAO ÁP 59

4.1 TÍNH TOÁN, KIỂM TRA CÁC THÔNG SỐ CỦA BƠM 59

4.3 TÍNH TOÁN BẠC 67

4.4 THIẾT KẾ VỎ BƠM 70

4.5 NẮP BƠM 70

4.6 ĐỆM CAO SU, PHỚT CỔ TRỤC 70

4.7 BULONG NẮP VÀ THÂN 71

4.8 TÍNH CHỌN THEN 71

CHƯƠNG 5: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO TRỤC BƠM CHỦ ĐỘNG 73 5.1 CÁC YÊU CẦU KĨ THUẬT 73

5.2 CHỌN MÁY GIA CÔNG 73

5.3 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 74

CHƯƠNG 6: KIỂM TRA BẢO DƯỠNG - NHỮNG HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ BIỆN PHÁP SỬA CHỮA 75

6.1 KIỂM TRA ĐỘNG CƠ KHI KHÔNG ĐIỆN 75

6.2 XÁC NHẬN CỦA CÁC THIẾT BỊ AN TOÀN 76

6.3 QUY TRÌNH VẬN HÀNH MÁY 77

6.4 AN TOÀN KHI SỬ DỤNG VÀ VẬN HÀNH MÁY ÉP PHUN 79

KẾT LUẬN 80

TÀI LIỆU THAM KHẢO 81

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1 1: Máy ép phun M-850 T 1

Hình 1 2: Máy ép phun WL1680 2

Hình 1 3 : Sơ đồ cơng nghệ ép phun nhựa 2

Hình 1 4: Sơ đồ diễn tả các giai đoạn của quá trình ép phun 3

Hình 1 5: Chu trình sản xuất một sản phẩm trên máy ép phun 4

Hình 1 6: Vị trí trục trơn ốc trong và sau giai đoạn phun 5

Hình 1 7: Khoảng cách nạp liệu được sử dụng 6

Hình 1 8: Hình dáng một máy ép phun cĩ trục nằm ngang 9

Hình 1 9: Các dạng cấu trúc khác nhau của máy ép phun 9

Hình 1 10: Các hệ thống trên máy ép phun 9

Hình 1 11: Đơn vị đĩng mở khuơn 11

Hình 1 12: Cấu tạo của một đơn vị đóng mở 11

Hình 1 13: Hệ thống phun 12

Hình 1 14: Băng gia nhiệt 13

Hình 1 15: Cấu tạo trục vít máy ép phun 13

Hình 1 16: Bộ hồi tự hở 13

Hình 1 17: Các loại bộ hồi tự hở 14

Hình 1 18: Vị trí vịi phun trong 1 hệ thống phun 14

Hình 1 19: Vịi phun 14

Hình 1 20: Hệ thống kẹp 15

Hình 1 21: Cơ cấu khuỷu 16

Hình 1 22: Tấm di động và vị trí của nĩ trên máy ép phun 17

Hình 1 23: Vị trí các thanh nối trên máy 17

Hình 1 24: Hệ thống khuơn 18

Hình 1 25: Hệ thống điều khiển 19

Hình 1 26: Một trang hiển thị các thơng số ép phun trên máy tính 19

Hình 1 27: Bảng điều khiển trên máy ép phun 20

Hình 1 28: Các cơng tắc hành trình trên máy ép phun 20

Hình 2 1: Biểu đồ trạng thái 23

Hình 2 2: Sơ đồ thuỷ lực 24

Hình 3.1: Phân tích lực tác dụng qua hệ thống khuỷu 28

Hình 3 2: Xy lanh CDH2 MF3 30

Hình 3 3: Kích thước và kết cấu xylanh CDH2 MF3 31

Hình 3 4: Kích thước và kết cấu xylanh đẩy sản phẩm 32

Hình 3 5: Xylanh CDH2 MF3 33

Hình 3 6: Kích thước Xylanh CDH2 MF3 34

Hình 3 7: Xylanh đùn liệu CDH2 MS2 35

Hình 3.8: Kích thước xylanh đùn liệu 36

Hình 3.9: Van phân phối DG4B-3S-33BLV 45

Hình 3.10: Ký hiệu van phân phối M10, M7, M6, M5 45

Hình 3.11: Ký hiệu van DSG-*-2B3B 46

Hình 3.12: Ký hiệu van DCG-01-2B2 46

Hình 3.13: Ký hiệu van EHBG-10-H-S-50 47

Hình 3.14: Hình ảnh, kết cấu và ký hiệu của van tỷ lệ lưu lượng 48

Hình 3.15: Ký hiệu, kết cấu van một chiều 49

Hình 3.16: Van một chiều có điều khiển 49

Hình 3.17: Van logic LD-25 51

Hình 3.18: Động cơ thuỷ lực piston hướng kính 52

Hình 3 19: Bơm VCM-250T/150EGB 37

Hình 3 20: Kết cấu sơ bộ bơm VCM-250T/150EGB 38

Hình 3 21: Kết cấu chung của động cơ điện 3K200M4 39

Hình 3 22: Ký hiệu bộ lọc dầu RFM-BN/HC 150 B C 100 D 1.X/-24 57

Hình 3 23: Ký hiệu bộ làm mát OR-250 58

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2 1: Thông số máy ép phun 250T 21

Bảng 3.1: So sánh ưu nhược điểm các kiểu cụm kìm 27

Bảng 3 2: Chú thích kích thước của bơm bánh răng 38

Bảng 3 3: Kích thước động cơ điện 40

Bảng 4.1: Các kích thước của bơm bánh răng 61

Bảng 4.2: Kích thước vành chặn RTWN – 28 72

Bảng 4.3: Kích thước vành chặn STWN – 18 72

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ÉP PHUN

1.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ÉP PHUN

Công nghệ ép phun là quá trình phun nhựa nóng chảy điền đầy lòng khuôn Một khi nhựa được làm nguội và đông cứng lại trong lòng khuôn thì khuôn được mở ra

và sản phẩm được đẩy ra khỏi khuôn nhờ hệ thống đẩy, trong quá trình này không có bất cứ một phản ứng hóa học nào

Bằng cách quan sát thông thường nhất chúng ta có thể thấy có rất nhiều sản phẩm nhựa xung quanh chúng ta Từ các sản phẩm đơn giản là dụng cụ học tập như : thước, bút…đồ chơi cho đến các sản phẩm phức tạp như: bàn ghế, máy tính…đều được làm bằng nhựa Các sản phẩm này đều có màu sắc và hình dáng đa dạng chúng đã làm cho cuộc sống của chúng ta thêm đẹp và tiện nghi hơn Điều này đồng nghĩa với việc sản phẩm nhựa mà phần lớn tạo ra bằng công nghệ ép phun đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta Với các tính chất như: độ dẻo dai, có thể tái chế, không có phản ứng hóa học nào với không khí ở điều kiện bình thường….vật liệu nhựa đã đang thay thế dần các loại vật liệu khác như: sắt, nhôm, gang…đang ngày càng cạn kiệt trong tự nhiên Hiện nay có rất nhiều loại máy ép phun hiện đại phục vụ cho công nghệ ép phun nhựa, ví dụ như: Máy ép phun M-850T (hình 1.1), Máy ép phun WL1680 (hình 1.2)

Hình 1 1: Máy ép phun M-850 T

Hình 1 2: Máy ép phun WL1680

1.2 GIỚI THIỆU VỀ CƠNG NGHỆ ÉP PHUN NHỰA

1.2.1 Sơ đồ cơng nghệ

Hình 1 3 : Sơ đồ cơng nghệ ép phun nhựa

1.2.2 Các nguyên liệu thông thường gia công trên máy ép phun

Các nguyên liệu thường dùng ép phun như HDPE, uPVC, PP-R,

Các chỉ số kỹ thuật của nguyên liệu máy ép phun :

- Chỉ số chảy : Trong quá trình gia công nhựa dẻo ta phải biết chỉ số chảy của loại nhựa đó để lựa chọn Chỉ số chảy càng lớn tỉ trọng phân tử càng thấp, dễ gia công

dưới điều kiện nhiệt độ thấp và áp suất thấp và ngược lại Chỉ số chảy của sản phẩm ép phun từ 4-60 g/phút

- Tỷ trọng: Tỷ trọng thể hiện một phần tính chất của nguyên liệu nhựa Tỷ trọng tăng thì độ dãn dài, độ cứng, lực va đập, lực kéo đứt và độ chịu hóa chất thường tăng Tỷ trọng giảm thì ngược lại

- Các thông số kỹ thuật khác: nhiệt độ sấy, thời gian sấy, nhiệt độ gia công

1.2.3 Quy trình cơng nghệ

Phương pháp đúc phun hoạt động với tiến trình không liên tục để sản suất ra vật thể chất dẻo Nguyên liệu được nấu chảy trong xy-lanh bởi các vòng băng điện trở bọc chung quanh và bởi lực ma sát của thành trục trôn ốc trong lúc quay xung quanh trục của chính nó Sau đó nhựa nóng chảy được trục trôn ốc đẩy vào bên trong hốc khuôn với áp suất cao Trong khi rót đầy khỏang trống trong hốc khuôn nhựa nóng chảy cũng dược làm nguội và đông cứng dần theo một tiến trình thời gian làm nguội được xác định để cuối cùng biến thành sản phẩm và được dẩy rời khỏi khuôn Những giai đọan của tiến trình trong phương pháp đúc phun (đơn vị đóng và đơn vị phun) được diễn tả trong biểu đồ chu trình đúc phun bên dưới :

Hình 1 4: Sơ đồ diễn tả các giai đoạn của quá trình ép phun

Hình 1 5: Chu trình sản xuất một sản phẩm trên máy ép phun

a Giai đoạn đĩng mở khuơn

Hệ thống khuơn được đĩng mở bằng hệ thống khuỷu dẫn động bởi một xylanh thuỷ lực, khuơn được đĩng vào và duy trì áp suất ép khuơn ở một lực nhất định đã được tính tốn Khi khuơn ép đến cuối hành trình thì hệ thống khuỷu theo tính tốn được đưa đến vị trí khố, lực ép được duy trì bởi hệ thống này, vì thế áp suất dầu cấp cho xylanh khơng cần duy trì trong thời gian dài

Cơ cấu chấp hành: 1 xylanh thuỷ lực

b Giai đoạn phun

Đơn vị phun chuyển động về phía trước cho đến khi đầu phun áp sát vào miệng ống cuốn nối phía sau của khuôn Trục trôn ốc lúc này đóng vai trò như một piston,

chuyển động tịnh tiến về phía trước tạo nên áp suất phun đẩy lượng nhựa nóng chảy đi qua cuống nối vào bên trong hốc khuôn Sau đó áp suất sau khi phun được

khởi động để dung hoà hiện tượng co rút của sản phẩm, thời gian này này kéo dài cho đến khi lượng nhựa lỏng nơi điểm nối (giữa kênh phân nhánh và mặt tiếp giáp của vật thể) đông cứng

Hình 1 6: Vị trí trục trơn ốc trong và sau giai đoạn phun

Với giai đoạn này, lực ép nhựa cần lớn và duy trì trong thời gian nhất định đến khi quá trình làm nguội kết thúc, sản phẩm đã được định hình, vì vậy ta dùng 2 xylanh bằng nhau làm cơ cấu chấp hành, nhằm giảm đường kính xy lanh và gĩp phần cân bằng, dẫn hướng tốt cho cơ cấu khi tiến hành quá trình nạp liệu

c Giai đoạn làm nguội

Ngay sau khi áp suất sau khi phun chấm dứt giai đoạn làm nguội được bắt đầu Trong suốt thời gian vật thể được làm nguội bên tong hốc khuôn, trục trôn ốc chuyển động quay và tịnh tiến về phía sau trở lại vị trí lúc khởi đầu, sự chuyển động này tạo ra lực đẩy lượng nhựa lỏng cần thiết ra phía trước để khởi đầu lại chu trình của giai đoạn phun Sau khi lượng nhựa lấp đầy khoảng trống giữa đầu trục trôn ốc và đầu phun, đơn vị phun sẽ chuyển động về phía sau, đầu phun cách rời xa khỏi miệng cuống nối

Trong giai đoạn này ta sử dụng cơ cấu chấp hành là một xyanh đẩy cụm phun, gọi

là xylanh tiến lùi cụm

d Giai đoạn nạp nguyên liệu

Sự chế tạo ra vật thể (thành phẩm) khởi đầu với giai đoạn nạp nguyên liệu Hình dáng to hay nhỏ của vật thể xác định bởi thể tích khối lượng nhựa nạp vào Trục trôn ốc quay xung quanh trục của chính nó, các vòng xoắn quay theo kéo nguyên liệu từ trên phễu vào bên trong xylanh và cũng chính trục trôn ốc đẩy dần nguyên liệu ra phía trước Sự chuyển động thụt lùi của trục trôn ốc tạo ra lực dồn nén tác động trực tiếp vào hiện tượng chảy lỏng của khối nguyên liệu Trục trôn ốc sẽ ngừng quay khi thể tích khối nguyên liệu đạt đến lượng cần thiết nơi vùng đầu

mũi của nó Khoảng cách nạp nguyên liệu dài nhất của trục trôn ốc không được lớn hơn 4D (4 lần lớn hơn bán kính của trục trôn ốc) Nếu khoảng cách này lớn hơn 4D sẽ xảy ra hiện tượng sai phạm trong quá trình gia công, ví dụ : Hiện tượng bọt khí nổi trên bề mặt của thành phẩm Nguyên nhân do trong lúc nạp nguyên liệu không khí cũng được kéo theo vào bên trong cùng với nguyên liệu Mặt khác khoảng cách nạp nguyên liệu cũng không được nhỏ hơn 1D để kéo dài thời gian không được sử dụng của khối nguyên liệu Nếu thời gian này quá dài nhựa lỏng sẽ bị đốt cháy bên trong xylanh, tạo ra nhiều gợn đen trên bề mặt của thành phẩm

Hình 1.7:

Hình 1 7: Khoảng cách nạp liệu được sử dụng

Vậy giai đoạn này ta dùng cơ cấu chấp hành là 1 motor thuỷ lực

e Giai đoạn tách rời sản phẩm

Sau khi giai đoạn làm nguội chấm dứt, khuôn mở ra thành phẩm được tách rời khỏi khuôn bởi hệ thống đinh dẩy Sau đó khuôn đóng lại, đơn vị phun bắt đầu chuyển động về phía trước đưa đầu phun áp sát vào miệng cuống nối của khuôn và chu kỳ phun khởi đầu lại từ đầu

Giai đoạn này ta sử dụng cơ cấu chấp hành là một xylanh thuỷ lực đẩy sản phẩm tách rời khỏi khuơn

1.2.4 Điều chỉnh máy ép phun

Bốn yếu tố sau đây của trị số điều chỉnh xác định chất lượng của một thành phẩm :

1.Nhiệt độ (nhiệt độ của khối lượng nhựa và nhiệt độ của khuôn)

2.Thời gian (phun, áp suất sau khi phun, làm nguội và chu kỳ)

3.Áp suất (phun, sau khi phun,dồn ứ và áp suất bên trong khuôn)

4.Vận tốc (phun, vòng quay của trục trôn ốc)

Những trị số điều chỉnh nói trên lệ thuộc vào :

- Nhóm (họ) của chất dẻo đưọc sử dụng

- Máy ép phun được sử dụng

- Khuôn được sử dụng

Những trị số này lệ thuộc rất nhiều vào các cơ phận điều khiển tự động của máy được sử dụng, ví dụ: hệ thống kiểm soát và điều chỉnh (nhiệt độ, thời gian chuẩn định và các cơ phận thuộc về hệ thống thủy lực) Tất cả những trị số chuẩn định được ghi lại trong một bảng ghi nhớ hay bằng tấm cát điều chỉnh và có thể nhanh chóng điều chỉnh lại các tiến trình hoạt động của máy nếu có sự cố không đồng bộ hay va chạm mạnh của khuôn xảy ra Đối với các loại máy đẩy được điều khiển bởi các chương trình và mạch vi tính (micro processor) các trị số chuẩn định được ghi vào trung tâm điều khiển thông qua các bộ phận ngoại vi như bàn phím và các tiến trình được theo dõi qua màn hình, các báo cáo về số liệu cũng như kết quả sẽ được in ra giấy và có thể lưu trữ bằng băng từ, đĩa cứng,

1.2.5 Vận hành sản xuất trên máy ép phun (bằng tay - bán tự động - tự động)

Hiện nay hầu hết các máy ép phun đều sử dụng bộ điều khiển bằng màn hình trên máy, do đó các thông số cần điều chỉnh đều thể hiện trên màn hình Các điều cần chú ý khi vận hành máy :

- Kiểm tra các thiết bị phụ trợ đã gắn đủ chưa, có hoạt động tốt không

- Kiểm tra các đường nước làm mát khuôn, dầu đã bắt chắc chắn chưa

- Kiểm tra nhiệt xylanh, nhiệt khuôn (nếu có) đã đủ chưa

- Kiểm tra và vệ sinh trong khuôn (có vật lạ trong khuôn không)

Các chế độ vận hành :

- Vận hành bằng tay (MANULL): Điều kiện nhiệt độ khuôn, nhiệt độ xylanh đã đủ > ấn nút khởi động motor (MOTORON) (trên màn hình các nút đều có ký hiệu của từng mục đích) Muốn máy họat động ở phần nào thì dùng tay ấn vào nút đó trên màn hình, máy sẽ hoạt động theo phần đó

- Vận hành bán tự động : ấn nút SENIAUTO, sau đó mỗi chu kỳ làm việc phải đóng cửa an toàn phía trước máy mới hoạt động ở chu kỳ tiếp theo Ỏû chế độ này cửa an toàn phía sau mở thì máy cũng không hoạt động

- Vận hành tự động : ấn nút AUTO, nút này máy sẽ hoạt động tự động hòan toàn theo các thông số trước đó người vận hành đã cái đặt (trong trường hợp này khi mở khuôn sản phẩm và đuôi keo tự rớt - cửa an toàn phía trước và sau đều đóng)

Chú ý : Khi chọn chế độ hoạt động cho máy chỉ chọn một trong ba chế độ trên máy thì máy mới hoạt động Trong sản xuất, dù máy có hoạt động ở chế độ nào thì cũng cần có người giám sát tránh bị dính sản phẩm, đuôi keo làm hư khuôn Vì vậy tuyệt đối không được bỏ máy đi làm việc khác (khi đã được phân công coi máy)

1.3 CẤU TẠO MÁY ÉP PHUN VÀ QUY TRÌNH VẬN HÀNH MÁY

Máy ép phun thực hiện chu trình (không liện tục) gia công vật thể chất dẻo từ nguyên liệu dưới dạng bột hoặc hạt Nhiệt được cung cấp từ các vòng băng điện trở bọc ngoài thành xylanh sẽ nấu chảy hạt nhựa, hệ thống thủy lực đẩy trục trôn ốc tịnh tiến về phía trước, nhựa nóng chảy được nạp theo lượng nhất định vào hốc khuôn, kế đến trục trôn ốc khởi động quay xung quanh trục của nó tạo nên áp suất thật cao ép nhựa nóng chảy áp chặt vào bề mặt hốc khuôn Hệ thống thủy lực đẩy đơn vị ép phun lùi về phía sau, hệ thống thủy lực đơn vị đóng mở kéo phần nữa khuôn di chuyển rời xa khỏi phần nữa kia và thành phẩm được tách rời khỏi khuôn Thông thường một máy ép phun gồm có bốn phần quan trọng chủ yếu sau đây: Đơn

vị đóng mở, đơn vị ép phun và bệ máy với hệ thống thủy lực bên trong khởi động cho hai đơn vị nói trên và cuối cùng hệ thống kiểm soát điều khiển toàn bộ các tiến trình ép phun Hệ thống kiểm soát này gồm các tủ điện điều khiển và những chương trình phần mềm cùng với các ứng dụng của máy vi tính đóng vai trò cầu nối giúp cho công việc của người điều khiển và kiểm soát hoạt động của máy ép phun được dễ dàng hơn

Hình 1 8: Hình dáng một máy ép phun cĩ trục nằm ngang

Hình 1 9: Các dạng cấu trúc khác nhau của máy ép phun

a)Đơn vị phun nằm ngang, đơn vị đóng mở thẳng đứng

b)Đơn vị phun và đơn vị đóng mở cùng nằm trên trục nằm ngang c)Đơn vị phun và đơn vị đóng mở cùng nằm trên trục thẳng đứng

Máy ép phun cĩ cấu tạo chung gồm các hệ thống như trên hình vẽ sau :

Hình 1 10: Các hệ thống trên máy ép phun

1.3.1 Hệ thống hỗ trợ ép phun

Là hệ thống giúp vận hành máy ép phun Bao gồm 4 hệ thống nhỏ :

- Thân máy ( Frame)

- Hệ thống thủy lực ( Hydraulic system)

- Hệ thống điện ( Electrical )

- Hệ thống làm nguội ( Cooling system)

- Nhiệm vụ : Giữ khuôn, đóng và mở khuôn, tạo kháng lực giữ khuôn, hoàn tất công việc tách rời thành phẩm ra khỏi khuôn Lực đóng được tạo ra bởi hệ thống cơ lực hay thủy lực thông qua hệ thống xylanh thủy lực

- Cấu trúc và chi tiết hoạt động của đơn vị đóng mở :

Hai phần nửa của khuôn được đặt vào chính giữa hai lỗ khoan hướng tâm nằm đối xứng trên hai tấm giữ khuôn trên mặt có những lỗ khoan đối xứng để bắt ốc giữ khuôn Hai tấm giữ này một phần cố định, phần còn lại chuyển động được tựa trên

4 thanh hình trụ nằm ngang, hay thẳng đứng tùy theo dạng máy Lực khởi động tiến trình đóng mở được tạo ra bởi hệ thống thuỷ lực, thông qua một đòn bẩy có dạng khủy tay sẽ đẩy phần nửa tấm lót có mang một nửa khuôn chuyển động tới lui (hay lên xuống) dọc theo 4 trục định hướng Đòn bẩy khủy chân chuyển động tạo nên tiến trình đóng mở của khuôn Người ta phân biệt hai loại đơn vị đóng mở khác nhau: Hoạt động bằng thủy lực thông qua hệ thống cơ học và trực tiếp bằng hệ thống thủy lực (xy-lanh)

- Đơn vị đóng mở của máy ép phun ngoài nhiệm vụ đóng mở còn có thêm nhiệm vụ tạo lực tác động đóng kín hai phần nửa của khuôn lại với nhau, lực đóng kín này không được lớn hơn 80% công suất và phải luôn luôn lớn hơn áp suất bên trong hốc khuôn do trục trôn ốc tạo nên

+) Thân máy: Liên kết các hệ thống trên máy lại với nhau

+) Hệ thống thủy lực: Cung cấp lực để đĩng và mở khuơn, tạo ra và duy trì lực kẹp, làm cho trục vít quay và chuyển động tới lui, tạo lực cho chốt đẩy và sự trượt của lõi mặt bên Hệ thống này bao gồm bơm, motor,các xylanh hệ thống ống, thùng chứa dầu…

Hình 1 11: Đơn vị đĩng mở khuơn a) Đơn vị đĩng mở trực tiếp bằng thuỷ lực b) Hệ thống thủy lực nằm bên trong bệ máy c) Tấm giữ khuôn gắn vào 4 thanh trụ dẫn hướng

Hình 1 12: Cấu tạo của một đơn vị đóng mở 1) Khuôn 2) Tấm lót hướng tâm 3) Tấm giữ khuôn cố định 4) Lỗ khoang hướng tâm 5) Tấm giữ khuôn di chuyển 6) Bệ máy

+) Hệ thống điện: Cấp nguồn cho motor điện (electric motor), các van phân phối và hệ thống điều khiển cho khang chứa vật liệu nhờ các băng nhiệt (heater band) và đảm bảo sự an tồn điện cho người vận hành máy bằng các cơng tắc Hệ thống này gồm tủ điện (electric power cabiner) và hệ thống dây dẫn

+) Hệ thống làm nguội: Cung cấp nước hay dung dịch ethyleneglycol, để làm nguội khuơn, dầu thủy lực và ngăn khơng cho nhựa thơ ở cuống phễu (feed throat)

bị nĩng chảy Vì khi nhựa ở cuống phễu bị nĩng chảy thì phần nhựa thơ phía trên khĩ chảy vào khoang chứa liệu Nhiệt trao đổi cho dầu thủy lực vào khoảng 90-

1200F Bộ điều khiển nhiệt nước cung cấp một lượng nhiệt, áp suất, dịng chảy thích hợp để làm nguội nhựa nĩng trong khuơn

1.3.2 Hệ thống phun :

Hệ thống phun làm nhiệm vụ đưa nhựa vào khuôn thông qua các quá trình cấp nhựa, nén, khử khí, làm chảy, phun nhựa lỏng và định hình sản phẩm Hệ thống này gồm có các bộ phận :

- Phễu cấp liệu (hopper)

- Khoang chứa liệu (barrel)

- Các băng gia nhiệt (heater band)

- Trục vít (screw)

- Bộ hồi tự hở (non-return Assembly)

- Vòi phun (nozzle)

Hình 1 13: Hệ thống phun

+) Phễu cấp liệu: Chứa vật liệu nhựa dạng viên để cấp vào khoang trộn

+) Khoang chứa liệu: Chứa nhựa và để vít trộn di chuyển qua lại bên trong

nó Khoang trộn được gia nhiệt nhờ các băng cấp nhiệt Nhiệt độ xung quanh khoang chứa liệu cung cấp từ 20 đến 30 % nhiệt độ cần thiết để làm chảy lỏng vật liệu nhựa

+) Băng gia nhiệt: Giúp duy trì nhiệt độ khoang chứa để nhựa bên trong khoang luôn ở trạng thái chảy dẻo Thông thường, trên một máy ép nhựa có thể

có nhiều băng gia nhiệt (≥3 băng) được lắp đặt với các nhiệt độ khác nhau để tạo ra các vùng nhiệt độ thích hợp cho quá trình ép phun

Hình 1 14: Băng gia nhiệt

+) Trục vít : Có chức năng nén, làm chảy dẻo và tạo áp lực để đẩy nhựa chảy dẻo vào lòng khuôn

Hình 1 15: Cấu tạo trục vít máy ép phun

+) Bộ hồi tự hở (non-return Assembly): Bộ phận này gồm vòng chắn hình nêm, đầu trục vít Chức năng của nó là tạo ra dòng nhựa bắn vào khuôn

Hình 1 16: Bộ hồi tự hở

Khi trục vít lùi về (trục vít quay trong quá trình nạp liệu) thì vòng chắn hình nêm

di chuyển về hướng phễu và cho phép nhựa chảy về trước đầu trục vít Còn khi trục vít di chuyển về phía trước thì vòng chắn hình nêm sẽ di chuyển về hướng vòi phun

và đóng kín với seat không cho nhựa chảy ngược về sau

Hình 1 17: Các loại bộ hồi tự hở

+) Vòi phun: có chức năng nối khoang trộn với cuống phun và phải có hình dạng đảm bảo bịt kín khoảng trộn và khuôn Nhiệt độ ở vòi phun nên được lắp đặt lớn hơn hoặc bằng nhiệt độ chảy của vật liệu Trong quá trình phun nhựa lỏng vào khuôn, vòi phun phải thẳng hàng với bạc cuống phun và đầu vòi phun nén được lắp kín với phần lõm của bạc cuống phun thông qua vòng định vị để đảm bảo nhựa không bị phun ra ngoài và tránh mất áp

Hình 1 18: Vị trí vòi phun trong 1 hệ thống phun

Có nhiều loại vòi phun khác nhau ,tùy vào từng trường hợp ứng dụng cụ thể mà ta dùng loại vòi phun nào cho thích hợp Thông thường người ta quan tâm đến một số thông số như :

+ Đường kính lỗ phun của đầu vòi phun phải nhỏ hơn đường kính lỗ của bạc cuống phun một chút ( khoảng 0,125 - 0,75 mm ) để cuống phun dễ thoát ra ngoài và tránh cản dòng

+ Chiều dài của vòi phun nên dài hơn chiều sâu của bạc cuống phun

+ Đô côn tùy thuộc vào vật liệu phun

Hình 1 19: Vòi phun

1.3.3 Hệ thống kẹp

Có chức năng đóng, mở khuôn, tạo lực kẹp giữ khuôn trong quá trình làm nguội và đẩy sản phẩm ra thoát khỏi khuôn khi kết thúc một chu kỳ ép phun

+) Cụm kìm (Clamp cylindero) : thường có 2 loại chính, đó là loại dùng cơ cấu khuỷu và loại dùng các xilanh thủy lực Hệ thống này có chức năng cung cấp lực để đóng mở khuôn và giữ để khuôn đóng trong suốt quá trình phun

Hình 1 21: Cơ cấu khuỷu

+) Tấm di động (moverable platen): Là một tấm thép lớn với bề mặt có nhiều

lỗ thông với tấm di động của khuôn Chính nhờ các lỗ thông này mà cần đẩy có thể tác động lực đẩy trên khuôn Ngoài ra, trên tấm di động còn có các lổ ren để kẹp tấm di động của khuôn Tấm này di chuyển tới lui dọc theo 4 thanh nối trong quá trình ép phun

Hình 1 22: Tấm di động và vị trí của nó trên máy ép phun

+) Tấm cố định (Stationary platen): Cũng là một tấm thép lớn có nhiều lỗ thông với tấm cố định của khuôn Ngoài 4 lỗ dẫn hướng và các lỗ có ren để kẹp tấm cố định của khuôn tương tự như tấm di động, tấm cố định còn có thêm lỗ vòng định vị để định

vị tấm cố định của khuôn và đảm bảo sự thẳng hàng giữa cần đẩy và cụm phun

+) Những thanh nối (Tie bars): Có tác dụng dẫn hướng cho tấm di động, ngoài ra còn có khả năng co giãn nhỏ để chống lại áp suất phun khi kìm tạo lực

Hình 1 23: Vị trí các thanh nối trên máy

- Gồm thớt cố định và thớt di động để mở khuôn

- Trục dẫn hướng là 4 trục hình trụ song song

- Xilanh đóng mở khuôn: Tạo lực đóng mở khuôn

- Xilanh đẩy sản phẩm: đẩy sản phẩm khỏi khuôn

- Bộ phận điều chỉnh bề dày khuôn: dẫn động bằng motor điện hoặc thủy lực Cấu tạo chung của hệ thống khuôn bao gồm các bộ phận sau:

Hình 1 24: Hệ thống khuôn

1.3.5 Hệ thống điều khiển

Hệ thống điều khiển giúp người vận hành máy móc theo dõi và điều chỉnh các thông số gia công cũng như nhiệt độ, áp suất, tốc độ phun và vị trí của các bộ phận trong hệ thống thủy lực Quá trình điều khiển có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sau cùng của sản phẩm và hiệu quả kinh tế của quá trình hệ thống điều khiển giao tiếp

với người vận hành máy qua bảng điều khiển (Control panel) và màn hình máy tính (computer screen)

Hình 1 25: Hệ thống điều khiển

+) Màn hình máy tính : Cho phép nhập các thông số gia công, trình bày các dữ liệu của quá trình ép phun, cũng như các tín hiệu báo động và các thông điệp

Hình 1 26: Một trang hiển thị các thông số ép phun trên máy tính

+) Bảng điều khiển: Gồm các công tắc và nút nhấn dùng để vận hành máy Một bảng điều khiển gồm có: nút nhấn điều khiển bơm thủy lực, nút nhấn tắt nguồn điện hay dừng khẩn cấp và các công tắc điều khiển bằng tay

Bên trong hệ thống điều khiển là bộ vi xử lý, các rơle, công tắc hành trình, các bộ phận điều khiển nhiệt độ, áp suất, thời gian,

Hình 1 27: Bảng điều khiển trên máy ép phun

Hình 1 28: Các công tắc hành trình trên máy ép phun

CHƯƠNG 2 THÔNG SỐ, LẮP ĐẶT THIẾT BỊ VÀ HOẠT ĐỘNG

CỦA HỆ THỐNG THUỶ LỰC

2.1 THÔNG SỐ VÀ LẮP ĐẶT CÁC THIẾT BỊ MÁY ÉP PHUN

2.1.1 Thông số máy ép

Máy ép phun thuỷ lực 250T có các thông số chính như sau:

Bảng 2 1: Thông số máy ép phun 250T

2.1.2 Lắp đặt các thiết bị

Lắp đặt và bố trí các thiết bị nhằm mục đích để máy vận hành một cách hiệu quả

và nâng cao năng suất sản xuất Vấn đề cần thiết khi lắp đặt là xem xét bố trí máy một cách cẩn thận bao gồm cả việc bố trí các máy trong phân xưởng Đặc biệt, lắp đặt sao cho mặt bằng rộng rãi để thuận tiện và nâng cao hiệu suất làm việc, bảo trì máy khi có

sự cố Ngoài ra nên lựa chọn vị trí lắp đặt mà bụi không có khả năng tích lũy, để ngăn chặn các ảnh hưởng tiêu cực từ máy và các sản phẩm ép từ máy khi đang làm việc

Nó góp phần duy trì độ chính xác và hiệu suất của máy, đồng thời, liên quan đến tuổi thọ của máy và sức khoẻ công nhân đứng máy

Nền đặt máy phải phù hợp với sức tải mặt đất ghi trên bản vẽ móng của cơ sở lắp đặt máy

Lắp đặt máy móc, thiết bị:

Một cần cẩu hay con lăn được sử dụng để chuyển máy đến nơi lắp đặt Tốt nhất là nên sử dụng cần cẩu đôi Đặt máy trong phân xưởng với lối vào có đủ chiều rộng, chiều cao và có khoảng cách phù hợp với máy móc hay các thiết bị gần đó

- Chèn các bu lông vào các lỗ của chân máy và nèn chặt các bu lông

- Chèn lót và nêm ở cả hai mặt của các lỗ bulông nền tảng bên dưới gầm chân máy

- Thực hiện tạm thời ngang tâm đến mức độ ngang trong vòng 0,2mm/m

- Đổ vữa vảo bu lông neo bu lông để đảm bảo độ cứng vững của máy

- Xác nhận độ liên kết máy và nền đã đảm bảo

- Kiểm tra mức độ chính xác và thắt chặt bu lông neo Sau khi thắt chặt bu lông, kiểm tra lại mức độ xiết cũng như độ chính xác

- Nêm an toàn bằng cách hàn hoặc bằng bê tông

2.2 HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG

Quá trình hoạt động của máy ép phun nói chung hay của từng bộ phận: các bơm, hệ thống khuôn,…được thể hiện trong biểu đồ trạng thái ở trang bên

Từ biểu đồ trạng thái, ta có thể thấy được quá trình hoạt động của công nghệ

ép phun cụ thể là hoạt động của từng bơm, hệ thống các xylanh, quá trình lùi, đẩy của cụm phun, hoạt động của vòi phun,…vv

Từ biểu đồ trạng thái Hình 2.1 ta có thể thấy hoạt động của từng bộ phận trong hệ thống:

- Bơm 1 : Hoạt động trong toàn bộ thời gian ép hoàn thiện một sản phẩm, qua các giai đoạn đóng khuôn, giai đoạn phun, giai đoạn làm nguội, giai đoạn nạp liệu, giai đoạn mở khuôn và lấy sản phẩm

- Bơm 2: Hoạt động ở giai đoạn tốc độ cao trong quá trinh đóng / mở khuôn, trong giai đoạn phun, giai đoạn nạp liệu, các quá trình mở khuôn nhanh, khẩn cấp

Các quá trình hoạt động:

+ Sau khi khởi động hệ thống, các bơm bắt đầu chạy cấp dầu cho hệ thống, tuy nhiên khi này cuộn b của các cụm an toàn PM1, PM2 chưa được cấp điện nên dầu qua các cụm này chảy về thùng qua bộ lọc (quá trình lọc hồi tiếp)

+ Nhấn nút cắt bơm 1 lần (cấp điện vào cuộn b của các cụm RM1, RM2) thì dầu được cấp lên hệ thống và quá trình làm việc có thể bắt đầu nếu tất cả đã sẵn sàng

+ Quá trình đóng khuôn chỉ có thể bắt đầu khi các cửa trước và sau của máy đã đóng, lúc này van phân phối M8 mới có thể chuyển trạng thái sang phải khi nhấn nút mở khuôn, cuộn a của van phân phối M8 được cấp điện, van chuyển sang vị trí làm việc bên phải, dầu qua van phân phối M8 lên xylanh, đẩy khuôn đóng lại Dầu sau khi ra khỏi xylanh, chảy qua van phân phối M9 và về thùng sau khi được làm mát và lọc Quá trình tiến nhanh sẽ được khởi động khi cuộn b của van phân phối M9 được cấp điện, quá trình này có thể tự khởi động dựa vào lập trình trong quá trình tự động hoặc điều khiển bằng tay ngay từ giai đoạn tốc độ chậm nếu muốn Lúc này, van M9 chuyển sang vị trí bên trái, dầu sau khi ra khỏi xylanh đóng mở khuôn sẽ đi qua van M9, đẩy qua van một chiều C7 rồi cấp tiếp vào xylanh, xylanh tiến nhanh hơn do dòng chảy từ phía có cần nhập với dòng từ bơm để cấp lưu lượng tổng lớn hơn lưu lượng bình thường

+ Sau khi khuôn đã được đóng, cụm phun tiến lên ép sát đầu phun vào lỗ phun của bạc cuống phun trên khuôn nhờ xylanh tiến lùi cụm Xylanh này hoạt động nhờ cuộn b của van phân phối M7 được cấp điện, cuộn b có thể được cấp điện đến quá trình suckback hoặc chỉ cần cấp trong quá trình tiến cụm Sau khi cuộn b được cấp điện, van phân phối M7 chuyển sang vị trí làm việc bên trái, dầu từ bơm đi qua M7 lên van phân phối cấp lên xylanh (phía có cần) xylanh được cấp dầu kéo cụm phun tiến đến vị trí thích hợp với khuôn nhờ cảm biến được cài đặt trước đó Van một chiều có điều khiển MC3 đảm bảo xylanh không bị đẩy ngược trở lại khi chưa có tín hiệu điều khiển Dầu qua xylanh chảy về thùng sau khi được làm mát và lọc

+ Giai đoạn ép (phun và giữ áp) bắt đầu sau khi cụm phun đã đến vị trí cần thiết Cuộn

b của van phân phối M5 được cấp điện làm van này chuyển sang vị trí bên trái mở thông đường hồi về thùng cho cụm xylanh phun liệu Sau một thời gian trễ đã được cài đặt, cuộn b của van M6 được cấp điện, van M6 chuyển sang trạng thái làm việc bên phải, dầu từ bơm đi qua van cấp vào đầu có cần của 2 xylanh ép, đầu cần 2 xylanh này

cố định với đuôi trục vít, vỏ xylanh cố định với cụm phun Hai cần xylanh được đẩy thụt lùi 1 khoảng nhất định kéo theo trục vít tịnh tiến ép nhựa vào khuôn với lượng đã được tính toán

+ Trong giai đoạn làm nguội, cuộn b của M5 vẫn được duy trì, van M6 chuyển sang vị trí làm việc bên trái do cuộn a được cấp điện, dầu thông qua van đẩy qua van một chiều C6 và cấp cho động cơ RPM, động cơ quay làm trục vít chuyển động theo Sự chuyển động này làm nhựa được cấp vào xylanh chứa trục vít và làm nóng chảy trong

đó Dầu sau đó được hồi về thùng qua bộ làm mát và bộ lọc Trong quá trình này, sự

chuyển động hồi về của trục vít sẽ làm cho 2 xylanh nạp liệu chuyển động theo, dầu trong 2 xylanh này chảy qua M6 xuống van CT10 (lúc này cuộn điện của PR2 đã được cấp để điều chỉnh áp suất cài đặt Khi áp suất tăng lên cao, đủ sức mở valve áp suất điều khiển thì áp suất ở buồng phía trên của lõi valve logic sẽ được xả thông về thùng Khi đó lực giữ lõi valve giảm đi và lõi valve bị đẩy khỏi vị trí đóng kín, mở thông cửa

A xả dầu về cửa B và về thùng Quá trình này diễn ra nhằm giúp trục vít không bị hồi quá nhanh làm nguyên liệu nạp vào dễ lẫn các bóng khí và không đạt tiêu chuẩn Sau quá trình nạp liệu, van M5 được cấp điện vào cuộn hút a và chuyển vị trí làm việc sang phải, dầu qua van cấp lên 2 xylanh đùn liệu, đẩy trục vít lùi lại

Cụm phun lùi lại sau khi các quá trình trên hoàn tất, cuộn hút a của M7 được cấp điện, M7 chuyển sang trạng thái làm việc bên trái, dầu qua M7 lên xylanh đùn liệu và đồng thời điều khiển MC3 mở ra để dầu đi qua hồi về thùng

+ Khi quá trình lùi cụm phun kết thúc, khuôn được mở ra Quá trình này bắt đầu khi cuộn b của van M8 được cấp điện, dầu đi qua M8 lên xylanh kéo cụm khuỷu mở khuôn Sau khi cuộn b M8 được cấp điện 1 lúc (thời gian trễ cài đặt), cuộn a của M9 cũng được cấp điện đưa M9 sang trạng thái làm việc bên trái Dầu từ M8 hồi về thùng qua cả 2 đường qua van à không qua van

+ Khuôn được mở ra, lúc này sản phẩm đã hoàn thành, cuộn hút a của M10 được cấp điện đưa van sang trạng thái làm việc bên trái, xylanh tiến, đẩy sản phẩm rời khỏi khuôn, ngay sau đó, cuộn hút b được cấp điện đưa van sang trạng thái làm việc bên phải, xylanh lùi về, khi xylanh lùi hết cả 2 cuộn điện được ngắt điện

Sau khi sản phẩm hoàn thành và được đẩy khỏi khuôn, toàn bộ chu trình lại được lặp lại

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ TRONG

HỆ THỐNG THỦY LỰC CỦA MÁY ÉP PHUN

3.1 TÍNH TOÁN LỰC ÉP

3.1.1 Lựa chọn phương án

Với cụm kìm, có hai phương án lựa chọn cụm kìm là phương án dùng xylanh thuỷ lực và loại dùng các cơ cấu khuỷu Hệ thống này phải đáp ứng yêu cầu cung cấp lực đóng mở khuôn và giữ lực đóng khuôn trong suốt quá trình ép phun

So sánh ưu nhược điểm của 2 phương án:

Bảng 3.1: So sánh ưu nhược điểm các kiểu cụm kìm

- Cần lượng dầu thuỷ lực lớn

- Tốn nhiều năng lượng

- Chịu ảnh hưởng bởi hệ số nén của dầu

- Cần bảo dưỡng thường xuyên

- Lực kìm không tập trung vào giữa tấm khuôn

- Khó điều chỉnh

Việc đóng mở hệ thống khuôn yêu cầu một lực ép rất lớn, lên đến 250T tương

đương 2450 kN, với lực ép lớn như vậy yêu cầu xylanh có kích thước rất lớn nên ta sử dụng một hệ thống trục khuỷu nhằm mục đích giảm lực ép và duy trì lực ép này một thời gian dài một cách đơn giản và ổn định hơn

Lực cần tác dụng lên tấm di động của bàn kẹp khuôn để tác động lên tấm di động là P

= 2450 kN, do đó, lực tác dụng lên cụm khuỷu phía trên là P/2

Phân tích lực tác dụng bằng phương pháp hoá rắn, ta được lực F3 cuối cùng xylanh cần tác động lên khuỷu

Hình 3.1: Phân tích lực tác dụng qua hệ thống khuỷu

Ta có:

1

250000.9,8

12274762.cos 3, 64 2.cos 3, 64

F1 F2

F1 F2

Suy ra: 2 1.sin15, 24 1227476.sin15, 24 500200

Dựa theo phần tính chọn phương án cụm kìm, qua hệ thống trục khuỷu, lực tác

dụng lớn nhất chúng ta cần thiết kế xylanh là F max = 636 kN Hành trình của xy lanh

theo thiết kế ứng với kích thước lắp đặt khuôn là 370 mm Gọi A1 là diện tích mặt làm việc của piston đầu không có cần Áp suất làm việc lớn nhất trong hệ thống là

P lvmax =140 Bar tương ứng với tải lớn nhất F max = 636 kN Diện tích A1 của xy lanh như sau:

max

max 1

F A p

Chọn xylanh theo chuẩn với kích thước đường kính xylanh: D = 250 (mm)

Ta tính lại diện tích đầu không cần của piston như sau:

2 1

ar0.049

636000

12979591.8 (N/m ) 130 (B )

max

F p

Hành trình của xy lanh là 370 mm Thời gian đóng khuôn ép là: t = 6s Thời gian

đóng/mở khuôn nhanh là 4,5s Vậy vận tốc ra vào khuôn nhanh máy ép phun sẽ là

v n = 0.3/4,5 = 0.0685 (m/s) = 4.11 (m/ph), vận tốc đóng/mở khuôn chậm là

v c = 0.07/1,5 = 0.047 (m/s) = 2,82 (m/ph) ta tính lưu lượng cần cấp cho xy lanh chính

2,820.049 0,0023 m /s = 137 (l/ph) 60

Q   v A  

3 1

4.114

0.049 0,00336 m /s = 202 (l/ph) 60

Q   v A  

b Chọn kiểu

Xylanh ép được gắn vào máy ép bởi mặt bích đầu xylanh nên ta chọn kiểu xylanh

MF3 với dạng kết cấu như hình sau:

Dựa theo catalogue hãng rexroth ta chọn xylanh có kí hiệu:

CDH2 MF3/250/180/370A2X/M1CGDMWW

với thông số:

Đường kính xylanh: D = 250 (mm) Đường kính cần piston: d = 180 (mm) Hành trình: L = 370 (mm)

c Kết cấu

Xylanh CDH2 MF3/250/180/370A2X/M1CGDMWW:

Hình 3 2: Xy lanh CDH2 MF3

Hình 3 3: Kích thước và kết cấu xylanh CDH2 MF3

3.2.2 Xylanh đẩy sản phẩm

a Tính toán

Sau khi phun nhựa một thời gian nhất định, hệ thống làm mát sẽ làm mát sản phẩm đúc, do có sự thay đổi đột ngột về nhiệt độ, giữa sản phẩm và khuôn có sự co ngót khác nhau nên có thể sản phẩm đã rời khỏi khuôn, do vậy để lấy vật đúc ra ta chỉ cần một lực đủ thắng lực ma sát giữa bavia vật đúc và khuôn Dựa vào máy ép thực tế ta có thể tham khảo và chọn các thông số sau để tính toán xylanh đẩy sản phẩm:

- Hành trình xylanh đẩy sản phẩm là 200 (mm)

- Yêu cầu về lực đẩy là 40 kN

- Thời gian đẩy là 2s

- Áp suất làm việc là 70 bar