Nghiên cứu và chế tạo bộ định lượng cho máy phun foam graco e20 sử dụng bộ lập trình PLC mitsubishi

Đề tài: “Nghiên cứu và chế tạo bộ định lượng cho máy phun Foam Graco E20 sử dụng bộ lập trình PLC Mitsubishi”.. Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật Cơ điện tử Tên đề tài: “Nghiên cứu và c

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

Nha Trang, tháng 6 năm 2017

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

Nha Trang, tháng 6 năm 2017

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Họ và tên sinh viên: ĐỒNG SỸ KIỆT

Lớp: 55CDT

MSSV: 55134638

Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật Cơ điện tử

Đề tài: “Nghiên cứu và chế tạo bộ định lượng cho máy phun Foam Graco E20 sử

dụng bộ lập trình PLC Mitsubishi”

Số trang: 70 Số chương: 4 Tài liệu tham khảo: 4

Hiện vật: 2 quyển báo cáo, 2 đĩa CD, 1 mô hình

NHẬN XÉT

Kết luận:

Khánh Hòa, Ngày…… tháng… năm 2017

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

(Ký ghi rõ họ tên)

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỀ TÀI

Họ và tên sinh viên: ĐỒNG SỸ KIỆT

Lớp: 55CDT

MSSV: 55134638

Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật Cơ điện tử

Tên đề tài: “Nghiên cứu và chế tạo bộ định lượng cho máy phun Foam Graco E20 sử

dụng bộ lập trình PLC Mitsubishi”

Số trang: 70 Số chương: 4 Tài liệu tham khảo: 4

Hiện vật: 2 quyển báo cáo, 2 đĩa CD, 1 mô hình

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

Kết luận:

Điểm phản biện

Bằng số Bằng chữ

Điểm chung

Bằng số Bằng chữ

Khánh Hòa, Ngày… tháng… năm 2017

CÁN BỘ PHẢN BIỆN

(Ký ghi rõ họ tên)

Khánh Hòa, Ngày… tháng… năm 2017

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

(Ký ghi rõ họ tên)

MỤC LỤC

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 1

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỀ TÀI 1

MỤC LỤC 1

MỤC LỤC HÌNH 1

MỤC LỤC BẢNG 1

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 2

1.1 Giới thiệu công nghệ phun trộn Foam và một số máy phun trộn Foam trên thị trường 2

1.1.1 Công nghệ phun trộn Foam 2

1.1.2 Một số máy phun Foam 9

1.2 Giới thiệu máy phun trộn Foam GRACO E20 18

1.3 Đối tượng, mục tiêu và phạm vi nghiên cứu 27

CHƯƠNG 2: NỘI DUNG 28

2.1 Phương pháp nghiên cứu 28

2.2 Nội dung nghiên cứu 29

2.2.1 Xây dựng mô hình cơ khí 29

a Phương án thiết kế 1 29

b Phương án thiết kế 2 33

c Lựa chọn phương án thiết kế và chế tạo phần cơ khí 35

2.2.2 Xây dựng mạch điện 39

a Phương án thiết kế 1 39

b Phương án thiết kế 2 40

c Phương án thiết kế 3 41

d Lựa chọn phương án thiết kế và thi công tủ điện 42

2.2.3 Xây dựng chương trình điều khiển 50

a Lưu đồ dòng chảy chương trình 50

b Xây dựng chương trình trên PLC 51

c Xây dựng chương trình trên HMI 55

CHƯƠNG 3: THỬ NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ 59

3.1.Thử ngiệm 59

3.1.1 Kiểm tra phần cơ khí trước khi chạy 59

3.1.2 Đo kiểm tra mạch điện trước khi chạy 61

3.1.3 Chạy thử nghiệm 63

3.2 Kết quả 67

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 68

4.1 Kết luận 68

4.1.1 Kết quả đạt được 68

4.1.2 Kết quả chưa đạt được 68

4.2 Đề xuất 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 69

PHỤ LỤC: CODE PLC 70

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

Hình 1.1 Foam 2

Hình 1.2 Polyol chứa trong các phuy sắt 200 lít 4

Hình 1.3 Phuy Polyol trong nhà máy Đăng Phong 5

Hình 1.4 Phuy Isocyanate trong nhà máy Đăng Phong 6

Hình 1.5 Can dầu DOP 20 lít trong nhà máy Đăng Phong 7

Hình 1.6 Foam mềm 9

Hình 1.7 Mút đen cách âm, cách nhiệt 9

Hình 1.9 Nhìn từ phía sau máy 11

Hình 1.10 Sơ đồ khối máy 12

Hình 1.11 Máy VH-A2013 15

Hình 1.12 Sơ đồ khối máy VH – A2013 16

Hình 1.13.Máy phun Foam Graco Reactor E20 18

Hình 1.14 Các bộ phận máy Graco E20 nhìn từ phía trước 19

Hình 1.15 Các bộ phận máy Graco E20 nhìn từ phía sau 20

Hình 1.16 Sơ đồ khối máy Graco E20 21

Hình 1.17 Bảng điều khiển máy Graco E20 22

Hình 1.18 Các thiết bị trong tủ điện máy Graco E20 23

Hình 1.19 Sơ đồ board điều khiển chính 24 Hình 1.20 Sơ đồ kết nối các thành phần của máy 25

Hình 2.1 Vị trí các phần thâm vào máy 29

Hình 2.2 Sơ đồ khối hệ thống 30

Hình 2.4 Ký hiệu và các kích thước của van 31

Hình 2.5 Van Yuken 32

Hình 2.6 Đế van thủy lực 32

Hình 2.7 Vị trí lắp van được khoanh đỏ là đầu ren M10 32

Hình 2.9 Súng phun Ban đầu 34

Hình 2.10 Dùng xylanh khí kéo cò 34

Hình 2.11 xylanh khí nén 36

Hình 2.12 Van đảo chiều 5/2 36

Hình 2.14 Gia công giây thắng 37

Hình 2.15 Phần dây thắng gắn vào xylanh 37

Hình 2.16 Pát gắn lên thân súng 38

Hình 2.17 Phần cơ khí bộ định lượng máy phun Foam Graco E20 39

Hình 2.18 Chip Atemega 8 39

Hình 2.19 LCD 16x2 39

Hình 2.20 Mô hình về PLC và HMI Siemen 40

Hình 2.21 PLC Mitsubishi Fx1s-14mt 41

Hình 2.22 HMI Weintek MT 8050i 41

Hình 2.23 Bố trí các thiết bị trong tủ điện và khoét lỗ mặt ngoài tủ điện 43

Hình 2.24 Sơ đồ mạch điện PLC và HMI 44

Hình 2.25 Sơ đồ mạch điện phần nguồn và rơ le trung gian 44

Hình 2.26 Đo và cắt tấm fit cách điện 45

Hình 2.27 Máng điện dài 230mm……… 45

Hình 2.28 Máng điện dài 120mm……… 45

Hình 2.29 Ray để lắp thiết bị 46

Hình 2.30 Lắp nguồn, máng, ray, domino trên fit 46

Hình 2.31 Các thiết bị được lắp trên ray 47

Hình 2.32 Đi dây tủ điện 48

Hình 2.33 Bên trong tủ điện đã hoàn thành 48

Hình 2.35 Tủ điện và phần cơ khí sau khi hoàn thành 49

Hình 2.36 Khởi tạo Project trên Gx Developer 53

Hình 2.37 Thiết lập loại PLC 53

Hình 2.38 Khởi tạo các biến 54

Hình 2.39 Khối chương trình Con M0 54

Hình 2.40 Nạp chương trình cho PLC 55

Hình 2.42 Bảng thông số HMI 56

Hình 2.43 Cài đặt PLC giao tiếp 57

Hình 2.44 Tạo giao diện 57

Hình 2.45 Gán địa chỉ ô nhớ cho biến CHUONG TRINH 58

Hình 3.1 Kiểm tra các Khớp nối phải chắc chắn 59

Hình 3.2 Đầu súng phun dính bẩn phải được vệ sinh 60

Hình 3.3 Kiểm tra đường dây khí nén 60

Hình 3.4 Kiểm tra pát gắn trên thân súng phải chắc chắn 61

Hình 3.5 Đo Chập mạch đầu vào 62

Hình 3.6 Đo kiểm tra nút nhấn 62

Hình 3.9 Đóng điện và kiểm tra hoạt động của các thiết bị 63

Hình 3.10 Bật nguồn máy chính 64

Hình 3.11 Bật nguồn bộ định lượng 64

Hình 3.13 Cài đặt thời gian 65

Hình 3.14 Phun ở chế độ bằng tay……… 65

Hình 3.15 Dừng ở chế độ bằng tay………… 65

Hình 3.16 Phun vào chai nhựa để định lượng 66

Hình 3.17 Lượng môi chất trong 3 chai là ngang bằng nhau 67

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang Bảng 1.1 Lượng nhóm chức và phân tử lượng đương lượng của Polyol và

Foam 11

LỜI MỞ ĐẦU

Kính thưa quý thầy cô, các bạn sinh viên và các đọc giả Từ năm 1947, khi mà William Bradford Shockley phát minh ra Transistor đến nay, chúng ta đã đạt được nhiều thành tựu lớn về khoa học kỹ thuật Trong đó không thể không nhắc đến các máy móc chế tạo ra nhằm phục vụ cho lao động, sản xuất của con người Các công việc nặng nhọc, lặp lại hay đòi hỏi chính xác cao, tốc độ cao đều phải nhờ máy móc Thực tế Việt Nam là nước đang phát triển, các máy móc phức tạp, độ chính xác cao đều phải nhập khẩu từ các nước như: Đức, Mỹ, Nhật, Trung Quốc, Đài loan…Các máy này hoạt động tốt ở môi trường sản xuất, quy chẩn sản xuất hàng hóa bên nước đó Khi chúng nhập về chúng góp phần đẩy mạnh nền công nghiệp hóa nước nhà Thế nhưng, các nhà máy ở Việt Nam thay đổi sản phẩm liên tục để phù hợp với nhu cầu thị trường đang biến động từng ngày Các máy nhập ngoại muốn “sống sót” thì phải cải tiến liên tục để phù hợp với từng thời điểm sản xuất của nhà máy Vì vậy, đi sâu vào nhu cầu cải tiến các máy móc nhập ngoại tôi chọn

đề tài: “Nghiên cứu và chế tạo bộ định lượng cho máy phun Foam Graco E20 sử dụng bộ lập trình PLC Mitsubishi ” Đề tài này hết sức cần thiết và có ý nghĩa lớn

đối với công ty TNHH sản xuất - thương mại - dịch vụ - xuất nhập khẩu Đăng Phong (thành phố Buôn Ma Thuột) để cải tiến máy GRACO E20 cũng như các máy khác của công ty phù hợp với thực tiễn sản xuất hiện tại cũng như trong tương lai

Em xin chân thành cảm ơn trường Đại Học Nha Trang, các thầy cô giáo bộ môn, thầy Vũ Thăng Long, bạn bè, gia đình đã tạo nguồn động lực lớn về kiến thức

Em xin cảm ơn công ty Đăng Phong đã tạo điều kiện thuận lợi về môi trường nghiên cứu, chỗ ăn ở cũng như chi phí nghiên cứu đồ án này Mong rằng kết quả của đề tài này sẽ giúp cho công ty sản xuất ra những sản phẩm đa dạng hơn, chất lượng hơn đến với người tiêu dùng

Sinh viên thực hiện

Đồng Sỹ Kiệt

Năm 1849, Wurtz và Hofmann lần đầu tiên báo cáo về phản ứng giữa

Isocyanate và một hợp chất Hydroxy tạo thành Polyurethane (Trong

Polyurethane chia thành Foam cứng, Foam mềm, sơn) Trong chiến tranh thế

giới II (1937 – 1945), sự thiếu hụt trầm trọng nguyên vật liệu dẫn đến ngành công nghiệp sản xuất Polyurethane phát triển mạnh, đặc biệt cho ngành sợi, sơn và mút xốp Ngày nay, Polyurethane đứng hàng thứ 6 trong tổng lượng tiêu thụ các loại Polymer, với khoảng 6% thị trường tiêu thụ Phần ứng dụng lớn nhất của

polyurethane là Foam mềm (mút xốp mềm) (khoảng 44%), Foam cứng (mút xốp

cứng) (khoảng 28%), còn lại 28% cho ứng dụng trong sơn, keo dán, gioăng phớt và

dạng PU đàn hồi

Đặc trưng sản xuất và sử dụng Polyurethane là có thể tạo ra những loại mút từ rất mềm đến mềm hay mút cứng hoặc bán cứng và dạng đàn hồi Chúng có thể tạo

ra dạng khối lớn hay đổ vào các khuôn có hình dạng và kích thước khác nhau [2]

- Chất chống cháy (Fire retardant)

- Chất tạo liên kết ngang (Cross-linking agent)

❖ Thông thường để tạo ra Foam mềm và Foam cứng trong công nghiệp người

ta chỉ dùng 3 chất chính: Polyol (Poly), Isocyanate – MDI (Iso), Dioctyl phthalate (dầu DOP)

• Polyol:

Hình 1.2 Polyol chứa trong các phuy sắt 200 lít

Hai đặc trưng quan trọng nhất của Polyol là khối lượng phân tử và nhóm chức được biểu thị liên hệ qua biểu thức:

Khối lượng đương lượng (E.W) = (khối lượng phân tử) / (số nhóm chức)

Foam mềm chủ yếu là các Triol (ba nhóm chức) có khối lượng đương lượng nằm trong khoảng 500 đến 2500 Cũng có thể sử dụng hỗn hợp của Triol và Diol nhưng với điều kiện lượng nhóm chức trung bình không bé hơn 2,5

Foam cứng thường có số nhóm chức cao (> 3) và có phân tử lượng đương lượng nhỏ hơn 800 Cần sử dụng Polyol có số nhóm chức cao vì Foam cứng cần lượng liên kết ngang lớn hơn

Bảng 1.1 Lượng nhóm chức và phân tử lượng đương lượng của Polyol và Foam

• Isocyanate:

Tất cả các Isocyanate sử dụng trong công nghiệp Polyurethane chứa ít nhất hai nhóm Isocyanate Isocyanate sử dụng phổ biến nhất là Toluene Diisocyanate (TDI)

và Diphenylmethane – 4,4’- Diisocyanate (MDI)

TDI thương mại thường dùng là TDI 80/20 (T – 80) TDI 80/20 sử dụng phổ biến nhất trong công nghiệp do sản xuất giá thành rẻ nhất Nó được ứng dụng chủ yếu trong sản xuất Foam mềm TDI thô cũng được sử dụng trong sản xuất Foam cứng

MDI trong thương mại nó thường ở dạng thô MDI tinh khiết có màu vàng nhạt, MDI thô thường có màu vàng đến nâu Cả dạng MDI thô lẫn tinh khiết có áp suất bay hơi thấp hơn TDI và ít độc hơn

Hỗn hợp của MDI thô và TDI 80/20 hay TDI 65/35 được sử dụng để sản xuất Foam mềm đàn hồi, cả dạng khối lẫn dạng đổ khuôn Foam cứng và Foam bán cứng

sử dụng chủ yếu là MDI thô MDI tinh khiết thường đắt và ít khi được sử dụng [3]

Hình 1.4 Phuy Isocyanate trong nhà máy Đăng Phong

• Dioctyl phthalate (dầu DOP)

Dầu DOP sử dụng trong sản xuất Foam nhằm làm chất tẩy rửa súng phun, chống đông cứng tạo Foam trong máy, trong đường ống

Hình 1.5 Can dầu DOP 20 lít trong nhà máy Đăng Phong

❖ Cách pha chế:

• Khuấy trộn bằng tay:

Cân chính xác 2 hóa chất Poly và Iso vào 2 xô nhỏ theo đúng tỉ lệ (ví dụ Foam cứng tỷ lệ I:P = 1:1 hay 1,2:1; Foam mềm I:P khoảng 50:100 – 80/100 tùy vào hóa

chất cho phép) Dùng máy khoan gắn thêm cánh khuấy vào xô Poly sau đó đổ chất Iso vào khuấy đều lên khoảng 3 đến 4 giây rồi đổ vào khuôn Đóng nắp khuôn trước khi quá trình nở xảy ra

Tùy hóa chất mà có thể mở khuôn nhanh hay chậm, thông thường cho Foam mềm khoảng 8 – 10 phút

Ưu điểm:

- Không tốn chi phí đầu tư máy

Nhược điểm:

- Khuấy tay không đều, độ trương nở thấp

- Chất lượng foam không cao vì môi chất không được gia nhiệt

- Thất thoát do dính vào xô

• Khuấy trộn bằng máy: trình bày rõ ở mục 1.1.2

- Máy áp thấp

- Máy phun áp cao (loại chỉ phun tỉ lệ Iso/ Poly = 1:1 cho ra foam cứng)

- Máy phun áp cao (loại phun điều chỉnh tỉ lệ và lượng foam)

a Ứng dụng của Foam

❖ Foam mềm (Flexible Foam)

- Xốp lau bảng, gioăng tủ điện

- Ghế xe hơi, yên xe máy, mút đen cách âm cách nhiệt

- Đồ nội thất bao gồm cả ghế Sofa, nệm giường, lọc khí

Hình 1.6 Foam mềm Hình 1.7 Mút đen cách âm, cách nhiệt

❖ Foam cứng (Rigid Foam):

- Cách nhiệt trong xây dựng (Panel cách nhiệt), tủ lạnh, thiết bị làm lạnh, cách nhiệt đường ống, đồ trữ lạnh (thùng đá, bình giữ nhiệt, )

- Phao nổi, vách tàu đánh cá (giữ lạnh cá)

- Đóng gói (những đồ dễ vỡ, quý, sau khi bọc lớp nilon thì có thể phun PU vào giúp vận chuyển ko bị hỏng hóc, rơi vỡ)

Ưu điểm:

- Cho phép đặt được nhiều tỷ lệ hóa chất khác nhau cho nhiều ứng khác nhau

- Đổ đúng lượng hóa chất cần dùng cho từng sản phẩm (ví dụ cần đổ 1kg hóa chất cho sản phẩm nào đó thì chỉ cần đặt và nhấn nút máy sẽ đổ ra đúng số kg đó, rất nhanh chóng, đảm bảo Foam nở đều)

- Mút đều tốt do khuấy trộn tốt

- Có bộ gia nhiệt cho hai môi chất Các chất dễ phản ứng với nhau làm chất lượng Foam tốt

Nhược điểm:

- Phải dùng nước rửa MC sau khi phun

- Vì trộn hai chất bằng motor trộn nên phần đầu phun nặng, phải treo bằng xích trợ lực

- Máy cồng kềnh, nặng (~ 1 tấn), khó di chuyển

❖ Dòng máy tiêu biểu: Máy phun Foam do machinepu.vn chế tạo, xuất xứ trung

quốc với giá lắp đặt tại Việt Nam xấp xỉ 400 triệu VNĐ [4]

Hình 1.8 Nhìn từ phía trước máy

Hình 1.9 Nhìn từ phía sau máy

- Máy có 2 bơm piston bơm 2 hóa chất vào 2 bình chứa B (màu đỏ) và A (màu vàng)

- 2 bình hóa chất A và B này luôn có motor khuấy liên tục, và giữ ở nhiệt độ

45 độ C để các hóa chất không bị đông cứng

- 2 bơm trục vít làm nhiệm vụ bơm nén 2 chất ra đầu phun liên tục Khi không phun thì môi chất có đường hồi về hai bình chứa A và B để không bị quá áp

- Môi chất tẩy rửa sẽ được chứa trong 1 bình nhỏ đó là dầu DOP Sau khi kết thúc 1 lần phun thì dầu DOP và khí nén sẽ phun vào đầu phun để làm sạch Quá trình làm sạch khoảng 3 giây

Hình 1.10 Sơ đồ khối máy

Nguyên lý hoạt động:

- Hai bơm piston A và B sẽ bơm 2 chất iso và poly lên 2 bình A, B

- Hệ thống gia nhiệt bằng điện trở sẽ giữ nhiệt 2 bình này ở 45 độ C

- Hai motor khuấy liên tục 2 bình để các chất không đóng rắn

- Hai bơm bánh răng A, B luôn chạy để đẩy 2 chất đến đầu phun và tuần hoàn

về lại 2 bình A, B

- Toàn bộ hệ thống được điều khiển bằng PLC kết hợp giao diện trên hmi để người dùng lựa chọn tỉ lệ 2 chất và thời gian phun 2 chất

Quá trình phun:

1 Máy luôn khởi động

2 Chọn tỉ lệ Iso và Poly trên HMI

3 Chọn thời gian phun trên HMI

4 Nhất nút trên đầu phun để bắt đầu phun

5 Van xoay trên đầu phun sẽ mở để bắt đầu phun

6 Khi đủ thời gian phun van tự động đóng lại

7 Nhấn nút vệ sinh, van dầu dop tự mở, kết hợp khí nén để súc rửa đầu phun

8 Khoảng 3 giây van dầu và van khí đóng lại, kết thúc một chu trình phun

b Máy phun áp cao

Loại máy này còn gọi là máy Spray (giống kiểu phun sơn), là dòng máy di động, có thể kéo đến các công trình xa Máy phun bằng áp suất cao (máy Graco E20

~138 Bar), tức là hóa chất được bơm ở áp suất cao lên đầu trộn, tại đó chúng va chạm với nhau ở áp suất cao (trộn kiểu va chạm) rồi phun thẳng vào sản phẩm

Ưu điểm:

- Máy khuấy trộn đều, cho sản phẩm mút tốt Máy hiệu Graco của Mỹ cho sản phẩm Foam tốt hơn máy của Việt Nam chế tạo vì đầu phun sương trộn lẫn hai hóa chất tốt hơn, áp suất trộn cao hơn (máy VH-A2013 của Việt Nam áp suất ~ 100 bar)

- Không cần dùng nước rửa môi chất sau khi phun (Một số máy do việt nam sản xuất thì dùng dầu dop để rửa vòi phun còn máy của Mỹ thì dùng khí để làm sạch vòi phun)

áp suất, xylanh khí…dần hỏng sau 1 năm sử dụng Máy của Mỹ chế tạo như Graco E20 giá khoảng 600 triệu VNĐ, tuổi thọ máy trên 5 năm, không cho phép điều chỉnh tỉ lệ và lượng Foam phun ra, muốn điều chỉnh thì chọn các dòng máy cao cấp

hơn: GRACO Reactor E10 giá trên 1 tỉ VNĐ Vấn đề gặp phải là máy Graco cho chất lượng tốt, máy bền nhưng muốn điều chỉnh tỉ lệ môi chất, lượng môi chất thì giá máy rất đắt

- Không cho phép đặt định lượng cho từng sản phẩm

- Công suất của máy thường giới hạn, phù hợp cho phun vách tàu, container lạnh hay phun các sản phẩm nhỏ

❖ Máy tiêu biểu:

• Máy Việt Nam chế tạo:

Máy phun trộn PU VH-A2013 do công ty cổ phần đầu tư công nghệ phát triển

Việt Hưng chế tạo

+ Áp suất phun 45-100 Kg/cm2

+ Tỉ lệ trộn: A/B = 1 - 1,2

+ Hành trình bơm 80mm

+ Lưu lượng 9 – 15 Kg/phút

Hình 1.11 Máy VH-A2013

Máy gồm các bộ phận chính:

1: bình chứa Iso 2: bình chứa Poly 3: bơm kép piston nguyên liệu A, B 4: hai biến tần 5: van xoay 6: súng phun

7: bơm dầu DOP 8: đồng hồ áp suất 2 chất A, B

9: bình dầu vệ sinh DOP

Hình 1.12 Sơ đồ khối máy VH – A2013

+ Điện trở gia nhiệt ở 45 độ C

+ Hai biến tần điều khiển 2 bơm trục vít bơm liên tục tuần hoàn đến súng phun rồi hồi về hai bình

+ Điều chỉnh hai biến tần để đúng tỉ lệ Iso / Poly

+ Cài đặt thời gian trên timer

+ Nhấn nút trên súng để van xoay mở phun Foam Van tự đóng lại khi hết thời gian quy định

+ Mở chất tẩy rửa DOP khoảng 3 giây rồi đóng lại Kết thúc một chu trình phun

Ưu điểm:

+ Kết cấu nhỏ gọn, phù hợp cho sản xuất vừa và nhỏ, di chuyển thường xuyên

+ Chất lượng Foam đều, đẹp

Nhược điểm:

+ Không có bộ khuấy, môi chất dẽ bị đông cứng

+ Áp suất phun nhỏ hơn máy Graco

+ Vệ sinh bằng dầu DOP

+ Sử dụng xylanh khí nén làm bơm cấp liệu dễ bị hỏng

+ Máy nhanh hỏng, thời gian sử dụng khoảng 1 năm

• Máy nhập khẩu từ Mỹ Graco E20: Sẽ trình bày chi tiết phần tiếp theo

1.2 Giới thiệu máy phun trộn Foam Graco E20

❖ Thông số kỹ thuật chính:

Hình 1.13.Máy phun Foam Graco Reactor E20

- Nguồn cấp điện: 3 phase 380 V (350 V – 415 V)

- Công suất máy: 10200 W

- Dòng điện tối đa: 24 A

- Công suất bộ gia nhiệt: 6000 W

- Áp suất nén phun tối đa: 140 Bar

- Lưu lượng Foam phun tối đa: 9 Kg/phút

- Cao: 1166mm; Dài: 838mm; Rộng: 787mm

❖ Các bộ phận máy nhìn từ phía trước:

Hình 1.14 Các bộ phận máy Graco E20 nhìn từ phía trước

1: Bảng điều khiển chính 2: Khung máy 3: Khóa môi chất cấp vào máy 4: Bánh xe di chuyển 5: Bơm piston 6: Tủ điện

❖ Các bộ phận máy nhìn từ phía sau:

Hình 1.15 Các bộ phận máy Graco E20 nhìn từ phía sau

1: Lỗ đi dây 2: Panel vách ngăn 3, 8: Ống cấp liệu cho bộ gia nhiệt 5: Bộ gia nhiệt 4: Ống dẫn dầu bôi trơn cho hai bơm piston

10: Đầu gia nhiệt

Sơ đồ kết nối các bộ phận của máy:

Hình 1.16 Sơ đồ khối máy Graco E20

K: Bơm piston L: Motor khuấy J: Ống dẫn cấp môi chất

A: Bơm chính F: Ống hơi cho súng phun B: Vỏ bọc gia nhiệt đường ống

❖ Các bộ phận của bảng điều khiển:

Hình 1.17 Bảng điều khiển máy Graco E20

1: Set và hiển thị nhiệt độ cho môi chất A

2: Set và hiển thị nhiệt độ cho môi chất B

3: Set và hiển thị nhiệt độ cho đường ống môi chất

4: Nút chuyển chế độ set hoặc hiển thị 5: Hai chế độ hiển thị độ F, độ C

7: Board điều khiển chính 8: Chốt đồng 9: Biến áp gia nhiệt

chính 11: Các CB cho các bộ gia nhiệt

❖ Sơ đồ mạch điện máy Graco E20:

Hình 1.19 Sơ đồ mạch

❖ Nguyên lý hoạt động:

Hình 1.20 Sơ đồ kết nối các thành phần của máy

- Hai bơm piston K bơm cấp Isocyanate và Polyol từ 2 bình B, A vào máy

- Máy nén chính A nén 2 môi chất đến áp suất khoảng 70 Bar, đưa vào bộ gia nhiệt

để gia nhiệt lên 45 độ C

- Môi chất đi ra khỏi bộ gia nhiệt, vào ống dẫn đến súng phun E Áp suất của 2 môi chất hiển thị trên 2 đồng hồ

- Khi bóp cò súng phun, piston trong súng thụt vào => mở van, nhờ áp lực cao 2 môi chất trộn lẫn với nhau Kết hợp với khí nén dẫn hướng cho môi chất phun ra ngoài theo dạng sương mù Thay đổi kiểu đầu phun để môi chất phun ra dạng tia

- Nhả cò súng piston nhả về => đóng van Khí nén luôn được mở ra ở đầu súng để đẩy môi chất dư thừa ra ngoài làm sạch súng

❖ Quy trình vận hành máy:

1 Cấp khí vào máy: >= 8 Kg/cm2

2 Bật nút nguồn

3 Mở các van tiết lưu trên 2 bơm piston

4 Nhấn nút on, chỉnh nhiệt độ, và áp suất trên bảng điều khiển

5 Xả môi chất để áp suất trên 2 đồng hồ hiển thị bằng nhau

6 Bóp cò súng phun để xả khí và xả foam chất lượng thấp khi máy mới chạy

1.3 Đối tượng, mục tiêu và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Máy phun Foam Graco Reactor E20

Mục tiêu: Chế tạo bộ định lượng được Foam phun ra từ máy Bộ định lượng

gồm có một tủ điện giao diện màn hình cảm ứng để điều khiển tự động hóa quá trình, một cơ cấu cơ khí làm nhiệm vụ chấp hành để định lượng Foam phun ra

Phạm vi nghiên cứu: Đề tài chỉ thực hiện thiết kế bộ điều khiển và phần cơ

cấu cơ khí sao cho định lượng được Foam phun ra Mọi vấn đề liên quan đến máy Graco Reactor E20 thuộc trách nhiệm của công ty Đăng Phong

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

2.1 Phương pháp nghiên cứu

❖ Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:

- Lý thuyết điều khiển

- Phản ứng tạo Polyurethan

- Cơ học ứng dụng

- Nhiệt hóa học

❖ Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

- Thí nghiệm thời gian hóa rắn môi chất Iso và Poly môi trường trong nhà xưởng sản xuất

- Thí nghiệm độ bền kéo của dây thắng

- Thí nghiệm thời gian đáp ứng của xylanh khí

2.2 Nội dung nghiên cứu

2.2.1 Xây dựng mô hình cơ khí

a Phương án thiết kế 1

Máy hoạt động phun tạo Foarm bình thường, thực hiện thêm vào bộ điều khiển và van thủy lực on/off: ngắt Foarm phun ra sau một khoảng thời gian cài đặt trước, với nhiều khoảng thời gian ngắt có thể cài đặt Bộ điều khiển thiết kế phải hoạt động ổn định trong thời gian dài, giao diện bằng màn hình dễ sử dụng

Hình 2.1 Vị trí các phần thâm vào máy

- Không can thiệp vào phần điện của máy

- Tại vị trí số 1 lắp thêm bộ điều khiển để điều khiển tự động quá trình phun

- Tại vị trí số 2 lắp thêm 2 van thủy lực, nhiệm vụ đóng ngắt hai đường môi chất Iso

và Poly để định lượng được môi chất phun ra

Hình 2.2 Sơ đồ khối hệ thống

❖ Van thủy Lực:

Van thủy lực được chọn là van Hydromax V3068

Hình 2.3 Van Hydromax V3068