Luận văn Thiết kế hệ thống thủy lực và hệ thống điều khiển máy ép phun nhựa

Sự kiện Việt Nam gia nhập WTO đã tạo ra một động lực thúc đẩy sự phát triển của nhiều
ngành công nghiệp.Trong đó có ngành công nghiệp nhựa.Ngày nay với việc phát triển của
ngành công nghiệp nhựa trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng thì ngành chế tạo
máy ép nhựa cũng phát triển mạnh mẽ. Việt Nam vẫn được xem là nước đang phát triển do đó
hầu hết các máy ép nhựa trong nước hiện nay là được nhập từ các quốc gia khác trên thế
giới.Do đó nhu cầu phục hồi và sửa chữa máy ép nhựa là rất lớn.Nắm được nhu cầu này em
đã tìm hiểu kỹ về cấu tạo,các bộ phận chính của máy ép nhựa , qua đó cũng tìm hiểu khái quát
về ngành nhựa cũng như nguyên lý hoạt động của máy ép nhựa.
pdf 76 trang thamphan 26/12/2022 2180
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Luận văn Thiết kế hệ thống thủy lực và hệ thống điều khiển máy ép phun nhựa", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

File đính kèm:

  • pdfluan_van_thiet_ke_he_thong_thuy_luc_va_he_thong_dieu_khien_m.pdf

Nội dung text: Luận văn Thiết kế hệ thống thủy lực và hệ thống điều khiển máy ép phun nhựa

  1. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts.Phan Tấn Tùng +Giai đoạn 1: Những hạt nhựa từ thùng cung cấp sẽ rơi vào các rãnh của trục vít. Tại đây nhựa sẽ được làm nóng chảy do ma sát và do nguồn nhiệt cung cấp. Nhựa nóng chảy sẽ được đưa vào phía không gian cuối của trục vít.Đồng thời khuôn sẽ đi vào để đóng khuôn. +Giai đoạn 2: Trục vít sẽ tịnh tiến về phía trước nhờ 2 xy lanh thủy lực đẩy nhựa vào lòng khuôn. +Giai đoạn 3: Trục vít sẽ dịch chuyển theo chiều ngược lại. Đồng thời trục vít quay nhờ motor thủy lực để lấy nhựa điền đầy khoang của xy lanh và chi tiết đông đặc trong lòng khuôn. +Giai đoạn 4: Khuôn được mở ra, sản phẩm được đưa ra bên ngoài 2.2 Đặc điểm của quá trình ép phun: + Gia công vật liệu dẻo ở trạng thái chảy dẻo. + Năng suất cao , áp suất gia công cao. + Cho phép gia công những chi tiết có kích thước rất nhỏ đến những chi tiết có saddddđdsad kích thước rất lớn. + Chu kỳ sản xuất ngắn. + Có thể gia công được những chi tiết có hình dáng phức tạp do việc chế tạo khuôn ép. + Sản phẩm gia công có kích thước được xác định chính xác theo 3 chiều và được tạo hình trong khuôn kín. + Quá trình nhựa hóa và tạo hình được thực hiện trong 2 giai đoạn riêng biệt nhờ vào các bộ phận khác nhau của máy: nhựa hóa trong xy lanh nguyên liệu , tạo hình khuôn đúc. + Quá trình chỉ tiến hành sau khi làm khít 2 nữa khuôn đúc khác nhau. Với nhựa nhiệt dẻo nhiệt độ khuôn thấp hơn nhựa lỏng. + Khi vùng tạo hình của khuôn được lấp đầy thì khuôn mới chịu tác dụng lực của pistong ép gián tiếp qua nhựa lỏng. + Tiết kiệm được nguyên liệu, thời gian. + Quá trình gia công không ổn định về nhiệt độ và áp suất. Đây là một đặc điểm bất lợi và chất lượng sản phẩm chịu ảnh hưởng lớn đến đặc điểm này. SVTH: Nguyễn Vy Hùng Trang 18
  2. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts.Phan Tấn Tùng 2.3.1.1 Sử dụng các cơ cấu truyền động cơ khí: Phương án 1: Dùng cơ cấu vitsme – đai ốc:  Lược đồ cơ cấu: Hình 2.6 Cơ cấu kẹp khuôn dùng vítme- đai ốc 1. Động cơ. 2. Khớp nối. 3. Bánh răng chủ động. 4. Bánh răng bị động. 5. Tấm khuôn di động. 6. Đai ốc. 7. Vít me. 8. Ổ đỡ. 9. Tấm khuôn cố định.  Giải thích nguyên lý hoạt động : Động cơ truyền chuyển động chuyển động cho bánh răng chủ động 3 quay làm bánh răng bị động 4 quay. Làm cho vít me quay đồng thời làm cho đai ốc tịnh tiến mang theo tấm khuôn di động 5, tịnh tiến vào.  Ưu điểm : + Độ chính xác truyền động cao. +Truyền động được êm. SVTH: Nguyễn Vy Hùng Trang 20
  3. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts.Phan Tấn Tùng  Ưu điểm: + Khuôn chuyển động với vận tốc nhanh. + Số chi tiết của cơ cấu ít và tương đối dễ chế tạo.  Nhược điểm: + Lực truyền chuyển động không lớn. + Truyền động không được êm. 2.3.1.2 Dùng pistong thủy lực để kẹp khuôn : Phương án 3: Dùng pistong thủy lực để kẹp khuôn  Lược đồ cơ cấu: Hình 2.8 Cơ cấu kẹp khuôn dùng khuôn pistong thủy lực. 1. Hệ pistong – xi lanh. 2. Tấm khuôn di động. 3. Khớp trượt. 4. Thanh dẫn hướng. 5. Tấm khuôn cố định. SVTH: Nguyễn Vy Hùng Trang 22
  4. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts.Phan Tấn Tùng Phương án 5: Dùng pistong đặt nằm ngang  Lược đồ cơ cấu: Hình 2.10 Cơ cấu kẹp khuôn dùng pistong đặt nằm ngang. 1. Xy lanh kẹp khuôn. 2. Khớp loại 5. 3. Xylanh đẩy sản phẩm. 4. Thanh truyền chuyển động kẹp khuôn. 5. Khướp trượt. 6. Tấm khuôn di động. 7. Thanh dẫn hướng. 8. Tấm khuôn cố định.  Giải thích hoạt động : Lực từ pistong 1 được truyền qua cơ cấu phẳng tác động vào khuôn di động 6, làm cho khuôn trượt trên thanh dẫn hướng 7 để thực hiện đóng mở khuôn. SVTH: Nguyễn Vy Hùng Trang 24
  5. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts.Phan Tấn Tùng 1. Pistong đẩy nhựa. 2. Xy lanh. 3. Phểu cấp liệu. 4. Tấm gia nhiệt. 5. Lỗ phun. Ở phương án này nhựa phải ở trạng thái chảy dẻo trước khi được đưa vào xylanh, tại đây nhựa được gia nhiệt rồi được pistong đẩy vào khuôn. Phương pháp này không được sử dụng rộng rãi vì nhựa cấp vào xylanh phải ở trạng thái dẻo.  Ưu điểm : + Đơn giản dễ chế tạo. + Nhỏ gọn, không chiếm khoảng không gian lớn.  Nhược điểm: + Nhựa trước khi vào xi lanh phải ở trạng thái chảy dẻo. + Pistong và xylanh dễ bị mài mòn do ma sát. Phương án 2: Dùng trục vít kết hợp pistong đẩy và ép nhựa vào khuôn.  Lược đồ cơ cấu: Hình 2.12 Dùng trục vít kết hợp đẩy và ép nhựa vào khuôn SVTH: Nguyễn Vy Hùng Trang 26
  6. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts.Phan Tấn Tùng 1. Trục vít. 2. Phễu cấp liệu. 3. Tấm gia nhiệt. 4. Vòi phun. Ở phương pháp này dùng trục vít quay và tịnh tiến , nhựa được cấp vào xylanh dưới dạng hạt, sau đó nhiệt nhựa trở nên gắng quanh xylanh và nhiệt sinh ra khi trục vít quay tạo ma sát giữa nhựa , xylanh , trục vít . Nhựa tiếp tục được gia nhiệt đến khi trục vít tịnh tiến và phun nhựa vào khuôn.  Ưu điểm: + Cơ cấu gọn. + Điều khiển thể tích nhựa phun vào khuôn. + Tiết kiệm năng lượng. + không cần bảo trì thường xuyên.  Nhược điểm: Kết cấu phức tạp do trục vít vừa quay vừa tịnh tiến Đây là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay , vì cơ cấu gọn có thể điều chỉnh fđược thể tích nhựa vào khuôn. Tiết kiệm được năng lượng, không cần bảo trì thường xuyên. Chọn phương án: Ta chọn phương án 3 (dùng trục vít vừa quay vừa tịnh tiến để đẩy và ép nhựa vào khuôn). Vì so với những phương án còn lại phương án này cơ cấu có kết cấu gọn,có thể điều chỉnh được thể tích nhựa vào khuôn. Tiết kiệm được năng lượng , không cần bảo trì thường xuyên. SVTH: Nguyễn Vy Hùng Trang 28
  7. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts.Phan Tấn Tùng - Có tính linh hoạt cao hơn. Các bộ phận trong hệ thống thủy lực có thể bố trí ở nhiều vị trí dnên rất linh hoạt trong việc định vị. - Vận hành ít gây rung động. - Tốc độ và lưu lượng có thể điều khiển được trong khoảng rộng. - Hiệu suất cao do tổn thất công suất bởi ma sát rất nhỏ. - Nhờ quán tính nhỏ của bơm và động cơ thủy lực, nhờ tính chịu nén của dầu nên có thể sử ddụng vận tốc cao. - Tự động hóa đơn giản dùng các phần tử tự động hóa.  Nhược điểm: - Mất mát trong đường ống dẫn và rò rỉ bên trong các phần tử. - Khó giữ được vận tốc không đổi khi phụ tải thay đổi do tính nén được của dầu và tính đàn hồi của đường ống dẫn. - Nhiệt độ và độ nhớt thay đổi làm ảnh hưởng đến độ chính xác điều khiển. - Khả năng lập trình và tích hợp hệ thống kém nên khó khăn khi thay đổi chương trình sslàm việc. - Tính chính xác phụ thuộc vào chất lượng của dầu thủy lực, khí hậu, môi trường, - Khó khăn trong bảo trì, vấn đề chống ăn mòn, chống xuống cấp của dầu. - Gây ô nhiễm môi trường.  So với hệ thống truyền động cơ khí hệ thống truyền động thủy lực có nhiều ưu điểm: - Nhẹ hơn và nhỏ gọn hơn - Vì các vật tư thủy lực như bơm, xy lanh, motor có khả năng cung cấp công suất lớn mặc dù chúng có kích thước và trong lượng nhỏ nhờ làm việc ở áp suất cao. - Dễ điều khiển các thao tác. - Dễ dàng thay đổi tốc độ làm việc một cách êm dịu. - Trong đề tài máy ép nhựa,làm việc với lực lớn, chuyển động chậm nên cơ cấu cơ khí không phù hợp, do đó ta chọn truyền động bằng thủy lực cho máy ép nhựa. SVTH: Nguyễn Vy Hùng Trang 30
  8. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts.Phan Tấn Tùng Hình 3.2 : Xy lanh chứa nhiên liệu.  Truïc vít: * Caáu taïo: Đöôïc cheá taïo baèng theùp cöùng ñeå choáng moøn, ñöôïc xy maï traùnh baùm dính vaø giaûm ma saùt. Khe hôû cuûa vít thu heïp daàn ñeå giaûm theå tích nhôø ñoù aùp suaát keùo neùn leân phía treân cuõng taêng theo. Phía tröôùc cuûa vít coù cô caáu van moät chieàu chæ cho pheùp nguyeân lieäu ñi leân phía treân khi naïp lieäu nhöng khi bôm seõ ñoùng laïi khoâng cho nhöïa ñi veà phía sau. * Truïc vít quay ñeå laáy nguyeân lieäu nhôø motor daàu ôû phía sau xylanh thuyû löïc. * Truïc vít chuyeån ñoäng tònh tieán nhôø xylanh thuyû löïc naèm phía sau truïc vít. * Nhieäm vuï: Vöøa laøm nhieäm vuï nhöïa hoaù vöøa giöõ nhieäm vuï taïo aùp suaát ñaåy vaøo vuøng taïo hình cuûa khuoân ñuùc, ñeå thöïc hieän ñöôïc nhieäm vuï naøy, boä phaän truyeàn ñoäng cuûa boä phaän truïc vít phaûi taïo ñöôïc chuyeån ñoäng quay troøn vaø chuyeån ñoäng tinh tieán. SVTH: Nguyễn Vy Hùng Trang 32
  9. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts.Phan Tấn Tùng  Ñaàu phun: Laø boä phaän noái tieáp giöõa xylanh nguyeân lieäu,noù giöõ nhieäm vuï daãn nguyeân lieäu töø xylanh nguyeân lieäu ñeán khuoân. Caáu taïo vaø hình daïng của ñaàu phun coù aûnh höôûng roõ reät ñeán aùp suaát vaø nhieät cuûa nhöïa, ñoàng thôøi noù cuõng aûnh höôûng tôùi thôøi gian duy trì aùp suaát, nghóa laø aûnh höôûng ñeán chu kì ñuùc. Caáu taïo cuûa ñaàu phun phaûi ñaûm baûo 3 yeâu caàu sau: * Khoâng coù ñieåm döøng treân ñaàu nguyeân lieäu. * Toån thaát aùp suaát nhoû nhaát. * Coù khaû naêng aên khôùp vôùi loã phun keo treân khuoân khoâng cho nhöïa loûng trong xylanh nguyeân lieäu chaûy ra ngoaøi trong khi phun eùp ñuùc saûn phaåm. Hình 3.4 : Đầu phun nhiên liệu SVTH: Nguyễn Vy Hùng Trang 34
  10. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts.Phan Tấn Tùng + Điều khiển được chính xác + Có khả năng giữ tải tốt, tạo ra các lực khóa khuôn lớn. Nguyên lý hoạt động: Lực từ pistong 1 được truyền qua cơ cấu phẳng tác động vào khuôn di động 6 , làm cho khuôn trượt trên thanh dẫn hướng 7 để thực hiện đóng mở khuôn. Hình 3.6 Cơ cấu kẹp khuôn dùng khuôn piston thủy lực đặt nằm ngang  Cụm đẩy sản phẩm : Trong một bộ khuôn ép nhựa, việc đẩy sản phẩm là một trong những yếu tố quan trọng nhất. Nếu thiết kế không phù hợp, sau khi ép được ra sản phẩm lại không tháo sản phẩm ra được. Thông thường có 2 phương án đẩy sản phẩm chủ yếu: đẩy bằng tấm đẩy và phương phápgđẩynbằngXchốt. SÂTrong 2 phương án trên, phương án đẩy bằng chốt đẩy thường được sử dụng nhiều hơn vì SVTH: Nguyễn Vy Hùng Trang 36
  11. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts.Phan Tấn Tùng III- Cụm đẩy sản phẩm: Cụm này chuyển động tịnh tiến bằng chốt đẩy vào khoảng trống ngay giữa trọng tâm khuôn di động để lấy sản phẩm ra khỏi khuôn. 3.2.2 Quá trình ép phun: Haït nhöïa, pheá lieäu cuøng caùc phuï gia sau khi ñöôïc phoái troän ñeàu ôû thieát bò thuøng quay ñöôïc ñöa vaøo pheãu naïp lieäu. Taïi pheãu naïp lieäu, nguyeân lieäu ñöôïc saáy ñeå taùch aåm roài xuoáng truïc vít. 0 Nhieät ñoä saáy: 165 C. Thôøi gian saáy: 3h. Trong quaù trình nhöïa hoùa, döôùi taùc duïng nhieät cuûa ñieän trôû vaø nhieät noäi ma saùt, nhöïa chuyeån töø traïng thaùi raén sang traïng thaùi chaûy nhôùt. Treân truïc vít ñöôïc chia laøm 3 vuøng chính: vuøng nhaäp lieäu, vuøng nhöïa hoùa, vuøng ñònh löôïng. Vuøng nhaäp lieäu: ôû gaàn pheãu naïp lieäu, taùc duïng chuyeån nguyeân lieäu veà phía tröôùc ñoàng thôøi gia nhieät cho hoãn hôïp nguyeân lieäu. Vuøng nhöïa hoùa: ôû giöõa vít, tieáp tuïc gia nhieät vaø neùn eùp nguyeân lieäu loûng, ñöa nguyeân lieäu veà phía tröôùc. Vuøng ñònh löôïng: duøng ñeå xaùc ñònh chính xaùc khoái löôïng nguyeân lieäu caàn chuyeån vaøo khuoân. Trong caùc giai ñoaïn nhaäp lieäu, nhöïa hoùa, ñònh löôïng, truïc vít quay chuyeån khoái vaät lieäu qua caùc giai ñoaïn treân. Sau khi löôïng nhöïa ñaõ ñöôïc ñònh löôïng ñuû treân truïc vít seõ chuyeån sang quaù trình ñuùc saûn phaåm. Trong quaù trình ñuùc saûn phaåm truïc vít chuyeån ñoäng tònh tieán (döôùi taùc duïng cuûa xylanh bôm thuûy löïc) chuyeån khoái vaät lieäu ñaõ ñöôïc ñònh löôïng vaøo khuoân taïo hình. Quaù trình ñuùc saûn phaåm bao goàm caùc giai ñoaïn sau: Giai ñoaïn ñieàn ñaày. Giai ñoaïn neùn vaø duy trì löïc neùn. SVTH: Nguyễn Vy Hùng Trang 38
  12. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts.Phan Tấn Tùng ZZZZCấu tạo của bơm cánh gạt tác dụng đơn gồm có một vỏ hình trụ trong đó có rôto. Tâm của vỏ và rôto lệch nhau một khoảng là e. Trên rôto có các bản phẳng. Khi rôto quay, các bản phẳng này trượt trong các rãnh và gạt chất lỏng, nên gọi là cánh gạt. Phần không gian giới hạn bởi vỏ bơm và rôto gọi là thể tích làm việc. ZVới kết cấu bơm cánh gạt như trên, một vòng quay máy thể hiện một lần hút và một lần đẩy còn gọi là bơm tác dụng đơn. Bơm càng nhiều cánh gạt thì lưu lượng càng đều, thông thường số cánh gạt có từ 4 đến 12 cánh. Nhược điểm của bơm cánh gạt tác dụng đơn là gây lên lực hướng kính lệch (từ khoang đẩy). b - Bể dầu: Bể dầu có nhiệm vụ chính sau: - Cung cấp dầu cho hệ thống làm việc theo chu trình khép kín. - Giải tỏa nhiệt sinh ra trong quá trình bơm dầu làm việc. - Lắng đọng các chất cặn bã trong quá trình làm việc. - Tách nước. Kết cấu của bể dầu: Hình 3.9: Bể dầu SVTH: Nguyễn Vy Hùng Trang 40
  13. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts.Phan Tấn Tùng 3.11 Bộ lọc dầu Hình 3.10: Hình ảnh bộ lọc Cách lắp bộ lọc trong hệ thống: Tùy theo yêu cầu chất lượng của dầu trong hệ thống điều khiển, mà ta có thể lắp bộ lọc dầu theo các vị trí khác nhau: - Lắp bộ lọc dầu ở đường hút. - Lắp bộ lọc dầu ở đường nén. - Lắp bộ lọc dầu ở đường xả. - Hình3.11 Cách lắp bộ lọc trong hệ thống SVTH: Nguyễn Vy Hùng Trang 42
  14. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts.Phan Tấn Tùng 3.12 Hình vẽ cấu tạo của van an toàn. b- Van 1 chiều: Van này chỉ cho phép dòng lưu chất đi qua theo 1 chiều và cấm theo chiều ngược lại.jjk Hình3.13 :Van 1 chiều SVTH: Nguyễn Vy Hùng Trang 44
  15. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts.Phan Tấn Tùng Hệ thống xylanh: Xylanh gồm 2 loại : Xylanh lực và xylanh moment. Trong xylanh lực,chuyển động tương đối giữa pistongvới xylanh là chuyển động tịnh tiến ٭ :Trong kết cấu,xylanh lực chia ra làm 2 loại ٭ .Xylanh tác động đơn ە .Xylanh tác động kép ە + Xylanh tác động kép: Chất lỏng làm việc tác động một lực cần thiết khi đi cũng như khi về,tạo nên chuyển động ở cả 2 chiều khi đi cũng như khi về Hình 3.15 Xy lanh tác động kép. :Nguyên lý hoạt động ٭ Chất lỏng làm việc tác động lên cả hai phía của pittong và tạo nên chuyển động hai sdsdsdchiều. SVTH: Nguyễn Vy Hùng Trang 46
  16. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts.Phan Tấn Tùng Ñöôøng kính truïc vis mm 95 Tyû leä L/D L/D 18,8 Aùp löïc phun Mpa 130 Theå tích nhöïa phun toái ña cm3 2736 Khoái löôïng nhöïa phun toái ña g 2597 Toác ñoä phun toái ña g/s 522 Toác ñoä nhöïa hoùa g/s 83 Böôùc tònh tieán cuûa vis mm 390 Toác ñoä quay cuûa vis rpm 120 Aùp löïc cuûa heä thoáng thuûy löïc Mpa 17,5 Coâng suaát cuûa bôm KW 45 Coâng suaát nhieät KW 28 Chu kyø saáy s 5,8 Theå tích boàn chöùa daàu L 1000 Khoái löôïng maùy T 18,5 Kích thöôùc maùy (L x W x H) m 8,7 x 2,1 x 2,3 3.4.1 Tính toán chọn xy lanh: Tính toán và chọn xy lanh cho bộ phận kẹp khuôn: Dựa vào sơ đồ của cơ cấu cho bộ phận kẹp khuôn ta phân tích lực ra làm 2 phần: ở đây ta xét phần phía trên,phần dưới tương tự: SVTH: Nguyễn Vy Hùng Trang 48
  17. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts.Phan Tấn Tùng Lực tổng hợp tác động vào cần của xy lanh: F 2 F3 195( KN ) Mà ta có F= p.A Trong đó: p: áp suất trong xylanh= áp suất của hệ thống=17,5 (Mpa) A: tiết diện của xy lanh kẹp khuôn. F 195 A 11,14( m2 ) (3.2) p 17.5 Đường kính của xy lanh kẹp khuôn: 4A 4 11.14 D 0.119( m ) (3.3) Chọn theo tiêu chuẩn: D=120 (mm) Tính toán chọn xy lanh di chuyển cụm phụn nhựa: Đường kính xy lanh trục vít : D= 95(mm) D2 95 2 Diện tích của trục vít : A 7088.22( mm2 ) 4 4 Ta có áp lực phun : p= 130(Mpa) Lực tác dụng vào trục vít : F=p A=130 7088.22=921,468(KN) Áp suất của hệ thống p=17,5(Mpa) Diện tích của xy lanh di chuyển cụm phun: F 921.468 A 52,657( mm2 ) p 17.5 Đường kính của xy lanh di chuyển cụm phun: 4A 4 52.657 D 259( mm ) Chọn theo tiêu chuẩn D=250 (mm) Dựa vào đường kính vừa tìm được ta chọn xy lanh theo tiêu chuẩn chế tạo của hãng Yuken (nhật bản): Với xy lanh kẹp khuôn D=120 (mm) tra bảng ta chọn được d= 60(mm) Mã hiệu của xy lanh: D-210-MF3-120/60-450-A/10-B-1C-H-U-M-WW SVTH: Nguyễn Vy Hùng Trang 50
  18. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts.Phan Tấn Tùng Trong đó: - kb: Là hệ số tổn thất năng lượng do ma sát dầu trong đường ống. Tính toán công suất phun: 3 Thể tích nhựa phun tối đa là:Vmax= 2736 ( cm ) Khối lượng nhựa phun tối đa: m=2597(g) Tốc độ phun tối đa: v=522(g/s) Thời gian phun: m 2597 t 5( s ) max v 522 Lưu lượng phun tối đa: Vmax 2736 Qmax 547.2( ml / s ) 32.832( l / p ) (3.6) tmax 5 Công suất phun tối đa: N k P Q 1.1 17.5 106 0.5472 10 3 10,534( KW ) p b Khi trục vít lùi về nạp liệu: Thông số của trục vít: Đường kính đỉnh răng : D=95(mm) Đường kính chân răng : d=60(mm) Bước vít : pc 32( mm ) Khi quay 1 vòng trục vít vận chuyển được : 2 2 2 2 (D d ) (95 60 ) 3 v pc 32 136.35( cm ) 4 4 3 Thể tích nhựa phun tối đa là: Vmax= 2736 ( cm ) Số vòng quay cần thiết để vận chuyển lượng nhựa phun trên là: V max 2736  20(v òng) v 136.35 SVTH: Nguyễn Vy Hùng Trang 52
  19. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts.Phan Tấn Tùng Hình 3.19: Motor thủy lực TE series HY13-1590-007/US Tính toán chọn động cơ điện: Công suất tối đa của bơm trong điều kiện làm việc của hệ thống dưới áp suất p=17,5 Mpa là : 76 N k p Q 1.117.510 6 24,38( KW ) m b 60 10 3 Trong chu trình hoạt động của máy ép nhựa có 2 quá trình hoạt động đồng thời là bơm làm quay trục vít và xy lanh đưa trục vít lùi về: Công suất tối đa cần thiết cho 2 quá trình này là: SVTH: Nguyễn Vy Hùng Trang 54
  20. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts.Phan Tấn Tùng 3.4.3 Chọn valve thủy lực : Van tràn chỉnh áp suất của bơm: Van tràn được chọn là model RF/RCF-16-H-20 [6] với lưu lượng tối đa cho phép qua là 500(l/phut), áp suất làm việc tối đa là 21Mpa (Hình 3.15) được dùng để chỉnh áp suất ra của bơm đưa vào mạch điều khiển. Hình 3.21: Van tràn và sơ đồ nguyên lý van tràn [6]. Valve tiết lưu : Chọn van điều khiển lưu lượng 1 chiều model SRCT/SRCG- 03/06/10.Áp suất làm việc tối đa là 25Mpa, lưu lượng tối đa cho phép qua valve là 200(l/phut). SVTH: Nguyễn Vy Hùng Trang 56
  21. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts.Phan Tấn Tùng Qua việc tính toán chọn các phần tử thủy lực phù hợp với các số liệu đưa ra cho việc thiết kế ta lắp ráp các phần tử này lại với nhau thành một hệ thống. Sơ đồ hệ thống thủy lực của máy ép nhựa: Hình 3.24 Hệ thống thủy lực của máy ép nhựa. SVTH: Nguyễn Vy Hùng Trang 58
  22. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts.Phan Tấn Tùng Start Mở khuôn no Mở khuôn hết yes Đóng khuôn no ĐóngĐóng khuôn khuôn h hếtế t yes Cụm phun tới no cụmphun đếncuố i ht Đẩy rơi sản phẩm yes yes Bơm nhiên liệ u Mở khuôn no fdfdhết Thời gian bơm no yes Mở khuôn Cụm phun lui, làm nguội Motor thủy lực quay yes no no no CCụụmm phunphun luilui Motor quay cudsdối HT,cuối làmHT dsdd10s SVTH: Nguyễn Vy Hùng Trang 60
  23. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts.Phan Tấn Tùng thường không có tín hiệu điện thì công tắc đóng, khi có tín hiệu điện thì công tắc hở và ngắt dòng điện. Các cuộn dây đóng vai trò trung gian điều khiển các tín hiệu công tắc đóng mở của chương trình.khi có tín hiệu điện các cuộn dây sẽ chuyển thành màu đỏ trong chương trình mô phỏng.Các solenoid cũng hoạt động tương tự. Khi có tín hiệu nó sẽ chuyển thành màu đỏ trong chương trình, đồng thời khi có tín hiệu thì các solenoid sẽ điều khiển, chỉnh hướng hoạt động các valve phân phối, từ đó bộ phận chấp hành là xy lanh di chuyển theo hướng đã định trong chương trình. Mạch điều khiển điện: Hình 4.1 Mạch điều khiển điện. SVTH: Nguyễn Vy Hùng Trang 62
  24. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts.Phan Tấn Tùng CHƯƠNG 5: MÔ PHỎNG Để có một cái nhìn tổng quan về hoạt động của máy ép nhựa thì việc mô phỏng quá trình hoạt động của máy ép nhựa là thật sự cần thiết.Quá trình mô phỏng được thực hiện theo trình tự sau: Dùng phần mền automation studio để mô phỏng. Lấy các phần thủy lực trong thư viện của phần mền, như đã tính toán trong chương 3 Kết nối các phần tử thủy lực này lại thành một hệ thống hoàn chỉnh của máy ép nhựa. Đưa ra chương trình điền khiển hệ thống bằng điện và PLC. Vì máy ép nhựa có kết cấu phức tạp và cồng kềnh.Do đó trong chương trình mô phỏng này ta chỉ mô phỏng các phần tử thủy lực mà cơ cấu chấp hành là các xy lanh và motor thủy lực để thấy được trình tự hoạt động của từng cơ cấu chấp hành theo mỗi thời điểm khác nhau. 5.1 Mạch thủy lực hoạt động theo kết quả mô phỏng bằng automation studio: Hình 5.1. Mạch thủy lực của trong automation studio SVTH: Nguyễn Vy Hùng Trang 64
  25. Luận văn tốt nghiệp GVHD: Ts.Phan Tấn Tùng KẾT LUẬN: Những kết quả đạt được: Qua luận văn này ta đã tìm hiểu về ngành nhựa. Tình tình phát triển của ngành ở thời điểm hiện tại và tương lai. Tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của máy ép phun nhựa , cũng như đưa ra được cấu tạo từng cụm bộ phận của máy. Từ đó tính toán thiết kế cho hệ thống thủy lực của máy với một lực ban đầu là 5000(KN). - Hiểu rõ về cấu tạo,nguyên lý hoạt động cua máy ép nhựa. - Hiểu và thiết kế hệ thống thủy lực phục vụ cho vận hành máy. - Mô phỏng thành công hoạt động của máy bằng phần mền automation studio. Những hạn chế của luận văn: - Chưa có mô hình thực tế để kiểm chứng. - Hệ thống điều khiển chỉ thiết kế PLC. Cần tìm hiểu thêm về board mạch điện điều khiển dùng vi xử lý. - Chưa thiết kế được nút reset trong chương trình điều khiển. - Chưa thiết kế được bộ phận kiểm soát nhiệt độ. Hướng phát triển trong tương lai: - Thiết kế một bộ điều khiển hoàn chỉnh cho máy. - Hoàn thiện chương trình PLC đưa ứng dụng vào thực tế. SVTH: Nguyễn Vy Hùng Trang 66