Thiết kế máy ép phun nhựa 250 tấn

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÁY ÉP PHUN NHỰA 250 TẤN Người hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: TS DƯƠNG MỘNG HÀ NGUYỄN ĐỖ TUẤN ANH \ Đà Nẵng, 2017 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thông tin chung: Họ tên sinh viên: Nguyễn Đỗ Tuấn Anh Lớp: 12C1B Số thẻ SV: 101120216 Tên đề tài: Thiết kế máy ép phun nhựa 250 Người hướng dẫn: Dương Mộng Hà Học hàm/ học vị: TS II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp: Về tính cấp thiết, tính mới, khả ứng dụng đề tài: (điểm tối đa 2đ) ……………………………………………………………………………………… C C ……………………………………………………………………………………… Về kết giải nội dung nhiệm vụ yêu cầu đồ án: (điểm tối đa 4đ) R L ……………………………………………………………………………………… T ……………………………………………………………………………………… Về hình thức, cấu trúc, bố cục đồ án tốt nghiệp: (điểm tối đa 2đ) U D ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Đề tài có giá trị khoa học/ có báo/ giải vấn đề đặt doanh nghiệp nhà trường: (điểm tối đa 1đ) ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… III Tinh thần, thái độ làm việc sinh viên: (điểm tối đa 1đ) ……………………………………………………………………………………… IV Đánh giá: Điểm đánh giá: …… /10 (lấy đến số lẻ thập phân) Đề nghị: ☐ Được bảo vệ đồ án ☐ Bổ sung để bảo vệ ☐ Không bảo vệ Đà Nẵng, ngày tháng năm 2017 Người hướng dẫn CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHẬN XÉT PHẢN BIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I Thông tin chung: Họ tên sinh viên: Nguyễn Đỗ Tuấn Anh Lớp: 12C1C Số thẻ SV: 101120216 Tên đề tài: Thiết kế máy ép phun nhựa 250 Người phản biện: Đinh Minh Diệm Học hàm/ học vị: PGS.TS II Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp: Điểm Điểm tối đa đánh giá TT Các tiêu chí đánh giá 1a 1b 1c 2a 2b Sinh viên có phương pháp nghiên cứu phù hợp, giải đủ nhiệm vụ đồ án giao - Tính (nội dung ĐATN có phần so với ĐATN trước đây) - Đề tài có giá trị khoa học, cơng nghệ; ứng dụng thực tiễn - Kỹ giải vấn đề; hiểu, vận dụng kiến thức bản, sở, chuyên ngành vấn đề nghiên cứu - Chất lượng nội dung ĐATN (thuyết minh, vẽ, chương trình, mơ hình,…) - Có kỹ vận dụng thành thạo phần mềm ứng dụng vấn đề nghiên cứu; - Có kỹ đọc, hiểu tài liệu tiếng nước ứng dụng vấn đề nghiên cứu; - Có kỹ làm việc nhóm; Kỹ viết: - Bố cục hợp lý, lập luận rõ ràng, chặt chẽ, lời văn súc tích - Thuyết minh đồ án khơng có lỗi tả, in ấn, định dạng Tổng điểm đánh giá theo thang 100: Quy thang 10 (lấy đến số lẻ) C C R L T U D 80 15 50 15 20 15 - Các tồn tại, thiếu sót cần bổ sung, chỉnh sửa: ……………………………………… ……………………………………………………………………………………… - Câu hỏi đề nghị sinh viên trả lời buổi bảo vệ: ………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… - Đề nghị: ☐Được bảo vệ đồ án ☐Bổ sung để bảo vệ ☐Không bảo vệ Đà Nẵng, ngày tháng năm 2017 Người phản biện ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc PHIẾU CHẤM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I Thông tin chung: Họ tên sinh viên: Nguyễn Đỗ Tuấn Anh Lớp: 12C1C Tên đề tài: Thiết kế máy ép phun nhựa 250 Nhận xét, đánh giá đồ án tốt nghiệp: Điểm tối đa TT Các tiêu chí đánh giá Sản phẩm đồ án tốt nghiệp (Thuyết minh đồ án, vẽ, mơ hình, chương trình máy tính ) - Tính (nội dung ĐATN có phần so với ĐATN trước đây); 1a - Đề tài có giá trị khoa học, cơng nghệ; ứng dụng thực tiễn: - Kỹ giải vấn đề; hiểu, vận dụng kiến thức bản, sở, chuyên ngành vấn đề nghiên cứu; 1b - Chất lượng nội dung ĐATN (thuyết minh, vẽ, chương trình, mơ hình,…); - Có kỹ vận dụng thành thạo phần mềm ứng dụng vấn đề nghiên cứu; 1c - Có kỹ đọc, hiểu tài liệu tiếng nước ứng dụng vấn đề nghiên cứu; - Có kỹ làm việc nhóm; Thuyết trình đề tài: - Nội dung thuyết trình thể mục đích, phương 2a pháp, nội dung giải kết đề tài - Kỹ thuyết trình, thời gian thuyết trình; 2b - Chất lượng slides công cụ minh họa/ hỗ trợ Trả lời câu hỏi: - Vận dụng kiến thức liên quan để trả lời hoàn chỉnh câu hỏi Chủ tịch Hội đồng đề nghị trả lời khoảng thời gian quy định; - Tự tin, thể mức độ am hiểu sâu kiến thức liên quan; Tổng điểm đánh giá: theo thang 100 Quy thang 10 (lấy đến số lẻ) 50 10 C C 30 R L T U D Điểm Đánh giá 10 25 15 10 25 25 - Ý kiến khác: ………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Đà Nẵng, ngày tháng năm 2017 Họ tên & chữ ký người chấm TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế máy ép phun nhựa 250 Tấn Sinh viên thực TT Họ tên sinh viên Số thẻ Sinh viên Nguyễn Đỗ Tuấn Anh 101120216 Lớp Ngành 12C1C Chế tạo máy Cơ sở lý thuyết đề tài Nhựa vật liệu sử dụng phổ biến dần thay loại vật liệu khác như: sắt, thép, nhôm…đang dần cạn kiệt tự nhiên Để sản xuất nhựa phương pháp sử dụng rộng rãi dùng máy ép phun nhựa Phương pháp sản xuất sản phẩm C C nhựa từ đơn giản đến phức tạp với khả khí hóa tự động hóa cao Phạm vi nghiên cứu đề tài tốt nghiệp:  Cơ sở lý thuyết máy ép phun nhựa 250  Thiết kế cụm phun nhựa, cụm kẹp khuôn hệ thống thủy lực máy R L T Nội dung đề tài thực :  Số trang thuyết minh: U D  Số vẽ: 91 trang Ao Các phần tính tốn, thiết kế:  Phần lý thuyết tìm hiểu: Giới thiệu máy ép phun cấu tạo nguyên lý hoạt động Trình bày trình diễn biến động học nhựa ép yếu tố ảnh hưởng  Đã tính tốn thiết kế phần sau: Lập sơ đồ động học máy Tính tốn thơng số kỹ thuật máy Chọn động điện, phân phối tỉ số truyền, thiết kế truyền Tính tốn thiết kế cụm máy Thiết lập vẽ máy Kiểm nghiệm sức bền chi tiết đặc biệt i ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Đỗ Tuấn Anh Lớp: 12C1C Khoa: Cơ khí Tên đề tài đồ án: Thiết kế máy ép phun nhựa 250 Số thẻ sinh viên: 101120216 Ngành: Công nghệ chế tạo máy Đề tài thuộc diện: ☐Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: - Lực dùng để ép phun nhựa: 250 Nội dung phần thuyết minh tính tốn: - Giới thiệu máy ép phun cấu tạo nguyên lý hoạt động - Trình bày trình diễn biến động học nhựa ép yếu tố ảnh hưởng - Lập sơ đồ động học máy - Tính tốn thơng số kỹ thuật máy - Chọn động điện, phân phối tỉ số truyền, thiết kế truyền - Tính tốn thiết kế cụm máy - Kiểm nghiệm sức bền chi tiết đặc biệt Các vẽ đồ thị : - Bản vẽ phương án thiết kế (1A0 ) - Bản vẽ động học (1A0 ) - Bản kết cấu máy (1A0 ) - Bản vẽ cụm phun nhựa (1A0 ) - Bản vẽ cụm kẹp (1A0 ) - Bản vẽ chế tạo trục vít, buồng ép (1A0) - Bản vẽ ngun cơng chế tạo trục vít (1A0) Họ tên người hướng dẫn: - TS Dương Mộng Hà Ngày giao nhiệm vụ đồ án : 10/02/2017 Ngày hoàn thành đồ án : 15 /05 /2017 C C R L T U D Trưởng môn Đà Nẵng, Ngày…… tháng.…năm 2017 Người hướng dẫn ii LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, cách mạng khoa học kỹ thuật giới phát triển mạnh mẽ, không ngừng vươn tới đỉnh cao có thành tựu tiên tiến tự động hóa sản xuất Việc tăng suất lao động nhằm cho đời nhiều sản phẩm có hiệu kinh tế lớn mục tiêu mà tất ngành sản xuất nhắm tới Trong bối cảnh đó, ngành sản xuất khơng ngừng áp dụng thành tựu khoa học kỹ thuật vào lĩnh vực để đạt tiến Riêng cơng nghệ sản xuất sản phẩm tự nhựa giới đạt thành tựu to lớn Ở nước ta nay, nhu cầu sản phẩm từ nhựa cao gia dụng công nghiệp, đặc biệt ngành sản xuất tơ, ví dụ như: cảng trước xe, cảng sau xe, chụp bảo vệ đèn, la phông ốp trần xe, thơng gió…Nhưng máy móc thiết bị sử dụng cho ép nhựa hạn chế so với nước khu vực nói riêng giới nói chung Với mong muốn góp phần vào phát triển ngành nhựa Việt Nam, em làm đề tài “THIẾT KẾ MÁY ÉP PHUN NHỰA 250 TẤN” Đây máy có từ lâu cịn hạn chế nước ta, đề tài lớn mẽ sinh C C R L T U D viên chúng em Với điều kiện hạn chế thời gian kinh nghiệm tài liệu cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót làm đề tài, kính mong nhận góp ý bảo thầy cô để em có nhiều kinh nghiệm cho việc làm việc sau Cuối em xin cảm ơn thầy TS.Dương Mộng Hà tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đề tài Em xin chân thành cảm ơn tất thầy khoa khí tận tình dạy dỗ truyền đạt cho em kiến thức quý báu giúp em thêm vững bước cho công việc sau Xin chân thành cảm ơn Đà Nẵng, ngày… tháng … năm 2017 Sinh viên thực Nguyễn Đỗ Tuấn Anh iii LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đề tài thiết kế riêng em Các số liệu tài liệu sử dụng đồ án có nguồn gốc rõ rang, phép cơng bố có đồng ý chủ sở hữu Các kết nghiên cứu đồ án chúng em tự tìm hiểu, phân tích cách trung thực, khách quan Các kết chưa công bố nghiên cứu khác Sinh viên thực C C Nguyễn Đỗ Tuấn Anh R L T U D iv MỤC LỤC TÓM TẮT i LỜI NÓI ĐẦU ii LỜI CAM ĐOAN iv DANH SÁCH BẢNG, HÌNH VẼ viii CHƯƠNG 1: SƠ LƯỢC VỀ NHU CẦU SẢN XUẤT NHỰA VÀ MÁY ÉP PHUN NHỰA 1.1 Tổng quan công nghệ ép phun nhựa 1.1.1 Nhu cầu sản xuất nhựa 1.2 Công nghệ phun ép nhựa 1.2.1 Cơng nghệ ép phun ? 1.2.2 Khả ứng dụng hiệu kinh tế từ công nghệ ép phun nhựa 1.3 Giới thiệu máy ép phun nhựa 1.3.1 sơ đồ công nghệ 1.3.2 Các nguyên liệu thường gia công máy ép phun 1.3.2.1 Các loại nguyên liệu 1.3.2.2.Tính chất nguyên liệu CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU MÁY ÉP PHUN NHỰA 250 TẤN C C R L T U D 2.1 Cấu tạo máy ép phun quy trình vận hành máy 2.1.1 Hệ thống hỗ trợ ép phun 10 2.1.2 Hệ thống phun : 12 2.1.3 Hệ thống kẹp 15 2.1.4 Chu kỳ hoạt động máy ép phun 18 2.1.5 Giai đoạn kẹp 19 2.1.6 Giai đoạn phun 19 2.1.7 Giai đoạn làm nguội 20 2.1.8 Giai đoạn đẩy 21 2.1.9 Hệ thống khuôn 21 2.1.10 Hệ thống điều khiển 22 CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 25 3.1 Yêu cầu máy thiết kế 25 3.2 Phân tích lựa chọn phương án thiết kế máy 25 3.2.1 Phân tích lựa chọn hệ thống kẹp phương án kẹp máy 25 3.2.2 Phân tích lựa chọn hệ thống phun máy 28 v 3.3 Kết luận chọn phương án 32 Chương TÍNH TỐN THIẾT KẾ CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY 35 4.1 Các số liệu ban đầu 35 4.2 Tính tốn mối ghép vít cấy để cố định nắp xilanh vào thân xilanh kẹp khn 35 4.3 Tính tốn mối ghép vít cấy để cố định đầu phun vào ống chứa trục vít 37 4.4 Tính trục vít 39 4.5 Các q trình diễn biến trục vít thơng số động học 40 4.5.1 Vận tốc vận chuyển nhựa 40 4.5.2 Thể tích nhựa lỏng lớn có khoang trước trục vít 41 4.5.3 Lưu lượng dòng chảy trục vít 41 4.5.4 Tốc độ lưu lượng dòng chảy đầu phun 42 4.5.5 Áp suất đầu phun 42 4.5.6 Độ nhớt nhựa 45 C C 4.5.7 Vận tốc dòng chảy ngược 45 4.5.8 Áp suất phun, áp suất giữ áp suất ngược 46 4.6 Tính tốn sức bền phận máy 47 4.6.1 Kiểm tra trục vít chịu nén 47 4.6.2 Kiểm tra tính ổn định trục chịu nén 48 4.6.3 Kiểm tra độ bền trục vít chịu xoắn 50 R L T U D Chương : TÍNH TỐN CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG THỦY LỰC CỦA MÁY ÉP PHUN NHỰA 250 TẤN 51 5.1 Tính tốn thiết kế lựa chọn phần tử thủy lực cho hệ thống kẹp 51 5.1.1 Thiết kế xilanh bậc (9) 52 5.1.2 Thiết kế xilanh đẩy lõi (10) 59 5.2 Tính tốn thiết kế lựa chọn phần tử thủy lực cho hệ thống phun 61 5.2.1 Thiết kế xylanh ép 19 61 5.2.2 Xylanh mang cụm phun 68 5.3 Tính tổn thất áp suất 72 5.4 Mô tơ thủy lực 73 5.4.1 Tính mơ men mô tơ thủy lực 73 5.4.2 5.4.3 5.5 5.5.1 5.5.2 5.5.3 Tính cơng suất mơ tơ thủy lực 74 Tính lưu lượng Qb1 Qb2 74 Tính chọn thông số bơm dầu 75 Áp suất bơm cung cấp cho hành trình 75 Tính chọn cơng suất bơm dầu 76 Tính tốn cơng suất bơm 77 vi Thiết kế máy ép phun nhựa 250 Có ký hiệu Dk.73-4 Có số vịng quay trục động cơ: n =1460 (v/ph) 5.7 Tính tốn ống dẫn dầu 5.7.1 u cầu ống dẫn Để nối liền cấu điều khiển với cấu chấp hành với hệ thống biến đổi lượng người ta dùng ống dẫn, ống nối Ống dẫn dùng hệ thống dầu ép phổ biến ống đồng ống thép Ống đồng có ưu điểm dễ làm biến đổi hình dáng, đắt Vì ống dẫn có tiết diện lớn, khơng cần uốn cong nhiều người ta thường dùng ống thép, thí dụ ống dẫn chính, ống hút ống nén bơm dầu Ống dẫn cần phải đảm bảo độ bền tổn thất áp suất nhỏ Để giảm tổn thất áp suất ống dẫn phải có yêu cầu sau: - Chiều dài ống ngắn tốt C C - Tránh biến dạng tiết diện ống dẫn suốt trình làm việc - Ống dẫn có hình dáng cho hướng chuyển động dịng dầu thay đổi Nếu cần thiết đổi hướng phải thay đổi từ từ R L 5.7.2 Xác định đường kính ống dẫn Đường kính ống dẫn xác định theo công thức sau: T U D d  4,6 Q v [13] Trong đó: d - Đường kính ống dẫn Q - Lưu lượng chảy qua ống, Q = 39,06 v - Vận tốc dòng chảy ống Đối với ống hút v = (1,5 ÷ 2) chọn v=2  d h  4,6 chọn 39,06  20,33 dh = 25 (mm) (m/s) (m/s)  d n  4,6 Sinh viên: Nguyễn Đỗ Tuấn Anh (mm) (l/ph) (l/ph) (m/s) (m/s) (m/s) (mm) Đối với ống nén v = (6÷ 7) Chọn v=6 Chọn Đối với ống xả (4-34) 39,06  11 74 dn = 15 v = (0,5÷ 1,5) Hướng dẫn: TS Dương Mộng Hà (mm) (mm) (m/s) 78 Thiết kế máy ép phun nhựa 250 Chọn v = 1,5 (m/s)  d x  4,6 Chọn 39,06  23,5 1,5 , dx = 30 (mm) (mm) Xác định chiều dày ống dẫn: Để kiểm nghiệm sức bền ống ta dùng công thức sau:    10 p.d (N/m2) 2.s (4-35) Trong đó: [σ]- Ứng suất cho phép vật liệu ống dẫn Ta lấy: - Đối với ống thép: [σ] = (400 ÷ 600).105 (N/m2) - Đối với ống gang: [σ] = (150 ÷ 250).105 - Đối với ống đồng: [σ] = 250.105 p- Áp suất dầu ống, p = 284,7 s- Bề dày thành ống Đối với ống hút: d = 25 (N/m2) (N/m2) (kG/cm2) (kG/cm2) (cm) (mm) C C R L 284 ,7.25  7,1 2.500 U D  s Chọn Đối với ống nén: T sh = d = 15 s (mm) (mm) (mm) 284 ,7.15  4,2 2.500 (mm) Chọn sn = (mm) Với đường ống xả, áp suất làm việc nhỏ nên ta lấy kích thước chiều dày ơng theo ơng hút: sx = (mm) 5.8 Tính chọn van an tồn 5.8.1 Chọn loại van Van an toàn dùng để đảm bảo cho hệ thống an tồn có q tải Nó đặt ống có áp suất cao Nếu van an toàn làm việc gián đoạn gọi van chống đỡ Cịn làm việc liên tục (ln có chất lỏng qua van) gọi van tràn Cùng van tuỳ theo phối hợp hệ thống mà làm việc van tràn hay van chống đỡ Có hai loại van an toàn: - Van an toàn tác dụng trực tiếp Sinh viên: Nguyễn Đỗ Tuấn Anh Hướng dẫn: TS Dương Mộng Hà 79 Thiết kế máy ép phun nhựa 250 - Van an tồn có tác dụng tùy động Đối với hệ thống thủy lực máy thiết kế, ta chọn loại van an tồn có tác dụng tùy động Loại có ưu điểm hẳn loại van an toàn tác dụng trực tiếp chỗ: - Làm việc với áp suất cao - Không bảo vệ hệ thống tải mà ổn định áp suất làm việc hệ thống - Không gây va đập van Kết cấu van an toàn tác động tùy động hình sau: C C P1 R L P1 T Hình 5.22 Kết cấu ký hiệu van an tồn Lỗ thơng Bi Thân van (xilanh) Nắp van U D Pitton Lị xo Lỗ tiết lưu van bi Lị xo phụ Vít điều chỉnh 5.8.2 Xác định lực lị xo (8) Phương trình cân lực pittong (3) (bỏ qua ma sát)  D [13] p F 0 lx 4 Trong đó: D - Đường kính lớn pittong (3) (4-36) (mm) p - Hiệu áp buồng (a) buồng (c) (kG/cm2) p = p3 – p1 (kG/cm2) Flx4 - Lực lò xo (4) ( kG) Từ công thức ta thấy để giữ áp suất p1 ổn định lực lị xo (4) phải thay đổi ứng với giá trị lưu lượng qua tiết lưu (1) Giá trị lưu lượng qua lỗ tiết lưu Sinh viên: Nguyễn Đỗ Tuấn Anh Hướng dẫn: TS Dương Mộng Hà 80 Thiết kế máy ép phun nhựa 250 thay đổi phụ thuộc vào vận tốc cấu chấp hành tính theo cơng thức: Qtl = Qb + Qct (l/ph) Trong đó: Qb - Giá trị lưu lượng bơm Qht - Giá trị lưu lượng cần cho hệ thống (4-37) (l/ph) (l/ph) Qht = (Qhtmax ÷ Qhtmin) (l/ph) Theo yêu cầu đặt ban đầu để van an tồn ln làm việc van an tràn phải hoạt động giá trị Qht nhỏ Qtlmin = Qb - Qhtmax Theo kết tính ta có: Qb = 40,69 Qhtmax = 39,06 C C  Qtlmin = 40,69 – 39,06 = 1,63 (l/ph) = 27,2 Từ cơng thức tính lưu lượng qua lỗ tiết lưu: R L T Q tl   Atl 2g  p U D  Q  p   tl   Atl (l/ph) (l/ph) (cm3/s) (4-38)     g Trong đó:  - Hệ số lưu lượng,  = (0,6 ÷ 0,8) Chọn  = 0,65 Atl - Diện tích tiết diện chảy lỗ tiết lưu Atl=  d tl (cm3) (cm3) dtl - Đường kính lỗ tiết lưu, chọn dtl = (mm) = 0,3 (cm) (cm)  Atl = 0,071 (cm3)  - Khối lượng riêng dầu  = 9.10 4 (kG/cm )  27 ,2  9.10 4  p   =16   0,65 0,071  2.9,81 (kG/cm2) Mặt khác ta có : p = p1-p3 Sinh viên: Nguyễn Đỗ Tuấn Anh Hướng dẫn: TS Dương Mộng Hà 81 Thiết kế máy ép phun nhựa 250  p3 = p1- p Trong đó: p1- Áp suất hành trình cơng tác (kG/cm2) (kG/cm2) (kG/cm2) p1= 276,7 p3- Áp suất buồng (c)  (kG/cm2) p3 = 276,7- 16 = 260,7 Xét phương trình cân lực van bi ta có :  d12 F p lx8 Trong đó: (4-39) d1 - Đường kính tiết diện chảy van bi (6) (cm) Thường d1 = 1,3dtl Flx8 - Lực lò xo (kG/cm2) F lx8  260 ,7  (1,3.0,3) C C  31,14 (kG/cm2) R L 5.8.3 Xác định lực lò xo (4) Lực lò xo phải xác định cho áp suất p1>284,7 (kG/cm2) lò xo (4) phải ép lại van piston (3) dịch chuyển lên để xả dầu bể Phương trình cân lực: T U D Flx  C.xo  p. D [13] (4-40) Trong đó: C - Độ cứng lò xo (4) (kG/cm) xo - Độ biến dạng ban đầu lò xo (4) ( cm) D - Đường kính lớn piston (3), (cm) Chọn D = (cm) Phương trình cho thấy: Diện tích tác dụng piston (3) ∆p khơng xét đến ảnh hưởng đường kính lỗ tiết lưu (1) Vì đường kính lỗ tiết lưu bé nên ta bỏ qua  Vậy lực lị xo (4): Flx  16. 32 113 Flx4 = 113 (kG) (kG) 5.8.4 Tính áp suất cần thiết để mở van Độ mở piston (3) phải đảm bảo cho lưu lượng dầu cung cấp cho hệ thống phải bể dầu tải Áp dụng cơng thức tính lưu lượng torricelli ta có: Sinh viên: Nguyễn Đỗ Tuấn Anh Hướng dẫn: TS Dương Mộng Hà 82 Thiết kế máy ép phun nhựa 250 2.g Qm ax   d hm ax   p1  p2  [13] Trong đó: Qmax- Lưu lượng lớn cần cho hệ thống, (4-41) (cm3/s) Qmax = 39,06 (l/ph) = 651 D - Đường kính cần piston (3) (cm3/s) (cm) Chọn d = 1,5 hmax - Độ mở lớn piston (3) p1 - Áp suất cửa vào (a), (cm) (mm) (kG/cm2) (kG/cm2) p1 = pb = 284,7 γ - Khối lượng riêng dầu, (kG/cm3) γ = 9.10-4 (kG/cm3) p2 - Áp suất cửa (kG/cm2) p2 = (kG/cm2) Từ công thức ta suy độ mở lớn van (h max ) ứng với lưu lượng lớn Qmax: C C R L T Qm ax hm ax  . d U D 2.g  651  0,65  1,5 p1 2.9,81 284 ,7 9.10   0,1 (cm)  (mm) Phương trình cân piston (3) đạt độ mở hmax: xo  x  hmax .C   D pmax Trong đó: xo - Độ biến dạng lị xo vị trí ban đầu; xo= 0,2 x - Độ đóng piston (3) vị trí chưa làm việc x = 0,2 (4-42) (cm) (cm) (cm) (cm) pmax = p1max – p3 = 276,7 – 260,7 = 16  C  D p m ax  (kG/cm2)  32.16 4.xo  x  hm ax  4.0,2  0,2  0,1  227 (kG/cm) Như áp suất cần thiết để mở van : Sinh viên: Nguyễn Đỗ Tuấn Anh Hướng dẫn: TS Dương Mộng Hà 83 Thiết kế máy ép phun nhựa 250 p1min = (x0+ ho).C (4-43) p1  p  p3  ho  x .C = 0,2  0,2.227  p3  D  260 ,7  32 = 273,54 (kG/cm2 ) Vậy áp suất hệ thống đạt đến p1min= 273,54 (kG/cm2 ) piston (3) van an tồn làm việc, cịn bình thường áp suất nhỏ 124,7 (kG/cm2 ) lượng dầu thừa hệ thống qua lổ thông (1) qua van bi bể dầu Qua tính tốn ta thấy đặc tính quan trọng van tràn thay đổi áp suất điều chỉnh p1 lưu lượng qua van tràn thay đổi Van làm việc tốt thay đổi áp suất bé lưu lượng thay đổi suốt giá trị lưu lượng từ (Qmin ÷Qmax) C C 5.9 Lựa chọn van phân phối Van phân phối loại cấu điều khiển dùng đóng mở ống dẫn để khởi R L động cấu biến đổi lượng, dùng để đảo chiều chuyển động xylanh truyền lực hay động dầu cách thay đổi hướng chuyển động dầu ép Van phân phối có nhiều dạng khác nhau, dựa vào đặc điểm chung T U D số vị trí số cửa để phân biệt chúng với Đối với máy thiết kế ta chọn van phân phối van 4/3 van 4/2 Số vị trí: số chỗ định vị van Số cửa: số lỗ dầu vào Ký hiệu: Hình 5.23 Ký hiệu van phân phối 5.10 Chọn lọc dầu cho hệ thống Với hệ thống máy thiết kế đòi hỏi độ dầu phải cao để tăng tuổi thọ phần tử thủy lực giảm chi phí q trình sử dụng máy.Vì ta chọn hai loại lọc dầu: - Lọc thô đặt đường ống hút bơm dầu - Lọc tinh đặt đường ống đẩy bơm dầu Sinh viên: Nguyễn Đỗ Tuấn Anh Hướng dẫn: TS Dương Mộng Hà 84 Thiết kế máy ép phun nhựa 250 5.10.1 Chọn lọc thô Lọc thô đặt đường hút bơm, thông thường ta dùng lọc lưới đơn giản Cấu tạo lọc lưới sau: C C Hình 5.24 Kết cấu lọc lưới Lưới lọc đồng Lỗ ông hút Khung cứng Ống hút R L T Các thông số lọc lưới: - Tổn thất áp suất: Thường lấy p = (0,3 ÷0,5) bar ≈ (0,3÷0,5).105 U D (N/mm2) trường hợp đặc biệt lấy: p = (1 ÷2) 105 - Kích thước mắt lưới : 0,1x 0,1 - Số lỗ mắt lưới: (3100 ÷ 17000)/cm2 Chọn số lỗ mắt lưới 17000 lỗ/ cm2 (N/mm2) (mm2) 5.10.2 Chọn lọc tinh Lọc tinh đặt đường đẩy bơm nên gọi lọc cao áp Quá trình tinh lọc chủ yếu thực nhờ lỗ xốp vật liệu lọc Các phần tử lọc loại thường chế tạo từ vật liệu xơ, xốp, hạt bột, giấy, gốm - kim loại Ở ta chọn lọc tinh có phần tử lọc vật liệu gốm - kim loại Kết cấu lọc tinh hình sau: Sinh viên: Nguyễn Đỗ Tuấn Anh Hướng dẫn: TS Dương Mộng Hà 85 Thiết kế máy ép phun nhựa 250 C C R L T U D Hình 5.25 Sơ đồ kết cấu lọc tinh Cửa vào Vít tháo cặn dầu bẩn Phần tử lọc Cửa Dầu từ bơm chảy vào lọc cửa vào (1), nhờ lỗ xốp phần tử lọc (2), hạt chất bẩn giữ lại, dầu tiếp tục đến cửa (4) cung cấp vào hệ thống Sau thời gian, tháo vít để đưa chất bẩn Sinh viên: Nguyễn Đỗ Tuấn Anh Hướng dẫn: TS Dương Mộng Hà 86 Thiết kế máy ép phun nhựa 250 CHƯƠNG : KIỂM TRA SỬA CHỮA VÀ BẢO HÀNH MÁY Sau hoàn thành cài đặt, hệ thống đường ống, dây điện, dầu thủy lực, dầu bơi trơn, xác nhận khơng có rị rỉ dầu công cụ sử dụng cài đặt, lắp ráp khơng cịn lại máy Sau tiến hành kiểm tra để chuẩn bị cho hoạt động 6.1 Kiểm tra hoạt động máy bơm - Xác nhận thùng dầu đổ đầy dầu thủy lực "tắt" tất thiết bị chuyển mạch bảng điều khiển tất hoạt động thiết bị chuyển mạch - Trong nhích động máy bơm, xác nhận hướng quay phù hợp với hướng mũi tên đánh dấu máy C C 6.2 Kiểm tra hệ thống nhiệt - Kiểm tra xem dây nối hay chưa - Các băng nhiệt phải lắp xác thành ống - Điều chỉnh nhiệt độ phù hợp với loại nhựa ép máy loại sản phẩm tạo thành - Chú ý khơng để nhiệt độ cao q mức, gây cháy nhựa Nhiệt độ R L T U D thấp không đủ chảy dẻo nhựa 6.3 Kiểm ta khóa an tồn - Máy ép phun trang bị khóa an tồn để bảo vệ người sử dụng, nên cần phải kiểm tra khả hoạt động trước vân hành máy - Trước hoạt động gắn khuôn, xác nhận thiết bị an tồn hoạt động 6.4 Quy trình vận hành máy a) Kiểm tra ,chuẩn bị trước vận hành : - Kiểm tra nước làm nguội dầu, hệ thống làm mát - Kiểm tra bắt chặt vít bắt khn, kiểm tra cửa bảo vệ, cửa an toàn máy - Kiểm tra phễu cấp nhiên liệu, đặt ngăn dị vật nam châm miệng phễu - Chuẩn bị nguyên liệu loại để sản xuất - Chuẩn bị dụng cụ làm việc : dao, kéo ,bao đựng…… - Đóng cầu dao b) Chế độ thao tác : Máy chạy với tất chế độ tay, bán tự động, tự động tùy thuộc sản phẩm mà chọn chế độ cho thích hợp Đặt lượng nhựa máy tùy thuộc vào Sinh viên: Nguyễn Đỗ Tuấn Anh Hướng dẫn: TS Dương Mộng Hà 87 Thiết kế máy ép phun nhựa 250 trọng lượng sản phẩm khuôn Với sản phẩm có kết cấu phức tạp, phải xem xét sản phẩm trước tiến hành đặt nhựa cho không bị thiếu làm hư hỏng khuôn, điều áp lực chống lùi cho phù hợp để sản phẩm ổn định c) Chế độ vận hành : - Đặt chế độ nhiệt băng nhiệt - Đặt chế độ phun, áp suất phun lực giữ khuôn hình, điều chỉnh áp suất phun, tốc độ phun thời gian phun A F C C P R L T U D Hình 6.1 Mối quan hệ áp suất phun lực kẹp Lực giữ khuôn phải đủ để chống lại áp suất phun nên đặt lực giữ khuôn phải thỏa mãn điều kiện sau: F P.A Trong đó: F – Lực giũa khn – Hệ số an toàn, (6-1) (N) = 1,1 1,6 – Áp suất phun (N/m2) – Diện tích hình chiếu khn lên mặt phẳng vng góc với tâm lỗ vịi phun (m ) - Đặt chế độ nhựa hóa, áp suất lùi, thời gian định hình sản phẩm hình Tùy thuộc vào khn mẫu, sản phẩm vào điều kiện làm lạnh đặt thời gian cho phù hợp - Đặt chế độ đóng mở khn, áp lực bảo vệ, khí hỗ trợ đẩy sản phẩm, chế độ lấy sản phẩm có ren (nếu có ) hình - Sau thực nghiêm ngặt qui trình kỹ thuật chuẩn bị, kiểm tra đủ nhiệt độ tiến hành cho máy chạy Sinh viên: Nguyễn Đỗ Tuấn Anh Hướng dẫn: TS Dương Mộng Hà 88 Thiết kế máy ép phun nhựa 250 d) Khởi động máy : - Đóng cầu dao, máy sẵn sàng cho chế độ hoạt động - Bật bơm - Kiểm tra đủ nhiệt gia cơng tiến hành phun nhựa phun ngồi để kiểm tra chất lượng Khi phun nhựa hóa tốt tiến hành điều chỉnh lượng nhựa để chuẩn bị phun vào khn - Đóng cửa an tồn, đóng khn, tiến cụm phun đến tì sát khn - Phun nhựa vào khn - Cho vít xoắn quay, quay hành trình ngược lại ngừng quay hết hành trình nhựa hóa - Mở khn, mở rơi sản phẩm khỏi khuôn - Khi máy vận hành ổn định chuyển sang chế độ bán tự động tự động e) Chế độ bán tự động : - Các thao tác máy phải thực cửa an toàn máy vị trí đóng, C C nhấn phím điều khiển máy trở chế độ bán tự động - Máy tự động thao tác lại, người vận hành việc lấy sản phẩm - Đặt thời gian an tồn khn, thời gian tiến cụm phun, thời gian phun, thời gian lùi cụm phun, thời gian định hình sản phẩm, hành trình đội sản phẩm R L T f) Chế độ tự động : Nhấn phím điều khiển chế độ tự động, thao tác tự động cửa an tồn ln U D ln đóng thực sản phẩm rơi Các chế độ đặt máy chế độ bán tự động đặt thêm thời gian tái lập chu kỳ bảng điều khiển g) Dừng máy: - Bấm phím tắt bơm, tắt nhiệt - Ngừng cấp nhiên liệu cho máy - Chuyển chế độ chạy sang chế độ tay - Chuyển tốc độ đóng khn, tốc độ phun giá trị - Mở khuôn Chú ý : Ngừng máy ca trở lên trước đóng khn phải dùng giẻ lau dầu vương - Đóng khn Lùi cụm phun phía sau, phun hết nhựa khỏi xilanh Tắt hình Tắt cầu dao Khóa van nước làm mát dầu, khn cổ xilanh Vệ sinh đầu khuôn Sinh viên: Nguyễn Đỗ Tuấn Anh Hướng dẫn: TS Dương Mộng Hà 89 Thiết kế máy ép phun nhựa 250 6.5 An toàn sử dụng vận hành máy ép phun - Khi làm việc thấy khn vào khơng bình thường , q chặt, có tiếng kêu lạ khơng thao tác phải dừng máy - Khi máy vận hành, khơng thao tác phía sau máy, làm động tác - mặt máy, không trèo leo lên máy chui vào gầm máy, không để tay cụm phun - Khi phun nhựa ngồi khơng đứng gần cụm phun - Khi hành trình mở khn kết thúc mở cửa an toàn để lấy sản phẩm - Khi cần sửa chữa phải cắt điện cầu dao treo biển cấm đóng điện - Kiểm tra thường xuyên nơi sản xuất vệ sinh C C R L T U D Sinh viên: Nguyễn Đỗ Tuấn Anh Hướng dẫn: TS Dương Mộng Hà 90 Thiết kế máy ép phun nhựa 250 KẾT LUẬN Qua tháng thực đề tài với hướng dẫn tận tình thầy giáo Dương Mộng Hà, đề tài “THIẾT KẾ MÁY ÉP PHUN NHỰA 250 TẤN” em trình bày vấn đề sau: Giới thiệu máy ép phun cấu tạo nguyên lý hoạt động Trình bày trình diễn biến động học nhựa ép yếu tố ảnh hưởng Tính tốn thiết kế cụm máy - Thiết lập vẽ máy Kiểm nghiệm sức bền chi tiết đặc biệt Phương pháp ép phun nhựa phương pháp sản xuất nhựa đại, sản xuất sản phẩm từ đơn giản đến phức tạp Q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước cần có phát triển ngành cơng nghiệp nhựa Vì đề tài em mong muốn góp phần tài liệu tham khảo thêm Sau thời gian thực nghiêm túc với hướng dẫn tận tình thầy giáo hướng dẫn, đến đồ án hoàn thành Với khả thời gian có hạn C C R L T U D phương tiện nghiên cứu không đầy đủ, nên khơng tránh khỏi thiếu sót Vì vất mong góp ý q thầy bạn để đề tài hoàn thiện Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Dương Mộng Hà thầy cô giáo khoa giúp đỡ em thời gian qua Sinh viên thực Nguyễn Đỗ Tuấn Anh Sinh viên: Nguyễn Đỗ Tuấn Anh Hướng dẫn: TS Dương Mộng Hà 91 Thiết kế máy ép phun nhựa 250 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TRONG NƯỚC [1] Nguyễn Ngọc Cẩn, Truyền động dầu ép máy cắt kim loại, Đại học Bách khoa Hà nôi, 1974 [2] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lâm, Chi tiết máy –Tập 1,2, Nhà xuất giáo dục, 1999 [3] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lâm, Thiết kế chi tiêt máy, Nhà xuất giáo dục, 2001 [4] Châu Mạnh Lực, Lưu Đức Bình, Kỹ thuật đo, Đà Nẵng, 2008 [5] Phan Kỳ Phùng, Thái Hoàng Phong, Sức bền vật liệu –Tập1,2, Nhà xuất khoa C C học kỹ thuật Hà nội, 2006 [6] Trần Hữu Quế, Vẽ kỹ thuật khí, Tập1,2, Nhà xuất giáo dục, 2001 [7] Ninh Đức Tốn, Dung sai lắp ghép, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, 1999 [8] Trần Xuân Tùy, Trần Ngọc Hải, Hệ thống truyền động thủy lực khí nén, Đà Nẵng, 2009 R L T U D [9] Tài liệu lưu hành nội công ty TNHH MVT sản xuất linh liện nhựa Chu LaiTrường Hải TÀI LIỆU NƯỚC NGOÀI [1] Dominick V Rosato, Donald V Rosato and Marlene G Rosato, Injection molding handbook, 2000 [2] Douglas M Bryce, Plastic Injection Molding manufacturing process fundamentals, 1999 [3] Friedrich Johannaber, Injection molding machines-a user's guide, 2007 [4] Michael R Cappellerri, Plastics product design and process engineering, 1995 Sinh viên: Nguyễn Đỗ Tuấn Anh Hướng dẫn: TS Dương Mộng Hà 92 ... Mộng Hà Thiết kế máy ép phun nhựa 250 .Hình 1.1 Máy ép phun nhựa M-850 T C C R L T U D Hình 1.2 Máy ép phun nhựa 400T 1.2 Cơng nghệ phun ép nhựa 1.2.1 Cơng nghệ ép phun ? Cơng nghệ ép phun q trình... Anh Hướng dẫn: TS Dương Mộng Hà Thiết kế máy ép phun nhựa 250 CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU MÁY ÉP PHUN NHỰA 250 TẤN 2.1 Cấu tạo máy ép phun quy trình vận hành máy Máy ép phun thực chu trình (khơng liện... xuất nhựa phương pháp sử dụng rộng rãi dùng máy ép phun nhựa, thị trường có nhiều loại máy ép phun đại phục vụ cho cơng nghệ ép phun nhựa, ví dụ như: Máy ép phun M-850T (hình 1.1), Máy ép phun