Nghiên cứu và ứng dụng PLC OMROM trong điều khiển các băng tải

Nghiên cứu và ứng dụng PLC OMROM trong điều khiển các băng tải

CHƯƠNG 1.

TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY GẠCH

MEN COSEVCO.

I.GIỚI THIỆU TÓM TẮT VỀ CÔNG TY:

I.1:Giới thiệu về công ty COSEVCO:

Công ty gạch men Cosevco là một doanh nghiệp Nhà nước thuộc Tổng công ty xây dựng Miền Trung - Bộ Xây Dựng.Công ty được thành lập năm 1981 với tên gọi ban đầu là :NHÀ MÁY CƠ KHÍ XÂY DỰNG, thuộc công ty xây

dựng số 7 nay là Tổng công ty Xây dựng Miền Trung với chức năng nhiệm vụ đại tu xe máy thi công, phục vụ cho việc thi công các công trình xây dựng thuộc công ty xây

dựng số 7 và khu vực miền Trung

Năm 1996, nắm bắt nhu cầu thị trường vật liệu xâydựng, Công ty xây dựng số 7 đã mạnh dạn đầu tư chonhà máy 60 tỷ đồng để lắp đặt dây chuyền sản xuấtgạch ốp lát ceramic có công suất 1.000.000 m2/năm vớithiết bị công nghệ tiên tiến của hãng SACMI-ITALIA Sau 10tháng thi công và lắp đặt, ngày 10/10/1996 dây chuyền sảnxuất gạch ốp lát ceramic chính thức đi vào hoạt động.Sản lượng sản phẩm luôn đạt được công suất thiết kế.Giai đoạn này nhà máy cơ khí xây dựng được đổi tênthành Nhà máy gạch ốp lát ceramic Đà Nẵng Sản phẩmgạch men của công ty được sự tín nhiệm của khách hàngnhiều lúc cung không đủ cầu nên đến năm 1999 công ty đầu

tư thêm một dây chuyền sản xuất gạch ốp lát số 2 vớithiết bị cũng của hãng SACMI-ITALIA nhằm đa dạng hoá sảnphẩm nâng tổng công suất lên 2.000.000 m2/năm Sau 4tháng thi công lắp đặt thiết bị, dây chuyền gạch men số 2đã đi vào hoạt động sản xuất ổn định

Tháng 10/1999 Nhà máy đổi tên là Công ty gạch menCOSEVCO được thành lập theo quyết định 1413/QĐ-BXD củaBộ trưởng Bộ Xây dựng trên cơ sở sắp xếp lại 2 đơn vị:

-Nhà máy gạch ốp lát ceramic Đà Nẵng

-Nhà máy xi măng COSEVCO

Công ty thuộc tổng công ty xây dựng Miền Trung chuyên sản xuất và kinh doanh các mặt hàng vật liệu xây dựng

I.2.Mục tiêu của công ty:

Mục tiêu bao trùm hoạt động sản xuất kinh doanh củacông ty là góp phần vào công cuộc công nghiệp hoá, hiệnđại hoá đất nước, nâng cao chất lượng sản phẩm cungcấp cho các công trình công nghiệp và dân dụng, phấn đấuhạ thấp chi phí sản xuất, tăng năng suất lao động, tăngdoanh thu và bảo toàn tốt vốn doanh nghiệp, củng cố duytrì vị thế của công ty trên thị trường, ổn định sản xuất,thực hiện tốt các hoạt động vì mục đích từ thiện xãhội

I.3.Các nhiệm vụ cơ bản:

- Sản xuất kinh doanh phải theo đúng ngành nghề đãđăng ký

- Đảm bảo tăng trưởng bền vững, bảo tồn và pháttriển nguồn vốn

- Thực hiện đầy đủ các nghĩa vụ đối với Nhànước

- Thực hiện các chế độ phân phối theo lao độngmột cách công bằng hợp lí, đảm bảo đời sốngcho người lao động

- Có trách nhiệm bảo vệ môi trường, giữ vững anninh chính trị xã hội

I.4.Quyền hạn của công ty:

Là một doanh nghiệp Nhà nước hoạch toán độc lập,mọi hoạt động sản xuất kinh doanh không bị trói buộc bởikế hoạch cứng nhắc của cấp trên, tính năng động đượcphát huy cao độ, công ty có quyền lựa chọn phươnghướng hoạt động sản xuất kinh doanh của mình theo đúngpháp luật, đúng chức năng nhiệm vụ đã được đăng ký.Công ty có quyền chủ động tìm kiếm khách hàng, tuyểndụng và ký kết các hợp đồng lao động, chủ động bố tríhợp lý hoá sản xuất, có quyền huy động và khai thácnguồn vốn huy động sao cho có hiệu quả Sự chuyển đổihoạt động theo cơ chế thị trường làm cho công ty trở nênnăng động và hoạt động có hiệu quả hơn so với trướckia.Việc mở rộng quyền tự chủ cho công ty làm cho năngsuất lao động không ngừng tăng lên, đời sống cán bộ côngnhân viên trong công ty được cải thiện

+ Công tác bảo vệ quân sự.

+ Tài chính kế toán

+ Chịu trách nhiệm về hoạt động sản xuất của nhàmáy trước công ty

- Phó giám đốc:

+ Giúp việc cho giám đốc trong công tác điều hànhquản lý sản xuất

+ Thực hiện các chức năng nhiệm vụ khác khi đượcgiám đốc uỷ quyền

- Phòng tổ chức hành chính :

Phòng kỹ thuật công nghệ sản xuất

Phòng kế hoạch vật tư

Tổ

liệu_é

p

Tổ men màu Tổ lò nung lựa Tổ

chọn

Tổ

cơ điện

+ Xây dựng mô hình tổ chức, sắp xếp cơ cấu bộmáy quản lý và bố trí cán bộ công nhân viên nhà máyhoạt động có hiệu quả.

+Xây dựng phương án chia lương, chia thưởng hằngnăm cho cán bộ công nhân viên

+Lập kế hoạch và thực hiện mua sắm, quản lý vàkiểm tra thiết bị văn phòng, lập kế hoạch trang bị cácphương tiện cá nhân và bảo hộ lao động

+Thực hiện công tác hành chính văn thư, lưu trữ,bảo mật, quản lý công văn đi và đến

+Tổ chức việc thực hiện công tác đào tạo, đàotạo lại tay nghề và thi nâng bậc cho cán bộ công nhân viênnhà máy đúng kỳ hạn

+ Thực hiện công tác tuyển dụng theo phân cấp củacông ty

- Phòng kế toán:

+Tổ chức hệ thống quản lý, kế toán thống kê theo

đúng pháp lệnh của Nhà nước và quy chế tài chính củacông ty

+ Phân tích, phản ánh kịp thời và trung thực về sốliệu kế toán trong quá trình hoạt động sản xuất của xínghiệp

+ Lập kế hoạch tài chính quản lý chặt chẽ trongviệc sử dụng tiền vốn của xí nghiệp đúng quy định Nhànước

+ Chịu trách nhiệm về quản lý tài chính của xínghiệp trước giám đốc và pháp luật

+Quản lý các kho nhiên liệu, vật tư phụ tùng, điềuphối hoạt động các kho

+ Thống kê việc thực hiện định mức tiêu hao nguyênnhiên vật liệu, đề xuất các biện pháp giảm chi phí tiêuhao, hạ giá thành sản phẩm

+Báo cáo số liệu định kì trong tháng, quý về hoạtđộng sản xuất của nhà máy cho giám đốc nhà máy cơquan quản lý cấp trên

+Quản lý và điều hành trực tiếp các hoạt độngcủa tổ xe và tổ phục vụ sản xuất

-Phòng kỹ thuật sản xuất:

+Lập hồ sơ kỹ thuật, theo dõi hoạt động từng thiết

bị, máy móc trong nhà máy

+Nâng cao công tác cải tiến kỹ thuật, tăng hiệu quảsử dụng thiết bị trong dây chuyền

+Cập nhật và áp dụng các tiến bộ kỹ thuật vàothực tế sản xuất của nhà máy

+Nghiệm thu kỹ thuật các hạng mục sửa chữa giacông và các thiết bị vật tư mua ngoài

+Tổ chức sản xuất và công tác an toàn lao động :

-Tổ lựa chọn:

+ Nhiệm vụ:

+ Kiểm tra giám sát quá trình phân loại đóng gói sảnphẩm, phát hiện kịp thời mọi sự không phù hợp làm ảnhhưởng tới chất lượng sản phẩm

+Lập hồ sơ chứng nhận chất lượng lô hàng

+Phối hợp với các phòng ban chức năng của nhà máyvà công ty để xử lý các vấn đề liên quan đến chất lượngsản phẩm

-Các tổ sản xuất và tổ phục vụ: Thực hiện công

tác sản xuất theo đúng hướng dẫn vận hành và đúngnhiệm vụ được cán bộ quản lý trực tiếp và lãnh đạonhà máy giao

CHƯƠNG 2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN

XUẤT GẠCH MEN.

Nhìn chung dây chuyền công nghệ sản xuất gạch ceramic của nhà máy gồm những khâu sau :

I KHÂU CHUẨN BỊ NGUYÊN LIỆU

Thành phần nguyên liệu chính để sản xuất gạch ceramic gồm đất sét, cát, cao lanh, trường thạch, men, màu, v.v Các nguyên liệu này được vận chuyển về kho của nhà máy theo đường ô tô Tại đây chúng được xử lý sơ bộ trước khi đưa vào máy nghiền.

I.1 Nạp nguyên liệu cho máy nghiền :

Nạp nguyên liệu cho các máy nghiền được thựchiện bằng một hệ thống băng tải silô Song trước tiên cầnxác định khối lượng các thành phần nguyên liệu để tạonên sản phẩm Điều này được thực hiện bằng cân 20.000

kg đo bằng kim chỉ thị.Trạm cân có 4 cảm biến trọnglượng ,thực hiện việc truyền tín hiệu về cho monitor đểhiển thị số lượng nguyên liệu được cân.Cân này gồmmột silô chứa nguyên liệu, một đĩa số, một kim chỉ thị,sáu kim cài báo và sáu đèn màn khác nhau tương ứng với

sáu kim cài báo Nguyên tắc làm việc của cân là tùy theo

thành phần nguyên liệu mà ta cài đặt các kim ứng vớikhối lượng cần thiết Từng thành phần nguyên liệuđược đưa vào cân bằng xe xúc bánh lốp Khi khối lượngnguyên liệu đưa vào silô của cân làm cho kim chỉ thị trùngkhít với kim cài đặt làm cho đèn sáng lên báo hiệu thànhphần nguyên liệu này đã đủ và tiếp tục đưa vào cân cácthành phần nguyên liệu khác

Hệ thống băng tải cấp nguyên liệu cho máy nghiền(băng tải liệu thô) gồm :

+ Băng tải liệu 1 : Băng tải nằm dưới silô cân được đỡ

bằng 3 nhóm con lăn và 2 trục ru lô

+ Băng tải liệu 2: Băng tải dọc được đỡ bằng 3 nhómcon lăn 2 trục Băng tải này sẽ đưa nguyên liệu lên độ caobằng miệng máy nghiền.

+ Băng tải liệu 3: Băng tải ngang đưa nguyên liệu vào

trạm nghiền Nó cũng được đỡ bằng 3 nhóm con lăn và 2trục ru lô

+ Băng tải liệu 4: Băng tải này có thể đảo chiều và cấp

nguyên liệu cho một trong hai máy nghiền Nó cũng đượcđỡ bằng 3 nhóm con lăn

Điều khiển hoạt động của hệ thống băng tải nàyđược thực hiện tại tủ điều khiển CB006 Hệ thống băngtải có thể được điều khiển theo một trong hai chế độ:Bằng tay (MAN) hoặc tự động (AUTO) Trong chế độ tựđộng có thể điều khiển trực tiếp trên panel điều khiểnhoặc có thể điều khiển từ xa trên sàn thao tác điều khiểntủ máy nghiền Điều này tùy thuộc vào việc chọn côngtắc Local hay Remote

Quá trình khởi động các động cơ truyền động cho cácbăng tải được thực hiện theo nguyên tắc: Động cơ cuốibăng tải được khởi động trước (theo chiều chuyển độngcủa băng tải) và dần về đầu hệ thống băng tải Quá trìnhdừng băng tải được thực hiện theo nguyên tắc ngượclại, nghĩa là động cơ đầu hệ thống được dừng trước vàdần về cuối hệ thống băng tải Ngoài ra, để đảm bảo antoàn cho công nhân vận hành, tín hiệu báo động bằng còisẽ được thực hiện khi khởi động hệ thống băng tải

I.2 Máy nghiền:

Lô nghiền sau khi cấp đủ nguyên liệu nghiền ,các tìn hiệu bảo vệ đã hoạt động ,thì động cơ truyền động cho

lô nghiền sẽ hoạt động và lô ghiềnSẽ thực hiện công việc nghiền theo thời gian đã định sẵn nhằm đạt được độ mịn cần thiết Máy nghiền được sử dụng là loại máy nghiền bi Truyền động cho hủ nghiền được thực hiện bằng một động cơ không đồng bộ ba pha có công suất rất lớn 95KW Với giá trị công suất lớn này khi khởi động thì giá trị dòng điện mở máy của động cơ rất lớn Để giảm giá trị dòng điện mở máy của động cơ, ngoài việc sử dụng phương pháp khởi động Y/ còn dùng một động cơ có công suất nhỏ (động cơ lai) khởi động trước và quay trục động cơ chính nhằm giảm bớt mô men cản của động cơ này

Sau khi cấp đủí các thành phần nguyên liệu, các chấtphụ gia và một lượng nước cần thiết thì quá trìnhnghiền ướt được thực hiện Thời gian nghiền ướt khoảng

9-10 giờ để đạt được độ mịn cần thiết Thời gian nàyđược cài đặt trong thiết bị điện tử có màn hình chỉ thịsố Máy nghiền sẽ tự động dừng lại khi đã làm việc

xong khoảng thời gian này Ngoài ra, máy nghiền còn có một hệ thống sensor giám sát để định vị trí dừng cho

đúng vị trí của nắp hủ lớn để tiếp tục nạp nguyên liệuvà vị trí nắp hủ nhỏ để tháo nguyên liệu sau khi đã nghiềnxong Nắp hủ lớn còn là nơi lấy mẫu thử

I.3 Hầm khuấy và các máy sàn rung :

Liệu sau khi nghiền đạt được độ mịn cần thiết sẽđược đưa vào hầm khuấy Tại đây nó được khuấy liêntục bằng các cánh khuấy nhằm không cho liệu bị lắngđọng bùn đồng thời làm tơi liệu Sau đó liệu được bơm lênsàn rung bằng máy bơm màn sử dụng khí nén có áp suất2,5 bar Lưới sàn rung có hai cỡ là 900 lỗ/cm2 và 1400lỗ/cm2 để lọc lấy hạt mịn đưa vào hầm chứa Tại đâyliệu tiếp xúc được khuấy cho đến khi được đưa lên sấyphun

Sàn rung và các cánh khuấy cũng được truyền độngbằng các động cơ không đồng bộ 3 pha Quá trình dừng vàkhởi động được điều khiển bằng nút ấn

I.4 Sấy phun :

Sấy phun là khâu biến nguyên liệu từ dạng bùn sangdạng bột mịn Nhiên liệu được sử dụng cho lò sấy phunlà dầu diesel Buồng đốt của lò sấy phun được trang bịbộ đánh lửa tự động và một hệ thống quạt cấp khôngkhí

Bùn từ hầm chứa được bơm lên bằng bơm thủy lựcPPB-30 sử dụng piston sứ tạo áp lực đẩy bùn qua bécphun vào tháp sấy ở dạng tia Không khí nóng được đẩytừ buồng đốt qua tháp sấy sẽ nhanh chóng làm khô bùn

Không khí nóng sau khi đã được hút nước được quạt hút

đưa ra ngoài qua một hệ thống gồm 4 tháp nhỏ

Điều khiển hoạt động của lò sấy phun được thựchiện bằng bộ điều khiển chương trình (PLC) Tín hiệuđầu vào của bộ PLC được lấy từ các cảm biến nhiệtđộ, cảm biến quang ở các vùng của lò sấy để đưa tínhiệu điều khiển lượng dầu, khí đưa vào buồng đốtnhằm duy trì giá trị nhiệt độ theo đúng yêu cầu côngnghệ Nguyên liệu sau khi được hút nước trở thành dạngbột dưới dạng cầu đạt độ ẩm khoảng 6% rơi xuống đáytháp và theo băng tải đưa lên 5 silô

I.5 Băng tải silô :

Hệ thống băng tải silô thực hiện nhiệm vụ đưa liệusau khi sấy phun vào 5 silô một cách luân phiên nhằm trộnđều liệu đồng thời định khối lượng liệu để chuẩn bị

đưa vào máy ép Điều khiển hoạt động cho hệ thống băng tải silô cóthể thực hiện bằng tay hoặc tự động Quá trình khởiđộng và dừng băng tải silô cũng thực hiện theo nguyêntắc giống với hệ thống cấp liệu cho máy nghiền

Trong chế độ tự động nó được điều khiển bằng

bộ điều khiển chương trình (PLC).

II KHÂU ÉP, SẤY SƠ BỘ SẢN PHẨM:

II.1 Hệ thống băng tải cấp liệu cho máy ép :

Liệu được chứa trong 5 silô sau một thời gian đượcđiều khiển tự động đưa vào máy ép bằng một hệthống băng tải Tùy theo lượng bột trong từng silô (được

đo bằng cảm biến hai mức cao và thấp) và việc lập trìnhtải bột cho máy ép mà lượng bột chứa trong 1 trong 5 silôđược điều khiển đưa vào máy ép theo một chương trìnhđịnh trước

Hệ thống băng tải này gồm các băng tải ngang, mộtgàu múc (băng tải đứng) và các sàn rung, bộ lọc từ nhằmlàm cho liệu khi đi vào máy ép không có lẫn tạp chất vàđạt độ mịn nhất định

II.2 Máy ép:

Máy ép được sử dụng là loại máy ép thủy lựcPH1600 do hãng SACMI-ITALIA cung cấp Hoạt động của máyép này được điều khiển bằng bộ điều khiển chươngtrình (PLC) Bột liệu được đưa vào khuôn bằng bàn lùa.Quá trình ép gạch được thực hiện theo hai chu kỳ :

+ Chu kỳ thứ nhất : Ép chặt gạch với lực ép 50 kg/cm2

+ Chu kỳ thứ hai : Ép tạo hình viên gạch với lực ép

250 kg/cm2

Sau khi thực hiện chu kỳ ép thứ nhất thì chày đi lên

nhằm để thoát bọt khí và tiếp tục thực hiện chu kỳ épthứ hai Khi quá trình ép kết thúc viên gạch được đưa lênkhỏi khuôn và được bàn lùa đẩy ra ngoài Ngoài ra, máy épcòn có các hệ thống cung cấp nhiệt và từ để sưởi nóngkhuôn ép nhằm chống dính khuôn và một hệ thống sensor

giám sát để định vị khuôn

II.3 Máy sấy sơ bộ sản phẩm:

Gạch sau khi được đẩy ra ngoài khuôn ép sẽ đi quamột hệ thống băng tải con lăn vào máy đảo gạch RPR190.Việc đảo gạch là cần thiết để đưa bề mặt gạch cần

tráng men lên trên và đồng thời cho phép chải cả hai mặtcủa viên gạch bằng bàn chải lông cước để làm sạch cácmặt của viên gạch Qua băng tải con lăn AER190, gạch

được đưa vào máy sấy đứng EVA 170

Máy sấy đứng EVA170 chỉ thực hiện sấy sơ bộ sảnphẩm để có được độ cứng nhất định cho phép tráng menđược nên nhiệt độ trong buồng sấy chỉ yêu cầu khoảng105- 1100C Buồng đốt được cấp nhiên liệu đốt cũng làdầu diesel tương tự như máy sấy phun Không khí - dầudiesel được phun vào buồng đốt tạo nên hỗn hợp cháy.Máy sấy EVA170 cũng sử dụng thiết bị đánh lửa tựđộng Không khí nóng từ buồng đốt sẽ được đưa vàokhoang giữa của máy sấy đứng qua các van có thể điềuchỉnh được Một hệ thống quạt hút, quạt cấp khíbuồng đốt, quạt khí tuần hoàn cùng với các van điềukhiển sẽ ổn định lưu lượng của dòng khí nóng, không khíthải ra ống khói và không khí tuần hoàn Nhiệt độ sấygạch được tự động điều chỉnh theo một đường congđịnh trước, khống chế nhiệt độ ở các vùng theo đúng yêucầu công nghệ Gạch được lần lượt đưa vào buồng sấybằng một hệ thống giàn chứa gạch Giàn chứa gạchnày được tự động điều khiển đi vòng quanh trong lò sấyđứng theo chiều kim đồng hồ với một tốc độ nhất định.Gạch sau khi ra khỏi lò sấy đứng vào băng tải con lăn vàdây đai su NUE190 thì đã đạt được yêu cầu để tráng men Máy sấy đứng EVA170, máy đảo gạch RPR190 và cáchệ thống băng tải được điều khiển hoàn toàn tự độngbằng các bộ điều khiển chương trình (PLC) Các thông sốđược cài đặt bằng bàn phím và hiển thị bằng màn hìnhsố

III KHÂU CHUẨN BỊ MEN :

Men màu, engobe dùng để tráng men, in lụa đượcchuẩn bị ở bộ phận chuẩn bị men Bộ phận này cũngđược trang bị các máy nghiền, các cánh khuấy, sàn rung,bộ lọc từ nhưng với công suất nhỏ hơn để tạo ra men cóđộ mịn cao, độ tinh khiết, màu sắc chuẩn và đa dạng.Toàn bộ hoạt động của khâu này giống như khâu chuẩn

bị nguyên liệu nhưng với qui mô nhỏ hơn và độ chính xáccao hơn

IV KHÂU TRÁNG MEN, IN LỤA, NẠP CHUYỂN THÁO GẠCH:

Công việc tráng men in lụa được thực hiện trênmột hệ thống băng tải dài tải gạch bằng đai su Quá trình

này được thực hiện bằng các thiết bị theo trình tự nhưsau:

Bộ phận xếp gạch thẳng  Buồng chải  Quạt hútbụi bề mặt  Buồng phun ẩm  Buồng phun engobe Buồng phun men  Hai thiết bị cạo men mép gạch  Haibộ đảo gạch  Hai buồng phun Fiative  Ba máy bù đứng 

Ba máy in lụa  Buồng gắn hạt  Tráng engobe chốngdính

IV.1 Bộ phận tráng men:

Gạch trước khi được tráng men phải được làm sạchbề mặt và có độ ẩm nhất định Men, engobe được vậnchuyển từ khâu chuẩn bị men bằng các xe đẩy Sau đó nóđược bơm vào thùng inox, tại đây nó được khuấy liên tụcđể tránh lắng đọng men và được phun lên buồng phun.Các động cơ bơm và cánh khuấy này sử dụng nguồn điệnáp thấp 50V nhằm đảm bảo an toàn cho công nhân vậnhành

IV.2 Máy in lụa :

Để tạo hoa văn trên bề mặt viên gạch sau khi trángmen người ta sử dụng phương pháp in lụa Việc này đượcthực hiện bằng việc đẩy trượt bàn in trên bề mặtkhuôn in lụa làm cho men rơi xuống lỗ trống hoa văn đượctạo trên khuôn in khi viên gạch đã được định vị chính xácngay dưới khuôn in Để thực hiện điều này một conphotocell sẽ nhận biết viên gạch vừa đến máy đưa tínhiệu về bộ điều khiển Máy in lụa có hai van điện từđiều khiển quá trình nâng hạ khuôn và một động cơ điềukhiển tốc độ bộ dây đai kẹp giữ cho viên gạch nằm đúng

vị trí và đúng thời điểm dừng để bàn in trượt qua Mỗimáy in lụa chỉ thực hiện một mẫu hoa văn và một màunhất định Kết hợp hai hoặc ba máy in lụa sẽ cho đượchoa văn trên mặt viên gạch theo đúng yêu cầu Trong quátrình vận hành, nếu xảy ra sự cố hoặc ngừng máy in đểlau khuôn in thì ta bật công tắt sang vị trí nâng khuôn hoặc

vị trí dừng Ngay lập tức máy bù gạch phía trước sẽhoạt động chứa gạch nhằm không gây ra sự ùn gạch vàđảm bảo cho các khâu phía trước vẫn tiếp tục làm việc.Gạch sau khi in lụa sẽ được tráng engobe chống dính

*Hệ thống giàn bù : hệ thống giàn bù làm nhiệm vụ

điều phối lượng gạch vào lò ,khi số lượng gạch vào quá lớn thì hàng gạch sẽ được nâng lên giàn bù ,ngược lại khi lò thiếu gạch giàn bù sẽ tháo gạch xuống để đảm bảo cho lò được làm viêc liên tục,nhằm nâng cao

hiệu suất dây chuyền nói riêng và năng suất của nhà máynói chung.

Bởi tính năng động cao,nên giàn bù được dùng ở nhiều khâu trong dây chuyền của nhà máy như:giàn bù trước sấy ngang,giàn bù trước lò nung,giàn bù trước

chọn lựa ,giàn bù trước in lụa

IV.3 Các máy nạp tháo gạch :

Gạch sau khi được tráng men sẽ được đưa vào lònung Để tránh gây trống lò hoặc ùn gạch ảnh hưởng đếnquá trình làm việc của các khâu khác, gạch sẽ đưa vàochứa trong các xe goòng bằng một máy nạp gạch Các xegoòng này được đẩy theo đường ray để đến máy tháogạch Tại đây gạch được tháo và vận chuyển vào lònung bằng hệ thống băng tải đai su

Các máy nạp, tháo gạch có các bộ phận chính sau

+ Điều khiển hoạt động của các máy tháo nạp gạch

được thực hiện bằng bộ vi xử lý với bàn phím và mànhình chỉ thị số Với các thiết bị này cho phép ta cài đặtcác thông số điều khiển và phát hiện kịp thời sự cố Tínhiệu đầu vào được lấy từ các photocell, sensor để đưatín hiệu điều khiển cho cơ cấu chấp hành là các động cơkhông đồng bộ

+ Ngoài ra còn có cánh tay kẹp và quay con lăn xe goòng

để đưa gạch vào hoặc ra, bộ phận đưa xe goòng vào vịtrí và chỉnh tâm xe goòng

*Nguyên lý hoạt động của máy nạp gạch:

Gạch sau khi qua giai đoạn tráng men được vậnchuyển đến máy nạp gạch Gạch ở trên dây đai 1 đượckéo vào phía trước máy nạp gạch nhờ môtơ M6 ( Hệ 1 ).Sau khi đếm đủ 5 viên ( loại 300x300 ) hoặc 3 viên ( loại400x400 ), cơ cấu nâng hạ dây đai sẽ hạ gạch xuống giàncon lăn nhờ môtơ M5 Sau đó, môtơ M7 quay dây đai 2, do masát giữa dây đai 2 và giàn con lăn nên giàn con lăn sẽ quay vàvận chuyển gạch vào xe goòng 4 Đồng thời, M3 quay giàncon lăn trong xe goòng để gạch di chuyển vào trong xegoòng Khi gạch đã nạp đủ vào một tầng của xe goòng,cánh tay máy sẽ mở ra nhờ môtơ M2 và di chuyển lên trên

nhờ môtơ M1, kẹp một tầng con lăn khác của xe goòng vàtiếp tục nạp gạch vào tầng này Sau khi đã nạp đủ gạchvào xe goòng, môtơ M4 nâng giàn bù lên để chứa gạch tronglúc xe goòng di chuyển ra khỏi máy Môtơ M8 kéo xe goòng rakhỏi máy thông qua bộ truyền xích 7 ( Hệ 3 ) Xe goòngchứa đầy gạch di chuyển đến máy tháo gạch ở đầu lònung và một xe goòng khác không có gạch sẽ được đưavào thay thế.

V KHÂU NUNG GẠCH :

Khâu nung gạch là khâu cuối cùng quyết định chấtlượng sản phẩm Nhà máy sử dụng loại lò nung RKS2230/71,4m Đây là một thiết bị dùng để nung gạch ởnhiệt độ cao, sử dụng nhiên liệu là dầu diesel Lò nungđược chia thành nhiều vùng nhiệt độ khác nhau và đượctự điều chỉnh theo một đường cong định trước Điềuchỉnh nhiệt độ tại các vùng của lò nung được thực hiệnbằng việc đóng hoặc mở van dầu nhằm giảm hoặc tăngcấp cho buồng đốt vùng đó dựa trên giá trị nhiệt độthực tế được đo bằng các cảm biến nhiệt độ Một hệthống quạt ly tâm sẽ thực hiện cung cấp khí cho buồngđốt, hút khí, cung cấp khí nóng tốc độ nhanh để làm tơidầu và tham gia vào quá trình điều khiển nhiệt độ thôngqua các hệ thống đường ống Ngoài việc liên tục đo vàđưa giá trị nhiệt độ thực tế của các vùng trong lò nungvề bộ vi xử lý , các giá trị nhiệt độ này được ghi lạitrên băng giấy bằng một máy ghi nhiệt độ để thuận tiệncho việc theo dõi

Gạch được đưa vào lò nung bằng một hệ thống conlăn sứ cao cấp Hệ thống này được truyền động bởi 11động cơ không đồng bộ 3 pha có thể đảo chiều được.Yêucầu của hệ thống con lăn này phải được quay liên tụctrong vùng nhiệt độ cao, nếu không nó sẽ bị gãy nổ Vìvậy một máy phát dự phòng 15 KVA được trang bị chohệ thống con lăn lò nung nhằm đáp ứng được yêu cầunày

Ngoài ra, lò nung còn có hệ thống theo dõi bằngcamera ở đầu lò để đưa vào màn hình tại phòng điềukhiển, hệ thống báo động bằng còi, đèn để nhanh chóngphát hiện và khắc phục kịp thời sự cố xảy ra

VI KHÂU CHỌN LỰA :

Chọn lựa gồm có :chọn lựa theo độ phẳng ,kích cỡ và tiêu chuẩn về màu sắc ,độ bóng Gạch thành

phẩm sau khi ra khỏi lò nung sẽ đi qua máy tháo gạch cuối

lò Máy tháo gạch có hệ thống định thời gian bằng trục cam để xếp cho các viên gạch thẳng hàng trước khi theo băng tải bằng đai su vào khâu chọn lựa.

-Khâu chọn lựa gồm hai bộ phận Đó là bộ phậnchọn lựa chính được điều khiển bằng bộ PLC với bộphận chọn lựa dự phòng

Bộ phận chọn lựa chính gồm các bước sau:

+ Thử tải hay kiểm tra độ cứng của viên gạch được

thực hiện bằng máy thử tải dùng khí nén áp suấtkhoảng 2 - 3 bar Qua bước này sẽ loại bỏ những viên gạchkhông đủ độ cứng, độ bền cần thiết

+ Phân loại gạch: Gạch được phân loại dựa trên các

tiêu chuẩn như : màu sắc , vết chân chim , sần , nhỏ giọt

do men được đánh giá bởi công nhân vận hành bằng cáchđánh dấu lên những viên gạch không đảm bảo Tiêu chuẩnvề kích thước viên gạch , độ cong vênh được đánh giábằng một thiết bị điện tử (máy PLANAR) Gạch sau khiđược phân loại sẽ được tự động xếp thành từng chồng

10 viên cùng loại để đưa ra bộ phận đóng hộp Quá trìnhnày được thực hiện hoàn toàn tự động bằng 7 động cơnâng hạ cánh tay đỡ gạch , một băng tải xích , hệ thốngđóng gạch bằng khí nén , bộ phận nâng và đẩy gạch vàohộp Nhờ bảng báo loại gạch hiển thị bằng số mà ngườicông nhân cho gạch vào đúng loại vỏ hộp Sau khi đónghộp, gạch được xếp vào kệ bằng máy kẹp dùng khínén và đưa vào kho bằng xe nâng

QUY TRÌNH SẢN XUẤT CỦA NHÀ MÁY GẠCH

COSEVCO

Cấp nguyên liệu nghiềnNghiền

Sàn rung vàcánh khuấy

Bơm bùn, sấy phun, băng tải

Máynénkhí

Máy lạnh

Ép và sấy đứng 2

Ép và sấy đứng 1

TBA, máy phát

Nạp tháo gạch 1 Nạp tháo gạch 2

Chọn lựa,phân loại 1 Chọn lựa,phân loại 2

Kho chứa

Máy phát điện dự phòng15KVA

CHƯƠNG 3 TỔNG QUAN VỀ BĂNG TẢI,GÀU

TẢI VÀ TRANG BỊ ĐIỆN CỦA HỆ

THỒNG.

I.GIỚI THIỆU VỀ BĂNG TẢI :

I.1.Công dụng của băng tải;

Băng chuyền được sử dụng rộng rãi để vận

chuyển liên tục vật liệu theo phương ngang hoặc nghiêng nhờ vào hiệu quả kinh tế sử dụng nó.Chúng cho năng

suất cao và có thể vận chuyển đi xa hàng cây số, và vận chuyển được nhiều loại vật liệu khác nhau như : vật liệu rời, vật liệu có kích thước nhỏ trung bình hoặc ở dạng khối; kể cả vật liệu dẻo như bêtông, vữa

Băng tải được phân loại theo cấu tạo và công dụng của nó :

- Băng tải đai : Dùng đểvận chuyển các loại vật liệu rời, dạng bột, hạt, cục nhỏ và vừa, cá loại kiện

hàng,bọc gói theo phương nằm ngang hay nghiêng với góckhông lớn

- Băng tải xích : Dùng để vận chuyển vật liệu nóng, có độ nhám, các loại hàng cục theo phương ngang hay độ nghiêng nhỏ

- Băng xoắn : Dùng để vận chuyển các loại vật liệu rời, vật liệu dính ướt theo phương ngang hay phương nghiêng

Trong sản xuất gạch, người ta thường dùng băng tảiđai do băng tải này có độ chuyển động ổn định và cấutạo đơn giản hơn các loại khác Thông dụng nhất là dùngbộ truyền đai dẹt Do yêu cầu làm việc êm, tránh daođộng vật liệu trong quá trình vận chuyển nên đường kính

của bánh dẫn và bánh bị dẫn bằng nhau.

I.2 Sơ đồ kết cấu và nguyên lý hoạt động của băng tải.:

*Sơ đồ khối

* Sơ đồ kết cấu.

33

* Nguyên lý hoạt động:

Động cơ điện (13) biến năng lượng điện từ lướiđiện thành cơ năng quay của trục.Tốc độ quay do động cơđiện sinh ra thường lớn, mômen nhỏ, thường không phù hợpvới yêu cầu thực tế, do đó hộp giảm tốc (14) có nhiệmvụ giảm tốc độ quay và tăng mômen.Chuyển động quay từtrục ra của hộp giảm tốc truyền cho trục tang chủ độngthông qua khớp nối (15).Tang chủ động (8) được liên kết vớitang bị động (5) nhờ băng tải (7).Do ma sát giữa băng tải vàcác tang mà chuyển động quay của các tang kéo theo

Động cơ

điện Hộp giảm tốc Bộ truyền động đai

Vật liệu vào

Vật liệu ra

tải

8:Tang chủ động

9:Máng xuất liệu

10:Khung đỡ

11,12:Con lăn đỡ

13:Động cơ điện

14:Hộp giảm tốc

15:khớp nối

chuyển động dài của băng tải.Để tăng ma sát, một cơ cấucăng băng được sử dụng gồm : đối trọng (1), cơ cấu định

vị và dẫn hướng (2), (3), (4).Băng tải vận chuyển vật liệutừ phểu (6) đổ vào máng (9).Băng tải được đỡ trên các conlăn (11) , (12) gắn với khung đỡ (10)

Thực chất, hệ thống vận chuyển băng tải là mộtbộ truyền động đai, mà nguyên lý làm việc chính là nhờ

ma sát giữa băng và tang trống.Do đó, trong quá trình làmviệc có khả năng xảy ra hiện tượng trượt đai, làm cho tỷsố truyền không ổn định, nhưng ngược lại có thể giữđược an toàn cho các thiết bị khác khi quá tải

Hộp giảm tốc được kết cấu từ những bộ truyềnbánh răng hoăc xích.Hai thông số đặc trưng của hộp giảmtốc là tỷ số truyền i liên quan đến vận tốc và hiệu suất

 liên quan đến công suất truyền

Quan hệ giữa các công suất : N1 = N2 + Nm

Nếu gọi Tx là mômen xoắn của trục tính bằng(N.mm) thì Mx liên quan với công suất N (kw) và vận tốc góc

n (vg/ph) theo công thức sau :

Tx = 9,55 106 N n

Từ đó quan hệ mômen xoắn giữa trục vào và trục

ra được xác định :

T2 = i..T1

Trong đó T1, T2 : mômen xoắn của trục vào, trục

ra (N.mm)

I.3.Tấm băng :

Băng vừa là bộ phận chịu tải, vừa là bộ phận kéo

căng Do đó nó phải có độ bền cao, chịu uốn tốt, độ dãnnhỏ, thích ứng với các tính chất của hàng hoá và chịuđược các ảnh hưởng của hàng hoá.Thường sử dụng cácloại băng vải cao su, băng cao su bọc cáp và băng thép

Băng cao su được sử dụng chủ yếu cho các loại

băng chuyền, nó bao gồm phần lõi và phần cao su bọc bênngoài Phần lõi gồm nhiều tấm vải dệt từ sợi tơ nhân tạo với chiều dày mỗi tấm từ 1,15 2mm, đảm bảo độ bền kéo, chống tải trọng va đập, và phần cao su phủ bọc ngoài nhằm bảo vệ cho phần lõi khỏi hư hỏng do tác dụngcủa cơ học và môi trường bên ngoài,

Tuỳ loại băng và dạng vật liệu ta chọn chiều dày

phần cao su và số lớp vải của băng.Thông thường, chiều dày băng từ 1 3,5mm(đối với mặt không làm việc) và

từ1 10mm(đối với mặt làm việc) và số lớp vải từ 1 8 lớp

Trong quá trình làm việc băng chịu kéo và uốn, do đó

để đơn giản tính toán chiều dày và số lớp vải của băng , tachỉ tiến hành tính toán băng theo lực kéo tối đa của băng:

Tmax = B[].Z

Với B - chiều rộng băng

Z - Số lớp vải trong phần lõi

[] =  / n - lực kéo làm việc cho phép của tấm vải băng(N/mm).\

Knp - lực kéo tối thiểu làm đứt 1 tấm vải (N/mm)

Băng có lõi cáp thép ở giữa nhằm tăng thêm độ bền,độ uốn dọc và ngang, độ dãn dài nhỏ, có thể truyềnlực kéo với tốc độ cao và thời gian phục vụ băng đạtđến 7-8 năm Đường kính sợi cáp thép thay đổi từ2,1 11,5mm

Khi cần vận chuyển vật liệu sắc cạnh ở nhiệt độcao lớn hơn 1200 C hoặc các vật liệu hoá học, có thể dùngbăng thép với bề dài d = 0,6 1,2 mm và chiều rộng băng350 1000mm

Lực kéo làm việc lớn nhất cho phép tấm băng [],N/

g đặtbăng

Sốlớpvải

Lực kéo tối thiểu làm đứt

1mm tấm băng N/mm chiều rộng

Ưu điểm của tang ma sát là có khả năng dịch chuyển tải trong một khoảng cách lớn mà không cần cuốn nhiều lớp cáp trên tang hoặc phải tăng chiều dài tang, đồng thời có thể dùng một lực căng nhỏ ở đầu cáp ra từ tang để sử dụng từ một lực kéo khá lớn ở đầu cáp cuốn vào tang

Tang ma sát thường được chế tạo có đường kính thay đổi để các vòng cáp khỏi dịch chuyển theo chiều dọccủa tang.Với đường kính tang lớn sẽ giảm ứng suất uốn băng và tăng tuổi thọ băng

Tang được đúc bằng gang xám GX12-28 hay hàn bằngthép CT3 Bề mặt tang được gia công cẩn thận Đối vớibăng tải cao su, để tăng hệ số ma sát giữa tang và băngngười ta thường bọc cao su hay các tấm nhôm

I.5.Con Lăn đỡ :

Được sử dụng với mục đích tránh độ võng củabăng dưới tác dụng của trọng lượng băng và vật liệu.Các con lăn đỡ ở nhánh làm việc có nhiều dạng như : hìnhthẳng hay hình lòng máng Tại một vị trí có thể bố trímột hay nhiều con lăn để giảm độ võng của băng tôtú hơn.Đường kính con lăn được chọn phụ thuộc vào chiều rộngbăng, vận tốc di chuyển băng, loại vật liệu với kích thước

dcl = 89, 108, 133, 159, 194 mm

Để giảm bớt trọng lượng con lăn người ta có thểgiảm đường kính của nó, tuy nhiên lại làm số vòng quaycủa nó tăng lên, do vậy làm nó và các ổ trục chống hư

hỏng Do đó ta phải dựa vào từng yêu cầu vận chuyểnđể lựa chọn đường kính con lăn cho thích hợp.

Khoảng cánh giữa 2 ổ đỡ trên nhánh có tải đượcchọn đối với băng vải cao su:

Ở giữa băng chuyền : t = 1 1,5m

Ở 2 đầu băng : t’ = 0,5t

Trên nhánh không tải trọng : t’’ = 2t

Con lăn được chế tạo bằng thép đúc hay thép ống Con lăn được đặt trên ổ lăn hoặc ổ trượt và quayquanh trục cố định gắn chặt với giá đỡ của băng

I.6.Bộ phận dẫn động:

Nhằm truyền lực kéo băng nhờ vào lực ma sát giữa bề mặt băng và bề mặt tang Cấu tạo gồm động cơ, hộp giảm tốc, tang dẫn động và khớp nối

trục động cơ với hộp giảm tốc và hộp giảm tốc với trục

tang Đối với băng chuyền đặt nghiêng thì bố trí thêm bộ phận phanh hãm để tránh hiện tượng băng chuyển động ngược lại dưới tác dụng của vật liệu khi băng không hoạt động Theo phương trình Zunep : lực căng băng ở nhánh cuối vào tang Tv và nhánh ra khỏi tang Tr liên hệ :

Với  - góc ôm băng lên tang

f - hệ số ma sát giữa băng và bề mặt tang Để băng chuyền làm việc bình thường thì lực vòngthực tế phải không nhỏ hơn lực vòng lớn nhất đã tính Có thể tăng lực kéo tang dẫn động truyền cho băngbằng cách tăng góc ôm  hay hệ số ma sát f Thường trongbăng chuyền góc ôm  được chọn bằng 1800 nhờ vào conlăn đổi hướng

Hệ số ma sát f giữa băng cao su và tang

Bề mặt

tang đẫn

động

Trạng tháibề mặt tiếp xúc

Điều kiện không khí môi trường

Nhóm chếđộ làmviệc

+Than hoặc cát+Đất sét

KhôKhô

ÂømÂøm

NhẹTb

Nhẹ, rất nhẹ

0,350,300,200,10

Được lót

bằng cao su -Sạch-bụi khô

-Bẩn do:

+Than hoặc cát+Đất sét

KhôTB

ÂømÂøm

NhẹTb

Nhẹ, rấtnhẹ,tb

Nhẹ, rấtnhẹ

0,500,40

0,250,15

+Than hoặc cát+Đất sét

KhôKhô

ÂømÂøm

NhẹTb

Nhẹ, rất nhẹ,tbNhẹ, rất nhẹ

0,450,35

0,250,1

Để tăng khả năng bám của băng lên tang dẫn động cóthể sử dụng cơ cấu dẫn động với băng ép Tuy nhiên

nhược điểm của kết cấu này là tang ép tiếp xúc với bề mặt làm việc của băng làm cho băng chóng mòn

Thường vị trí của trạm dẫn động được đặt tại nơi có xu hướng giảm lực căng băng lớn nhất, tức là đặt sau

chỗ có lực cản lớn nhất : gần nơi dỡ tải.

I.7.Bộ phận kéo căng :

Nhằm mục đích tạo lực căng ban đầu cho băng, hạn chế độ võng của băng và khử độ dãn dài của băng qua thời gian làm việc

Theo nguyên lí hoạt động trạm kéo căng có hai loại : trạm kéo căng cứng (kiểu vít) và trạm kéo căng tự động (kiểu trọng lực)

Trạm kéo căng kiểu cứng không duy trì lực căng băngcố định Cấu tạo gồm tang kéo căng với các góc trượt có thể dịch chuyển theo rãnh ngang nhờ vít Ở trạm kéo căng cứng lực căng bị giảm do đàn hồi và biến dạng băng, do đó chỉ sử dụng cho băng có chiều dài không lớn (< 60m) Tuy nhiên, kết cấu đơn giản , gọn nhẹ

Trạm kéo căng tự động tạo được chế độ căng băng hợp lý, tự động bù trừ lực đàn hồi và độ giãn dàibăng

Đoạn dịch chuyển cần thiết của trạm kéo căng băng vải xác định theo:

l = 0,01 keL

với L - chiều dài băng chuyền, m

k - hàm số phụ thuộc độ nghiêng đặt băng chuyền:+ Với góc nghiêng < 100: k = 0,85

+ Với góc nghiêng > 100: k = 0,65

e = 3,5% đối với loại băng vải TA-100, TK-100, TA-150, TK-200.

e = 4 % đối với loại băng vải TK-300, TK-400, TA-300, TA-400

Đối với băng lõi cáp : l  500 mm

I.8.Cơ cấu chất tải ,dỡ tải :

I.8.1.Cơ cấu chất tải :

Cơ cấu chất tải lên băng phải thoả mãn các yêu cầu: dòng tải đúng tâm băng, giảm mòn cho băng và tạo cho dòngtải có vận tốc gần bằng vận tốc theo hướng chuyển động của băng, đảm bảo cung cấp vật liệu đều đặn cho băng Đối với vật liệu vụn rời thường dùng máng chất tảivới kích thước lỗ máng B1 = ( 0,6 0,7 ) B, do đó vật liệu chất lên băng theo chiều rộng bằng 0,8B (chiều rộng

băng) Việc lấy vật liệu ra khỏi băng có thể cho rơi ở đầu cuối hoặc nếu cần dỡ tải đoạn giữa có thể dùng tấm gạt đặt dưới góc  = 350 - 400

.

I.8.2.Cơ cấu dỡ tải :

Sản phẩm được dỡ ra thường theo các phương pháp sau :

- Cho sản phẩm đi hết băng rồi tự do rơi vào phễu hay bộ phận sắp xếp

- Dùng thanh gạt

- Dùng xe dỡ

Trong sản xuất gạch người ta thường dùng phương pháp đầu tiên

I.9.Thiết bị làm sạch băng:

Sau khi tải được dỡ ra khỏi băng thường có ít vật liệu

dính trên băng, có khả năng cắt bọc cao su khi băng cuốn qua tang hoặc con lăn đỡ và làm chóng mòn các bộ phận

Vì vậy sau tang dỡ tải và từng vị trí riêng biệt được bố trí các cơ cấu làm sạch băng: như thạch cao, chổi quay, làm sạch băng bằng phun nước v.v Trong đó thường sử dụng nhất là chuỗi hình trụ ghép từ các bó sợi kaprôn

đường kính 2 3mm, chuỗi quay ngược chiều quay của băng tải và đạt vận tốc lớn hơn 2 3 lần vận tốc băng.

I.10.Thiết bị hãm:

Trong quá trình sản xuất sẽ gặp nhiều sự cố xảy

ra như : động cơ bị hỏng khi băng nghiêng đang hoạt động , lỗi của sản phẩm buộc phải dừng máy Do đó ta phải dùng thiết bị hãm Thiết bị hãm có thể sử dụng theo các phương pháp sau :

- Dùng băng phụ để hãm

- Dùng trục hãm

- Dùng cơ cấu cóc hãm một chiều tự động

II.GÀU TẢI(BĂNG GÀU):

Gàu tải dùng để vận chuyển vật liệu dạng hạttheo phương thẳng đứng, hoặc theo mặt phẳng nghiêng cógóc nghiêng lớn ( > 60 ) Khi làm việc, vật liệu vậnchuyển được đựng trong các gầu riêng biệt, các gầu nàyđược gắn chặt trên bộ phận kéo.Các bộ phận kéothường gặp là các bộ truyền xích Trong thực tế sảnxuất thường cần phải vận chuyển liên tục các vật liệudạng rời lên các kho chứa cao, khi đó việc lựa chọn gầutải là một giải pháp có nhiều ưu điểm hơn cả Trong dâychuyền sản xuất ximăng đang khảo sát sử dụng tất cả 5gầu tải để đưa nguyên liệu và ximăng lên cao.

Kết cấu của băng gầu được biểu diển theo hình,bao gồm một xích kéo khép kín (2) , vắt qua hoa cúc củatang quay (1) Phần chuyển động của băng gầu được baoche kín bằng hộp đậy (3) và cơ cấu dẫn hướng (4) Cácgầu múc (5) được gá cố định với cơ cấu kéo của bănggầu.Tang chủ động (1)

được nối với động cơ truyền động (10) qua hộp giảm tốc(9).Vật liệu vận chuyển được đưa vào từ ống (6) và đổ

ra ống (8)

Gầu múc thường có nhiều kiểu dáng và kích thướckhác nhau phục vụ cho các loại vât liệu khác nhau, sao chokhả năng chứa vật liệu là lớn nhất nhưng cũng đồng thờithoả mãn các yêu cầu về kết cấu và độ bền.Tuỳ theotốc độ làm việc của bộ phận kéo, người ta phân ra 2 loạigầu tải :

Gầu tải cao tốc : có tốc độ bộ phận kéo từ 1,25

2 m/s thường dùng để vận chuyển các loại vật liệudạng bột, vật liệu cục nhỏ

Gầu tải có tốc độ thấp : vận tốc của bộ phậnkéo từ 0,41 m/s thường dùng để vận chuyển các loạivật liệu nhám, cục vừa, các loại vật liệu kém linh động.

Năng suất của gầu tải được xác định theo công thứcsau :

Q = 3600.i..t.v

Trong đó : Q : năng suất của gầu tải tính theo trọnglượng (kG/giờ)

v : tốc độ của cơ cấu kéo (m/s)

 : trọng lượng riêng của vật liệu vậnchuyển (tấn lực/m3)

i : dung tích của gầu múc (lit)

 : Hệ số làm đầy gầu, phụ thuộc vàoloại vật liệu và hình dạng gầu thường chọn trong giớihạn ( = 0,6  0,9)

t : bước gầu (m) , là khoảng cách giữa 2gầu múc kề nhau , thường t = (2 3).h ,với h là chiều caocủa gầu múc

Trong quá trình vận chuyển, các lực cản tác dụnglên bộ phận kéo của gầu thường gồm 2 loại sau :

- Lực cản khi chất liệu : khi chất liệu, gầu múcchuyển động từ dưới lên với vận tốc v, còn liệu đượcnạp ngang qua cửa (6),do đó sẽ có sự va chạm giữa liệuvà gầu tạo nên lực cản tác động lên bộ phận kéo Sựchênh lệch vận tốc tương đối giữa gầu và tải giảm từ vvề 0.Nếu lấy gầu làm hệ quy chiếu thì toàn bộ độngnăng của liệu đã biến thành công của lực cản trong quátrình va chạm.Trên cơ sở tính công của lực cản này ta tínhđược lực cản khi chất liệu theo công thức sau :

W1 = As.qd

Trong đó : W1: lực cản khi chất liệu (kG)

As : công riêng của lực cản khi làmđầy gầu, chính là công của lực cản sinh ra do 1đơn vị trọng lượng liệu

As = 2v.2g (m)

qd : trọng lượng vật liệu vậnchuyển trong 1 mét chiều dài

W2 = qd.H.C0

Trong đó : W2 : lực cản do kéo vật liệu(kW).

H : chiều cao vận chuyển vậtliệu (m)

C0 : hệ số tính đến độ cứngcủa bbộ phận kéo khi nó bị uốn và sự phân bố của tảitrọng C0 = 1,25 1,30

Công suất trên trục tang (đĩa xích) chủ động :

(kW)Công suất của động cơ :

 : hiệu suất của hộp giảm tốc

III.TRANG BỊ ĐIỆN CỦA HỆ THỐNG:

III.1.Động cơ điện không đồng bộ ba pha:

III.1.1.Giới thiệu về động cơ không đồng bộ ba pha:

So với tất cả các động cơ điện dùng trong côngnghiệp thì động cơ không đồng bộ được dùng nhiều hơncả và chúng đang thay thế ngày một nhiều cho các động

cơ điện một chiều Đến nay phần lớn các cần trục đượctrang bị động cơ không đồng bộ, nhiều cơ cấu của máycắt kim loại, truyền động phụ của máy cán và nhiều cơcấu khác trong các lĩnh vực công nghiệp cũng đang sửdụng động cơ không đồng bộ Tuy nhiên khi điều chỉnh tốcđộ và khống chế các quá trình quá độ của động cơ rấtkhó khăn, riêng đối với động cơ Rôto lồng sóc có các chỉtiêu khởi động xấu hơn so với động cơ điện một chiềunhưng động cơ điện một chiều thì lại sử dụng phức tạpđòi hỏi phải có hệ thống cung cấp điện riêng, khi hoạtđộng sẽ gây ra tia lửa điện Chính vì những điểm yếu đócủa động cơ điện một chiều mà hiện nay xu hướng nghiêncứu dùng động cơ không đồng bộ để thay thế động cơđiện một chiều ngày càng được quan tâm hơn

Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật,trong đó có sự phát triển của ngành công nghệ chế tạobán dẫn công suất và công nghệ điện tử đã làm cho các

hệ truyền động của động cơ không đồng bộ có thể khaithác hết các ưu điểm để cạnh tranh với động cơ điệnmột chiều.

Uf: Trị hiệu dụng của điện áp pha stato

X: Điện kháng mạch từ hóa

R,R1,R2’: Điện trở tác dụng của mạch từ hóa,của cuộn stato, của rôto quy đổi về stato

Xnm = X1 + X'2: Điện kháng ngắn mạch

X1 : Điện kháng tản stato

X'2: Điện kháng tản rôto đã quy đổi về stato S: Hệ số trượt của động cơ

: Tốc độ góc của động cơ

1: Tốc độ đồng bộ

Phương trình đặt tính cơ của động cơ không đồng bộ:

Từ các phương trình trên ta vẽ được đường đặt tínhcủa động cơ không đồng bộ với các giá trị tới hạn:

2 1

1 1

2

nm

th

X R

' R s

2 2 1 3

nm '

' , f

X S

R R

S

R U M



) X R R (

U M

nm

f th

2 2 1 1 1

III.1.2.Vấn đề khởi động động cơ:

Vấn đề cơ bản khi mở máy động cơ không đồng bộlà độ lớn của dòng điện mở máy Đối với động cơ mômenmở máy phải lớn hơn mômen cản trên trục động cơ, mômenmở máy càng lớn thì thời gian mở máy càng ngắn Ngoài rađối với lưới điện thì dòng mở máy càng nhỏ càng tốt Khimở máy tốc độ của động cơ tăng dần nên phương trình

chuyển động của động cơ là:

Từ đó ta thấy để mở máy nhanh thì J phải nhỏ và

M-Mc phải lớn, dòng mở máy được xác định như sau :

III.1.2.1.Mở máy trực tiếp :

Phương pháp này được thực hiện bằng cách nốiđộng cơ trực tiếp vào lưới điện, nó có ưu điểm là đơn

giản, mômen mở máy lớn, thời gian mở máy nhỏ nhưng dòngmở máy lớn, nếu tải tăng thì thời gian mở máy kéo dài vàđộng cơ bị nóng lên Phương pháp này chỉ áp dụng cho cácđộng cơ có công suất nhỏ

III.1.2.2.Mở máy bằng cách giảm điện áp đưa vào động cơ:

1.Dùng cuộn kháng :

,S

1

s t

h

M th

TN(R f = 0)

NT(R f  0)

1

x x r r

Sơ đồ mở máy như sau :

Để mở máy trước hết ta đóng cầu dao D1 Lúc nàyđộng cơ được nối nối tiếp với cuộn kháng và điện áptrên stato giảm đi, trên dây quấn stato có điện áp:

Umin=K.Uđm<Uđm (K<1)

Do vậy dòng mở máy giảm đi, khi tốc độ tăng lên đếnmột giá trị nào đó ta đóng cầu dao D2 động cơ được nốitrực tiếp vào lưới điện với U = Uđm

Ta gọi dòng điện và mômen mở máy khi mở máy trựctiếp là Imm, Mmm và khi mở máy qua cuộn kháng là: I’mm vàM’mm

Như vậy: I’mm = K.Imm ; Mmm= K2.M’mm

Phương pháp này có nhược điểm là mômen mở giảm

đi nhiều, thường mở máy cho động cơ có Mc < Mđm

2.Dùng biến áp tự ngẫu :

Sơ đồ mở máy như sau :

Khi mở máy trước hết ta đóng cầu dao D1 và D3 lúcnày động cơ được cung cấp điện áp Umm=Kt.Uđm<Uđm do đódòng mở máy giảm đi, khi tốc độ quay đạt đến giá trị nào

đó ta cắt cầu dao D3 và đóng cầu dao D2 khi này động cơđược nối trực tiếp vào lưới điện và làm việc với U=Uđm

Mômen mở

máy:

Dòng mở máy khi nối  là:

Nếu mở máy trực tiếp nối  thì:

3

dm

' U

I ' I '

mm mmf

mmf mm

I I

' I '

3

3 2

mm mm

mm

M ) (

M '

Nghĩa là khi đổi nối sang thì dòng mở máy giảm đi 3lần và mômen mở máy cũng giảm đi 3 lần giống như tadùng máy biến áp tự ngẫu với

III.1.2.4 Mở máy bằng cách thêm điện trở phụ vào mạch Rôtor:

Phương pháp này dùng cho các động cơ rôtor dâyquấn vì ta có thể đưa thêm điện trở phụ rf vào mạchrôtor thông qua hệ thống chổi than và vành trượt

Khi ta thêm điện trở phụ vào mạch rôtor đặc tínhcơdịch dần qua phải Mômen mở máy (tương ứng với hệ sốtrượt S = 1) tăng lên Với giá trị xác định của rf ta có được

Mmm = Mmax Tốc độ của động cơ tăng dần theo đường 3 Khi

S = Sa ta chuyển vị trí con trượt sang vị trí 2 Động cơchuyển làm việc đến điểm D và tốc độ động cơ tăng theođường 2 Khi S = Sb ta dịch con trượt đến vị trí 1 tốc độtăng theo đường 1 Cuối cùng động cơ làm việc tại điểm Cvới rf = 0 Phương pháp này có ưu điểm là dòng mở máynhỏ, mômen mở máy lớn

III.1.3Vấn đề hãm động cơ :

III.1.3.1.Hãm tái sinh:

Hãm tái sinh của động cơ không đồng bộ xảy ra khitốc độ  của rôto lớn hơn tốc độ đồng bộ 1

Khi đang làm việc ở trạng thái động cơ thì từtrường quay cắt qua các thanh dẫn của dây quấn stato vàrôto theo chiều như nhau nên sức điện động stato E1 và sức

3

1



t K

123D

M

D

C B A

1 2 3

S

2 2 2 2

2

2 2

2 2 2

2

2 2

2

2 2

S X R

S X E j S X R

S R E S

X j R

E S S

X j R

E I

' '

điện động rôto E2 trùng pha nhau, còn khi hãm tái sinh E1

vẫn chiều như cũ, còn sức điện động E2 có chiều ngượclại vì khi đó  > 1 các thanh dẫn Rôto cắt từ trường quaytheo chiều ngược lại Dòng điện trong rôto được tính:

Ta thấy rằng khi chuyển sang hãm tái sinh S < 0 nênchỉ có thành phần tác dụng của dòng điện rôto đổi chiều,

do đó mômen đổi chiều, còn thành phần phản kháng vẫngiữ chiều như cũ, ở trạng thái hãm tái sinh động cơ làmviệc như một máy phát điện song song với lưới, trả côngsuất tác dụng về lưới còn vẫn tiêu thụ công suất phảnkháng Những động cơ không đồng bộ điều chỉnh tốc độbằng phương pháp tần số hoặc số đôi cực khi giảm tốcđộ thì ta có thể thực hiện hãm tái sinh

III.1.3.2 Hãm ngược:

Hãm ngược của động cơ không đồng bộ có hai trườnghợp:

a Hãm ngược xảy rakhi động cơ đang làm việc

ta đóng vào mạch rôtođiện trở đủ lớn, với tảithế năng động cơ sẽ làmviệc ổn định tại điểm d(hình 1.3.2a) đoạn cd làđoạn đặc tínhhãmngược

b Hãm ngược xảy rakhi động cơ đang làm việc,

ta đổi hai trong ba pha điệnáp đặt vào stato, động cơsang làm việc trên đặttính hãm ngược bc hoặcb’c’

Nếu tải có tính phản kháng hệ thống sẽ làm việc ổnđịnh tại d hoặc d’ Ta cần chú ý rằng trong cả hai trườnghợp hãm ngược :

Nên dòng điện Rôto có giá trị lớn Mặt khác vì tần sốdòng điện Rôto f2 = S.f1 lớn, nên điện kháng X’2 lớn, do đómômen nhỏ, vì vậy để tăng cường mome hãm và hạn chếdòng điện Rôto ta cần đưa thêm điện trở phụ đủ lớn vàomạch Rôto (đối với động cơ có Rôto dây quấn), điện trởnày có thể xác định ứng với dòng điện hãm ban đầu tạib’

 0 a

b

0 c M C

M d

Hình 1.3.2a Đặc tính cơ

của động cơ KĐB khi hãm

ngược với tải thế năng

III.1.3.3 Hãm động năng:

Phươngpháp hãm động năng động cơ không đồng bộ được ứngdụng rộng rãi, nó được dùng để dừng nhanh, chính xácmột số máy công tác

Hãm động năng động cơ không đồng bộ có thể xảy

ra nếu Rôto đang quay, cuộn dây Stato được cắt khỏi lướiđiện xoay chiều ba pha và nối vào nguồn điện một chiều.Như vậy trong Stato hình thành một từ trường đứng yên,từ trường này sẽ gây ra trong Rôto đang quay một sức điệnđộng cảm ứng và tạo nên dòng điện Tác dụng tương hỗgiữa từ thông đứng yên của stato với dòng điện rôto sinh ramômen hãm Động cơ giảm tốc độ dần và đến khi dừnghẳn thì sức điện động, dòng điện và mômen của nó sẽgiảm về không

Rõ ràng là khi hãm động năng, động cơ không đồngbộ làm việc ở trạng thái máy phát đồng bộ



b' b  0 a

c M C

M c' d'

d

Hình 1.3.2b Đặc tính cơ của động cơ KĐB khi hãm ngược bằng cách đảo chiều quay

RotoVành trượt

Máy phát hãm động năng

r KT

Hình 1.3.3 Sơ đồ hãm động năng động cơ

không đồng bộ

III.2.Các thiết bị cảm biến :

Trong các hệ thống sản xuất, để điều khiển cácquá trình ta cần phải thu thập đầy đủ các dữ liệu về

trạng thái của quá trình đó như : nhiệt độ, tốc độ, áp

suất, tải trọng Việc thu thập thông tin, đo đạc, theo dõisự biến thiên của các trạng thái đó được thực hiện bởicác thiết bị cảm biến.Các đại lượng đặc trưng cho trạngthái của quá trình thường là những đại lượng không điện,trong khi đó để điều khiển các quá trình thường cần phảisử dụng các tín hiện điện.Do đó nhiệm vụ của cảm biếnngoài việc đo các đại lượng trên, còn phải chuyển đổi cácđại lượng đó về dạng tín hiệu tiện lợi cho việc điềukhiển, thường là tín hiệu điện.Việc lựa chọn phải sửdụng loại cảm biến nào tuỳ thuộc vào quá trình cụ thểvà mục đích điều khiển.Trong hệ thống băng tải của nhàmáy sử dung các bộ cảm biến sau:

III.2.1 Cảm biến tốc độ:

Trong thực tế sản xuất, việc đo tốc độ thường là đotốc độ quay của máy.Việc đo tốc độ dài cũng có thểthực hiện bằng cách chuyển sang đo tốc độ góc dểdàng Do vậy trong lĩnh vực đo tốc độ, cảm biến tốc độgóc chiến vị trí ưu thế Trong dây chuyền tại nhà máy,cảm biến tốc độ được sử dụng để đo tốc độ của băngtải và gầu tải.Để đo tốc độ góc, người ta thường sửdụng các phương pháp sau:

-Sử dụng máy phát tốc -Sử dung bộ cảm biến quang tốc độ với đĩa mãhoá

-Sử dụng máy đo góc tuyệt đối

-Xác định tốc độ gián tiếp qua phép đo dòngđiện

Phương pháp có nhiều ưu điểm, thường được sửdung trong công nghiệp là sử dụng bộ cảm biến quang tốc

độ với đĩa mã hoá.Nguyên lý hoạt động của nó được thểhiện trong sơ đồ sau :

Đĩa mã hoá gắn trên truc động cơ gồm các lỗ, đĩađược bố trí sao cho các lỗ đặt giữa nguồn tia hồngngoại do điôt phát quang LED cung cấp và đầu thu làtranzitor quang.Khi đĩa quay các lỗ quay theo, tranzitor chỉchuyển mạch khi nhận được ánh sáng từ LED, tức là lỗcủa đĩa di chuyển qua đường thẳng nối LED và tranzitor, khiđó tranzitor thông, điện áp ra trên mạch sẽ ở mứcthấp.Ngược lại, tranzitor quang không nhận được ánhsáng từ LED thì tranzitor bị khoá và điện áp ra ở mứcthấp.Kết quả là ứng với một vòng quay của đĩa ta nhậnđược ở mạch ra một số xung bằng với số lỗ trênđĩa.Đếm số xung thu được trong một đơn vị thời gian ta suy

ra được tốc độ của đĩa.Để điều chỉnh độ phân giải củaphép đo, người ta có thể thay đổi số lỗ trên đĩa hoặc điềuchỉnh thời gian đếm xung

Phương pháp đo tốc độ khác còn được sử dụng trongdây chuyền là đo gián tiếp qua phép đo dòng điện.Ý tưởngcủa phương pháp này là tốc độ động cơ được ướclượng từ điện áp và dòng stato, và được sử dụng làmtín hiệu phản hồi của mạch vòng điều khiển tốc độ

III.2.2.Cảm biến tải trọng :

Để xác định mức độ hoạt động của dây chuyền, trêncác băng tải có gắn thiết bị đo trọng lượng nguyên liệuvận chuyển được.Để đo trọng lượng của một đốitượng, ta xác định giá trị của lực mà đối tượng tácđộng vào thiết bị đo, do đó có thể coi cảm biến tải trọngnhư một cảm biến lực tĩnh.Có rất nhiều phương pháp

Đĩa mã hóa

LED

để đo lực, nhưng để chuyển đổi trực tiếp thành tínhiệu điện thì thường dựa vào 2 hiệu ứng sau :

-Hiệu ứng áp điện : Dưới tác dụng của lực thìmột số chất điện môi sẽ xuất hiện sự phân cực điệnhoặc thay đổi sự phân cực điện giữa các bề mặt chịulực.Đo điện áp phân cực này người ta có thể xác địnhgiá trị lực

-Hiệu ứng từ giảo nghịch:Đó là hiện tượng thayđổi đặc tính của đường cong từ hoá khi chịu tác dụng củalực xảy ra đối với một số loại vật liệu sắt từ.Ứngdụng các hiệu ứng này người ta chế taọ các cuộn dây cóđộ thẩm từ thay đổi dưới ảnh hưởng của lực.Xác địnhlượng thẩm từ thay đổi này bằng cách mạch chuyển đổiđiện từ, từ đó xác định được độ lớn của lực

III.2.3 Cảm biến mức:

Mức được hiểu là chiều cao điền đầy của vật liệutrong các thiết bị chứa.Cảm biến mức sử dụng trong dâychuyền chủ yếu tại các Silô chứa của hệ thống băng tảiép.Khi mức vật liệu trong silô vượt quá mức cài đặt, cảmbiến báo mức sẽ cho tín hiệu về bộ điều khiển để cónhững đáp ứng kịp thời

Các cảm biến mức tại nhà máy làm việc theo nguyênlý đo điện dung, sử dụng sự phụ thuộc điện dung củaphần tử nhạy cảm của bộ chuyển đổi vào mức chấtlỏng Phần tử nhạy cảm điện dung được thực hiện dướidạng các điện cực hình trụ tròn đặt đồng trục hay cácđiện cực phẳng đặt song song Sơ đồ bố trí của phần tửnhạy cảm điện dung được minh hoạ theo hình :

Phần tử nhạy cảm trên hình gồm có 2 điện cựcđồng trục (1) và (2) có phần nhúng chìm vào vật liệu(nếu mức vật liệu đủ cao).Các điện cực tạo thành mộttụ điện hình trụ tròn.Để cố định vị trí của các điệncực, người ta dùng chất cách điện (3).

Điện dung của tụ điện được xác định bằng phươngtrình :

C = ln( )

d D

 0 : hằng số điện môi của chân không

H : chiều cao điện cực

D,d : đường kính ngoài và trong của điệncực

Khi tụ bị điền bởi vật liệu như hình thì hằng sốđiện môi giữa 2 điện cực sẽ thay đổi, điện dung của tụkhi đó là :

C = C0 + C1 + C2

Với : C0 : điện dung của cách điện

C1 : điện dung giữa 2 điện cực có chứaliệu

1

2 3

C2 : điện dung giữa 2 điện cực khôngchứa liệu (chứa không khí).

Do C0 không thay đổi nên :

C = C0 + ln( )

d D

d D

h H

Thiết bị chuyển đổi phần tử nhạy cảm điện dungthành tín hiệu điện là cầu đo

III.2.4.Cảm biến quang :

Các cảm biến quang được sử dung để chuyển thông tin từ ánh sáng nhìn thấy hoặc tia hồng ngoại và tia tử

ngoại thành tín hiệu điện

Cảm biền quang trên cơ sở vật liệu bán dẫn gồm

quang trở ,pin mặt trời ,diot quang và transitor quang Với các linh kiện này nếu ánh sáng chiếu rọi làm tang tính dẫn

điện vật liệu bán dấn và tác động này được ứng dung theo nhiều cách khác nhau

III.2.4.1Nguyên lý hoạt động :

Sự tiếp xúc của hai bán dẫn loại n và loại p(chuyển tiếp P-N)tạo nên vùng hạt dẫn bởi vì ở đó tồntại một điên trường và hình thành hàng rào thế Vb

Chuyển tiếp

tröôø ng

Vùng nghèo

V b

Chuyeơn tieâp P-N vaø haøng raøo theâ cụa noù

Khi không có điện thề bên ngoài đặt trên chuyển tiếp(V= 0),dong điện qua chuyển tiếp I= 0.Thực tế I là doingtổng cộng của hai dòng điện bằng nhau và ngược chiều :

 Dòng do khuyếch tán hạt dẫn cơ bản sinh ra khiion hoá tạp chất (lỗ trống trong bán dẫn loại Pvà điện ttrong bán dẫn loại N).Năng lượng nhiệtcủa các hạt dẫn cơ bản đủ lớn để vượt quahàng rào thế

 Dòng hạt dẫn không cơ bản (do kêt quả của sựhình thành các cặp khi có kích thích nhiệt :điệntử trong bán dẫn loại P và lỗ trống trong bándẫn loại N),chúng chuyển động dưới tác dungcủa điện trường trong vùng nghèo

Khi đặt điện áp Vd lên đioe ,chiều cao của rào thế sẽthay đổi kéo theo sự thay đoỉi của dòng hạt dẫn cơ bản vàbề rộng vùng nghèo Điện áp Vd sẽ xác định dòng điệnchạy qua chuyển tiếp :

I=I0exp 

kT

qV d

- I0 (1)Trong đó I0 là hạt dấn không cơ bảnKhi điện áp ngược đủ lớn (Vd << -kT/q=-26mV ở 300 K),chiều cao của rào thế lớn đến mức dòng khuyếch tán hạt dẫn không cơ bản ,đây chính là dòng ngược Ic của

diode ,Ic=I0

Khi chiếu sáng diode bằng bức xạ có bước sóng nhỏhơn bước sóng ngưỡng (  <s) ,sẽ xuất hiện thêm cáccặp điện tử lỗ trống Để các hạt dẫn này có thể thamvào độ dẫn và tăng dòng I ,cần ngăn cản quá trình tái hợpcủa chúng tức là nhanh chóng tách cặp điện tử - lỗtrống dưới tác dung của điện trường Điều náy chỉ có thểxảy ra trong vùng nghèo và sự chuyển dời của các điệntích đó (cùng hướng với hướng chuyển động của các hạtdẫn không cơ bản)kéo theo sự gia tăng của dòng ngược I

-

+ +

P N

_ +

I x