thiết kế máy ép nhựa 250 tấn

thiết kế máy ép nhựa 250 tấn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

THIẾT KẾ MÁY ÉP NHỰA 250 TẤN

Giáo viên hướng dẫn : Th.S Nguyễn Văn ThạnhSinh viên thực hiện : Nguyễn Tuấn Huy

Lớp : CK08TKMMSSV : 20800798

TPHCM, tháng 12 – 2012

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

NHIỆM VỤ LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP

Khoa : CƠ KHÍ

Bộ môn: THIẾT KẾ MÁY

Họ và tên : NGUYỄN TUẤN HUY MSSV : 20800798

Ngành : KĨ THUẬT CHẾ TẠO Lớp : CK08TKM

1 Đầu đề luận án:

THIẾT KẾ MÁY ÉP NHỰA 250 TẤN

2 Các số liệu ban đầu :

- Lực kẹp khuôn: 250 Tấn

3 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

- Tổng quan về máy ép nhựa

- Phân tích và chọn phương án thiết kế cho máy

- Tính toán – thiết kế các bộ phận truyền động và hệ thống thủy lực trong máy

- Vận hành và bảo dưỡng hệ thống máy ép

4 Các bản vẽ:

- Bản vẽ kết cấu chung của máy ép nhựa

- Bản vẽ các phương án cụm kẹp khuôn

- Bản vẽ sơ đồ nguyên lý máy ép

- Bản vẽ sơ đồ mạch thủy lực trong máy

- Bản vẽ sơ đồ điện điển hình điều khiển máy

5 Cán bộ hướng dẫn : TH.S NGUYỄN VĂN THẠNH

6 Ngày giao nhiệm vụ luận án : /09/2012

7 Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 19/12/2012

Kết quả đánh giá l uậ n á n t ốt ng hiệ p.

- Điểm hướng dẫn luận án : ………

H ẬN X ÉT CỦA GI Á O VIÊN H Ư ỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Tp Hcm, ngày … tháng … năm 2012

Giáo viên hướng dẫn

TH.S NGUYỄN VĂN THẠNH

H ẬN X ÉT CỦA GIÁO V I ÊN DU Y ỆT

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Tp Hcm, ngày … tháng … năm 2012

Giáo viên duyệt

LỜI NÓI ĐẦU

Trong sự nghiệp công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước, các ngành công nghiệp

kỹ thuật đóng vai trò hết sức quan trọng, trong đó ngành công nghiệp vật liệu chất dẻo

là một trong những ngành giữ vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Ngàynay, trên thế giới cũng như ở Việt Nam, nhu cầu các sản phẩm chất dẻo trong kỹ thuậtcũng như trong dân dụng ngày càng tăng Dựa trên cơ sở khoa học kỹ thuật côngnghệ, thành tựu và sự phát triển mạnh mẽ của ngành vật liệu Polymer, các nhà sảnxuất chất dẻo đã đưa ra thị trường một số lượng lớn chất dẻo phong phú về chủng loại,

có nhiều tính chất và ứng dụng khác nhau và có những ưu nhược điểm nhất định Tínhchất chung của chất dẻo là nhẹ, bền, đẹp, dễ gia công, tạo được nhiều mẫu mã đa dạnghơn, giá thành rẻ hơn các vật khác có cùng công dụng cho nên nó có tính chất thay thếmột số vật liệu truyền thống như gỗ, thép Do sự xuất hiện một số lượng lớn chất dẻonên hàng loạt sản phẩm có nguồn gốc chất dẻo được sản xuất và vật liệu chất dẻo rất

đa dạng và phong phú Giá trị sử dụng của loại sản phẩm này đã xâm nhập vào mọilĩnh vực của nền kinh tế và trong dân dụng Nhu cầu và chất lượng của sản phẩm cũngnhư ứng dụng của nó ngày càng tăng Hiện nay, vấn đề chất lượng và đưa ra ứng dụngcủa loại vật liệu này một cách rộng rãi trong toàn nền công nghiệp và dân dụng là vấn

đề quan trọng và cần thiết Chất lượng và giá thành chính là yếu tố quyết định đến khảnăng cạnh tranh của các doanh nghiệp sản xuất và gia công Việc xác định nhu cầu thịtrường cần phải tìm hiểu trước Để có sự phong phú và đa dạng, chất lượng cao củasản phẩm trên thị trường cần phải có hàng loạt các phương pháp công nghệ, máy móc,thiết bị, dây truyền, Gia công chất dẻo ngày càng hoàn thiện và cải tiến với sự ứngdụng của khoa học hiện đại như điện tử, tin học Để nâng cao sản xuất, chất lượng vàgiảm giá thành sản phẩm là những yếu tố kỹ thuật phải gắn liền với yếu tố kinh tế Ởnước ta, ngành công nghiệp sản xuất và gia công vật liệu chất dẻo bắt đầu phát triển.Dần đưa ra thị trường nhiều sản phẩm phong phú và đa dạng, chất lượng và độ phứctạp của sản phẩm ngày càng hoàn thiện hơn máy móc và thiết bị hiện nay ngày càngđược cải tiến Trong tương lai ngành công nghiệp chất dẻo có xu hướng ngày càngphát triển Nếu có chiến lược phát triển lâu dài thì ngành công nghiệp chất dẻo củanước ta sẽ có rất nhiều triển vọng

Để thực hiện được những yêu cầu phát triển đó thì công nghệ tính toán thiết kế vàchế tạo ra các loại máy ép phun nhựa đang là một nhu cầu cấp thiết cần phải đượcgiải quyết, đào tạo và chuyển giao mà không ai khác đó chính là những nhiệm vụ củacác kỹ sư Công Nghệ Chế Tạo Máy phải đảm nhiệm

Để góp phần nhỏ bé của mình vào công cuộc phát triển của ngành công nghiệp chất dẻo của Việt Nam Sau một thời gian tìm hiểu và dưới sự hướng dẫn tận tình của

Page | 7

Thầy Nguyễn Văn Thạnh Em đã chọn đề tài “Thiết kế máy ép nhựa 250 tấn" làm đềtài cho luận án tốt nghiệp.

Do kiến thức còn hạn hẹp nên trong quá trình thiết kế và tính toán em không tránhkhỏi những sai sót do thiếu thực tế và kinh nghiệm thiết kế nên em rất mong có sựhướng dẫn chỉ bảo của các thầy để em có thể củng cố và hoàn thiện kiến thứccủa mình khi bước vào thực tế sản xuất trong tương lai

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy Nguyễn Văn Thạnh đã tận tình hướngdẫn, dìu dắt em trong suốt quá trình thực hiện luận án tốt nghiệp này Nhân đây,

em cũng xin chân thành cám ơn các thầy, các cô trong khoa Cơ Khí cùng toàn thểcác thầy các cô trong trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh trong suốtthời gian qua đã dạy dỗ em thành người có tri thức để có thể cống hiến và phục vụ

xã hội trong tương lai

TPHCM, Ngày 19 Tháng 12 Năm 2012

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Tuấn Huy

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

MỤC LỤC 3

Chương 1 TỔNG QUAN MÁY ÉP NHỰA 5

1.1 Thực trạng và xu hướng sử dụng máy ép phun hiện nay: 5

1.2 Giới thiệu công nghệ ép phun: 7

1.2.1 Công nghệ ép phun: 7

1.2.2 Nhu cầu thực tế và hiệu quả kinh tế của công nghệ ép phun: 7

1.2.3 Khả năng công nghệ: 7

1.2.4 Phân loại máy ép phun: 8

1.3 Các bộ phận cơ bản của máy: 8

1.3.1 Hệ thống hỗ trợ ép phun: 8

1.3.2 Hệ thống phun: 9

1.3.3 Hệ thống kẹp: 13

1.3.4 Hệ thống khuôn: 15

1.3.5 Hệ thống điều khiển: 16

Chương 2 PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 18

2.1 Khả năng ứng dụng máy ép phun tại các công ty ở Việt Nam: 18

2.2 Chọn động cơ điện và bơm thủy lực cho hệ thống máy ép: 18

2.2.1 Chọn động cơ điện: 18

2.2.2 Chọn bơm thủy lực: 19

2.3 Chọn động cơ tạo chuyển động quay cho trục vis: 21

2.4 Phân tích ưu nhược điểm các phương án thiết kế: 21

2.4.1 Phương án 1: 21

2.4.2 Phương án 2: 23

2.4.3 Phương án 3: 24

2.4.4 Phương án 4: 26

2.5 Chọn phương án thiết kế và nguyên lí hoạt động của phương án: 27

Chương 3 TÍNH TOÁN - THIẾT KẾ MÁY ÉP NHỰA 250 TẤN 30

3.1 Các thông số cơ bản của máy: 30

3.2 Tính toán hệ thống phun: 32

3.2.1 Tính toán chọn bơm và động cơ điện cho máy: 32

3.2.2 Tính toán chon động cơ dầu làm quay trục vis: 39

3.2.3 Tính toán cho bộ phận cấp nhiệt: 42

3.2.4 Tính toán xylanh đẩy đài phun và bề dày xylanh bơm nhựa: 45

3.3 Tính toán hệ thống kẹp: 47

3.3.1 Hệ thống cơ học cụm kẹp: 47

3.3.2 Hệ thống thủy lực cụm kẹp: 58

3.4 Các bộ phận phụ trong máy ép nhựa: 60

3.4.1 Bộ phận tiếp liệu: 60

3.4.2 Bộ phận điều chỉnh độ dày khuôn: 61

3.4.3 Cánh tay robot lấy sản phẩm: 62

3.4.4 Thanh dẫn trượt: 63

3.5 Kiểm nghiệm độ bền uốn cho các tấm kềm: 63

Chương 4 VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG 67

4.1 Hướng dẫn sử dụng bảng điều khiển vận hành máy ép phun: 67

4.2 Yêu cầu trong việc vận hành hệ thống: 69

4.2.1 Yêu cầu về lắp ráp: 69

4.2.2 Qui trình khởi động ban đầu: 71

4.3 Bảo dưỡng hệ thống: 72

PHỤ LỤC 75

KẾT LUẬN 78

TÀI LIỆU THAM KHẢO 79

Chương 1.TỔNG QUAN MÁY ÉP NHỰA

1.1 Thực trạng và xu hướng sử dụng máy ép phun hiện nay:

Trên thế giới hiện nay có nhiều công ty chế tạo máy ép phun phục vụ cho ngànhcông nghiệp ép các sản phẩm về nhựa như các đồ gia dụng, các loại chai lọ mỹ phẩm,chai lọ y tế, chai lọ thực phẩm…Tuy nhiên tính đa dạng trong khâu thiết kế các máynày chưa có, vì lý do nhu cầu sử dụng các mặt hàng này không nhiều Nên đa số cáccông ty chuyên sản xuất máy ép luôn sản xuất theo đơn đặt hàng của đối tác Điều này

đã dẫn đến thực trạng nước ta chưa có công ty nào thiết kế và chế tạo ra máy ép hoànchỉnh Do kinh nghiệm cũng như công nghệ là chưa đủ, mà các công ty chủ yếu làphân phối lại sản phẩm của các công ty nước ngoài hoặc nhận đơn đặt hàng tại ViệtNam rồi đưa về công ty chính để chế tạo

Qua tìm hiểu các công ty chuyên sản xuất và chế tạo máy ép phun chủ yếu tậptrung ở những nước có nền công nghiệp phát triển mạnh như Mỹ có công ty Denison,tại Ấn Độ có công ty Velan, công ty Chuan Lih Fa của Đài Loan, công ty YUKEN củaĐài Loan chuyên cung cấp các loại van và bơm thủy lực khí nén, công ty KraussMaffei của Đức Tại Việt Nam có công ty cổ phần Công Nghệ Quỳnh, công ty T.A.Ttại TP HCM, công ty Long Quân tại Hà Nội là các công ty chuyên về phân phối, lắpđặt, thiết kế, tư vấn hệ thống thủy lực khí nén hàng đầu tại Việt Nam

Dưới đây là một số loại máy ép phun đang được sử dụng phục vụ cho ngành nhựatại Việt Nam

Hình 1.1: Máy ép phun JSW - Nhật

Hình 1.2: Máy ép phun Krauss Maffei - Đức

Hình 1.3: Máy ép phun CLF - Đài Loan

1.2 Giới thiệu công nghệ ép phun:

1.2.1 Công nghệ ép phun:

Một cách đơn giản nhất, công nghệ ép phun là quá trình phun nhựa nóng chảy điềnđầy lòng khuôn Một khi nhựa được làm nguội và đông cứng lại trong lòng khuôn thìkhuôn được mở ra và sản phẩm được đẩy ra khỏi khuôn nhờ hệ thống đẩy Trong quátrình này không có bất kỳ một phản ứng hóa học nào

1.2.2 Nhu cầu thực tế và hiệu quả kinh tế của công nghệ ép phun:

Bằng cách quan sát thông thường nhất, chúng ta có thể thấy có rất nhiều sản phẩmnhựa xung quanh chúng ta Từ các sản phẩm đơn giản là dụng cụ học tập như: thước,bút, compa hay đồ chơi trẻ em…cho đến những sản phẩm phức tạp như: bàn, ghế, vỏtivi hay các chi tiết dùng trong ôtô và xe máy…đều được làm bằng nhựa Hầu hết cácsản phẩm này có hình dáng và màu sắc rất phong phú và chúng đã góp phần làm chocuộc sống của chúng ta trở nên đẹp và tiện nghi hơn Điều này đồng nghĩa với việcsản phẩm nhựa mà phần lớn được tạo ra bằng công nghệ ép phun đã trở thành mộtphần không thể thiếu trong cuộc sống chúng ta Với các tính chất như: độ dẻo dai,nhẹ, có thể tái chế, không có những phản ứng hóa học với không khí trong điều kiệnbình thường….Vật liệu nhựa đã thay thế các loại vật liệu khác như: sắt, nhôm, gang,đồng thau…đang ngày càng cạn kiệt trong tự nhiên Do đó ta có thể nói rằng nhu cầu

sử dụng vật liệu nhựa trong tương lai sẽ còn rất lớn Điều này đưa đến hiệu quả là giáthành khuôn sẽ không sẽ không được cho là quá đắt bởi lợi nhuận mà nó mang lại làrất lớn vì từ một khuôn ép phun ta có thể cho ra hàng chục thậm chí hàng trăm ngànsản phẩm nhờ máy ép nhựa

Tóm lại, nhu cầu về sản phẩm nhựa của con người là mãi mãi cho đến khi nàongười ta có thể tìm được vật liệu khác có những đặc tính tương tự và tốt hơn có thểthay thế cho nhựa Tuy nhiên, song song với nhu cầu ấy, điều chúng ta cần quan tâmthêm nữa là phải sử dụng nhựa một cách hợp lý nhất để tránh những hệ lụy không tốtcho môi trường

1.2.3 Khả năng công nghệ:

+ Tạo ra những sản phẩm có hình dáng phức tạp tùy ý

+ Trên cùng một sản phẩm hình dáng giữa mặt trong và mặt ngoài có thể khácnhau (đây là một thế mạnh so với các công nghệ sản xuất nhựa khác)

+ Khả năng tự động hóa và chi tiết có tính lặp lại cao

+ Sản phẩm sau khi ép phun có màu sắc rất phong phú và độ nhẵn bóng bề mặtcao nên không cần gia công lại

+ Phù hợp cho sản xuất hàng khối và đơn chiếc (trong trường hợp đặc biệt)

1.2.4 Phân loại máy ép phun:

a Phân loại máy ép phun theo kết cấu:

- Theo lực đóng khuôn: 50 ÷ 10000 tấn

- Theo khả năng một lần phun tối đa

- Theo kiểu cơ cấu cấu tạo phun

- Theo kiểu trục vít

- Theo kiểu bố trí bộ phận phun

b Phân loại máy ép phun theo quá trình phát triển:

- Máy ép phun piston

- Máy ép phun có trục dẻo hóa sơ bộ

- Máy ép phun trục vis

1.3 Các bộ phận cơ bản của máy:

Máy ép phun gồm các bộ phận cơ bản sau đây :

Là hệ thống giúp vận hành ép phun, hệ thống này bao gồm:

- Thân máy (Frame)

- Hệ thống điện (Electrical system)

- Hệ thống thuỷ lực (Hydraulic system)

- Hệ thống làm nguội (Cooling system)

Hình 1.4: Hệ thống hỗ trợ ép phun

 Thân máy: Liên kết các hệ thống trên máy lại với nhau.

 Hệ thống thủy lực: Cung cấp lực để đóng, mở khuôn, tạo ra và duy trì lực kẹplàm cho trục vít quay, chuyển động tới lui Tạo lực cho chốt đẩy và sự trượtcho lõi mặt bên Hệ thống này bao gồm bơm, valve, motor, hệ thống ống, thùngchứa nhiên liệu…

 Hệ thống điện: Cấp nguồn cho motor điện và hệ thống điều khiển cho khoangchứa vật liệu nhờ các băng gia nhiệt, đảm bảo sự an toàn điện cho người vậnhành máy bằng các công tắc Hệ thống này gồm tủ điện và hệ thống dây dẫn

 Hệ thống làm nguội: Cung cấp nước hay dung dịch ethyleneglycol… Để làmnguội khuôn, dầu thủy lực và ngăn không cho nhựa thô ở cuống phễu bị nóngchảy thì phần nhựa thô phía trên khó chạy vào khoang chứa liệu Nhiệt trao đổicho dầu thủy lực vào khoảng 90-120 độ F Bộ điều khiển nhiệt nước cung cấp 1lượng nhiệt, áp suất, dòng chảy thích hợp để làm nhựa nóng trong khuôn

1.3.2 Hệ thống phun:

Hệ thống phun làm nhiệm vụ đưa nhựa vào khuôn thông qua hệ thống cấp nhựa,nén, khử khí, gia nhiệt làm chảy dẻo nhựa trong xilanh, tạo lực ép dòng nhựa nóngchảy vào trong khuôn Di chuyển được,có đủ áp lực áp chặt vào khuôn để không xìđầu lò Phun nhựa lỏng và định hình sản phẩm Hệ thống này gồm các bộ phận:

- Phễu cấp liệu (Hopper)

- Khoang chứa liệu (Barrel)

- Các băng gia nhiệt (Heater band)

- Trục vít (Screw)

- Van một chiều (Non-return-assembly)

- Vòi phun (Nozzle)

Hình 1.5: Hệ thống phun

Các bộ phận chi tiết của hệ thống phun:

a Phễu cấp liệu (Hopper): Chứa vật liệu dạng viên để cấp cho khoang trộn

b Khoang chứa liệu (Barrel): Là ống bao quanh trục vis, xung quanh được baobởi các băng điện trở (Heater band) chia thành các vùng điều khiển riêng tươngứng với các vùng trên trục vis Chứa nhựa và để vít trộn chuyển động qua lạibên trong nó Khoang trộn được gia nhiệt nhờ các băng cấp nhiệt Nhiệt độxung quanh khoang chứa liệu Nhiệt độ xung quanh khoang chứa liệu cung cấp

từ 20% đến 30% nhiệt độ cần thiết để làm chảy lỏng vật liệu nhựa

c Các băng gia nhiệt (heater band): Giúp duy trì nhiệt độ khoang chứa liệu đểnhựa bên trong luôn ở trạng thái dẻo

d Trục vít (screw): Có chức năng nén, làm chảy dẻo và tạo áp lực để đẩy nhựachảy dẻo vào lòng khuôn

+ Nằm trong nòng

+ Là bộ phận nạp liệu, hóa dẻo và đẩy nguyên vật liệu trong nòng vào khuôn.+ Có khả năng trộn nóng chảy tốt, tự làm sạch nhanh

+ Có nhiều loại thiết kế khác nhau tùy vào loại nguyên liệu

Trục vít có cấu tạo gồm 3 vùng: Vùng cấp liệu, vùng nén, và vùng định lượng.+ Có chiều dài / đường kính = 12÷20 (LS= 20 D)

+ Có đường kính và bước ren không đổi suốt chiều dài

+ Tỷ số nén từ hF/ hM = 2,2; 2,5(tỉ số nén càng cao thợ gia công càng dễ).+ Trên trục vis được chia làm 3 vùng phân biệt

Hình 1.6: Cấu tạo trục vít

 Vùng cấp liệu (feed zone): Vùng gần phễu cấp liệu nhất, chiếm khoảng 50% chiều dài hoạt động của trục vít (có tài liệu cho là 60%) và có chức năng làm cho vật liệu đặc lại thành khối và chuyển vật liệu qua vùng nén Chiều sâu của các cánh vít ở vùng này là lớn nhất và hầu như không đổi

Page |1616

 Vùng nén ép (transition zone): Chiếm khoảng 25% chiều dài hoạt động củatrục vít (có tài liệu cho là 20%) Ở vùng này, đường kính ngoài của trục vítkhông đổi nhưng chiều sâu các cách vít thay đổi nhỏ dần từ vùng cấp liệu đếncuối vùng định lượng Chính nhờ cấu tạo đặc biệt này mà các cách vít làm chonhựa bị nén chặt vào thành trong của khoang chứa liệu, điều này tạo ra nhiệt

ma sát Nhiệt ma sát này cung cấp khoảng 70 đến 80% lượng nhiệt cần thiết đểlàm chảy dẻo vật liệu

 Vùng định lượng (metering zone): Chiếm khoảng 25% chiều dài hoạt động củatrục vít (có tài liệu cho là 20%), có chức năng cung cấp nhiệt độ để vật liệuchảy dẻo một cách đồng nhất và làm bắn vật liệu chảy dẻo vào khuôn quacuống phun Chiều sâu cánh vít ở vùng này là bé nhất và hầu như không đổi

Để đánh giá được khả năng làm chảy dẻo vật liệu của trục vít cao hay thấpngười ta dựa vào hai thông số chính đó là: L/D và Df/Dm Tỉ lệ L/D nhỏ nhất là20:1, tỉ lệ Df/Dm thường là 3:1; 2,5:1 và 2:1

Thông số thiết kế trục vít tiêu chuẩn:

e Bộ tự hồi hay van một chiều (Non-return-assembly): Bộ phận này gồm có vòng chắn hình côn đầu trục vít nó có chức năng tạo ra dòng nhựa bắn vào khuôn

Hình 1.7: Van một chiềuKhi trục vít lùi về thì vòng chắn hình nêm di chuyển về hướng vòi phun và chophép nhựa chảy về đầu trục vít Còn trục vít di chuyển về phía trước thì vòng chắnhình nêm sẽ di chuyển về phía phểu và đóng kín với seat không cho nhựa chảy về phíasau.

f Vòi phun: Có chức năng nối khoang trộn với cuống phun và phải có hình dạngđảm bảo bịt kín khoang trộn và khuôn Nhiệt độ ở vòi phun nên được cài đặtlớn hơn hoặc bằng nhiệt độ chảy của vật liệu Trong quá trình phun nhựa lỏngvào khuôn, vòi phun phải thẳng hàng với bạc cuống phun và đầu vòi phun nênđược lắp kín phần lõm của bạc cuống phun thông qua vòi định vị để đảm bảonhựa không bị phun ra ngoài và tránh mất áp

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

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

+ Chiều dài của vòi phun nên dài hơn chiều sâu của bạc cuống phun (tạo dòng ổnđịnh trước khi vào bạc cuống phun)

+ Độ côn tùy thuộc vào vật liệu ép phun

Hình 1.8: Vòi phun

a Cụm đẩy (Machine ejection): Gồm xy lanh thủy lực, tấm đẩy và cần đẩy.

Chúng có chức năng tạo ra lực đẩy tác động vào tấm đẩy trên khuôn để đẩy sảnphẩm ra khỏi khuôn

b Cụm kìm (Clamp cylinders): Thường có 2 loại chính là loại dùng cơ cấu

khuỷu và loại dung các xylanh thủy lực Hệ thống này có chức năng cung cấp lực để đóng mở khuôn và lực để giữ khuôn (kìm khuôn) đóng trong suốt quá trình phun

Hình 1.10: Hệ thống kẹp khuôn

 Ưu nhược điểm của cụm kìm dùng xylanh thủy lực và cơ cấu khuỷu:

-Lực kìm tập trung vào giữa tấm khuôn

- Cần lượng lớn dầu thủy lực

- Tốn nhiều năng lượng

- Chịu ảnh hưởng bởi hệ sốnén của dầu

Cơ cấu khuỷu

- Khó điều chỉnh

c Tấm di động (Movable platen): Là 1 tấm thép lớn với bề mặt có nhiều lỗ thông

với tấm di động của khuôn Chính nhờ các lỗ thông này mà cần đẩy có thể tác

động lực vào tấm đẩy trên khuôn Ngoài ra trên tấm di động còn có các lỗ ren

để kẹp tấm di động của khuôn Tấm này di chuyển tới lui dọc theo 4 thanh nối

trong quá trình ép phun

Hình 1.11: Tấm di động và vị trí của nó trên máy ép phun

d Tấm cố định (Stationary platen): Cũng là 1 tấm thép lớn có nhiều lỗ thông với tấm cố định của khuôn Ngoài 4 lỗ dẫn hướng và các lỗ có ren để kẹp tấm cố định của khuôn tương tự như tấm di động, tấm cố định còn có thể lỗ vòng định

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

và cụm phun (vòi phun và bạc cuống phun)

e Trục dẫn hướng (Tie bars): Có khả năng co giãn để chống lại áp suất phun khikìm tạo lực Ngoài ra chúng còn có tác dụng dẫn hướng cho tấm di động

Hình 1.12: Trục dẫn hướng1.3.4 Hệ thống khuôn:

Sau quá trình nhựa hóa, nhựa nóng chảy được phun vào khuôn, lực ép khuôn phải

đủ lớn để đóng khuôn tới khi nào nhựa nguội và đóng rắn sau đó khuôn được mở đểlấy sản phẩm

Cấu tạo gồm:

- Hai thớt cố định và 1 thớt di động để mở khuôn

- Trục dẫn hướng 4 trục hình trụ song song

- Xilanh khóa khuôn: Tạo lực đóng mở khuôn

- Xilanh thủy lực để đùn sản phẩm ra

- Bộ phận điều chỉnh bề dày khuôn: Dẫn động bằng motor điện hoặc thủy lực

- Cửa an toàn cửa trước và cửa sau

 Cấu tạo chung của hệ thống khuôn bao gồm các bộ phận sau:

Hình 1.13: Cấu tạo chung của khuôn1.3.5 Hệ thống điều khiển:

Hệ thống điều khiển giúp người vận hành máy theo dõi và điều chỉnh các thông sốgia công như: nhiệt độ, áp suất, tốc độ phun, vận tốc và vị trí của trục vít, vị trí của các

bộ phận trong hệ thống thủy lực Quá trình điều khiển có ảnh hưởng trực tiếp đến chất

lượng sau cùng của sản phẩm và hiệu quả kinh tế của quá trình Hệ thống điều khiểngiao tiếp với người vận hành máy qua bảng nút điều khiển (Control Panel) và mànhình máy tính (Computer screen).

Bên trong hệ thống điều khiển là 1 bộ vi xử lí các rơle, công tắc hành trình, các bộphận điều khiển nhiệt độ, áp suất, thời gian…

Bảng điều khiển: Gồm các công tắc và nút nhấn dung để vận hành máy Một bảngđiều khiển điển hình gồm có nút nhấn điều khiển bơm thủy lực, nút nhấn tắt nguồnđiện hay dừng khẩn cấp và các công tắc điều khiển bằng tay

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

Hình 1.14: Màn hình máy tính

Chương 2 PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1 Khả năng ứng dụng máy ép phun tại các công ty ở Việt Nam:

Với sự cạch tranh trên thị trường hiện nay, yêu cầu mọi công ty muốn tồn tạiđều phải luôn đổi mới về công nghệ sản xuất, điều đó đã dẫn đến cần có sự đầu tưtrang thiết bị máy móc hiện đại để sử dụng công nghệ mới vào sản xuất

Tuy nhiên không phải bất cứ công ty nào đều có thể thay đổi công nghệ một cách

dễ dàng mà còn phụ thuộc tiềm năng kinh tế và chiến lược sản xuất của công ty ỞViệt Nam các công ty nhựa đang dần phát triển là do các vật dụng trong nhà nói riêng

và các dụng cụ sử dụng cho công nghiệp nói chung đều nhựa hóa bởi vì sản phẩmnhựa tạo ra có tính năng bền, rẽ, và nhẹ nên dễ sử dụng Nên máy ép phun sẽ là lựachọn hàng đầu của các công ty để sản xuất các sản phẩm bằng nhựa

2.2 Chọn động cơ điện và bơm thủy lực cho hệ thống máy ép:

2.2.1 Chọn động cơ điện:

Động cơ điện là thiết bị điện cơ học giúp chuyển điện năng thành cơ năng Cơnăng này được sử dụng để quay bánh công tác của bơm Do tính chất làm việc củamáy ép phun nên ta chọn động cơ điện xoay chiều (AC)

Thông dụng nhất là động cơ không đồng bộ 3 pha vì chúng có thiết kế đơn giản, rẻtiền và dễ bảo trì, có thể nối trực tiếp với nguồn xoay chiều và được sử dụng hầu hếttrong hệ thống công nghiệp hiện nay

Hình 2.1: Động cơ không đồng bộ 3 pha

2.2.2 Chọn bơm thủy lực:

Chọn bơm cho máy ép dựa vào bảng phân tích sau đây:

thủy lực có áp suất cao

bơm bánh răng thường

được dùng làm bơm cơ sở

-Bơm cánh gạt được dùngrộng rãi sau bơm bánh răng

- Lưu lượng bơm có thể thayđổi bằng cách thay đổi độlệch tâm

-Phạm vi sử dụng trong hệthống các máy công cụ

-Số cánh từ 4 – 12 cánh

-Đối với bơm cánh gạt đơn,

áp suất đạt được là 70 bar vàđối với bơm cánh gạt kép,

áp suất đạt được là 175 bar

- Qp đạt đến 600 l/ph

-Bơm piston được sửdụng rộng rãi trong hệthống thủy lực làm việc ở

áp suất cao

-Áp suất lớn nhất có thểđạt được là 700 bar

-Bơm piston thường dùng

ở những hệ thống dầu épcần áp suất cao và lưulượng lớn: Máy truốt,máy xúc, máy nén…

-Có khả năng chịu quá tải

trong một thời gian ngắn

-Giá thành thấp

-So với bơm bánh răng, bơmcánh gạt đảm bảo một lưulượng đều hơn, hiệu suất thểtích cao hơn

-Làm việc ít ồn

-Điều chỉnh được lưu lượng-Gây nên lực hướng kínhlệch ( từ khoang đẩy)

-Giá thành thấp

-Có thể điều chỉnh đượclưu lượng hoặc lưu lượng

cố định

-Bơm piston có khả nănglàm kín tốt hơn so vớibơm cánh gạt và bánhrăng

-Vì bề mặt làm việc của

cơ cấu này là mặt trụ, do

đó dễ dàng đạt được độchính xác gia công cao,bảo đảm hiệu suất thể tíchtốt, có khả năng thực hiệnvới áp suất làm việc cao

-Không điều chỉnh được

lưu lượng và áp suất khi số

vòng quay cố định

-Chủ yếu thường dùng ở hệthống có áp suất thấp vàtrung bình

-Yêu cầu việc lọc chất lỏngkhắt khe khi làm việc

-Giá thành cao

-Làm việc gây tiếng độnglớn do sự va đập của cácpiston

Dựa vào tính chất của máy ép phun làm việc với áp suất cao nên ta chọn bơmPiston để thiết kế máy ép phun.

Bơm piston là loại bơm dựa trên nguyên tắc thay đổi thể tích của cơ cấu piston –

xy lanh Có thể chế tạo với lưu lượng cố định hoặc lưu lượng điều chỉnh được Phụthuộc vào vị trí của piston đối với roto, có thể phân biệt chúng thành bơm hướng kính

và hướng trục

- Bơm pittong hướng kính:

Bơm piston hướng kính có các piston chuyển động hướng tâm với trục quaycủa rôto Tùy thuộc vào số piston ta có lưu lượng khác nhau

- Bơm hướng trục:

Hình 2.2: Bơm piston hướng kính

Bơm piston hướng trục là loại bơm có các pittong đặt song song với trục roto

và bơm được truyền bằng khớp nối với trục quay của động cơ điện BơmPittong hướng trục có ưu điểm là kích thước nhỏ gọn và hầu hết điều chỉnhđược lưu lượng nhờ góc nghiêng của kết cấu đĩa nghiêng ở trong bơm

Hình 2.3: Kết cấu của bơm piston hướng trục

Page |2626

2.3 Chọn động cơ tạo chuyển động quay cho trục vis:

Động cơ dầu là loại động cơ khác so với bơm thủy lực ở một điểm cơ bản là biếnđổi năng lượng thành động năng tạo nên chuyển động quay trên trục động cơ

Trục vít của máy ép nhựa quay nhờ động cơ điện hoặc 1 động cơ thủy lực được nốivới bộ giảm tốc bánh răng Động cơ truyền dẫn cho trục vít có thể đặt giữa piston thuỷlực và trục vis hoặc theo một phương án bố trí khác

Từ đó ta chọn động cơ piston hoặc một động cơ điện dựa vào số tốc độ quay củatrục vis do cơ cấu tạo chuyển động quay chỉ là một chuyển động cơ sở của máy cầnthiết kế

2.4 Phân tích ưu nhược điểm các phương án thiết kế:

Các phương án thiết kế được đưa ra đều dựa trên những chỉ tiêu sau: Giá thành,kích thước của máy ép, độ tin cậy của hệ thống, khả năng bảo trì, hệ số an toàn, chỉ sốkhả năng sẳn sàng…

2.4.1 Phương án 1:

Hình 2.4: Sơ đồ nguyên lý phương án 1

Hình 2.5: Phương án thiết kế 1

Đây là phương án thiết kế với 2 bơm thủy lực truyền năng lượng dầu cho hệ thốngmáy Với phương án thiết kế này thì bộ phận phun và kẹp hoạt động được do 2 bơm khác nhau

Hiện nay, phương án thiết kế này rất ít sử dụng và chế tạo trong hầu hết các loại máy ép trên toàn thế giới

Hầu hết máy ép phun hiện nay được chế tạo theo phương án này như máy CHUANLIH FA của Đài Loan và máy JWS của Nhật….

Thiết bị phun trục vis hoạt động với vis quay để hoá dẻo nhựa và khuấy trộn nhựacho đều nhờ 1 động cơ dầu, chuyển động tịnh tiến nhờ xylanh – piston để phun nhựanóng chảy vào khuôn

 Ưu điểm:

- Khả năng khuấy trộn tốt do trục vis hoạt động vừa tịnh tiến vừa quay, nhiệtnóng chảy phân bố đều hơn phương án 4 là dùng cơ cấu xylanh – Piston đểdẻo hóa nhựa

- Có thể chế tạo được những máy có lực kềm lớn

- Được sử dụng rộng rãi hiện nay trong hầu hết các cơ sở sản xuất nhựa ở ViệtNam

- Giá thành thấp

- Di chuyển cơ cấu kìm nhanh

- Tự hãm để giảm va đập

 Nhược điểm:

- Phải thường xuyên bảo dưỡng định kì

- Làm việc ồn ào vì máy bơm phải luôn hoạt động với năng suất tối đa

- Lực kìm không tập trung vào giữa tấm khuôn

- Khó điều chỉnh

2.4.3 Phương án 3:

Hình 2.8: Sơ đồ nguyên lý phương án 3

Hình 2.9: Phương án thiết kế 3Với phương án này thì hoạt động cơ học của máy không khác gì máy ép ở phương

án 2 nhưng khác một điểm cơ bản là cơ cấu kẹp khuôn ở phương án này là cơ cấuxylanh – piston trực tiếp vào tấm động ( Moving platen )

Hiện nay máy ép loại này, Krauss Maffei – Germany cung cấp chế tạo máy épthủy lực loại này trên toàn thế giới

- Làm việc ở nhiệt độ thấp khoảng ≤ 25°C thì máy sẽ chạy ổn định

- Cần lượng lớn dầu thủy lực nên tốn nhiều năng lượng

- Chịu ảnh hưởng bởi hệ số nén của dầu

2.4.4 Phương án 4:

Hình 2.10: Sơ đồ nguyên lý phương án 4

Hình 2.11: Phương án thiết kế 4

Nguyên lý hoạt động của phương án 4 chủ yếu bằng hệ thống thủy lực Làm nóngchảy nhựa bằng cách cấp nhiệt từ thành, đẩy nhựa bằng piston thuỷ lực.

Bố trí một bơm thủy lực cùng với một động cơ điên không đồng bộ ba pha giốngphương án 2 và phương án 3

Đây là thiết bị đúc phun đơn cấp piston (single stage plunger), phương án ra đờisớm nhất nên còn nhiều hạn chế cho khả năng ứng dụng ngày nay, ít được chọn so vớicác phương án trước đó

 Ưu điểm:

- Giá thành rẻ

- Kết cấu gọn nhẹ, không cồng kềnh, hoạt động đơn giản

- Dùng chủ yếu cho sản phẩm nhỏ, áp suất làm việc thấp nên có thể sử dụngbơm cánh gạt hoặc bơm bánh răng

 Nhược điểm:

3

- Lượng nhựa phun nhỏ (<435cm ), khó điều chính lượng nhựa nóng chảy

- Khả năng khuấy trộn kém, nhiệt nóng chảy phân bố không đều

- Thời gian lưu dài, phân bố thời gian lưu rộng, tổn thất áp suất cao

- Khó ép được những sản phẩm lớn

- Thường xuyên bảo trì

2.5 Chọn phương án thiết kế và nguyên lí hoạt động của phương án:

Dựa vào phân tích ưu nhược điểm các phương án ở trên, ta chọn phương án 2 làmphương án thiết kế máy ép trong luận văn này Do nó phù hợp với giá thành, chấtlượng sản phẩm, nhiệt độ khí hậu tại Việt Nam làm việc và được sử dụng hầu hếttrong các nhà máy sản xuất

Ngoài 4 phương án trên, ngày nay người ta đã chế tạo thành công và đưa vào sảnxuất tại nhiều nước trên thế giới máy ép bằng điện thay cho thủy lực bằng động cơđiện servo ở cả hai cụm kẹp và cụm phun Đạt được rất nhiều ưu điểm vượt trội so vớiphương án ta chọn nhưng phạm vi sử dụng chưa rộng rãi ở Việt Nam và giá thành đểchế tạo lại rất cao nên không phù hợp cho việc thiết kế hiện nay

Nguyên lí hoạt động:

Để tạo ra sản phẩm nhựa thì chu kỳ máy ép phun gồm bốn giai đoạn:

+ Giai đoạn kẹp (Clamping phase): Khuôn đóng lại

+ Giai đoạn phun (Injection phase): Nhựa điền đầy vào lòng khuôn

+ Giai đoạn làm nguội (Cooling phase): Nhựa đông đặc lại trong khuôn

+ Giai đoạn đẩy (Ejector phase): Đẩy sản phẩm ra khỏi lòng khuôn

a Giai đoạn kẹp:

Lúc đầu phần di động của khuôn di chuyển nhanh đến phần cố định nhưng sau đóchậm dần cho đến khi khuôn đóng lại hoàn toàn (không xảy ra tiếng động lớn) Khikhuôn đang đóng cũng là áp lực kìm rất lớn được tạo ra để chống lại áp lực cao từdòng nhựa bắn vào lòng khuôn Điều này rất quan trọng vì nếu áp lực kìm khôngchống lại nổi áp lực phun thì khuôn sẽ bị hư hại và sản phẩm ép được tạo ra chắc chắn

sẽ gặp khuyết tật

Hình 2.12: Diễn biến giai đoạn kẹp

b Giai đoạn phun:

Đầu tiên nhựa nóng chảy và phun vào lòng khuôn rất nhanh do trục vít tiến về phíatrước Khi lòng khuôn gần như được điền đầy khoảng 95% lòng khuôn thì quá trìnhđịnh hình sản phẩm trong lòng khuôn sẽ có nhiệt độ thấp hơn Nhựa nóng sẽ nguộidần và xảy ra hiện tượng co rút Do đó một lượng nhựa khoảng 5% sẽ được phun vào

để bù trừ sự co rút cho tới khi miệng phun đông cứng lại Quá trình này ngăn khôngcho dòng chảy ngược của nhựa qua miệng phun

Hình 2.13: Giai đoạn ép phun

c Giai đoạn làm nguội:

Giai đoạn này bắt đầu sau khi quá trình định hình kết thúc Khuôn vẫn đóng vànhựa nóng trong lòng khuôn được làm nguội cho đến khi đủ độ cứng, để có thể đẩyrời khỏi khuôn Trong suốt quá trình này trục vít vẫn quay và lùi lại cho lần phun kếtiếp Thời gian tiêu tốn trong giai đoạn này phụ thuộc vào lượng nhựa mà ta ép

d Giai đoạn đẩy:

Đây là giai đoạn cuối của quá trình ép phun Lúc này phần di động của khuôn sẽ

mở ra, đồng thời tấm đẩy của khuôn sẽ bị lói đẩy sản phẩm của máy đẩy về phía trước

để sản phẩm rớt ra ngoài khỏi khuôn Khi sản phẩm rời ra khỏi khuôn thì cần đẩy sẽhồi về để chuẩn bị cho chu trình kế tiếp

Hình 2.14: Giai đoạn đẩy

Chương 3.TÍNH TOÁN - THIẾT KẾ MÁY ÉP NHỰA 250 TẤN

3.1 Các thông số cơ bản của máy:

 Thể tích phun:

Đây là thông số quan trọng nhất của máy, nó quyết định kích thước của máy và cácđặc tính công nghệ của máy Thể tích phun của máy càng lớn thì năng lượng tiêu tốncàng lớn và kích thước của máy càng lớn

Thông số này coi là thông số dữ liệu Hiện tồn tại các máy ép phun có thể tích đúc

từ 2  30.000cm3 Máy ép phun thường hay sử dụng nhất là loại máy có thể tích 6,

125, 250, 500… cm3

 Tốc độ phun:

Thông số này cần được đảm bảo là tối ưu, sao cho trong quá trình điền đầykhuôn no không cứng (có nghĩa với vận tốc không đươc quá nhỏ) và đồng thờicũng không quá lớn để xảy ra hiện tượng phân huỷ vật liệu do ma sát Tốc độ phun

Áp lực phun ảnh hưởng đến chất lượng và tích chất của chi tiết

Áp lực cần thiết để điền đầy khuôn, phụ thuộc vào thời gian phun Áp lực phuncao được sủ dung khi sản xuất chi tiết có thành mỏng và vật liệu có độ nhớt cao Songcũng cần lưu ý rằng áp lực tao hinh (áp lực phun) mà nhờ nó ta nhận được sản phẩmtốt thì không cao Phần lớn các trường hợp áp lực đó vào khoảng 2500  5000 N/cm3.Thông số áp lực của máy thường là áp lực lớn nhất

 Diện tích ép:

Là hình chiếu bề mặt chi tiết lên mặt khuôn theo phương tác dụng của lực ép Diệntích ép của các sản phẩm khác nhau được gia công trên các máy có thể tích phun danhnghĩa xác định thì khác nhau

Diện tích ép được xác định cho loại chi tiết riêng biệt và nó là một trong những thông

số cơ bản củ máy đúc phun Thông số này có ảnh hưởng tới lực kẹp khuôn, kích thước khuôn khỏ bàn kẹp và tiếp theo là chi số kinh tế kỹ thuật của máy

Page |3636

Khi xác định thông số này cần tính đến ảnh hưởng của nó tới khả năng sử dụngrộng rãi của máy để sản xuất các chi tiết khác nhau có cùng trọng lượng và ảnh hưởngđến chỉ số công nghệ kỹ thuật của máy.

Tăng diện tích ép là tăng tính tổng hợp của máy được thiết kế, song chỉ ảnhhưởng xấu tới chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của máy

 Bàn kẹp:

Bàn kẹp có ảnh hưởng rõ rệt tới trọng lượng của máy Trọng lượng của tấm phụthuộc vào cấu trúc (đúc, hàn, …) của bàn kẹp, voà sự phân bố và cấu trúc lỗ kẹp, vàodại lượng của lỗ trung tâm

Khuôn được kẹp trên bàn nhờ các lỗ ren hoặc các rãnh dọc chữ T hoặc các phươngtiện khác nhau phân bố trên bàn kẹp

Rãnh chữ T tạo sự thuận tiện nhất cho việc kẹp khuôn, đồng thời giảm được kíchthước khuôn Song sự có mặt của nó làm cho tấm phải tăng bề dày lên 40 – 50 mm và

do vậy tăng lượng tấm nhất là đối với các máy lớn Chính vì vậy phần lơn các trườnghợp bàn kẹp sử dụng ở dạng tấm hàn, có lỗ kẹp, có ren Đối với máy không lớn thìphương án bàn kẹp phối hợp giữa rãnh kẹp và lỗ ren là cách giải quyết tốt nhất Lỗkẹp thường ở phần giữa bàn kẹp còn phần rãnh kep thì ở vùng biên bàn kẹp

Kết cấu bộ phận kẹp khuôn của máy được phân biệt theo số trục đỡ và sự bố trícủa nó Đối với máy có thể tích ép không lớn thường có hai trụ đỡ phân bố theophương ngang hoặc chéo Trên máy lớn hơn thường có bốn cái

 Lực kẹp khuôn:

Lực kẹp khuôn của máy được xác định bởi diện tích ép và sự phân bố áp lựctrong khuôn Lực kẹp khuôn có thể tính gần đúng theo biểu thức:

P = po S (N )Nhận xét với sự tăng diẹn tích ép làm xuất hiện khả năng tăng lực kẹp khuôn.Lực kẹp khuôn quyết định đến kết cấu của bộ phận kẹp của máy

Giá trị lực kẹp khuôn phụ thuộc vào công nghệ đúc, tích chất của vật liệu vànhiều yếu tố khác của quá trình ép Làm việc trên máy có lực kẹp khuôn nhỏ có thểthu nhận chi tiết có chất lượng tốt với điều kiện chế độ công nghệ đặc biệt và trình

độ sản xuất cao

 Khoảng cách giữa các tấm kẹp và hành trình của tấm động:

Hai thông số này phụ thuộc vào mặt hàng của sản phẩm ép Khoảng cách lớnnhất giữa hai bàn kẹp khuôn và hành trình bàn di động sẽ quyết định đến chiều caokhuôn và tiếp điến chiều cao sản phẩm có thể thu nhận được trên máy ép phun đãcho

Đại lượng khoảng cách có thể điều chỉnh được giữa hai bàn kẹp quyết định đếnchiều cao của khuôn ép đặt trên nó Khoảng cách này có thể điều chỉnh trong mộtgiới hạn rộng, được chọn trong từng loại máy Với giá trị tối ưu của khoảng điềuchỉnh trọng lượng khuôn sé giảm, dễ dàng cho việc vận hành, giảm bớt sự cần thiếtphải sử dụng những phần thêm đặc biệt trong khuôn.

Vật liệu chất dẻo được cho vào phễu định lượng và cấp liệu đặt trên xylanh củamáy đi vào rãnh vít nằm trong xi lanh Do chuyển động quay của trục vít vật liệuđược dịch chuyển lên phía trước về phía vòi phun, trong suốt quá trình đó vật liệutiếp nhận nhiệt từ xylanh do các nhân tố cung cấp ( hơi nóng điện trở,điện từ …).Nhờ có nhiệt lượng đó và nhiệt sinh ra do quá trình chuyển động cơ học của vậtliệu nóng chảy Vật liệu nóng chảy được trục vít chuyển lên phía trước nhờ áp lựcđược hình thành trong quá trình quay làm cho nó bị kéo lùi về phía sau Như vậylượng vật liệu cần thiết để điền đầy khoang tạo hình của khuôn sẽ tập kết ở khoảngtrống phía trước trục vít Trong quá trình điền đầy khuôn, trục vít thực hiện chuyểnđộng dọc trục về phía trước và đẩy khối vật liệu nóng chảy qua vòi phun vàokhuôn Vật liệu được làm nguội trong khuôn trở nên đông cứng, sau đó hai nửakhuôn được mở ra thì sản phẩm được đẩy ra ngoài

- A là diện tích hình chiếu bề mặt của sản phẩm theo phương lực ép (cm2)

- Fc là ực kẹp của máy (Tấn hoặc KN), Fc = 250 Ton

- P là áp suất gây nên trong khoang do vật liệu gây nên, chọn vật liệu là nhựaPolypropylen (PP) có P = 250 kg/cm2

Thay vào công thức: Fc(tấn) = 250 A

V = K1 Vđ [1 – trang 156]

Trong đó:

- K1 = 1,25 ÷ 1,3 : Hệ số chứa

- Vđ: Thể tích phun (cm3) Thực tế, người ta thường chế tạo máy với đơn vị thểtích vật ép theo dãy số Vđ = 8, 16, 32, 64, 125, 250, 500, 1000 cm3

Thay vào công thức: V = 1,25 500 = 625 cm3

Mặt khác thể tích chứa vật liệu của xylanh bơm nhựa còn được xác định bởi côngthức [1 – trang 156]:

ππ

= =

44Trong đó: H – Hành trình piston đẩy trục vis (mm)

D – Đường kính xylanh bơm nhựa (mm)

K2 – Hệ số hành trình, K2 = 2 ÷ 3Cân bằng 2 phương trình tính thể tích xylanh bơm nhựa, ta được:

Do đó, hành trình xylanh bơm nhựa: H = = . ≈ 22,11 cm

Vậy ta chọn hành trình của trục vít: H = 4.D = 24 cm [1 – trang 157].Vậy thể tích chứa vật liệu tối đa của xylanh bơm nhựa thực tế:

π

= 6 24 =

679 4

Áp suất lớn nhất trong xylanh phun nhựa là P = 1800 (kg/cm2), [1 – trang 145]

Do đó công suất phun nhựa vào khuôn được xác định như sau :

.

N = =

(KW)