THIẾT KẾ MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO DÂY CHUYỀN ĐÚC CHẬU CỦA NHÀ MÁY SỨ LINAX SỬ DỤNG THIẾT BỊ PLC CỦA HÃNG MITSUBISHI

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ DÂY CHUYỀN ĐÚC CHẬU TRONG NHÀ MÁY SỨ LINAX 1.Tổng quan về công ty TNHH Lixil Inax Việt Nam 1.1 Giới thiệu chung Tập đoàn LIXIL có bề dày lịch sử gần 90 năm phát triển và thành công để trở thành nhà cung cấp sứ vệ sinh hàng đầu tại thị trường Nhật Bản. Thương hiệu LIXIL VIỆT NAM là nền tảng của tập đoàn LIXIL, nhà sản xuất hàng đầu của Nhật Bản về gạch ốp lát, thiết bị vệ sinh, bình nước nóng, cabinet gắn với chậu rửa, vật liệu xây dựng cho các tòa nhà, khu dân cư, thương mại và công cộng. Tháng 1 năm 1998 nhà máy đầu tiên tại Việt Nam (VINAX) bắt đầu hoạt động, cung cấp các sản phẩm sứ vệ sinh và phụ kiện chất lượng cao mang nhãn hiệu INAX. Đến nay tại Việt Nam, LIXIL VIỆT NAM đã và đang đầu tư 100% vốn và công nghệ tổng trị giá gần 170 triệu USD với nhiều nhà máy tại Hà Nội, Hưng Yên, Quảng Nam, Vũng Tàu... Với Quy trình sản xuất, chất lượng sản phẩm của các nhà máy được tuân thủ nghiêm ngặt theo các tiêu chuẩn quốc tế về quản lý chất lượng ISO9001 và tiêu chuẩn quốc tế về quản lý môi trường ISO14001, tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm của Nhật Bản JIS (Japanese Industrial Standard). Mục tiêu của chúng tôi là tạo ra một ngôi nhà và một không gian sống toàn diện với thương hiệu INAX, từ vật liệu xây dựng, gạch ốp trang trí đến các thiết bị cho phòng vệ sinh, nhà bếp, phòng tắm, bình nước nóng, cabinnet, tủ bếp.... Sau nhiều năm đi vào hoạt động, đến nay LIXIL VIỆT NAM đã trở thành một thương hiệu mạnh và phát triển vượt bậc. Công ty VINAX chính thức đưa vào hoạt động từ tháng 01 năm 1998, và đã trở thành nhà cung cấp thiết bị sứ vệ sinh chất lượng cao cho thị trường Việt Nam và thị trường quốc tế. Các quy trình sản xuất của nhà máy được tuân thủ nghiêm ngặt theo các tiêu chuẩn quốc tế về chất lượng ISO9001 và tiêu chuẩn quốc tế về môi trường ISO14001. Công nghệ và dây chuyền sản xuất của VINAX được lắp đặt do INAX một tập đoàn hàng đầu, là nhà tiên phong với kinh nghiệm hơn 70 năm trong lĩnh vực sản xuất thiết bị vệ sinh ở Nhật Bản và trên thế giới. Tháng 082003, VINAX đã đạt tiêu chuẩn JIS – tiêu chuẩn về công nghệ uy tín nhất của Nhật Bản 1.2 Công nghệ sản xuất sứ vệ sinh Nhà máy sản xuất sứ vệ sinh cao cấp theo công nghệ hiện đại, làm việc theo nguyên tắc sau : Các sản phẩm sứ đươc sản xuất theo phương pháp công nghiệp là sản xuất hàng loạt, như vậy mới tăng năng suất, giảm giá thành sản phẩm, nâng cao được sức cạnh tranh. Do vậy phương pháp sản xuất sứ truyền thống không thích hợp, không đáp ứng được yêu cầu trên. Phương pháp tiên tiến nhất hiện nay để sản xuất sứ là nguyên liệu sau khi trộn các phụ gia đặc biệt được nghiền ra thành nước, gọi là hồ, hồ này được rót vào khuôn tạo hình theo mẫu mã đã được thiết kế và chế tạo. Hồ ở trong khuôn được khuôn hấp thụ nước, khi được sấy nóng sẽ đông đặc, rắn lại theo hình dạng của khuôn, tạo ra sản phẩm mong muốn. Chất lượng của sản phẩm sứ rất phụ thuộc vào nguyên liệu và các phụ gia, đây là bí quyết công nghệ của nhà sản xuất. Điều này cho phép sản phẩm sau khi nung xong sẽ giữ được độ ẩm, độ cứng, độ hút nước tối ưu để không bị nứt vỡ, rạn men trong quá trình vận chuyển, sử dụng sau này. Sau khi phôi đúc xong, quá trình tiếp theo là hoàn thiện sản phẩm và tạo ra sản phẩm hoàn chỉnh đưa ra thị trường tương tự như phương pháp truyền thống.

Trang 1

Khiển KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN HỌC

SỬ DỤNG THIẾT BỊ PLC CỦA HÃNG MITSUBISHI

Sinh viên thực hiện: Trần Việt Hùng Lớp : Tự Động Hóa và Điều Khiển K50 Giáo viên hướng dẫn : Th.S Phạm Thị Lý

Hà Nội – 2013

Trang 2

K50

MỤC LỤC MỤC LỤC i LỜI NÓI ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ DÂY CHUYỀN ĐÚC CHẬU TRONG NHÀ MÁY SỨ LINAX 2 CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN, LỰA CHỌN VÀ THIẾT KẾ TỦ ĐỘNG LỰC 22 CHƯƠNG 3 LỰA CHỌN, THIẾT KẾ TỦ ĐIỀU KHIỂN 54 CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ THUẬT TOÁN VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 79 CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ MÔ HÌNH MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO DÂY CHUYỀN 94 KẾT LUẬN 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 97

Trang 3

K50

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển của xã hội, nhu cầu về sinh hoạt và tiện nghi của con người cũng ngày một tăng theo Đáp ứng theo nhu cầu đó, các ngành công nghiệp sản xuất cũng đang ngày càng phát triển để cho ra những sản phẩm chất lượng, có tính thẩm mỹ cao để phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của con người

Công ty LIXIL INAX VIETNAM chính thức đưa vào hoạt động từ tháng

01 năm 1998, và đã trở thành nhà cung cấp thiết bị sứ vệ sinh chất lượng cao cho thị trường Việt Nam và thị trường quốc tế Các quy trình sản xuất của nhà máy được tuân thủ nghiêm ngặt theo các tiêu chuẩn quốc tế Các sản phẩm sứ đươc sản xuất theo phương pháp công nghiệp là sản xuất hàng loạt giúp tăng năng suất, giảm giá thành sản phẩm, nâng cao được sức cạnh tranh

Trong quá trình được đi thực tập tại công ty LIXIL INAX VIETNAM em

đã được tìm hiểu về quy trình công nghệ sản xuất của dây chuyền đúc chậu và học hỏi được cách để thiết kế một dây chuyền sản xuất tự động trong nhà máy

Quá đó, em nhận đề tài “Thiết kế mô hình điều khiển cho dây chuyền đúc chậu của nhà máy sứ Linax” Vì thời gian thực hiện có hạn cùng với kiến thức

còn hạn chế nên việc thiết kế hệ thống không tránh khỏi những sai sót Để có thể hoàn thành được đồ án này là nhờ sự giúp đỡ to lớn của các thầy cô giáo trong khoa Điện – Điện tử nói chung, bộ môn Tự Động Hóa nói riêng Các thầy cô đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em những kiến thức, những kinh nghiệm quý báu trong suốt 4 năm học tập và rèn luyện tại trường

Xin được gửi tới các thầy, các cô lời cảm ơn chân thành nhất đặc biệt đến

cô giáo : ThS Phạm Thị Lý đã hết lòng giúp đỡ, hướng dẫn và chỉ bảo tận tình

trong quá trình em làm đồ án tốt nghiệp

Trang 4

K50

Hà Nội, ngày … tháng … năm 2013

Sinh viên thực hiện

Trần Việt Hùng

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ DÂY CHUYỀN ĐÚC CHẬU

TRONG NHÀ MÁY SỨ LINAX 1.Tổng quan về công ty TNHH Lixil Inax Việt Nam

1.1 Giới thiệu chung

Tập đoàn LIXIL có bề dày lịch sử gần 90 năm phát triển và thành công để trở thành nhà cung cấp sứ vệ sinh hàng đầu tại thị trường Nhật Bản Thương hiệu LIXIL VIỆT NAM là nền tảng của tập đoàn LIXIL, nhà sản xuất hàng đầu

Trang 5

K50

của Nhật Bản về gạch ốp lát, thiết bị vệ sinh, bình nước nóng, cabinet gắn với chậu rửa, vật liệu xây dựng cho các tòa nhà, khu dân cư, thương mại và công cộng

Tháng 1 năm 1998 nhà máy đầu tiên tại Việt Nam (VINAX) bắt đầu hoạt động, cung cấp các sản phẩm sứ vệ sinh và phụ kiện chất lượng cao mang nhãn hiệu INAX Đến nay tại Việt Nam, LIXIL VIỆT NAM đã và đang đầu tư 100% vốn và công nghệ tổng trị giá gần 170 triệu USD với nhiều nhà máy tại Hà Nội, Hưng Yên, Quảng Nam, Vũng Tàu Với Quy trình sản xuất, chất lượng sản phẩm của các nhà máy được tuân thủ nghiêm ngặt theo các tiêu chuẩn quốc tế về quản lý chất lượng ISO-9001 và tiêu chuẩn quốc tế về quản lý môi trường ISO-

14001, tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm của Nhật Bản JIS (Japanese Industrial Standard) Mục tiêu của chúng tôi là tạo ra một ngôi nhà và một không gian sống toàn diện với thương hiệu INAX, từ vật liệu xây dựng, gạch ốp trang trí đến các thiết bị cho phòng vệ sinh, nhà bếp, phòng tắm, bình nước nóng, cabinnet, tủ bếp

Sau nhiều năm đi vào hoạt động, đến nay LIXIL VIỆT NAM đã trở thành một thương hiệu mạnh và phát triển vượt bậc

Công ty VINAX chính thức đưa vào hoạt động từ tháng 01 năm 1998, và

đã trở thành nhà cung cấp thiết bị sứ vệ sinh chất lượng cao cho thị trường Việt Nam và thị trường quốc tế Các quy trình sản xuất của nhà máy được tuân thủ nghiêm ngặt theo các tiêu chuẩn quốc tế về chất lượng ISO-9001 và tiêu chuẩn quốc tế về môi trường ISO-14001 Công nghệ và dây chuyền sản xuất của VINAX được lắp đặt do INAX - một tập đoàn hàng đầu, là nhà tiên phong với kinh nghiệm hơn 70 năm trong lĩnh vực sản xuất thiết bị vệ sinh ở Nhật Bản và trên thế giới Tháng 08/2003, VINAX đã đạt tiêu chuẩn JIS – tiêu chuẩn về công nghệ uy tín nhất của Nhật Bản

1.2 Công nghệ sản xuất sứ vệ sinh

Nhà máy sản xuất sứ vệ sinh cao cấp theo công nghệ hiện đại, làm việc theo nguyên tắc sau :

Trang 6

K50

- Các sản phẩm sứ đươc sản xuất theo phương pháp công nghiệp là sản xuất hàng loạt, như vậy mới tăng năng suất, giảm giá thành sản phẩm, nâng cao được sức cạnh tranh Do vậy phương pháp sản xuất sứ truyền thống không thích hợp, không đáp ứng được yêu cầu trên Phương pháp tiên tiến nhất hiện nay để sản xuất sứ là nguyên liệu sau khi trộn các phụ gia đặc biệt được nghiền ra thành nước, gọi là hồ, hồ này được rót vào khuôn tạo hình theo mẫu mã đã được thiết

kế và chế tạo Hồ ở trong khuôn được khuôn hấp thụ nước, khi được sấy nóng sẽ đông đặc, rắn lại theo hình dạng của khuôn, tạo ra sản phẩm mong muốn Chất lượng của sản phẩm sứ rất phụ thuộc vào nguyên liệu và các phụ gia, đây là bí quyết công nghệ của nhà sản xuất Điều này cho phép sản phẩm sau khi nung xong sẽ giữ được độ ẩm, độ cứng, độ hút nước tối ưu để không bị nứt vỡ, rạn men trong quá trình vận chuyển, sử dụng sau này

- Sau khi phôi đúc xong, quá trình tiếp theo là hoàn thiện sản phẩm và tạo

ra sản phẩm hoàn chỉnh đưa ra thị trường tương tự như phương pháp truyền thống

Theo nguyên tắc trên, để tạo ra sản phẩm sứ cần có các phân xưởng sau:

Trang 7

K50

điện, phòng thí nghiệm)

Dưới đây sẽ mô tả cấu trúc của mỗi phân xưởng :

1.2.1 Phân xưởng sản xuất hồ

Gồm có: Băng tải đưa nguyên liệu vào máy nghiền, thùng nghiền, thùng

trộn nguyên liệu, các thiết bị đo mức lỏng, các thiết bị đo tỉ lệ theo phần trăm thành phần của hồ, các thiết bị đo các chất có hại có trong hồ (chất có hại ở đây

là những chất làm giảm chất lượng sản phẩm sứ), thiết bị đo độ nhớt để điều tiết bơm nước Hồ sau khi đã trộn đều được đưa vào bể chứa Ở bể chứa hồ luôn luôn được trộn đều, sau đó dùng bơm đẩy hồ sang phân xưởng đúc Cuối cùng là

tủ điện để điều khiển các thiết bị của phân xưởng

1.2.2 Phân xưởng đúc

Có các khuôn đúc, giá đỡ để lắp các khuôn đúc, thiết bị ép các khuôn đúc khít vào nhau, để khi rót hồ vào các khuôn, hồ không tràn ra ngoài khuôn, các đường ống dẫn hồ và đường ống dẫn khí, động cơ thổi khí làm khô khuôn và động cơ thổi khí làm khô sản phẩm, bơm (bơm này chạy bằng khí nén) rút hồ thừa từ đường ống, thùng chứa hồ về phân xưởng sản xuất hồ Băng tải để sản phẩm sau khi đã đúc xong và cũng là nơi hoàn thiện sản phẩm Tủ điện để điều khiển các thiết bị của phân xưởng Cấu trúc của tủ điện đã được mô tả kĩ ở phần giải thích quy trình công nghệ sản xuất đúc bệ xí (WC), đúc chậu (WASH BASIN), đúc nắp tank (TANK RID), đúc tăng (TANK) Phôi sau khi lấy ra khỏi khuôn đúc phải có giai đoạn hoàn thiện phôi như làm nhẵn bề mặt, sửa chữa những khuyết tật, đục các lỗ cần thiết

1.2.3 Phân xưởng sấy phôi đúc

Cấu trúc của phân xưởng gồm có:

Trang 8

K50

Lò sấy, muốn cho sản phẩm đạt chất lượng cao, lò sấy có thiết bị điều chỉnh nhiệt độ lò chính xác, thuận tiện, dễ dàng, tốt nhất nên làm bằng lò điện trở, việc điều khiển và khống chế nhiệt độ đảm bảo độ chính xác theo đúng yêu cầu kĩ thuật với lò điện trở dễ dàng hơn Các giá đỡ được dùng để sản phẩm phôi đúc, giá này có nhiều tầng để có thể chứa được nhiều phôi và có bánh xe để cho việc di chuyển phôi vào lò sấy được dễ dàng Số lượng các giá đỡ nên có nhiều

vì sau khi ở lò sấy ra phôi được đẩy tới bộ phận tráng men, từ bộ phận tráng men phôi lại được đẩy sang bộ phận lò nung, sau lò nung phôi thành sản phẩm sứ, tới

in hoa văn và trở lại lò nung, sau đó đưa sang bộ phận hoàn thiện sản phẩm, như vậy thời gian sản phẩm ở trên giá đỡ tương đối dài

Phần điều khiển có tủ tự động điều chỉnh nhiệt độ lò sấy, thiết bị tự động điều chỉnh cân bằng dòng điện 3 pha, vì với lò điện trở việc xảy ra mất cân bằng dòng điện trong quá trình điều chỉnh nhiệt độ là đương nhiên

1.2.4 Phân xưởng sản xuất men hoặc tráng men

Công nghệ sản xuất men phụ thuộc vào bí quyết từng nhà máy, men có nhiều loại và có nhiều mầu sắc khác nhau, do đó sẽ tạo ra được nhiều sản phẩm

đa dạng về mặt mầu sắc, men đóng một vai trò hết sức quan trọng cho vẻ đẹp của sản phẩm và chất lượng sản phẩm Men sản xuất dưới dạng hồ lỏng, chứa vào thùng, luôn luôn khuấy đều Khi cần tráng men, men từ bình chứa đi theo đường ống tới máy phun, và men được phun đều lên bề mặt phôi đã được sấy khô (máy phun men tương tư như máy phun sơn) Phôi tráng men xong được đưa vào lò nung Thiết bị của phân xưởng: Thùng chứa, máy khuấy, các thiết bị

đo thành phần dung dịch men, máy phun men, tủ điện điều khiển

1.2.5 Phân xưởng nung tạo hoa văn trên sản phẩm

Gồm có lò nung, lò sấy, thiết bị đo nhiệt độ lò, thiết bị điều chỉnh nhiệt

độ, tủ điện điều khiển, thiết bị tự động điều chỉnh cân bằng dòng điện 3 pha Cấu trúc lò nung giống như lò sấy, nếu sản lượng không nhiều có thể kết hợp lò nung với lò sấy Với xí nghiệp có sản phẩm sản xuất lớn, thường lò sấy và lò nung riêng biệt nhau

Trang 9

K50

Sau khi nung xong, để tạo hoa văn trên sản phẩm, dùng phương pháp dán giấy đã in hoa lên sản phẩm sứ, sau khi dán xong, sản phẩm lại được đưa vào lò nung, ở nhiệt độ cao giấy in bốc cháy, mầu in không bị cháy, và để lại hoa văn trên bề mặt sứ Mặt khác ở nhiệt độ cao, mầu in trên sứ trở nên tươi hơn Đặc điểm giấy in hoa văn khi cháy không để lại tro (loại giấy đặc biệt khi cháy bốc hơi không có tro đen) công nghệ dán hoa văn trên sản phẩm rất đơn giản, giấy đặc biệt đã được in hoa trước, khi dán cắt giấy đã in hoa, nhúng giấy đã cắt vào nước và dán lên bề mặt sản phẩm Sở dĩ phải cắt giấy đã in hoa vì giấy in hoa người ta in nhiều hoa văn trên tờ giấy lớn cho nhiều sản phẩm, do vậy chỉ cắt hoa văn cho vừa đủ mỗi sản phẩm

1.2.6 Phân xưởng hoàn thiện sản phẩm

Sản phẩm sứ sau mỗi công đoạn sản xuất, đều có kiểm tra chất lượng sản phẩm, những sản phẩm nào không đạt tiêu chuẩn, đã được loại ra ở từng công đoạn, do đó giảm được chi phí cho mỗi sản phẩm Sản phẩm sau lò nung, khi kiểm tra chất lượng, được đưa tới phân xưởng hoàn thiện bao gồm các công việc sau: mài bề mặt sứ tạo độ bóng cho sản phẩm, như vậy cần có 2 loại máy mài:

- Máy mài thô, mài những ba-via và những khuyết tật nhỏ để lại trên bề mặt sản phẩm khi nung

- Máy mài tinh, dùng để đánh bóng bề mặt sản phẩm Yêu cầu sản phẩm

sứ cao cấp phải đạt được độ bóng cao, do đó máy đánh bóng bề mặt có kết cấu mài được các bề mặt phẳng, bề mặt cong và bề mặt lồi lõm của sản phẩm

Sản phẩm sau khi mài xong được kiểm tra chất lượng lần cuối, dán nhãn mác sản phẩm và của nhà máy chế tạo, cuối cùng được đưa tới phân xưởng đóng gói

1.2.7 Phân xưởng đóng gói, lưu kho và xuất xưởng

Sau khi sản phẩm hoàn thiện xong được đưa đến phân xưởng đóng gói, gắn nhãn mác Sau khi đóng gói xong sản phẩm được cất vào kho và xuất xưởng, đưa ra thị trường tiêu thụ Phân xưởng đóng gói gồm có máy đóng gói, máy gắn nhãn mác, xe vận chuyển hàng hoá, xe đẩy, kho lưu trữ sản phẩm

Trang 10

K50

1.2.8 Phân xưởng phụ

- Xưởng sản xuất khí nóng (HOT AIR GENERATOR 120HPR) Công

nghệ sản xuất khí nóng là thổi không khí qua dây điện trở đã đốt nóng, không khí nóng đi vào các đường ống tới các dây chuyền đúc, tại đây không khí nóng được hệ thống điều hoà nhiệt độ của dây chuyền chậu sẽ điều tiết nhiệt độ cho toàn phân xưởng đúc Ống dẫn không khí nóng được bọc cách nhiệt, vai trò của không khí nóng dùng để sấy các khuôn đúc Theo thiết kế, hệ thống điều hoà không khí nóng của phân xưởng được đặt ở dây chuyền sản xuất chậu (WASH BASIN) Nhiệt độ khống chế chung cho cả phân xưởng đúc thường ở nhiệt độ

khoẻ công nhân, nên công việc sấy khuôn thường làm về ban đêm Ban ngày có công nhân làm việc, hệ thống điều hoà không khí nóng không làm việc, đương nhiên bộ phận sản xuất không khí nóng cũng không làm việc Theo công nghệ đúc chậu, hệ thống điều hoà không khí nóng thổi trực tiếp vào khuôn đúc chậu, mục đích để đảm bảo cho khuôn hoàn toàn khô, vì phôi càng khô hút nước càng mạnh, đảm bảo cho phôi đúc rắn lại ngay ở trong khuôn Phôi đúc chậu mỏng yêu cầu về độ cứng của vật đúc càng cần thiết, để khi lấy phôi ra không bị méo

- Xưởng sản xuất khí nén Gồm có máy nén khí, bình chứa khí nén, các

đường ống dẫn khí nén Khí nén dùng để thổi làm sạch các khuôn đúc trước khi lắp lên giá đỡ khuôn, khí nén cũng dùng để chạy bơm rút hồ thừa về phân xưởng sản xuất hồ Tủ điện để điều khiển máy nén khí

- Xưởng sản xuất nước Đối với nhà máy sứ, nước rất cần thiết, vai trò

thành phần chất lượng của nước cho phân xưởng sản xuất hồ và sản xuất men rất quan trọng, nó góp phần làm cho sản phẩm có chất lượng cao Ngoài ra phân xưởng mài cũng cần rất nhiều nước, vì trong quá trình mài sản phẩm sứ, nước được bơm liên tục lên bề mặt sản phẩm

- Trạm điện Bao gồm một trạm biến áp có công suất đủ cung cấp cho nhà

máy Một máy phát điện điêzen dùng làm nguồn dự phòng, để khi mất điện lưới,

Trang 11

K50

máy vẫn đảm bảo sản xuất liên tục khi mất điện lưới, công suất máy phát diêzen gần bằng công suất máy biến áp Mỗi một nhà máy phải tính công suất dự phòng chính xác, để không làm tăng vốn đầu tư, dẫn đến tăng giá thành sản phẩm

- Phòng thí nghiệm Với mỗi nhà máy sứ, cần có phòng thí nghiệm, để

xác định thành phần hồ, thành phần men, thí nghiệm độ cứng bề mặt sứ, thí nghiệm sức bền kéo, sức bền nén, độ dòn của sản phẩm sứ Thí nghiệm đóng vai trò rất quan trọng, đảm bảo cho chất lượng sứ luôn luôn đồng đều ở mọi sản phẩm, đảm bảo chất lượng sản phẩm sứ khi xuất xưởng đạt đúng yêu cầu kĩ thuật và mỹ thuật

1.2.9 Phân xưởng thiết kế, chế tạo khuôn

Xưởng thiết kế và chế tạo khuôn mẫu cần có cán bộ thiết kế và công nhân lành nghề cao, yêu cầu cán bộ thiết kế có óc sáng tạo để tạo ra những sản phẩm đẹp hợp với thị hiếu người tiêu dùng Có đội ngũ công nhân lành nghề chế tạo ra các khuôn mâu có chất lượng cao Có các dụng cụ, máy móc chuyên dùng hiện

đại giúp cho việc chế tạo khuôn đúc chính xác

2 Quy Trình Công Nghệ Dây Chuyền Đúc Chậu

Trang 12

K50 Hình 1.1 Chậu sứ LINAX

2.1 Đặc điểm khác biệt của dây chuyền đúc chậu (WASH BASIN):

- Dây chuyền đúc chậu không có băng tải chạy tự động, chỉ có băng tải tĩnh Băng tải này là cái giá đặt các phôi đúc sau khi lấy ở khuôn ra

- Để hoàn thiện các phôi chậu sau khi đúc xong, người công nhân chuyển sản phẩm đúc sang băng tải tĩnh ở bên cạnh, dưới băng tải này có hai thanh ray, trên thanh ray đặt khay nước, khay nước này có kết cấu bánh xe và rãnh trượt,

để khi khay nước di chuyển trên đường ray được nhẹ nhàng và không trượt ra ngoài Phôi đúc cố định trên băng tải, khi người công nhân hoàn thiện phôi đúc đến đâu dùng tay đẩy khay nước đến đó Công việc hoàn thiện sản phẩm bao gồm: dùng khăn ướt lau bề mặt sản phẩm cho nhẵn, vì phôi đúc sau khi lấy ra khỏi khuôn đúc hãy còn mềm có thể bị méo, gồ ghề, cho nên công việc hoàn thiện phôi đúc sửa lại phần bị méo và làm nhẫn rất dễ dàng, sau khi làm nhẵn bề mặt, công việc tiếp theo là đục các lỗ phù hợp với thiết kế Toàn bộ công việc hoàn thiện sản phẩm đều do người công nhân làm bằng tay

Trang 13

K50

Hình 1.2 Số liệu kỹ thuật

2.2 Quy trình hoạt động của dây chuyền :

Dây chuyền có thể chạy được hai chế độ:

• Chế độ tự động.

• Chế độ bằng tay.

Khi bắt đầu ngày làm việc, trước khi cho dây chuyền đúc vào hoạt động, cần phải có công đoạn chuẩn bị Công đoạn này bao gồm việc tuần hoàn hồ trong đường ống chính để tránh bị đóng vón hồ, một số thao tác xử lý khuôn bằng tay như lắp khuôn, làm sạch khuôn, thổi khô khuôn Thời gian thổi khí phụ thuộc vào kinh nghiệm vận hành của công nhân Việc tuần hoàn hồ có thể thực hiện bằng tay hay tự động Sau công đoạn chuẩn bị, ta có thể đưa dây chuyền vào vận hành bằng tay hay tự động

Trang 14

K50

2.2.1 Chạy ở chế độ tự động:

Chế độ này được chia thành hai chế độ: Tự động hoàn toàn và bán tự động (bán tự động ở đây được hiểu là có thể bỏ qua một công đoạn nào đó, sang một công đoạn mới khác, việc chuyển này phải thực hiện bằng tay)

*Chế độ tự động hoàn toàn:

Trong chế độ này, PLC sẽ điều khiển quá trình đúc phôi qua tất cả các công đoạn theo trình tự nghiêm ngặt về thời gian Các trình tự thao tác như sau (xem hình 1):

Khi công tắc ở vị trí tự động, lúc này đồng hồ tuần đã đóng tiếp điểm (thời gian đóng tiếp điểm của đồng hồ tuần phụ thuộc vào giá trị đặt của rơle (ví dụ: đặt 8h:00 ngày Thứ hai chẳng hạn), dây chuyền bước vào công đoạn chuẩn

bị làm việc Việc sử dụng đồng hồ tuần cho phép dây chuyền tự khởi động mặc

dù chưa có công nhân đến làm việc

Khi đó, bơm tuần hoàn sẽ có điện và hoạt động trong suốt phiên làm việc cung cấp hồ từ bể chính của phân xưởng đi tới khắp các đường ống của các dây chuyền Công đoạn chuẩn bị này là để hồ được trộn đều và lưu thông dễ dàng Bơm tuần hoàn được hoạt động trong khoảng 20 phút Để đảm bảo 3 cảm biến được đặt đúng bị trí, giữa nắp thùng và thành thùng hồ có đặt một tiếp điểm tiếp mức hồ đã được đặt , nếu không có tín hiệu này, tủ sẽ tự động nổi còi báo để tránh trường hợp đo mức hồ không chính xác Khi hồ đã đầy ngập Sensor 1 van cấp hồ được đóng lại

Sau 30 giây, quá trình đúc được bắt đầu Trước đó, khi đồng hồ tuần bắt đầu làm việc, PLC đã cho tín hiệu để đóng van thổi khí dưới, ngừng động cơ thổi khí dưới (Mould-Dry), ngừng động cơ thổi khí trên, thổi khí ra (air holding reverse) Mục đích của việc làm này là ngăn không cho hồ đúc vào máy thổi khí dưới (Mould-Dry) Thời gian đúc này vào khoảng 120-130 phút Các van đúc cấp hồ cho khuôn trong 1 phút ban đầu được đóng mở nhỏ giọt: mở 5 giây, đóng

3 giây để tránh áp suất bên trong làm vỡ khuôn và để khí có chứa trong khuôn

có thời gian thoát ra ngoài tránh tạo bọt khí ở sản phẩm đúc Hồ được điền đầy

Trang 15

K50

lên Sau khi hồ vào đầy khuôn, do lượng hồ đã được xác định bởi cảm biến mức nên lượng hồ dư sẽ không nhiều Trong quá trình đúc trên dưới 2 giờ, phần hồ

co ngót do mất nước sẽ được van đúc liên tục cấp cho khuôn

Khi thời gian đúc kết thúc, động cơ thổi khí thổi khí vào khuôn (air holding - forwald được khởi động bởi các khởi động từ nén hồ vào khuôn và đẩy

hồ thừa từ khuôn tràn ra ngoài đường ống Sau 5s van rút hồ được mở, bơm rút

hồ được khởi động hút hết hồ thừa ở thùng hồ và hồ thừa ở đường ống (trong vòng 12-15 phút) Sau khi bơm rút hồ dừng, PLC sẽ khởi động đồng hồ thời gian để tính thời gian động cơ thổi khí (air holding) cần dừng (sau đó 40-60 phút) Hết thời gian này, các cuộn hút 220VAC của khởi động từ được giải trừ bởi PLC Sau khi thổi khí xong, PLC lại cho tín hiệu ở van thổi khí dưới, và cho tín hiệu khởi động động cơ thổi khí dưới (Mould-Dry) để thổi hết hồ thừa dính vào sản phẩm đúc và trong đường ống ra thùng phía ngoài (thùng này do công nhân đặt để thu hồ thừa), thời gian này khoảng 5 phút Sở dĩ dây chuyền sản xuất chậu có thêm công đoạn này, mà các dây chuyền khác không có (bệ xí, tank rid), là vì động cơ thổi khí dưới (Mould-Dry) còn có nhiệm vụ làm khô khuôn bằng cách thổi không khí nóng lấy từ phân xưởng, qua đường ống rót hồ vào khuôn, nếu không thổi sạch hồ trong đương ống , hồ thừa có thể vào khuôn đúc, làm làm tắc đường ống dẫn khí và làm cho sản phẩm đúc có khuyết tật, dẫn tới

có nhiều sản phẩm đúc không đạt tiêu chuẩn

Sau khi sản phẩm đã đúc xong, PLC tự giải trừ về trạng thái ban đầu để tiếp tục chu trình đúc tự động mới hay chuyển sang đúc bằng tay (nếu bật công tắc về vị trí bằng tay “MANUAL”)

Để dây chuyền làm việc tốt, trong phần mềm PLC đã trù tính các chế độ làm việc bất thường để có giải pháp xử lý Ngoài việc sử dụng các đèn báo hiệu thông báo trạng thái làm việc của tủ (thí dụ, khi pin nuôi bộ nhớ CMOS của PLC yếu), trong tủ còn lắp còi báo để cảnh báo về các chế độ bất thường Đó là các trường hợp như:

- Đã cấp hồ vào thùng chứa hồ (van cấp hồ mở) nhưng sau 15 phút thùng vẫn chưa đầy (do vỡ đường ống chính, do hết hồ, do tắc van cấp );

Trang 16

K50

- Đồng hồ tuần đã kích hoạt nhưng không đóng nắp thùng hồ tại một dây chuyền nào đó;

- Khi động cơ nào đó bị quá tải, do rơle quá nhiệt thông báo

Còi báo được giải trừ nếu ta ấn nút “Giải trừ” trên tủ

*Chế độ bán tự động (Chế độ chuyển đổi công đoạn hay rút ngắn công

đoạn sản xuất).

Chế độ này còn gọi là chế độ tự động can thiệp được Khác với chế độ tự động hoàn toàn khi PLC chạy toàn bộ qui trình điều khiển người sử dụng không can thiệp, chế độ này được dùng khi ta cần thực hiện chỉ một vài công đoạn tự động hoá nào đó Thí dụ, do mất điện hay do sự cố, dây chuyền số 1 bị dừng Khi sự cố được khắc phục, cần tiếp tục các công đoạn đúc nửa chừng, chứ không phải đúc lại từ đầu

Các công đoạn đúc được thực hiện lần lượt như sau:

- Chuẩn bị cấp hồ cho thùng chứa hồ;

mà không cần bất cứ điều kiện nào như trong chế độ tự động hay bán tự động Sau khi thao tác được thực hiện, tủ sẽ không phát tín hiệu tiếp vì điều kiện “Tự

Trang 17

K50

động” không được thoả mãn Để tiếp tục các thao tác tiếp theo của qui trình công nghệ, ta phải bật các công tắc tương ứng trên mặt tủ

Qui trình điều khiển bằng tay sẽ có trình tự như sau:

- Khi công tắc ở vị trí bằng tay (MANUAL) Lúc này các công tắc bằng tay mới có hiệu lực

- Để có hồ vào bể, việc đầu tiên là ta phải mở van cung cấp (SUPPLY VALVE) bằng cách đóng công tắc của van cung cấp , van cung cấp có điện, đèn

sẽ phát sáng Đến khi hồ ngập từ “Sensor1” đến “Sensor 2” thì đèn sẽ phát sáng Bật công tắc của van đúc lên, (nếu như không bật lên thì dây chuyền cũng

sẽ dừng lại khi hồ dâng lên nối tắt với “Sensor3 Sau khoảng 20 phút ta tắt van cấp hồ và van đúc đi Để trễ khoảng 30 giây ta tiến hành đóng công tắc bơm rút

hồ

Sau 25 giây ta tiến hành đóng công tắc thổi khí

Sau 40-60 phút thổi khí làm khô sản phẩm ta tiến hành tắt công tắc thổi khí (Air holding) Hết thời gian thổi khí PLC cho tín hiệu mở van thổi khí dưới

và cho tín hiệu đóng động cơ thổi khí dưới (Mould-Dry) để đẩy các hồ thừa trong đường ống ra thùng ngoài (thùng này do công nhân đặt để thu hồ thừa) Cuối cùng là công đoạn tháo khuôn, với đèn tháo khuôn bật sáng Đây là lúc kết thúc quá trình hoạt động của dây chuyền

Trang 18

K50

Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý dây chuyền đúc chậu

Trong quá trình chạy nếu thấy đèn quá tải phát sáng thì PLC ra lệnh cắt phần quá tải ra khỏi dây chuyền Tại thời điểm này, còi lập tức kêu Để còi không kêu ta ấn nút giải trừ (STOP) Muốn cho dây chuyền chạy lại người công nhân phải tìm nguyên nhân gây ra sự cố và sau khi khắc phục xong mới cho dây chuyền chạy lại Đương nhiên khi tìm sự cố để an toàn phải ngắt dừng máy lại bằng cách ngắt Atomat

Nếu thấy đèn báo “pin yếu sáng thì phải thay pin nuôi bộ nhớ CMOS mới vào rồi mới tiếp tục cho máy chạy Theo tài liệu kỹ thuật của nhà sản xuất, từ khi đèn sáng, pin cũ chỉ có thể dùng thêm 100 giờ nữa Nếu không thay kịp thời,

Trang 19

K50

Sơ đồ công nghệ của dây chuyền đúc chậu:

vào thùng hồ)

Dây chuyền 2 cũng hoạt động tương tự như dây chuyền 1

Trên đây là phần mô tả công nghệ đúc chậu (WASH BASIN)

Sau đây là biểu đồ thời gian các công đoạn theo qui trình công nghệ đúc chậu :

Trang 20

Hình 1.4 Biểu đồ thể hiện thời gian các công đoạn

Air holding (thổi vào-Forward): Để thổi hết hồ thừa sau khi đúc ra đường thoát (Discharging valve)

Đầu vào từ bên ngoài tủ có 12 đầu vào 4 đầu chung từ 4 cảm biến mức.Sensor: Có 4 sensor cho 4 thùng hồ, mỗi sensor có 3 thanh dài 50, 30 và

20 cm với 5 đường ra cho 2 tín hiệu tới PLC (bao gồm cả tín hiệu báo đóng nắp thùng hồ )

Ghi chú: Sau thời gian thổi khí (Air Holding Timer) và trước khi tháo khuôn, với dây chuyền đúc chậu còn có công đoạn thổi hồ thừa còn sót lại trong đường ống và hồ thừa ở sản phẩm đúc ra ngoài, đã được mô tả ở trên

2.3 Sự hoạt động của hệ thống thổi khí :

- Dây chuyền đúc chậu gồm có ba hệ thống thổi khí: hệ thống thổi khí trên (Air holding), hệ thống thổi khí dưới (Mould - Dry) và một hệ thống thổi khí nóng, Hệ thống thổi khí nóng này làm việc độc lập với PLC mà được điều khiển bởi cảm biến nhiệt độ và những thiết bị chấp hành khác

Trang 21

K50

Khi cần làm khô khuôn ở giai đoạn này, hệ thống thổi khí trên làm việc theo chiều hút khí ở trong khuôn ra Khi đúc sản phẩm, động cơ thổi khí trên lầm việc thêo chiều thổi khí vào khuôn để cho hồ điền đầy khuôn và thổi hồ thừa vào đường ống Chế độ thổi khí vào (forward) dùng để làm khô vật đúc, được thực hiện bởi PLC trong qui trình đúc Đồng hồ tuần ở giai đoạn này đóng tiếp điểm

Khi đúc sản phẩm, van thổi khí dưới phải đóng lại để hồ đúc không vào máy thổi khí dưới Việc đóng mở van thổi khí dưới hoàn toàn do PLC điều khiển

van và động cơ thổi khí dưới (Mould- Dry valve and air holding môtor) chỉ làm việc ở chế độ sấy khuôn Sự làm việc ở chế độ sấy khuôn như sau: Làm sạch khuôn, lắp khuôn vào vị trí, ép khuôn chặt đảm bảo độ khít, sau đó tiến hành sấy khuôn Đồng hồ tuần ở giai đoạn này tiêp điểm của nó phải mở ra, mục đích để cho PLC và người công nhân khỏi nhầm lẫn

2.3.2.Hệ thống thổi khí dưới

Khi van thổi khí dưới đc làm việc, mở van ra Động cơ thổi khí dưới khởi động, thổi khí qua van điện trực tiếp vầo trong khuôn, đẩy hơi ẩm từ trong khuôn vào đường ống của động cơ thổi khí ra (reverse) ở thời điểm này động cơ thổi khí trên làm việc hút khí ẩm từ đương ống ra ngoài phân xưởng Thường công việc sấy khuôn vào ban đêm, không khí trong phân xưởng ở thời điểm này

sẽ làm cho khuôn mau khô hơn Ngoài nhiệm vụ thổi khí làm khô khuôn, động

cơ thổi khí dưới (Mould Dry) còn làm nhiệm vụ đẩy hồ thừa ra khỏi đường ống

Sự làm viêc ở giai đoạn này như sau: Sau khi kết thúc giai đoạn đúc và động cơ bơm hút hết hồ thừa ở đường ống và thùng hồ về phân xưởng sản xuất hồ, giai đoạn đúc kết thúc,chuẩn bị tháo khuôn Trước khi tháo khuôn, người công nhân lắp ống phụ vào đường ống cấp hồ vào các khuôn đúc, đầu kia của đường ống phụ để vào một thùng chứa có dung tích khoảng 20 lít, chuyển chế độ làm việc ở

Trang 22

K50

tủ điều khiển sang chế độ bằng tay, bật công tắc Mould Dry, van điện mở ra, động cơ khởi động sẽ thổi hồ thừa còn sót lại ở đương ống Riêng dây chuyền đúc chậu có thêm công đoạn này là do khi đúc sản phẩm, hồ có thể đến sát van điện, hồ có thể bám vào các kẽ van, bơm rút hồ không thể hút hết Mặt khác khi sấy khuôn động cơ thổi khí dưới (Mould-Dry) thổi không khí từ đường ống cấp

hồ vào trong khuôn, nếu còn sót hồ ở trong đường ống sẽ làm cho khuôn không được sạch, sản phẩm đúc sẽ có khuyết tật Ở thời điểm này đồng hồ tuần phải ở

vị trí cắt

- Hệ thống thổi khí dưới (Mould-Dry) còn làm việc sau khi kết thúc quá trình đúc, trước thời điểm tháo khuôn PLC sẽ cho tín hiệu mở van thổi khí dưới của hệ thống thổi khí dưới và động cơ thổi khí dưới (Mould-Dry) bắt đầu làm việc đẩy hồ thừa ở trong đường ống đặt dưới các khuôn đúc chậu, hồ thừa này được thu hồi vào một thùng đặt ở phía ngoài

2.3.3 Hệ thống thổi khí nóng

Trong phân xưởng đúc của quy trình đúc chậu, ngoài hai hệ thống thổi khí trên và thổi khí dưới còn có hệ thống thổi khí nóng Hệ thống này làm việc độc lập, đặt trong một tủ điều khiển riêng, hệ thống thổi gió nóng được thổi trên bề mặt khuôn đúc chậu, gió nóng sẽ lan toả ra cả phân xưởng, nên được xem như máy điều hoà nhiệt độ cho phân xưởng, để cho thuận tiện gọi là tủ điều hoà nhiệt độ

Ở nhà máy có một bộ phận chuyên sản xuất khí nóng, hệ thống khí nóng theo đường ống đi đến từng dây chuyền sản xuất Tại dây chuyền đúc chậu có một cửa gió nóng, cửa gió này được đóng mở bởi một cảm biến nhiệt độ, thường người ta đặt cảm biến nhiệt độ ở 50 độ C (khi nhiệt độ đến 50 độ C cảm biến nhiệt độ sẽ cho ra tín hiệu đóng van cửa gió nóng lại) Khi van cửa gió nóng đóng lại, động cơ thổi gió nóng vẫn tiếp tục làm việc Van đóng mở cửa gió nóng do cảm biến nhiệt độ điều khiển, cảm biến nhiệt độ làm việc độc lập với rơ

le tuần Giá trị đặt của cảm biến nhiệt độ phụ thuộc vào nhiệt độ sấy khuôn,

Trang 23

K50

Nếu nhiệt độ phân xưởng cao hơn giá trị đặt của cảm biến nhiệt độ, cảm biến nhiệt độ sẽ mở tiếp điểm, van điện mất điện, sẽ đóng cửa gió nóng, động cơ thổi khí vẫn làm việc, lấy không khí qua cửa gió thông với phân xưởng,thổi vào phân xưởng, nhiệt độ phân xưởng giảm xuống thấp hơn giá trị đặt, cảm biến nhiệt độ đóng tiếp điểm, van điện có điện mở cửa gió nóng, động cơ thổi khí lấy gió nóng từ đường ống dẫn gió nóng qua van điện vào phân xưởng Qúa trình làm việc của tủ điều hoà nhiệt độ sẽ lặp đi lặp lại theo sự làm việc của cảm biến nhiệt độ Động cơ chỉ ngừng làm việc khi đồng hồ tuần mở tiếp điểm (hết thời gian đặt)

Động cơ thổi gió nóng có hai chế độ làm việc: Chế độ bằng tay và chế độ

tự động Ở chế độ tự động, động cơ thổi gió nóng được điều khiển bởi role đồng

hồ tuần (WEEKLY TIMER) Giá trị đặt của rơle tuần phụ thuộc vào thời gian sấy khuôn, thường thời gian này vào khoảng từ 6 đến 8 giờ Ở chế độ bằng tay, động cơ sẽ liên tục chạy cho đến khi nhân viên vận hành đưa khoá chuyển mạch

về vị trí cắt

Ghi chú: Van điện và cảm biến nhiệt độ chỉ ngừng làm việc khi cắt áp tô mát tổng

Trang 24

K50

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN, LỰA CHỌN VÀ THIẾT KẾ TỦ ĐỘNG LỰC

Trong một dây chuyền sản xuất công nghiệp yêu cầu quan trọng nhất đặt

ra là phải tính toán và lựa chọn được các thiết bị động lực, khí cụ điện đảm bảo

về các yêu cầu kỹ thuật và yếu tố công nghệ đặt ra của nhà máy để cho hệ thống vận hành an toàn, tin cậy và kinh tế nhất

Dựa trên quy trình công nghệ dây chuyền đúc chậu của nhà máy sứ Linax,

ta lựa chọn các thiết bị và thiết kế tủ động lực cho hệ thống như sau:

- Thiết bị động lực

- Thiết bị đóng cắt

- Thiết bị bảo vệ

2.1 Thiết bị động lực của hệ thống

Trong hệ thống quy trình công nghệ dây chuyền đúc chậu của nhà máy sản xuất

sứ vệ sinh Linax có những thiết bị động lực sau:

- Bơm tuần hoàn: bơm hồ từ bể hồ chính của phân xưởng đi tới khắp các đường ống của dây chuyền Bơm tuần hoàn có mục đích sử dụng là để hồ được trộn đều và lưu thông dễ dàng

- Máy thổi khí: hệ thống thổi khí của nhà máy được sử dụng với mục đích sấy khuôn, làm khô phôi đúc và điều hòa nhiệt độ cho cả phân xưởng

- Van: các van của hệ thống có nhiệm vụ cung cấp hồ từ bể hồ chính đến thùng hồ và từ thùng hồ đến các khuôn đúc

2.1.1 Tính toán, lựa chọn bơm tuần hoàn

Bơm là một loại máy thủy lực, nhận năng lượng từ bên ngoài ( cơ năng, điện năng, thủy năng,… ) và truyền năng lượng cho dòng chất lỏng, nhờ vậy đưa chất lỏng lên một độ cao nhất định hoặc dịch chuyển chất lỏng theo hệ thống đường ống

Trang 25

K50

Người ta chia máy bơm ra nhiều loại dựa vào những đặc điểm như: nguyên lý tác động của bơm và dòng nước, dạng năng lượng làm chạy máy bơm, kết cấu máy bơm, mục đích bơm, loại chất lỏng cần bơm…Trong đó thường dùng đặc điểm thứ nhất để phân loại máy bơm, theo đặc điểm này máy bơm được chia làm hai nhóm: Bơm động học và bơm thể tích

Bơm động học: Trong buồng công tác của máy bơm động học, chất lỏng

được nhận năng lượng liên tục từ cánh bơm truyền cho nó suốt từ cửa vào đến cửa ra của bơm Các loại bơm này chủ yếu được dùng trong nông nghiệp và các ngành cấp nước khác, rất ít dùng trong công nghiệp

Bơm thể tích: Nguyên lý làm việc loại bơm này là thay đổi có chu kỳ thể

tích của buồng công tác truyền áp lực hút đẩy chất lỏng Bơm này có những loại sau:

buồng công tác để hút và đẩy chất lỏng Loại bơm này tạo được cột áp cao, lưu lượng nhỏ nên trong nông nghiệp ít dùng, thường được dùng trong máy móc công nghiệp

phần quay của bơm để đẩy chất lỏng Bơm này gồm có: bơm răng khía, bơm pít tông quay, bơm tấm trượt, bơm vít, bơm chân không vòng nước,

… Bơm rôto lưu lượng nhỏ thường dùng trong công nghiệp

Các tính chất hóa, lý của các loại chất lỏng hóa chất công nghiệp là vấn đề lớn nhất cho các nhà sản xuất.Việc sử dụng các loại chất lỏng đó ảnh hường rất lớn đến tuổi thọ làm việc của bơm Loại bơm chuyên dùng trong việc sản xuất

và sử dụng các loại chất lỏng hóa chất công nghiệp là máy bơm màng Đối với bơm màng sự thay đổi thể tích làm việc của bơm sinh ra do chuyển động tiến lùi của màng Vì vậy chúng được sử dụng trong những trường hợp bơm chất lỏng bẩn độc hại như hóa chất NaOH, HCL, H2SO4, Xăng, Dầu, bùn thải

Trang 26

K50

Bơm màng được sử dụng trong rất nhiều ngành công nghiệp : bơm chất lỏng, nước sạch, bơm bùn và nước thải, bơm chất lỏng nhớt, trong nhà máy điện, nhà máy giấy, trong công nghiệp dầu khí, hóa học, trong ngành hàng hải v.v

Trong hệ thống bơm tuần hoàn của dây chuyền đúc chậu trong nhà máy

sứ Linax dung dịch cần được bơm tuần hoàn trong các đường ống là hồ đúc có dạng dịch đặc nên việc sử dụng bơm màng là phù hợp Bơm màng là loại bơm thể tích lưu lượng thấp, một sản phẩm mới của ngành công nghiệp sản xuất bơm

Bơm tuần hoàn được bơm từ bể hồ chính của phân xưởng đi tới khắp các đường ống của dây chuyền Mục đích sử dụng của hệ thống bơm tuần hoàn là để

hồ được trộn đều và lưu thông dễ dàng

a Giới thiệu chung về máy bơm màng.

Bơm màng là một loại máy bơm dùng để di chuyển các chất lỏng có đặc tính đặc biệt như: hóa chất ăn mòn, chất đặc… Bơm màng sử dụng nguồn năng lượng khí nén để vận hành các chi tiết, tạo ra sự hút và đẩy chất lỏng di chuyển Nguyên lý làm việc của loại máy bơm này là nguyên lý hút đẩy kiểu bơm piston đơn, trong đó người ta thay thế piston bằng màng Dưới đây là hình ảnh cấu tạo

và hoạt động của bơm màng:

Hình 2.1 : Bơm màng dùng khí nén

Trang 27

K50

Hình 2.2 : Bơm màng dùng piston

Hình 2.3: Nguyên lí hoạt động của máy bơm màng

Như hình trên, ta thấy bơm màng hoạt động dựa vào nguồn năng lượng khí nén Ở giữa bơm màng có cơ cấu van chia khí Bộ phận này làm việc và tạo

ra hai quá trình hút và đẩy màng bơm, thể hiện qua sự dịch chuyển của màng bơm từ trái qua phải và ngược lại để tạo ra chênh lệch áp suất Một chu kỳ hoạt động của bơm màng sẽ gồm nửa chu kỳ hút và nửa chu kỳ đẩy Các bi trong bơm màng có nhiệm vụ hỗ trợ làm kín đường ống trong các quá trình này để làm cho chất lỏng được hút và đẩy, tạo ra sự di chuyển chất lỏng từ ngõ vào đến ngõ

ra Hình ảnh ở trên là sự thể hiện đặc trưng và rất rõ nét hoạt động của bơm màng

Bơm màng đôi hoạt động bằng khí nén có một số tính năng ưu việt như sau:

Trang 28

K50

- Vật liệu của thân bơm và màng bơm rất đa dạng: aluminum, cast iron, stainless steel, alloy C, polyethylene, polypropylene, PVDF, carbon-filled (acetal, polyethylene, Teflon®, PTFE) Teflon® PFA, and PTFE

- Bơm các chất ăn mòn và mài mòn cao, các loại hóa chất độc hại, hóa chất

dễ cháy nổ,

- Bơm hoạt động nhẹ nhàng không làm biến dạng các vật liệu bơm

- Bơm chất lỏng có độ đặc cao

- Vận chuyển chất lỏng nặng một cách hiệu quả

- Không cần phớt cơ khí hoặc các bộ phận làm kín khác để chống rò rỉ

- Bơm có khả năng tự mồi lên tới chiều cao cột nước là 12m

- Áp suất và lưu lượng đa dạng

- Chạy khô ( không tải )mà không sinh nhiệt hoặc gây hỏng hóc

- Áp suất đầu xả cân bằng hoặc lớn hơn áp xuất khí cấp vào bơm dừng hoạt động mà không làm hỏng bơm

- Không cần van giảm áp Bơm ngừng hoạt động cho tới khi cổng xả được mở

- Phòng chống cháy nổ

- Bơm chất lỏng có độ nhớt cao: từ 1 tới 550,000 cSt

Hình 2.4: Máy bơm màng đôi hoạt động bằng khí nén

b Tính toán, lựa chọn bơm tuần hoàn

Thông số năng lượng chính của máy bơm là những số liệu chủ yếu biểu thị đặc tính cơ bản của máy bơm bao gồm: lưu lượng Q, cột nước H, công suất N, số vòng quay n và độ cao hút nước cho phép…Những thông số này nhà máy chế tạo bơm đã ghi sẵn trên nhãn hiệu máy

Trang 29

Lưu lượng là thể tích khối chất lỏng được máy bơm bơm lên trong

lit, còn thời gian có thể tính là giây - thường đối với máy bơm lớn, hoặc giờ - thường dùng cho máy bơm nhỏ hoặc thường dùng cho toàn trạm bơm

Cột nước là năng lượng mà máy bơm truyền cho một đơn vị khối lượng chất lỏng qua nó Năng lượng đó bằng hiệu số năng lượng đơn vị của chất lỏng ở cửa ra và cửa vào của bơm

Hình 2.5: Chiều cao cột nước

Z g

V V P P

2

2 1

2 2 2 1

Trong đó:

p1, p2– Áp suất tuyệt đối ở các điểm đặt thiết bị đo

∆Z = Zm– Zb, khi Zm cao hơn Zb thì ∆Z > 0, ngược lại thì ∆Z < 0

Trang 30

K50

số của nó là :

1

a ck

H

Thiết bị đo áp lực chỉ ra áp lực dư trong ống đẩy:

2 a ak

P P H

γ γ

ak P P

Cần hiểu rằng khi đặt áp kế thấp hơn chân không kế thì giá trị ΔZ sẽ âm

thị bằng mét cột nước và khoảng cách thẳng đứng giữa các điểm đặt dụng cụ đo,

Tổng cột nước mà máy bơm cần phải sản ra sẽ là:

cột nước toàn phần của bơm bằng cột nước áp kế của bơm Nếu áp suất trên bề

phục hiệu số áp suất và các tổn thất thủy lực trên hai ống, khi đó tổng cột nước máy bơm cần phải sản ra là:

Trang 31

Như vậy chiều cao cột nước:

N =9,81. .

(2-8)

η – Hiệu suất của máy bơm (η = 0,8 ÷ 0,9)

Vậy công suất N của bơm cần chọn là:

3273600

.8,0

6.16.81,9

.81,9

Ngoài công suất trục máy bơm còn có công suất thực tế máy bơm truyền

suất hữu ích Nhi :

N hi = 9,81.Q.H (kW) (2-9)

262 3600

6 16 81 , 9

≈

=

hi N

(W)

Trang 32

K50

• Hiệu suất η

Máy bơm nhận công suất trục do động cơ truyền tới N nhưng một phần công suất này bị tiêu hao trong lúc máy bơm chuyển vận, phần còn lại mới là công suất truyền trực tiếp cho chất lỏng Vậy hiệu suất của bơm :

0 100

hi N N

η = ×

(2-10)Hiệu suất của bơm ta cần chọn là: 80%

• Vòng quay n

n là số vòng quay của máy bơm trong một phút

Theo các tính toán ở trên ta phải chọn thiết bị bơm tuàn hoàn cung cấp hồ

= 327(W)

Vậy ta chọn được thiết bị bơm màng đôi Husky có thông số:

- Áp suất đầu xả: 7 bar

- Áp suất khí cung cấp max: 7 bar

- Kích cỡ cổng hút/xả: 80mm

2.1.2 Tính toán lựa chọn thiết bị máy thổi khí

Hệ thống thổi khí của nhà máy đúc chậu của nhà máy Linax đóng một vai trò rất quan trọng, bao gồm các hệ thống thổi khí dưới, thổi khí trên và thổi khí nóng

Trang 33

K50

Hệ thống thổi khí được được sử dụng với mục đích để sấy khuôn, làm khô phôi đúc và điều hòa nhiệt độ cho cả phân xưởng.Hệ thống thổi khí trên làm việc hai chiều Khi cần làm khô khuôn hệ thống thổi khí trên làm việc theo chiều hút khí ở trong khuôn ra Khi đúc sản phẩm, động cơ thổi khí trên làm việc theo chiều thổi khí vào khuôn để cho hồ điền đầy khuôn và thổi hồ thừa vào đường ống, chế độ thổi khí vào còn dùng để làm khô vật đúc Động cơ thổi khí dưới thổi khí qua van điện trực tiếp vào trong khuôn, đẩy hơi ẩm từ trong khuôn vào đường ống của động cơ thổi khí ra Động cơ thổi gió nóng thổi gió nóng lên bề mặt khuôn đúc chậu, gió nóng sẽ lan toả ra cả phân xưởng, nên được xem như máy điều hoà nhiệt độ cho phân xưởng

a Tổng quan chung về máy thổi khí

Hình 2.6 : Quạt thổi 1 cánh và 2 cánh

Máy thổi khí được sử dụng rộng rãi và áp dụng trong các lĩnh vực công nghiệp , nơi mà áp suất không khí cao là cần thiết Nó thường được gọi là quạt vòng hay quạt gió xoáy Máy có dạng khác nhau từ cấu hình, kích cỡ tùy thuộc vào nhu cầu thực tế

Máy thổi khí có thể được sử dụng cho cả chân không và áp lực, có khả năng đáp ứng các yêu cầu dòng khí nhỏ áp lực cao

Ưu điểm của việc sử dụng máy thổi này là bảo trì rất thấp và không sử dụng nhớt, hoạt động liên tục 24/24h Máy có cấu tạo cánh một cấp và cánh hai

Trang 34

K50

cấp, máy có hai cánh sẽ tăng áp lực thổi hai lần trước khi nén ra ngoài, điều này giúp máy có hệ số nén (cột áp) cao

Hình 2.7: Cấu tạo quạt thổi khí

Đặc tính quạt và điểm làm việc của quạt trong mạng đường ống

 Đồ thị đặc tính

Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa cột áp H và lưu lượng V ứng với số vòng quay

Trên đồ thị đặc tính người ta còn biểu thị các đường tham số khác như đường

 Đặc tính mạng đường ống

Trên đồ thị đặc tính điểm A được xác định bởi tốc độ làm việc của quạt và

độ quay quạt có thể có nhiều chế độ làm việc khác nhau tùy thuộc đặc tính mạng

Trang 35

Hình 2.8: Đồ thị đặc tính giữa cột áp và lưu lượng khí.

Mối quan hệ giữa cột áp và lưu lượng khí là để giúp ta lấy được hiệu suất

và công suất của động cơ phù hợp nhất cho hệ thống

b Tính toán, lựa chọn quạt thổi khí cho hệ thống thổi khí

Muốn chọn quạt và định điểm làm việc của quạt cần phải tiến hành xác

khí)

độ rung nơi đặt máy, nhiệt độ chất khí, khả năng gây ăn mòn kim loại, nồng độ bụi trong khí

Trang 36

K50

Định điểm làm việc của quạt và xác định số vòng quay n và hiệu suất của

nó Từ đó tính được công suất động cơ kéo quạt

Khi chọn quạt cần định tốc độ tiếp tuyến cho phép nằm trong khoảng

Từ các thông số tính toán trên ta chọn được thiết bị thổi khí của hãng HITACHI Vortex Blower Động cơ thổi khí trên có model VB 020-DN 1,5 kW , động cơ thổi khí dưới có model VB 040-E2 2,4 kW

Trang 37

K50

Bảng 2.1: Bảng thiết bị thổi khí

Hình 2.9: Máy thổi khí Vortex Blower của hãng HITACHI

2.1.3 Tính toán, lựa chọn Van

a Van điều khiển

Van điều khiển đóng một vai trò hết sức quan trọng trong hệ thống điều khiển.Nó có vai trò đóng mở và điều chỉnh lưu lượng của chất lỏng chảy trong đường ống

Có nhiều loại van điều khiển thường gặp trong công nghiệp như van tiết lưu, van đóng mở dạng on/off được sử dụng với các mục đích khác nhau :

Trang 38

điều khiển bằng cuộn hút

một giá trị cần thiết

hướng và ở hướng kia đầu bị ngăn lại

chặn dòng nhiên liệu trong các trường hợp sự cố vỡ hoặc rò rỉ đường ống

Để chọn van điều khiển đúng với yêu cầu tương đối phức tạp, nếu không chọn đúng thông số của van cho hệ thống lúc đó van sẽ làm việc không chính xác có khi còn làm ảnh hưởng đến cả hệ thống

b Lựa chọn van cho hệ thống

Trong dây chuyền công nghệ đúc chậu của nhà máy sản xuất sứ vệ sinh Linax, lượng hồ để cung cấp cho quá trình đúc đã được xác định trước, van sẽ đóng mở khi hồ đạt mức cần thiết, hồ chảy trong đường ống không cần phải điều tiết lưu lượng Do yêu cầu đơn giản như vậy, nên chọn van đóng mở (on/off) dạng cuộn hút - solenoid là phù hợp với yêu cầu công nghệ của dây chuyền

Van đóng mở (on/off) dạng cuộn hút - Solenoid dùng để đóng mở như van phân phối thông thường, điều khiển bằng cuộn hút Được dùng trong các mạch logic, như là mạch điều khiển kết nối với PLC

Trang 39

K50

Van solenoid gồm các bộ phận chính là:

Hình 2.10 :Kết cấu và ký hiệu của van Solenoid điều khiển trực tiếp1,2 –

Cuộn dây; 3,6 – Vít hiệu chỉnh của lõi sắt từ; 4,5 – Lò xo

giống van điều khiển trực tiếp van thứ cấp 2 điều khiển con trượt bằng dầu ép, nhờ tác động của van sơ cấp

Hình 2.11: Kết cấu và ký hiệu của van Solenoid điều khiển gián tiếp

1 – Van sơ cấp; 2 – Van thứ cấp

Con trượt của van sẽ hoạt động ở 2 hay 3 vị trí tùy theo tác động của nam châm Có thể gọi van solenoid là loại van điều khiển có cấp

Trang 40

K50

Dựa vào các yếu tố công nghệ của dây chuyền ta chọn van điện từ (solenoid valve) có các đặc điểm sau:

- Loại van 5/2

- Dùng cho nước, chất lỏng có độ đặc cao, chịu được các yếu tố ăn mòn

- Loại thường đóng (NC) : khi chưa có điện thì van đóng, khi có điện thì mở

- Điện áp cuộn hút: 220VAC

- Nhiệt độ chịu được : < 80 độ C

- Áp suất chịu được : 1.5 ~ 8.0 Bar ( kg/cm2)

Dựa vào đặc điểm trên ta lựa chọn van của hãng Asco 5/2, model 553G321

Bảng 2.2 Các thiết bị van của hãng Asco

Định dạng
Số trang	99
Dung lượng	7,31 MB