Tìm hiểu nguyên lí hoạt động (sơ đồ điện,thủy lực,...), dự đoán hư hỏng, lập quy trình bảo dưỡng máy ép nhựa. Giúp hiểu rõ cấu tạo cơ bản máy ép nhựa, biết được quy trình hoạt động của các sơ đồ điện, thủy lực của máy.
Trang 1TÌM HIỂU NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG & LẶP
KẾ HOẠCH BẢO TRÌ MÁY ÉP NHỰA
TỔ CHỨC QUẢN LÍ BẢO DƯỠNG 3
Trang 2MÁY ÉP PHUN NGANG KIỂU NẰM SM
Trang 3Phụ lục
Phân công nhiệm vụ - 4
I Giới thiệu chung -5
1) Cấu trúc của máy ép phun -5
2) Nguyên tắc làm việc của máy ép phun -5
3) Thông số kĩ thuật máy -5
4) Sơ đồ khối quy trình hoạt động máy ép phun -7
II Cấu tạo của máy -9
1) Hệ thống kẹp - 9
2) Hệ thống khuôn - 16
3) Hệ thống phun - 18
4) Hệ thống hỗ trợ ép phun -22
5) Hệ thống điều khiển -24
III Sơ đồ mạch điện, thủy lực -25
Phân tích sơ đồ điện -25
1 Mạch động lực của động cơ (Hình 3.1): -25
2. Mạch điều khiển kết nối nhiệt: 3 Kết nối máy biến áp (Hình 3.5): -31
Hệ thống thủy lực -35
IV Phân tích hư hỏng – biện pháp khắc phục -39
A Bảng phân tích các dạng hư hỏng thườn gặp -39
B Sơ đồ xương cá tìm kiếm các hư hỏng -43
V Kế hoạch bảo trì máy -46
Trang 4I Giới thiệu chung1) Cấu trúc của máy ép phun
Máy ép phun được phun theo hai cách của piston và trục vít máy ép phun Theo phương thức truyền dẫn máy có thể được chia làm nhiều loại: điện, thủy lực, cơ khí-thủy lực (kết hợp) Theo cơ chế vận hành được chia làm tự động và bán tự động
Máy ép ngang
Đây là loại máy phổ biến nhất Một phần của máy, bộ phận khuôn và các bộ phận vòi phun nằm trên trục trung tâm và khuôn được mở ra theo hướng nằm ngang
Đặc điểm: kích thước máy ngắn gọn, dễ vận hành và bảo trì, trọng tâm máy thấp, cài đặt máy ổn định, sản phẩm sau khi hoàn thành dễ dàng được lấy ra nhờ trọng lượng của sản phẩm do đó dễ dàng thực hiện hoạt động tự động hoàn toàn Hiện nay đa số máy ép phun sử dụng loại máy này
2) Nguyên tắc làm việc của máy ép phun
Ě Nguyên tắc làm việc của máy ép phun: là phun nhựa nóng chảy dướimột áp lực lớn vào bộ phận định hình (khuôn) đảm bảo nhựa nóng được điền đầy và được làm mát để tạo hình sản phẩm
Ép phun là một quá trình tuần hoàn, với mỗi chu kỳ bao gồm: định lượng nhựa nóng chảy - phun áp lực điền đầy - làm mát - chế độ lấy Loại bỏ các nhựa thừa và sau đó lại chế độ khép kín, chu kỳ tiếp theo
3) Thông số kĩ thuật máy
Trang 6Áp suất hệ thốngthủy lực
kg/cm²
175Dung tích thùng
Kích thước máy
4) Sơ đồ khối quy trình hoạt động máy ép phun
Bước 1:
Nguyên liệu thô
Trộn đều
Nung chảy nhựa
Phễu nguyên liệu Trục vít xoắn
Đẩy về phía trước
Dừng
Lùi trục vít về
Trang 7Nguyên liệu thô ở dạng cứng thường là các hạt nhựa nguyên sinh hay
nhựa tái chế Nguyên liệu thô được cấp vào phểu nguyên liệu của máy ép nhựa Cổng ra của phểu sẽ là hệ thống trục vít xoắn (nằm dọc theo xilanh)với công dụng trộn đều nguyên liệu và đẩy nguyên liệu đi về phía trước
để nung nóng chảy bởi hệ thống gia nhiệt (Heater) được bố trí xung
quanh xilanh
Bước 2:
Trục vít đóng vai trò như một pit tông đẩy nhựa nóng chảy về phía trước với một áp lực rất lớn Nhựa lỏng sẽ được phun vào lòng khuôn thông qua
hệ thống kênh dẫn nhựa Lúc này khuôn đang ở trạng thái đóng lại để tạo
nhanh trong lòng khuôn do nhiệt độ nhựa giảm mạnh Để hạn chế sự co rút đó thì áp suất do trục vít tạo ra được giữ lại một khoảng thời gian cho đến khi cuống phun và kênh dẫn bị đông cứng lại Quá trình giữ áp suất này được gọi là quá trình bảo áp hay quá trình kìm
Bước 3:
Nhựa lỏng sau khi điền đầy lòng khuôn phải được đông cứng để giữnguyên tạo hình sản phẩm và có thể lấy ra ngoài Lúc này hệ thống làmmát hoạt động để làm nguội khuôn đồng thời biến nhựa nóng chảychuyển sang trạng thái rắn
chuẩn bị cho chu kỳ phun kế tiếp
Trang 8II Cấu tạo của máy
Hình 2.1: Cấu tạo tổng thể máy ép nhựa 1) Hệ thống kẹp
trong quá trình làm nguội và đẩy sản phẩm thoát khỏi khuôn khi kết thúc một chu kỳ ép phun Hệ thống này gồm các bộ phận :
1.1 Cụm đẩy (Machine ejections): Gồm tấm đỡ, tấm đẩy, tấm giữ,
gối đỡ, chốt đẩy và chốt kéo cuống phun
Trang 9Hình 2.2: Các bộ phận cụm đẩy
o Chúng có chức năng tạo ra lực đẩy tác động vào tấm đẩy trên khuôn
làm mát, khuôn được mở ra Lúc này, sản phẩm vẫn còn dính trên cối khuôn do sự hút của chân không
o Khi khuôn mở ra thì tấm đẩy của khuôn bị cần đẩy của máy đẩy về phía trước kéo theo các thanh đẩy – đẩy sản phẩm lồi ra khỏi khuôn vàrớt ra
Trang 101.2 Cụm kìm (Clamp cylinders): Thường có 2 loại chính là loại
dùng cơ cấu khuỷu và loại dùng các xy lanh thủy lực Hệ thống này cóchức năng cung cấp lực để đóng mở khuôn và lực để giữ khuôn (kìm khuôn) đóng trong suốt quá trình phun
Loại kìm Ưu điểm Nhược điểm
Cần lượng lớn dầu thủy lực.
Lực kìm không tập trung vào giữa tấm khuôn.
Khó điều chỉnh.
Trang 11b) Hình 2.3: Cụm kìm dùng cơ cấu khuỷu
kết với hai thanh khuỷu trên - dưới) đẩy về phía trước, làm các thanh khuỷu duỗi thẳng và đẩy tấm di động đóng chặt khuôn lại
trục với hai thanh khuỷu làm các thanh khuỷu co lại và kéo tấm di động
mở khuôn ra
Trang 12b) Hình 2.4: Cụm kìm dùng xy lanh thủy lực
động, khuôn đóng khi ty đẩy về phía trước
ra
1.3 Tấm di động (Movable platen): Là một tấm thép lớn với bề mặt cố
nhiều lỗ thông với tấm di động của khuôn Chính nhờ các lỗ thông này
mà cần đẩy cố 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
Trang 13Hình 2.5: Tấm di động 1.4 Tấm cố định (Stationary platen) Cũng là một tấm thép lớn có
nhiều lỗ thông với tấm cố định của khuôn ngoài 4 lỗ dẫn hướng vàcác lỗ có ren để kẹp tấm cố định của khuôn tương tự như tấm di động, tấm cố định còn có thêm lỗ vòng định vị để định vị tấm cố định của khuôn và đảm bảo sự thẳng hàng giữa cụm đẩy và cụm phun (vòi phun và bạc cuống phun)
Trang 14Hình 2.6: Tấm cố định 1.5 Các thanh nối (Tie bars): Có tác dụng dẫn hướng cho tấm di
động thực hiện hành trình mở - đóng khuôn Ngoài ra chúng còn có khả năng co giãn để chống lại áp suất phun khi kìm tạo lực
Hình 2.7: Vị trí thanh nối trong hệ thống kẹp
Trang 15Hình 2.8: Hệ thống khuôn cơ bản
Trang 16 Tấm kẹp trước: Tấm này có chức năng dùng để kẹp vào phần cố
định của thành máy Nhu hình vẽ các bạn cũng thấy rằng tấm này cóchiều rộng nhô ra so với các tấm khuôn khác Phần nhô ra đó chính
là dùng để kẹp
của máy ép vào khuôn (đầu tiên là dẫn nhựa vào các kênh dẫn)
nó giúp cho đầu phun của máy ép được định vị chính xác với vị trí tương ứng của bạc cuống phun Chi tiết này có dạng vòng tròn và nhô cao hơn mặt trên của tấm kẹp trước để đút vào một lỗ tương ứng trên thành máy
chức năng là giữ nhiệt độ cho khuôn trong quá trình gia nhiệt đối với các loại nhựa có nhiệt độ nóng chảy thấp
động, tấm này chỉ dùng trong trường hợp tấm di động quá mỏng
dùng để trợ lực cho tấm di động đồng thời tạo khoản hở cần thiết ở giữa để bố trí tấm kẹp pin đẩy và tấm đẩy cùng hệ thống pin
trong quá trình khuôn hoạt động
năng đẩy hệ thống pin đẩy qua đó gián tiếp lói sản phẩm ra ngoài
nhựa
đẩy về chuẩn bị chu kỳ ép phun kế tiếp
một đường thẳng tịnh tiến nhằm giử cho chúng không trượt ra ngoài
Trang 17và bảo vệ dàn pin dẩy không bị cong trong qua trình đẩy sản phẩm
và lùi về
hướng giúp chốt dẫn hướng dễ dàng di chuyển và định vị
trong suốt qua trình đóng khuôn
Hình 2.9: Một số bộ phận hệ thống phun 3.1 Phễu cấp liệu: Chứa vật liệu nhựa dạng viên vào khoang trộn 3.2 Khoang chứa liệu: Chứa nhựa và để vít trộn di chuyển qua lại
bên trong nó Khoang trộn được gia nhiệt nhờ các băng cấp nhiệt Nhiệt độ xung quanh khoang chứa liệu cung cấp từ 20% đến 30% nhiệt độ cần thiết để làm chảy lỏng vật liệu nhựa
3.3 Các băng gia nhiệt: Giúp duy trì nhiệt độ khoang chứa liệu để
nhựa bên trong khoang luồn ô trang thái chảy dẻo Thông thường, trên một máy ép nhựa có thể có nhiều băng gia nhiệt (>3 băng) được cài đặt với các nhiệt độ khác nhau để tạo ra các vùng nhiệt độ thích hợp cho quá trình ép phun
Trang 18Hình 2.10: Băng gia nhiệt
3.4 Trục vít: Có chức năng nén, làm chảy dẻo và tạo áp lực để đẩy
nhựa chảy dẻo vào lòng khuôn
+ Vùng cấp liệu (Feed section) : là vùng gần phễu cấp liệu nhất, chiếmkhoảng 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 khói và chuyển vật liệu quavùng nén Chiều sâu của các cánh vít ở vùng này là lớn nhất và hầu nhưkhông đổi
+ Vùng nén hay vùng chuyển tiếp (Transition or compression section): chiếm khoảng 25% chiều dài hoạt động của trục vít (có tài liệu cho là 20%) Ở vùng này, đường kính ngoài của trục vít không đổi nhưng chiềusâu các cánh vít thay đổi nhỏ dần từ vùng cấp liệu đến cuối vùng định lượng Chính nhờ cấu tạo đặc bỉệt này mà các cánh vít làm cho nhựa 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
để làm chảy dẻo vật liệu
+ Vùng định lượng (Metering section) : chiếm khoảng 25% chiều dài hoạt động của trục vít (có tài liệu cho là 20%), có chức năng cung cấp nhiệt độ để vật liệu chảy dẻo một cách đóng nhất và làm bắn vật liệu chảy dẻo vào khuôn qua cuống phun Chiều sâu cánh vít ở vùng này là
bé nhất và hầu như không đổi
Trang 19+ Để đánh giá được khả năng làm chảy dẻo vật liệu của trục cao hay thấp người ta dựa vào hai thông số chính đó là : L /D và Df / Dm Tỉ lệ L/D nhỏ nhất là 20 :1, tỉ lệ Df / Dm thường là 3:1; 2,5:1 và 2:1.
Hình 2.11: Phân vùng nhiệm vụ của trục vít
3.5 Bộ hồi tự hở hay van hổi tự mở (Non – return assemdly):
Bộ phận này gồm vòng chắn hình nêm, đầu trục vít và chức năng của
nó là tạo ra dòng nhựa bắn vào khuôn
Trang 20 Khi trục vít lùi về thì vòng chắn hình nệm di chuyển về hướng vòi phun và cho phép nhựa chảy về trước đầu trục vít Còn khi trục vít di chuyển về phía trước thì vòng chắn hình nệm sẽ di chuyển về hướng phễu và đóng kín với seat không cho nhựa chảy ngược về sau Khi trụcvít lùi về thì vòng chắn hình nệm di chuyển về hướng vòi phun và cho phép nhựa chảy về trước đầu trục vít Còn khi trục vít di chuyển về phía trước thì vòng chắn hình nệm sẽ di chuyển về hướng phễu và đóng kín với seat không cho nhựa chảy ngược về sau.
Hình 2.13: Các loại bộ hồi tự mở
3.6 Vòi phun(Nozzle): có chức năng nối khoang trộn với cuống
phun và phải có hình dạng đảm bảo bịt kín khoảng trộn và khuôn Nhiệt độ ở vòi phun nên được cài đặt lớn hơn hoặc băng nhiệt độ chảy của vật liệu Trong quá trình phun nhựa lỏng vào khuôn, vòi phun phải thẳng hàng với bạc cuống phun và đầu vòi phun nén đượclắp kín với phần lõm của bạc cuống phun thông qua vòng định vị để đảm bảo nhựa không bị phun ra ngoài và tránh mất áp
ứng dụng cụ thể mà ta dùng laoij vòi phun nào cho thích hợp Thôngthường người ta quan tâm đến một số thông số như:
kính lổ của bạc cuống phun một chút ( khoảng 0,125 - 0,75 mm ) để cuống phun dễ thoát ra ngoài và tránh cản dòng
Trang 21Hình 2.14: Vị trí vòi phun trong hệ thống 4) Hệ thống hỗ trợ ép phun
o Là hệ thống giúp vận hành máy ép phun Bao gồm 4 hệ thống nhỏ:
Hình 2.15: Hệ thống hỗ trợ ép phun
Trang 224.1 Thân máy: Liên kết các hệ thống trên máy lại với nhau.
tạo ra và duy trì lực kẹp, làm cho trục vít quay và chuyển động tới lui, tạo lực cho chốt đẩy và sự trượt của lõi mặt bên Hệ thống này bao gồmbơm, mtor, hệ thống ống, thùng chứ dầu…
motor) và hệ thống điều khiển cho khoảng chứa vật liệu nhớ các băng nhiệt ( heater band ) và đảm bảo sự an toàn điện cho người vận hành máy bằng các công tắc Hệ thống này gồm tủ điện (electric power
cabiner) và hệ thống dây dẫn
ethyleneglycol… Để làm nguội khuôn, dầu thủy lực và ngăn không chonhựa thô ở cuống phễu (feed throat) bị nóng chảy Vì khi nhựa ở cuống phễu bị nóng chảy thì phần nhựa thô phía trên khó chảy vào khoang
điều khiển nhiệt nước cung cấp một lượng nhiệt, áp suất, dòng chảy thích hợp để làm nguội nhựa nóng trong khuôn
5) Hệ thống điều khiển
Trang 23 Hệ thống điều khiển giúp người vận hành máy móc theo dõi và điềuchỉnh các thông số gia công cũng như nhiệt độ, áp suất, tốc độ phun và
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 khiển giao tiếp với người vận hành máy qua bảng điều khiển (Control panel) và màn hình máy tính
(computer screen)
Hình 2.16: Vị trí bảng điều khiển (Control Panel) và màn hình máy
tính (Computer Screen)
5.1 Màn hình máy tính: Cho phép nhập các thông số gia công,
trình bày các dữ liệu của quá trình ép phun, cũng như các tín hiệu báo động và các thông điệp
5.2 Bảng điều khiển: Gồm các công tắc và nút nhấn (điều khiển
bơm thủy lực, nút nhấn tắt nguồn điện hay dừng khẩn cấp) dùng
để vận hành máy
III Sơ đồ mạch điện, thủy lực
Trang 241 Mạch động lực của động cơ (Hình 3.1):
-Động cơ máy ép phun có thể sử dụng bằng nguồn điện 220V hay 380V tùy thuộc vào từng loại máy ép phun Mạch động lực của động cơ khởi động Y/∆ thông qua 2 công tắc tơ chính MC cấp
nguồn cho động cơ Nguồn điện cấp là nguồn 3 pha RST thông qua một aptomat CB11 nguồn điện sẽ được cung cấp cho động cơ chính.Ngoài ra nó còn cung cấp nguồn cho phần điều khiển nhiệt độ và còn là một nguồn phụ Nguồn điện từ aptomat cung cấp cho mạch động lực chính của động cơ qua 2 biến dòng CT11R & CT11T A,
B, C, D, E là các ký hiệu về tiết diện của dây, tùy thuộc vào mục đích sử dụng mà ta chọn loại dây có tiết diện thích hợp
- Hai biến dòng này có tác dụng đo dòng điện và tạo tín hiệu bảo vệ đến rơ le từ TH11, khi dòng điện ở các dây pha R-T tăng lên bất thường vượt quá ngưỡng cho phép nó sẽ tạo ra ở cuộn dây thứ cấp của biến dòng 1 dòng điện tỉ lệ tương ứng tùy thuộc số vòng dây thứcấp của biến dòng (ở đây giá trị cao nhất là 3.1A với loại máy SPF- 250) truyền đến rơ le bảo vệ TH11 để ngắt điện mạch điều khiển cả
2 contactor MC11 & MC12 từ đó ngắt mạch động cơ
- Để khơi động máy, ban đầu contactor MC12 sẽ đóng lại Động cơ
sẽ được khởi động với mức dòng điện ổn định để tránh ảnh hưởng đến các thiết bị khác trong cùng lưới điện, sau đó khi động cơ đã chạy gần đạt đến tốc độ tối đa (thường là 70-75% tốc độ tối đa) MC12 sẽ bị ngắt và MC11 ngay lặp tức đóng lại cấp nguồn cho động cơ chạy ổn định
Trang 262 Mạch điều khiển kết nối nhiệt: Một máy ép phun thường có 5 vùng
nhiệt độ khác nhau ứng với mỗi vùng nhiệt độ là các vòng nhiệt Vòng nhiệt độ đầu phun thường sử dụng công suất nhỏ hơn các vùng nhiệt khác.
Đối với động cơ 380V( Hình 3.2 & hình 3.3 & hình 3.4): Nguồn được lấy sẽ thông qua các cầu dao để đóng mở từng vùng nhiệt theo yêu cầu Thông qua các triac 1pha sẽ cấp nguồn cho 2 vòng
nhiệt( Sử dụng các triac 1pha để đóng mở các thiết bị có dòng cao) Ngoài ra nếu sử dụng triac 3 pha thì ứng với mỗi vùng nhiệt có 3 vòng nhiệt tương ứng.
Hình 3.2: Sơ đồ điều khiển kết nối nhiệt (AC 380V) sử dụng các
triac 1 pha SSR1 đến SSR5 để đóng mở cấp nguồn cho 2 vòng nhiệt tương ứng cả 5 vùng nhiệt ở đây đều sử dụng 2 vòng nhiệt để điều khiển nhiệt độ của quá trình ép phun.
Hình 3.3: Sơ đồ điều khiển kết nối nhiệt (AC 380V) sử dụng các
triac 3 pha SDA3-240Z từ SSR1, SSR2…SSR5 Hai vùng nhiệt 1 và
2 sử dụng 3 vòng nhiệt ứng với mỗi vùng, 3 vùng nhiệt còn lại sử dụng 2 vòng nhiệt ứng với mỗi vùng nhiệt Ta có thể thấy vùng
nhiệt thứ 5 (Vùng đầu phun ) sử dụng triac 1 pha và có công suất nhỏ hơn các vùng khác.
Hình 3.4: Sơ đồ điều khiển kết nối nhiệt (AC 380V) sử dụng các
triac 3 pha SSR1 SSR5 ở đây ứng với mỗi vùng nhiệt chỉ sử dụng 2 vòng nhiệt tương ứng và các vòng nhiệt ở đây được sử dụng với công suất khá lớn.
A, B, C,D,E là các ký hiệu về tiết diện của dây, tùy thuộc vào mục đích sử dụng mà ta chọn loại dây có tiết diện thích hợp