Thủy lực và khí nén: Thiết kế hệ thống thủy lực cho máy ép phun nhựa 250 tấn

Thiết kế hệ thống thủy lực cho máy ép nhựa 250 tấn. Nguyên lý hoạt động Tính toán các thông số: Áp suất, lực, lưu lượng Lựa chọn van, động cơ, bơm, ống dầu, motor, xy lanh,..... chủ yếu sử dụng thiết bị của hãng Yuken Bản vẽ mạch thủy lực và điều khiển bằng ladder logic Sơ đồ đặc tính tải của các xy lanh Nguyên lý vận hành, bản vẽ sơ đồ bố trí các thành phần

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA oOo BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN THỦY LỰC VÀ KHÍ NÉN Đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC CHO MÁY ÉP NHỰA Nhóm thực hiện: Phạm Đăng Duy Vũ 1614174 Lê Quốc Đạt 1610636 Nguyễn Hữu Đạt 1610647 Nguyễn Tấn Đạt 1610654 Ôn Từ Quốc Đạt 1610669 Trần Thành Được 1610749 TPHCM, ngày tháng 12 năm 2018 MỤC LỤC A Giới thiệu máy ép nhựa I Cấu tạo chung Khi làm việc với máy ép nhựa phun như: vận hành máy, bảo trì bảo dưỡng máy sửa chữa máy cần biết 05 hệ thống máy ép nhựa phun sau: Hình Sơ đồ hệ thống máy ép nhựa phun 1- Hệ thống kẹp 2- Hệ thống khuôn 3- Hệ thống phun 4- Hệ thống hỗ trợ ép phun 5- Hệ thống điều khiển Hệ thống phun (Injection unit) Hình Hệ thống phun máy ép nhựa Hệ thống phun làm nhiệm vụ đưa nhựa vào khuôn thông qua q trình cấp nhựa, nén, khử khí, làm chảy nhựa, phun nhựa lỏng vào khn định hình sản phẩm Hệ thống có phận sau: • Phễu cấp nhựa (Hopper) • Khoang chứa nhựa (Barrel) • Các vòng gia nhiệt (Heater band) • Trục vít (Screw) • Bộ hồi tự hở (non-return Assembly) • Vòi phun (Nozzle) a Phếu cấp nhựa: chứa vật liệu nhựa dạng viên để cấp vào khoang trộn b Khoang chứa nhựa: chứa nhựa gia nhiệt nhờ vòng cấp nhiệt c Các vòng gia nhiệt: giữ cho nhiệt độ khoang chứa nhựa trạng thái chảy dẻo Trên máy ép nhựa vòng gia nhiệt cài đặt với nhiệt độ khác để tạo vùng nhiệt độ phù hợp cho trình ép phun − Hình Các vòng gia nhiệt máy ép nhựa phun d Trục vít: có chức nén, làm chảy dẻo tạo áp lực để đẩy nhựa chảy vào lòng khn Trục vít có cấu tạo gồm vùng: vùng cấp nhựa, vùng nén vùng định lượng Hình Cấu tạo trục vit máy ép nhựa phun e Bộ hồi tự hở hay van hồi tự mở: Bộ phận gồm vòng chắn hình nêm, đầu trục vít seat Chức tạo dòng nhựa bắn vào khn − Hình Bộ hồi tự hở Khi trục vít lùi vòng chắn hình nêm di chuyển hướng vòi phun cho phép nhựa chảy phía trước đầu trục vít trục vít di chuyển phía trước ngược lại Hệ thống hỗ trợ ép phun có 04 hệ thống - Hình Cấu tạo hệ thống hỗ trợ ép phun Thân máy (Frame) Hệ thống thủy lực (Hydraulic system) Hệ thống điện (ELectrical system) Hệ thống làm nguội (Cooling system) a Thân máy hệ thống liên kết gữi hệ thống phận máy lại với làm cho máy hoạt hoạt động ổn định chắn b Hệ thống thủy lực: Cung cấp lực để đóng mở khn tạo trì lực kẹp làm cho trục vít quay chuyển động tới lui tạo lực cho chốt đẩy trượt lõi mặt bên Hệ thống bao gồm: bơm, van, motor, đường ống đẫn thùng chứa dầu v c Hệ thống điện: Cung cấp điện cho Motor điện hệ thống điều khiển nhiệt cho khoang chứa nhựa thơng qua vòng nhiệt (heater band) đảm bảo tồn hệ thống hoạt động ổn định thông qua hệ thống dây dẫn tủ điều khiển (Electric power cabinet) d Hệ thống làm nguội cung cấp nước dung dịch ethyleneglycol để làm nguội khuôn, dầu thủy lực ngăn khơng cho nhựa thơ cuống phễu bị nóng chảy, nhựa bị nóng chảy phần nhựa thơ phía khó chạy vào khoang chứa nhựa Nhiệt trao đổi cho dầu thủy lực vào khoảng 90-120 độ F điều khiển nhiệt nước (water temperature controller) cung cấp lượng nhiệt, áp suất, dòng chảy thích hợp để làm nguội nhựa nóng khn B Thiết kế hệ thống thủy lực cho máy ép nhựa Yêu cầu đầu bài: a Yêu cầu sản phẩm: Chọn loại nhựa ép nhựa PP (Poly Propylene) với đặc tính: Nhiệt độ chảy nhựa: 200oC ÷ 250oC Áp suất phun : 100 ÷ 180 MPa Nhiệt độ khn: 50 – 60oC b Các thông số máy ép nhựa: Áp suất làm việc hệ thống thủy lực Bộ phận phun nhựa Đường kính vít tải Hành trình vít tải Thể tích bơm Áp suất phun Thời gian phun Thời gian lùi trục vít Thời gian làm nguội Tốc độ dài vít tải Bộ phận kẹp khuôn bar mm mm cm3 MPa giây giây giây mm/ s Tốc độ quay vít tải rpm Lực kẹp khn Hành trình xy lanh kẹp mm khn Thời gian đóng khn giây Thời gian tháo khn lấy giây sản phẩm Sơ đồ mạch thủy lực quy trình hoạt động: a Sơ đồ mạch thủy lực: 140 52 240 510 180 4 120 170 250 600 3 Mạch thủy lực gồm cấu chấp hành: - Motor thủy lực: kéo trục vít quay, cấp nhựa vào buồng - Xy lanh phun nhựa: đẩy nhựa nóng chảy buồng vào khn - Xy lanh đóng khn: đóng mở khn b Sơ đồ mạch điều khiển: Trong đó: - SB1, SB2: cơng tắc hành trình xy lanh phun nhựa SC1, SC2: cơng tắc hành trình xy lanh đóng khn A0: cuộn dây van điều khiển motor B1, B2: cuộn dây van điều khiển xy lanh phun nhựa C1, C2: cuộn dây van điều khiển xy lanh đóng khn T2, T3: eelay timer c Chu trình hoạt động máy bao gồm giai đoạn: - Đóng khn: Xy lanh đóng khn tiến, ép nửa khn chặt lại với - Phun nhựa: Nhựa nóng chảy xy lanh phun nhựa đẩy vào khuôn thông qua lỗ phun - Giữ áp: Nhựa nóng chảy điền đầy vào khuôn, xy lanh phun nhựa giữ nguyên áp suất để ổn định nhựa, tránh nhựa tràn ngược bị khuyết tật Hệ thống giải nhiệt giải nhiệt để nhựa đơng rắn - Lùi trục vít: Xy lanh phun nhựa lùi, đồng thời motor quay kéo trục vít quay để cấp nhựa vào buồng, chuẩn bị nhựa cho chu trình - Tháo khn: Xy lanh đóng khn lùi, kéo theo nửa khuôn di động sản phẩm, tác động vào cấu đẩy đẩy sản phẩm rơi ngồi Phân bố thời gian chu trình ép nhựa Hình Sơ đồ đặc tính tải xy lanh phun nhựa 10 Hình Sơ đồ đặc tính tải xy lanh kẹp khn Tính chọn thành phần mạch thủy lực: a Xy lanh ép nhựa: Chọn đường kính xy lanh theo cơng thức: 11 Chọn xy lanh CJT140 – LA 200 B – 240 B – A N D - D = 200 mm - d = 90 mm - Hành trình = 240mm - Áp suất làm việc 140 MPa Lưu lượng cần thiết cho xy lanh ép nhựa: Lưu lượng cần thiết cho xy lanh lùi trục vít: 12 b Xy lanh ép khn: Sử dụng hệ thống kìm kẹp tăng lực cho xylanh lên 12 lần Lực kẹp khuôn 250  Lực tác dụng vào piston = 20833 N Đường kính xy lanh: Đường kính trục xy lanh: Chọn xy lanh Yuken CJT140 – LA 140 B – 600 B – A N D -D = 140 mm -d = 90 mm -Hành trình = 600 mm -Áp suất làm việc 140 MPa c Motor thủy lực: Với số vòng quay cần thiết n = 170 vòng/phút, cơng suất vít tải 21 kW, ta chọn động Parker MR93 - Lưu lượng riêng - Áp suất tối đa - Số vòng quay tối đa trục động - Công suất tối đa 25 Kw Công suất cần thiết 21 kw ==> Tốc độ quay motor: Dùng hộp giảm tốc tỷ số truyền 5,7 13 d Chọn bơm: Lưu lượng tối đa bơm cung cấp cho mạch  Chọn bơm cánh gạt Yuken PV2R4 -136-FRAA-30 - Áp suất tối đa 175 bar Công suất 55 kW với áp suất 140 bar e Chọn van: Ta có: van điều khiển 4/3, van điều khiển 4/2, van tiết lưu, van tràn Áp suất cho hệ thống thủy lực: 140 bar 14 *Van điều khiển xy lanh ép nhựa xy lanh kẹp khuôn: Lưu lượng tối đa 180 L/phút Chọn van YUKEN DSHG – 04 – 3C2 - Lưu lượng tối đa: 300 L/phút - Áp suất tối đa: 315 bar * Van điều khiển motor: Lưu lượng tối đa 90L/phút Chọn van YUKEN DSHG – 03 – 3C2 - Lưu lượng tối đa : 160 L/phút - Áp suất tối đa: 250 bar *Van tiết lưu Chọn van YUKEN SRCT – 10 – 5080 - Lưu lượng tối đa: 230 L/phút - Áp suất tối đa: 250 bar *Van tràn: 15 Chọn van YUKEN BT-06-32 - Lưu lượng tối đa: 200 L/phút - Áp suất làm việc tối đa: 250 bar f Chọn động điện, thùng dầu, dây dẫn dầu: - Với công suất bơm 55kw, chọn động điện pha số vòng quay 1450 vòng/phút, cơng suất 55kW - Thể tích thùng dầu V = (3 – 5).Q Chọn V = 600 lít - Đường kính ống dẫn dầu: Với lưu lượng Q=180L/phút, vận tốc dầu ống lấy v = 4m/s Chọn đường kính ống 25mm Chọn ống lớp SAE 100 R2AT, đường kính 1” (25.4mm), áp suất làm việc 165 bar, áp suất phá hủy 650 bar Bố trí cấu tác động: - (1): Motor thủy lực (2): Hộp giảm tốc 16 - (3): Xy lanh ép nhựa (4): Vít tải nhựa (5): Cụm khn (6): Hệ thống kìm kẹp (7): Xy lanh kẹp khuôn (8): Động điện (9): Bơm TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] http://mayepnhuacu.net/may-ep-nhua-cu/05-he-thong-co-ban-cua-may-epnhua-phun.html [2] https://123doc.org/document/96603-so-do-mach-thuy-luc-may-epnhua.htm [3] https://123doc.org/document/2800943-tieu-luan-7-he-thong-thuy-luctrong-may-phun-ep.htm [4] http://www.moldviet.com/may-ep-nhua/ 17 ... ép nhựa phun 1- Hệ thống kẹp 2- Hệ thống khuôn 3- Hệ thống phun 4- Hệ thống hỗ trợ ép phun 5- Hệ thống điều khiển Hệ thống phun (Injection unit) Hình Hệ thống phun máy ép nhựa Hệ thống phun làm... thiệu máy ép nhựa I Cấu tạo chung Khi làm việc với máy ép nhựa phun như: vận hành máy, bảo trì bảo dưỡng máy sửa chữa máy cần biết 05 hệ thống máy ép nhựa phun sau: Hình Sơ đồ hệ thống máy ép nhựa. .. lại Hệ thống hỗ trợ ép phun có 04 hệ thống - Hình Cấu tạo hệ thống hỗ trợ ép phun Thân máy (Frame) Hệ thống thủy lực (Hydraulic system) Hệ thống điện (ELectrical system) Hệ thống làm nguội (Cooling