+ Chế độ làm việc ở định mức của aptomat phải là chế độ làm việc dài hạn nghĩa là trị số dòng điện định mức chạy qua aptomat lâu bao nhiêu cũng được. Mặt khác, mạch dòng của aptomat còn phải chịu được dòng điện lớn (khi có ngắn mạch) lúc các tiếp điểm của nó đã đóng hay đang đóng. + Aptomat phải ngắt được dòng điện ngắn mạch lớn, có thể đến vài chục kA. Sau khi ngắt dòng điện ngắn mạch, aptomat phải đảm bảo vẫn làm việc tốt ở trị số dòng điện định mức. + Để nâng cao tính ổn định nhiệt và điện động của các thiết bị điện, hạn chế sự ngắn mạch do dòng điện ngắn mạch gây ra, aptomat phải có thời gian cắt bé. Muốn vậy thường phải kết hợp lực thao tác cơ học với thiết bị dập hồ quang bên trong aptomat. Để thực hiện yêu cầu thao tác bảo vệ có tính chọn lọc, aptomat cần phải có khả năng điều chỉnh dòng điện tác động và thời gian tác động.
Trang 1ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
NGUYỄN TRUNG KIÊN
XÂY DỰNG PHẦM MỀM ĐIỀU KHIỂN -
GIÁM SÁT MÁY ÉP GẠCH TRONG DÂY CHUYỀN SẢN
XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG
THÁI NGUYÊN, THÁNG 6 NĂM 2020
Trang 2ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Ngành Công nghệ kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa
Đề tài:
XÂY DỰNG PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN –
GIÁM SÁT MÁY ÉP GẠCH TRONG DÂY CHUYỀN
SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG
Sinh viên thực hiện: NGUYỄN TRUNG KIÊN Lớp : Tự động hóa K14A, hệ chính quy
Giáo viên hướng dẫn : ThS ĐỖ THỊ MAI
Thái Nguyên Tháng 6 năm 2020
Trang 3LỜI NÓI ĐẦU
Gạch xây là một bộ phận cấu thành quan trọng của ngôi nhà hoặc một côngtrình kiến trúc dân sự Một năm, với sự phát triển mạnh mẽ của ngành xây dựng, cảnước ta tiêu thụ từ 20 – 22(tỷ viên), nếu cứ với đà phát triển này, đến năm 2020lượng gạch cần cho xây dựng là hơn 40 tỷ viên, một số lượng khổng lồ, để đạt đượcmức này, lượng đất xét phải tiêu thụ vào khoảng 600 triệu m3 đất sét tương đươngvới 30.000 ha đất canh tác, bình quân mỗi năm mất 2500 ha đất canh tác Riêngnăm 2020 mất 3150 ha đất Không những vậy, gạch nung còn tiêu tốn rất nhiềunăng lượng: Than, củi, đặc biệt là than đá, quá trình này thải vào bầu khí quyển củachúng ta một số lượng lớn khí độc không chỉ ảnh hưởng tới môi trường sức khỏecủa con người mà còn làm giảm tới năng suất của cây trồng, vật nuôi Chính vì vậy,theo quy hoạch tổng thể ngành công nghiệp vật liệu xây dựng đến năm 2010 vàđịnh hướng đến năm 2020 đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt ngày01/08/2001, phải phát triển gạch không nung thay thế gạch đất nung từ 10% - 15%vào năm 2005 và 25% - 30% vào năm 2010, xóa bỏ hoàn toàn gạch đất nung thủcông năm 2020
Vì vậy công nghệ sản xuất gạch không nung từ cát, mạt đá, xi măng, … đồngthời tận dụng được các nguồn phế thải xây dựng và công nghiệp giải quyết được tất
cả các vấn đề của gạch nung và góp phần cải thiện môi trường xanh, sạch, đẹp
Tại Mỹ, Tây Âu, Nhật Bản tỷ lệ vật liệu xây dựng không nung chiếm tới hơn70% thị phần, một số nước phát triển trên thế giới đang có xu hướng giảm gạch đất sétnung xuống chỉ còn 30% - 50% và xu hướng thay thế toàn bộ bằng gạch không nung
Ở nước ta, tỷ lệ sử dụng gạch không nung rất thấp, đến thời điểm này tỷ lệgạch không nung mới chiếm 4% - 5% sản lượng gạch toàn quốc – mặt khác tỷ lệgạch nung thủ công lại chiếm tới 70% - 100% tùy theo từng địa phương
Trên cơ sở những vẫn đề đã đưa ra, đồ án: “Xây dựng phầm mềm điều khiển
-giám sát máy ép gạch trong dây chuyền sản xuất gạch không nung” được hình thành.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo thuộc khoa Tự Động Hóa đãhướng dẫn em hoàn thiện đồ án tốt nghiệp Đặc biệt em xin cảm ơn sâu sắc đến
Trang 4giảng viên Th.S Đỗ Thị Mai - người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong quá
trình làm và hoàn thành đồ án tốt nghiệp này
Mặc dù đã có cố gắng song do kiến thức chuyên môn còn nhiều hạn chế,kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót, Vậy nên em rấtmong nhận được sự , đánh giá, góp ý của các thầy cô để đồ án của em hoàn thiện hơn
Em xin chân thành cảm ơn
Thái Nguyên, tháng 06 năm 2020
Sinh viên thực hiện
NGUYỄN TRUNG KIÊN
Trang 5MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 3
MỤC LỤC 5
DANH MỤC HÌNH ẢNH 7
DANH MỤC BẢNG BIỂU 9
CHƯƠNG I TỔNG QUAN 10
1.1 Tổng quan 10
1.1.1 Đặt vấn đề 10
1.1.2 Tính cấp thiết của đề tài 10
1.1.3 Mục tiêu của đề tài 10
1.2 Khái quát về gạch không nung 10
1.2.1 Phân loại gạch không nung 11
1.2.2 Vai trò của gạch không nung trong xây dựng 14
1.2.3 Thực trạng sản xuất gạch không nung trên Thế giới và Việt Nam 16
1.2.4 Những ưu điểm và hạn chế của gạch không nung hiện nay 18
1.3 Tổng quan về dây truyền sản xuất gạch không nung 19
1.3.1 Đặc điểm công nghệ 20
1.3.2 Sơ đồ khối dây truyền công nghệ sản xuất gạch không nung 21
1.3.3 Sơ đồ công nghệ hệ thống 22
1.3.4 Sơ đồ quy trình sản xuất gạch không nung 22
1.3.5 Các bước làm gạch 24
CHƯƠNG II PHÂN TÍCH - THIẾT KẾ HỆ THỐNG 25
2.1 Giới thiệu về máy ép gạch 25
2.1.1 Sơ đồ cấu trúc máy ép gạch 25
2.1.2 Các cơ cấu trong máy ép gạch 25
2.1.3 Nguyên lý hoạt động của máy ép gạch 26
2.1.4 Các yêu cầu điều khiển cho máy ép gạch 27
2.1.5 Các lỗi có thể xảy ra với hệ thống và giải pháp khắc phục 27
2.1.6 Thông số cần điều khiển – giám sát 27
2.2 Sơ đồ 31
2.2.1 Sơ đồ mạnh động lực 31
Trang 62.2.2 Sơ đồ mạch điều khiển 32
2.2.3 Sơ đồ đấu nối PLC ngoại vi 33
2.3 Lựa chọn thiết bị điều khiển - giám sát 34
2.3.1 Thiết bị cấp trường 34
2.3.2 Thiết bị cấp điều khiển 56
2.2.3 Thiết bị giám sát 58
CHƯƠNG III ĐIỀU KHIỂN - GIÁM SÁT MÁY ÉP GẠCH KHÔNG NUNG 60
3.1 Phần mềm lập trình Tia PORTAL V14 60
3.1.1 Các tính năng của phần mềm TIA PORTAL V14 60
3.2.2 Cài đặt phần mềm TIA PORTAL V14 61
3.2 Bảng tag liên kết 61
3.2.1 Bảng địa chỉ vào/ra cho PLC 61
3.2.2 Bảng tag liên kết PLC với WINCC 63
3.3 Điều khiển 65
3.3.1 Chương trình khối OB1 ( chương trình chính ) 66
3.3.2 Chương trình Khối FC1 ( chương trình Auto ) 70
3.3.3 Chương trình Khối FC2 ( chương trình Manu ) 75
3.3.4 Chương trình khối FC3 ( chương trình mô phỏng ) 82
3.3.5 Chương trình khối FC4 ( giả lập tín hiệu analog ) 86
3.4 Giám sát 86
3.4.1 Khai báo tag biến sử dụng giao diện WinCC với PLC S7- 1200 86
3.4.2 Bảng trạng thái 87
3.4.3 Bảng điều khiển 87
3.4.4 Giao diện chương trình WinCC hoàn thiện 88
3.4.5 Giao diện chế độ AUTO 89
3.4.6 Giao diện chế độ MANU 89
3.4.7 Nguyên lý hoạt động của toàn bộ hệ thống 90
KẾT LUẬN 91
TÀI LIỆU THAM KHẢO 92
Trang 7DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1 1 Gạch không nung 11
Hình 1 2 Gạch xi măng cốt liệu dạng lỗ 12
Hình 1 3 Gạch bê tông nhẹ V- block 13
Hình 1 4 Các loại gạch không nung khác 14
Hình 1 5 Sơ đồ khối dây truyền công nghệ sản xuất gạch không nung 21
Hình 1 6 Sơ đồ công nghệ hệ thống 22
Hình 1 7 Quy trình sản xuất gạch không nung 22
Hình 2 1 Sơ đồ cấu trúc máy ép gạch 24
Hình 2 2 Sơ đồ mạch động lực 30
Hình 2 3 Sơ đồ mạch điều khiển động cơ điện 31
Hình 2 4 Sơ đồ mạch điều khiển module CPU PLC 31
Hình 2 5 Sơ đồ đấi nối PLC ngoại vi 32
Hình 2 6 Van phân phối 34
Hình 2.7 Van phân phối điện từ DSHG-04 35
Hình 2 8 Van phân phối CDST-03W/03 36
Hình 2 9 Van phân phối DSG-01-3C60-D2 37
Hình 2 10 Bơm bánh răng 39
Hình 2 11 Kết cấu của bể dầu 42
Hình 2 12 Bộ lọc sợi thủy tinh 43
Hình 2 13 Van an toàn 44
Hình 2 14 Màn hình HMI 58
Hình 3 1 Sơ đồ các khối liên kết 65
Hình 3 2 Lưu đồ thuật toán chương trình chính 66
Hình 3 3 Lưu đồ thuật toàn chương trình auto 70
Hình 3 4 Sơ đồ thuật toán chương trình Manu (hình 1) 75
Hình 3 5 Sơ đồ thuật toán chương trình Manu (hình 2) 76
Hình 3 6 Tạo biến tag địa chỉ cho WinCC 86
Trang 8Hình 3 7 Bảng trạng thái trên giao diện WINCC 87
Hình 3 8 Bảng điều khiển trên giao diện WINCC 87
Hình 3 9 Giao diện màn hình giám sát hoàn thiện 88
Hình 3 10 Giao diện màn hình giám sát chế độ Auto 89
Hình 3 11 Giao diện màn hình giám sát chế độ Manu 89
Trang 9DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2 1 Địa chỉ cảm biến áp suất 27
Bảng 2 2 Địa chỉ cơ cấu cấp liệu 28
Bảng 2 3 Địa chỉ cơ cấu ép 29
Bảng 2 4 Địa chỉ cơ cấu nâng hạ khuôn 29
Bảng 2 5 Địa chỉ cơ cấu cấp pallet 30
Bảng 2 6 Thông số kỹ thuật động cơ kéo bơm thủy lực 40
Bảng 2 7 Aptomat bảo vệ động cơ kéo bơm thủy lực 42
Bảng 2 8 Thông số kỹ thuật dầu thủy lực 46
Bảng 2 9 Thông số kỹ thuật động cơ băng tải chuyển gạch 47
Bảng 2 10 Thông số kỹ thuật aptomat bảo vệ động cơ băng tải chuyển gạch 50
Bảng 2 11 Thông số kỹ thuật động cơ cơ cấu rung và cơ cấu lắc 50
Bảng 2 12 Thông số kỹ thuật aptomat bảo vệ động cơ cơ cấu rung và cơ cấu lắc 51 Bảng 2 13 Thông số kỹ thuật động cơ băng tải chuyển gạch 52
Bảng 2 14 Thông số kỹ thuật aptomat bảo vệ động cơ băng tải chuyển gạch 55
Bảng 2 15 Thông số kỹ thuật aptomat tổng 55
Bảng 2 16 Bảng tổng hợp lựa chọn aptomat 55
Bảng 2 17 Thống kê số lượng các đầu vào bộ điều khiển PLC của hệ thống 57
Bảng 2 18 Thống kê số lượng các đầu ra bộ điều khiển PLC của hệ thống 57
Bảng 3 1 Địa chỉ vào/ra cho PLC 63
Bảng 3 2 Bảng tag liên kết PLC với WINCC 64
Bảng 3 3 Bảng TAG khối OB1 67
Bảng 3 4 Bảng TAG khối FC1 72
Bảng 3 5 Bảng TAG khối FC2 77
Bảng 3 6 Bảng TAG khối FC3 83
Trang 10CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan
1.1.1 Đặt vấn đề.
Trong thời gian qua tốc độ đô thị hóa diễn ra mạnh mẽ, đi cùng đó là nhu cầuxây dựng các công trình kiến trúc văn hóa , cao ốc, khách sạn, chung cư,…càngphát triển mạnh mẽ Nhu cầu nguyên vật liệu xây dựng nói chung và gạch ngói nóiriêng cho các công trình là hết sức to lớn Theo đánh giá của hội vật liệu xây dựngViệt Nam hơn 20 năm qua ngành công nghiệp vật liệu xây dựng nước ta đã đượcđầu tư phát triển mạnh mẽ cả về số lượng, chủng loại và chất lượng sản phẩm đápứng được nhu cầu xây dựng trong nước và xuất khẩu trong đó gạch sét nung có vaitrò quan trọng được phát triển sản xuất từ thành thị đến nông thôn và miền núi sảnlượng từ hơn 3,4 tỷ viên 1990 lên 25 tỷ viên năm 2012, dự báo 2020 lên 40 tỷ viên
1.1.2 Tính cấp thiết của đề tài.
Nếu toàn bộ nhu cầu gạch xây dựng đều tập trung vào gạch đất sét nung thìgần 10 năm nữa chúng ta sẽ đào đi 1 tỷ m3 mà phần lớn là đất canh tác Điều nàyảnh hưởng nghiêm trọng đến tài nguyên đất nước Không những thế trong quá trìnhsản xuất gạch truyền thống làm tiêu tốn năng lượng than, của để nung thảy lượngkhí độc lớn làm ảnh hưởng đến môi trường, có hại sức khỏe con người, giảm năngsuất cây trồng Bởi vậy nhu cầu về 1 công nghệ mới thân thiện với môi trường là hếtsức cần thiết và cấp bách
1.1.3 Mục tiêu của đề tài.
Hiện nay, công nghệ sản xuất vật liệu không nung đang được nhiều nướcphát triển trên Thế Giới áp dụng nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong quátrình khai thác, sản xuất và mang nhiều hiệu quả tích cực: tận dụng nguồn nguyênliệu rẻ tiền, giá thành VLXD thấp,… Ngoài ra công nghệ này còn mang hiệu quảcao trong nghành xây dụng và lợi ích người tiêu dùng Vì vậy công nghệ gạchkhông nung phù hợp với xu thế phát triển toàn cầu
1.2 Khái quát về gạch không nung
Gạch không nung là loại gạch xây dựng mà sau khi gia công định hình khôngcần phải sử dụng nhiệt nung nóng đỏ viên gạch cũng tự đóng rắn đạt để các chỉ số
về cơ học như cường độ nén, uốn, độ hút nước Độ bền của viên gạch không nung
Trang 11được gia tăng nhờ lực ép hoặc rung hoặc cả ép lẫn rung lên viên gạch và thành phầnkết dính của chúng Bản chất của sự liên kết tạo hình trong gạch không nung là docác phản ứng hoá đá xảy ra trong hỗn hợp tạo gạch, nhờ đó sẽ làm tăng dần độ bềncủa gạch theo thời gian
Hình 1 1 Gạch không nung
Gạch không nung ở Việt Nam đôi khi còn được gọi là gạch block/blốc, gạch
bê tông, gạch block bê tông ; tuy nhiên với cách gọi này thì không phản ánh đầy
đủ khái niệm về gạch không nung Mặc dù gạch không nung được dùng phổ biếntrên thế giới nhưng hiện ở Việt Nam gạch không nung vẫn chiếm tỉ lệ thấp
1.2.1 Phân loại gạch không nung
Hiện nay trên thị trường trong nước, gạch không nung thường được phân loại
và gọi tên riêng chủ yếu dựa vào nguồn nguyên liệu và phụ gia chính sử dụng cũngnhư công nghệ ép viên Theo đó, có những loại gạch không nung sau :
- Gạch xi măng cốt liệu: Gạch xi măng cốt liệu còn gọi là gạch blốc (block),
được tạo thành từ xi măng và một trong số hoặc nhiều các cốt liệu sau đây: mạt đá,cát vàng, cát đen, xỉ nhiệt điện, phế thải công nghiệp, đất Loại gạch này thường
có cường độ chịu lực tốt (trên 80 kg/cm²), khả năng chống thấm và cách âm cách
Trang 12nhiệt tốt, tỉ trọng lớn (thường trên 1.900 kg/m³, nhưng nếu tạo kết cấu lỗ thì sẽ cóthể cho khối lượng thể tích nhỏ hơn 1.400 kg/m³)
Hình 1 2 Gạch xi măng cốt liệu dạng lỗ
Đây là loại gạch được khuyến khích sử dụng nhiều nhất và được ưu tiên pháttriển mạnh nhất Nó đáp ứng rất tốt các tiêu chí về kỹ thuật, kết cấu, môi trường,phương pháp thi công Loại gạch này dễ sử dụng, có thể dùng vữa thông thường đểgắn kết các viên gạch với nhau
Gạch xi măng cốt liệu có tỉ trọng cao thường được sử dụng trong xây dựngcông trình cao tầng vì lý do chính là tạo đối trọng, kết cấu vững chắc với cường độcao Với những công trình không cần đối trọng lớn, có thể dùng gạch xi măng cốtliệu kết cấu lỗ có khối lượng thể tích nhỏ mà vẫn đảm bảo được độ bền, không nặng
và sự vững chãi cho công trình Ví dụ: Những công trình cần sản phẩm gạch cócường độ 75 kg/cm² với gạch đất nung phải dùng loại đặc tỷ trọng 1.800 kg/m³,nhưng nếu dùng gạch không nung xi măng cốt liệu chỉ cần dùng loại kết cấu lỗ rỗng
tỷ trọng 1.400 kg/m³ cường độ có thể đạt trên 100 kg/cm²
- Gạch không nung bê tông nhẹ: Có hai dòng sản phẩm hình thành khi sản
xuất gạch không nung bê tông nhẹ tùy thuộc vào quy trình sản xuất và nguyên liệu,
Trang 13đó là gạch bê tông nhẹ bọt (CLC - Cellular Lightweight Concrete) và gạch bê tôngkhí chưng áp (AAC - Autoclaved Aerated Concrete).
Hình 1 3 Gạch bê tông nhẹ V- block+ Gạch bê tông nhẹ bọt (CLC): Sản suất bằng công nghệ tạo bọt, khí trongkết cấu nên tỷ trọng viên gạch giảm đi nhiều (từ 350 kg/m3 có khả năng cách lynhiệt hoàn toàn đến 800 kg/m3), nên nó đã trở thành đặc điểm ưu việt nhất của loạigạch này Thành phành cơ bản: Xi măng, tro bay nhiệt điện, cát mịn, phụ gia tạo bọthữu cơ hoặc vô cơ [14, 15] Một số sản phẩm CLC của Việt Nam đã được kiểmđịnh chất lượng vượt TCXDVN: 2004 về cường độ chịu nén đối với tỷ trọng 800kg/m3 (D800)
+ Gạch bê tông khí chưng áp (AAC): Được rất nhiều nước trên thế giới ứngdụng rộng rãi với rất nhiều ưu điểm như thân thiện với môi trường, siêu nhẹ, bền,tiết kiệm năng lượng hóa thạch do không phải nung đốt truyền thống, bảo ôn, chốngcháy, cách âm, cách nhiệt, chống thấm rất tốt so với vật liệu đất sét nung Nó cònđược gọi là gạch bê tông siêu nhẹ vì tỷ trọng chỉ bằng 1/2 hoặc thậm chí là chỉ bằng1/3 so với gạch đất nung thông thường do kết cấu khí chiếm 80% thể tích viên gạch
đó là lý do nó có thể nổi trên mặt nước, cách âm vượt trội và cách nhiệt hay chốngcháy tốt Do bề mặt viên gạch khá mịn nên khi xây xong tường thường không phảitrát vữa mà bả sơn luôn Thành phành cơ bản của AAC cũng bao gồm: Xi măng, trobay nhiệt điện, cát mịn, vôi, nước và phụ gia tạo bọt
Trang 14Về độ chịu lực của gạch không nung bê tông bọt với gạch bê tông khí nếu cócùng cường độ chịu lực (Mác) gạch bê tông bọt nặng 1000kg thì bê tông khí chưng
áp là 800kg
Gạch bê tông nhẹ được sử dụng khá nhiều ở các công trình dân sự xây nhà hay xâythêm tầng
Các loại gạch không nung khác: Nguồn nguyên liệu để tạo ra các loại gạch
không nung khác sử dụng trong dân gian thường là xỉ than, đất đồi núi chất lượngthấp, phế thải công nghiệp, phế thải xây dựng và phụ gia là vôi bột để tạo sự đôngkết, đóng rắn Trong thực tế và tùy điều kiện kinh tế, người ta cũng có thể bổ sungthêm xi măng để tăng độ bền cơ học của gạch Công nghệ tạo viên thường là thủcông, đổ khuôn và nén bằng tay hoặc nện chày gỗ nên các loại gạch này có độ chịulực yếu, lực nén thấp và độ hút nước cao Ngoài ra, cũng có thể trực tiếp sử dụngmột số đá khoáng có sẵn trong tự nhiên để làm gạch như từ đá chẻ, đá ong, đásilicat …
Hình 1 4 Các loại gạch không nung khác
1.2.2 Vai trò của gạch không nung trong xây dựng
Theo Quyết định 1469/QĐ-TTg ngày 22/08/2014 về việc Phê duyệt Quyhoạch phát triển vật liệu xây dựng Việt Nam đến năm 2020 và định hướng đến năm
2030, việc đầu tư dây chuyền công nghệ sản xuất vật liệu xây không nung nóichung và gạch không nung nói riêng có mức độ cơ giới hóa và tự động hóa cao, tiếtkiệm năng lượng, giảm ô nhiễm môi trường
Định hướng đầu tư vật liệu không nung: Tiếp tục đầu tư mới và mở rộng các
cơ sở sản xuất vật liệu không nung để có tổng công suất thiết kế trên toàn quốc đạtkhoảng 6 tỷ viên quy tiêu chuẩn/năm Giai đoạn 2016 – 2020, tiếp tục đầu tư mới và
Trang 15mở rộng các cơ sở sản xuất vật liệu xây dựng không nung để đạt tổng công suấtthiết kế trên toàn quốc đạt khoảng 13 tỷ viên quy tiêu chuẩn/năm
Gạch không nung, gạch nhẹ, có khả năng chống thấm, chống nóng, chống
ồn, không bị rêu mốc, ăn mòn bởi thời tiết Quá trình sản xuất gạch không nung ítthải ra khí độc hại, sử dụng ít nguyên liệu mà chủ yếu dùng phế thải làm nguyênliệu, giảm chi phí, tiết kiệm nguyên liệu than
Một trong những lợi thế lớn nhất của loại gạch này là nó cho phép người xâydựng có thể thu nhỏ trước khi chúng được đặt lên tường Nguy cơ co rút, nứt rấtthấp và có khả năng chịu nước tốt, giúp tăng năng suất ngành xây dựng
So với gạch nung truyền thống, gạch không nung ưu việt hơn rất nhiều vìvốn đầu tư ban đầu chỉ bằng 30 – 40% so với gạch nung lò tuynel và mặt bằng đểphục vụ sản xuất hoặc lưu kho chỉ bằng 1/5 so với gạch nung truyền thống (Trích
“Vật liệu không nung – Yếu tố cơ bản của ngành xây dựng xanh”, Báo Kinh tế và
Dự báo – Báo điện tử của Bộ kế hoạch và Đầu tư) Thời gian từ lúc viên gạch đượcsản xuất và đưa vào sử dụng chỉ bằng 1/3 so với gạch nung Điều quan trọng là yếu
tố tiết kiệm năng lượng và hiệu suất sử dụng dây chuyền thiết bị của gạch khôngnung cao hơn hẳn Được tích hợp nhiều yếu tố thuận lợi cộng với những nghiêncứu, thử nghiệm dây chuyền công nghệ ngày càng được cải tiến nên giá thành sảnxuất có thể cạnh tranh so với gạch nung thông thường
Gạch không nung được ưu đãi về thuế và các chính sách của Nhà nước Đặcbiệt, việc lắp đặt, tháo dỡ dây chuyền, thiết bị sản xuất cực kỳ năng động, tiện dụng
và nhanh gọn, có thể lắp đặt và sản xuất ở bất cứ đâu, gần công trình xây dựng – từ
đó giảm tối đa thời gian sản xuất và chi phí vận chuyển Dây chuyền, thiết bị sảnxuất có thể lắp đặt ngay trong khu dân cư vì không ô nhiễm môi trường và có thểsản xuất liên tục 3 ca/ngày
Viên gạch không nung có độ đồng nhất cao và không biến dạng do khôngtrải qua khâu nung nên tiết kiệm thời gian và nâng cao năng suất lao động cho nhàthầu (giảm 1/3 thời gian, diện tích dây dựng và giảm chi phí vật liệu gắn kết)
Trang 161.2.3 Thực trạng sản xuất gạch không nung trên Thế giới và Việt Nam
a Xu hướng phát triển gạch không nung trên thế giới.
Hiện nay các nước đã và đang phát triển đều xem sản xuất và sử dụng vậtliệu không nung là xu hướng tất yếu của xây dựng trong tương lai Rất nhiều quốcgia trên Thế giới đã có những chính sách riêng nhằm hỗ trợ cho việc phát triển loạivật liệu thân thiện này dần thay thế vật liệu nung truyền thốngTại châu Âu và cácnước phát triển ở châu Á, từ thập niên 60 của thế kỷ trước, ngành sản xuất vật liệukhông nung đã phát triển mạnh, đến nay đã gần thay thế hoàn toàn gạch đất sétnung Vật liệu không nung chiếm thị phần ngày càng lớn do chính phủ nhiều quốcgia sớm có những chính sách hỗ trợ để loại vật liệu này có thể cạnh tranh với vậtliệu nung Điển hình như Trung Quốc đã ban hành lệnh cấm sản xuất, sử dụng gạchđất sét nung ở 170 thành phố từ năm 2003 Thái Lan không ban hành chính sáchkhuyến khích vật liệu không nung, nhưng quản lý chặt việc sử dụng đất đai, do đóvật liệu nung có giá cao hơn rất nhiều vật liệu không nung Bên cạnh đó, yếu tố thịtrường điều tiết khiến công nghiệp vật liệu không nung ở Thái Lan rất phát triển,như bê tông nhẹ đã có cách đây 10 năm Tại Ấn Độ, gạch không nung đang có xuhướng trở thành vật liệu phổ biến thứ hai sau gạch nung, chiếm khoảng 24% tổngvật liệu xây dựng
Tại các nước phát triển, vật liệu không nung chiếm khoảng 60% tổng vật liệuxây dựng, gạch đất sét nung chỉ chiếm khoảng 10 – 15% Tại Mỹ, những chươngtrình xây dựng xanh đang có chiều hướng tăng với tốc độ đáng kể do chính sách ưuđãi và khuyến khích của chính quyền địa phương và liên bang, có tới 1/3 các côngtrình xây dựng thương mại mới là các công trình xanh, hoàn toàn xây dựng bởi vậtliệu thân thiện với môi trường như vật liệu không nung Trong 5 năm tới, hoạt độngxây dựng xanh của khu vực thương mại dự kiến tăng gấp 3 lần, trị giá tới 120 – 145
tỷ USD trong xây dựng mới (Trích “Vật liệu không nung: Cần thay đổi thói quen sử
dụng”, Báo xây dựng – Báo điện tử Bộ xây dựng)
b Nhu cầu vật liệu không nung ở Việt Nam
Theo thống kê của Vụ Vật liệu xây dựng, Bộ Xây dựng, sau 4 năm thực hiệnchương trình theo Quyết định số 1469/QÐ-TTg (trước đây là 567/QĐ-TTg) về việcPhê duyệt Quy hoạch phát triển vật liệu xây dựng Việt Nam đến năm 2020 và định
Trang 17hướng đến năm 2030, tổng công suất thiết kế vào ba loại sản phẩm chính, gồm:Gạch xi măng cốt liệu, gạch bê tông khí chưng áp (AAC) và gạch bê tông bọt đạt 6
tỷ viên quy tiêu chuẩn (QTC), trong đó có 13 nhà máy sản xuất AAC, 17 nhà máysản xuất 8 bê tông bọt, hơn 1.000 dây chuyền sản xuất gạch xi măng cốt liệu côngsuất hơn 10 triệu viên QTC/năm và một số chủng loại VLXKN khác
Để có được kết quả đó, trong thời gian qua, nhiều địa phương, doanh nghiệp,
cơ sở sản xuất gạch ngói đã có nhiều nỗ lực trong việc chuyển đổi mô hình sản xuất
và thực hiện các dự án VLXKN
Ví dụ, trên địa bàn huyện Tây Sơn – Bình Định đã có 191 lò gạch, ngói nungthủ công tháo dỡ, chấm dứt hoạt động (gồm 190 lò có công suất dưới 650 ngànviên/năm; 1 lò có công suất trên 650 ngàn viên/năm); trong đó có 147 lò nằm trongkhu dân cư, 44 lò nằm trong khu sản xuất tập trung và trong cụm công nghiệp …Tính đến thời điểm hiện tại, ở Bình Định đã có 16 dự án sản xuất gạch không nungvới tổng công suất hơn 250 triệu viên/năm, tổng vốn đăng ký đầu tư gần 50 tỉ đồng.Trong số này đã có 3 nhà máy đi vào hoạt động, 12 dự án đang giải phóng mặt bằng
và triển khai xây dựng … Theo kế hoạch, đến hết ngày 31/12/2016 sẽ chấm dứthoàn toàn hoạt động của các lò nung thủ công trên địa bàn tỉnh Bình Định
Tại Quảng Ninh, một số công trình nhà chung cư cũng đang được doanhnghiệp sử dụng khoảng 30% là vật liệu gạch không nung Tòa nhà thương mại cao
18 tầng do Công ty LICOGI 18.1 (Bộ Xây dựng) thiết kế và thi công ở Thành phố
Hạ Long, theo các kỹ sư, từ tầng thứ 3 trở lên, đơn vị đã sử dụng toàn bộ vật liệungăn tường bằng gạch không nung Nhiều hộ dân ở huyện Đông Triều – QuảngNinh cũng đang có xu hướng xây nhà có sử dụng gạch không nung
Gạch không nung hiện nay đã hiện hữu trên rất nhiều công trình trọng điểm,điển hình như Keangnam Hà Nội, Landmard Tower, Habico Tower, Khách sạnHorison, Hà Nội Hotel Plaza, sân vận động Mỹ Đình, làng Việt kiều Châu Âu, …
Trước đó, các văn bản của Chính phủ, Bộ Xây dựng cũng quy định rõ, cáccông trình xây dựng từ nguồn vốn ngân sách đều phải sử dụng gạch không nung.Khu đô thị loại 3, các công trình cao 9 tầng trở lên đều được khuyến cáo sử dụng ítnhất 30% gạch không nung
Trang 18Với kết cấu nhẹ, chống thấm tốt, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và hiệntrạng không có nguồn nguyên liệu đất sét để sản xuất gạch nung như hiện nay thìgạch không nung có những ưu điểm không hề nhỏ so với gạch nung truyền thống.
(Theo “Tình hình sản xuất và sử dụng vật liệu xây không nung tại một số địa
phương”, Trung tâm thông tin – Viện Vật liệu xây dựng – Bộ xây dựng (VIBM))
1.2.4 Những ưu điểm và hạn chế của gạch không nung hiện nay
Gạch không nung là sản phẩm hiện đại và ngày càng được sử dụng nhiềutrong xây dựng để thay thế cho những loại gạch thông thường khác Gạch khôngnung có nhiều ưu điểm vượt trội hơn gạch nung thông thường Ở trên thế giới gạchkhông nung được sử dụng rất nhiều, nhưng ở Việt Nam, từ năm 2014 trở lại đây,gạch không nung mới bắt đầu nở rộ và dần khẳng định vị trí của mình trong ngànhxây dựng
a Ưu điểm của gạch không nung
Khi sản xuất gạch không nung, nguyên liệu không sử dụng đất nông nghiệp,
do đó không ảnh hưởng đến diện tích đất nông nghiệp để canh tác Ngoài ra, quytrình sản xuất gạch không nung không trải qua giai đoạn nung đốt, nên sẽ không sửdụng đến nhiên liệu đốt, vì thế nên tiết kiệm được nhiên liệu, tránh được tình trạngphá rừng tràn lan và không gây ô nhiễm môi trường
Nguyên liệu để sản xuất gạch không nung hết sức phong phú, đa dạng nhưđất, mạt đá, bột đá, cát vàng, xi măng, là nguồn nguyên liệu có ở hầu hết các tỉnhthành trong cả nước
Dây chuyền sản xuất gạch sử dụng ít công nhân, do các khâu hầu hết được tựđộng hoá, điều này tiết kiệm được chi phí nhân công
Khả năng chịu lực có thể đáp ứng theo nhu cầu sử dụng lớn Gạch khôngnung có thể chịu được lực với cường độ từ 30 – 40MPa trở lên (trong đó gạch nungchỉ đạt ≤ 10MPa) Đối với những công trình hoặc những vùng tường không yêu cầucường độ, việc sản xuất gạch không nung có thể thay đổi để giảm bớt lượng ximăng nhằm giảm chi phí
Gạch không nung có khả năng cách âm tốt, cách nhiệt tốt và chống thấm cao.Điều này hoàn toàn phù hợp vào kết cấu của viên gạch và cấp phối vữa bê tông
Kích thước gạch không nung có nhiều loại, tùy vào nhu cầu của khách hàng để có thể
Trang 19sản xuất, có những viên có kích thước lớn, làm cho việc xây dựng trở nên nhanh hơn,giảm được chi phí nhân công nhưng vẫn đạt được tiến độ nhanh hơn cho công trình
Có nhiều chủng loại, đa dạng về kích thước, nhưng khi sử dụng thì sử dụng mộtkích thước chính và những chi tiết phụ, làm cho công trình đạt được tính thẩm mỹ cao
Ngoài ra, sử dụng gạch không nung thông thường để lát vỉa hè mang lại hiệuquả cao Trong quá trình thi công vỉa hè, dùng gạch lát không nung không cần phảitrát mạch, tiết kiệm được vật liệu, nhân công và giảm thời gian thi công cho côngtrình, ngoài ra việc thoát nước cũng dễ dàng hơn Vỉa hè sau khi lát gạch xong cóthể sử dụng được ngay lập tức mà không cần đợi Lát vỉa hè bằng gạch này có thểthi công được ở mọi thời tiết, kể cả trời mưa Kiểu dáng, hoa văn, màu sắc viêngạch rất đa dạng, tính thẩm mỹ cao
b Nhược điểm của gạch không nung
Một số loại gạch không nung có tỷ trọng cao hơn so với gạch đất nung Do
sử dụng một phần nguyên liệu là cát, đá làm nguyên liệu khiến cho nhu cầu khaithác cát và đá tăng cao Tuy trong quá trình sản xuất và thi công ít ô nhiễm nhưngcác nguyên liệu thứ phẩm như xi măng, bột nhôm, cũng ảnh hưởng tới môitrường
Giá thành sản xuất một số loại gạch không nung vẫn cao hơn so với gạchnung truyền thống Hiện tại, gạch không nung mới gia nhập thì trường Việt Namchưa lâu, người dân chưa quen dùng
Trên đây là một số ưu điểm và nhược điểm của gạch không nung, nhưng qua
đó ta thấy, gạch không nung chủ yếu mang lại nhiều ưu điểm hơn nhược điểm, vìthế sử dụng gạch không nung sẽ là một lựa chọn tất yếu của vật liệu xây dựng chotương lai
1.3 Tổng quan về dây truyền sản xuất gạch không nung
Với tiêu chí sản xuất thân thiện với môi trường, nguồn nguyên liệu ổn định,sẵn có và đa dạng, sản phẩm chất lượng tốt với giá thành cạnh tranh được với gạchđất sét nung.Một thế hệ vật liệu xây dựng loại mới ra đời từ việc kế thừa những đặctính, tập quán và thói quen sử dụng sản phẩm của những công nghệ sản xuất gạchđất xét nung truyền thống
Bằng cách tổng hợp những cơ chế Polyme vô cơ, Polyme hữu cơ và quá trình
Trang 20khoáng hóa trong một hệ khép kín, tạo nên một hệ polyme hữu cơ làm chất phân tán
và phụ gia hoạt tính vô cơ làm mầm kết tinh sớm Quy trình sản xuất gạch khôngqua nung hay sấy, sản phẩm sớm đạt cường độ cao, trong vòng 5 – 7 ngày có thể sửdụng được
1.3.1 Đặc điểm công nghệ
Đây là công nghệ sản xuất vật liệu xây mới với những tính năng ưu việt:
- Thiết bị được thiết kế và chế tạo hoàn toàn trong nước với mức độ tự độnghóa hoàn chỉnh
- Nguyên liệu chủ yếu hầu như có sẵn ở tất cả các địa phương: phụ gia, ximăng và các mạt đá, …
- Giá thành rẻ hơn gạch đất xét nung truyền thống vì sử dụng hàm lượng ximăng rất thấp và có thể sử dụng các phế liệu gốc silic như mạt đá, xỉ than nhiệtđiện,…
- Hình dáng và kích thước sản phẩm tương tự gạch đất sét nung truyềnthống với các tính chất cơ lý tính tương tự gạch đất sét nung cùng loại, do đó khôngthay đổi tập quán sử dụng của đa số người dân
- Thay đổi được công nghệ xây: có thể dán các viên gạch lại với nhau bằngnước xi măng loãng từ đó:
+ Giảm chi phí vữa xây
+ Giảm thời gian xây tới 4 lần
+ Có thể thi công hoàn thiện sau khi dán không cần trát
+ Có thể luồn dây điện, dây điện thoại, …dễ dàng suốt chiều dài bức tườngxuyên qua các lỗ trong viên gạch không cần đục, cắt tường
+ Lợi nhuận cao hơn gạch đất sét do giá thành rẻ và được miễn thuế thu nhậpdoanh nghiệp đến 13 năm và được vay vốn ưu đãi theo quy định của chính phủ
+ Chi phí đầu tư thấp, chỉ bằng 25% - 30% chi phí sản xuất gạch tuynel cùngcông suất
- Hoàn toàn có thể chuyển giao đổi công nghệ cho các lò gạch đất sét nungthủ công truyền thống do chi phí đầu tư thấp
- Phù hợp với chiến lược phát triển vật liệu xây không nung của chính phủ
Trang 21- Toàn bộ thiết bị được thiết kế chế tạo trong nước, tạo việc làm cho các nhàmáy sản xuất thiết bị phụ trợ.
Đối với môi trường, tham gia giải quyết một số vấn đề ô nhiễm môi trườngnhư xử lý chất thải rắn trong công nghiệp, hạn chế khí thải gây hiệu ứng nhà kính,giảm thiểu khả năng ảnh hưởng đến sức khỏe con người trong quá trình sản xuất,bảo vệ được nguồn nước ngầm do hạn chế khai thác đất sét để sản xuất gạch đất sétnung
Về phương diện kinh tế, tiết kiệm được một lượng lớn tài chính vào đầu tưban đầu (thiết bị, công nghệ), khả năng nguồn nguyên liệu phong phú hơn và giáthành rất cạnh tranh với những sản phẩm truyền thống, thời gian thu hồi vốn nhanh.Không thất thoát ngoại tệ nhập khẩu máy, toàn bộ thiết bị được sản xuất trong nước
và có đăng ký bản quyền
Mô hình sản xuất gạch không nung hiệu quả kinh tế cao, phù hợp với ViệtNam
1.3.2 Sơ đồ khối dây truyền công nghệ sản xuất gạch không nung
Hình 1 5 Sơ đồ khối dây truyền công nghệ sản xuất gạch không nung
Trong dây truyền này: Đá loại 1 và đá loại 2 được đưa vào 2 phễu đá tươngứng nhờ máy xúc sau đó được đưa vào buồng cân để định lượng Sau khi cân xong
đá được vận chuyển đến máy trộn nhờ gầu nâng Tại máy trộn đá cùng với xi măng
từ xilo xi măng và nước được trộn đều Nguyên liệu từ máy trộn sau đó được đưavào máy tạo hình nhờ băng tải Tại máy tạo hình, sau khi được cấp palet nhờ máy
Trang 22cấp palet nguyên liệu được đưa vào khuôn và được ép nhờ hệ thống thủy lực và cơcấu rung tạo với lực ép lớn tạo ra những viên gạch blook đồng đều, gạch sau đóđược đưa ra máy chuyển gạch.
1.3.3 Sơ đồ công nghệ hệ thống.
Hình 1 6 Sơ đồ công nghệ hệ thống.
1.3.4 Sơ đồ quy trình sản xuất gạch không nung
Hình 1 7 Quy trình sản xuất gạch không nung
Công nghệ sản xuất gạch không nung là một công nghệ hiện đại Gạch được sản xuất theo công nghệ này hoàn toàn đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn, chất lượng
và có nhiều tính năng vượt trội so với các loại gạch truyền thống như: hệ số dẫn
Trang 23nhiệt thấp, chống cháy tốt, có kích thước hình học lý tưởng Đặc biệt hơn nữa, công nghệ sản xuất này thân thiện với môi trường, nhà máy sản xuất không khói, không bụi, không chất thải làm ảnh hưởng đến môi trường, bảo vệ được nguồn tài nguyên đất.
(1) Cấp nguyên liệu:
+ Nguyên liệu : cát, mạt đá, xỉ than, nước,xi măng
+ Quy trình : Sử dụng các phễu chứa liệu, băng tải liệu, cân định lượng, bộphận cài đặt phối liệu Sau khi nguyên liệu được cấp đầy vào các phễu ( nhờ vàomáy xúc), chỉ một phần nguyên liệu được đưa xuống bàn cân theo công thức phốitrộn đã cài đặt từ trước (cấp phối bê tông đã quy định) Qua khâu này, nguyên liệuđược cấp theo công thức phối trộn đã cài đặt
(2) Máy trộn nguyên liệu:
+ Thiết bị : Máy trộn
+ Quy trình : Cùng với các cốt liệu (mạt đá, cát, xỉ nhiệt điện, phế thải côngnghiệp, …) nước và xi măng được đưa vào máy trộn một cách hoàn tự động theoquy định cấp phôi Sau đó nguyên liệu được trộn ngấu đều theo thời gian cài đặt.Hỗn hợp sau khi phối trộn được tự động đưa vào ngăn phân chia nguyên liệu ở khuvực máy tạo hình (hay máy ép tạo blook(4)) nhờ hệ thống băng tải
(3) Đây là khu vực chứa khay (palet) làm đế trong quá trình ép và chuyển gạchthành phẩm ra khỏi dây truyền Khay (palet) này có thể làm bằng gỗ ép, tre ép,
… nhưng tốt nhất là làm bằng nhựa tổng hợp siêu bền, chịu lựu nén, rung độnglớn
(4) Máy ép gạch(Tạo hình):
+ Thiết bị : Máy ép gạch (tạo hình)
+Quy trình : Nhờ vào hệ thống thủy lực, máy hoạt động theo cơ chế ép kết hợpvới rung tạo ra lực ép rất lớn để hình thành nên các viên gạch blook đồng đều, đạtchất lượng cao và ổn định Cùng với việc phối trộn nguyên liệu, bộ phận tạo hìnhnhờ ép rung này là hai yếu tố vô cùng quan trọng để tạo ra sản phẩm theo như ýmuốn
Trang 24(5) Tự động ép mặt: Đây là bộ phận giúp tạo màu bề mặt cho gạch tự chèn Nó sẽtrở nên không cần thiết nếu ta không muốn sản xuất gạch tự chèn, gạch trangtrí.
(6) Tự động chuyển gạch: Đây là máy tự động chuyển và xếp từng khay gạch vào
vị trí định trước một cách tự động Nhờ đó mà ta có thể chuyển gạch vừa sảnxuất ra để dưỡng hộ hoặc tự động chuyển vào máy sấy tùy theo mô hình sảnxuất
1.3.5 Các bước làm gạch
- Bước 1: Loại đất được sử dụng làm gạch sẽ được hong khô đến khi còn
12%÷15% độ ẩm Việc hong khô đất sẽ dựa trên các nguồn năng lượng có sẵn trongnhà xưởng
- Bước 2: Sau khi đất đã hong khô sẽ được nghiền nát và phối trộn với các
chất phụ gia tối độ min£0.5mm Nguyên liệu đất sẽ chiếm 80%, còn lại là chất phụgia Để việc nghiền và trộn phụ gia được đều cần phải thực hiện bằng thiết bịnghiền trộn liên hợp
- Bước 3: Tiếp sau đó là ủ hỗn hợp đất đã trộn với vôi từ 15%÷18% Chúng ta
có thể thực hiện ủ trong nhà xưởng nhưng với điều kiện nền phải làm bằng xi mănghoặc bê tông
- Bước 4: Sau khi ủ đất với vôi tiếp tục ủ với cát, chất thải xây dựng và các
loại phụ gia ướt khác Để tăng độ kết dính nên sử dụng thiết bị trộn, định lượng 3khô 2 ướt
Bước 5: ép định hình tạo lỗ mù trên máy ép với lực ép đơn vị cho viên gạch là
550÷650(kg/cm2) Đây là công đoạn quyết định đến chất lượng gạch
Kết luận : Qua chương 1, em đã tìm hiểu tổng quan về được gạch không nung về phân loại, vài trò, thực trạng sản xuất cũng như ưu nhược điêm của gạch không nung, ngoài ra tìm hiểu về dây chuyền sản xuất gạch không nung Qua đó hiểu biết được những vấn đề cơ bản để tiến hành xây dựng các sơ đồ mạch, lựa chọn các thiết bị điêu khiển - giám sát.
Trang 25CHƯƠNG II PHÂN TÍCH - THIẾT KẾ HỆ THỐNG
2.1 Giới thiệu về máy ép gạch
Máy ép gạch là một máy nằm trong dây truyền sản xuất gạch không nung.Dây truyền sản xuất gạch không nung gồm 6 bộ phận liên kết với nhau, có chứcnăng tạo ra những viên gạch từ các nguyên liệu ban đầu là xi măng, cát, đá, phụ gia
Máy ép gạch (máy tạo hình) là một thành phần quan trọng nhất trong dâykích cỡ khác nhau nhưng nhìn chung các cơ cấu và nguyên lý hoạt động là nhưnhau Truyền sản xuất gạch không nung( nó còn được gọi là máy chính)
Tùy vào năng suất của từng dây truyền mà máy ép gạch có các loại khác nhau
2.1.1 Sơ đồ cấu trúc máy ép gạch
Hình 2 1 Sơ đồ cấu trúc máy ép gạch
2.1.2 Các cơ cấu trong máy ép gạch
a) Cơ cấu ép gạch
Đây là cơ cấu quan trọng nhất trong máy ép gạch, nó có nhiệm vụ ép nguyênliệu thành khối gạch (blook), dưới lực ép của xylanh thủy lực và cơ cấu rung tạo ralực ép rung lớn ( cỡ 80 tấn) giúp cho gạch được tạo đảm bảo yêu cầu về chất lượng
và độ thẩm mỹ
Cơ cấu ép gạch gồm có: xylanh ép gạch, động cơ cơ cấu rung
Trang 26b) Cơ cấu chuyển gạch
Cơ cấu chuyển gạch có nhiệm vụ chuyển gạch ra bên ngoài sau khi nó được
cơ cấu cấp palllet đẩy ra khỏi máy ép Gạch được băng tải chuyển dần ra phía ngườicông nhân để vận chuyển đi dưỡng hộ, đóng gói
Cơ cấu chuyển gạch gồm có: Động cơ cơ cấu băng tải chuyển gạch
c) Cơ cấu cấp pallet (Khay)
Cơ cấu cấp pallet có nhiệm vụ cấp pallet cho máy ép gạch đồng thời đẩypalet (palet đã có gạch) ra khỏi máy ép để tiếp chuẩn bị cho mẻ ép mới
Cơ cấu cấp pallet rất đơn giản gồm 1 xylanh cấp pallet và kết cấu cơ khí đểvừa vận chuyển lần lượt các palet vào máy ép vừa đẩy palet đã có gạch ra khỏi máyép
d) Cơ cấu cấp liệu
Cơ cấu cấp liệu có nhiệm vụ đưa liệu vào khuôn theo từng mẻ
Cơ cấu cấp liệu gồm có: Khoang chứa liệu, xylanh cấp liệu, và khoang cấpliệu, động cơ và cơ cấu lắc
2.1.3 Nguyên lý hoạt động của máy ép gạch
Trước khi ấn nút hoạt động thì khoang chứa liệu phải chứa đầy liệu, paletphải được cấp vào máy đồng thời palet trong khoang chứa palet phải đầy đủ đảmbảo cấp đủ khay trong suốt quá trình hoạt động khuôn đã hạ xuống palet
Ấn nút khởi động xylanh nạp liệu đẩy ra đẩy liệu vào khuôn đồng thời động
cơ của cơ cấu lắc hoạt động để đảm bảo liệu được cấp đầy đủ và đồng đều khuôn(đây là một trong các giai đoạn quyết định đến chất lượng và sự đồng đều giữa cácviên gạch) Sau đó xylanh nạp liệu thu về để chuẩn bị cho mẻ tiếp theo
Sau khi liệu được cấp đầy đủ và đồng đều vào khuôn đồng thời xylanh nạpliệu đã về vị trí ban đầu lúc này xylanh ép hạ xuống đồng thời mô tơ thủy lực cơ cấurung hoạt động tạo ra lực ép lớn để ép các khối liệu trong khuôn định hình thành cáclook (các viên gạch) Yêu cầu lực ép và rung phải đủ mạnh nếu không sẽ ảnh hưởngđến chất lượng viên gạch
Sau khoảng 5s ép và rung xylanh nâng hạ khuôn nâng khuôn lên tiếp theoxylanh ép thu về
Trang 27Sau khi khuôn được nâng lên và xylanh ép đã về vị trí ban đầu thì xylanh cấppalet đẩy ra, lúc này palet có gạch sẽ được đẩy ra khỏi máy ép nhờ kết cấu cơ khícủa máy cấp palet đồng thời palet mới sẽ được đưa vào máy ép.
Sau khi palet mới được cấp vào máy ép xylanh cấp palet thu về sau đóxylanh nâng hạ khuôn hạ khuôn xuống kết thúc 1 mẻ đồng thời bắt đầu một mẻ tiếptheo
2.1.4 Các yêu cầu điều khiển cho máy ép gạch
- Yêu cầu hệ thống hoạt động chính xác, tin cậy, ổn định
- Hệ thống điều khiển chịu được môi trường nóng ẩm, bụi bặm
- Bộ điều khiển gồm 2 chế độ tự động và bằng tay
- Có khả năng chuyển từ điều khiển bằng tay sang tự động và ngược lạitại mọi thời điểm hoạt động hệ thống
2.1.5 Các lỗi có thể xảy ra với hệ thống và giải pháp khắc phục.
Đối với các động cơ điện của hệ thống thì có thể xảy ra quá tải.trong trường hợp xảy ra quá tải thì rơle nhiệt sẽ nhảy và kích hoạt trạng thái sự cố
Khi xuất hiện chướng ngại vật trên hành trình của các xylanh thì người vận hành sẽ quan sát và bấm nút sự cố nếu cần thiết
Đường ống dẫn dầu nếu bị rò rỉ sẽ làm cho áp suất bị giảm đột ngột không
đủ cấp cho các xylanh hoạt động, khi đó công tắc áp suất sẽ báo về và kích hoạt chế
độ sự cố
2.1.6 Thông số cần điều khiển – giám sát.
- Áp suất làm việc trong hệ thống : >=130bar,
- Sử dụng cảm biến áp suất D2415 (0 – 400bar) cho toàn bộ hệ thống.
Địa chỉ Kí hiệu Chú thích
MW64 GiaLapApSuat Giả lập áp suất
MW6 GiaLapApSuat1 Giả lập áp suất 1
Bảng 2 1 Địa chỉ cảm biến áp suất
Trang 282.1.6.1 Cơ cấu cấp liệu.
Van : Điều khiển cả 2 chiều ON, OFF Chọn van phân phối điện từ 2
chiều DSG-01-3C60-D24.
+ + Van đảo chiều loại 4/3.
+ Lưu lượng của van tối thiểu là 100 (l/ph)
+ Áp suất P-max: 350 Bar+ Lưu lượng: 250 lít,,500 lít, 1000 lít
- Thời gian cơ cấu lắc : 4(s)
- Lực tác dụng lên đầu xylanh cả trong quá trình tiến và lùi có:
+ Lực ma sát trượt giữa khay cấp liệu và ray
+ Tổn hao do áp suất nén dầu trong xylanh ra
STT Địa chỉ Kí hiệu Chú thích
1 I0.7 BBTCL Nút bấm động cơ băng tải cấp liệu
3 I1.2 BCLR Nút bấm thu xi lanh cấp liệu duỗi ra
4 I1.3 BCLV Nút bấm thu xi lanh cấp liệu thu về
5 I8.5 SA1 Công tắc hành trình xylanh cấp liệu duổi ra
6 I8.6 SA0 Công tắc hành trình xylanh cấp liệu thu về
10 Q9.0 K7 Role trung gian động cơ băng tải cấp liệu
Bảng 2 2 Địa chỉ cơ cấu cấp liệu
2.1.6.2Cơ cấu ép
- Van : Điều khiển thủy lực cả 2 chiều ON, OFF.Chọn van phân phối điện
từ 2 chiều DSHG-04 :
+ Van đảo chiều loại 4/3
+ Lưu lượng của van tối thiểu là 185 (l/ph)
+ Áp suất P-max: 315 Bar+ Lưu lượng: 250 lít,,500 lít, 1000 lít
- Thời gian giữ ép: 4 (s)
Trang 29- Thời gian dừng sau khi ép : 2(s)
- Lực tác dụng lên đầu xylanh cả trong quá trình tiến và lùi có
- Lực ép gạch (80 tấn) : F= 800.000 N,
- Tổn hao do áp suất nén dầu ra trong xylanh
STT Địa chỉ Kí hiệu Chú thích
Bảng 2 3 Địa chỉ cơ cấu ép
2.1.6.3 Cơ cấu nâng hạ khuôn
Van : Điều khiển cả 2 chiều ON, OFF Chọn van phân phối điện từ 2
chiều DSG-01-3C60-D24
+ Áp suất làm việc hệ thống max p: 300 (Bar).
+ Lưu lượng làm việc max : 63 (l/ph).
+ Điện áp sử dụng: DC24 ± 10% (V).
+ Áp suất đường hồi max: 100 (Bar).
+ Nhiệt độ làm việc (Temperature): - 25 ÷ 80 Độ C.
- Thời gian nâng và hạ : 4s
- Lực tác dụng lên đầu xylanh trong quá trình đẩy khuôn lên gồm có
- Trọng lượng của khuôn = 100kg = 1000N
- Lực ma sát giữa khuôn và gạch = 1000N
- Lực ép dầu trong xylanh ra, lấy bằng = 3bar = 3* N/
STT Địa chỉ Kí hiệu Chú thích
Trang 305 Q8.4 BV Rơle xylanh ép gạch thu về
Bảng 2 4 Địa chỉ cơ cấu nâng hạ khuôn
2.1.6.4Cơ cấu cấp palet
- Van : Điều khiển 1 chiều ON Chọn van phân phối 1 chiều 03W/03
CDST-+ Dạng con trượt điều khiển bằng điện+ Lưu lượng của van tối thiểu là 15 (l/ph)
- Thời gian: 2s
- Trọng lượng 1 viên gạch 0,3 kg = 3 N
- Lực tác dụng lên đầu xylanh trong quá trình tiến có
- Lực ma sát trượt khi đẩy palet chứa gạch thành phẩm ra ( và lực
ma sát lăn của các palet mới được cấp vào ( )
- Tổn hao do áp suất nén dầu trong xylanh ra.
STT Địa chỉ Kí hiệu Chú thích
2 I9.3 SD1 Công tắc hành trình xylanh cấp pallet duỗi ra
Bảng 2 5 Địa chỉ cơ cấu cấp pallet
Trang 312.2 Sơ đồ
2.2.1 Sơ đồ mạnh động lực
Hình 2 2 Sơ đồ mạch động lực
Trang 322.2.2 Sơ đồ mạch điều khiển
Hình 2 3 Sơ đồ mạch điều khiển động cơ điện
Hình 2 4 Sơ đồ mạch điều khiển module CPU PLC
Trang 332.2.3 Sơ đồ đấu nối PLC ngoại vi
Hình 2 5 Sơ đồ đấi nối PLC ngoại vi
Trang 342.3 Lựa chọn thiết bị điều khiển - giám sát
2.3.1 Thiết bị cấp trường
2.3.1.1 Thiết kế hệ thống thủy lực cho máy ép gạch.
a) Tính chọn thiết bị cơ cấu cấp liệu
Tính chọn xylanh
Đường kính trong xylanh
Với là tiết diện trong xylanh ( )
: lực ma sát giữa khay cấp liệu và ray (N)
: áp suất yêu cầu (bar)
: áp suất tổn hao (bar)
: đường kính trong xylanh (mm)
Trang 35Trong cơ cấu cấp liệu này ta chọn van đảo chiều dạng con trượt điều khiểnbằng điện các cuộn điện hay nam châm điện từ có điện áp sử dụng là 24VDC, vanđảo chiều loại 4/3.
Lưu lượng của van tối thiểu là 15 (l/ph)
Từ những thông số trên ta chọn loại van phân phối có mã hiệu:
DSG-01-3C60-D24
Hình 2 6 Van phân phối
b) Tính chọn thiết bị cơ cấu ép.
Tính chọn xylanh ép gạch.
Các thông số : lực ép F= 800KN, áp suất p= 130 bar
Tính đường kính trong xylanh
Với là tiết diện trong xylanh ( )
: áp suất yêu cầu (bar)
: áp suất tổn hao (bar)
: đường kính trong xylanh (mm)
là lực ép lên gạch
=
Trang 37 Tính chọn van đảo chiều.
Trong cơ cấu ép này ta chọn van đảo chiều dạng con trượt điều khiển bằngđiện các cuộn điện hay nam châm điện từ có điện áp sử dụng là 24VDC, van đảochiều loại 4/3
+ Lưu lượng của van tối thiểu là 185 (l/ph)
+ Từ những yêu cầu trên ta chon van phân phối điện từ DSHG-04
+ Áp suất P-max: 315 Bar
+ Lưu lượng: 250 lít, kiểu van 2 tần
+ Xuất xứ YUKEN
Hình 2.7 Van phân phối điện từ DSHG-04
c) Tính chọn thiết bị cho cơ cấu cấp pallet
Tính chọn xylanh của cơ cấu cấp palet
+ Tính đường kính trong xylanh
)
=
Trang 38 Tính chọn van đảo chiều.
Trong cơ cấu nâng hạ khuôn này ta chọn van đảo chiều dạng con trượtđiều khiển bằng điện các cuộn điện hay nam châm điện từ có điện áp sử dụng là24VDC, van đảo chiều loại 3/2 Lưu lượng của van tối thiểu là 15 (l/ph)
Từ những thông số trên ta chọn loại van phân phối có mã hiệu :
CDST-03W/03
Hình 2 8 Van phân phối CDST-03W/03
d) Tính chọn thiết bị nâng hạ khuôn.
Tính chọn xylanh
Đường kính trong xylanh
Với là tiết diện trong xylanh
Trang 39 Tính chọn van đảo chiều.
Trong cơ cấu nâng hạ khuôn này ta chọn van đảo chiều dạng con trượt điềukhiển bằng điện các cuộn điện hay nam châm điện từ có điện áp sử dụng là24VDC,van đảo chiều loại 4/3
+ Áp suất làm việc hệ thống max p: 300 (Bar).
+ Lưu lượng làm việc max : 63 (l/ph).
+ Điện áp sử dụng: DC24 ± 10% (V).
+ Nhiệt độ làm việc (Temperature): - 25 ÷ 80 Độ C.
Từ những thông số trên ta chọn loại van phân phối có mã hiệu
DSG-01-3C60-D24
Trang 40Hình 2 9 Van phân phối DSG-01-3C60-D2 2.3.1.2 Tính chọn thiết bị động lực cho hệ thống thủy lực.
a) Chọn động cơ bơm.
Nguyên tắc chọn động cơ bơm:
+ Theo áp suất yêu cầu lớn nhất: = +
: là áp suất bơm;
: là áp suất yêu cầu lớn nhất;
: Llà tổn thất áp suất trong hệ thống
+ Theo lưu lượng yêu cầu lớn nhất: = +
: Lưu lượng của bơm;
: Lưu lượng yêu cầu;
: Tổn thất lưu lượng trong hệ thống do các hiện tượng rò rỉ, bayhơi…
Ngoài ra khi chọn bơm phải lưu ý ở một số điểm sau:
+ Có dải tốc độ quay trục phù hợp với tốc độ của động cơ kéo
+ Phù hợp với độ nhớt của dầu trong hệ thống
+ Có tính lắp dẫn cao để thuận tiện trong trường hợp thay thế
+ Dễ dàng bảo dưỡng
+ Giá thành hợp lý