Thiết bị cắt plasma tựđộng bao gồm :
• Đầu cắt (mỏ cắt) • Bộ phận điều khiển • Nguồn khớ plasma • Cơ cấu phỏt động • Bộ truyền dẫn • Bộ phận làm mỏt • Khung mỏy 3.1.1. Đầu cắt plasma: Cực điện tử Khí plasma Vòi phun Tấm kim loại Hồ quang chính Hồ quang Pilot
Khởi đông plasma Việc tạo hồ quang plasma
Việc tạo hồ quang chính
3.1.1.1. Cấu tạo của đầu cắt Plasma:
Đầu cắt plasma là catốt với cỏc cơ cấu dựng để giới hạn và định vị cột hồ
quang plasma trong vựng trước catốt. cấu tạo của đầu plasma gồm cú Catốt (điện cực), vũi phun và chụp khớ (hỡnh 3.1) 4 1 2 3 Hỡnh 3.2 Cấu tạo của cụm catốt của đầu plasma 1-ca tốt, 2 -Thõn catốt
3-buồng nước làm nguội, 4-ống dẫn nước làm nguội
Catốt của mỏ cắt gồm thõn bằng đồng cú gắn cỏc miếng vonfram, hafnium hoặc zirconium cú thể thỏo lắp được. Thõn catốt được làm mỏt bằng nước tuần hoàn catốt được gắn vào thõn phải đảm bảo độđồng tõm, phải đảm bảo độ bền và tiếp xỳc ổn định. Tuổi thọ của cỏc miếng catốt gắn như vậy phụ
thuộc vào dũng cắt và số lần gõy hồ quang. Tuổi thọ trung bỡnh của ca tốt Zirconium là 4ữ5 giờ, ca tốt bằng hafnium là 5ữ6 giờ, và ca tố bằng von fram là 30ữ40giờ. Núi chung tuổi thọ của catốt phụ thuộc vào cường độ của dũng cắt, đường kớnh và chiều dày của catốt, lưu lượng và thành phần khớ tạo plasma, mức độ làm mỏt,vv..
3.1.1.2. Phương phỏp cơ bản của khởi động plasma: Cú cỏc phương phỏp riờng về việc ban đầu hoỏ hồ quang plasma. Hầu hết sử dụng phương phỏp sự
một cực điện tử , trong mỏ cắt lỳc này cú hồ quang với dũng bộ, khi dịch đầu plasma cỏch mặt vật cắt khoảng 10-11mm , điện ỏp kết nối tạm thời đó được ngắt hồ quang dũng bộ bị mất và hồ quang chớnh xuất hiện. Để việc cắt plasma được thực hiện cần duy trỡ mạch điện giữa cực điện tử (cực õm) và bàn kim loại (cực dương) 3.1.2. Bộ phận điều khiển: Bộ phận điều khiển CNC: Màn hỡnh màu Bàn phớm cụng nghiệp Điều khiển 2 trục X,Y Điều khiển trục Z Ổđĩa mềm 1,44 Mb Ổđĩa cứng Cỏc mode làm việc • Chếđộ tay (Manual) • Đồ hoạ (Test)
• Chạy chương trỡnh (program Run)
• Lập và sửa chương trỡnh (Program Editting and Creating)
3.1.3 Nguồn khớ Plasma:
3.1.3.1 Chai chứa khớ: Nguồn khớ cắt plasma thường dựng cỏc loại khớ: Khớ nộn tự nhiờn, khớ ụ-xy, hỗn hợp khớ Argon-Hyđrụ, Hỗn hợp khớ Nitơ -Hyđrụ tỷ lệ cỏc khớ được nộn vào chai theo tiờu chuẩn, khi cấp vào vào mỏ cắt phải qua hệ thống van giảm ỏp và van tiết lưu đểđiều chỉnh lưu lượng khớ.
Khớ nộn tự nhiờn cung cấp cho cắt plasma thường được cấp từ cỏc mỏy nộn khớ.
3.1.3.2. Mỏy nộn khớ: Mỏy nộn khớ ỏp lực cú nhiệm vụ hỳt khụng khớ vào từ
đầu (lọc ẩm hay lọc khụ) sẽ tỏch ra cỏc hạt cứng, bịu bặm hoặc muội than. tuỳ
theo dạng nộn mà ta chia thành hai nhúm mỏy nộn tuabin hay mỏy nộn pớttụng.
Cỏc mỏy nộn pớt tụng làm việc theo nguyờn tắc choỏn chỗ, nghĩa là một khối lượng khụng khớ xỏc định được hỳt vào buồng kớn, bị nộn lại và bị đẩy vào một bỡnh chứa.
Bộ nộn pớttụng kiểu hỳt - đẩy được sử dụng rỗng rại nhất. Loại cấu trỳc bộ
nộn một cấp được dựng để nộn ỏp suất đến 4bar và cung cấp lưu lượng đến 30m3/phỳt. Với những ỏp suất thường dựng trong cụng nghiệp đến 7bar và
được dựng phổ biến cho hệ thống điều khiển, người ta sử dụng cỏc bộ nộn pớttụng hỳt đẩy 2 cấp, cung cấp lưu lượng đến 50m3/phỳt.
Đối với cỏc loại ỏp suất thấp, khụng khớ cú ỏp suất khớ quyển được nộn lại trong một bộ nộn trung gian để đạt được khoảng căn bậc hai của ỏp suất nộn cuối cựng. Vớ dụ ỏp suất nộn cuối cựng là 8 bar (ỏp suất tuyệt đối) thỡ ỏp suất sau bộ nộn trung gian (cấp ỏp suất thấp) đạt khoảng 2,83 bar.
Việc làm mỏt trung gian cú thể thực hiện bằng cỏch thổi khụng khớ trong khớ quyển với lưu lượng đến 30m3/phỳt qua cỏc cỏnh làm mỏt của xilanh và của bộ làm mỏt trung gian.
Trong cỏc bộ nộn khớ làm nguội bằng nước, cỏc xilanh và bộ làm mỏt trung gian được bao phủ một màn nước. Do vậy khụng khớ nộn cấp một (trong vựng ỏp thấp) vừa bị làm núng sẽ trở về nhiệt độ cho phộp trước khi nú được hỳt vào để dẫn đến vựng nộn ỏp suất cao.
Bộ nộn bằng màng mỏng cũng thuộc vào loại mỏy nộn pittong hỳt-đẩy. thụng qua cỏc màng mỏng chịu ỏp lực được căng ra trong bộ nộn, luồng khớ nộn và cỏc cơ cấu truyền động khụng hề cú tiếp xỳc với nhau. Nhờ vậy mỏy nộn khớ dựng màng mỏng rất thớch hợp với mục đớch sản xuất khớ cao ỏp khụng nhiệm
bẩn vỡ dầu. Nú cú thể đạt ỏp suất làm việc khoảng 7 bar và lưu lượng cụng
ứng đến 0,7m3/phỳt.
Mỏy nộn khớ pittong quay (mỏy nộn pớt tụng cỏnh quạt và mỏy nộn trục vớt) làm việc khỏ ờm, được chế tạo theo kiểu nộn hai cấp, cú làm mỏt trung gian,
để cung cấp ỏp suất từ 7 bar trở lờn và cung ứng một lưu lượng đến 200m3/phỳt. Nếu dầu cần được phun vào buồng nộn trong khi nộn khớ ta cú thể dựng mỏy nộn pớttụng kiểu quay một cấp để đạt tới ỏp suất 10 bar. Dũng dầu phun cú tỏc dụng làm mỏt, bụi trơn và làm tăng thờm độ kớn khớt giữa rụ to và vỏ mỏy nộn.
Mỏy nộn kiểu dũng phun hay mỏy nộn tua bin hỳt khớ vào qua cỏc cỏnh tua bin quay hoặc cỏc cỏnh xoắn vớt và làm tăng gia tốc của dũng khớ. Trong bỡnh tớch chứa liền sau đú năng lượng chuyển động của dũng khớ biến đổi thành năng lượng ỏp suất. Người ta chia cỏc mỏy nộn kiểu này thành cỏc mỏy nộn turrbo hướng trục và hướng kớnh.
Như ngoại lệ, mỏy nộn tuabin cú thể cú cấu tạo đơn giản voỏi cỏc ống thổi hoặc quạt giú, nộn khớ nhiều cấp. Nú cú thể cung cấp ỏp suất tới 10 bar và đặc biệt thớch hợp với nhu cầu lưu lượng lớn(trờn 130m3/phỳt)
Cỏc mỏy nộn khớ thường được truyền động bởi cỏc động cơ đốt trong, tuy vậy cũng cú nhiều mỏy nhận truyền dẫn từ động cơ điện. Tuỳ theo dạng nối ghộp động cơ- mỏy nộn mà ta phõn biệt thành hệ truyền động trực tiếp hay hệ truyền động giỏn tiếp. Với cỏc mỏy nộn cú hệ truyền động trực tiếp, hiện thường dựng cụng suất truyền dẫn đến 7,5kw, khớp nối giữa trục động cơ và trục mỏy nộn thường dựng loại nối cứng hoặc loại cú thể dịch động. Khớp nối cứng được dựng trong hệ dẫn truyền bằng động cơ điện, Cũn khớp cú khả
năng dịch động được dựng với dẫn động bằng động cơ đốt trong (vớ dụ khớp nối dựng lực ly tõm). Trong cỏc mỏy nộn cú cụng suất cao hơn và cú số vũng quay khỏc nhau giữa trục động cơ và trục mỏy nộn, người ta phải dựng hệ
truyền động giỏn tiếp. Trục động cơ và trục mỏy nộn liờn hệ với nhau qua bộ
truyền đai phẳng, đai thang hoặc bộ truyền bỏnh răng.
3.1.4. Cơ cấu phỏt động:
Thường sử dụng động cơ dũng một chiều hoặc xoay chiều, động cơ cổ
gúp điện tử.
- Động cơ dũng một chiều: Cú thểđộng cơ vụ cấp tốc độ bằng dũng kớch từ, cú đặc tớnh động học tốt cho cỏc quỏ trỡnh gia tốc và quỏ trỡnh phanh hóm mụ men giới hạn nhờ độ chớnh xỏc điều chỉnh cao cho những đoạn đường dịch chuyển chớnh xỏc.
- Động cơ xoay chiều: Điều chỉnh vụ cấp tốc độ bằng bộ biến đổi tần số - làm thay đổi cỏc vũng quay đơn giản, mụ men truyền tải cao khi thay đổi lực tỏc dụng số vũng quay vẫn khụng thay đổi.
- Động cơ cổ gúp điện tử: Cú 4 loại được xếp vào nhúm động cơ cổ gúp điện tử.
+ Động cơ bước: Cấu tạo tương đối giống động cơ đồng bộ xoay chiều cú 3 loại.
• Động cơ rụ to bằng nam chõm vĩnh cửu.
• Động cơ rụ to từ trường cưỡng bức.
• Động cơ tổ hợp.
+ Động cơ thời gian: Động cơ này cú mạch điều khiển bờn trong đảm bảo cho nú luụn chạy với vận tốc khụng đổi (bản thõn động cơđó cú hệ servụ tốc độ). + Động cơ cú bộ nắn dũng bỏn dẫn SCR: Đõy là động cơ một chiều nhưng lại dựng nguồn cấp xoay chiều.
+ Động cơ servụ điều chỉnh khụng chổi than: Động cơ này giống động cơ
SCR ở chỗ cũng dựng nguồn xoay chiều được nắn dũng thành một chiều và thay đổi mức năng lượng theo tớn hiệu điều khiển, động cơ servụ cú thể cú tỷ
số mụ men kộo và quỏn tớnh cao- làm cho nú cú khả năng tốc nhanh. Mỏy cắt plasma kỹ thuật số dựng động cơ servụ điều chỉnh khụng chổi than.
3.1.5. bộ truyền dẫn:
Vỡ hành trỡnh cắt của mỏy khỏ dài kớch thước bàn mỏy 3m ì 1,5m nờn khoảng cỏch giữu hai trục tương đối xa nhau để đảm bảo truyền động ờm, khụng bị trượt đai mỏy cắt plasma CNC sử dụng bộ truyền bỏnh răng đai truyền động từ động cơ servụ đến trục truyền động cho mỏ cắt chuyển động theo trục X, Y
3.1.6. bộ phận làm mỏt:
Mỏy cắt plasma luụn hoạt động ở chếđộđược làm mỏt tại cỏc khõu cục bộđặc biệt là ở đầu cắt, cực điện, ống phun. Hệ thống làm mỏt luụn luụn phải
đảm bảo làm nguội tốt, cú thể làm mỏt bằng khớ hoặc cú thể làm mỏt bằng nước thụng thường mỏy cắt plasma bằng tay được làm mỏt bằng khớ, cắt tự động làm mỏt băbgf nước. hệ thống làm mỏt được tuần hoàn theo chu kỳ nước làm mỏt cú thể dựng nước cất hoặc nước được khử khoỏng
3.1.7. Khung mỏy:
Được thiết kếđảm bảo độ cứng vững khi thiết bị cắt làm việc trạng thỏi cao nhất. Đảm bảo sự di chuyển linh hoạt của hệ thống đầu cắt với độ tăng giảm tốc độ trong phạm vi cho phộp của bộđiều khiển. đảm bảo thuận lợi cho việc lắp đặt hệ thống truyền dẫn, hệ thống cấp khớ plasma. Đảm bảo tiện dụng cho cụng việc cấp và thỏo phụi
Thùng chứa phế liệu Bàn máy
Bảng điều khiển bằng tay Đầu cắt
Hệ thống đo chiều cao cắt ống dẫn khí
Động cơ servo truyền động trục x
Hỡnh 3.3 Sơđồ mỏy cắt plasma nhỡn theo chiều chuyển động theo trục X
Hỡnh 3.4 Sơđồ mỏy cắt Pla sma nhỡn theo chiều chuyển động trục Y Động cơ servo truyền động trục Z
Động cơ servo truyền động trục y Mặt bàn máy