CHƯƠNG 1 YÊU CẦU CÔNG NGHỆ 1. Sơ đồ công nghệ Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ máy phun ép nhựa thủy lực 1.1 Cấu tạo Máy ép nhựa mini là một lựa chọn đơn giản, tiết kiệm, tối ưu nhu cầu sử dụng, năng suất thích hợp. Đây là loại máy không thể thiếu cho việc thiết kế, chế tạo các dụng cụ bằng nhựa. Vì vậy chúng em đưa ra đưa ra bài toán và giải pháp để có khắc phục những yếu tố trên.1 chúng ta có thể thấy cấu tạo bao gồm: 1- Hệ thống điều khiển 2- Xy lanh 1A 3- Khuôn 4- Nút nhấn 5- Xy lanh 2A 7- Động cơ 8- Vòng gia nhiệt 9- Cảm biến nhiệt độ 10- Van điều khiển 11- Buồng nhiệt Các bộ phận: - Máy phun ép nhựa mini đầu tiên giống như các thiết bị khác có thể được chia thành một loạt các thao tác.
- Mỗi phân chia đã được thực hiện bằng cách coi nó như một tập hợp các thành phần trong đó thực hiện một hoạt động cụ thể trong toàn bộ quá trình được thực hiện tại thiết bị. Hệ thống hỗ trợ ép phun: Là hệ thống giúp vận hành ép phun, hệ thống này bao gồm: - Thân máy (Frame) - Hệ thống điện (Electrical system) - Hệ thống thuỷ lực (Hydraulic system) - Hệ thống làm nguội (Cooling system) Hình 1.2 Hệ thống hỗ trợ ép phun Thân máy: Liên kết các hệ thống trên máy lại với nhau. -Hệ thống thủy lực: Cung cấp lực để đóng, mở khuôn, tạo ra và duy trì lực kẹp làm cho trục vít quay, chuyển động tới lui. Tạo lực cho chốt đẩy và sự trượt cho lõi mặt bên.
Hệ thống này bao gồm bơm, valve, motor, hệ thống ống, thùng chứa nhiên liệu…. -Hệ thống điện: Cấp nguồn cho motor điện và hệ thống điều khiển cho khoang chứa vật liệu nhờ các băng gia nhiệt, đảm bảo sự an toàn điện cho người vận hành máy bằng các công tắc. Hệ thống này gồm tủ điện và hệ thống dây dẫn. - Hệ thống làm nguội: Cung cấp nước hay dung dịch ethyleneglycol….
Để làm nguội khuôn, dầu thủy lực và ngăn không cho nhựa thô ở cuống phễu bị nóng chảy thì phần nhựa thô phía trên khó chạy vào khoang chứa liệu. Nhiệt trao đổi cho dầu thủy lực vào khoảng 90-120 độ F. Bộ điều khiển nhiệt nước cung cấp 1 lượng nhiệt, áp suất, dòng chảy thích hợp để làm nhựa nóng trong khuôn. Hệ thống phun Hệ thống phun: Hệ thống phun làm nhiệm vụ đưa nhựa vào khuôn thông qua hệ thống cấp nhựa, nén, khử khí, gia nhiệt làm chảy dẻo nhựa trong xilanh, tạo lực ép dòng nhựa nóng chảy vào trong khuôn.
Di chuyển được,có đủ áp lực áp chặt vào khuôn để không xì đầu lò. Phun nhựa lỏng và định hình sản phẩm. Hệ thống này gồm các bộ phận: - Phễu cấp liệu (Hopper). - Khoang chứa liệu (Barrel) - Các băng gia nhiệt (Heater band) - Trục vít (Screw).
- Van một chiều (Non-return-assembly).3: Hệ thống phun Các bộ phận chi tiết của hệ thống phun: a. Phễu cấp liệu (Hopper): Chứa vật liệu dạng viên để cấp cho khoang trộn. Khoang chứa liệu (Barrel): Là ống bao quanh trục vis, xung quanh được bao bởi các băng điện trở (Heater band) chia thành các vùng điều khiển riêng tương ứng với các vùng trên trục vis. Chứa nhựa và để vít trộn chuyển động qua lại bên trong nó.
Khoang trộn được gia nhiệt nhờ các băng cấp nhiệt. Nhiệt độ xung quanh khoang chứa liệu. Nhiệt độ xung quanh khoang chứa liệu cung cấp từ 20% đến 30% nhiệt độ cần thiết để làm chảy lỏng vật liệu nhựa. Các băng gia nhiệt (heater band): Giúp duy trì nhiệt độ khoang chứa liệu để nhựa bên trong luôn ở trạng thái dẻo.
Trục vít (screw): Có chức năng nén, làm chảy dẻo và tạo áp lực để đẩy nhựa chảy dẻo vào lòng khuôn + Nằm trong nòng. + Là bộ phận nạp liệu, hóa dẻo và đẩy nguyên vật liệu trong nòng vào khuôn. + Có khả năng trộn nóng chảy tốt, tự làm sạch nhanh. + Có nhiều loại thiết kế khác nhau tùy vào loại nguyên liệu.
Trục vít có cấu tạo gồm 3 vùng: Vùng cấp liệu, vùng nén, và vùng định lượng. + Có chiều dài / đường kính = 12÷20 (LS= 20 D). + Có đường kính và bước ren không đổi suốt chiều dài. + Tỷ số nén từ hF/ hM = 2,2; 2,5(tỉ số nén càng cao thợ gia công càng dễ).
+ Trên trục vis được chia làm 3 vùng phân biệt Hình 1. Cấu tạo trục vít Vùng cấp liệu (feed zone): Vùng gần phễu cấp liệu nhất, chiếm khoảng 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 khối và chuyển vật liệu qua vùng nén. Chiều sâu của các cánh vít ở vùng này là lớn nhất và hầu như không đổi. - Vùng nén ép (transition zone): 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 chiều sâu các cách vít thay đổi nhỏ dần từ vùng cấp liệu đến cuối vùng định lượng. Chính nhờ cấu tạo đặc biệt này mà các cách 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 zone): 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 đồng 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. Để đánh giá được khả năng làm chảy dẻo vật liệu của trục vít 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. Bộ tự hồi hay van một chiều (Non-return-assembly): Bộ phận này gồm có vòng chắn hình côn đầu trục vít nó có chức năng tạo ra dòng nhựa bắn vào khuôn.
Hệ thống kẹp: Hệ thống kẹp có chức năng đóng mở khuôn, tạo lực kẹp giữ khuôn trong quá trình làm nguội và đẩy sản phẩm thoát khỏi khuôn khi kết thúc một chu kì ép phun. Hệ thống này gồm: + Cụm đẩy của máy (Machine ejectors). + Tấm di động (Movable platen) + Tấm cố định (Station platen). + Trục dẫn hướng (Tie bars).5 Hệ thống kẹp Hình 1.6 Xy lanh ép từ phải qua trái Đối tượng bị tác động (Nhựa) - Loại nhựa: Nhựa hạt - Nhựa hạt: là loại được sử dụng phổ biến trong quá trình sản xuất hàng loạt và hàng khối, đa dạng về hình dạng, phong phú về chủng loại và kích thước.
-Chất liệu: Nhựa (PP,PE,ABS.) - Đặc tính: Nhẹ, bền.2 Nguyên lý Nguyên lý hoạt động : Nhấn nút ON để khởi động hệ thống, thanh gia nhiệt hoạt động. Khi nhiệt độ <= 240 độ thì mới ấn được nút Start đế cho xy lanh đi xuống. Khi xy lanh đi 1A đi ra 1S2 có tín hiệu, xy lanh 2a đi ra 2s1, motor quay trong 50s. Sau đó xy lanh 2A đi về, tiếp theo xy lanh 1A đi về kết thúc 1 chu trình.
Ấn nút STOP xy lanh quay trở vị trí ban đầu và thanh gia nhiệt tắt 1.2 Đặc tính kỹ thuật 1.1 Kết cấu chung Với mục tiêu là mô hình đồ án phục vụ trong quá trình học tập nên không thể đáp ứng đầy đủ các yêu cầu trong thực tế cũng như các điều kiện phức tạp khác. Tuy nhiên mô hình thiết kế phải đảm bảo một số yêu cầu kỹ thuật sau: -Mô hình cơ bản phải phù hợp với nguyên lý trong thực tế của thiết bị đề tài nghiên cứu. -Lắp ráp, đấu nối và vận hành điều khiển dễ dàng. -Sử dụng các vật tư, thiết bị, linh kiện thông dụng để dễ dàng thay thế hoặc sửa chữa.
-Đảm bảo tính thẩm mỹ và gọn gàng. Các cơ cầu chuyển động, kết nối phải đảm bảo chắc chắn. Nút nhấn - Khái quát và công dụng + Là 1 khí cụ dùng để đóng ngắt từ xa các thiết bị điện. + Thường đặt trên bảng điều khiển, ở tủ điện, trên hộp nút nhấn.
+ Khi thao tác cần dứt khoát để mở hoặc đóng mạch điện - Cấu tạo: +) Nút nhấn gồm hệ thống lò xo, hệ thống các tiếp điểm thường hở, đóng và vỏ bảo vệ +) Khi tác động vào nút nhấn, các tiếp điểm chuyển trạng thái, khi không có tác động, các tiếp điểm trở về trạng thái ban đầu - Phân loại: +) Theo chức năng trạng thái hoạt đỗng của nút nhấn: nút nhấn đơn, nút nhấn kép +) Theo hình dạng: loại hở, bảo vệ, loại bảo vệ chống nước và chống bụi, loại bảo vệ khỏi nổ +) Theo yêu cầu điều khiển: 1 nút, 2 nút, 3 nút +) Theo kết cấu bên trong: có và không có đèn báo b. Van điều khiển Hình 1.8 Van thủy lực +) Van điện từ thủy lực (van đảo chiều thủy lực) là dòng van điều khiển hướng và phân chia dòng dầu thành nhiều hướng khác nhau +) Chức năng chính của van điện từ là mở, đóng và phân chia điều khiển hướng dầu +) Ứng dụng trong hệ thống sản suất tự động, trong công nghiệp… c. Xy lanh +) Xy lanh thủy lực (hay ben thủy lực) là thiết bị cơ được vận hành bằng dầu. Cụ thể, xy lanh thủy lực hoạt động bằng cách chuyển hóa năng lượng của dòng dầu thành động năng, khiến pít tông của xy lanh chuyển động theo hướng mong muốn, qua đó truyền động đến thiết bị.
Khi đưa dầu vào xy lanh và lượng dàu được đưa vào tăng dần lên, theo đó sẽ chiếm không gian trong xy lanh và khiến pít tông dịch chuyển, truyền động điều khiển thiết bị bên ngoài. +) Chức năng chính của xy lanh thủy lực Tùy thuộc vào thiết kế của hệ thống, bơm thủy lực có thể hoạt động theo nhiều cách. Các ví dụ bao gồm khả năng thực hiện nhiều đợt mà không cần sự can thiệp trung gian, để thực hiện đầy đủ với các điểm dừng trung gian, được điều chỉnh để kiểm soát lượng mở rộng hoặc rút lại của cần xi lanh thủy lực khi hoạt động.2 Các điều kiện vận hành Thành phần các trình điều khiển xy lanh: - Ép khuôn từ tría qua phải Thiết bị truyển động: xy lanh 1A -Xy lanh đẩy tác động kép hành trình 250mm. -Điều khiển xy lanh bằng van điện từ 4/2.
- Ép khuôn từ phải qua trái Thiết bị truyển động: xy lanh 2A -Xy lanh tác động kép hành trình 100mm. -Điều khiển xy lanh bằng van điện từ 4/2.