LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY ÉP NHỰA 250 TẤN ĐH BÁCH KHOA
NHIỆM VỤ LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP
Khoa : CƠ KHÍ
Bộ môn: THIẾT KẾ MÁY
Họ và tên : NGUYỄN TUẤN HUY MSSV : 20800798
Ngành : KĨ THUẬT CHẾ TẠO Lớp : CK08TKM
- Đầu đề luận án:
THIẾT KẾ MÁY ÉP NHỰA 250 TẤN
- Các số liệu ban đầu :
- Thể tích phun : 500 cm3
- Lực kẹp khuôn: 250 Tấn
- Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
- Tổng quan về máy ép nhựa
- Phân tích và chọn phương án thiết kế cho máy.
- Tính toán – thiết kế các bộ phận truyền động và hệ thống thủy lực trong máy.
- Vận hành và bảo dưỡng hệ thống máy ép.
- Các bản vẽ:
- Bản vẽ kết cấu chung của máy ép nhựa.
- Bản vẽ các phương án cụm kẹp khuôn.
- Bản vẽ sơ đồ nguyên lý máy ép.
- Bản vẽ sơ đồ mạch thủy lực trong máy.
- Bản vẽ sơ đồ điện điển hình điều khiển máy.
MỤCLỤC
LỜI NÓI ĐẦU ......................................................................................................1
MỤC LỤC............................................................................................................. 3
Chương 1. TỔNG QUAN MÁY ÉP NHỰA ...................................................... 5
1.1. Thực trạng và xu hướng sử dụng máy ép phun hiện nay:......................... 5
1.2. Giới thiệu công nghệ ép phun: ................................................................ 7
1.2.1. Công nghệ ép phun:.......................................................................... 7
1.2.2. Nhu cầu thực tế và hiệu quả kinh tế của công nghệ ép phun: ............ 7
1.2.3. Khả năng công nghệ: ........................................................................ 7
1.2.4. Phân loại máy ép phun: .................................................................... 8
1.3. Các bộ phận cơ bản của máy: .................................................................. 8
1.3.1. Hệ thống hỗ trợ ép phun: .................................................................. 8
1.3.2. Hệ thống phun:................................................................................. 9
1.3.3. Hệ thống kẹp: ................................................................................. 13
1.3.4. Hệ thống khuôn: ............................................................................. 15
1.3.5. Hệ thống điều khiển: ...................................................................... 16
Chương 2. PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ...................... 18
2.1. Khả năng ứng dụng máy ép phun tại các công ty ở Việt Nam: .............. 18
2.2. Chọn động cơ điện và bơm thủy lực cho hệ thống máy ép: ................... 18
2.2.1. Chọn động cơ điện: ........................................................................ 18
2.2.2. Chọn bơm thủy lực: ........................................................................ 19
2.3. Chọn động cơ tạo chuyển động quay cho trục vis:................................. 21
2.4. Phân tích ưu nhược điểm các phương án thiết kế: ................................. 21
2.4.1. Phương án 1: .................................................................................. 21
2.4.2. Phương án 2: .................................................................................. 23
2.4.3. Phương án 3: .................................................................................. 24
2.4.4. Phương án 4: .................................................................................. 26
2.5. Chọn phương án thiết kế và nguyên lí hoạt động của phương án: .......... 27
Chương 3. TÍNH TOÁN - THIẾT KẾ MÁY ÉP NHỰA 250 TẤN .................. 30
3.1. Các thông số cơ bản của máy: ............................................................... 30
3.2. Tính toán hệ thống phun: ...................................................................... 32
3.2.1. Tính toán chọn bơm và động cơ điện cho máy:............................... 32
3.2.2. Tính toán chon động cơ dầu làm quay trục vis:............................... 39
3.2.3. Tính toán cho bộ phận cấp nhiệt: .................................................... 42
3.2.4. Tính toán xylanh đẩy đài phun và bề dày xylanh bơm nhựa:........... 45
3.3. Tính toán hệ thống kẹp:......................................................................... 47
3.3.1. Hệ thống cơ học cụm kẹp: .............................................................. 47
3.3.2. Hệ thống thủy lực cụm kẹp:............................................................ 58
3.4. Các bộ phận phụ trong máy ép nhựa: .................................................... 60
3.4.1. Bộ phận tiếp liệu: ........................................................................... 60
3.4.2. Bộ phận điều chỉnh độ dày khuôn:.................................................. 61
3.4.3. Cánh tay robot lấy sản phẩm: ......................................................... 62
3.4.4. Thanh dẫn trượt:............................................................................. 63
3.5. Kiểm nghiệm độ bền uốn cho các tấm kềm: .......................................... 63
Chương 4. VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG ............................... 67
4.1. Hướng dẫn sử dụng bảng điều khiển vận hành máy ép phun: ................ 67
4.2. Yêu cầu trong việc vận hành hệ thống:.................................................. 69
4.2.1. Yêu cầu về lắp ráp:......................................................................... 69
4.2.2. Qui trình khởi động ban đầu: .......................................................... 71
4.3. Bảo dưỡng hệ thống: ............................................................................. 72
PHỤ LỤC............................................................................................................ 75
KẾT LUẬN ......................................................................................................... 78
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 79
Chương 1.TỔNG QUAN MÁY ÉP NHỰA
1.1. Thực trạng và xu hướng sử dụng máy ép phun hiện nay:
Trên thế giới hiện nay có nhiều công ty chế tạo máy ép phun phục vụ cho ngành công nghiệp ép các sản phẩm về nhựa như các đồ gia dụng, các loại chai lọ mỹ phẩm, chai lọ y tế, chai lọ thực phẩm…Tuy nhiên tính đa dạng trong khâu thiết kế các máy này chưa có, vì lý do nhu cầu sử dụng các mặt hàng này không nhiều. Nên đa số các công ty chuyên sản xuất máy ép luôn sản xuất theo đơn đặt hàng của đối tác. Điều này đã dẫn đến thực trạng nước ta chưa có công ty nào thiết kế và chế tạo ra máy ép hoàn chỉnh. Do kinh nghiệm cũng như công nghệ là chưa đủ, mà các công ty chủ yếu là phân phối lại sản phẩm của các công ty nước ngoài hoặc nhận đơn đặt hàng tại Việt Nam rồi đưa về công ty chính để chế tạo.
Qua tìm hiểu các công ty chuyên sản xuất và chế tạo máy ép phun chủ yếu tập trung ở những nước có nền công nghiệp phát triển mạnh như Mỹ có công ty Denison, tại Ấn Độ có công ty Velan, công ty Chuan Lih Fa của Đài Loan, công ty YUKEN của Đài Loan chuyên cung cấp các loại van và bơm thủy lực khí nén, công ty Krauss Maffei của Đức. Tại Việt Nam có công ty cổ phần Công Nghệ Quỳnh, công ty T.A.T tại TP HCM, công ty Long Quân tại Hà Nội là các công ty chuyên về phân phối, lắp đặt, thiết kế, tư vấn hệ thống thủy lực khí nén hàng đầu tại Việt Nam.
Dưới đây là một số loại máy ép phun đang được sử dụng phục vụ cho ngành nhựa tại Việt Nam.
1.2. Giới thiệu công nghệ ép phun:
1.2.1. Công nghệ ép phun:
Một cách đơn giản nhất, công nghệ ép phun là quá trình phun nhựa nóng chảy điền đầy lòng khuôn. Một khi nhựa được làm nguội và đông cứng lại trong lòng khuôn thì khuôn được mở ra và sản phẩm được đẩy ra khỏi khuôn nhờ hệ thống đẩy. Trong quá trình này không có bất kỳ một phản ứng hóa học nào.
1.2.2. Nhu cầu thực tế và hiệu quả kinh tế của công nghệ ép phun:
Bằng cách quan sát thông thường nhất, chúng ta có thể thấy có rất nhiều sản phẩm nhựa xung quanh chúng ta. Từ các sản phẩm đơn giản là dụng cụ học tập như: thước, bút, compa hay đồ chơi trẻ em…cho đến những sản phẩm phức tạp như: bàn, ghế, vỏ tivi hay các chi tiết dùng trong ôtô và xe máy…đều được làm bằng nhựa. Hầu hết các sản phẩm này có hình dáng và màu sắc rất phong phú và chúng đã góp phần làm cho cuộc sống của chúng ta trở nên đẹp và tiện nghi hơn. Điều này đồng nghĩa với việc sản phẩm nhựa mà phần lớn được tạo ra bằng công nghệ ép phun đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống chúng ta. Với các tính chất như: độ dẻo dai, nhẹ, có thể tái chế, không có những phản ứng hóa học với không khí trong điều kiện bình thường….Vật liệu nhựa đã thay thế các loại vật liệu khác như: sắt, nhôm, gang, đồng thau…đang ngày càng cạn kiệt trong tự nhiên. Do đó ta có thể nói rằng nhu cầu sử dụng vật liệu nhựa trong tương lai sẽ còn rất lớn. Điều này đưa đến hiệu quả là giá thành khuôn sẽ không sẽ không được cho là quá đắt bởi lợi nhuận mà nó mang lại là rất lớn vì từ một khuôn ép phun ta có thể cho ra hàng chục thậm chí hàng trăm ngàn sản phẩm nhờ máy ép nhựa.
Tóm lại, nhu cầu về sản phẩm nhựa của con người là mãi mãi cho đến khi nào người ta có thể tìm được vật liệu khác có những đặc tính tương tự và tốt hơn có thể thay thế cho nhựa. Tuy nhiên, song song với nhu cầu ấy, điều chúng ta cần quan tâm thêm nữa là phải sử dụng nhựa một cách hợp lý nhất để tránh những hệ lụy không tốt cho môi trường.
1.2.3. Khả năng công nghệ:
+ Tạo ra những sản phẩm có hình dáng phức tạp tùy ý.
+ Trên cùng một sản phẩm hình dáng giữa mặt trong và mặt ngoài có thể khác nhau (đây là một thế mạnh so với các công nghệ sản xuất nhựa khác).
+ Khả năng tự động hóa và chi tiết có tính lặp lại cao.
+ Sản phẩm sau khi ép phun có màu sắc rất phong phú và độ nhẵn bóng bề mặt cao nên không cần gia công lại.
+ Phù hợp cho sản xuất hàng khối và đơn chiếc (trong trường hợp đặc biệt).
1.2.4. Phân loại máy ép phun:
a. Phân loại máy ép phun theo kết cấu:
- Theo lực đóng khuôn: 50 ÷ 10000 tấn.
- Theo khả năng một lần phun tối đa.
- Theo kiểu cơ cấu cấu tạo phun.
- Theo kiểu trục vít.
- Theo kiểu bố trí bộ phận phun.
- Phân loại máy ép phun theo quá trình phát triển:
- Máy ép phun piston.
- Máy ép phun có trục dẻo hóa sơ bộ.
- Máy ép phun trục vis
1.3. Các bộ phận cơ bản của máy:
Máy ép phun gồm các bộ phận cơ bản sau đây :
Hệ thống hỗ trợ phun ép phun.
Hệ thống phun.
Hệ thống kẹp.
Hệ thống khuôn.
Hệ thống điều khiển.
1.3.1. 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)
