Đang tải... (xem toàn văn)
HỆ THỐNG THỦY LỰC CỦA MÁY ÉP PHUN NHỰA I. Giới thiệu chung về máy nhựa1. Nguyên tắc làm việc của máy ép phun. Nguyên tắc làm việc của máy ép phun: là phun nhựa nóng chảy dưới một áp lực lớn vào bộ phận định hình (khuôn) đảm bảo nhựa nóng được điền đầy và được làm mát để tạo hình sản phẩm. Ép phun là một quá trình tuần hoàn, với mỗi chu kỳ bao gồm: định lượng nhựa nóng chảy phun áp lực điền đầy làm mát chế độ lấy. Loại bỏ các nhựa thừa và sau đó lại chế độ khép kín, chu kỳ tiếp theo. 2.Cấu trúc của máy ép phun.Máy ép phun được phun theo 2 cách của piston và trục vít máy ép phun. Theo phương thức truyền dẫn máy có thể được chia làm nhiều loại: điện, thủy lực, cơ khíthủy lực (kết hợp). Theo cơ chế vận hành được chia làm tự động và bán tự động.
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO - - Tiểu luận Q TRÌNH HĨA GIÀ CỦA HƠP KIM Al-Cu GVHD: PHẠM THỊ HỒNG NGA LỚP: 13145CL1 Tp.Hồ Chí Minh, ngày 13 tháng 11 năm 2014 Hợp kim AlCu4 nhiệt luyện hóa bền Để xét nhiệt luyện hóa bền hệ Al - Cu nói riêng hệ hợp kim nhơm khác nói chung, xét chế hóa bền nhiệt luyện hợp kim Al chứa 4%Cu Bảng 6.1 Thành phần hóa học (%) tính hợp kim nhôm theo AA Từ giản đồ pha Al - Cu (hình 6.4) thấy Cu hòa tan đáng kể Al nhiệt độ cao (cực đại 5,65% 548oC), song lại giảm mạnh hạ nhiệt độ (còn 0,5% nhiệt độ thường) Khi vượt giới hạn hòa tan lượng Cu thừa tiết dạng CuAl2II (trong II để pha tiết từ trạng thái rắn Fe3CII thép sau tích) Như hợp kim AlCu4: - Lúc đầu nhiệt độ thường trạng thái cân (ủ) có tổ chức gồm dung dịch rắn α - Al (0,5%Cu) lượng (khoảng 7%) pha CuAl2II, có độ cứng độ bền thấp (σb = 200MPa) - Khi nung nóng lên đường giới hạn hòa tan (520oC), phần tử CuAl2II hòa tan hết vào α có tổ chức pha α Al(4%Cu) làm nguội nhanh (tôi) CuAl2II không kịp tiết ra, tổ chức α giàu Cu cố định lại nhiệt độ thường Hình 6.4 Góc Al giản đồ pha Al - Cu (CuAl2 ký hiệu θ) - Như sau tơi, nhiệt độ thường hợp kim có tổ chức khác hẳn lúc đầu, dung dịch rắn bão hòa (với giới hạn hòa tan 0,5%Cu 4%Cu q bão hòa) với độ bền tăng lên đôi chút (do mạng bị xô lệch định), σb = 250 - 300MPa dẻo (có thể sửa, nắn được) Song lại thấy tượng đặc biệt khác thép: sau tôi, theo thời gian độ bền, độ cứng tăng lên dần đạt đến giá trị cực đại sau - ngày, σb = 400MPa tức tăng gấp đôi so với trạng thái ủ (hình 6.5) Q trình nhiệt luyện hóa bền gọi tơi + hóa già tự nhiên (để lâu nhiệt độ thường) Cơ chế hóa bền tơi + hóa già Cơ chế giải thích hóa bền hợp kim nhơm tơi + hóa già Gunier Preston đưa cách độc lập từ đầu kỷ 20 sau chứng minh phân tích tia X Có thể giải thích hóa bền sau Dung dịch rắn bão hòa tạo thành sau tơi khơng ổn định, ln có khuynh hướng trở trạng thái cân bằng, cách tiết Cu tập trung lại dạng CuAl2 Sự trở trạng thái cân xảy chậm nhiệt độ thường nhanh nhiệt độ cao với giai đoạn sau - Giai đoạn I Khi lượng Cu tập trung 4% số vùng gọi vùng G.P có kích thước bé (hình đĩa bán kính khoảng 5nm) với xơ lệch mạng cao nên có độ cứng cao, nhờ nâng cao độ bền, độ cứng - Giai đoạn II Các nguyên tử Cu vùng G.P tiếp tục tập trung đạt đến mức 1Cu - 2Al vùng G.P to lên tạo nên pha V" (kích thước 10nm, khoảng cách pha 20nm) V' (với kích thước lớn hơn) Độ bền đạt giá trị cao ứng với tạo nên pha V", tạo nên pha V' độ bền bắt đầu giảm nhiệt độ thường trình kết thúc tạo thành pha V" đạt độ bền cực đại sau - ngày trì trạng thái mãi (xem đường hóa già tự nhiên - 20oC - hình 6.5) - Giai đoạn III nhiệt độ cao hơn, 50 - 100oC hay hơn, pha V' chuyển biến thành V với cấu trúc với CuAl2 giản đồ pha Do trạng thái cân pha V có kích thước lớn nên độ bền giảm nhanh đến mức thấp (xem đường hóa già nhân tạo - 100, 200oC hình 6.5) Có thể coi V’’ V’ tiền pha V - CuAl2 Qua thấy rõ: + Pha CuAl2 có vai trò lớn hóa bền hợp kim nhơm: hòa tan vào dung dịch rắn nung nóng, tạo nên dung dịch rắn bão hòa làm nguội chuẩn bị tiết lại dạng phân tán hóa già Khơng có hợp kim khơng thể hóa bền được, nên người ta gọi pha hóa bền Hình 6.5 Sự thay đổi giới hạn bền theo thời gian (hóa già) sau tơi hợp kim AlCu4 + Nhiệt luyện hóa bền cách tơi sau là: • Hóa già tự nhiên: bảo quản nhiệt độ thường - ngày, muốn nhanh • Hóa già nhân tạo: nung nóng 100 - 200oC thời gian thích hợp (chừng vài chục h tùy theo nhiệt độ cụ thể) để đạt đến độ bền cao tạo nên tiền pha θ (nhưng kéo dài quy định độ bền giảm không đạt giá trị cực đại tạo nên pha θ) Họ AA 2xxx (đura) Họ thuộc hệ Al - Cu - Mg Về chúng hợp kim với 4%Cu (2,6 đến 6,3%) 0,5 - 1,5%Mg có tên đura (từ tiếng Pháp duraluminium - nhôm bền, cứng) Cu đặc biệt Mg (cùng với Cu) nguyên tố có tác dụng nâng cao hiệu nhiệt luyện tơi + hóa già chúng tạo nên pha hóa bền, ngồi CuAl2 có CuMg5Al5, CuMgAl2 có tác dụng mạnh Tuy nhiên thành phần đura phải kể sáu nguyên tố (them Fe, Si Mn), đó: Fe Si hai tạp chất thường có (các hợp chất chứa Fe đồng thời Fe, Si khơng hòa tan vào Al nung nóng nên khơng có tác dụng hóa bền, lại làm giảm lượng pha hóa bền, nên có hại), Mn đưa vào với lượng nhỏ để làm tăng tính chống ăn mòn Các mác AA 2014 AA 2024 dùng nhiều kết cấu máy bay, dầm khung chịu lực xe tải, sườn tàu biển, dụng cụ thể thao Hai đặc điểm bật đura là: - Độ bền cao (σb = 450 - 480MPa), khối lượng riêng nhỏ (γ ≈ 2,7g/cm3) nên có độ bền riêng (được xác định tỷ số σb / γ với thứ nguyên chiều dài) cao, tới 15 - 16 (km), CT51 6,0 - 6,5, gang: 1,5 - 6,0 - Tính chống ăn mòn có nhiều pha với điện điện cực khác nhau, người ta hoàn toàn khắc phục cách phủ lớp nhôm nguyên chất mỏng (~4% chiều dày tấm) lên bề mặt cán nóng, nên có tính chống ăn mòn khơng khác nhơm Chính nhờ độ bền riêng cao tính chống ăn mòn tốt khí quyển, bán thành phẩm cán đura dùng rộng rãi vận tải, đặc biệt hàng không HỆ THỐNG THỦY LỰC CỦA MÁY ÉP PHUN NHỰA I Giới thiệu chung máy nhựa Nguyên tắc làm việc máy ép phun -Nguyên tắc làm việc máy ép phun: phun nhựa nóng chảy áp lực lớn vào phận định hình (khn) đảm bảo nhựa nóng điền đầy làm mát để tạo hình sản phẩm -Ép phun trình tuần hồn, với chu kỳ bao gồm: định lượng - nhựa nóng chảy - phun áp lực điền đầy - làm mát - chế độ lấy Loại bỏ nhựa thừa sau lại chế độ khép kín, chu kỳ 2.Cấu trúc máy ép phun Máy ép phun phun theo cách piston trục vít máy ép phun Theo phương thức truyền dẫn máy chia làm nhiều loại: điện, thủy lực, khí-thủy lực (kết hợp) Theo chế vận hành chia làm tự động bán tự động a Máy ép ngang Đây loại máy phổ biến Một phần máy, phận khuôn phận vòi phun nằm trục trung tâm khuôn mở theo hướng nằm ngang Đặc điểm: kích thước máy ngắn gọn, dễ vận hành bảo trì, trọng tâm máy thấp, cài đặt máy ổn định, sản phẩm sau hoàn thành dễ dàng lấy nhờ trọng lượng sản phẩm dễ dàng thực hoạt động tự động hồn toàn Hiện đa số máy ép phun sử dụng loại máy b Máy ép dọc (ép đứng) Một phần máy, phận khuôn phận vòi phun nằm trục trung tâm theo chiều dọc khuôn mở theo hướng thẳng đứng Đặc điểm : Bệ máy nhỏ, dễ dàng để đặt chèn, thuận tiện việc tháo lắp khuôn, vật liệu từ phếu vào sản phẩm nhựa đồng Sản phẩm lấy không dễ dàng phải thực tay khó thực hoạt động tự động Với máy ép phun đứng sử dụng cho máy ép phun nhỏ thường 60 gram sản phẩm, với máy lớn kích thước trung bình khơng nên sử dụng c Máy ép phun nghiêng Bộ phận khuôn phận vòi phun khơng nằm trục trung tâm mà tạo thành góc lệch tâm Hướng phun giao diện nằm bề mặt khuôn Đặc điểm: Phù hợp cho trung tâm gia công sản phẩm có bề mặt phẳng khơng để lại dấu vết bề mặt phẳng sản phẩm Máy ép phun nghiêng có diện tích nhỏ máy ép phun ngang, nhựa điền vào khuôn dễ dàng góc nghiêng xuống Đây loại máy ép phun sử dụng nhiều cho máy nhỏ d Máy ép phun nhiều chế độ quay Máy đặc biệt nhiều khuôn đặc trưng cấu trúc thiết bị quay kẹp, khn bố trí xung quanh trục quay Đặc điểm: Đây loại máy ép phun phát huy khả hóa dẻo để rút ngắn chu kỳ sản xuất nâng cao lực sản xuất máy, đặc biệt máy thích hợp cho làm mát khối lượng nhựa lớn thời gian dài, hỗ trợ thời gian làm mát tăng lượng nhựa sản xuất sản phẩm Tuy nhiên hệ thống khuôn kẹp lớn, phức tạp, lực khóa nhỏ máy sử dụng sản xuất đế, bệ số sản phẩm khác Sử dụng bảo quản vận hành 1.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: 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 hỗ trợ ép phun có 04 hệ thống (Injection press support system) + 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 Hệ thống thủy lực máy ép nhựa 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 Hệ thống điện máy ép nhựa c, Hệ thống điện: Cung cấp điện cho Motor điện hệ thống điều khiển nhiệt cho khoang chứa nhựa thông 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) Hệ thống làm nguôi máy ép nhựa d, Hệ thống làm nguội cung cấp nước dung dịch ethyleneglycol để làm nguội khuôn, dầu thủy lực ngăn không cho nhựa thô 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 khuôn Hệ thống phun (press system) Hệ thống phun máy ép nhựa Hệ thống phun làm nhiệm vụ đưa nhựa vào khn thơng 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 q trình ép phun 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 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 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 GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN CHO MÁY PHUN KHN ÉP NHỰA Q trình làm việc máy ép nhựa gồm nhiều giai đoạn như: kẹp khuôn, phun khuôn, làm nguội, mở khuôn đẩy phôi …Yêu cầu lưu lượng dầu áp suất hoạt động khác giai đoạn Do khơng cần đòi hỏi máy ép nhựa phải ln hoạt động với áp suất lưu lượng mức cố định Mặt khác động bơm dầu thiết kế đáp ứng với mức tải cao công suất bơm dầu thường không sử dụng hết Dẫn đến lượng lãng phí nhiều Đối với máy phun khuôn truyền thống sử dụng bơm cố định công suất, van điều chỉnh sử dụng để thay đổi lưu lượng áp suất tiêu thụ Trong trường hợp này, giai đoạn máy, công suất tiêu thụ động thay đổi khơng đáng kể, tỉ lệ lớn lượng bị tiêu hao qua van dạng áp suất chênh lệch dòng tràn Nếu hệ thống điều khiển tự động điều chỉnh tốc độ động bơm dầu theo yêu cầu tải thực tế (áp suất lưu lượng) giai đoạn khác nhau, lượng tiêu thụ đạt mức thấp nhất, loại bỏ tượng tràn qua van an toàn đảm bảo cho máy vận hành xác, ổn định Biến tần chuyên dụng cho máy phun khuôn CHV110 tự động điều chỉnh tốc độ quay lượng dầu bơm dựa trạng thái làm việc máy, kẹp khuôn, phun khuôn, nấu chảy, mở khuôn đẩy phôi ra…tuân theo yêu cầu áp suất tốc độ thiết lập, lưu lượng dầu cung cấp thực bơm thích hợp với lưu lượng dầu làm việc máy phun khuôn trạng thái Điều dẫn tới việc thay đổi chế độ làm việc động bơm dầu: từ chế độ chạy với tốc độ số sang chế độ thay đổi tốc độ quay Khi cần áp suất lưu lượng cao, động quay với tốc độ cao nhất, ngược lại động chạy chậm lại dừng hẳn Kết làm cực tiểu công suất tiêu thụ motor hoạt động phạm vi tải, khử tượng dòng tràn bảo đảm vận hành hành ổn định xác cho motor Ứng dụng biến tần tiết kiệm lượng CHV110 thực khởi động mềm cho motor máy phun khuôn, cải thiện hệ số công suất , điều chỉnh hợp lý công suất ngõ motor máy phun khuôn Bằng cách này, hiệu suất động nâng cao lượng tiết kiệm nhiều Kết đo từ thực tế sử dụng biến tần CHV110 nhà máy ép nhựa Thẩm Cương giúp tiết kiệm từ 60% lượng điện trình sản suất Đặc tính kỹ thuật biến tần CHV110: Sản phẩm họ biến tần CHV110 sản phẩm xuất xưởng Shenzhen INVT Electric Co.,Ltd dựa nhiều năm kinh nghiệm nghiên cứu, phát triển, sản xuất cải tạo tiết kiệm lượng cho máy phun khn Sản phẩm đại diện cho vị trí dẫn đầu ngành công nghiệp tương tự So sánh với sản phẩm có mặt thị trường, CHV110 có đặc trưng kỹ thuật sau: ● Chế độ điều khiển: điều khiển sensorless vector, điều khiển vector, điều khiển V/F ● Khả tải lớn 180% 30s cho tăng tốc nhanh ● Cấp bảo vệ IP54, chống bụi bẩn, chất ăn mòn sử dụng bền… ● Tích hợp sẵn cuộn kháng DC (từ 15kW đến 55KW) cải thiện hệ số công suất nâng cao hiệu suất cho động ● Chức tự động reset lỗi : tự động reset tiếp tục vân hành nguồn tức thời ● Chức tự động điều chỉnh điện áp: ổn định ngõ áp nguồn dao động ● Tích hợp sẵn card nhận tín hiệu điện áp dòng điện (0~1A) ● Khơng gây nhiễu đến thiết bị khác máy tính, điều khiển hình vận hành, có sẵn lọc nhiễu xạ điện từ ● Giải thuật: nhận tín hiệu analog (0~1A) (0~10V) áp suất lưu lượng, tư động điều khiển tốc độ bơm dầu đáp ứng nhanh xác áp suất lưu lượng dầu theo chu trình cài đặt ● Bơm dầu làm việc có yêu cầu lưu lượng áp suất, loại bỏ trượng hợp tràn dầu qua van an tồn giúp tiết kiệm lượng hiệu ● Tích hợp sẵn mạch By-pass giúp việc sản xuất không bị gián đoạn có cố từ biến tần ● Khả tiết kiệm từ 20% đến 80% điện tiêu thụ Lưu ý lắp đặt sử dụng: Để đạt hiệu tiết kiệm lượng tốt hơn, vấn đề sau cần xem xét trước xây dựng lại hệ thống tiết kiệm lượng cho máy phun khuôn: 1) Kiểu máy phun khuôn: Việc tiết kiệm lượng áp dụng máy phun khuôn sử dụng bơm thủy lực cố định công suất, không áp dụng kiểu máy phun khuôn khác (như máy sử dụng điện năng, bơm thay đổi công suất) 2) Công nghệ phun khuôn: Tỉ lệ lượng tiết kiệm không đạt nhỏ chu kỳ khuôn ngắn (nhỏ 10 giây), hầu hết thông số kỹ thuật thiết bị gần sát ngưỡng hay đầy tải 3) Điều kiện trang bị: Đối với máy phun khn có model cũ máy có chu kỳ khuôn bị khuyết, vấn đề ồn motor bị nóng xảy gắn tiết kiệm lượng 4) Môi trường lắp đặt: Không nên gắn đồng hồ đo analog độ xác cao vào mạch với tiết lượng chúng bị nhiễu sóng hài bậc cao ... hành máy, bảo trì bảo dưỡng máy sửa chữa máy cần biết 05 hệ thống máy ép nhựa phun sau: 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. .. biệt hàng không HỆ THỐNG THỦY LỰC CỦA MÁY ÉP PHUN NHỰA I Giới thiệu chung máy nhựa Nguyên tắc làm việc máy ép phun -Nguyên tắc làm việc máy ép phun: phun nhựa nóng chảy áp lực lớn vào phận định... Thân máy hệ thống liên kết gữi hệ thống phận máy lại với làm cho máy hoạt hoạt động ổn định chắn Hệ thống thủy lực máy ép nhựa b, Hệ thống thủy lực: Cung cấp lực để đóng mở khn tạo trì lực kẹp