Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch trong dây truyền sản xuất gạch không nung năng suất 10 triệu viên năm

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
STT
Ký hiệu Nguyên nghĩa
1 CTHT Công tắc hành trình
2 Ha Hecta
3 Đ/C Động cơ
4 Xylanh A Xylanh cấp liệu
5 Xylanh B Xylanh ép gạch
6 Xylanh C Xylanh nâng hạ khuôn
7 Xylanh D Xylanh cấp pallet
DANH MỤC HÌNH VẼ
STT
Hình vẽ Ý nghĩa
1 Hình 1.1 Sơ đồ khối dây truyền công nghệ sản xuất gạch không nung
2 Hình 1.2 Sơ đồ công nghệ máy ép gạch
3 Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của cơ cấu cấp liệu
4 Hình 2.2 Van phân phối
5 Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý xylanh ép
6 Hình 2.4 Van phân phối điện từ
7 Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý xylanh nâng hạ khuôn
8 Hình 2.6 Van phân phối
9 Hình 2.7 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của xylanh cấp pallet
10 Hình 2.8 Van phân phối
11 Hình 2.9 Sơ đồ hệ thống truyền động thủy lực của máy ép gạch
12 Hình 2.10 Bơm bánh răng
13 Hình 2.11 Sơ đồ mạch động lực động cơ bơm
14 Hình 2.12 Kết cấu của bể dầu
15 Hình 2.13 Bộ lọc sợi thủy tinh
16 Hình 2.14 Van an toàn
17 Hình 2.15 Sơ đồ mạch động lực động cơ băng tải chuyển gạch

18 Hình 2.16 Sơ đồ mạch động lực động cơ cơ cấu rung và cơ cấu lắc
19 Hình 3.1 Công tắc hành trình
20 Hình 4.1 Thêm PLC vào hệ thống
21 Hình 4.2 Đặt tên cho PLC
22 Hình 4.3 Add item vào PLC
23 Hình 4.4 Thiết lập cho Item
24 Hình 4.5 Bảng các biến
25 Hình 4.6 Tạo dự án
26 Hình 4.7 Đặt tên và chọn ổ lưu dự án
27 Hình 4.8 Add thêm driver cho việc kết nối với s7 – 200
28 Hình 4.9 Chọn driver cho dự án
29 Hình 4.10 Cài đặt thông số
30 Hình 4.11 Brower server s7 – 200OPCserver vào WinCC
31 Hình 4.12 Add Item từ phần mềm PCAccess vào WinCC
32 Hình 4.13 Tạo picture mới
33 Hình 4.14 Picture cho màn hình chính
34 Hình 4.15 Picture cho màn hình điều khiển
35 Hình 5.1 Cơ cấu cấp liệu
36 Hình 5.2 Cơ cấu ép gạch
37 Hình 5.3 Cơ cấu nâng hạ khuôn
38 Hình 5.4 Cơ cấu cấp pallet
39 Hình 5.5 Cơ cấu băng tải chuyển gạch
40 Hình 5.6 Toàn cảnh mô hình
41 Hình 5.7 Tủ điện điều khiển
DANH MỤC BẢNG BIỂU
STT
Bảng Ý nghĩa
1 Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật động cơ kéo bơm thủy lực
2 Bảng 2.2 Aptomat bảo vệ động cơ kéo bơm thủy lực
3 Bảng 2.3 Thông số kỹ thuật dầu thủy lực

4 Bảng 2.4 Thông số kỹ thuật động cơ băng tải chuyển gạch
5 Bảng 2.5 Thông số kỹ thuật aptomat bảo vệ động cơ băng tải
chuyển gạch
6 Bảng 2.6 Thông số kỹ thuật động cơ cơ cấu rung và cơ cấu lắc
7 Bảng 2.7 Thông số kỹ thuật aptomat bảo vệ động cơ cơ cấu rung và
cơ cấu lắc
8 Bảng 2.8 Thông số kỹ thuật aptomat tổng
9 Bảng 2.9 Bảng tổng hợp lựa chọn aptomat
10 Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật rơle trung gian
11 Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật công tắc hành trình
12 Bảng 3.3 Thống kê số lượng các đầu vào bộ điều khiển PLC của
hệ thống
13 Bảng 3.4 Thống kê số lượng các đầu ra bộ điều khiển PLC của hệ thống
14 Bảng 4.1 Thông số đầu vào PLC
15 Bảng 4.2 Thông số đầu ra PLC
LỜI NÓI ĐẦU
Gạch xây là một bộ phận cấu thành quan trọng của ngôi nhà hoặc một công trình
kiến trúc dân sự. Một năm, với sự phát triển mạnh mẽ của ngành xây dựng, cả nước ta
tiêu thụ từ 20 – 22(tỷ viên), nếu cứ với đà phát triển này, đến năm 2020 lượng gạch cần
cho xây dựng là hơn 40 tỷ viên, một số lượng khổng lồ, để đạt được mức này, lượng
đất xét phải tiêu thụ vào khoảng 600 triệu m
3
đất sét tương đương với 30.000 ha đất
canh tác, bình quân mỗi năm mất 2500 ha đất canh tác. Riêng năm 2020 mất 3150 ha
đất. Không những vậy, gạch nung còn tiêu tốn rất nhiều năng lượng: Than, củi, đặc biệt
là than đá, quá trình này thải vào bầu khí quyển của chúng ta một số lượng lớn khí độc
không chỉ ảnh hưởng tới môi trường sức khỏe của 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 và định hướng đến năm 2020 đã được Thủ tướng
Chính phủ phê duyệt ngày 01/08/2001, 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 thủ công năm 2020.
Vì vậy công nghệ sản xuất gạch không nung từ cát, mạt đá, xi măng, … đồng thời
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 hơn 70%
thị phần, một số nước phát triển trên thế giới đang có xu hướng giảm gạch đất sét nung
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 lệ gạch
không nung mới chiếm 4% - 5% sản lượng gạch toàn quốc – mặt khác tỷ lệ gạch nung
thủ công lại chiếm tới 70% - 100% tùy theo từng địa phương.
Nguyên nhân của việc nước ta sử dụng gạch không nung ít như vậy là vì:
- Quan điểm sử dụng gạch nung để xây tường nhà đã có từ ngàn đời, việc loại bỏ
nó ra khỏi đời sống nhân dân là một vấn đề xã hội rất khó khăn.
- Các dây truyền gạch không nung đưa vào nước ta phần lớn là thiết bị quá đắt,
công nghệ quá phức tạp, làm cho giá thành viên gạch không nung trở thành một
loại hàng “xa xỉ” trong nhân dân và như vậy gạch nung vẫn thắng thế.
- Điều quan trọng nhất là chưa có công nghệ sản xuất gạch không nung từ những
vật liệu đơn giản, rẻ tiền, ít ảnh hưởng đến đất canh tác mà còn làm sạch môi
trường khỏi các loại phế liệu xây dựng cùng thiết bị dây truyền sản xuất với năng
suất cao, nhưng giá thành hợp lý cho ra sản phẩm nhiều, rẻ phù hợp với nền kinh
tế của ta hiện nay.
Vậy, gạch không nung là:
- Gạch không nung là loại gạch xây sau khi được tạo hình thì tự đóng rắn đạt các
chỉ số về cơ học: cường độ nén, uốn, độ hút nước,… mà không cần qua nhiệt độ.
Có nhiều loại gạch không nung hiện nay đang sử dụng:
+ Gạch papanh: Gạch không nung được sản xuất từ phế thải công nghiệp: Xỉ
than, vôi bột được sử dụng lâu đời ở nước ta. Gạch có cường độ thấp từ 30 –
50 kg/cm
2

chủ yếu dùng cho các loại tường ít chịu lực.
+ Gạch đóng cỡ to, dày nặng (xây khó)
Gạch blook: Gạch được hình thành từ đá vụn, cát, xi măng có cường độ chịu
lực cao có thể xây nhà cao tầng. Nhược điểm loại gạch này là nặng, to, khó xây
chưa được thị trường chấp nhận rộng rãi.
+ Gạch xi măng – cát: Gạch được tạo thành từ cát và xi măng
+ Gạch không nung: Từ các biến thể và sản phẩm phong hóa của đá bazan. Loại
gạch này chủ yếu sử dụng ở các vùng có nguồn puzolan tự nhiên, hình thức
sản xuất tự phát, mang tính chất địa phương, quy mô nhỏ.
Như vậy, gạch không nung hiện nay có nhiều chủng loại, nhưng vẫn chưa đưa
vào thực tế một cách rộng rãi do các nguyên nhân đã đưa ra ở phần trên.
Trên cơ sở những vẫn đề đã đưa ra, đồ án: “Thiết kế hệ thống điều khiển cho
máy ép gạch trong dây truyền sản xuất gạch không nung năng suất 10 triệu viên/năm”
được hình thành.
Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo thuộc bộ môn Kỹ thuật điện
đã nhiệt tình giảng dạy, tận tình hướng dẫn, giúp đỡ chúng em trong thời gian học tập
tại trường Đại Học Giao thông Vận Tải, cũng như quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp.
Đặc biệt em xin cảm ơn sâu sắc đến giảng viên Th.S Trần Văn Khôi - người đã tận tình
hướng dẫn, giúp đỡ chúng em trong quá trình làm và hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Mặc dù đã có cố gắng song do thời gian làm đồ án có hạn, kiến thức chuyên
môn còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên đồ án không tránh khỏi
thiếu sót, Vậy nên chúng em rất mong nhận được sự nhận xét, đánh giá, góp ý của các
thầy cô để đồ án của em hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy cô!
Đề tài tốt nghiệp Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY ÉP GẠCH
1.1. 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 gạch đất sét nung.Một thế hệ vật liệu xây dựng loại mới ra đời từ việc kế

thừa những đặc tính, tập quán và thói quen sử dụng sản phẩm của những công
nghệ sản xuất gạch đất xét nung truyền thống.
Bằng cách tổng hợp những cơ chế Polyme vô cơ, Polyme hữu cơ và quá trình
khoáng 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
không qua nung hay sấy, sản phẩm sớm đạt cường độ cao, trong vòng 5 – 7
ngày có thể sử dụng được.
1.1.1. 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 động
hóa hoàn chỉnh.
- Nguyên liệu chủ yếu hầu như có sẵn ở tất cả các địa phương: phụ gia, xi
măng và các mạt đá, …
- Giá thành rẻ hơn gạch đất xét nung truyền thống vì sử dụng hàm lượng xi
măng rất thấp và có thể sử dụng các phế liệu gốc silic như mạt đá, xỉ than
nhiệt điện,…
- Hình dáng và kích thước sản phẩm tương tự gạch đất sét nung truyền thống
với các tính chất cơ lý tính tương tự gạch đất sét nung cùng loại, do đó
không thay 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 bằng
nước 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 tường
xuyên qua các lỗ trong viên gạch không cần đục, cắt tường.
Trang 6
Xi măng
Gầu nâng
Máy ép gạch

Buồng cân
Máy chuyển gạch
Phễu đá loại 1
Phễu đá loại 2
Máy cấp pallet
Đề tài tốt nghiệp Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch
+ Lợi nhuận cao hơn gạch đất sét do giá thành rẻ và được miễn thuế thu
nhập doanh 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 cùng
công suất.
- Hoàn toàn có thể chuyển giao đổi công nghệ cho các lò gạch đất sét nung thủ
công truyền thống do chi phí đầu tư thấp.
- Phù hợp với chiến lược phát triển vật liệu xây không nung của chính phủ.
- Toàn bộ thiết bị được thiết kế chế tạo trong nước, tạo việc làm cho các nhà
máy sản xuất thiết bị phụ trợ.
- Tạo thêm thị trường cho ngành xi măng.
Đối với môi trường, tham gia giải quyết một số vấn đề ô nhiễm môi
trường như 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 sét nung.
Về phương diện kinh tế, tiết kiệm được một lượng lớn tài chính vào đầu
tư ban đầu (thiết bị, công nghệ), khả năng nguồn nguyên liệu phong phú hơn
và giá thành 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
Việt Nam.
1.1.2. Sơ đồ khối dây truyền công nghệ sản xuất gạch không nung

Trang 7
Máy
trộn
Nước
Đề tài tốt nghiệp Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch
Hình 1.1: 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 tương ứng
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 đưa vào
máy tạo hình nhờ băng tải. Tại máy tạo hình, sau khi được cấp palet nhờ máy cấp
palet nguyên liệu được đưa vào khuôn và được ép nhờ hệ thống thủy lực và cơ cấu
rung tạo với lực ép lớn tạo ra những viên gạch blook đồng đều, gạch sau đó được
đưa ra máy chuyển gạch.
1.1.3. Sơ đồ công nghệ sản xuất gạch không nung
(Xem phần phụ lục)
Trang 8
Băng tải
Đề tài tốt nghiệp Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch
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 nhiệt 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: Sử dụng các phễu chứa liệu, băng tải liệu, cân định lượng, bộ phận
cài đặt phối liệu. Sau khi nguyên liệu được cấp đầy vào các phễu ( nhờ vào máy xúc),
chỉ một phần nguyên liệu được đưa xuống bàn cân theo công thức phối trộn đã cài đặt
từ trước (cấp phối bê tông đã quy định). Qua khâu này, nguyên liệu được cấp theo công
thức phối trộn đã cài đặt.

(2) Máy trộn nguyên liệu: Cùng với các cốt liệu (mạt đá, cát, xỉ nhiệt điện, phế thải công
nghiệp, …) nước và xi măng được đưa vào máy trộn một cách hoàn tự động theo quy
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 khu vực 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 gạch thành
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 động lớn.
(4) Máy ép gạch(Tạo hình): Nhờ vào hệ thống thủy lực, máy hoạt động theo cơ chế ép kết
hợp với rung tạo ra lực ép rất lớn để hình thành nên các viên gạch blook đồng đều, đạt
chất lượng cao và ổn định. Cùng với việc phối trộn nguyên liệu, bộ phận tạo hình nhờ
ép rung này là hai yếu tố vô cùng quan trọng để tạo ra sản phẩm theo như ý muốn.
(5) Tự động ép mặt: Đây là bộ phận giúp tạo màu bề mặt cho gạch tự chèn. Nó sẽ trở nên
không cần thiết nếu ta không muốn sản xuất gạch tự chèn, gạch trang trí.
(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 sản xuất ra để
dưỡng hộ hoặc tự động chuyển vào máy sấy tùy theo mô hình sản xuất.
1.2. TỔNG QUAN VỀ MÁY ÉP GẠCH
Trang 9
Đề tài tốt nghiệp Thiết kế hệ thống điều khiển cho 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 chức năng
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 dây kích cỡ
khác nhau nhưng nhìn chung các cơ cấu và nguyên lý hoạt động là như nhau.
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.
1.2.1. Sơ đồ công nghệ máy ép gạch
Hình 1.2. Sơ đồ công nghệ máy ép gạch
1.2.1.1. Cơ cấu ép gạch

Đây là cơ cấu quan trọng nhất trong máy ép gạch, nó có nhiệm vụ ép nguyên liệu
thành khối gạch (blook), dưới lực ép của xylanh thủy lực và cơ cấu rung tạo ra lực 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 và cơ cấu ép gạch, xylanh nâng hạ khuôn, động cơ và
cơ cấu rung, khuôn.
1.2.1.2. 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 người công
nhân để vận chuyển đi dưỡng hộ, đóng gói.
Trang 10
Đề tài tốt nghiệp Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch
Cơ cấu chuyển gạch gồm có: Động cơ và cơ cấu băng tải chuyển gạch
1.2.1.3. Cơ cấu cấp pallet (Khay)
Cơ cấu cấp pallet có nhiệm vụ cấp pallet cho máy ép gạch đồng thời đẩy palet
(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 và kết cấu cơ khí để vừa vận chuyển
lần lượt các palet vào máy ép vừa đẩy palet đã có gạch ra khỏi máy ép.
1.2.1.4. 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 và khoang cấp liệu, động cơ
và cơ cấu lắc.
1.2.1.5. Nguyên lý hoạt động của máy ép gạch
Trước khi ấn nút hoạt động thì khoang chứa liệu phải chứa đầy liệu, palet phải
được cấp vào máy đồng thời palet trong khoang chứa palet phải đầy đủ đảm bảo 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 các viên 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 nạp liệu đã
về vị trí ban đầu lúc này xylanh ép hạ xuống đồng thời mô tơ thủy lực cơ cấu rung hoạt
động tạo ra lực ép lớn để ép các khối liệu trong khuôn định hình thành các look (các
viên gạch). Yêu cầu lực ép và rung phải đủ mạnh nếu không sẽ ảnh hưởng đến chất
lượng viên gạch.
Sau khoảng 5s ép và rung xylanh nâng hạ khuôn nâng khuôn lên tiếp theo xylanh ép
thu về.
Sau khi khuôn được nâng lên và xylanh ép đã về vị trí ban đầu thì xylanh cấp palet
đẩy ra, lúc này palet có gạch sẽ được đẩy ra khỏi máy ép nhờ kết cấu cơ khí của máy
cấp palet đồng thời palet mới sẽ được đưa vào máy ép.
Trang 11
Đề tài tốt nghiệp Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch
Sau khi palet mới được cấp vào máy ép xylanh cấp palet thu về sau đó xylanh nâng
hạ khuôn hạ khuôn xuống kết thúc 1 mẻ đồng thời bắt đầu một mẻ tiếp theo.
1.2.2. 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 lại tại
mọi thời điểm hoạt động hệ thống.
1.2.2.1. Điều khiển tự động
- Bấm nút start để chạy hệ thống.
- Bấm nút stop để dừng hệ thống sau mỗi chu kì.
- Bấm nút dừng khẩn cấp để dừng khẩn cấp hệ thống khi có sự cố.
- Chế độ khởi động sau sự cố hệ thống sẽ bắt đầu từ quá trình bị ngắt do sự
cố.
1.2.2.2. Điều khiển bằng tay
- Bấm nút start để chạy hệ thống.
- Bấm giữ nút cấp liệu để đẩy xylanh A ra (đẩy khay cấp liệu ra).
- Bấm giữ nút đ/c lắc để khởi động động cơ lắc.

- Bấm giữ nút cấp liệu xong để thu xylanh A về.
- Bấm giữ nút ép để xylanh B đẩy ra (ép gạch).
- Bấm giữ nút đ/c rung để khởi động động cơ rung.
- Bấm giữ nút nâng khuôn để xylanh C đẩy lên.
- Bấm giữ nút ép xong để xylanh B thu về.
- Bấm giữ nút cấp palet để xylanh D đẩy ra (cấp palet và đưa gạch thành
phẩm ra băng tải).
- Bấm giữ nút hạ khuôn để xylanh C thu về.
Trang 12
Đề tài tốt nghiệp Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỀU KHIỂN VÀ TRUYỀN ĐỘNG
CHO MÁY ÉP GẠCH
2.1. PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.
Từ những đặc điểm về cấu tạo như đã nêu ở chương I chúng em chọn phương án
truyền động như sau:
-Dùng thủy lực để truyền động cho các cơ cấu:cấp liệu, nâng hạ khuôn, ép gạch và pallet.
Áp suất được chọn là 130bar (theo cơ sở sản xuất được khảo sát trong quá trình thực
tập).
-Dùng động cơ để truyền động các cơ cấu: rung, lắc và băng tải chuyển gạch.
2.2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC CHO MÁY ÉP GẠCH
2.2.1. Cơ cấu cấp liệu.
2.2.1.1. Các yêu cầu điều khiển đối với cơ cấu:
- Điều khiển cả 2 chiều.
- Hành trình 0,3m.
- Tốc độ hành trình 0,2m/s, điều khiển 1 cấp tốc độ.
- Áp suất 130bar
- Lực tác dụng lên đầu xylanh cả trong quá trình tiến và lùi có:
Trang 13
Đề tài tốt nghiệp Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch
Lực ma sát trượt giữa khay cấp liệu và ray.

Tổn hao do áp suất nén dầu trong xylanh ra.
2.2.1.2. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của cơ cấu cấp liệu.
Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của cơ cấu cấp liệu
2.2.1.3. Tính chọn thiết bị cơ cấu cấp liệu.
- Tính chọn xylanh
Trang 14
Đề tài tốt nghiệp Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch
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).
= = = 5,89* () = 589 ()
=
D = = 27,4 (mm)
Theo catalogue ta chọn xylanh nhỏ nhất có đường kính trong là 40mm, đường kính
pittong là 30mm.
Lưu lượng cần cấp cho xylanh cấp liệu
Có vận tốc hành trình là 2dm/s
=
=* 2 == 0,25 ( = 15 (l/ph)
- Tính chọn van đảo chiều.
Trong cơ cấu cấp liệu này ta chọn van đảo chiều dạng con trượt điều khiển bằng
điện. các cuộn điện hay nam châm điện từ có điện áp sử dụng là 24VDC, van đảo 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

Trang 15
Đề tài tốt nghiệp Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch
Hình 2.2: Van phân phối
2.2.2. Cơ cấu ép
2.2.2.1. Các yêu cầu điều khiển.
- Điều khiển cả 2 chiều.
- Hành trình 0,4m.
- Tốc độ hành trình 0,05m/s, điều khiển 1 cấp tốc độ.
- Áp suất 130bar.
- Lực tác dụng lên đầu xylanh cả trong quá trình tiến và lùi có.
- Lực ép gạch 80 tấn
- Tổn hao do áp suất nén dầu ra trong xylanh
2.2.2.2. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của xylanh ép
Trang 16
Đề tài tốt nghiệp Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch
Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý xylanh ép
2.2.2.3. 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.
= = = 0,06 () = 6* ()
=
Trang 17
Đề tài tốt nghiệp Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch
D = = 276,4 (mm)

Theo catalogue ta chọn xylanh có đường kính trong là 280 mm, cần pitton là
200 mm.
Lưu lượng cần cấp cho xylanh ép
có vận tốc 0,05 m/s
=
=*0,5 =*= 3,07 ( = 184,2 (l/ph)
- Tính chọn van đảo chiều.
Trong cơ cấu nâng hạ khuôn này ta chọn van đảo chiều dạng con trượt điều khiển
bằng điện. các cuộn điện hay nam châm điện từ có điện áp sử dụng là 24VDC, van
đảo chiều 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 tầng
Xuất xứ YUKEN.
Hình 2.4: Van phân phối điện từ
Trang 18
Đề tài tốt nghiệp Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch
2.2.3. Cơ cấu nâng hạ khuôn
2.2.3.1. Các yêu cầu điều khiển.
- Điều khiển cả 2 chiều.
- Hành trình 0,3m.
- Tốc độ hành trình 0,2m/s, điều khiển 1 cấp tốc độ.
- 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/.
- Áp suất yêu cầu chọn là 130bar.
2.2.3.2. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của cơ cấu nâng hạ khuôn.
Trang 19

Đề tài tốt nghiệp Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch
Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý xylanh nâng hạ khuôn.
2.2.3.3. Tính chọn thiết bị cơ cấu nâng hạ khuôn
- Tính chọn xylanh
Đường kính trong xylanh
Với là tiết diện trong xylanh
= = = 1,5* () =15 ()
=
D = = 4,37 (mm)
Theo catalogue ta chọn xylanh nhỏ nhất có đường kính trong là 40mm, đường kính
pittong là 30mm.
Lưu lượng cần cấp cho xylanh nâng hạ khuôn.
Có vận tốc hành trình là 2dm/s
Trang 20
Đề tài tốt nghiệp Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch
=
=*2 == 0,25 ( = 15 (l/ph)
- Tính chọn van đảo chiều.
Trong cơ cấu nâng hạ khuôn này ta chọn van đảo chiều dạng con trượt điều khiển
bằng điện. các cuộn điện hay nam châm điện từ có điện áp sử dụng là 24VDC, van đảo
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
2.2.4. Cơ cấu cấp palet
2.2.4.1. Các yêu cầu đối với cơ cấu.
- Điều khiển 1 chiều.
- Hành trình 0,4m.
- Tốc độ hành trình 0,2m/s, điều khiển 1 cấp tốc độ.

- Áp suất 130 bar.
- 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.
2.2.4.2. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của cơ cấu cấp pallet
Trang 21
Đề tài tốt nghiệp Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch
Hình 2.7: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của xylanh cấp pallet
2.2.4.3. Tính chọn thiết bị cho cơ cấu cấp palet.
- Tính chọn xylanh của cơ cấu cấp palet
+ Tính đường kính trong xylanh
= = = 15,47* () = 15,47 ()
=
D = = 4,4 (mm)
Theo catalogue ta chọn xylanh có đường kính trong là 40mm, cần pittong là 30mm.
Lưu lượng cần cấp cho xylanh cấp palet
Có vận tốc hành trình là 2dm/s
=
=*2 == 0,25 ( = 15 (l/ph)
- Tính chọn van đảo chiều.
Trang 22
Đề tài tốt nghiệp Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch
Trong cơ cấu nâng hạ khuôn này ta chọn van đảo chiều dạng con trượt điều khiển
bằng điện. các cuộn điện hay nam châm điện từ có điện áp sử dụng là 24VDC,
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
2.2.5. Sơ đồ hệ thống truyền động thủy lực của máy ép gạch.

Từ các yêu cầu và nguyên lý hoạt động của các cơ cấu ta có sơ đồ hệ thống truyền
động thủy lực của máy ép gạch như sau:
Trang 23
Đề tài tốt nghiệp Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch
Hình 2.9: Sơ đồ hệ thống truyền động thủy lực của máy ép gạch
2.2.5.1. Cấu tạo và chức năng của các phần tử trong hệ thống.
- Bơm nguồn: cung cấp năng lượng của dòng chất lỏng công tác cho các cơ
cấu chấp hành. Thiết bị tạo năng lượng cho dòng chất lỏng là bơm thủy lực
với động cơ dẫn động là loại động cơ điện xoay chiều 3 pha.
- Van phân phối: loại van được sử dụng là van điều khiển bằng điện điện áp
24V. Van có chức năng phân phối dòng chất lỏng làm việc đến các khoang
làm việc của xylanh.
- Cơ cấu chấp hành: cơ cấu chấp hành ở đây là các xylanh. Xylanh nhận
năng lượng từ dòng chất lỏng rồi biến đổi năng lượng đó thành động năng
chuyển động tịnh tiến.
Trang 24
Đề tài tốt nghiệp Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch
- Van an toàn: van an toàn thuộc loại tác động trực tiếp. nó có nhiệm vụ ổn
định áp suất làm việc của hệ thống, khi áp suất của hệ thống đột ngột tăng
thì dòng chất lỏng sẽ được xả qua van về bể chứa.
- Đường ống và đồng hồ đo áp suất.
- Bể dầu: có chức năng chứa dầu cho hệ thống và lắng cặn
- Bộ lọc dầu: làm sạch dầu giúp hệ thống hoạt động ổn định
2.2.5.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống
Khi đóng điện thì động cơ bơm hoạt động cấp năng lượng cho hệ thống
nhưng các cơ cấu chấp hành chưa làm việc, các van phân phối 4/3 đang ở vị trí
trung gian sẽ làm dầu được hồi ngay về bể.
Các bộ lọc ở đường hút và đường nén sẽ làm sạch dầu giúp hệ thống hoạt
động ổn định.
Khi hoạt động nếu hệ thống bị quá tải thì áp suất sẽ tăng cao có nguy cơ nổ

đường ống dẫn, khi đó van an toàn có tác dụng đưa dầu hồi lại bể để giảm áp suất
của hệ thống.
2.2.6. Tính chọn thiết bị động lực cho hệ thống thủy lực.
2.2.6.1. 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, bay hơi….
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.
Trang 25