Tính toán thiết kế hệ thống thuỷ lực máy ép phun nhựa 250t

Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương


Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 i
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ
THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Trần Ngọc Dược
Lớp : Cơ Khí Động Lực 1 Khóa: 55
Ngành : Máy & Tự Động Thủy Khí Viện: Cơ khí động lực

1. Đề tài: “Tính toán thiết kế hệ thống thủy lực máy ép phun nhựa 250 tấn”
2. Các số liệu ban đầu
 Lực ép cần thiết: F
max
= 250 (tấn)
 Áp suất làm việc cao nhất: 140 (bar)
 Kiểu ép có gia nhiệt
 Theo số liệu máy ép 250T của Huyndai – Nhà máy nhựa Thiếu niên
Tiền Phong
3. Nội dung các phần thiết kế và tính toán
 Tính toán thiết kế hệ thống xylanh và động cơ thuỷ lực
 Tính toán chọn hệ thống van điều khiển & điều chỉnh.
 Tính toán thiết kế đường ống thuỷ lực
 Tính toán thiết kế thùng dầu
 Tính toán, lựa chọn bộ nguồn (động cơ và bơm)

 Tính toán thiết kế bơm bánh răng.
4. Các bản vẽ và đồ thị (ghi rõ tên và kích thước bản vẽ) A0
 Bản vẽ kết cấu chung máy ép phun nhựa 250T
 Bản vẽ sơ đồ thuỷ lực
 Bản vẽ biểu đồ trạng thái
 Bản vẽ lắp bơm bánh răng cao áp
 Bản vẽ chế tạo trục chủ động bơm bánh răng cao áp
 Bản vẽ nguyên công chế tạo trục chủ động bơm bánh răng cao áp
5. Cán bộ hướng dẫn: TS. Trần Khánh Dương
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương


Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 ii
6. Ngày giao nhiệm vụ thiết kế :
……………………………………………………………………………
7. Ngày hoàn thành nhiệm vụ:
……………………………………………………………………………



Hà Nội, ngày 15 tháng 6 năm 2015
Chủ nhiệm bộ môn
(Ký và ghi rõ họ tên)





Cán bộ hướng dẫn thiết kế
(Ký và ghi rõ họ tên)

KẾT QUẢ ĐIỂM ĐÁNH GIÁ
- Quá trính thiết kế :
- Điểm duyệt:
- Điểm bảo vệ:

Sinh viên đã hoàn thành và nộp toàn bộ
thiết kế cho bộ môn
Ngày 15 tháng 6 năm 2015





Ngày 15 tháng 6 năm 2015
Chủ tịch hội đồng
(Ký và ghi rõ họ tên)







Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương

Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 iii
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Trần Ngọc Dược
Lớp : Cơ Khí Động Lực 1 Khóa: 55
Ngành : Máy & Tự Động Thủy Khí Viện: Cơ khí động lực
GV hướng dẫn: TS Trần Khánh Dương
GV phản biện: PGS.TS Hoàng Sinh Trường
Nhận xét của người duyệt:
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………



Ngày… tháng… năm 2015
Người duyệt ký




Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương


Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 iv
LỜI MỞ ĐẦU
Trong sự phát triển của Việt Nam hiện nay, ngành Máy thuỷ khí càng ngày càng
chiếm một vai trò to lớn và quan trọng. Xuất hiện hầu hết trong các sản phẩm của
ngành công nghiệp cũng như các ngành khác, tối quan trọng trong giao thông vận tải,
vận chuyển, bốc dỡ hàng hoá, xây dựng cũng như nhiều ngành khác, ngành máy thuỷ
khí luôn tự khẳng định tầm quan trọng lớn lao của mình đối với sự phát triển kinh tế.
Công nghệ truyền động và điều khiển hệ thống thuỷ lực đã và đang có nhiều bước
tiến mạnh mẽ. Với khả năng tự động hóa cao, hoạt động an toàn, các máy móc thiết
bị thủy lực có mặt rộng rãi ở mọi lĩnh vực trong nền kinh tế : công nghiệp, xây dựng,
giao thông, quốc phòng,….
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 nhất như dụng cụ học
tập, thước, bút hay đồ chơi trẻ em… cho đến những sản phẩm phức tạp như: bàn ghế,

vỏ tivi, máy tính….các chi tiết dùng trong ô tô, xe máy đều được làm rất nhiều bằng
nhựa. Hầu hết các sản phẩm này có hình dáng và màu sắc rất đa dạng và phong phú
và chúng đã góp phần cho cuộc sống của chúng ta trở nên đẹp đẽ 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 của chúng ta.
Qua quá trình thực tập ở công ty nhựa Thiếu Niên Tiền Phong cùng với kiến
thức đã học được tại bộ môn Máy và tự động thuỷ khí - trường Đại Học Bách Khoa
Hà Nội em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp: “Tính toán, thiết kế hệ thống thuỷ lực
máy ép phun nhựa 250 tấn”. Sau hơn một tuần được xuống phân xưởng sản xuất với
những hiểu biết còn hạn hẹp, em đã tìm hiểu và nắm bắt được một số kiến thức, thực
tập các kĩ năng thực tế bổ ích cho bản thân về ngành học của mình, đồng thời, bổ
sung cho bản đồ án tốt nghiệp này.
Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn TS. Trần Khánh Dương hướng dẫn tận tình,
chỉ bảo, giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. Cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Máy và
Tự động thuỷ khí trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã dạy dỗ và giúp đỡ em trong
những năm học tập tại trường cũng như trong quá trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Xin kính chúc Quý thầy cô luôn luôn khoẻ mạnh, công tác tốt.
Em xin chân thành cảm ơn.
ĐH Bách Khoa Hà Nội, tháng 6 năm 2015

Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương


Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 v
MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ vii
DANH MỤC BẢNG BIỂU vii
CHƯƠNG
1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ÉP PHUN 1

1.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ÉP PHUN 1
1.2 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ ÉP PHUN NHỰA
2
1.3. CẤU TẠO MÁY ÉP PHUN VÀ QUY TRÌNH VẬN HÀNH MÁY 8
CHƯƠNG 2: THÔNG SỐ, LẮP ĐẶT THIẾT BỊ VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ
THỐNG THUỶ LỰC 21
2.1 THÔNG SỐ VÀ LẮP ĐẶT CÁC THIẾT BỊ MÁY ÉP PHUN 21
2.2. HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG 22
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ TRONG
HỆ THỐNG THỦY LỰC CỦA MÁY ÉP PHUN 27
3.1 TÍNH TOÁN LỰC ÉP 27
3.2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ XYLANH 29
3.3 TÍNH CHỌN BƠM NGUỒN VÀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN 36
3.4 TÍNH TOÁN ĐƯỜNG ỐNG 40
3.5 TÍNH CHỌN VAN 44
3.6 TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ THUỶ LỰC 51
3.7 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THÙNG DẦU 52
3.8 CHỌN BỘ LỌC VÀ BỘ LÀM MÁT 56
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BƠM BÁNH RĂNG CAO ÁP 59
4.1 TÍNH TOÁN, KIỂM TRA CÁC THÔNG SỐ CỦA BƠM 59
4.3 TÍNH TOÁN BẠC 67
4.4 THIẾT KẾ VỎ BƠM 70
4.5 NẮP BƠM 70
4.6 ĐỆM CAO SU, PHỚT CỔ TRỤC 70
4.7 BULONG NẮP VÀ THÂN 71
4.8 TÍNH CHỌN THEN 71
CHƯƠNG 5: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO TRỤC BƠM CHỦ ĐỘNG 73
5.1 CÁC YÊU CẦU K THUẬT 73
5.2 CHỌN MÁY GIA CÔNG 73
5.3 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 74

CHƯƠNG
6: KIỂM TRA BẢO
DƯỠNG
- NHỮNG
HƯ
HỎNG
THƯ
ỜNG GẶP VÀ
BIỆN PHÁP SỬA CHỮA 75
6.1. KIỂM TRA ĐỘNG CƠ KHI KHÔNG ĐIỆN 75
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương


Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 vi
6.2 XÁC NHẬN CỦA CÁC THIẾT BỊ AN TOÀN 76
6.3 QUY TRÌNH VẬN HÀNH MÁY 77
6.4 AN TOÀN KHI SỬ DỤNG VÀ VẬN HÀNH MÁY ÉP PHUN 79
KẾT
LUẬN
80
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81


Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương


Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 vii
DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1. 1: Máy ép phun M-850 T 1

Hình 1. 2: Máy ép phun WL1680 2
Hình 1. 3 : Sơ đồ cơng nghệ ép phun nhựa 2
Hình 1. 4: Sơ đồ diễn tả các giai đoạn của q trình ép phun 3
Hình 1. 5: Chu trình sản xuất một sản phẩm trên máy ép phun 4
Hình 1. 6: Vị trí trục trơn ốc trong và sau giai đoạn phun 5
Hình 1. 7: Khoảng cách nạp liệu được sử dụng 6
Hình 1. 8: Hình dáng một máy ép phun có trục nằm ngang 9
Hình 1. 9: Các dạng cấu trúc khác nhau của máy ép phun 9
Hình 1. 10: Các hệ thống trên máy ép phun 9
Hình 1. 11: Đơn vị đóng mở khn 11
Hình 1. 12: Cấu tạo của một đơn vò đóng mở 11
Hình 1. 13: Hệ thống phun 12
Hình 1. 14: Băng gia nhiệt 13
Hình 1. 15: Cấu tạo trục vít máy ép phun 13
Hình 1. 16: Bộ hồi tự hở 13
Hình 1. 17: Các loại bộ hồi tự hở 14
Hình 1. 18: Vị trí vòi phun trong 1 hệ thống phun 14
Hình 1. 19: Vòi phun 14
Hình 1. 20: Hệ thống kẹp 15
Hình 1. 21: Cơ cấu khuỷu 16
Hình 1. 22: Tấm di động và vị trí của nó trên máy ép phun 17
Hình 1. 23: Vị trí các thanh nối trên máy 17
Hình 1. 24: Hệ thống khn 18
Hình 1. 25: Hệ thống điều khiển 19
Hình 1. 26: Một trang hiển thị các thơng số ép phun trên máy tính 19
Hình 1. 27: Bảng điều khiển trên máy ép phun 20
Hình 1. 28: Các cơng tắc hành trình trên máy ép phun 20
Hình 2. 1: Biểu đồ trạng thái 23
Hình 2. 2: Sơ đồ thuỷ lực 24
Hình 3.1: Phân tích lực tác dụng qua hệ thống khuỷu 28

Hình 3. 2: Xy lanh CDH2 MF3 30
Hình 3. 3: Kích thước và kết cấu xylanh CDH2 MF3 31
Hình 3. 4: Kích thước và kết cấu xylanh đẩy sản phẩm 32
Hình 3. 5: Xylanh CDH2 MF3 33
Hình 3. 6: Kích thước Xylanh CDH2 MF3 34
Hình 3. 7: Xylanh đùn liệu CDH2 MS2 35
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương


Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 viii
Hình 3.8: Kích thước xylanh đùn liệu 36
Hình 3.9: Van phân phối DG4B-3S-33BLV 45
Hình 3.10: Ký hiệu van phân phối M10, M7, M6, M5 45
Hình 3.11: Ký hiệu van DSG-*-2B3B 46
Hình 3.12: Ký hiệu van DCG-01-2B2 46
Hình 3.13: Ký hiệu van EHBG-10-H-S-50 47
Hình 3.14: Hình ảnh, kết cấu và ký hiệu của van tỷ lệ lưu lượng 48
Hình 3.15: Ký hiệu, kết cấu van một chiều 49
Hình 3.16: Van một chiều có điều khiển 49
Hình 3.17: Van logic LD-25 51
Hình 3.18: Động cơ thuỷ lực piston hướng kính 52
Hình 3. 19: Bơm VCM-250T/150EGB 37
Hình 3. 20: Kết cấu sơ bộ bơm VCM-250T/150EGB 38
Hình 3. 21: Kết cấu chung của động cơ điện 3K200M4 39
Hình 3. 22: Ký hiệu bộ lọc dầu RFM-BN/HC 150 B C 100 D 1.X/-24 57
Hình 3. 23: Ký hiệu bộ làm mát OR-250 58



Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương

Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 ix
DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2. 1: Thông số máy ép phun 250T 21
Bảng 3.1: So sánh ưu nhược điểm các kiểu cụm kìm 27
Bảng 3. 2: Chú thích kích thước của bơm bánh răng 38
Bảng 3. 3: Kích thước động cơ điện 40
Bảng 4.1: Các kích thước của bơm bánh răng 61
Bảng 4.2: Kích thước vành chặn RTWN – 28 72
Bảng 4.3: Kích thước vành chặn STWN – 18 72


Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương


Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 1
CHƯƠNG
1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ÉP PHUN

1.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ÉP PHUN
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 cứ một phản ứng hóa học nào.
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…đồ chơi cho đến các sản phẩm phức tạp như: bàn ghế, máy
tính…đều được làm bằng nhựa. Các sản phẩm này đều có màu sắc và hình dáng đa

dạng chúng đã làm cho cuộc sống của chúng ta thêm đẹp và tiện nghi hơn. Điều này
đồng nghĩa với việc sản phẩm nhựa mà phần lớn tạo ra bằng công nghệ ép phun đã
trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta. Với các tính chất
như: độ dẻo dai, có thể tái chế, không có phản ứng hóa học nào với không khí ở điều
kiện bình thường….vật liệu nhựa đã đang thay thế dần các loại vật liệu khác như:
sắt, nhôm, gang…đang ngày càng cạn kiệt trong tự nhiên. Hiện nay có rất nhiều loại
máy ép phun hiện đại phục vụ cho công nghệ ép phun nhựa, ví dụ như: Máy ép
phun M-850T (hình 1.1), Máy ép phun WL1680 (hình 1.2).

Hình 1. 1: Máy ép phun M-850 T
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương


Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 2

Hình 1. 2: Máy ép phun WL1680

1.2 GIỚI THIỆU VỀ CƠNG NGHỆ ÉP PHUN NHỰA
1.2.1 Sơ đồ cơng nghệ

Hình 1. 3 : Sơ đồ cơng nghệ ép phun nhựa
1.2.2 Các nguyên liệu thông thường gia công trên máy ép phun
Các nguyên liệu thường dùng ép phun như HDPE, uPVC, PP-R,
Các chỉ số kỹ thuật của nguyên liệu máy ép phun :
- Chỉ số chảy : Trong quá trình gia công nhựa dẻo ta phải biết chỉ số chảy của loại
nhựa đó để lựa chọn. Chỉ số chảy càng lớn tỉ trọng phân tử càng thấp, dễ gia công
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương


Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 3

dưới điều kiện nhiệt độ thấp và áp suất thấp và ngược lại. Chỉ số chảy của sản
phẩm ép phun từ 4-60 g/phút.
- Tỷ trọng: Tỷ trọng thể hiện một phần tính chất của nguyên liệu nhựa. Tỷ trọng
tăng thì độ dãn dài, độ cứng, lực va đập, lực kéo đứt và độ chòu hóa chất thường
tăng. Tỷ trọng giảm thì ngược lại.
- Các thông số kỹ thuật khác: nhiệt độ sấy, thời gian sấy, nhiệt độ gia công.
1.2.3 Quy trình cơng nghệ
Phương pháp đúc phun hoạt động với tiến trình không liên tục để sản suất ra
vật thể chất dẻo. Nguyên liệu được nấu chảy trong xy-lanh bởi các vòng băng điện
trở bọc chung quanh và bởi lực ma sát của thành trục trôn ốc trong lúc quay xung
quanh trục của chính nó. Sau đó nhựa nóng chảy được trục trôn ốc đẩy vào bên
trong hốc khuôn với áp suất cao. Trong khi rót đầy khỏang trống trong hốc khuôn
nhựa nóng chảy cũng dược làm nguội và đông cứng dần theo một tiến trình thời
gian làm nguội được xác đònh để cuối cùng biến thành sản phẩm và được dẩy rời
khỏi khuôn. Những giai đọan của tiến trình trong phương pháp đúc phun (đơn vò
đóng và đơn vò phun) được diễn tả trong biểu đồ chu trình đúc phun bên dưới :


Hình 1. 4: Sơ đồ diễn tả các giai đoạn của q trình ép phun

Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương


Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 4

Hình 1. 5: Chu trình sản xuất một sản phẩm trên máy ép phun
a. Giai đoạn đóng mở khn
Hệ thống khn được đóng mở bằng hệ thống khuỷu dẫn động bởi một xylanh
thuỷ lực, khn được đóng vào và duy trì áp suất ép khn ở một lực nhất định đã
được tính tốn. Khi khn ép đến cuối hành trình thì hệ thống khuỷu theo tính tốn

được đưa đến vị trí khố, lực ép được duy trì bởi hệ thống này, vì thế áp suất dầu cấp
cho xylanh khơng cần duy trì trong thời gian dài.
Cơ cấu chấp hành: 1 xylanh thuỷ lực.
b. Giai đoạn phun
Đơn vò phun chuyển động về phía trước cho đến khi đầu phun áp sát vào miệng
ống cuốn nối phía sau của khuôn. Trục trôn ốc lúc này đóng vai trò như một piston,
chuyển động tònh tiến về phía trước tạo nên áp suất phun đẩy lượng nhựa nóng
chảy đi qua cuống nối vào bên trong hốc khuôn. Sau đó áp suất sau khi phun được
khởi động để dung hoà hiện tượng co rút của sản phẩm, thời gian này này kéo dài
cho đến khi lượng nhựa lỏng nơi điểm nối (giữa kênh phân nhánh và mặt tiếp giáp
của vật thể) đông cứng.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương


Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 5

Hình 1. 6: Vị trí trục trơn ốc trong và sau giai đoạn phun
Với giai đoạn này, lực ép nhựa cần lớn và duy trì trong thời gian nhất định đến khi q
trình làm nguội kết thúc, sản phẩm đã được định hình, vì vậy ta dùng 2 xylanh bằng
nhau làm cơ cấu chấp hành, nhằm giảm đường kính xy lanh và góp phần cân bằng, dẫn
hướng tốt cho cơ cấu khi tiến hành q trình nạp liệu.
c. Giai đoạn làm nguội
Ngay sau khi áp suất sau khi phun chấm dứt giai đoạn làm nguội được bắt đầu.
Trong suốt thời gian vật thể được làm nguội bên tong hốc khuôn, trục trôn ốc
chuyển động quay và tònh tiến về phía sau trở lại vò trí lúc khởi đầu, sự chuyển
động này tạo ra lực đẩy lượng nhựa lỏng cần thiết ra phía trước để khởi đầu lại chu
trình của giai đoạn phun. Sau khi lượng nhựa lấp đầy khoảng trống giữa đầu trục
trôn ốc và đầu phun, đơn vò phun sẽ chuyển động về phía sau, đầu phun cách rời xa
khỏi miệng cuống nối.
Trong giai đoạn này ta sử dụng cơ cấu chấp hành là một xyanh đẩy cụm phun, gọi

là xylanh tiến lùi cụm
d. Giai đoạn nạp nguyên liệu
Sự chế tạo ra vật thể (thành phẩm) khởi đầu với giai đoạn nạp nguyên liệu.
Hình dáng to hay nhỏ của vật thể xác đònh bởi thể tích khối lượng nhựa nạp vào.
Trục trôn ốc quay xung quanh trục của chính nó, các vòng xoắn quay theo kéo
nguyên liệu từ trên phễu vào bên trong xylanh và cũng chính trục trôn ốc đẩy dần
nguyên liệu ra phía trước. Sự chuyển động thụt lùi của trục trôn ốc tạo ra lực dồn
nén tác động trực tiếp vào hiện tượng chảy lỏng của khối nguyên liệu. Trục trôn ốc
sẽ ngừng quay khi thể tích khối nguyên liệu đạt đến lượng cần thiết nơi vùng đầu
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương


Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 6
mũi của nó. Khoảng cách nạp nguyên liệu dài nhất của trục trôn ốc không được lớn
hơn 4D (4 lần lớn hơn bán kính của trục trôn ốc). Nếu khoảng cách này lớn hơn 4D
sẽ xảy ra hiện tượng sai phạm trong quá trình gia công, ví dụ : Hiện tượng bọt khí
nổi trên bề mặt của thành phẩm. Nguyên nhân do trong lúc nạp nguyên liệu không
khí cũng được kéo theo vào bên trong cùng với nguyên liệu. Mặt khác khoảng cách
nạp nguyên liệu cũng không được nhỏ hơn 1D để kéo dài thời gian không được sử
dụng của khối nguyên liệu. Nếu thời gian này quá dài nhựa lỏng sẽ bò đốt cháy bên
trong xylanh, tạo ra nhiều gợn đen trên bề mặt của thành phẩm.

Hình 1.7:
Hình 1. 7: Khoảng cách nạp liệu được sử dụng
Vậy giai đoạn này ta dùng cơ cấu chấp hành là 1 motor thuỷ lực.
e. Giai đoạn tách rời sản phẩm
Sau khi giai đoạn làm nguội chấm dứt, khuôn mở ra thành phẩm được tách rời
khỏi khuôn bởi hệ thống đinh dẩy. Sau đó khuôn đóng lại, đơn vò phun bắt đầu
chuyển động về phía trước đưa đầu phun áp sát vào miệng cuống nối của khuôn và
chu kỳ phun khởi đầu lại từ đầu.

Giai đoạn này ta sử dụng cơ cấu chấp hành là một xylanh thuỷ lực đẩy sản phẩm
tách rời khỏi khn
1.2.4 Điều chỉnh máy ép phun
Bốn yếu tố sau đây của trò số điều chỉnh xác đònh chất lượng của một thành
phẩm :
1.Nhiệt độ (nhiệt độ của khối lượng nhựa và nhiệt độ của khuôn)
2.Thời gian (phun, áp suất sau khi phun, làm nguội và chu kỳ)
3.Áp suất (phun, sau khi phun,dồn ứ và áp suất bên trong khuôn)
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương


Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 7
4.Vận tốc (phun, vòng quay của trục trôn ốc).
Những trò số điều chỉnh nói trên lệ thuộc vào :
- Nhóm (họ) của chất dẻo đưọc sử dụng
- Máy ép phun được sử dụng
- Khuôn được sử dụng
Những trò số này lệ thuộc rất nhiều vào các cơ phận điều khiển tự động của
máy được sử dụng, ví dụ: hệ thống kiểm soát và điều chỉnh (nhiệt độ, thời gian
chuẩn đònh và các cơ phận thuộc về hệ thống thủy lực). Tất cả những trò số chuẩn
đònh được ghi lại trong một bảng ghi nhớ hay bằng tấm cát điều chỉnh và có thể
nhanh chóng điều chỉnh lại các tiến trình hoạt động của máy nếu có sự cố không
đồng bộ hay va chạm mạnh của khuôn xảy ra. Đối với các loại máy đẩy được điều
khiển bởi các chương trình và mạch vi tính (micro processor) các trò số chuẩn đònh
được ghi vào trung tâm điều khiển thông qua các bộ phận ngoại vi như bàn phím
và các tiến trình được theo dõi qua màn hình, các báo cáo về số liệu cũng như kết
quả sẽ được in ra giấy và có thể lưu trữ bằng băng từ, đóa cứng,
1.2.5 Vận hành sản xuất trên máy ép phun (bằng tay - bán tự động - tự động)
Hiện nay hầu hết các máy ép phun đều sử dụng bộ điều khiển bằng màn hình
trên máy, do đó các thông số cần điều chỉnh đều thể hiện trên màn hình. Các

điều cần chú ý khi vận hành máy :
- Kiểm tra các thiết bò phụ trợ đã gắn đủ chưa, có hoạt động tốt không.
- Kiểm tra các đường nước làm mát khuôn, dầu đã bắt chắc chắn chưa
- Kiểm tra nhiệt xylanh, nhiệt khuôn (nếu có) đã đủ chưa
- Kiểm tra và vệ sinh trong khuôn (có vật lạ trong khuôn không)
Các chế độ vận hành :
- Vận hành bằng tay (MANULL): Điều kiện nhiệt độ khuôn, nhiệt độ
xylanh đã đủ > ấn nút khởi động motor (MOTORON) (trên màn hình
các nút đều có ký hiệu của từng mục đích). Muốn máy họat động ở phần
nào thì dùng tay ấn vào nút đó trên màn hình, máy sẽ hoạt động theo
phần đó.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương


Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 8
- Vận hành bán tự động : ấn nút SENIAUTO, sau đó mỗi chu kỳ làm việc
phải đóng cửa an toàn phía trước máy mới hoạt động ở chu kỳ tiếp theo.
Ỏû chế độ này cửa an toàn phía sau mở thì máy cũng không hoạt động.
- Vận hành tự động : ấn nút AUTO, nút này máy sẽ hoạt động tự động hòan
toàn theo các thông số trước đó người vận hành đã cái đặt (trong trường
hợp này khi mở khuôn sản phẩm và đuôi keo tự rớt - cửa an toàn phía
trước và sau đều đóng)
Chú ý : Khi chọn chế độ hoạt động cho máy chỉ chọn một trong ba chế độ trên
máy thì máy mới hoạt động. Trong sản xuất, dù máy có hoạt động ở chế độ nào thì
cũng cần có người giám sát tránh bò dính sản phẩm, đuôi keo làm hư khuôn. Vì vậy
tuyệt đối không được bỏ máy đi làm việc khác (khi đã được phân công coi máy).
1.3. CẤU TẠO MÁY ÉP PHUN VÀ QUY TRÌNH VẬN HÀNH MÁY
Máy ép phun thực hiện chu trình (không liện tục) gia công vật thể chất dẻo từ
nguyên liệu dưới dạng bột hoặc hạt. Nhiệt được cung cấp từ các vòng băng điện trở
bọc ngoài thành xylanh sẽ nấu chảy hạt nhựa, hệ thống thủy lực đẩy trục trôn ốc

tònh tiến về phía trước, nhựa nóng chảy được nạp theo lượng nhất đònh vào hốc
khuôn, kế đến trục trôn ốc khởi động quay xung quanh trục của nó tạo nên áp suất
thật cao ép nhựa nóng chảy áp chặt vào bề mặt hốc khuôn. Hệ thống thủy lực đẩy
đơn vò ép phun lùi về phía sau, hệ thống thủy lực đơn vò đóng mở kéo phần nữa
khuôn di chuyển rời xa khỏi phần nữa kia và thành phẩm được tách rời khỏi khuôn.
Thông thường một máy ép phun gồm có bốn phần quan trọng chủ yếu sau đây: Đơn
vò đóng mở, đơn vò ép phun và bệ máy với hệ thống thủy lực bên trong khởi động
cho hai đơn vò nói trên và cuối cùng hệ thống kiểm soát điều khiển toàn bộ các
tiến trình ép phun. Hệ thống kiểm soát này gồm các tủ điện điều khiển và những
chương trình phần mềm cùng với các ứng dụng của máy vi tính đóng vai trò cầu nối
giúp cho công việc của người điều khiển và kiểm soát hoạt động của máy ép phun
được dễ dàng hơn.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương


Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 9

Hình 1. 8: Hình dáng một máy ép phun có trục nằm ngang

Hình 1. 9: Các dạng cấu trúc khác nhau của máy ép phun
a)Đơn vò phun nằm ngang, đơn vò đóng mở thẳng đứng.
b)Đơn vò phun và đơn vò đóng mở cùng nằm trên trục nằm ngang.
c)Đơn vò phun và đơn vò đóng mở cùng nằm trên trục thẳng đứng.
Máy ép phun có cấu tạo chung gồm các hệ thống như trên hình vẽ sau :

Hình 1. 10: Các hệ thống trên máy ép phun
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương


Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 10

1.3.1. Hệ thống hỗ trợ ép phun
Là hệ thống giúp vận hành máy ép phun. Bao gồm 4 hệ thống nhỏ :
- Thân máy ( Frame)
- Hệ thống thủy lực ( Hydraulic system)
- Hệ thống điện ( Electrical )
- Hệ thống làm nguội ( Cooling system)
- Nhiệm vụ : Giữ khuôn, đóng và mở khuôn, tạo kháng lực giữ khuôn, hoàn tất
công việc tách rời thành phẩm ra khỏi khuôn. Lực đóng được tạo ra bởi hệ thống cơ
lực hay thủy lực thông qua hệ thống xylanh thủy lực.
- Cấu trúc và chi tiết hoạt động của đơn vò đóng mở :
Hai phần nửa của khuôn được đặt vào chính giữa hai lỗ khoan hướng tâm nằm
đối xứng trên hai tấm giữ khuôn trên mặt có những lỗ khoan đối xứng để bắt ốc giữ
khuôn. Hai tấm giữ này một phần cố đònh, phần còn lại chuyển động được tựa trên
4 thanh hình trụ nằm ngang, hay thẳng đứng tùy theo dạng máy. Lực khởi động tiến
trình đóng mở được tạo ra bởi hệ thống thuỷ lực, thông qua một đòn bẩy có dạng
khủy tay sẽ đẩy phần nửa tấm lót có mang một nửa khuôn chuyển động tới lui (hay
lên xuống) dọc theo 4 trục đònh hướng. Đòn bẩy khủy chân chuyển động tạo nên
tiến trình đóng mở của khuôn. Người ta phân biệt hai loại đơn vò đóng mở khác
nhau: Hoạt động bằng thủy lực thông qua hệ thống cơ học và trực tiếp bằng hệ
thống thủy lực (xy-lanh).
- Đơn vò đóng mở của máy ép phun ngoài nhiệm vụ đóng mở còn có thêm
nhiệm vụ tạo lực tác động đóng kín hai phần nửa của khuôn lại với nhau, lực đóng
kín này không được lớn hơn 80% công suất và phải luôn luôn lớn hơn áp suất bên
trong hốc khuôn do trục trôn ốc tạo nên.
+) Thân máy: Liên kết các hệ thống trên máy lại với nhau
+) Hệ thống thủy lực: Cung cấp lực để đóng và mở khn, tạo ra và duy trì lực
kẹp, làm cho trục vít quay và chuyển động tới lui, tạo lực cho chốt đẩy và sự trượt
của lõi mặt bên. Hệ thống này bao gồm bơm, motor,các xylanh hệ thống ống, thùng
chứa dầu…
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương

Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 11

Hình 1. 11: Đơn vị đóng mở khn
a) Đơn vị đóng mở trực tiếp bằng thuỷ lực
b) Hệ thống thủy lực nằm bên trong bệ máy
c) Tấm giữ khuôn gắn vào 4 thanh trụ dẫn hướng.

Hình 1. 12: Cấu tạo của một đơn vò đóng mở
1) Khuôn 2) Tấm lót hướng tâm 3) Tấm giữ khuôn cố đònh
4) Lỗ khoang hướng tâm 5) Tấm giữ khuôn di chuyển 6) Bệ máy
+) Hệ thống điện: Cấp nguồn cho motor điện (electric motor), các van phân
phối và hệ thống điều khiển cho khang chứa vật liệu nhờ các băng nhiệt (heater
band) và đảm bảo sự an tồn điện cho người vận hành máy bằng các cơng tắc. Hệ
thống này gồm tủ điện (electric power cabiner) và hệ thống dây dẫn.
+) Hệ thống làm nguội: Cung cấp nước hay dung dịch ethyleneglycol, để làm
nguội khn, dầu thủy lực và ngăn khơng cho nhựa thơ ở cuống phễu (feed throat)
bị nóng chảy. Vì khi nhựa ở cuống phễu bị nóng chảy thì phần nhựa thơ phía trên
khó chảy vào khoang chứa liệu. Nhiệt trao đổi cho dầu thủy lực vào khoảng 90-
120
0
F. Bộ điều khiển nhiệt nước cung cấp một lượng nhiệt, áp suất, dòng chảy thích
hợp để làm nguội nhựa nóng trong khn.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương


Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 12

1.3.2. Hệ thống phun :

Hệ thống phun làm nhiệm vụ đưa nhựa vào khuôn thông qua các quá trình
cấp nhựa, nén, khử khí, làm chảy, phun nhựa lỏng và định hình sản phẩm. Hệ
thống này gồm có các bộ phận :
- Phễu cấp liệu (hopper)
- Khoang chứa liệu (barrel)
- Các băng gia nhiệt (heater band)
- Trục vít (screw)
- Bộ hồi tự hở (non-return Assembly)
- Vòi phun (nozzle)

Hình 1. 13: Hệ thống phun
+) Phễu cấp liệu: Chứa vật liệu nhựa dạng viên để cấp vào khoang trộn
+) Khoang chứa liệu: Chứa nhựa và để vít trộn di chuyển qua lại bên trong
nó. Khoang trộn được gia nhiệt nhờ các băng cấp nhiệt. Nhiệt độ xung quanh
khoang chứa liệu cung cấp từ 20 đến 30 % nhiệt độ cần thiết để làm chảy lỏng
vật liệu nhựa.
+) Băng gia nhiệt: Giúp duy trì nhiệt độ khoang chứa để nhựa bên trong
khoang luôn ở trạng thái chảy dẻo. Thông thường, trên một máy ép nhựa có thể
có nhiều băng gia nhiệt (≥3 băng) được lắp đặt với các nhiệt độ khác nhau để
tạo ra các vùng nhiệt độ thích hợp cho quá trình ép phun
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương


Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 13

Hình 1. 14: Băng gia nhiệt
+) Trục vít : Có chức năng nén, làm chảy dẻo và tạo áp lực để đẩy nhựa chảy
dẻo vào lòng khuôn

Hình 1. 15: Cấu tạo trục vít máy ép phun

+) Bộ hồi tự hở (non-return Assembly): Bộ phận này gồm vòng chắn hình
nêm, đầu trục vít .Chức năng của nó là tạo ra dòng nhựa bắn vào khuôn

Hình 1. 16: Bộ hồi tự hở
Khi trục vít lùi về (trục vít quay trong quá trình nạp liệu) thì vòng chắn hình nêm
di chuyển về hướng phễu và cho phép nhựa chảy về trước đầu trục vít. Còn khi trục
vít di chuyển về phía trước thì vòng chắn hình nêm sẽ di chuyển về hướng vòi phun
và đóng kín với seat không cho nhựa chảy ngược về sau.

Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương


Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 14

Hình 1. 17: Các loại bộ hồi tự hở
+) Vòi phun: có chức năng nối khoang trộn với cuống phun và phải có hình
dạng đảm bảo bịt kín khoảng trộn và khuôn. Nhiệt độ ở vòi phun nên được lắp đặt
lớn hơn hoặc bằng nhiệt độ chảy của vật liệu. Trong quá trình phun nhựa lỏng vào
khuôn, vòi phun phải thẳng hàng với bạc cuống phun và đầu vòi phun nén được lắp
kín với phần lõm của bạc cuống phun thông qua vòng định vị để
đảm bảo nhựa
không bị phun ra ngoài và tránh mất áp.


Hình 1. 18: Vị trí vòi phun trong 1 hệ thống phun
Có nhiều loại vòi phun khác nhau ,tùy vào từng trường hợp ứng dụng cụ
thể mà ta dùng loại vòi phun nào cho thích hợp. Thông thường người ta quan
tâm đến một số thông số như :
+ Đường kính lỗ phun của đầu vòi phun phải nhỏ hơn đường kính lỗ của bạc
cuống phun một chút ( khoảng 0,125 - 0,75 mm ) để cuống phun dễ thoát ra

ngoài và tránh cản dòng
+ Chiều dài của vòi phun nên dài hơn chiều sâu của bạc cuống phun
+ Đô côn tùy thuộc vào vật liệu phun


Hình 1. 19: Vòi phun
1.3.3. Hệ thống kẹp
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương


Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 15
Có chức năng đóng, mở khuôn, tạo lực kẹp giữ khuôn trong quá trình làm
nguội và đẩy sản phẩm ra thoát khỏi khuôn khi kết thúc một chu kỳ ép phun.
Hệ thống này gồm các bộ phận :
- Cụm đẩy của máy (Machine ejector)
- Cụm kìm (Clamp cylindero)
- Tấm di động (moverable platen)
- Tấm cố định (Stationary platen)
- Những thanh nối (Tie bars)


Hình 1. 20: Hệ thống kẹp
+) Cụm đẩy của máy (Machine ejector) : Gồm xilanh thủy lực, tấm đẩy và cần
đẩy. Chúng có chức năng tạo ra lực đẩy tác động vào tấm đẩy trên khuôn để đẩy sản
phẩm rời khỏi khuôn.
+) Cụm kìm (Clamp cylindero) : thường có 2 loại chính, đó là loại dùng cơ cấu
khuỷu và loại dùng các xilanh thủy lực. Hệ thống này có chức năng cung cấp lực để
đóng mở khuôn và giữ để khuôn đóng trong suốt quá trình phun.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS. Trần Khánh Dương

Trần Ngọc Dược – MSSV: 20100165 16


Hình 1. 21: Cơ cấu khuỷu
+) Tấm di động (moverable platen): Là một tấm thép lớn với bề mặt có nhiều
lỗ thông với tấm di động của khuôn. Chính nhờ các lỗ thông này mà cần đẩy có
thể tác động lực đẩy trên khuôn. Ngoài ra, trên tấm di động còn có các lổ ren để
kẹp tấm di động của khuôn. Tấm này di chuyển tới lui dọc theo 4 thanh nối trong
quá trình ép phun.