Nghiên cứu, nâng cấp hệ thống điều khiển dây chuyền sản xuất gạch không nung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
NGYỄN QUỐC THÀNH

---------------------------------------

NGUYỄN QUỐC THÀNH
`

ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

NGHIÊN CỨU, NÂNG CẤP HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DÂY CHUYỀN
SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

KHÓA 2010 - 2011

Hà Nội - 2011


MỤC LỤC
T
3

Lời cam đoan .....................................................................................................................
T
3

3T

Danh mục bảng biểu ..........................................................................................................
T
3

3T

Danh mục các hình vẽ .......................................................................................................
T
3

3T

Lời nói đầu ...................................................................................................................... -1T
3

3T

T
3

CHƯƠNG 1 Tổng quan về Nhà máy – Dây chuyền sản xuất gạch không nung................ -3T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

3T

T
3

1.1 - Tổng quan về Nhà máy gạch Block .................................................................. -3T
3

1.2 - Tổng quan về dây chuyền sản xuất gạch không nung. ....................................... -3T
3

1.2.1 Khái niệm: ................................................................................................. -3T
3

1.2.2 Sơ đồ công nghệ dây chuyền sản xuất gạch không nung ............................. -4T

3

1.2.3 Các chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm gạch không nung.................................. -5T
3

1.2.4 So sánh giữa gạch nung và gạch không nung. ............................................. -6T
3

1.2.5 Các cơ cấu trong dây chuyền sản xuất gạch không nung: ............................ -7-

CHƯƠNG 2 Phân tích hệ thống điều khiển dây chuyền gạch khơng nung .................... -22T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

3T

T
3

2.1– Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển ................................................................. -22T
3

2.1.1 Máy tính điều khiển................................................................................. -23T
3

2.1.2 Thiết bị điều khiển ................................................................................... -23T
3

2.1.3 Thiết bị cấp trường ................................................................................... -27T
3

2.1.4 Lưu đồ thuật toán của hệ thống điều khiển................................................ -28T
3

2.2 Phân tích hệ thống điều khiển ................................................................................. -29T
3

2.2.1 Hệ thống định lượng ................................................................................ -29-

T
3

3T

T
3

T
3

T
3

T
3

2.2.2 Hệ thống cấp liệu.................................................................................... -313T

T
3

2.2.3 Hệ thống cấp xi măng và bơm nước ........................................................ -322.2.4 Hệ thống máy trộn liệu ........................................................................... -35T
3

2.2.5 Hệ thống điều khiển của máy ép, cấp liệu đáy, liệu mặt ........................... -36T
3

2.2.6 Hệ thống vận chuyển sản phẩm ................................................................ -38T
3

CHƯƠNG 3 – Phân tích nâng cấp hệ thống .................................................................. - 43T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

3.1 Xây dựng mơ hình hệ thống điều khiển. ........................................................... -43T
3

3.1.1 Mục đích. ................................................................................................. -43T
3

3.1.2 Lựa chọn phương án. ................................................................................ -43T
3

3.1.3 Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển. .......................................................... -47T
3


T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

3.2 Khắc phục bề mặt sản phẩm. ............................................................................ -63T
3

3.2.1 Xác định nguyên nhân .............................................................................. -63T
3

3.2.2 Xác định phương án ................................................................................. -64T
3

3.2.3 Phương án thiết kế Cơ cấu đảo palet ......................................................... -64T
3

3.2.4 Hệ thống chổi quét ................................................................................... -67T
3

3.2.5 Phương án xử lý bia via trên sản phẩm. .................................................... -69T
3

3.3 Lưu đồ thuật toán khi thêm cơ cấu chổi quét và đảo palet. ................................ -71T
3

3.4 Xây dựng mơ hình giao diện người máy ( HMI) ............................................... -72T
3

3.4.1 Khái niệm về HMI ................................................................................... -72T
3

3.4.2 Chức năng của màn hình HMI .................................................................. -72T
3

3.4.3 Lựa chọn chức năng điều khiển trên màn hình HMI ................................. -72T
3

3.4.4 Xây dựng giao diện hệ thống .................................................................... -74T
3

Kết Luận ....................................................................................................................... -88T
3

3T

T
3

Phụ lục .............................................................................................................................-89 U
T
3

T
3
U

T
3

Chương 1

Tổng quan về dây chuyền sản xuất gạch không nung

Lời nói đầu
T
1

Trong những năm vừa qua, tốc độ đơ thị hóa ở nước ta diễn ra ngày một
mạnh mẽ. Theo số liệu thống kê của Vụ kiến trúc Quy hoạch xây dựng (Bộ xây
dựng), tốc độ đơ thị hóa của Việt Nam tăng mạnh, tỷ lệ đơ thị hóa năm 1999 là
23,6%, năm 2004 là 25,8%, dự báo năm 2011 sẽ tăng lên khoảng 33% và đến 2015
sẽ đạt 45%. Nhu cầu vật liệu xây dựng nói chung và gạch xây nói riêng cho các
cơng trình là hết sức lớn. Những năm gần đây, mức tiêu thụ gạch xây toàn quốc vào
khoảng 20 tỷ viên/năm. Dự báo đến năm 2020, nhu cầu sẽ tăng vào khoảng 42 tỷ
viên/năm, cao gấp đôi so với mức tiêu thụ hiện nay. Nếu toàn bộ nhu cầu về gạch
xây dựng đều tập trung vào sử dụng gạch đất sét nung thì sau 10 năm nữa, chúng ta
sẽ phải đào đi gần 1 tỷ m3 đất sét mà phần lớn xâm phạm vào đất canh tác. Điều này
P

P

sẽ làm ảnh hưởng nghiêm trọng tới việc phát triển nông nghiệp của đất nước.
Không những thế, quá trình nung sản phẩm gạch truyền thống cùng làm tiêu tốn
nhiều nhiên liệu, đặc biệt là than đá, quá trình này lại thải ra mơi trường một lượng
lớn khí độc hại không chỉ ảnh hưởng tới môi trường, sức khỏe con người mà còn
làm giảm năng suất cây trồng. Bởi vậy việc phát triển gạch không nung để từng
bước thay thế gạch đất sét nung là hết sức cần thiết và cấp bách.
Trên thế giới tỷ lệ sử dụng vật liệu không nung chiếm tới 70% thị phần.
Nhưng hiện nay ở nước ta tỷ lệ sử dụng vật liệu này lại rất thấp. Trong khi đó Nhà

nước ta đang có chủ trương hạn chế sản xuất gạch đất sét nung, xóa bỏ các lị gạch
thủ cơng nhằm giảm ơ nhiễm môi trường, giảm tiêu hao năng lượng như than,
củi..đặc biệt là làm giảm tiêu tốn tài nguyên thiên nhiên là đất canh tác , do vậy cần
khuyến khích phát triển sản xuất và ứng dụng vật liệu không nung vào xây dựng.
Mục tiêu phấn đấu đến 2020, sản lượng gạch không nung chiếm 50% tổng sản
lượng gạch xây ở Việt Nam.
Trong giai đoạn hiện nay, cùng với quá trình phát triển kinh tế của đất nước
là sự phát triển mạnh mẽ của các Công ty, doanh nghiệp, các tổ chức chính trị xã
hội và đời sống nhân dân ngày càng được nâng cao. Hệ quả của quá trình này là nhu
cầu xây dựng cơng trình kiến trúc, văn hóa, khách sạn, các trụ sở văn phòng, khu
-1-


Chương 1

Tổng quan về dây chuyền sản xuất gạch không nung

biệt thự và nhà ở là rất lớn. Cùng với sự gia tăng dân số và q trình đơ thị hóa, nhu
cầu về nhà ở chung cư ngày càng được đặt ra một cách bức thiết.
Chính vì vậy, nhu cầu về vật liệu xây dựng ngày càng gia tăng, đặc biệt là
các loại vật liệu khơng nung có chất lượng cao, đáp ứng được yêu cầu về độ bền, độ
chịu nhiệt, cách âm, cách nhiệt. Trong những năm tới, nhu cầu về các loại nguyên
liệu vật liệu xây dựng sẽ tăng cao không chỉ về số lượng mà cả chất lượng, kiểu
dáng, màu sắc …đặc biệt là phải phù hợp với điều kiện khí hậu nhiệt đới nóng ẩm,
thời tiết khắc nghiệt của Việt Nam.
Đề tài “ Nghiên cứu, nâng cấp hệ thống điều khiển dây chuyền sản xuất gạch
không nung” để đáp ứng nhu cầu đặt ra ở trên.
Tác giả xin chân thành gửi lời cảm ơn tới thầy hướng dẫn TS Nguyễn Huy
Phương người đã tạo điều kiện và tận tình hướng dẫn tác giả trong quá trình thực
hiện đề tài.

-2-


Chương 1

Tổng quan về dây chuyền sản xuất gạch không nung

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY VÀ DÂY CHUYỀN
SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG
1.1 - Tổng quan về Nhà máy gạch Block
Nhà máy Gạch Block được là đơn vị thành viên của Công ty Trách Nhiệm
Hữu Hạn Nhà Nước Một Thành Viên Cơ Điện Cơng Trình nằm trên địa bàn Phố sài
Đồng- Long Biên – Hà Nội. Nhà máy thành lập năm 1998 trên diện tích 10.000m2
P

với qui mơ gồm có 150m2 nhà điều hành, 1000m2 nhà xưởng sản xuất và 1500m2
P

P

P

P

P

P

P

kho chứa nguyên vật liệu , thành phẩm và 5000m2 sân bãi.
P

P

Dây chuyền sản xuất gạch không nung được lắp đặt và hoàn thành tháng 10
năm 1998 với công suất 700m2 sản phẩm / 1 ca. Đây là một trong những dây
P

P

chuyền được coi là hiện đại nhất vào thời điểm đó, và sản phẩm đầu tiên được được
ra đời vào ngày 12 tháng 10 năm 1998, cho đến nay sản phẩm gạch không nung của
Nhà máy đã được khẳng định trên thị trường.
1.2 - Tổng quan về dây chuyền sản xuất gạch không nung.
1.2.1 Khái niệm:
+ Khái niệm về dây chuyền sản xuất gạch không nung: Dây chuyền sản xuất
gạch không nung là thiết bị sản xuất ra loại gạch mà sau ngun cơng định hình thì
tự đóng rắn đạt các chỉ số về cơ học như cường độ nén, uốn, độ hút nước... mà
không cần qua nhiệt độ, khơng phải sử dụng nhiệt để nung nóng đỏ viên gạch nhằm
tăng độ bền của viên gạch. Độ bền của viên gạch không nung được gia tăng
nhờ lực ép hoặc rung hoặc cả ép lẫn rung lên viên gạch và thành phần kết dính của
chúng.
+ Khái niệm về sản phẩm gạch không nung: Gạch không nung là loại gạch xây,
sau khi được tạo hình thì tự đóng rắn đặt các chỉ số về cơ học như: Cường độ nén,
uốn, độ hút nước… mà không cần qua nhiệt độ. Độ bền của viên gạch được gia tăng
nhờ lực ép hoặc rung hoặc cả ép lẫn rung lên viên gạch và thành phần kết dính của
chúng.Về bản chất của sự liên kết tạo hình, gạch khơng nung khác hản gạch đất

-3-


Chương 1

Tổng quan về dây chuyền sản xuất gạch không nung

nung. Q trình sử dụng gạch khơng nung, do các phản ứng hố đá của nó trong
hỗn hợp tạo gạch sẽ tăng dần độ bền theo thời gian. Tất cả các tổng kết và thử
nghiệm trên đã được cấp giấy chứng nhận: Độ bền, độ rắn viên gạch không nung tốt
hơn gạch đất sét nung đỏ và đã được kiểm chứng ở tất cả các nước trên thế giới:
Mỹ, Đức, Trung Quốc, Nhật Bản,...
1.2.2 Sơ đồ công nghệ dây chuyền sản xuất gạch khơng nung
BÃI VẬT LIỆU

XE XÚC
SI LƠ XI MĂNG

PHỄU CHỨA LIỆU

CÂN ĐỊNH LƯỢNG

XE SKIP

NƯỚC ( Đ.LƯỢNG )

MÁY TRỘN 1

HỘP LIỆU

NẠP LIỆU VÀO KHUÔN 1

PHỐI LIỆU MẶT

ÉP RUNG TẠO HÌNH LẦN 1

MÁY TRỘN 2

NẠP LIỆU VÀO KHN 2

ÉP RUNG TẠO HÌNH LẦN 2

SẢN PHẨM

(Hình 1.1- Sơ đồ dây chuyền công nhệ sản xuất gạch không nung )
-4-


Chương 1

Tổng quan về dây chuyền sản xuất gạch không nung

Thuyết minh sơ đồ công nghệ : Nguyên vật liệu đầu vào như Cát vàng, cát mịn,
đá, mạt , được đưa vào phễu chứa liệu bằng xe xúc, Xi măng được bơm bào Si lơ
sau đó các ngun vật liệu được cân định lượng theo tỷ lệ đặt và được xe Skip vận
chuyển lên máy trộn, máy trộn sẽ trộn nguyên vật liệu khô theo thời gian đặt, khi
thời gian trộn khô kết thúc, nước được định lượng bơm vào máy trộn , chế độ trộn
ướt kết thúc, máy trộn sẽ mở cửa để xả liệu xuống hộp liệu, hộp liệu này sẽ nạp vào
khuôn lần 1 xong máy ép rung bắt đầu làm việc để tạo hình gạch quá trình này kết

thúc, hệ thống khn được nâng lên và q trình nạp liệu mặt vào khn lần 2 được
thực hiện, quá trình này kết thúc, máy ép rung làm việc, khi q trình này kết thúc
khn được nâng lên và sản phẩm được đưa ra băng tải chuyển đến kho thành
phẩm, kết thúc một chu trình làm việc.
1.2.3 Các chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm gạch không nung.
STT Loại gạch

1

2

3

Gạch lát hè

Gạch Block xây
có lỗ

Gạch Block xây
đặc

Kích thước ( mm ) Cường độ (MPA ) Trọng lượng ( kg )
112,5 x 225 x 60

200 – 35 – 45

3.4 – 3.6 – 3.8

100 x 200 x 60

200 – 35 – 45

2.8 – 3.0 – 3.2

137 x 200 x 60

200 – 35 – 45

3.7 – 3.9 – 4.1

200 x 165 x 60

200 – 35 – 45

3.8 – 4.0 – 4.2

115 x 225 x 80

200 – 35 – 45

4.6

120 x 200 x 60

20

2.4

80 x 80 x 60

20

0.9

300 x 300 x 60

20

13.5

70 x 190 x 390

7.5 – 10-12-15

6.5 - 6.7 - 7.0 - 7.3

90 x 190 x 390

7.5 – 10-12-15

9.0 – 9.2 – 9.5 – 9.8

140 x 190 x 390

7.5 – 10-12-15

14.5 – 14.7-15-15.3

190 x 190 x 390

7.5 – 10-12-15

16.5 - 16.8 - 17-17.2

70 x 190 x 390

7.5 – 10-12-15

12 – 12.3 – 12.5 -12.8

90 x 190 x 390

7.5 – 10-12-15

14.2 – 14.5 – 14.8 -15

140 x 190 x 390

7.5 – 10-12-15

22.7 – 23 – 23.5 – 24

7.5 – 10-12-15

32.6 – 33 – 33.4 -34

190 x 190 x 390

( Bảng 1.1 - Các chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm gạch không nung )
-5-

Chương 1

Tổng quan về dây chuyền sản xuất gạch không nung

1.2.4 - So sánh giữa gạch nung và gạch không nung.
Ưu điểm của gạch
không nung so với gạch
nung

STT

Nội dung

Gạch đất sét nung

Gạch không
nung

1

Vật liệu sản xuất

Đất sét, than,
nước

Cát, xi măng,
đá

Tốt cho môi trường
không gây ô nhiễm

2

Tỷ trọng(kg/m )

1800 ( gạch đặc )

1600

Nhẹ hơn, giảm kết cấu
móng và kích thước cột,
dầm, xà

3

Số lượng ( viên )

5,2 Viên

1 Viên

5,2 viên gạch nung = 1
viên gạch không nung

4

Trọng lượng ( kg )

5 viên > 10 kg

5

3
P

P

Số viên gạch được
xây / 1m2 ( tường
≤ 11, 33 )
P

7

9

64 Viên

-

15 viên

-

110 viên

-

28 viên

- 221 kg
- 437 kg

P

Dẫn nhiệt
(W/m.oC)
P

8

-

P

Trọng lượng trên
một m2 tường xây
6
(kg); (tường 10, 20
cả vữa xây và trát)
P

5 viên gạch thường đã
1 viên = 10kg xây có trọng lượng nặng
hơn 1 gạch khơng nung

(Tính theo gạch
đặc)

0.814

- 176 kg
- 350 kg

Giảm trọng lượng tường,
nên giảm tải kết cấu rất
nhiều

0.174

Cách nhiệt tốt hơn, giảm
chi phí điện cho máy
điều hòa

40

Cách âm tốt hơn, giảm
ồn do các thiết bị bên
ngoài gây nên

>4 giờ

Thời gian chống cháy
lâu giúp việc sơ tán
người và đồ vật an toàn
khi xảy ra hoả hoạn

P

Cách âm (db)

Chống cháy

28

1-2 giờ

-6-

Giảm thao tác thực hiện
xây, rút ngắn thời gian
thi công. Xây nhanh
nhanh hơn, dễ dàng di
chuyển giảm thời gian
thừa.


Chương 1

Tổng quan về dây chuyền sản xuất gạch không nung

10

Độ chính xác
chiều dài, rộng và
cao gạch (mm)

11

Độ co ngót
(mm/m)

Khơng tiêu chuẩn

0.65

12

Độ hút nước
(%theo khối
lượng)

18%

12%

Khó khăn

Dễ dàng

8 – 12

25

±6, ±4 và ±3

Lắp ráp đường điện,
13 nước, đóng đinh lên
tường

14 Tốc độ xây trong
một ca (m2/ca)
P

±4, ±3 và ±3

P

15

Nứt, sứt góc cạnh

5 % – 10 %

<2%

16

Vữa xây, vữa trát

Tiêu chuẩn

Tiêu chuẩn

1.5 – 2.0

1.2 – 1.5 cm

Càng giảm

Càng tăng

17
18

Bề dầy lớp vữa
xây & trát (cm)
Ứng dụng trong
tương lai

Gạch được cắt tự động
bằng máy, nên rất đều,
giảm phần vữa xây và
trát tường.
Giúp các kỹ sư kết cấu
tính tốn chính xác hơn
khi thiết kế
Tường xây sẽ bị thấm ít
hơn, một trong những
yếu tố gây phá hủy
tường
Thao tác nhanh, dễ
dàng
Tốc độ xây nhanh gấp
đôi để hoàn thành tường
Được xếp trên balet vận
chuyển dễ dàng, giảm hư
hỏng
Dùng vữa thơng thường
và dính kết rất tốt do

cùng gốc xi măng
Lớp vữa mỏng hơn, tiết
kiệm vật tư.
Khuynh hướng sử dụng
càng nhiều

( Bảng 1.2 – Bảng so sánh giữa gạch đất sét nung và gạch không nung )
1.2.5 - Các cơ cấu trong dây chuyền sản xuất gạch không nung:
a. Hệ thống phễu chứa liệu
Khái niệm : Trong tất cả các dây chuyền sản xuất đặc biệt là dây chuyền sản xuất
gạch khơng nung, phễu chứa liệu đóng vai trị quan trọng nhằm để chứa và phân
biệt các nguyên vật liệu đầu vào riêng biệt và để cung cấp vật liệu cho dây chuyền
theo yêu cầu.
Phễu chứa liệu được chế tạo từ tôn dày 5mm, được thiết theo dạng côn, các góc
của phễu được ốp thêm thép v50x5x6 để đảm bảo độ cứng và độ bền. Trên cơ cấu
của phễu chứa được thiết kế cơ cấu đóng và xả liệu bằng xi lanh khí nén.

-7-


Chương 1

Tổng quan về dây chuyền sản xuất gạch không nung

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống phu liu:
1

2500

Cỏt vng

Cát mịn

2

2

1700

1700

1

2500

3

4

3

5

4

5
1

2500

éỏ

Mạt

2

2

1700

1700

1

2500

3

4

3

5

4

5

( Hỡnh 1.2 - Cu to h thống phễu chứa liệu )

Cấu tạo :
Cấu tạo của hệ thống phễu chứa liệu về cơ bản bao gồm các thành phần sau:
1. Miệng phễu liệu
2. Thân phễu liệu
3. Đáy phễu liệu
4. Động cơ băng tải
5. Băng tải
+ Thông số kỹ thuật của phễu liệu:
1. Kích thước miệng

: 2500 x 2000 mm

2. Kích thước đáy

: 700 x 500 mm

3. Chất liệu

: Tôn dày δ5m

4. Động cơ

: 3 pha , 380v , 0.75KW
-8-


Chương 1

Tổng quan về dây chuyền sản xuất gạch không nung

Nguyên lý của hệ thống: Nguyên vật liệu được điền vào hệ thống phễu chứa liệu
bằng xe xúc, lúc này băng tải (5) ở trạng thái dừng hoạt động , khi có tín hiệu cấp
liệu từ bộ điều khiển trung tâm tới động cơ (4), động cơ hoạt động kéo theo băng tải
(5) hoạt động, lúc này nguyên vật liệu theo băng tải (5) cấp cho xe skip.
Ưu điểm điểm của hệ thống phễu chứa liệu
-

Kết cấu phễu chứa liệu đơn giản.

-

Gia công, chế tạo, lắp ráp dễ ràng.

-

Dễ ràng thao tác , sử dụng

-

Sửa chữa, bảo dưỡng , thay thế dễ ràng.

Nhận xét:
Với cơ cấu được thiết kế như trên ( hình vẽ 1.2), đây là một trong các phễu
chứa liệu thông dụng nhất hiện nay , cơ cấu đơn giản, gia cơng chế tạo dễ dàng,
q trình thay thế sửa chữa dễ dàng, đảm bảo qui trình kỹ thuật đáp ứng chu trình
hoạt động, phù hợp với mơ hình của dây chuyền sản xuất gạch khơng nung.
b. Hệ thống định lượng.
Khái niệm : Trong tất cả các dây chuyền sản xuất hệ thống định lượng được sử
dụng rất rộng rãi. Đặc biệt trong công nghệ sản xuất ximăng, sản xuất gạch khơng
nung cân định lượng có một vai trò quan trọng nhằm định lượng và vận chuyển

nguyên vật liệu cũng như đảm bảo đúng yêu cầu công nghệ và chất lượng và giá
thành sản phẩm.

-9-


Chương 1

Tổng quan về dây chuyền sản xuất gạch không nung

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống nh lng:

5

4

Cơ Cấu định lượng
6

1

2
3
500

700
1200
( Hỡnh 1.3- cu to ca hệ thống định lượng )
Cấu tạo :
Cấu tạo của hệ thống định lượng về cơ bản bao gồm các thành phần sau:

1 - Phễu chứa
2 - Xi lanh
3 – Cơ cấu cửa xả liệu
4 – Ray trượt
5 - Động cơ
6 – Cân định lượng ( load cell )
+ Thông số kỹ thuật của phễu liệu:
1. Kích thước phễu chứa:
-

Kích thước miệng

: 1200 x 1000 mm

-

Kích thước đáy

: 500 x 300 mm

2. Kiểu Xi lanh

: 28x50x250C
- 10 -


Chương 1

Tổng quan về dây chuyền sản xuất gạch không nung

3. Van điện từ

: JELPC – 2W- 160-15

4. Động cơ

: 2.2KW -380V

5. Loadcell

:

Nguyên lý hoạt động của hệ thống cân định lượng
Hệ thống định lượng trong dây chuyền sản xuất gạch không nung này đang áp
dụng kiểu định lượng khối lượng theo mẻ, do vậy khi muốn sử dụng nguyên vật
liệu loại nào ta sẽ đặt lệnh và hệ thống định lượng sẽ dy chuyển đến phễu chứa
nguyên vật liệu loại đó nhờ cơ cấu động cơ, trên thanh ray có đặt cơng tắc hành
trình tại vị trí để khi cơ cấu định lượng tác động vào thì sẽ dừng lại và cửa xả phễu
liệu mở ra để cấp liệu, trọng lượng của nguyên vật liệu cấp vào hệ thống được xác
định nhờ cảm biến trọng lượng là ( loadcell ), khi nguyên liệu cấp đủ tín hiệu từ
load cell sẽ gửi về bộ điều khiển trung tâm để đóng cửa xả phễu liệu.
Ưu điểm điểm của hệ thống định lượng
-

Kết cấu phễu chứa liệu đơn giản, gọn nhẹ, linh hoạt.

-

Gia công, chế tạo, lắp ráp dễ ràng.

-

Dễ ràng thao tác , sử dụng

-

Sửa chữa, bảo dưỡng , thay thế dễ ràng.

Nhận xét
Đây là hệ thống định lượng theo mẻ do vậy thời gian sẽ kéo dài hơn đồng nghĩa
với việc hiệu quả sẽ kém hơn. Mơ hình hoạt động theo kiểu này chỉ phù hợp với dây
chuyền sản xuất mà nguyên vật liệu đầu vào khác nhau ít. Đối với dây chuyền sản
xuất gạch khơng nung này thì mơ hình định lượng kiểu này là phù hợp vì trong thời
gian hoạt động của nguyên công khác tương ứng với thời gian định lượng, do vậy
mơ hình định lượng kiểu này không làm ảnh hưởng đến các hoạt động khác của chu
trình.

- 11 -


Chương 1

Tổng quan về dây chuyền sản xuất gạch không nung

c. Hệ thống xe Skip.
+ Khái niệm: Trong tất cả các dây chuyền sản xuất đặc biệt là dây chuyền sản xuất
gạch không nung, bộ phận vận chuyển nguyên vật liệu sau khi đã định lượng lên
máy để trộn để tiếp tục q trinh sản xuất đóng vai trị quan trọng , thông thường
được sử dụng hai phương tiện là băng tải cao su và xe skip, ở dây chuyền này ta sử
dụng hệ thống xe skip để vận chuyển nguyên vật liệu.

+ Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống xe Skip.

7 6 5

7 6 5

8

8

Xe Skip 1

Xe Skip 2
3

3

2

2
1

1
2

2

4

4

8

8

(Hình 1.4- Sơ đồ cấu tạo của hệ thống xe skip )
Đối với dây chuyền sản xuất gạch khơng nung này thì sản phẩm ra khơng chỉ
là gạch xây mà còn là các loại gạch lát hè đường, đối với loại gạch lát hè đường
ngoài việc để đảm bảo chất lượng của sản phẩm còn đòi hỏi về đa dạng màu sắc đáp
ứng nhu cầu cảnh quan của nơi công cộng. Do vậy để đáp ứng nhu cầu trên và đảm
bảo giá thành sản phẩm không tăng cấu tạo của gạch lát hè đường được chia làm 2
phần là phần cốt và phần mặt.

- 12 -


Chương 1

Tổng quan về dây chuyền sản xuất gạch không nung

Xuất phát từ nhu cầu trên cấu tạo dây chuyền trong bộ phận cấp liệu phải có
hai bộ phận riêng rẽ, đồng nghĩa với việc phải có hai máy trộn riêng biệt.
Trên ( Hình vẽ 1.4 ) thì xe Skip 1 được dùng để vận chuyển liệu đáy cho máy
trộn 1, xe Skip 2 được dùng để vận chuyển liệu mặt cho máy trộn 2.
Cấu tạo của hệ thống xe skip về cơ bản bao gồm các thành phần sau:
1 - Đường ray
2 - Khung đỡ
3 - Cáp kéo skip
4 - Skip
5 - Động cơ

6 - Hộp số
7 - Tang cuốn cáp
8 – Giới hạn trên và dưới.
Nguyên lý hoạt động
Hệ thống xe skip hoạt động nhờ cơ cấu động cơ, trục động cơ được nối với tang
cuốn cáp qua hộp giảm tốc, cơ cấu này được đặt trên bệ ở phía đỉnh của thanh ray,
khi nhận được tín hiệu từ bộ điều khiển trung tâm cơ cấu này hoạt động tang cuốn
cáp sẽ kéo xe skip theo hướng lên hoặc xuống tùy theo lệnh điều khiển, trên thanh
ray được đặt cơng tắc giới hạn hành trình, khi xe skip tác động vào đó sẽ dừng để
đảm bảo an tồn giới hạn trên hoặc dưới.
Nhận xét:
Trên thực tế hiện nay cơ cấu này được áp dụng nhiều trong lĩnh vực sản xuất bê
tông, gạch không nung. Với cơ cấu này có ưu điểm hơn so với dùng băng tải là nó
khơng q phụ thuộc vào độ dốc do vậy sẽ tiết kiệm được mặt bằng lắp đặt, mặt
khác nó tránh được bụi bẩn, ô nhiễm môi trường do nguyên vật liệu này có nhiều
phần bụi.

- 13 -


Chương 1

Tổng quan về dây chuyền sản xuất gạch không nung

d. Hệ thống Si lô chứa xi măng
Khái niệm: Hệ thống si lô thực chất là một phễu chứa nguyên vật liệu, ở đây si lô
được trang bị thêm một số cơ cấu như bộ sấy để đảm bảo cho nguyên vật liệu luôn
luôn trong trạng thái khô, tránh bị hư hỏng và có cơ cấu vít tải để thực hiện việc
cung cấp nguyên vật liệu khi có yêu cầu.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống si lụ

1

1
SI Lễ XI

SI Lễ XI
MANG éEN
5

MANG TRắNG

3

6

6

3

5
ĐịNH
LƯợNG

4

4
9

ĐịNH

LƯợNG

9

8

8
7

7
2

2

( Hỡnh 1.5- Si lô chứa xi măng )
Cấu tạo của hệ thống si lô về cơ bản bao gồm các thành phần sau:
1 – Si lơ chứa
2

– Khung đỡ

3

- Vít tải

4

- Động cơ

5

– Bộ sấy

6

- Phễu định lượng

7

– Cơ cấu đóng mở cửa xả

8

– Xi lanh

9

- Loadcell
- 14 -


Chương 1

Tổng quan về dây chuyền sản xuất gạch không nung

Nguyên lý hoạt động của Si lô:
Hệ thống Si lô hoạt động nhờ cơ cấu vít tải, trục động cơ được nối với cơ cấu
vít tải. Khi nhận được tín hiệu từ bộ điều khiển, động cơ hoạt động kéo theo vít tải
hoạt động theo và nguyên vật liệu sẽ theo vít tải cấp cho máy trộn, tỷ lệ cấp cho
máy trộn được xác định bởi cảm biến trọng lượng ( loadcell ), khi tỷ lệ đã đủ

loadcell sẽ gửi tín hiệu về bộ điều khiển ra lệnh dừng động cơ.
Nhận xét:
Hệ thống si lô hiện nay được sử dụng rất rộng dãi vì nó mang lại nhiều rất thuận
tiện trong q trình sản xuất và có rất nhiều ưu điểm như sau:
- Giảm giá thành sản phẩm: Do loại nguyên vật liệu này có 2 dạng là loại đóng bao
và loại khơng đóng bao. Vi vậy khi mua ngun vật liệu này ta chỉ cần mua rời rồi
bơm trực tiếp vào si lô chứa.
- Bảo quản dễ dàng, tránh bị ẩm ướt, hư hỏng.
- Hệ thống được sử dụng tự động đảm bảo độ chính xác, khơng mất cơng đoạn bóc
bao xi măng...do vậy tiết kiệm thời gian cung cấp.
e. Băng tải
Khái niệm:
Hệ thống băng tải là thành phần không thể thiếu trong các nhà máy sản xuất
như Nhà máy Xi măng , công ty khai thác than, quặng, Khai thác đá, nhà máy sản
xuất gạch không nung…hệ thống được sử dụng để vận chuyển nguyên vật liệu,
cung cấp nguyên vật liệu sau khi đã được khai thác hoặc cung câp nguyên vật liệu
đầu vào cho qui trinh sản xuất hoặc đưa sản phẩm đến vị trí mong muốn của con
người. Đối với dây chuyền sản xuất gạch block không nung, băng tải được sử dụng
để đưa palet vào vị trí khn và đưa sản phẩm ra sau khi thực hiện cơng đoạn hình
thành sản phẩm.

- 15 -


Chương 1

Tổng quan về dây chuyền sản xuất gạch không nung

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống băng tải

2

3

1

4

5
7
5

6

( Hình 1.6 – Sơ đồ cấu tạo băng tải )
Cấu tạo của hệ thống si lô về cơ bản bao gồm các thành phần sau:
1- Tang chủ động
2- Tang bị động
3- Băng tải
4- Hộp số
5- Bánh răng
6- Động cơ
7- Xích truyền
Nguyên lý hoạt động của băng tải:
Hệ thống băng tải hoạt động nhờ cơ cấu động cơ, trục động cơ được nối với tang
chủ động của băng tải qua hộp giảm tốc. Khi nhận được tín hiệu từ bộ điều khiển
trung tâm động cơ hoạt động làm cho tang chủ động quay theo, tang chủ động quay
làm cho tang bị động quay theo nhờ băng tải cao su ( băng tải cao su lúc này vừa
đóng vai trị là dây đai giữa tang chủ động và tang bị động mặt khác lại đóng vai trị
là cơ cấu chứa nguyên vật liệu ) để thực hiện nhiệm vụ vận chuyển nguyên vật liệu.

- 16 -


Chương 1

Tổng quan về dây chuyền sản xuất gạch không nung

Nhận xét:
Đối với dây chuyền sản xuất gạch không nung việc sử dụng băng tải để đưa
Palet vào vị trí khn và đưa sản phẩm ra vị trí tập kết là hợp lý, đây là hệ thống
được sử dụng rât rộng dãi bởi tính hợp lý với tính chất cơng việc cũng như tính hiệu
quả của hệ thống. hơn nữa đây là hệ thống không phức tạp khi chế tạo, sửa chữa bảo
dưỡng dễ dàng và mang tính ổn định cao.
f. Máy trộn
Khái niệm:
Hệ thống máy trộn là thành phần không thể thiếu trong các nhà máy sản xuất
như Nhà máy sản xuất bê tông , công ty xây dựng, nhà máy sản xuất gạch không
nung… Máy trộn cùng để trộn đều các phối liệu của thành phần như: Cát , đá , Xi
măng, nước , hoặc phụ gia khác theo một cấp phối xác định, đảm bảo mật độ các
chất được đồng đều, đây là khâu khá quan trọng trong cơng nghệ sản xuất gạch
khơng nung vì nó sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm và chi phí.
Để đa dạng hóa màu sắc và tạo tính thẩm mỹ của sản phẩm gạch block không
nung mà đảm bảo giá thành sản phẩm không cao, do vậy trong dây chuyền sản xuất
gạch không nung này đã sử dụng hai máy trộn liệu.
+ Máy trộn cốt liệu đáy ( Máy 1 – M500 )
+ Máy trộn cốt liệu bề mặt ( Máy 2 – M250 )
Máy trộn 1 và máy trộn 2 có nguyên lý như nhau chỉ khác là kích thước buồng
trộn, cánh trộn, động cơ khác nhau.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống máy trộn

+ Cấu tạo:
Cấu tạo của hệ thống máy trộn về cơ bản bao gồm các thành phần sau:
1 – Thùng trộn
2 – Cửa xả liệu
3 – Xi lanh mở cửa xả
4 – Trục nối cánh trộn
5 – Cánh trộn
6 – Cánh đảo liệu
- 17 -


Chương 1

Tổng quan về dây chuyền sản xuất gạch không nung

7 – Động cơ
8 - Hộp số
9 - Cửa nạp liu

máy trộn liệu mặt

máy trộn liệu đáy

9
1

9
4

5

3

6

1
2

4
6

8

5

3

2

8

7

7

( Hỡnh 1.7 Sơ đồ cấu tạo máy trộn liệu )
Nguyên lý hoạt động của máy trộn
Hệ dẫn động của máy trộn gồm có động cơ ( 7 ) và hộp giảm tốc ( 8 ), nối với trục
cánh trộn ( 4 ) . Thùng trộn nằm ngang và có dạng hình khối . Bộ phận cơng tác
gồm trục ( 4 ) có gắn các cánh trộn ( 5 ), phần cuối cánh trộn có lắp các cánh ( 6 )
có thể thay thế được, cửa xả liệu của máy trộn đóng mở nhờ cơ cấu xi lanh khí

nén.Các cánh trộn được bố trí sao cho các dịng vật liệu được nhào trộn mãnh liệt và
đồng đều nhất.
Nhận xét :
Máy trộn này là dạng máy trộn làm việc theo kiểu cưỡng bức theo chu kỳ, phía
bên trong máy trộn được lót bằng một lớp kim loại chống mài mòn và bảo vệ thùng
trộn, các tấm này có thể tháo ra và thay thể được nên rất thuận tiện trong quá trình
bảo dưỡng và làm dự phòng. Cửa xả liệu được thiết kế điều khiển bằng một xi lanh
khí nén tự động đóng và mở. Nắp máy trộn được làm bằng vật liệu phi kim loại (

- 18 -


Chương 1

Tổng quan về dây chuyền sản xuất gạch không nung

hỗn hợp chất dẻo ép ) rất nhẹ để tạo điều kiện thuận lợi cho người công nhân thao
tác nhẹ nhàng khi vệ sinh máy.
g. Hệ thống máy ép
Khái niệm: Máy ép là thành phần không thể thiếu trong dây chuyền sản xuất gạch
khơng nung, là thiết bị định hình sản phẩm và quyết định độ bền của sản phẩm nhờ
cơ cấu rung ép. Máy ép được trang bị đồng bộ các tấm chắn bảo hiểm bằng các lưới
thép vừa đảm bảo sự thơng thống và quan sát các hoạt động của máy dễ dàng, vừa
đảm bảo an toàn cho hoạt động của máy móc và con người.
Cấu tạo và ngun lý hoạt động của hệ thống.
1

12

2

10

15

PhƠu chøa liƯu

11
14

9
C¬ CÊu đẩy hộp liệu

5

13

3

8

Hộp liệu

16
19

6

17
Cơ cấu nạp Palet 18

20

22

4

7

(Hỡnh 1.8 Sơ đồ cấu tạo hệ thống ép )
Cấu tạo
Cấu tạo của hệ thống si lô về cơ bản bao gồm các thành phần sau:
1. Phần khung, bệ máy
2. Hệ thống nâng chày
3. Hệ thống nâng hạ khuôn
4. Động cơ rung dưới

- 19 -

21


Chương 1

Tổng quan về dây chuyền sản xuất gạch không nung

5. Động cơ rung khuôn trên
6. Bàn ép
7. Giới hạn hành trình khn dưới
8. Giới hạn hành trình khn trên

9. Giới hạn hành trình chày dưới
10. Giới hạn hành trình chày trên
11. Phễu chứa liệu
12. Xi lanh đóng mở cửa xả liệu
13. Hộp liệu
14. Cơ cấu nạp liệu
15. Xi lanh đẩy hộp liệu
16. 17 Giới hạn hành trình của hộp liệu
18. Cơ cấu nạp Palet
19.20.21 Cảm biến nhận biết palet
22. Xi lanh đẩy palet
Nguyên lý hoạt động của máy ép.
Máy ép hoạt động tự động hồn tồn trong chu trình ép rung , ép tạo ra mẻ
sản phẩm, việc điều khiển hoạt động của máy được lập trình sẵn trên bàn điều khiển
chính. Các dự liệu cho các hoạt động của các bộ phận máy ép được cài đặt trong bộ
điều khiển trung tâm. Chu trình hoạt động của máy ép theo trình tự như sau: Cơ cấu
nâng khn làm việc để nâng khn lên khi đó cơ cấu nạp Palet làm việc để đẩy
palet vào vị trí đỡ khn, khi palet được nạp vào xong thì khn được hạ xuống và
cơ cấu nạp liệu hoạt động nhờ xi lanh ( 14 ), khi quá trình này kết thúc thì hệ thống
chày hoạt động đồng thời quá trình này thì động cơ rung khn (4 ) cũng hoạt động
q trình này kết thúc thì hệ thống nâng khn hoạt động để nâng khuôn lên và cơ
cấu nạp palet mới hoạt động để nạp palet mới vào khuôn và đẩy sản phẩm ra.

- 20 -


Chương 1

Tổng quan về dây chuyền sản xuất gạch không nung

Nhận xét:
Bản chất của hệ thống máy ép là nâng cơ cấu chày ép lên và hạ xuống theo đúng
thời điểm yêu cầu, để nâng hoạc hạ cấu cấu chày ép có nhiều cách như sử dụng cơ
cấu vít me, động cơ kéo…nhưng với tính chất cơng việc thì ở đây đã lựa chọn hệ
thống xi lanh thủy lực để thực hiện việc nâng , hạ chày ép do hê thống xy lanh thủy
lực khi hoạt động rất êm, lực ép lớn, dễ điều chỉnh….
h. Hình ảnh sản phẩm gạch khơng nung
Dưới đây là một số hình ảnh của sản phẩm gạch khơng nung điển hình được
sản xuất trên dây chuyền sản xuất gạch không nung của nhà máy sản xuất gạch –
Sài đồng – Long Biên – Hà Nội.

(Hình 1.9 – Hình ảnh sản phẩm gạch khơng nung )

- 21 -


Chương 2

Phân tích, đánh giá hệ thống điều khiển

CHƯƠNG 2
PHÂN TÍCH – ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
2.1– Sơ đồ cấu trúc điều khiển hệ thống

( Hình 2.1 – Sơ đồ khối điều khiển dây chuyền)

- 22 -