Việc tự động hóa quytrình rót nhôm nhằm giảm thiểu được nguy cơ tiếp xúc trực tiếp với nhôm lỏng, hạn chếnguy cơ tai nạn lao động cho công nhân.- Mục tiêu nghiên cứu về tính kinh tế: Nhờ
TỔNG QUAN
Đặt vấn đề
Ngày nay, công nghệ đúc nhôm trở nên phổ biến trong việc chế tạo các chi tiết từ đơn giản đến phức tạp Trong số đó, công nghệ đúc nhôm áp lực là phương pháp được ưa chuộng nhất Quá trình này bao gồm việc nấu chảy nhôm, sau đó sử dụng xi lanh hoặc piston để bơm kim loại nóng chảy vào khuôn, và khi nhôm đông đặc lại, nó sẽ có hình dạng của khuôn khi nguội Hợp kim nhôm được tạo thành từ sự pha trộn của các kim loại khác nhau theo tỷ lệ phù hợp.
Phương pháp sử dụng áp lực cao giúp làm nguội nhanh chóng các hợp kim, từ đó sản xuất với số lượng lớn và đồng đều Công nghệ đúc nhôm liên tục hiện đang được áp dụng rộng rãi trong các nhà máy sản xuất nhôm, bao gồm dây chuyền đúc khuôn thạch cao.
Để cải thiện quy trình đúc nhôm, cần thiết phải thiết lập một hệ thống cung cấp nhôm lỏng, thay thế cho phương pháp rót thủ công hiện tại.
Tính cấp thiết của đề tài
Đề tài “Nghiên cứu, tính toán, thiết kế, chế tạo thiết bị tự động rót nhôm cho máy đúc áp lực yota” có tính cấp thiết cao do nhu cầu tăng cường hiệu quả sản xuất, giảm thiểu lỗi trong quá trình đúc nhôm và nâng cao chất lượng sản phẩm Việc áp dụng thiết bị tự động không chỉ giúp tiết kiệm thời gian và chi phí mà còn đảm bảo tính đồng nhất và chính xác trong quy trình sản xuất.
Nâng cao hiệu quả sản xuất
Tăng tốc độ rót nhôm nhờ thiết bị tự động giúp rót nhôm nhanh chóng và chính xác, rút ngắn thời gian chu kỳ sản xuất, từ đó nâng cao năng suất và sản lượng.
Hệ thống tự động được lập trình sẵn giúp giảm thiểu sai sót trong quá trình rót nhôm bằng cách giảm bớt yếu tố con người, từ đó đảm bảo chất lượng sản phẩm đồng đều và ổn định.
- Tiết kiệm nhân công: Việc sử dụng thiết bị tự động giúp giảm bớt gánh nặng cho
Cải thiện điều kiện làm việc
Việc tự động hóa quy trình rót nhôm không chỉ nâng cao hiệu suất sản xuất mà còn tạo ra một môi trường làm việc an toàn hơn, giảm thiểu nguy cơ tai nạn lao động bằng cách loại bỏ sự tiếp xúc trực tiếp với nhôm nóng chảy cho công nhân.
Hệ thống tự động giúp kiểm soát chính xác lượng nhôm rót, từ đó giảm thiểu lãng phí và phát thải bụi nhôm, góp phần bảo vệ môi trường và nâng cao lợi nhuận cho doanh nghiệp.
Nâng cao tính cạnh tranh
Thiết bị bán tự động giúp giảm giá thành sản xuất bằng cách nâng cao hiệu quả và tiết kiệm nhân công, từ đó tăng cường lợi thế cạnh tranh cho doanh nghiệp.
Nhu cầu thị trường đối với sản phẩm đúc áp lực đang gia tăng nhanh chóng, do đó việc áp dụng thiết bị bán tự động hoặc tự động là cần thiết Điều này không chỉ giúp doanh nghiệp đáp ứng kịp thời nhu cầu của khách hàng mà còn nâng cao khả năng cạnh tranh trên thị trường.
Hỗ trợ phát triển công nghiệp
Việc áp dụng tự động hóa trong sản xuất đúc áp lực đang góp phần quan trọng vào việc đẩy mạnh công nghiệp hóa và hiện đại hóa ngành chế tạo máy móc tại Việt Nam.
Việc chế tạo và ứng dụng thiết bị tự động rót nhôm không chỉ yêu cầu trình độ khoa học kỹ thuật cao mà còn góp phần nâng cao năng lực và vị thế của ngành công nghiệp chế tạo máy móc Việt Nam trên thị trường quốc tế.
Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn đề tài
Hiện tại, chưa có các cơ cấu, máy rót hoặc cánh tay robot hỗ trợ trong quá trình rót nhôm lỏng vào máy đúc áp lực, dẫn đến việc bộc lộ những nhược điểm của phương pháp rót bằng tay truyền thống Qua khảo sát, chúng ta nhận diện được các khó khăn và hạn chế trong quy trình này Kết quả thu được sẽ là nền tảng quan trọng cho việc nghiên cứu và phát triển các cơ cấu hỗ trợ trong việc múc và rót nhôm.
Nghiên cứu và chế tạo thiết bị bán tự động rót nhôm cho máy đúc áp lực Yota đã đóng góp quan trọng vào lĩnh vực tự động hóa trong ngành công nghiệp đúc, giúp nâng cao kiến thức và kinh nghiệm ứng dụng công nghệ tự động hóa.
Ứng dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật như kỹ thuật điều khiển tự động, kỹ thuật truyền động và kỹ thuật cảm biến là rất quan trọng trong việc thiết kế và chế tạo thiết bị bán tự động rót nhôm Những công nghệ này giúp nâng cao hiệu suất và độ chính xác trong quy trình sản xuất, từ đó tối ưu hóa chất lượng sản phẩm và giảm thiểu thời gian sản xuất.
Giải pháp mới cho công nghệ đúc áp lực đã được phát triển với thiết bị bán tự động rót nhôm, mang lại hiệu quả cao hơn và cải thiện chất lượng sản phẩm.
Thiết bị bán tự động rót nhôm không chỉ tăng tốc độ rót mà còn giảm thiểu sai sót và tiết kiệm nhân công, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất cho doanh nghiệp.
Cải thiện điều kiện làm việc là yếu tố quan trọng nhằm giảm thiểu rủi ro và nguy cơ tiếp xúc trực tiếp với nhôm nóng chảy, qua đó hạn chế tai nạn lao động và nâng cao môi trường làm việc cho người lao động.
Hệ thống tự động được lập trình với độ chính xác cao, nâng cao chất lượng sản phẩm và đảm bảo sự ổn định cũng như đồng đều trong quy trình sản xuất.
Việc tự động hóa trong sản xuất không chỉ giúp doanh nghiệp giảm chi phí nhân công mà còn làm giảm giá thành sản phẩm, từ đó nâng cao lợi thế cạnh tranh trên thị trường Sự cải tiến này không chỉ phát triển nền kinh tế công nghiệp mà còn mang lại ý nghĩa thực tiễn trong việc cải thiện quy trình sản xuất và tiết kiệm chi phí nhờ vào độ chính xác của thiết bị và sự tiến bộ trong kỹ thuật công nghiệp.
Mục tiêu nghiên cứu đề tài
Mục tiêu nghiên cứu đề tài "Nghiên cứu, tính toán, thiết kế chế tạo thiết bị tự động rót nhôm cho máy đúc áp lực Yota" là phát triển một thiết bị tự động hóa quy trình rót nhôm nhằm nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm trong ngành đúc áp lực.
Các nghiên cứu và thiết kế được thực hiện nhằm nâng cao hiệu suất vận hành cho doanh nghiệp, tập trung vào việc tăng tốc độ rót nhôm thông qua hệ thống tự động và động cơ bước step Hệ thống truyền động bao gồm động cơ quay, khớp nối và trục vít me, giúp rót chính xác cho từng loại hình sản phẩm Thiết kế cần đảm bảo dễ dàng vận hành và bảo trì, với tính công thái học và khả năng tiếp cận linh kiện thay thế dễ dàng trên thị trường Đồng thời, việc giảm thiểu sai sót trong quá trình hoạt động là rất quan trọng; hệ thống được lập trình sẵn giúp loại bỏ yếu tố con người, từ đó tối đa hóa độ chính xác và đảm bảo chất lượng sản phẩm đồng đều.
Để tối ưu hóa quá trình rót nhôm, cần thiết kế hệ thống phân phối nhôm hợp lý nhằm đảm bảo dòng chảy đều, tránh lỗi như bọt khí và rổ Việc này giúp ngăn ngừa tình trạng tắc nghẽn và kéo dài thời gian chảy, từ đó bảo vệ chất lượng sản phẩm Các thiết bị chính bao gồm hệ thống phân phối nhôm, hệ thống điều khiển và hệ thống khung Thời gian vận chuyển nhôm từ lò đến khuôn cần được điều chỉnh để nhôm giữ được nhiệt độ phù hợp và không xuất hiện bọt khí Nghiên cứu và tính toán các thuật toán lựa chọn thông số cho từng linh kiện và công suất đến trục quay bánh vít và cốc rót là yếu tố quan trọng trong quy trình này.
Đánh giá hiệu quả và hiệu suất của máy tự động so với công việc thủ công là rất quan trọng để nhận thấy tính hữu dụng của công nghệ Máy tự động được thiết kế để giảm bớt gánh nặng cho người lao động, giúp họ giảm khối lượng công việc mà vẫn đảm bảo chất lượng sản phẩm Việc tự động hóa quy trình rót nhôm không chỉ giảm thiểu nguy cơ tiếp xúc trực tiếp với nhôm lỏng mà còn hạn chế rủi ro tai nạn lao động cho công nhân.
Mục tiêu nghiên cứu về tính kinh tế cho thấy rằng các lợi thế đã nêu sẽ mang lại lợi nhuận kinh tế cho sản phẩm, đồng thời tăng cường tính cạnh tranh cho doanh nghiệp Nhu cầu về sản phẩm đúc áp lực đang gia tăng mạnh mẽ, và việc áp dụng thiết bị tự động sẽ giúp đáp ứng kịp thời nhu cầu thị trường Điều này không chỉ thúc đẩy ứng dụng tự động hóa trong sản xuất mà còn góp phần quan trọng vào quá trình công nghiệp hóa tại Việt Nam.
Phương pháp nghiên cứu
Một số phương pháp có thể được thay thế phương pháp rót nhôm lỏng thủ công
Cơ cấu rót nhôm bán tự động kết hợp giữa phương pháp truyền thống và hệ thống tự động PLC, sử dụng các cảm biến để đảm bảo lượng nhôm được rót chính xác và đồng đều vào khuôn đúc.
- Hệ thống rót nhôm tự động: xây dựng một dây chuyền sản xuất tự động để rót nhôm vào khuôn đúc hệ thống được điều khiển bằng máy tính
Hệ thống cánh tay robot được sử dụng để tự động hóa quá trình múc rót nhôm, giúp tăng hiệu quả và độ chính xác Robot có khả năng lập trình để thực hiện các bước quan trọng như vận chuyển nhôm lỏng, đổ vào khuôn đúc và làm nguội sản phẩm.
Hệ thống kiểm tra tự động và quản lý dữ liệu đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm Nó tích hợp các cảm biến để kiểm tra kích thước, hình dạng và chất lượng bề mặt sản phẩm Đồng thời, hệ thống này sử dụng công nghệ quản lý dữ liệu để theo dõi quá trình sản xuất và thu thập thông tin về hiệu suất, giúp nâng cao hiệu quả sản xuất.
Phương pháp đúc khuôn nóng (hot chamber die casting) là quá trình tự động cung cấp kim loại nóng chảy cho máy đúc thông qua một "cổ ngỗng" chìm trong lò chứa kim.
Một số nguyên lí có thể áp dụng để chế tạo ra cơ cấu cho máy rót nhôm tự động:
Nguyên lí hoạt động 1: Dùng hệ thống truyền động trục vít me và dây đai
Hình 1.1 Hình sơ đồ nguyên lí hoạt động 1
Nguyên lí hoạt động 2: Dùng Pittong và xi lanh
Hình 1.2 Hình sơ đồ nguyên lí hoạt động 2
Nghiên cứu này tham khảo tài liệu khoa học và các phương pháp kỹ thuật trong lĩnh vực tự động hóa, điều khiển, kỹ thuật truyền động và công nghệ đúc áp lực Dựa trên khảo sát nhu cầu doanh nghiệp về hiệu suất, độ chính xác và giá thành, nhóm chúng tôi đã chọn thực hiện cơ cấu rót nhôm tự động, vì phương pháp này cho phép điều chỉnh lượng nhôm và thời gian vận chuyển, đồng thời nghiên cứu các dữ liệu thông số bên ngoài tác động đến nhôm lỏng trong quá trình vận chuyển Các thiết bị được thiết kế bao gồm các bộ phận chính: hệ thống rót nhôm, hệ thống điều khiển và hệ thống khung.
Hình dáng kết cấu của máy, vật liệu chế tạo
Dựa trên các nghiên cứu khoa học và khảo sát nhu cầu của doanh nghiệp, nhóm đã đề xuất các thiết kế và hình dạng với các bộ phận chính phù hợp với điều kiện hiện tại.
Hệ thống khung được thiết kế và gia công nhằm mang lại sự thuận tiện cho người sử dụng Chức năng chính của bộ khung là giữ cho máy đứng vững, đồng thời tích hợp các bộ phận mạch điện bên trong thân máy.
Hệ thống điều khiển được thiết kế với tiêu chí an toàn và công thái học, giúp người dùng dễ dàng sử dụng Nó cho phép người dùng tự điều chỉnh tốc độ rót và tốc độ quay của trục vít me, từ đó cung cấp liệu từ lò nung đến khuôn một cách hiệu quả.
Hệ thống truyền động bao gồm động cơ quay, khớp nối mềm và trục quay vít me, được thiết kế để di chuyển nhôm lỏng đến vị trí rót Hệ thống này được điều khiển qua bảng điện tử cảm ứng, giúp người dùng sử dụng một cách tự động và hiệu quả.
Hệ thống phân phối nhôm cho phép điều chỉnh tốc độ rót và dòng chảy của nhôm vào khuôn, giúp ngăn chặn việc hình thành bọt khí do dòng chảy gây ra, từ đó giảm thiểu khuyết tật sản phẩm Độ cao và tốc độ rót là hai yếu tố quan trọng cần được kiểm soát và tính toán hợp lý để đảm bảo quá trình vận hành diễn ra suôn sẻ và chất lượng đầu ra đạt yêu cầu.
Vật liệu chế tạo thiết bị đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chức năng của từng bộ phận Việc lựa chọn vật liệu phù hợp dựa trên quy mô và điều kiện của nhóm là cần thiết để đáp ứng tiêu chuẩn thiết kế và thuận tiện cho việc bảo trì Nhôm nóng chảy có nhiệt độ từ 650°C đến 720°C, do đó, các bộ phận tiếp xúc trực tiếp như bồn chứa và hệ thống cấp liệu cần được làm từ vật liệu chịu nhiệt cao như thép chịu nhiệt (chịu được đến 1200°C) và gốm sứ chịu nhiệt, mặc dù gốm sứ có giá thành cao và dễ vỡ Thép không gỉ và inox là những lựa chọn vật liệu lý tưởng, vừa đáp ứng tiêu chuẩn thiết kế vừa dễ dàng sửa chữa trong quá trình chế tạo và vận hành.
Cả hai chất liệu này đều có khả năng chịu tải, chịu nhiệt, độ bền cũng như độ phổ biến dễ dàng để gia công
CƠ SỞ LÍ THUYẾT
Cơ sở lí thuyết về nhiệt độ của Nhôm
Nhôm là kim loại màu trắng bạc, mềm, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, với khả năng chống ăn mòn vượt trội Nhôm được sử dụng rộng rãi trong đời sống và ngành công nghiệp nhờ vào tính nhẹ và dẻo cao, có thể sản xuất dưới dạng tấm, lá, hoặc qua các phương pháp ép, đúc Nghiên cứu về nhiệt độ nóng chảy của nhôm là cần thiết để kiểm soát và hiểu rõ hơn về các đặc tính trong quá trình sản xuất, từ đó thiết kế các sản phẩm tối ưu.
Nhôm có cấu trúc mạng lập phương tâm diện và nóng chảy ở nhiệt độ 660°C (1220°F) với khối lượng riêng là 2,7 g/cm³ Đặc tính vật lý nổi bật của nhôm bao gồm khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, cùng với nhiệt độ nóng chảy thấp, giúp nhôm trở thành vật liệu phổ biến trong gia công và ứng dụng công nghiệp Nhờ vào tính chất này, con người có thể dễ dàng kéo sợi, dát mỏng hoặc đúc khối nhôm để tạo ra các chi tiết máy.
Hình 2 2 Nhôm lỏng nóng chảy [4]
Một số ưu điểm của chất liệu nhôm nói chung là:
Nhôm là một kim loại nhẹ với mật độ chỉ khoảng một phần ba so với thép, khiến nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu trọng lượng nhẹ, đặc biệt trong ngành hàng không, ô tô, đóng tàu và xây dựng.
Nhôm nổi bật với độ bền cao và khả năng chống ăn mòn tự nhiên Khi bề mặt nhôm bị oxi hóa, nó hình thành một lớp màng oxi bảo vệ, ngăn chặn sự tiếp xúc trực tiếp với không khí và các yếu tố ăn mòn khác Nhờ vào đặc tính này, nhôm trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng trong môi trường ẩm ướt hoặc gần biển.
Nhôm có khả năng gia công tốt, cho phép cắt, uốn, đúc và chế tạo bằng nhiều phương pháp như đúc khuôn và gia công máy Điều này giúp sản xuất các sản phẩm với hình dạng và kích thước phức tạp, đáp ứng chính xác yêu cầu của ngành công nghiệp.
Nhôm nổi bật với khả năng dẫn nhiệt và dẫn điện xuất sắc, khiến nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho nhiều ứng dụng, bao gồm tản nhiệt, dây điện và các linh kiện điện tử.
Nhôm có khả năng tái chế cao, và quá trình này tiết kiệm năng lượng hơn so với sản xuất nhôm mới từ quặng Sử dụng nhôm tái chế không chỉ giảm lượng chất thải mà còn tiết kiệm tài nguyên, đồng thời giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.
Nghiên cứu về vật liệu ảnh hưởng đến quá trình rót cho thấy nhôm nóng chảy, một chất lỏng kim loại quan trọng, có nhiều ứng dụng trong ngành công nghiệp như sản xuất hợp kim, đúc khuôn và hàn Việc hiểu rõ cơ sở lý thuyết về nhiệt độ của nhôm nóng chảy là cần thiết để kiểm soát và tối ưu hóa các quy trình công nghiệp này.
Độ tinh khiết của dung dịch nóng chảy có ảnh hưởng đáng kể đến nhiệt độ nóng chảy, với việc nhiệt độ này tăng lên khi độ tinh khiết tăng Nguyên nhân là do trong vật liệu tinh khiết, các nguyên tử được sắp xếp theo cấu trúc mạng tinh thể hoàn hảo, tạo ra lực liên kết mạnh hơn giữa các nguyên tử Điều này đòi hỏi nhiều năng lượng hơn để phá vỡ cấu trúc, khiến vật liệu chuyển sang trạng thái lỏng Đồng thời, nhiệt độ đông đặc của vật liệu cũng tăng theo.
Áp suất có ảnh hưởng lớn đến tính chất của nhôm, khi áp suất tăng, nhiệt độ nóng chảy của nhôm cũng tăng theo Điều này xảy ra vì áp suất cao làm giảm khoảng cách giữa các nguyên tử trong cấu trúc mạng tinh thể, dẫn đến việc cần nhiều năng lượng hơn để phá vỡ các lực liên kết và chuyển nhôm sang trạng thái lỏng Đồng thời, độ nhớt của nhôm nóng chảy cũng giảm khi áp suất tăng.
- Một số ví dụ cho thấy mối quan hệ chặt chẽ giữa nhiệt độ, áp suất và trạng thái của nhôm.
Hình 2 3.Hình nhiệt độ sơ đồ nóng chảy của nhôm [5]
Hình 2 4.Hình áp suất ảnh hướng đến nhiệt độ [6]
- Trục nhiệt độ (y-axis): Biểu thị nhiệt độ của nhôm theo độ C.
- Trục áp suất (x-axis): Biểu thị áp suất tác dụng lên nhôm theo atm.
- Vùng rắn (màu xanh lam): Nhôm ở trạng thái rắn.
- Vùng lỏng (màu đỏ): Nhôm ở trạng thái lỏng.
Đường ranh giới pha (đường cong màu xanh) thể hiện các điều kiện nhiệt độ và áp suất mà nhôm có khả năng chuyển đổi giữa trạng thái rắn và lỏng.
- Điểm nóng chảy (660°C, 1 atm): Biểu thị nhiệt độ mà tại đó nhôm chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng ở áp suất tiêu chuẩn (1 atm).
- Điểm sôi (2467°C, 1 atm): Biểu thị nhiệt độ mà tại đó nhôm chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái khí ở áp suất tiêu chuẩn (1 atm).
Nhiệt dung riêng có ảnh hưởng lớn đến quá trình rót kim loại lỏng, đặc biệt là nhôm nóng chảy Trong khoảng nhiệt độ từ 660°C đến 2467°C, nhiệt dung trung bình của nhôm nóng chảy là khoảng 0.92 J/g°C, điều này cho thấy tầm quan trọng của nhiệt dung trong việc kiểm soát và tối ưu hóa quy trình rót.
- Nhiệt độ cao: kim loại lỏng có nhiệt dung riêng cao sẽ đông đặc chậm hơn so với kim loại lỏng có nhiệt dung thấp.
Quá trình rót nhôm lỏng diễn ra khi kim loại lỏng tiếp xúc với khuôn nguội, tạo ra sự truyền nhiệt từ nhôm có nhiệt độ cao sang khuôn có nhiệt độ thấp.
- Tốc độ đông đặc của kim loại phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm nhiệt dung của kim loại lỏng, nhiệt độ khuôn phôi.
Kim loại lỏng có nhiệt dung cao sẽ chảy loãng hơn so với kim loại lỏng có nhiệt độ thấp, vì cần nhiều năng lượng hơn để phá vỡ các liên kết giữa các phân tử Trong quá trình rót nhôm vào khuôn, độ chảy của kim loại là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến việc điền đầy khuôn Kim loại nhôm có độ chảy tốt sẽ dễ dàng điền đầy khuôn, giảm nguy cơ hình thành các khuyết tật như lỗ khí và khe hở.
Độ co ngót của kim loại lỏng có liên quan chặt chẽ đến nhiệt dung của chúng; kim loại lỏng có nhiệt dung cao sẽ co ngót ít hơn so với kim loại có nhiệt dung thấp Yếu tố này ảnh hưởng đáng kể đến kích thước và hình dạng của sản phẩm sau khi đông đặc Chẳng hạn, nhôm nóng chảy có độ co ngót thấp hơn so với sắt nóng chảy trong cùng điều kiện, dẫn đến việc sản phẩm từ nhôm có kích thước chính xác hơn Hiểu rõ tác động của nhiệt dung không chỉ giúp tối ưu hóa quy trình rót nhôm mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm nguy cơ khuyết tật.
Ảnh hưởng nhũ tương trong quá trình rót nhôm nóng chảy: là hỗn hợp gồm 2 chất lỏng ko hòa tan lẫn nhau gây ra giảm chất lượng sản phẩm:
Cở sở lý thuyết về thời gian và vận tốc rót của Nhôm
2.2.1 Cở sở lý thuyết về thời gian rót
Thời gian rót nhôm là yếu tố quan trọng cần tính toán kỹ lưỡng, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm và thiết kế máy móc Nếu thời gian rót quá ngắn, nhôm lỏng không thể lấp đầy khuôn, dẫn đến thiếu hụt trong quá trình đúc Ngược lại, nếu thời gian rót quá dài, khuôn có thể nguội nhanh, gây ra các khuyết tật như rìa cạnh Việc xác định thời gian rót phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như kích thước, hình dạng khuôn, loại nhôm đúc và nhiệt độ nóng chảy Do đó, cần điều chỉnh thiết kế máy để có thể kiểm soát thời gian rót cho từng loại hình sản xuất khác nhau.
Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian rót:
Nhiệt độ có mối tương quan chặt chẽ với thời gian rót, đóng vai trò quan trọng trong quá trình này Nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự thay đổi nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến thời gian rót, làm rõ tầm quan trọng của yếu tố này trong các ứng dụng thực tiễn.
Tốc độ rót nhôm vào khuôn đúc ảnh hưởng trực tiếp đến áp suất và khả năng điền đầy của nhôm trong khuôn Việc thiết kế máy cần xem xét tốc độ rót cho từng sản phẩm, vì tốc độ rót nhanh có thể gây ra dòng chảy nhiễu loạn, tạo ra bọt khí và hạt tinh thể thô, làm giảm độ bền và độ dẻo của sản phẩm Ngược lại, tốc độ rót chậm tạo ra dòng chảy laminar, giúp các phân tử di chuyển theo lớp mà không bị trộn lẫn, nhờ vào quá trình đông đặc và tốc độ nguội khi nhôm lỏng tiếp xúc với khuôn Tính toán tốc độ dòng chảy khi rót nhôm và khuôn đúc là yếu tố quan trọng cần được cân nhắc.
- Loại khuôn: Khuôn dạng kênh, dạng cổng, kích thước.
- Tốc độ rót: Tốc độ rót nhôm vào khuôn.
- Nhiệt độ nhôm: Nhiệt độ của nhôm nóng chảy.
- Thành phần hợp kim nhôm: Thành phần hóa học của hợp kim nhôm
Áp suất khi rót là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến lực đẩy nhôm nóng vào khuôn đúc Khi nghiên cứu về áp suất rót, cần chú ý đến độ xói mòn của hệ thống và nguy cơ bắn nhôm lỏng khi tiếp xúc với khuôn, điều này có thể gây nguy hiểm cho người vận hành và tạo ra ứng suất nhiệt trong sản phẩm đúc Do đó, việc thiết kế áp suất rót phù hợp phải dựa vào nhu cầu cụ thể của từng doanh nghiệp để đảm bảo hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm.
Kích thước và hình dạng sản phẩm đúc ảnh hưởng đến áp suất rót; sản phẩm lớn yêu cầu áp suất cao để đảm bảo nhôm lấp đầy mọi khoảng trống trong khuôn, từ đó tránh tình trạng nguội không đồng đều trên khuôn.
Độ dày của thành sản phẩm đúc ảnh hưởng trực tiếp đến áp suất rót; thành dày hơn yêu cầu áp suất cao hơn để nén chặt kin loại, từ đó đảm bảo độ bền cho sản phẩm.
Chất lượng đầu vào của nhôm ảnh hưởng lớn đến quá trình sản xuất, vì mỗi loại nhôm nóng chảy có độ nhớt khác nhau, điều này tác động đến áp suất rót cần thiết Để đảm bảo sản phẩm đồng nhất, thiết kế thiết bị rót cần được thực hiện một cách hợp lý, tránh tình trạng rót quá nhanh hoặc quá chậm, gây ra sự mất cân bằng trong sản phẩm cuối cùng.
2.2.2 Cơ sở về vận tốc rót
Vận tốc nhôm rót vào khuôn là yếu tố quan trọng quyết định chất lượng sản phẩm đúc Lựa chọn vận tốc rót phù hợp từ 0,5 m/s đến 2 m/s giúp đảm bảo nhôm điền đầy toàn bộ khuôn, tạo ra sản phẩm hoàn hảo Vận tốc cụ thể sẽ phụ thuộc vào loại hợp kim nhôm, kích thước, hình dạng của khuôn và phương pháp rót được sử dụng.
Ảnh hưởng đến sự hình thành và phân bố các hạt tinh thể:
Vận tốc rót nhôm lỏng quá cao trong khuôn có thể gây ra nhiễu động, cản trở sự hình thành các hạt tinh thể đều đặn Hệ quả là sản phẩm đúc sẽ có cấu trúc hạt thô, làm giảm độ bền và độ dẻo dai của vật liệu.
- Vận tốc rót quá thấp: Nhôm lỏng có thể lạnh và đông tụ trước khi điền đầy khuôn, dẫn đến khuyết tật co ngót và lỗ khí.
Vận tốc rót nhôm lỏng đóng vai trò quan trọng trong quá trình đúc, với tốc độ vừa phải giúp hình thành các hạt tinh thể đều đặn và mịn Điều này không chỉ tăng cường độ bền mà còn cải thiện độ dẻo dai của sản phẩm cuối cùng.
Ảnh hưởng đến sự thoát khí:
- Vận tốc rót quá cao: Không khí không có đủ thời gian để thoát ra khỏi nhôm lỏng, dẫn đến khuyết tật lỗ khí trong sản phẩm đúc.
- Vận tốc rót quá thấp: Khí có thể bị oxy hóa và hấp thụ bởi nhôm lỏng, làm giảm chất lượng sản phẩm đúc.
Để nâng cao chất lượng sản phẩm đúc, việc điều chỉnh vận tốc rót phù hợp là rất quan trọng Điều này giúp đảm bảo đủ thời gian cho khí thoát ra khỏi nhôm lỏng, từ đó giảm thiểu khuyết tật lỗ khí trong sản phẩm.
Ảnh hưởng đến độ rắn chắc và đặc tính cơ lý của sản phẩm đúc:
Vận tốc rót quá cao có thể gây nhiễu động trong dòng chảy, tạo ra xoáy và lỗ hổng trong sản phẩm đúc, dẫn đến giảm độ rắn chắc và các đặc tính cơ lý của sản phẩm.
Vận tốc rót nhôm lỏng quá thấp có thể làm giảm nhiệt độ quá mức, dẫn đến sự đông tụ không đồng đều, gây ra khuyết tật co ngót và ảnh hưởng tiêu cực đến độ bền của sản phẩm.
Vận tốc rót tối ưu là yếu tố quan trọng để đảm bảo dòng chảy ổn định, giúp giảm thiểu nhiễu động trong quá trình đúc Điều này không chỉ tạo ra sản phẩm đúc có độ rắn chắc cao mà còn nâng cao các đặc tính cơ lý của sản phẩm.
Các nghiên cứu xoay quanh ảnh hưởng của vận tốc rót đến chất lượng sản phẩm đúc:
Nghiên cứu của Wang et al (2016) cho thấy rằng vận tốc rót cao có thể làm tăng sự hình thành rỗ khí trong sản phẩm đúc nhôm, do sự gia tăng độ nhiễu loạn trong dòng chảy.
Cơ sở lí thuyết về tốc độ nguội của Nhôm
Quá trình đông đặc của nhôm lỏng diễn ra qua ba giai đoạn chính: hình thành hạt mầm, phát triển hạt và đông đặc hoàn toàn Tốc độ nguội đóng vai trò quan trọng trong việc xác định kích thước, hình dạng và phân bố của các hạt trong vi cấu trúc của nhôm đúc Tốc độ nguội tối ưu không chỉ giúp tạo ra vi cấu trúc mong muốn mà còn ảnh hưởng đến tính chất cơ lý của sản phẩm Cụ thể, tốc độ nguội chậm dẫn đến vi cấu trúc hạt lớn, gia tăng độ dẻo dai, trong khi tốc độ nguội nhanh tạo ra hạt nhỏ, nâng cao độ bền và độ cứng Thời gian nguội trung bình được tính từ nhiệt độ rót đến nhiệt độ eutectic, nơi bắt đầu quá trình đông đặc.
Quá trình nguội của nhôm lỏng có thể được chia thành ba giai đoạn chính:
Giai đoạn 1 của quá trình đúc nhôm là làm nguội nhanh, trong đó nhôm lỏng tiếp xúc với khuôn nguội Sự chênh lệch nhiệt độ này diễn ra trong khoảng thời gian ngắn nhưng có ảnh hưởng lớn đến vi cấu trúc của sản phẩm đúc.
Giai đoạn 2 trong quá trình đúc nhôm là giai đoạn làm nguội chậm, diễn ra sau giai đoạn làm nguội nhanh Tốc độ nguội của nhôm lỏng giảm dần trong giai đoạn này, chiếm phần lớn thời gian đúc và ảnh hưởng đáng kể đến các tính chất cơ lý của sản phẩm cuối cùng.
Giai đoạn 3 của quy trình đúc nhôm là làm nguội trong khuôn, diễn ra sau khi nhôm lỏng đã đông đặc hoàn toàn Quá trình nguội này diễn ra chậm rãi và có tác động đáng kể đến ứng suất dư trong sản phẩm đúc.
Các yếu tố chính ảnh hưởng đến thời gian làm nguội của nhôm đúc:
Kích thước và hình dạng khuôn đóng vai trò quan trọng trong việc xác định diện tích bề mặt tiếp xúc với nhôm lỏng khi rót Diện tích bề mặt tiếp xúc lớn hơn sẽ dẫn đến tốc độ truyền nhiệt ra môi trường xung quanh cao hơn, từ đó làm tăng tốc độ nguội của nhôm lỏng.
Nhiệt độ ban đầu của nhôm lỏng ảnh hưởng lớn đến quá trình truyền nhiệt Khi nhiệt độ này cao, chênh lệch nhiệt độ giữa nhôm lỏng và môi trường xung quanh gia tăng, dẫn đến tốc độ truyền nhiệt ra bên ngoài nhanh hơn Kết quả là, nhôm sẽ nguội nhanh chóng hơn.
Vật liệu làm khuôn có ảnh hưởng lớn đến khả năng dẫn nhiệt của nhôm, điều này sẽ tác động trực tiếp đến quá trình làm nguội của nhôm lỏng Nếu quá trình làm nguội không đồng đều, sản phẩm đúc ra sẽ dễ bị khuyết tật cong vênh.
Biểu đồ bảng về tốc độ nguội của nhôm lỏng cung cấp thông tin chi tiết về nhiệt độ tại các thời điểm cụ thể, giúp so sánh hiệu quả tốc độ nguội của nhôm trong các điều kiện khác nhau.
Cột 1: Thời gian (thường là giây hoặc phút)
Cột 2: Nhiệt độ của nhôm lỏng (°C hoặc °F)
Bảng 2 1 Bảng nhiệt nguội dần chảy của nhôm theo thời gian
Thời gian (giây) Nhiệt độ ( o C)
2.4 Cơ sở lí thuyết về dòng chảy
Dòng chảy của nhôm khi rót vào khuôn là yếu tố then chốt quyết định chất lượng sản phẩm đúc Dòng chảy tốt đảm bảo nhôm lấp đầy toàn bộ khuôn, giảm thiểu khuyết tật như rỗ khí, co ngót và nứt Để tạo ra sản phẩm đúc chất lượng cao, cần lựa chọn hợp kim nhôm phù hợp, thiết kế khuôn tối ưu, thực hiện quy trình rót chính xác và kiểm soát tốt các yếu tố môi trường.
Các nhà khoa học và kỹ sư vật liệu đã nghiên cứu ảnh hưởng của nhiều yếu tố đến dòng chảy của nhôm khi rót vào khuôn, bao gồm:
- Hình dạng khuôn: Hình dạng phức tạp của khuôn có thể tạo ra các vùng xoáy và nhiễu loạn trong dòng chảy, dẫn đến các khuyết tật đúc.
Tốc độ rót là yếu tố quan trọng trong quá trình đúc nhôm; nếu tốc độ rót quá cao, sản phẩm sẽ xuất hiện lỗ khí, trong khi nếu tốc độ rót quá thấp, nhôm có thể đông đặc trước khi lấp đầy toàn bộ khuôn.
- Nhiệt độ nhôm: Nhiệt độ nhôm càng cao, độ nhớt của nhôm càng thấp, dẫn đến dòng chảy tốt hơn.
Độ nhớt của nhôm phụ thuộc vào thành phần hợp kim và nhiệt độ, với các hợp kim nhôm có độ nhớt cao hơn thường chảy chậm hơn và khó điền đầy khuôn Mối quan hệ giữa độ cao khi rót nhôm vào khuôn và tốc độ dòng chảy là tương đương trực tiếp, cho thấy rằng sự thay đổi trong một yếu tố sẽ ảnh hưởng đến yếu tố còn lại.
Khi rót nhôm từ độ cao lớn, tốc độ dòng chảy trong khuôn sẽ tăng lên do lực hấp dẫn tác động, khiến nhôm có vận tốc ban đầu cao hơn.
Khi rót từ độ cao thấp, lực hấp dẫn tác động lên nhôm giảm, dẫn đến vận tốc ban đầu thấp hơn và tốc độ dòng chảy trong khuôn cũng chậm hơn Ngược lại, độ cao càng thấp thì tốc độ dòng chảy càng giảm.
2.5 Cơ sở lí thuyết khả năng chịu lực và độ bền Nhôm
Khả năng chịu lực của nhôm là khả năng chống lại các tác động cơ học, môi trường và hóa học trong quá trình sử dụng, đóng vai trò quan trọng trong việc xác định tính ứng dụng của vật liệu này.
Hợp kim nhôm được tạo thành bằng cách thêm các nguyên tố khác nhau vào nhôm nguyên chất, mỗi nguyên tố góp phần cải thiện tính chất cơ học của nhôm Cụ thể, việc bổ sung đồng, magiê, silicon và mangan sẽ làm tăng độ cứng, độ bền và khả năng chịu nhiệt của hợp kim nhôm.
THIẾT KẾ MÔ HÌNH MÁY
Quá trình lên ý tưởng
3.1.1 Hệ thống dẫn động chính vit me
Hệ thống rót nhôm kết hợp áp dụng nhiều phương pháp kỹ thuật linh hoạt, nhằm tối ưu hóa quá trình đúc trong các điều kiện làm việc khác nhau Máy móc sử dụng cảm biến tự động để theo dõi và phản ứng kịp thời với những biến đổi trong môi trường xung quanh trong suốt quá trình rót.
Hệ thống chế tạo sử dụng trục vít me để vận chuyển dung dịch nhôm nóng chảy, chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến.
- với độ chính xác cao do ma sát thấp Nó bao gồm 2 bộ phận chính
- Trục vít: là một trục có ren xoắn ốc được gia công chính xác
- Đai ốc: là bộ phận được lắp ghép với trục vít, có thể di chuyển dọc theo trục theo hướng của ren xoắn ốc khi trục vít quay.
Nguyên lý hoạt động của vít me dựa trên việc trục vít quay, khiến các rãnh xoắn ốc trên trục tác động lên các rãnh tương ứng trên đai ốc Điều này làm cho đai ốc di chuyển dọc theo trục theo hướng của ren xoắn ốc Tỷ lệ di chuyển của đai ốc so với một vòng quay của trục vít được xác định bởi bước ren của trục vít.
Trục vit me có các ưu điểm sau:
Trục vít me mang lại chuyển động tịnh tiến với độ chính xác cao, rất phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu độ chính xác như máy CNC và máy đo lường.
Trục vít me được thiết kế với vòng bi nhằm giảm thiểu ma sát giữa trục vít và đai ốc, đảm bảo chuyển động tịnh tiến diễn ra mượt mà và hiệu quả hơn.
- Chịu tải cao: Trục vít me có thể chịu được tải trọng lớn, phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi lực truyền động mạnh mẽ.
- Độ cứng cao: Trục vít me được làm từ vật liệu cứng cáp, có khả năng chống mài mòn và biến dạng tốt.
- Dễ dàng bảo trì: Trục vít me có cấu tạo đơn giản, dễ dàng bảo trì và sửa chữa.
3.1.2 Cơ cấu rót sử dụng dây đai Để điều chỉnh được độ nghiêng và tốc độ rót của nhôm khi vào khuôn thì nhóm đã nghiên cứu và áp dụng bộ truyền đai Là một hệ thống cơ học sử dụng dây đai đàn hồi để truyền chuyển động quay từ một trục (gọi là bánh dẫn) sang một trục khác (gọi là bánh bị dẫn) Khi lựa chọn bộ truyền đai nhóm đã nghiên cứu và tính toán về các yếu tố để chọn các thông số dựa vào kết cấu máy được chế tạo: công suất cần truyền, tốc độ truyền,chiều dài dây đai, tỷ số truyền, Ưu điểm khi sử dụng dây đai:
Bộ truyền đai có cấu tạo đơn giản với các thành phần chính là dây đai, bánh dẫn và bánh bị dẫn, giúp việc lắp đặt và bảo trì trở nên dễ dàng và tiết kiệm chi phí.
Bộ truyền đai hoạt động êm ái và ít tiếng ồn nhờ vào việc không có sự tiếp xúc trực tiếp giữa các bộ phận chuyển động, điều này giúp nó vượt trội hơn so với các loại bộ truyền động khác như bánh răng.
- Chịu tải tốt: Bộ truyền đai có thể chịu được tải trọng lớn, phù hợp cho nhiều ứng dụng khác nhau.
- Giá thành rẻ: So với các loại bộ truyền động khác, bộ truyền đai có giá thành rẻ hơn.
Tỷ số truyền của bộ truyền đai có thể được điều chỉnh một cách dễ dàng bằng cách thay đổi kích thước của bánh dẫn hoặc bánh bị dẫn, giúp tối ưu hóa hiệu suất truyền động.
3.1.3 Hệ thống điều khiển bằng PLC
Máy rót nhôm bán tự động là thiết bị chuyên dụng để chuyển nhôm nóng chảy từ lò nấu vào khuôn đúc Việc tích hợp điều khiển PLC (Bộ điều khiển logic khả trình) không chỉ nâng cao hiệu quả hoạt động mà còn cải thiện chất lượng sản phẩm và giúp tiết kiệm chi phí trong quá trình sản xuất.
PLC, viết tắt của Bộ điều khiển logic khả trình, là thiết bị điện tử quan trọng trong việc điều khiển và giám sát quy trình tự động hóa công nghiệp Thiết bị này hoạt động dựa trên lập trình logic để thực hiện các chức năng điều khiển như bật/tắt thiết bị, điều chỉnh tốc độ và xử lý tín hiệu.
Nguyên lý hoạt động của PLC: PLC hoạt động dựa trên một vòng lặp cơ bản bao gồm các bước sau:
- Bước 1: Đọc tín hiệu đầu vào: PLC đọc các tín hiệu đầu vào từ các cảm biến, nút bấm, công tắc,…
- Bước 2: Xử lý logic: PLC xử lý các tín hiệu đầu vào dựa trên chương trình logic được lập trình.
- Bước 3: Xuất tín hiệu đầu ra: PLC xuất tín hiệu đầu ra đến các thiết bị chấp hành như motor, van, đèn,…
Cấu tạo của PLC: gồm các bộ phận chính sau
- CPU: Là bộ não của PLC, chịu trách nhiệm xử lý logic và điều khiển hoạt động của PLC.
- Bộ nhớ: Lưu trữ chương trình logic và dữ liệu hệ thống.
- Bộ nguồn: Cung cấp năng lượng cho PLC hoạt động.
- Cổng giao tiếp: Giúp PLC kết nối với các thiết bị khác như máy tính, màn hình cảm ứng,…
- Đầu vào/đầu ra: Giúp PLC nhận tín hiệu từ các cảm biến và xuất tín hiệu đến các thiết bị chấp hành.
Lập trình PLC thường sử dụng các ngôn ngữ chuyên dụng như Ladder Logic, Function Block Diagram và Structured Text, được thiết kế để dễ sử dụng trong các ứng dụng điều khiển logic Sử dụng bộ điều khiển logic khả trình (PLC) mang lại nhiều lợi ích cho quy trình tự động hóa.
Tự động hóa quy trình rót nhôm bao gồm việc điều chỉnh nhiệt độ của nhôm nóng chảy, kiểm soát tốc độ rót và vị trí rót Ngoài ra, quy trình còn giám sát và điều chỉnh các thông số quan trọng khác như áp suất và lưu lượng, đảm bảo hiệu quả và chất lượng sản phẩm.
PLC nâng cao độ chính xác và chất lượng sản phẩm nhờ khả năng điều khiển chính xác và đồng nhất trong quá trình rót nhôm Điều này giúp đảm bảo sản phẩm có chất lượng đồng đều, giảm thiểu sai sót và hạn chế tối đa các vấn đề như co ngót, rỗ khí và thiếu hụt kim loại.
Tự động hóa quy trình giúp tăng cường hiệu quả hoạt động bằng cách giảm thời gian chết, tăng tốc độ sản xuất và nâng cao năng suất làm việc Việc loại bỏ thao tác thủ công không chỉ giảm thiểu sai sót do con người mà còn góp phần tối ưu hóa toàn bộ quy trình làm việc.
Thiết kế mô hình 3D và các thông số thiết kế
Dựa trên các ý tưởng và cơ sở lý thuyết đã được trình bày, nhóm đã tiến hành thiết kế mô hình 3D cho máy rót nhôm tự động với các kích thước tổng quát như sau.
Chiều dài: Phần thân máy 40cm, phần đỡ trục vít 120 cm
Hình 3 1.Hình mô hình 3D máy hoàn chỉnh Máy được chia thành 4 phần chính:
Khung thân máy là phần chịu lực và tải cho toàn bộ hệ thống vít me, đồng thời hỗ trợ cơ cấu rót phía trên trục vít me Bên trong khung chứa hệ thống mạch điện và các linh kiện điện tử điều khiển máy Khung được chế tạo từ vật liệu sắt hộp với kích thước 30x30x1 mm.
- Trục vit me: là bộ phận dùng để di chuyển cơ cấu rót, dài 1,2 m bước ren 10 mm
Hình 3 2.Hình 3D trục vit me và bàn rót
- Cơ cấu rót puly đai răng: có vai trò giữ nhôm lỏng từ lò nung di chuyển đến và đổ vào khuôn đúc
Hình 3 3 Mô hình 3D của cơ cấu puly rót
Hộp điều khiển bao gồm màn hình điều khiển với các nút cảm ứng được lập trình, cùng với các nút nhấn vật lý, giúp người dùng dễ dàng điều khiển quá trình rót.
Tính toán thiết kế Trục vít me
Bảng 3 1.Bảng thông số đầu vào tính toán trục vít me Khối lượng lớn nhất của chi tiết M = 1 kg
Trọng lượng lớn nhất của chi tiết W.m= 10 (N)
Vận tốc chạy lớn nhất vmax= 18 m/s
Gia tốc hoạt động lớn nhất của hệ thống a = 5 m/s 2
Tốc độ vòng động cơ Nmax= 2000 rpm
Hệ số ma sát trơn bề mặt �= 0,1
Thời gian hoạt động Lt= 10000 giờ
Chọn Trục vít, ổ lăn Điều kiện làm việc và các thông số được tính chọn
Hình 3 4 Hình sơ đồ phân bố lực trên trục vit me [7]
Khối lượng tống cộng: m = M + Wy= 1 + 3 = 4 (kg)
Tăng tốc về phía sau: Fa1=�mg + ma + f = 0,1.4.10 + 4.5 + 40 = 64 (N)
Chạy đều về phía sau: Fa2=�mg + f = 0,1.4.10 + 40 = 44 (N)
Giảm tốc (về phía trước): Fa3=�mg - ma + f = 0,1.4.10 - 4.5 + 40 = 24 (N)
=> Lực dọc trục Famax= 64 (N) = 6,4 kg.f
Tải trọng tĩnh có công thức: C0= fs Famax= 2.64 = 128 (N)
C0: tải trọng tĩnh fs : hệ số bền tĩnh, với máy công cụ fs= 1,5 – 3 (chọn fs= 2)
Famax: lực dọc trục lớn nhất tác dụng lên vít me
Tải trọng động có công thức:
Ca= (60.Nm.Lt) 1/3 Famax.fw.10 -2 = (60.1800.10000) 1/3 6,4.1,2.10 -2 = 78,79 kg.f
Vận tốc quay danh nghĩa: Nm=� 1
3.3.4 Chọn bán kính trục vít
L = tổng chiều dài di chuyển max + chiều dài đai ốc (nửa ổ bi) + chiều dài vùng thoát:
Kiểu ổ bi là lắp chặt ở cả hai đầu: f = 21,9
Chọn tốc độ quay cho động cơ khoảng 80 % so với tốc độ quay giới hạn nên ta có: n = Nmax.80% = 2000.80% = 1600 vòng/phút Đường kính trục vít:
Từ các tính toán trên ta chọn series
Loại trục vit me: SFU1610-3 Đường kính trục: 16 mm
Chiều dài trục vít me sau khi chọn trục:
L = tổng chiều dài dịch chuyển + chiều dài đai ốc + chiều dài vùng thoát
3.3.6 Tính toán ứng suất tác dụng lên trục vit me σ =�
Trong đó: dr= 16 - 3,765 = 12,235: đường kính lõi ren của trục vít me
Tmax= TL= 1,233627 (kgf.cm) = 123,3627 (N.mm) τ =� ��� �
Tính tải trọng tới hạn của trục vít me
Chọn động cơ
Tốc độ vòng lớn nhất: 2000 vòng/phút
Thời gian cần thiết để đạt được tốc độ lớn nhất 0,9s (tự chọn dựa trên đồ thị dịch chuyển – hình vẽ)
Hình 3 5 Hình sơ đồ biểu diễn thời gian cần thiết
8 1,2 4 118,5 = 0,7526 kg.f/cm 2 Trong đó: ρ: khối lượng vít me trên 1 cm (kg/cm 3 )
D’ = 16 - 3,765 = 12,235 (mm) = 1,2 (cm) : đường kính lõi ren trục vit me
L: chiều dài vít me (cm)
W: Trọng lượng của bàn dịch chuyển (kg) h: bước trục vít (cm)
D ’ : đường kính lõi ren trục vít (cm) l ’ : chiều dài nối trục (cm)
Ta có tổng mô men quán tính
Thời gian dành cho quá trình có gia tốc là rất ngắn, do đó ở đây ta chỉ tính toán cho giai đoạn chạy đều (chiếm phần lớn thời gian)
Mô men do lực ma sát:
2�.0,9= 1,1317 (kg.f.cm) Trong đó:η= 0,9 hiệu suất làm việc
Do đó mô men phát động cần thiết bằng tổng mô men đặt trước và mô men cần thiết khi hoạt động
Bảng 3 3.Bảng thông số đầu vào để chọn động cơ
Chọn vít me có bước h = 0,01 m
Hệ số ma sát trượt giữa thép và gang ta chọn
Khối lượng của phần đầu dịch chuyển M = 4 kg
Góc nghiêng của trục α = 0 độ
Tỉ số truyền giảm tốc
(chọn phương án động cơ nối trực tiếp) i = 1
Hiệu suất của máy chọn η = 0,9
Tốc độ quay lớn nhất của động cơ n = 2000 vòng/phút
Tính mô men ma sát
2�.1.0,9 = 0,00848 (N.m) Tính mô men chống trọng lựuc của kết cấu
2�.�.η = 0 (vì cơ cấu nằm ngang α = 0 độ)
Tính vận tốc dài vmax= �.�.�
Tính tốc độ quay của motor
=> Dựa vào mô men tĩnh của động cơ và tốc độ của motor, ta chọn loại động cơ YK257EC56E1 của hãng yacotec có mô men khởi động là 2,2 N.m
Bảng 3 4.Bảng chọn động cơ theo tiêu chuẩn [9]
Kiểm tra thời gian cần thiết để đạt tốc độ cực đại ta= �
J: là tổng mô men quán tính (Momen tính toán + momen cho bởi động cơ – Rotor Inertia J )
TL: mô men quay (N.m) f: là hệ số an toàn
Tính toán thiết kế chọn ổ lăn
Trong cơ cấu bàn Y, tải trọng chủ yếu tác động lên hai ray dẫn hướng, dẫn đến lực vuông góc lên trục vít me là không đáng kể Khi tính toán ổ lăn trục vít me, chỉ cần chú ý đến lực dọc trục tác động lên nó Tuy nhiên, trong quá trình hoạt động, hiện tượng rung có thể xảy ra, vì vậy yếu tố định tâm cũng đóng vai trò quan trọng.
=> Chọn ổ đỡ chặn 1 dãy cho trường hợp này
Tính toán khả năng tải động
Tính toán khả năng tải tĩnh
=> Vậy lựa chọn ổ bi phù hợp với khả năng tải
Trong đó: m = 3 (đối cới ổ bi)
L: tuổi thọ của ổ lăn được tính theo công thức
(với n là số vòng quay ,Lhlà số giờ làm việc )
Q: tải trọng động của ổng lăn được tính
Q0: tải trọng tĩnh của ổng lăn được tính
Kđ= 1: tải trọng tính không va đập
Lực dọc trục trung bình: Fm= 64 (N)
Xét trường hợp bàn chạy về phía ổ bi B: RA= RB= 20 (N)
Dựa vào đường kính trục vit me và tốc độ quay của động cơ ta chọn sơ bộ thông số của ổ
Bảng 3 5.Bảng sơ đồ chiếu bằng giữa hai ổ lăn
Bảng 3 6.Bảng chọn thông số ổ lăn [10]
Khả năng tải động Cr= 8,32 (kN)
Khả năng tải tĩnh C0r= 4,4 (kN)
Nội lực dọc trục Fsicủa 2 ổ là như nhau: Fsi= e.Ri= 20.1,14 = 22,8 (N) (e=1,14)
Lực dọc trục tác dụng lên các ổ bi:
Với ổ bi A: ΣFaA= FsA+ Fma= -22,8 + 64 = 41,2 (N)
Với ổ bi B: ΣFaB= FsB+ Fma = 22,8 + 64 = 86,8 (N)
� = 86,8 1.20 = 4,34 >> 1,14 (N)Bảng 3 7 Bảng thông số chọn X, Y [11]
Từ bảng bên dưới xác định hệ số X0= 0,5; Y0= 0,26
Bảng 3 8.Bảng chọn thông số Xo, Yo [11]
Tính toán truyền động đai
Thông số đầu vào: Chọn m = 2
Bảng 3 9.Bảng thông số đầu vào modun đai [11]
Công thức xác định chiều rộng đai thang: b = ψđ m = 6 2 = 12 (mm)
Hệ số chiều rộng đai ψđ có giá trị từ 6 đến 9, trong đó cần chọn giá trị nhỏ khi mô đun chuẩn lớn hơn m tính toán, và chọn giá trị lớn trong trường hợp ngược lại.
Bảng 3 10.Bảng chọn chiều rộng đai [11]
Chiều rộng bánh đai: B = b + m = 16 + 2 = 18 (mm)
Xác định số răng của bánh đai nhỏ Z1= 16 răng
=> Số răng của bánh đai lớn Z2 = Z1.u = 20.1,5 = 24 răng Đường kính bánh đai d1= m.Z1= 2.16 = 32 (mm) d2= m.Z2= 2.24 = 48 (mm)
Khoảng cách trục và số răng dây đai
Z1, Z2lần lượt là số răng puly nhỏ và puly lớn (Z.t = 2πR) p là bước răng của dây đai p = m.π = 2π = 6,28 (mm)
Khoảng cách trục a được chọn theo điều kiện với amin= 0,5m(Z1+ Z2) + 2m = 0,5.2(16+24) + 2.2 = 44 (mm) amax= 2m(Z1 + Z2) = 2.2(16+24) = 160 (mm)
Chọn khoảng cách trục sơ bộ a = 132 (mm)
Tính chiều dài dây đai:
2 + (� 2 −� 4� 1 ) 2 = 2.132 + �(32+48) 2 + (48−32) 4.132 2 = 390,148 (mm) Tính chính xác khoảng cách trục a: a = �+ � 2 −8� 2
2 = 8 (mm) Kiểm nghiệm đai theo lực vòng riêng
Ft: lực vòng tác dụng lên bộ truyền (N) qm: khối lượng 1m đai có chiều rộng 1 mm v: tốc độ vòng (m/s) kđ: hệ số tải trọng động
Vì q = 3,75 < [q] =5,55 => thoả điều kiện bền
Bảng 3 11.Bảng trị số khối lượng một mét đai qm và lực vòng riêng cho phép [q0] [11]
Bảng 3 12.Bảng hệ số tại trọng động [11]
Bảng 3 13.Bảng hệ số Cr khi làm việc 1 ca [11]
Bảng 3 14.Bảng hệ số Cu ảnh hưởng của tỉ số truyền [11]
Bảng 3 15 Hệ số C0ảnh hưởng việc bố trí bộ truyền [11]
Xác định lực căng ban đầu và lực tác dụng lên trục
Lực tác dụng lên trục: Fr = 1,2.Ft= 1,2.60 = 72 (N)
Tính toán độ bền máy
6,4.1,2 ) 3 10 6 60.1800 1 = 526894975,8 giờ > 10000 giờ Tốc độ quay cho phép: n = f ��
Tính kiểm nghiệm bền trục
Khớp nối là chi tiết tiêu chuẩn, vì vậy trong thiết kế thường dựa vào momen xoắn tính toán Ttđược xác định theo công thức:
T: momen xoắn danh nghĩa k: hệ số chế độ làm việc, k= 1,5 bảng 16.1 [2]
Từ momen tính toán, tra bảng 16.10a[2] (tra Tt = 6,3 Nm): Do= 50 mm
Tính lực tác dụng lên trục
Lực vòng của khớp nối tác dụng lên trục gây nên momen xoắn T được xác định
50 = 132 (N) Lực hướng tâm của khớp nối tác dụng lên trục
Dựa vào trục vít me, chúng ta có các thông số quan trọng như: khoảng cách giữa hai ổ lăn l11 là 950 mm, khoảng cách giữa ổ lăn đến bàn rót l13 là 475 mm, và khoảng cách giữa ổ lăn đến khớp nối l12 là 40 mm Khối lượng của bàn rót m được xác định là 3 kg Từ các lực tác động, ta có phương trình ΣFB – ΣFol = 0, dẫn đến m.g = 2.Fol, với giá trị g là 9,8 m/s², kết quả tính toán cho Fol là 17,4 N.
65 = 33,84 (N) Với R: khoảng cách từ tâm trục vít me đến tâm bộ rót (mm)
- Xét mặt phẳng yOz: ΣMA=Ft.475 + RCy.950 - Frkn.(950+40) =0
RCy= 14,34 (N) ΣFy= RAy- Ft- RCy+ Frkn= 0
- Xét mặt phẳng xOz ΣMA = -Fr.475 - RCx 950 =0
RCx= 37,225 (N) ΣFx= -RAx+ Fr+ RCx= 0
Biểu đồ nội lực trục vit me
Hình 3 6 Hình biểu đồ nội lực của trục vít me Moment uốn tổng M j tại các tiết diện i:
Moment tương đương M tđj tại các tiết diện i:
Tính đường kính trục tại các tiết diện có lắp chi tiết máy
Trong đó[�]là ứng suất cho phép thép chế tạo trục dựa theo bảng 10.5, [1] d0 mm chọn [σ] = 70 dB = 3 � ���
Do tại B lắp con trượt nên chọn theo tiêu chuẩndB= 16 (mm) dC = 3 � ���
Do tại A và C lắp ổ lăn nên chọn theo tiêu chuẩn d A = d C = 10(mm) dD = 3 0,1.[�] � ��� = 3 1905,25 0,1.70 = 6,48 (mm)
Do tại D là khớp nối nên chọn theo tiêu chuẩn d D = 10 (mm)
Kiểm nghiệm trục – bền mỏi
Có � : hệ số an toàn cho phép, thông thường � = (1,5÷2,5)
� �� ,� �� : lần lượt là hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại tiết diện
� −1 và� −1 lần lượt là giới hạn mỏi uốn và xoắn ứng với chu kì đối xứng
Do thép C45 có b = 850 MPa và là thép cacbon
� �� ,� �� ,� �� ,� �� : biên độ và trị số trung bình của ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại tiết diện C
+ Đối với trục quay, ứng suất thay đổi theo chu kì đối xứng, do đó:
� � ( công thức 10.22, [1] ) + Khi trục quay 1 chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kì mạch động, do đó:
K x : hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt , phụ thuộc vào phương pháp gia công và độ nhẵn bề mặt, tra bảng 10.8, [1]
Dob = 850 MPa và tiện R a (2,5÷0,63) nên chọn K x = 1,25
K y : hệ số tăng bền bề mặt trục, phụ thuộc vào phương pháp tăng bền bề mặt, cơ tính vật liệu, tra bảng 10.9, [1]
Dob = 850 MPa và do trục tập trung ứng suất ít nên chọn K y = 1,7
� � và� � : hệ số kể đến ảnh hưởng của giá trị ứng suất trung bình đến độ bền mỏi, tra theo bảng 10.7, [1]
Dob = 850 MPa nên chọn � � = 0,1 và � � = 0.05
� �� và� �� được xác định theo công thức 10.25 và 10.26, [1]
Tra bảng 10.11[1] Trị số củaK σ / ε σ vàK τd /ε τ đối với bề mặt trục lắp có độ dôi, kiểu lắp k6, d B mm, d C mm; K σ / ε σ =2,535; K τd / ε τ = 1,92
Trục vit me: Xét tiết diện nguy hiểm tại con trượt B và ổ lăn C
Chọn kích thước tiết diện then theo đường kính trục
Chọn mối ghép then bằng, dựa vào bảng 9.1a, [1]
+ Tính moment cảm uốn W j và moment xoắn W oj theo bảng 10.6, [1]
=> Tại con trượt thoả độ bền mỏi
Tiết diện tại ổ lăn d C mm
+ Tính moment cảm uốn W j và moment xoắn W oj theo bảng 10.6, [1]
=> Tại ổ lăn thoả độ bền mỏi
=> Trục vít me thoả điều kiện bền mỏi
Kiểm nghiệm trục - bền tĩnh
Công thức kiểm nghiệm có dạng:� �� = � � + � � � ≤ � ( công thức 10.27,[1] )
� : Giới hạn chảy của vật liệu trục Thép C45 cób = 850 MPa và� ch = 580 MPa
* Trục vit me (Tại con trượt B với d B mm)
=> Trục vit me thỏa điều kiện bền tĩnh
3.8 Tính toán cấp xung PLC
- Tổng chiều quãng đường đi S = 825 (mm)
- Số xung /rev (driver): 1600 xung/vòng
- Thời gian t (giây) nhập từ màn hình
- Số vòng quay được trên cả quãng đường đi n = � � = 825 10 = 82,5 (vòng)
THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN
Điều khiển phần cứng
Hệ thống điều khiển máy rót nhôm được thiết kế để quản lý hoạt động thông qua các nút ấn vật lý và bảng điều khiển Quá trình rót nhôm diễn ra theo chu trình có thể điều chỉnh linh hoạt.
4.1.1 Các phần tử của hệ thống điều khiển
-Động cơ YK257EC76E1-KZ01 (cho trục vit me) và động cơ NEMA23 (cho puly đai)
Hình 4 1.Hình động cơ YK257EC76E1-KZ01
Hình 4 2.Hình động cơ NEMA23
-Toàn bộ hệ thống máy rót nhôm được điều khiển bằng PLC Mitsubishi FX3G-40M.
Hình 4 3.Hình PLC Mitsubishi FX3G-40M
Thông số kỹ thuật chung của PLC Mitsubishi FX3G Series Điện áp nguồn cung cấp: 24VDC hoặc 100/240VAC
Bộ nhớ chương trình: 32.000 bước
Kết nối truyền thông: RS422, Có thể mở rộng Board RS232, RS485
Bộ đếm tốc độ cao: Max 60 kHz
Loại ngõ ra: Relay, Transistor
Phát xung tốc độ cao: 3 chân 100kHz
Có thể mở rộng lên tới 128 I/O thông qua module hoặc 256 I/O thông qua mạng CC-
Hỗ trợ kết nối qua cổng USB-mini
Thông số kỹ thuật của FX3G-40M
Tổng đầu ra số : 16 Đầu vào kiểu Sink/Source Đầu ra transistor kiểu Sink
- Màn hình điều khiển: sử dụng màn hình loại TK6070IP
Hình 4 4.Hình màn hình điều khiển TK6070IP Thông số kỹ thuật của màn hình
Hiển thị: Kích thước hiển thị: 7inch TFT, độ phân giải (WxH dots): 800×480, độ sáng (cd/m2): 350, tuổi thọ LCD: >30,000 hr., màu sắc: 65.536 màu, tấm cảm ứng: 4-wire, Resistive Type
Cấu hình: Bộ nhớ (MB): 128, RAM (MB): 64, 32 bits RISC CPU 400MHz, USB Host: USB 2.0 x 1, Khe cắm thẻ SD: Không, RTC Built-in
- Động cơ bước được điều khiển bằng Driver DM556 và Driver TB6600
- Nguồn 5V DC và nguồn 24V DC
Hình 4 7.Hình nguồn 5V DC Thông Số Kĩ Thuật:
Nhiệt độ làm việc: -10 ~ 60 độ C
Kích thước nguồn tổ ong : 85x58x33mm
Nguồn tổ ong 24V DC là một biến thế cung cấp điện một chiều 24V, chuyên dùng cho đèn LED, hệ thống an ninh giám sát và các ứng dụng điện công nghiệp.
Thông số kỹ thuật của nguồn tổ ong VSF75-24v – 3.5A
- Điện áp đầu vào: 90 – 132 VAC tương ứng với 1.8A và 180 – 264 VAC tương ứng với 1A
- Điện áp đầu ra: 24 VDC 3.5A.
- Khả năng chống sốc: Từ 10 đến khoảng 500Hz, 2G 10 min.
- Nhiệt độ họat động: Từ -10 độ C đến 60 độ C.
- Chất liệu vỏ: vỏ nhôm/kim loại [18].
- +V: công suất đầu ra DC “+”.
- ADJ: Điều chỉnh điện áp đầu ra.
Bảng 4 1.Bảng khí cụ điện
STT Tên gọi thiết bị khí cụ
Hình ảnh Chức năng Số lượng
01 Nút nhấn nhả màu xanh
Khởi động cu trình làm việc của máy
02 Công tắc xoay 2 vị trí
Cấp điện cho Board PLC và toàn hệ thống mạch điện
03 Nút E-Stop Đóng ngắt nguồn, mạch khi có sự cố
220V-20A Đóng mở nguồn cấp cho động cơ trục chính và máy
Nhận các tính hiệu của bàn rót nhôm
4.1.2 Điều khiển thông qua màn hình cảm ứng
EasyBuilder 8000 là phần mềm lập trình chuyên nghiệp dành cho màn hình cảm ứng HMI của Weintek, giúp người dùng dễ dàng tạo ra các dự án HMI độc đáo Phần mềm này được phát triển bởi Weintek và mang lại nhiều tính năng nổi bật cho người sử dụng.
Giao diện Ribbon Style UI thân thiện với người dùng giúp dễ dàng điều hướng và sử dụng, ngay cả cho những người mới bắt đầu, từ đó hỗ trợ bạn nhanh chóng phát triển dự án của mình.
Thư viện đồ họa đa dạng cung cấp nhiều thiết kế phong phú, giúp bạn tạo ra các giao diện hấp dẫn và chuyên nghiệp Ngoài ra, thư viện còn bao gồm đồ họa vector có khả năng tự điều chỉnh kích thước mà không làm giảm chất lượng, mang đến sự linh hoạt cho các dự án thiết kế.
Weintek cung cấp giải pháp toàn diện với tất cả các mô hình HMI và Gateway được lập trình và thiết kế qua EasyBuilder 8000 Nền tảng này cho phép người dùng dễ dàng cài đặt cấu hình giao tiếp, thiết kế giao diện người dùng, cũng như biên dịch và mô phỏng.
- Bảo mật cao cấp: Bảo vệ tập tin dự án và tài sản trí tuệ khỏi việc sử dụng trái
Macro là một công cụ đơn giản nhưng mạnh mẽ, cho phép thu thập dữ liệu linh hoạt, thực hiện các phép toán logic và tính toán phức tạp, từ đó nâng cao hiệu suất của HMI.
Giao diện đa ngôn ngữ cho phép người dùng phát triển trong ngôn ngữ ưa thích của mình, bao gồm các lựa chọn như tiếng Trung truyền thống, tiếng Anh, tiếng Nhật, tiếng Hàn, tiếng Đức, tiếng Pháp, tiếng Nga, tiếng Tây Ban Nha, tiếng Ý, tiếng Thổ Nhĩ Kỳ và tiếng Ba Lan.
Nhóm nghiên cứu đã phát triển khả năng điều khiển máy không chỉ bằng các nút vật lý mà còn thông qua màn hình cảm ứng Bài viết này cung cấp chi tiết về các giao diện và chức năng của từng nút được lập trình dựa trên phần mềm EasyBuilder 8000.
Hình 4 9.Hình trang điều khiển Menu Page Hình Trang giao diện MENU PAGE
Trang này gồm 3 nút ấn dẫn đến các giao diện khác để điều khiển vận hành máy:
AUTO PAGE dẫn đến giao diện sau gồm các chức năng tương ứng là:
Thời gian rót nhôm có thể được điều chỉnh từ 2 đến 8 giây, cho phép người dùng nhập thời gian vận chuyển từ điểm đầu đến điểm rót theo mong muốn của mình.
- EMG: có công dụng tương tự nút ấn vật lí E-Stop sau khi ấn đóng ngắt nguồn ngay lập tức
Sau khi ấn nút lần đầu, quá trình vận chuyển cốc chứa nhôm lỏng đến vị trí rót sẽ dừng lại Nếu ấn nút lần thứ hai, hệ thống sẽ tiếp tục chu trình hoạt động.
- START: Bắt đầu một chu trình mới với thời gian đã được SAVE
- HOME: Di chuyển bàn chứa cơ cấu rót về vị trí gốc (vị trí mặc định được cài đặt làm vị trí ban đầu)
- MENU PAGE: để quay lại trang MENU PAGE
Hình 4 10.Hình trang điều khiển Auto Page MANUAL PAGE dẫn đến giao diện sau có bảng TEACHING MODE gồm 2 nút:
- JOG+: ấn 1 lần trục vít sẽ quay làm cho bàn rót nhôm tịnh tiến về bên trái (trục vit quay 3 vòng)
- JOG-: ấn 1 lần trục vít sẽ quay làm cho bàn rót nhôm tịnh tiến về bên trái (trục vit quay 3 vòng)
- Cả hai nút JOG+/ JOG-: có thể ấn giữ để điều chỉnh đến vị trí mong muốn
Hình 4 11 Hình trang điều khiển Menual Setting
I/O PAGE là giao diện hiển thị các nút chức năng, giúp các thiết bị nhận biết trạng thái hoạt động và tín hiệu từ máy Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc sửa chữa và khắc phục sự cố khi xảy ra lỗi.
- Nút Start: Khi ấn nút Start (nút xanh ấn nhả) thì hệ thống nhận được tín hiệu
- Nút EMG: Khi ấn nút E-Stop thì hệ thống sẽ nhân được tín hiệu
- Right Limit Sensor: Khi bàn chứa cơ cấu rót đến cảm biến tiệm cận bên phải thì hệ thống sẽ nhận được tín hiệu
- Home Sensor: Khi bàn chứa cơ cấu rót đến vị trí được cài đặt để bàn di chuyển chậm lại về vị trí gốc
- LeftLimit Sensor: Khi bàn chứa cơ cấu rót đến cảm biến tiệm cận bên trái thì hệ thống sẽ nhận được tín hiệu
Hình 4 12 Hình trang điều khiển I/O Page
Để bắt đầu, mở CB và chuyển công tắc xoay đến vị trí 2 để cấp điện cho máy Trong trường hợp xảy ra sự cố về điện như chập hoặc nghẽn mạch, CB sẽ tự động ngắt để đảm bảo an toàn Nhập thời gian mong muốn vào ô nhập thời gian rót nhôm và nhấn SAVE Tiếp theo, ấn nút HOME để đưa bàn rót về vị trí gốc Sau khi cấp liệu nhôm lỏng vào cốc, đặt cốc vào bàn rót và nhấn nút START trên màn hình hoặc nút ấn nhả màu xanh để bắt đầu quá trình rót Sau khi hoàn tất, bàn rót sẽ quay về vị trí gốc; người vận hành chỉ cần cấp liệu vào cốc và nhấn START lần nữa để máy tiếp tục hoạt động.
- Chương trình điều khiển được viết và naph vào PLC bằng phần mềm GX Work 2.
Điều khiển phần mềm
Chương trình điều khiển PLC
CHẾ TẠO VÀ THỰC NGHIỆM
Chế tạo, lắp máy, các hình ảnh thực hiện
Khung máy được hàn từ sắt hộp, được cắt theo chiều dài thiết kế và kết nối bằng mối hàn chắc chắn Từ khung sắt, các tấm lazer và hộp điều khiển được gia công bằng máy được lắp đặt Các thiết bị trên thân máy được gắn một cách phù hợp để đảm bảo hiệu suất hoạt động Dưới đây là một số hình ảnh minh họa quá trình chế tạo và lắp ráp máy.
Hình 5 1.Hình gắn các chi tiết để hoàn thành phần khung thân máy
Hình 5 2.Hình phun sơn tạo lớp phủ chống rỉ
Hình 5 3.Hình gắn các thiết bị điện vào thân máy
Hình 5 4.Hình máy rót nhôm hoàn thành
Chạy thử nghiệm và kết quả
Trong quá trình thử nghiệm máy rót nhôm bán tự động, đã phát hiện ra rằng tốc độ và thời gian rót ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm Nếu thời gian rót vào khuôn quá chậm, sản phẩm sẽ gặp khuyết tật và không đạt yêu cầu chất lượng Ngược lại, nếu thời gian cấp liệu quá nhanh, sẽ dẫn đến thất thoát nhôm lỏng, gây nguy hiểm cho người vận hành và có thể làm hỏng máy Để đảm bảo chất lượng sản phẩm và an toàn lao động, cần điều chỉnh thời gian hợp lý từ khi đặt cốc nhôm lỏng vào bàn rót.
Việc áp dụng công nghệ điều khiển và tự động hoá trong quy trình rót nhôm mang lại linh hoạt và khả năng điều chỉnh cao cho sản xuất Thời gian rót tối ưu từ 3-5 giây giúp đảm bảo chất lượng sản phẩm mà không gây thất thoát liệu và nhiệt độ khi đổ vào khuôn Sản phẩm này chủ yếu phục vụ cho nghiên cứu, cho phép điều chỉnh thời gian và vận tốc rót, từ đó cung cấp thông tin hữu ích về sự thất thoát nhiệt của nhôm, làm cơ sở cho các sản phẩm thực tiễn trong tương lai.