GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ ĐÙN ÉP NHỰA 3
PHÂN LOẠI VỀ CÔNG NGHỆ ÉP ĐÙN SẢN PHẨM NHỰA
a)Đùn sản phẩm dạng ống
Nhựa nóng chảy được đùn qua đầu tạo hình để tạo ra ống quản với độ dày mong muốn, sau đó sản phẩm được làm mát bằng nước hoặc không khí Phương pháp này thường được sử dụng để sản xuất ống nhựa PE, PVC, PPR, cùng với túi PE và nylon Tại phễu cấp liệu, nguyên liệu được rải đều xuống cửa hút của máy ép đùn nhờ trục vít xoắn do động cơ xoay chiều điều khiển.
+Với máy sản xuất ống PVC: Gồm hai trục vít
Tại xilanh nhiệt nguyên liệu được gia nhiệt tới nhiệt độ trong khoảng
(170 0 - 200 0 ) C Hạt nhựa hoá lỏng được đẩy đi thành dòng nhờ trục vít soắn tới cổ đùn
Lưới lọc kim loại được sử dụng để lọc dòng nhựa hoá lỏng, đảm bảo chất lượng ống Sau khi được lọc, hỗn hợp nhựa hoá lỏng được đẩy tới đầu hình, nơi đi qua đĩa chia thành 8 cánh để tăng cường độ trộn đều Cuối cùng, hỗn hợp này được đưa vào khuôn để tạo hình ống.
Khuôn đùn không chỉ có hình dạng tròn mà còn sở hữu các đặc điểm lồi lõm khác nhau, giúp tăng cường độ nén ép và đảm bảo chất lượng ống Ngoài ra, quy trình đùn cũng cho phép sản xuất các sản phẩm dạng tấm, mở rộng khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực.
Nhựa nóng chảy được đùn qua một đầu để tạo hình dạng phẳng, giúp sản phẩm đạt độ dày mong muốn Sau đó, sản phẩm được làm mát bằng nước hoặc không khí để hạ nhiệt độ Phương pháp này thường được áp dụng trong sản xuất màng PP dùng để luồn dây điện.
LƯU ĐỒ CÔNG NGHỆ ÉP ĐÙN SẢN XUẤT ỐNG NHỰA
Quy trình sản xuất ống nhựa bắt đầu bằng việc trộn hạt nhựa cùng các phụ gia, được cung cấp bởi nhà sản xuất nguyên liệu với tỷ lệ đã được tính toán kỹ lưỡng, nhằm đảm bảo chất lượng nhựa đạt tiêu chuẩn tốt nhất.
HT hút chân không và làm lạnh
Hình 1.1 lưu đồ ép đùn
Quy trình sản xuất ống nhựa:
Hạt PVC và các phụ gia được trộn sẵn và cung cấp vào silo chứa liệu Nguyên liệu được bơm vào phễu cấp liệu trên máy ép đùn qua băng tải lò xo Sau khi máy gia nhiệt hoàn toàn, động cơ chính quay trục vít xoắn, cho phép thiết bị lường hạt đẩy nguyên liệu xuống bơm trục vít Tại xi lanh nhiệt, nguyên liệu được gia nhiệt tạo thành hỗn hợp nóng chảy, trong khi trục vít xoắn vừa gia nhiệt vừa trộn đều hỗn hợp đó đến cổ đùn Tại đây, bộ phận lưới lọc tự động đảm bảo chất lượng hỗn hợp nhựa nóng chảy Sau khi qua lưới lọc, hỗn hợp nhựa được đẩy vào đầu hình, qua đĩa chia 8 cánh để tăng độ trộn, rồi đến đầu khuôn ống đùn Hình dạng khuôn không tròn mà có chỗ lồi lõm khác nhau, tăng độ nén ép và áp suất hút Qua đầu hình, nhựa tạo thành ống thẳng dài, tiếp tục qua bể chân không làm lạnh và được hút chân không để tăng độ bền.
Quy trình cấp nguyên liệu (hạt nhựa)
Nguyên liệu hạt nhựa, sau khi trộn với phụ gia, được đưa vào phễu cấp liệu Hạt nhựa này được lưu trữ trong xilô cấp liệu và được hút qua ống dẫn liệu vào phễu cấp liệu trên thân máy ép đùn nhờ bơm hút và băng tải lò xo trong ống dẫn liệu.
Quy trình ép đùn tạo hình ống
Tại phễu cấp liệu nguyên liệu được rải đều xuống cửa hút của máy ép đùn nhờ trục xít xoắn được lai bởi động cơ xoay chiều
+Với máy sản xuất ống PVC: Gồm hai trục vít
Tại xilanh nhiệt nguyên liệu được gia nhiệt tới nhiệt độ trong khoảng (170 0 -
200 0 ) C Hạt nhựa hoá lỏng được đẩy đi thành dòng nhờ trục vít soắn tới cổ đùn
Lưới lọc kim loại được sử dụng để lọc dòng nhựa hoá lỏng, đảm bảo chất lượng ống Sau khi được lọc, hỗn hợp nhựa hoá lỏng được đẩy tới đầu hình, nơi nó đi qua một đĩa chia thành 8 cánh nhằm tăng cường độ trộn đều trước khi vào khuôn tạo hình ống.
Khuôn đùn không có hình dạng trụ tròn như khuôn ngoài, mà sở hữu những điểm lồi lõm khác nhau, giúp tăng cường độ nén ép và đảm bảo chất lượng ống.
Quy trình hút chân không là bước quan trọng trong việc làm mát ống ra có nhiệt độ cao Ống được đưa vào bể chân không để tạo áp suất chênh lệch giữa áp suất khí quyển và áp suất trong bể, từ đó định hình chính xác kích thước ống theo thiết kế và ngăn ngừa biến dạng Đồng thời, ống được làm mát bằng hệ thống phun tia nước với nhiệt độ từ 15°C đến 18°C.
Sau khi ống được làm mát, sản phẩm và tên công ty sẽ được in lên ống bằng thiết bị in phun chuyên dụng Dữ liệu được nhập qua bàn phím, và khi cảm biến phát hiện ống, đầu phun mực sẽ tự động phun chữ đã được lập trình sẵn Công ty sử dụng các máy in phun Jaime 1000 và Zanasi của Pháp để thực hiện quy trình này.
Dàn kéo kẹp ống và kéo ống có động cơ lai được điều chỉnh đồng bộ với động cơ chính, ảnh hưởng đến độ dày của ống Tốc độ của động cơ lai có thể điều chỉnh lớn hơn hoặc nhỏ hơn so với động cơ chính, quyết định đến độ dày, mỏng của ống Các thông số tốc độ của động cơ lai đã được nhà thiết kế tính toán và xác định cho từng cỡ ống, người vận hành chỉ cần cài đặt và thao tác theo hướng dẫn có sẵn.
Dàn kéo còn có chức năng: là động lực đẩy bàn cưa trong quá trình cưa cắt sản phẩm
Chiều dài tiêu chuẩn của ống PVC thường là 4 mét, nhưng có thể được cắt theo kích thước yêu cầu trong đơn đặt hàng.
Ống HDPE được cắt theo chiều dài yêu cầu của khách hàng bằng cách sử dụng bàn cưa tự động và cảm biến vị trí Để thay đổi chiều dài cắt, chỉ cần điều chỉnh vị trí của cảm biến.
Sau khi in logo, tên và kích cỡ sản phẩm lên bề mặt ống, ống sẽ được cắt thành các đoạn theo yêu cầu bằng máy cưa tự động Cảm biến sẽ đo chiều dài cần cắt, và khi đủ chiều dài, máy cưa sẽ kích hoạt động cơ để thực hiện cắt Động cơ cưa sẽ di chuyển theo ống để đảm bảo độ chính xác Sau khi cắt xong, ống sẽ được chuyển đến máy nong ống.
Quá trình cứ tiếp tục như vậy cho các ống tiếp theo
Quy trình nong đầu ống:
Quy trình nong đầu ống được thực hiện bởi máy chuyên dụng, bắt đầu bằng việc cưa ống nhựa thành đoạn theo kích thước yêu cầu và đưa vào băng chuyền Ống sẽ được đưa qua bộ phận gia nhiệt để làm nóng đầu ống trước khi chuyển sang thiết bị nong, nơi đầu ống được mở rộng theo kích cỡ đã định Sau khi hoàn tất, ống sẽ được đưa đến bộ phận làm mát và cuối cùng được đưa ra ngoài qua băng chuyền Quá trình này sẽ tiếp tục lặp lại với các ống tiếp theo.
Cuối cùng, quy trình sản xuất ống bao gồm nong ống đối với ống PVC và cuộn ống cho ống HDPE, tùy thuộc vào yêu cầu đơn đặt hàng mà có thể thực hiện nong trơn hoặc nong gioăng Sau khi sản xuất, ống sẽ được kiểm định chất lượng; nếu đạt tiêu chuẩn, sản phẩm sẽ được lưu trữ trong kho hoặc vận chuyển đến nơi tiêu thụ Những sản phẩm không đạt yêu cầu sẽ được nghiền nát và xử lý để tái chế thành nguyên liệu.
Quá trình nong ống nhựa PVC được thực hiện bởi máy nong, bắt đầu bằng việc đưa ống đã cắt vào băng chuyền Ống sẽ được chuyển đến bộ phận gia nhiệt, nơi nhiệt độ được nâng lên khoảng 180 độ C nhờ vào các dây điện trở Sau khi đạt nhiệt độ cần thiết, ống sẽ tiếp tục được chuyển đến đầu nong đã được định kích cỡ trước, nơi thực hiện quá trình nong với hai chế độ hoạt động.
1 - Nong trơn (không tiến Banh)
Trong quá trình nong, ống được hút chân không và làm mát để định hình chính xác đầu ống Sau khi hoàn thành công đoạn nong, ống sẽ được đưa ra ngoài và quy trình tương tự sẽ được thực hiện với ống tiếp theo.
MÁY ĐÙN NHỰA
ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH GIA CÔNG
Máy đùn trục vít (Extruder) là phương pháp gia công chủ yếu cho nhựa nhiệt dẻo và vật liệu đàn hồi cao như cao su, đôi khi cũng được sử dụng cho nhựa nhiệt rắn Quá trình này đẩy vật liệu qua một khe hở có tiết diện không đổi gọi là đầu tạo hình, tạo ra sản phẩm định hình theo hai chiều Độ chính xác của sản phẩm phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chế độ gia công (nhiệt độ, áp suất) Sau khi ra khỏi đầu tạo hình, sản phẩm có thể được kéo căng định hình hoặc kết hợp với các bộ phận xử lý khác Khác với máy ép phun (Injection) có chu kỳ, máy đùn được sử dụng để sản xuất các mặt hàng như màng mỏng, tấm, sợi, thanh, ống, bọc cáp điện và các sản phẩm rỗng, với bề rộng có thể lên tới hơn 10m.
PHÂN LOẠI MÁY ĐÙN TRỤC VÍT
Máy đùn trục vít được phân loại theo nhiều tiêu chí, bao gồm tính năng công dụng và số lượng vít Theo tính năng, máy có thể được sử dụng để gia công sản phẩm hoặc trộn nguyên liệu Về số lượng vít, máy đùn có thể có 1, 2, 3 hoặc nhiều trục vít, với khả năng quay cùng chiều hoặc ngược chiều nhờ cơ cấu truyền động Đặc biệt, máy đùn nhiều trục vít thường không được sử dụng để định hình mà chủ yếu phục vụ cho việc trộn vật liệu.
Máy đùn vít đôi (2 vít) được phân loại thành các loại như: vít đôi song song, vít đôi côn, 2 vít đôi quay cùng chiều và 2 vít đôi quay ngược chiều Mỗi loại máy đùn phục vụ cho các công dụng khác nhau như gia công cao su, tạo màng mỏng, tạo hạt và trộn Để đảm bảo hiệu suất gia công, máy đùn trục vít cần có cấu tạo phù hợp; việc sử dụng không hợp lý có thể dẫn đến các vấn đề kỹ thuật và kinh tế.
CẤU TẠO MÁY ĐÙN TRỤC VÍT
Cấu tạo máy đùn trục vít.: Motor - Hộp số - Phiễu nhập liệu - Xy lanh - Trục vít - Bộ phận cấp nhiệt - Đầu tạo hình
2.3.1 Cấu tạo xy lanh.Vật liệu làm xy lanh Để đảm bảo tính kinh tế và kỹ thuật, xy lanh bao giờ cũng có hai phần :
Phần nòng xy lanh được chế tạo từ thép có độ cứng cao, với độ dày từ 10 đến 15mm, cần phải cứng hơn vật liệu làm trục xy lanh Trong khi đó, phần thân xy lanh dày hơn nòng và được làm từ thép chịu nhiệt cao, có khả năng chống lại sự ăn mòn hóa học phát sinh trong quá trình gia công Đặc biệt, khi chế tạo xy lanh, độ ổn định nhiệt là yếu tố quan trọng được chú trọng.
Cửa nhập liệu có kích thước 1D x 2D và kèm theo tấm đóng mở để điều chỉnh lượng nguyên liệu vào xy lanh, với D là đường kính trục vít Để tăng năng suất cho máy đùn, một số rãnh được tạo trong xy lanh, chiếm khoảng 3D, nhằm ngăn cản sự quay quẩn của nguyên liệu, giúp cánh vít đẩy hiệu quả hơn Xy lanh còn có lỗ thoát hơi để loại bỏ hơi ẩm và các chất dễ bay hơi trong quá trình gia công Để tăng tốc độ thoát hơi, khu vực này được tạo áp suất chân không, với các lỗ thoát hơi nhỏ khoảng 0,2mm nhằm ngăn rò rỉ nguyên liệu và giảm áp suất đùn Cấu trúc của vít xoắn cho phép vận chuyển vật liệu, cung cấp nhiệt để đạt trạng thái nóng chảy, sau đó giảm áp suất tại vùng thoát hơi và tăng áp lực đến vùng định lượng, giữ áp suất ổn định.
Trục vít là bộ phận quan trọng của máy, hoạt động quay trong xy lanh với nhiệm vụ nhựa hóa và trộn, đồng thời đóng vai trò như một bơm để đưa nhựa lỏng qua đầu tạo hình Máy được chia thành ba vùng dọc theo chiều dài để tối ưu hóa quá trình này.
Vùng vận chuyển hạt rắn (cấp liệu): Trong đó nguyên liệu thông thường ở dạng rắn
Vùng nhựa hóa (nén ép): Gồm hỗn hợp lẫn lộn nhựa nóng chảy và các hạt rắn.Vùng phối liệu (định lượng): Ở đó vật liệu ở trạng thái chảy nhớt
Quá trình nhập liệu trong sản xuất bắt đầu từ việc chuyển đổi vật liệu từ trạng thái rắn sang trạng thái mềm, sau đó là trạng thái chảy nhớt Trong quá trình này, khối lượng riêng của vật liệu sẽ thay đổi, và vít xoắn cần một hệ số nén nhất định để tạo ra áp lực nén, giúp vật liệu di chuyển trong các rãnh vít.
Bước răng không thay đổi, ở giữa bề sâu giảm dần
Bước vít giảm dần bề sâu không đổi
Bước vít giảm dần, bê sâu rãnh vùng giữa giảm dần
Bước vít không đổi, bề sâu rãnh vùng nạp liệu không đổi, vùng tiếp theo giảm dần, vùng phối liệu có thể có cánh hướng dòng
Phương pháp áp dụng chủ yếu bao gồm thay đổi bề sâu rãnh, thay đổi bước vít, hoặc kết hợp cả hai Về tính năng kỹ thuật, bước răng không đổi mang lại sự ổn định kỹ thuật hơn Khi thay đổi bước răng, góc xoắn và nhiều thông số kỹ thuật khác cũng sẽ thay đổi, gây khó khăn trong việc chế tạo vít xoắn.
Kích thước của vít xoắn ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm, chiều dài của vít xoắn ảnh hưởng đến thời gian lưu của vật liệu trong máy.
Chiều dài các vùng phân chia trên trục vít có vai trò quan trọng, đặc biệt là chiều dài vùng phối liệu Nếu chiều dài vùng phối liệu ngắn, máy sẽ hoạt động biến động hơn với sự thay đổi lớn về nhiệt độ, áp suất và năng suất Ngược lại, chiều dài vùng phối liệu dài giúp máy làm việc ổn định hơn.
Trục vít thường được sản xuất từ thép không gỉ, giúp giảm hệ số ma sát giữa vật liệu và bề mặt trục vít Để đảm bảo năng suất tối ưu, hệ số ma sát của vật liệu trên trục vít cần thấp hơn so với hệ số ma sát của vật liệu trên thành xy lanh, do đó, việc làm nguội xy lanh là cần thiết.
2.3.3 Bộ phận cấp nhiệt và giải nhiệt Để cung cấp nhiệt cho xy lanh trong quá trình gia công có thể sử dụng dầu gia nhiệt, hơi quá nhiệt, nhiệt điện (điện trở)
Nhiệt độ trong xy lanh được phân bổ chủ yếu ở vùng nén ép, định lượng và cụm tạo hình, trong khi đó, phần cấp liệu không cần cung cấp nhiệt nếu nhiệt độ ở khu vực này không quá cao.
Hệ thống gia nhiệt cần đạt nhanh nhiệt độ mong muốn và phải được kiểm soát chặt chẽ, cho phép điều chỉnh nhiệt độ từ 20 độ C trở lên.
Làm mát xy lanh là một quá trình quan trọng giúp giảm nhiệt độ, ngăn chặn hiện tượng quá nhiệt Điều này đặc biệt cần thiết để hạn chế ma sát và hiện tượng cắt xé vật liệu bên trong, từ đó bảo vệ và duy trì chất lượng của vật liệu nhựa trong xy lanh.
Người ta có thể làm mát xy lanh bằng nước (trường hợp nhiệt độ thấp hơn
Quá trình làm nguội trong các máy hiện nay thường sử dụng hai phương pháp chính: làm nguội bằng nước và không khí Phương pháp làm nguội bằng nước thường được bố trí ở vùng cấp liệu để ngăn chặn hiện tượng nguyên liệu bám vào thành phiếu hoặc trục vít, đồng thời kiểm soát nhiệt độ, tránh hư hỏng cho ổ bi và dầu mỡ bên trong Hệ thống làm mát bằng nước thường có van điều chỉnh lượng nước và được thiết kế với ống xoắn ốc quanh xy lanh Khi nhiệt độ trên xy lanh vượt quá giới hạn cho phép, hệ thống quạt gió sẽ thổi không khí lạnh qua, và hệ thống cung cấp nhiệt sẽ được ngắt ngay lập tức.
2.3.4 Đầu phân phối và lưới lọc Được đặt ở giữa đầu vít xoắn và đầu định hình nó tác dụng giữ các hạt nguyên liệu chưa nhựa hóa hoàn toàn hoặc các vật liệu cứng, thô lẫn trong phân phối thường làm bằng thép có khoan lỗ tròn trên bề mặt, lưới lọc tựa vào nó là loại thép không rỉ, lưới lọc sẽ làm tăng trở lực áp suất máy nên nó giúp cho quá trình nhựa hóa tốt hơn Trong sản xuất khi áp lực phần đầu vít xoắn tăng lên, trường hợp này lưới lọc bị nghẽn do bẩn, phải tháo lưới lọc ra và thay lưới lọc khác Có trường hợp sản xuất người ta thiết kế 2 cụm phân phối dòng và lưới lọc để có thể thay đổi một cách dễ dàng mà không phải dừng máy khi đang sản xuất Đầu phân phối và lưới lọc sẽ làm tăng sức cản của dòng chảy nên tăng được tỷ lệ nén ép của vật liệu Từ đó ta muốn điều chỉnh tỷ lệ nén ép thì còn có giải pháp là thay đổi thiết diện tạo ra dòng cản, đảm bảo tỷ lệ nén ép phù hợp nhất cho sản phẩm cần gia công
Đầu định hình là bộ phận quan trọng nhất trong sản xuất, giúp nguyên vật liệu nóng chảy có hình dạng cuối cùng và ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm Mọi khuyết tật ở đầu định hình không thể sửa chữa ở các công đoạn sau Có nhiều loại đầu tạo hình tùy theo sản phẩm, như đầu định hình dạng ống cho sản phẩm hình trụ, đầu định hình dạng lỗ cho sản phẩm dạng sợi, và đầu định hình dạng khe cho sản phẩm tấm phẳng Thiết kế đầu tạo hình ảnh hưởng đến năng suất, chất lượng và giá thành sản phẩm, quyết định sự thành công của sản phẩm Đầu định hình gồm ba phần: đầu vào, cánh đỡ trụ và phần định hình sản phẩm, với yêu cầu cao về độ bóng và đường cong trơn phẳng để đảm bảo dòng nhựa nóng chảy liên tục, tạo ra sản phẩm có độ bóng bề mặt cao Đối với sản phẩm thổi, lõi trong đầu định hình cần có bộ phận dẫn khí nén hoặc vật liệu khác để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật.
MÁY ĐÙN TRỤC VÍT ĐÔI
Máy đùn thường có một trục vít, thích hợp cho nguyên liệu dạng hạt hoặc mảnh Hiện nay, máy đùn trục vít đôi ngày càng được sử dụng phổ biến cho nguyên liệu dạng bột hoặc hỗn hợp bột Với hai trục vít xoắn trong một xy lanh, máy đùn trục vít đôi không chỉ có khả năng nhựa hóa như máy đùn một trục vít mà còn mang lại hiệu quả trộn vật liệu cao hơn.
Có 3 cách bố trí vít xoắn đôi: Cánh vít của trục vít ăn sâu hoàn toàn vào trong các rãnh vít của nhau - Cánh vít của trục vít ăn sau chỉ một phần nào đó trong cách rãnh vít của nhau - Cánh vít chỉ tiếp xúc với nhau Chiều quay của trục vít có thể cùng chiều hay ngược chiều nhau Đối với máy đùn có trục vít quay ngược chiều nhau thì áp lực được hình thành ở các bước vít cuối cùng của vít xoắn, áp lực cực đại ở vùng cuối trục vít và đầu đùn Trường hợp 2 trục vít quay cùng chiều thì áp lực được hình thành ngay tại vùng làm nóng chảy vật liệu Song áp lực lớn nhất được hình thành ở khu vực giữa vít xoắn và đầu định hình Máy trục vít đôi có hiệu quả trộn nguyên liệu cao hơn trục vít đơn, do đó khi gia công cho PVC có xu hướng dùng trục vít đôi để tăng năng suất và chất lượng sản phẩm Kết cấu máy vít đôi gọn Tiêu tốn ít điện năng Song độ chính xác đòi hỏi cao và gia công khó khăn hơn Máy đùn trục vít đôi có trục song song và máy đùn trục vít đôi có trục hình côn Loại song song: Đường kính trục vít không thay đổi suốt chiều dài trục Trục vít hình trụ, do đó tiết diện lỗ xy lanh cũng không thay đổi.
Vít đôi côn có đường kính trục vít phần cấp liệu lớn hơn phần định lượng, dẫn đến đường kính xy lanh phần cấp liệu cũng lớn hơn Máy đùn trục vít đôi với tốc độ vít xoắn thấp giúp bảo vệ lân dài trục vít Trong khi đó, vít đôi song song có độ sâu bước vít đồng nhất trên toàn bộ chiều dài, với đường kính vít cấp liệu lớn hơn đường kính vùng định lượng, giúp tăng bề mặt tiếp xúc và cải thiện khả năng truyền nhiệt.
Việc gia tăng ma sát tạo ra do ma sát nhớt giảm, tránh nhiệt độ cao làm phân hủy vật liệu.
NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY ĐÙN TRỤC VÍT
Quá trình đùn nhựa sử dụng nguồn nhiệt để làm nóng chảy vật liệu, kết hợp với chuyển động của trục vít giúp trộn đều phụ gia và nhựa Vùng phối liệu có nhiệt độ phức tạp và độ nhớt của vật liệu thay đổi theo vận tốc Sử dụng trục vít có cánh phụ làm tăng khả năng trộn, hiện nay có máy đùn với cấu trúc đặc biệt ở cuối trục vít để đồng đều hóa vật liệu Áp lực trong xy lanh phụ thuộc vào cấu trúc trục vít, bao gồm bước vít và chiều sâu rãnh vít, cũng như vào momen quay, mức độ dòng chảy, khe hở giữa trục vít và xy lanh, và sức cản dòng chảy Đồng hồ đo áp suất được lắp đặt trên máy đùn giúp theo dõi và điều chỉnh áp suất kịp thời trong quá trình sản xuất.
Các sản phẩm nhựa phổ biến như túi xốp, bao dệt PP, dây thừng, đai nẹp nhựa và màng BOPP đều đạt được chất lượng cao nhờ vào quá trình định hướng dòng nhựa trong gia công Việc sắp xếp các mạch phân tử polymer trong giai đoạn kéo dãn sau khi nhựa ra khỏi đầu tạo hình ở nhiệt độ xác định giúp tăng cường độ bền và khả năng kháng đứt Sản phẩm như dây thừng và đai nẹp nhựa có độ định hướng tốt theo chiều dọc, giảm thiểu biến dạng khi kéo đứt và tăng lực kháng đứt Đối với màng BOPP, các mạch phân tử được định hướng theo cả hai chiều, giúp ngăn chặn hiện tượng tách màng Túi HDPE, với độ dày chỉ 0,05mm, vẫn có khả năng chịu tải từ 5 – 10 kg nhờ vào quá trình định hướng hiệu quả.
Trong quá trình sản xuất sản phẩm bằng công nghệ đùn trục vít, việc định hướng cho sản phẩm đóng vai trò quan trọng.
MỘT SỐ THÔNG SỐ QUAN TRỌNG CỦA MÁY ĐÙN
2.6.1 Trục vít: Tỷ lệ L/DL Chiều dài trục vít Đường kính trục vít L/D thường từ 16 – 36 tuỳ theo vật liệu.Vít xoắn ngắn chất lượng trộn kém, năng suất kém, nhựa hóa không ổn định Nói chung trục vít dài có chất lượng tốt hơn dễ đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật Nhưng trục vít dài thì độ bền của trục vít yếu hơn và giá thành cao hơn Như đối với PVC thì L/D = 30 – 40, cao su L/D = 5 -7
Tỷ lệ nén ép là tỷ số giữa thể tích một bước vít phần cấp liệu và thể tích một bước vít phần định lượng Chiều sâu răng phần cấp liệu và chiều sâu răng phần định lượng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm Tỷ lệ nén ép quá nhỏ dẫn đến sản phẩm không có kết cấu chặt chẽ, bề mặt kém bóng và có thể tồn tại bóng khí Ngược lại, tỷ lệ nén ép lớn giúp sản phẩm có kết cấu chặt chẽ và độ bóng cao, nhưng nếu quá lớn sẽ gây ứng suất dư, dẫn đến rạn nứt và hư hỏng cho các răng của trục vít Đối với nhựa, tỷ lệ nén ép lý tưởng là từ 2,5 đến 5, trong khi đối với cao su là từ 1,3 đến 1,5 Các trục vít phổ biến thường có đường kính từ 32 đến 90.
120150 Chiều sâu cánh vít H1:4 6 8 -1016 -18 22 -2530 -35 Bước răng cánh vít: A = 0.8 :1.2 D ( theo kinh nghiệm ) Bềdày cánh vít b = 0.1D (đối với cao su b = 0.2 D ).Đường kính lõi vít: Do = D –2H
Mặt bên cánh vít nên vuông góc với trục vít để đạt hiệu quả tối ưu, đồng thời phần tiếp giáp với chân vít cần có góc lượn để tăng độ bền Góc nghiêng cánh vít có thể điều chỉnh từ trái sang phải Khe hở giữa xy lanh và vít xoắn được thiết kế để giảm dòng nhựa chảy ngược và ma sát, thường đạt khoảng L = 0.003D Số gân cánh trục vít cũng là yếu tố quan trọng cần xem xét.
Khoảng cách giữa các ô trống trên trục vít được tính theo bước vít, với khả năng tích hợp nhiều gân nhưng chi phí cao Đĩa nhựa hóa là bộ phận nằm ở cuối trục vít, tiếp giáp với đầu định hình, có thể được chế tạo liền hoặc tách rời với trục vít Đĩa này có đường kính nhỏ hơn xy lanh khoảng 1 cm, cấu tạo giống như bánh răng hình trụ và chân răng bằng đường kính trục vít phần định lượng Chức năng của đĩa nhựa hóa là cắt xé, đảo và nhựa hóa, từ đó nâng cao hiệu quả trộn.
2.6.2 Vận tốc trục vít:: Vận tốc trục vít liên quan đến áp suất nhựa trong xy lanh, sản lượng, mức độ trộn, thời gian giúp cho nhựa nóng chảy, nhiệt độ gia công (vận tốc trục vít càng cao thì nhiệt độ càng cao do nhiệt ma sát) Vì vậy việc cài đặt tốc độ trục vít là rất quan trọng phải đảm bảo được quá trình nhựa hóa, năng suất cao, vật liệu không bịp hân hủy do quá nhiệt.
2.6.3 Nhiệt độ: Do chuyển động của dòng nhựa đi lên phía trước nên phải tạo sự khác biệt nhiệt độ giữa trục vít và xy lanh, nên thông thường phải làm nguội cho trục vít trong quá trình gia công để gây sai biệt nhiệt độ Nên thông thường phải làm nguội trục vít ở vùng nhập liệu, như vậy nó ảnh hưởng đến năng suất, hiệu quả gia công và hao nhiệt lượng.Thông thường dùng nước đề làm nguội cho trục vít, cóvan điều chỉnh lượng nước để làm nguội xuống nhiệt độ mong muốn Trong những máy hiện đại ngày nay người ta thiết kế một hệ thống điều chỉnh tự động (ở xy lanh có thể làm nguội vùng nạp nguyên liệu để đảm bảo nhập liệu được thuận tiện)
Vật liệu làm trục vít:
Thông thường dùng là thép chịu nhiệt, chịu mài mòn và có độ cứng
MỘT SỐ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SẢN PHẢM CÓ MÁY ĐÙN TRỤC VÍT
Để nâng cao hiệu quả gia công và khắc phục nhược điểm của trục vít, các nhà chế tạo hiện nay đã nghiên cứu và phát triển nhiều kiểu răng vít khác nhau, nhằm cải thiện công nghệ đùn.
2.6.4 Xy lanh.: Xy lanh kết hợp với vít xoắn tạo thành cụm xy lanh vít xoắn làm dẻo hóa nhựa trong quá trình gia công Đây là bộ phận quan trọng nhất của máy đùn
2.7 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SẢN PHẢM CÓ MÁY ĐÙN TRỤC VÍT
2.7.1 Màng mỏng dạng ống: Trong công nghệ sản xuất màng dạng ống, nhựa nóng chảy được đùn qua đầu tạo hình dạng vành khăn, đầu tạo hình được hướng lên trên (vuông góc với đầu phân phối nhựa), có thể điều chỉnh được bề dày cũng như đường kính Nhựa sau khi ra khỏi đầu định hình được làm nguội một phần nhờ một luồng không khí đã được điều chỉnh, sau đó được thổi phồng to lên nhờ áp suất khí nén bên trong đưa vào qua đầu tạo hình Màng được kéo ra nhờ 2 trục kéo đặt phía trên cao cách đầu tạo hình 1,8 – 5m Điều quan trọng là phải giữ được ổn định lượng khí trong túi màng vì lượng khí sẽ xác định bề dày màng ống và đường kính màng Chiều dày màng còn có thể điều chỉnh bằng lượng nhựa đùn qua đầu tạo hình, tỷ số giữa đường kính túi hơ và đường kính đầu định hình, tốc độ kéo màng Một đầu định hình có thể sản xuất một số loại màng có đường kính và kích thước khác nhau, sau khi kéo màng ra khỏi trục kéo màng sẽ được cuộn.‘’Blocking’’ là hiện tượng hai mặt ống màng bị dính lại không bóc tách ra được, đó là do hiện tượng màng chưa đủ thời gian nguội trước khi kéo màng ống bị kéo ép ở phía trên,chính điều này làm hạn chế năng suất máy.Tính chất cơ lý của màng có thể điều chỉnh trong điều kiện gia công màng Chiều dày màng có thể điều chỉnh bằng các phương pháp sau:
Vận tốc kéo màng của trục kéo phía trên
Tăng năng suất đùn thì chiều dày tăng.
Vận tốc kéo tăng thì chiều dày giảm. Áp suất khí trong màng tăng thì chiều dày giảm
Hệ thống làm nguội màng sử dụng quạt gió, trong đó không khí được thổi theo chiều sản phẩm Để đảm bảo hiệu quả, cần kiểm soát tốc độ và áp suất của dòng khí Trước khi đi qua quạt, không khí phải được lọc sạch bụi.
2.7.2 Công nghệ sản xuất màng mỏng phẳng
Khi sản xuất màng mỏng phẳng, nhựa được đùn qua khe thẳng và làm lạnh bằng nước hoặc trục rỗng có nước bên trong, giúp làm nguội nhanh màng trước khi cuộn lại Phương pháp này cho phép sử dụng nhiệt độ gia công cao hơn, từ đó nâng cao năng suất so với sản xuất màng dạng ống Khe định hình cần được gia nhiệt đồng đều và đảm bảo độ chính xác về kích thước cũng như độ phẳng Nếu làm lạnh bằng nước, cần phải làm khô nước trên màng trước khi cuộn, trong khi làm lạnh bằng trục tiện lợi hơn nhưng yêu cầu trục phải có độ bóng cao, vì bề mặt sản phẩm phụ thuộc vào chất lượng của trục này.
2.7.3 Công nghệ sản xuất bao bì, bạt theo phương pháp tạo sợi dệt: Công nghệ này thường sản xuất các loại bao bì PP theo phương phá p tạo chỉ rồi dệt hay bao PP sau khi dệt được tráng qua một lớp PE Hiện nay dạng bao bì này được ứng dụng rất rộng rãi ở Việt Nam, ứng dụng vào các lĩnh vực như: bao xi măng, bao phân bón các loại, bao muối ăn, bao đựng gạo, lúa, bao bì đựng các loại hạt, củ ứng dụng cho nông, lâm nghiệp Ứng dụng trong thủy lợi để ngăn lũ (bao đựng cát ngăn lũ)
Quy trình sản xuất bao PP bắt đầu bằng việc trộn đều nguyên liệu, bao gồm 90% PP nguyên chất, 10% PP tái sinh, 10% phụ gia như CaCO3 và TiO2, cùng với chất tạo màu như MP và Pigment Sau khi trộn, hỗn hợp này được đưa vào máy đùn để tiếp tục quá trình sản xuất.
Cấu tạo máy trộn nguyên liệu
Quá trình tạo chỉ bao gồm nhiều công đoạn quan trọng: Đầu tiên, động cơ và bộ giảm tốc đảm nhận vai trò chính trong việc cung cấp năng lượng Tiếp theo, các trục kéo căng và tách nước giúp đảm bảo chất lượng sản phẩm Phểu nạp liệu đóng vai trò trong việc cung cấp nguyên liệu một cách liên tục Hệ thống dao rọc chỉ thực hiện việc cắt chỉ chính xác Máy đùn trục vít giúp tạo hình chỉ theo yêu cầu Đồng thời, việc thu hồi phế liệu đảm bảo hiệu quả sản xuất Đầu tạo hình và dàn hấp kéo căng hỗ trợ trong việc định hình sản phẩm Bể nước làm mát giữ cho quá trình sản xuất ổn định Hệ thống trục kéo căng và trục căng màng giúp duy trì độ căng cần thiết Cuối cùng, dàn cuộn chỉ hoàn thiện quy trình sản xuất, đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng.
Máy đùn trục vít là thiết bị quan trọng trong quá trình sản xuất nhựa, nơi nguyên liệu đã được trộn sẽ được đưa vào máy và nhờ vào trục vít, keo PP sẽ được đẩy về phía trước để tạo hình Trên xy lanh của máy, các tấm cấp nhiệt được bố trí để nâng nhiệt độ lên tới 230 độ C, giúp PP chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái mềm và sau đó nóng chảy Trước khi đi qua khe của đầu tạo hình, PP nóng chảy sẽ được lọc qua một tấm lưới kim loại để loại bỏ những hạt chưa kịp nóng chảy, và cuối cùng, sản phẩm ra khỏi khe hở sẽ có dạng tấm mỏng.
Hệ thống làm mát bằng nước tuần hoàn giúp hạ nhiệt độ cho PP dạng tấm mỏng sau khi ra khỏi đầu tạo hình Sau đó, tấm PP sẽ được đưa lên hai trục cán để tiếp tục quá trình sản xuất.
Trục có dao cắt đóng vai trò quan trọng trong quy trình chế biến tấm PP, khi tấm này được cán mỏng và loại bỏ nước dính trên bề mặt Sau đó, tấm PP tiếp tục được kéo căng qua hai trục với lực kéo đủ mạnh để cắt thành sợi Hệ thống dao cắt sẽ tiến hành cắt tấm PP thành từng sợi nhỏ, trong khi hai biên của tấm PP bị cắt sẽ được thu hồi để tái sinh.
Máy hấp hoạt động bằng cách gia nhiệt các sợi polypropylene (PP) trên mặt phẳng, giúp kéo căng và định hình chúng Quá trình này diễn ra dưới tác động của nhiệt độ và lực kéo, tăng cường khả năng kết tinh cho PP Nhiệt độ lý tưởng để đạt hiệu quả tối ưu trong quá trình hấp là từ 130 đến 150 độ C.
Trục kéo căng: Khi sợi PP đi qua các trục kéo căng sợi PP sẽ nguội và tăng được tính kháng đứt.
Máy quấn chỉ là thiết bị quan trọng trong quá trình sản xuất, nơi 8 trục kéo căng sợi PP được phân phối vào máy và quấn lại thành cuộn chỉ Sau khi hoàn tất, các cuộn chỉ này có thể được tiêu thụ trên thị trường như bán thành phẩm hoặc tiếp tục được đưa vào máy dệt để tạo ra sản phẩm hoàn chỉnh.
Chỉ được phân bố vào máy dệt đúng vị trí và số lượng Hình thành sợi chỉ dọc và hình thành sợi chỉ ngang
Bộ phận dệt - Bộ cảm biến - Bộ điều khiển - Dàn thâu – Cuộn vải - Dao cắt nhiệt - Dàn đầu cây - Quạt gió - Bệ máy - Động cơ
2.7.3 Công nghệ sản xuất màng nhiều lớp (ghép màng): Phương pháp này là tráng nhựa lên giấy, kim loại, vải hay bất cứ một loại vật liệu mềm dẻo khác Phương pháp này rất nhanh và hiệu quả kinh tế cao cho việc sản xuất những bao bì nhiều lớp Nguyên liệu nhựa nóng chảy được đùn qua một khe hẹp thẳng như trên, nhựa rời khe phun nhiệt độ vẫn cao được cán ghép xuống nhờ 2 trục cán (một trục là kim loại rỗng bên trong để làm lạnh và một trục kim loại có bọc cao su bên ngoài), nhờ 2 rục cán này mà lớp màng mới ghép lên mới có khả năng bám dính lên lớp màng dưới Sau khi màng ra khỏi trục cán đã đủ nguội để có thể cuộn lại Chiều dày màng được ghép có thể điều chỉnh nhờ lượng nhựa ra khỏi khe tạo hình và tốc độ kéo của trục cán.
2.7.4 Công nghệ đùn thổi.: Dựa trên nguyên lý máy đùn trục vít áp dùng gia công những sản phẩm rỗng (can,chai, lọ ) nguyên liệu qua máy đùn, sau đó qua đầu tạo hình dạng phôi ( Phôi này hình dạng như một dạng ống), phôi được kẹp giữa 2 khuôn mở, sau khi phôi đủ độ dày, khuôn đóng lại thì không khí sạch được nén dưới áp suất thổi vào ống phôi, phôi dãn ra theo hình của khuôn sản phẩm Sau khi định hình xong, sản phẩm được làm nguội bằng nước làm nguội khuôn, sản phẩm sau khi nguội được lấy ra khỏi khuôn và chu trình tiếp tục Hiện nay những thiết bị thổi chai thường có 2 khuôn để hoạt động liên hoàn nhau
QUÁ TRÌNH IN TRÊN SẢN PHẨM POLYMER
Quá trình in trên bao bì không chỉ tăng vẻ mỹ quan cho sản phẩm mà còn cung cấp thông tin quan trọng về sản phẩm và tên công ty In bao bì đóng vai trò thiết yếu trong sản xuất bao bì dạng màng mỏng Hiện nay, hai phương pháp in phổ biến là in trục đồng và in bản lụa In trục đồng được sử dụng cho các sản phẩm liên tục như cuộn màng, với độ nét cao, tốc độ in nhanh và yêu cầu tay nghề cao Trong khi đó, in bản lụa là phương pháp đơn giản hơn, giúp hạ giá thành, nhưng có tốc độ in thấp và quá trình in gián đoạn.
Dây chuyền sản xuất ống nhựa cỡ lớn với công nghệ định hình chân không
MÁY ÉP NHỰA, CẤU TẠO VÀ PHÂN LOẠI MÁY ÉP NHỰA
HỆ THỐNG KHUÔN – KẸP
Khuôn và kẹp là hai thành phần thiết yếu trong máy ép nhựa, hoạt động đồng bộ theo nguyên tắc sử dụng hệ thống thủy lực để mở và ép Dựa vào khuôn ép, chúng ta có thể sản xuất nhiều loại sản phẩm nhựa như thùng nhựa và pallet, thường thấy tại các siêu thị.
Nó gồm các bộ phận sau:
Phần điện trong quy trình sản xuất nhựa bao gồm khuôn và kẹp, đóng vai trò quan trọng trong việc tạo hình sản phẩm Khuôn được mở và đóng bằng hệ thống thủy lực, đồng thời nhiệt độ được duy trì ổn định nhờ vào các đầu tưới tự động Khuôn bao gồm hai phần chính là nắp khuôn và đế khuôn, được kết nối với hệ thống kẹp lực để đảm bảo quá trình sản xuất diễn ra hiệu quả.
Khi nhựa được đưa từ hệ thống phun, nó ở dạng bị nung chảy và đi qua van đóng mở để đầy vào khoang khuôn nhựa Tuy nhiên, lúc này khuôn vẫn đang mở, nên nhựa chưa thành hình Sau khi khoang được bơm đầy, hệ thống thủy lực sẽ di chuyển phần đế khuôn đến vị trí mong muốn để tạo hình sản phẩm nhựa Đồng thời, nhựa lỏng sẽ bị ép ngược lại hệ thống phun để loại bỏ phần nhựa thừa.
Khi dàn tưới nguội được cân bằng, nó sẽ phun một lượng dầu pha nước vào khuôn trong khoảng thời gian nhất định, giúp duy trì nhiệt độ nguội ổn định Điều này dẫn đến việc nhựa trong khuôn cũng nguội theo, tạo ra sản phẩm nhựa cứng chất lượng cao Hệ thống thủy lực đóng vai trò quan trọng trong quá trình này.
Hệ thống thủy lực đóng vai trò quan trọng trong việc di chuyển đế khuôn, cho phép khuôn dễ dàng đóng mở để nhựa nóng chảy có thể đi qua Mặc dù có vẻ đơn giản, nhưng thực chất nó là một hệ thống phức tạp với nhiều thành phần, bao gồm cả bình chứa.
Nhờ hệ thống điện mà mô tơ – bơm dầu hoạt động
Castrol cung cấp hỗ trợ hiệu quả trong quá trình sản xuất nhựa, với nhiệt độ lý tưởng từ 90 độ F đến 120 độ F và lực ép trung bình Dầu thủy lực Castrol 46 là lựa chọn hàng đầu để đảm bảo khả năng chịu nhiệt và truyền tải tối ưu Hệ thống tưới nguội cho khuôn và kẹp cũng rất quan trọng trong quy trình này.
Máy ép nhựa cần hệ thống tưới nguội để hoạt động hiệu quả, thường sử dụng bơm để phun dung dịch tưới nguội, hay còn gọi là dầu tưới nguội pha nước Hệ thống này bao gồm dàn vòi phun và một thùng chứa dung dịch làm mát.
Việc phun vòi nước tưởng chừng đơn giản nhưng thực tế yêu cầu một hệ thống điều khiển phức tạp để điều chỉnh lượng dung dịch phun ra Hệ thống này giúp đảm bảo nhiệt độ giảm từ từ, tránh hiện tượng làm lạnh đột ngột cho khuôn và nhựa, từ đó ngăn ngừa tình trạng nứt vỡ hoặc làm giòn sản phẩm nhựa.
BỘ PHẬN ÉP PHUN
(bao gồm phần hỗ trợ và phần phun nhựa lỏng)
Các vòng gia nhiệt (Heater band)
Bộ hồi tự hở (non-return Assembly)
Hệ thống thủy lực hỗ trợ phun
Phễu cấp nhựa là nơi chứa hạt nhựa thô, giúp chúng tự động chảy vào trục vít để tiếp tục vào các bộ phận khác của máy ép nhựa Bộ phận hỗ trợ phun đóng vai trò quan trọng, hoạt động cùng với hệ thống thủy lực của khuôn ép, nén lực để trục vít xoay Trục vít dạng trái dứa quay đưa nhựa từ phễu vào khoang chứa nhựa lỏng Bên cạnh đó, vòng gia nhiệt cũng là một yếu tố cần thiết trong quá trình này.
Vòng gia nhiệt là các cuộn mai xo quấn quanh vỏ ngoài của khuôn chứa trục vít, giúp nung chảy hạt nhựa đến nhiệt độ cần thiết trước khi vào khoang chứa nhựa lỏng Trục vít có hình dáng giống như trái dứa với các khe cắt xoắn, nơi hạt nhựa rơi từ phễu xuống và được chuyển động xoay tròn Qua các vòng gia nhiệt, nhựa được nung chảy thành dạng lỏng và tiếp tục chảy qua các khe lõm trên trục vít để vào khoang chứa, sẵn sàng cho quá trình phun vào khuôn.
Trục vít được phân thành ba đoạn chính: đoạn cấp liệu, đoạn nén và đoạn định lượng, với kích thước khuôn trục vít đóng vai trò quan trọng trong quá trình này Ngoài ra, bộ phận tự hở và vòi phun cũng góp phần vào hiệu suất hoạt động của trục vít.
Bộ phận này bao gồm vòng chắn hình nêm, đầu trục vít và vòi phun, có chức năng tạo ra dòng nhựa bắn vào khuôn Vòng chắn hoạt động trên một trục xoay tròn, di chuyển tiến lùi trong ống phễu mở hướng về khuôn ép nhựa.
Khi nhựa lỏng được liên tục đưa vào khoang chứa ở cuối trục vít
Quy trình ép nhựa bắt đầu khi lực nén được tạo ra với áp suất cao bên trong khuôn, thường là khi khuôn chưa chứa nhựa lỏng hoặc chỉ có một lượng nhỏ Vòng chắn sẽ được ép tiến về phía khuôn, tạo ra độ hở để nhựa lỏng có thể phun vào bên trong Khi khuôn đầy nhựa lỏng, áp lực sẽ được cân bằng Sử dụng máy nén thủy lực, áp suất cao hơn sẽ ép đế khuôn, khiến vòng chắn lùi lại và đóng khe hở, ngăn không cho nhựa lỏng tiếp tục đi vào Quy trình này đánh dấu sự kết thúc của một chu trình ép nhựa.
Cơ chế hoạt động tổng thể máy ép nhựa
Nhìn vào cấu tạo, chúng ta có thể sơ lược về sự vận hành của máy ép nhựa thủy lực như sau:
Hạt nhựa được đưa vào phễu và rơi xuống trục vít, nơi chúng được hỗ trợ bởi hệ thống ép Trục vít xoay tròn, đưa hạt nhựa qua các vòng gia nhiệt, làm cho hạt nhựa bị nung chảy Nhựa nung chảy sau đó được phun vào khuôn qua vòng chắn và vòi phun, hoàn tất quá trình định hình sản phẩm.
Khuôn sẽ được đóng ép lại nhờ hệ thống thủy lực và phần kẹp Đồng thời được phun làm mát Nhựa thành phẩm sẽ được hình thành tại đây
Tất cả các bánh răng, mô tơ và bơm trong máy ép nhựa đều cần được bôi trơn bằng mỡ chịu nhiệt độ cao Việc này giúp bảo vệ bề mặt của bánh răng và trục di chuyển của kẹp, đảm bảo hiệu suất hoạt động của máy.
PHÂN TÍCH TRUYỂN ĐỘNG CỦA DÂY TRUYỀN MÁY SẢN XUẤT NHỰA KMD2-50KK
SẢN XUẤT NHỰA KMD2-50KK
Điều khiển nhiệt độ máy ép đùn
Kết cấu của tổng thể bộ phận gia nhiệt máy ép đùn
Trước khi khởi động động cơ chính của máy ép đùn nhựa, người vận hành cần chú ý đến việc gia nhiệt toàn bộ máy trong khoảng thời gian từ 3 đến 4 giờ, tùy thuộc vào đầu hình khuôn Quá trình gia nhiệt này rất quan trọng để ngăn ngừa hỏng hóc và đảm bảo chất lượng sản phẩm ống nhựa Máy ép đùn được chia thành 9 vùng nhiệt độ khác nhau, mỗi vùng sẽ được gia nhiệt vào thời điểm và mức nhiệt độ riêng biệt Dưới đây là các giá trị nhiệt độ cơ bản và thời gian gia nhiệt cho loại nhựa PVC.
Xi lanh nhiệt: 5 vùng gia nhiệt, t 0 đặt = 150 đến 90 0 C, nhiệt độ gia nhiệt từ 3 đến 4h
Cổ đùn (cổ nối): một vùng gia nhiệt, t 0 đặt = 150 ữ 180 0 C, t 0 gia nhiệt từ 3- 4h Đầu hình: sáu vùng gia nhiệt, t 0 đặt = 180 0 ữ 210 0 ,t 0 gia nhiệt từ 3.5 đến 4h
Máy đùn nhựa được gia nhiệt bằng các điện trở gia nhiệt bao xung quanh máy đùn Về cấu tạo giữa các vùng gia nhiệt được chia làm 2 loại:
+ Từ vùng 1 đến 4 gia nhiệt cho thân máy đùn (gồm xi lanh nhiệt và trục vít xoắn)
+ Từ vùng 5 đến 9 gia nhiệt cho cổ đùn vầ đầu đùn (đầu hình)
Mỗi vùng gia nhiệt của máy đùn nhựa được trang bị một cặp nhiệt điện, giúp đo nhiệt độ chính xác Các sensor này được lắp đặt trong lòng máy, chuyển đổi nhiệt độ thành tín hiệu điện gửi đến bộ điều khiển nhiệt độ 105XX/SR5XX (MC4) Bộ điều khiển này giám sát tín hiệu đầu vào là analog và đầu ra cũng là tín hiệu analog, đảm bảo quá trình điều chỉnh nhiệt độ hiệu quả.
Bộ điều khiển nhiệt độ trục vít xoắn
Bộ điều khiển nhiệt độ xi lanh nhiệt
Bộ điều khiển nhiệt độ cổ đùn
101 Bộ điều khiển nhiệt độ đầu hình
Bộ điều khiển nhiệt độ này thực hiện việc so sánh giữa nhiệt độ đặt trước và nhiệt độ làm việc thực tế, từ đó quyết định việc cấp điện hoặc không cấp điện cho thiết bị.
Xi lanh nhiệt được trang bị 3 quạt gió làm mát với công suất 5KW mỗi quạt, giúp cân bằng nhiệt độ trong xi lanh Điều này ngăn chặn hỗn hợp nhựa nóng chảy bị quá nhiệt, đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.
- Nguồn cấp cho máy là nguồn cấp xoay chiều 3 pha 380V – 50 Hz lấy từ nguồn chính
- Nguồn điều khiển cấp cho các bộ điều khiển nhiệt độ là nguồn 220V lấy từ thứ cấp biến áp điều khiển O-T1 (17/7)
- 1-Q5 (17/7): automat cấp nguồn cho O-T1 tạo Uđk "0V
- 1- Q6 (21/2) automat cấp nguồn điều khiển , đầu ra là 24V
- PF100 (23/3) bộ giải mã và kết nối từ PC sang MC4
- PC (23/4) chạy trên bộ điề hành OS2, cài sẵn trương trình sản xuất ống nhựa
- DISLAY(23/4) màn hình hiển thị
Bàn phím điều khiển 3-A507 (23/5) kết hợp với các bộ cảm biến và vòng nhiệt để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu Các bộ cảm biến nhiệt xilanh được đánh số từ 11-B1 đến 14-B1 (51), trong khi bộ cảm biến đầu hình nằm trong khoảng 21-B1 đến 25-B1 (52) Bộ cảm biến nhiệt độ cổ nối được chỉ định là 20-B1 (51/3) và bộ cảm biến nhiệt độ thực tế của nhựa là 137-B1 (52) Hệ thống vòng nhiệt bao gồm vòng nhiệt khoang 1 (11-R1, 11-R2, 11-R3), khoang 2 (12-R1), khoang 3 (13-R1), và khoang 4 (14-R1), với các chỉ số tương ứng là 43/2, 43/4 và 43/6.
+ Đóng automat (17/7 ) cấp nguồn cho máy biến áp O-T1 tạo điện áp
U đk = 220V đưa đến các modul Gia nhiệt cho xilanh:
Vòng nhiệt khoang 1 (11-R1 đến 11-R3) :P max = 6KW
Vòng nhiệt khoang 2 (12-R1) : P max = 2.4KW
Vòng nhiệt khoang 3 (13-R1) : P max = 2.6KW
Vòng nhiệt khoang 4 (14-R1) : P max =3.6KW
Trước khi tiến hành gia nhiệt, người điều khiển cần thiết lập giá trị nhiệt độ trên bộ điều khiển nhiệt độ 11-R1 đến 14-R1 theo yêu cầu sản xuất Bộ điều khiển này sẽ so sánh tín hiệu nhiệt độ từ các cặp nhiệt điện 11-B1 đến 14-B1 và 21-B1 đến 25-B1 Khi t0tt < t0đ, tín hiệu điều khiển sẽ mở các triăc trong mạch động lực để cấp điện cho các vòng nhiệt Nếu t0tt = t0đ, tín hiệu điều khiển sẽ ngừng cấp điện cho các điện trở gia nhiệt Trong trường hợp t0tt > t0đ, mạch điều khiển quạt gió sẽ tự động tắt và các quạt sẽ hoạt động để cân bằng nhiệt độ xilanh, đảm bảo yêu cầu công nghệ.
- Quá trình gia nhiệt cho cổ nối, và đầu hình là tương tự
Khi nhiệt độ trục vít xoắn và các vùng khác đạt yêu cầu, tín hiệu sẽ được gửi đến khối điều khiển nhiệt độ tổng thể máy 137-N1(61) Tại đây, nhiệt độ được so sánh với nhiệt độ thực tế làm việc do sensor 137-B1 cung cấp, giúp khối đồng bộ hóa điều chỉnh tín hiệu cho các thiết bị khác.
Các vùng 5 đến 9, nơi sản xuất ống nhựa, cần được bảo vệ áp suất để ngăn ngừa sự cố ở đầu đùn và cổ đùn, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Do đó, bộ phận này được trang bị thiết bị bảo vệ áp suất hai mức.
Khi áp suất dòng nhựa đạt 340 bar, hệ thống sẽ kích hoạt báo động mức 1 Cảm biến áp suất 138-N1 gửi tín hiệu đến các chân 1-3-4-5-6 của khối 138-P1, dẫn đến việc khối 138-P1 đóng mạch ALARM1 (14-15) và phát tín hiệu cảnh báo.
Lúc này yêu cầu người vận hành phải có biện pháp khắc phục như: Tăng nhiệt độ gia nhiệt cho các vùng nhiệt đầu hình
Giảm tốc độ quay của trục vít xoắn
Giảm tốc độ thiết bị lường hạt (Metering Unit), có nghĩa là giảm lượng nguyên liệu cấp vào máy ép đùn
Khi áp suất dòng nhựa vượt quá 370 bar mà không có biện pháp khắc phục, báo động mức 2 sẽ được kích hoạt Cảm biến 138-N1 sẽ gửi tín hiệu đến các chân 1-3-4-5-6 của khối 138-P1 Tín hiệu này sẽ kích hoạt mạch ALAMR2 (12-13), dẫn đến việc dừng máy và cảnh báo về tình trạng áp suất nhựa tăng quá cao.
Tín hiệu từ các modul đo kiểm tra và điều khiển sẽ ngắt tín hiệu điều khiển động cơ chính của máy ép đùn, quạt gió, bơm chân không, bơm dầu cân bằng nhiệt trục vít xoắn và xi lanh Hệ thống máy ép sẽ dừng hoạt động khi áp suất dòng nhựa vượt quá mức cho phép, đảm bảo an toàn và hiệu suất hoạt động.
Đầu hình là bộ phận có khả năng điều chỉnh linh hoạt theo yêu cầu sản xuất các loại ống với kích cỡ khác nhau Khi gia nhiệt cho đầu hình, nguồn 3 pha được cung cấp cho các vòng điện trở gia nhiệt thông qua các giắc cắm trực tiếp từ các nguồn 2L1H, 2L2H, 2L3H, 1L1H, 1L2H, và 1L3H.
* Tóm lại: để động cơ chính máy ép đùn nhựa hoạt động thì bộ phận gia nhiệt phải thoả mãn các điều kiện sau:
Nhiệt độ các vùng gia nhiệt cần duy trì ổn định mà không gặp sự cố Các contactor chính cho gia nhiệt trục vít xoắn và xi lanh, bao gồm 19-K6, 2K00.1, 2K01.1, cùng với contactor mạch bơm dầu cân bằng nhiệt cho trục vít xoắn và xi lanh 4-K1, 19-K2, đều có chức năng tác động để đóng tiếp điểm các mạch gia nhiệt và làm mát, nhằm đạt được giá trị tối ưu là 0.
Nhiệt độ máy được duy trì ổn định nhờ vào điện trở nhiệt 1-R11, không có cảm biến gửi tín hiệu đến khuếch đại, dẫn đến việc rơle nhiệt không hoạt động Điều này giúp bảo vệ động cơ chính khỏi tình trạng quá nhiệt, trong khi máy vẫn tiếp tục giữ chế độ gia nhiệt đã được cài đặt trước.
Khi các điều kiện cần thiết được đáp ứng, nhấn nút để khởi động động cơ máy ép đùn Modul điều khiển động cơ sẽ gửi tín hiệu cho phép động cơ hoạt động hiệu quả.
2) Truyền động chính máy ép đùn
0 Kết cấu cấu tổng thể động cơ truyền động chính