TỔNG QUAN VỀ MÁY ÉP NHŨ, ÉP NHIỆT, VÀ BẾ GIẤY
Đặt vấn đề
Ép nhũ là một kỹ thuật in lâu đời, được sử dụng để trang trí bề mặt sản phẩm bằng cách dán hình ảnh và chữ bằng nhũ vàng, bạc Kỹ thuật này thường được ứng dụng trên giấy để tạo ra các sản phẩm như card visit, bao thư, folder và bìa da simili Ép nhũ nóng mang lại hiệu ứng bóng bẩy và độ nét cao cho nhãn hàng và bao bì sản phẩm Phương pháp này rất phổ biến trong sản xuất in ấn, cho ra chất lượng hình ảnh với độ bóng và hiệu ứng kim loại vượt trội, điều mà mực nhũ thông thường không thể đạt được.
Tình hình sản xuất
Ngành in ấn tại Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ, đặc biệt là dịch vụ in ấn bao bì giấy như hộp giấy, túi giấy và thùng carton Đây là một trong những lĩnh vực chủ đạo của nền công nghiệp Việt Nam, mặc dù có lịch sử phát triển muộn hơn so với nhiều ngành khác.
Nó không chỉ là phương tiện lưu trữ thông tin mà còn là phương tiện truyền thông hiệu quả thông
Tình hình tiêu thụ
In ấn tại Việt Nam đã trải qua sự chuyển mình mạnh mẽ từ những phương pháp thô sơ sang công nghệ tiên tiến, với hàng trăm công ty dịch vụ in ra đời Kỹ thuật in hiện đại mang lại những sản phẩm có nét in đẹp, sáng và rõ nét, có khả năng in trên nhiều chất liệu khác nhau Đặc biệt, trong lĩnh vực in túi giấy và bao bì sản phẩm, kỹ thuật in càng được chú trọng, phản ánh tầm quan trọng của dịch vụ này và sự phát triển không ngừng của ngành in tại Việt Nam.
Thị trường in ấn bao bì đang trải qua giai đoạn sôi động nhờ vào sự đầu tư mạnh mẽ từ nhiều công ty in ấn chuyên nghiệp, dự kiến sẽ cung cấp nguồn hàng phong phú cho cuối năm Hiện nay, việc tìm kiếm dịch vụ in ấn bao bì trở nên dễ dàng khi hầu hết các công ty đều cung cấp đa dạng sản phẩm như thùng carton, túi giấy, hộp giấy, bao thư, giấy tiêu đề và name card.
…và dĩ nhiên các công ty in ấn này đều có khả năng đáp ứng tất cả các yêu cầu của khách hàng dù là khắc khe nhất.
Mục tiêu của đề tài
Nghiên cứu này tập trung vào việc cải tiến máy ép nhiệt, ép nhũ và bế giấy nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm, đồng thời rút ngắn thời gian và chi phí sản xuất, từ đó tối đa hóa lợi nhuận.
Tính cấp thiết đề tài
Cuối năm, thị trường ngành in ghi nhận sự gia tăng đơn đặt hàng mới với số lượng lớn và đa dạng sản phẩm bao bì Nhiều cá nhân và doanh nghiệp đang in ấn các sản phẩm như túi, hộp giấy, tranh, lịch để phục vụ cho hoạt động kinh doanh.
Trình độ công nghệ của các doanh nghiệp sản xuất kinh doanh ép nhũ hiện nay đã lạc hậu từ 2 đến 3 thế hệ, dẫn đến sản phẩm có chất lượng thấp và không đủ sức cạnh tranh với các sản phẩm của doanh nghiệp nước ngoài.
Cần thiết phải thực hiện cải tiến mới nhằm sản xuất sản phẩm đa dạng và chất lượng cao, tương xứng với tiêu chuẩn khu vực và quốc tế Quá trình cải tiến này cần được tiến hành theo từng nhóm chế biến nguyên liệu nhũ và vật liệu ép.
QUAN VỀ CÁC SẢN PHẨM CỦA MÁY ÉP NHŨ, ÉP NHIỆT, VÀ BẾ GIẤY
Tổng quan về giấy và công nghệ bế giấy
Hộp carton sóng nổi bật với khả năng gia công dễ dàng, tính gấp gọn tiện lợi và khả năng chịu va đập tốt Đây là loại bao bì được ưa chuộng cho các sản phẩm lớn, yêu cầu thẩm mỹ cao.
Sóng carton được phân loại từ A đến C, với chất lượng và cấu trúc được thiết kế phù hợp với ứng dụng trong sản xuất bao bì Bề mặt ngoài của sóng carton có thể có các màu sắc như trắng, ghi, nâu hoặc vàng.
Với dòng hộp sử dụng carton sóng, chúng tôi thường in trên chất liệu giấy duplex
Để đảm bảo chất lượng cao, bạn có thể sử dụng giấy 230 hoặc duplex 250 có cán, kết hợp với carton sóng E Dưới đây là danh sách tham khảo về độ dày và lớp sóng của các loại carton.
- Tấm carton 1 lớp mặt + 1 lớp sóng (2 lớp)
- Tấm carton 1 lớp mặt + 1 lớp sóng + 1 lớp đáy (3 lớp)
- Tấm carton 1 lớp mặt + 2 lớp sóng + 1 lớp đáy (5 lớp)
Tên của các loại sóng được thể hiện qua danh sách sau:
- Sóng A : Độ cao sóng giấy 4.5-5 mm - giấy tấm sử dụng sóng A chịu được lực
- Sóng E : Độ cao sóng giấy 1.1-2 mm - thường được sử dụng cho thùng đựng các vật nhẹ.
- Sóng BC: là loại sóng đôi kết hợp 1 lớp sóng B & 1 lớp sóng C đáp ứng độ dày thùng và khả năng chịu lực cao.
- Sóng AC: là loại sóng đôi kết hợp 1 lớp sóng A & 1 lớp sóng C đáp ứng khả năng chịu lực tối ưu.
Hình 2.4 Các loại sóng của giấy
Khi vận chuyển hoặc lưu kho, độ dày của sóng carton có thể không đồng đều do lực ép từ các tấm carton phía trên, làm cho các lớp dưới bị nén lại Tuy nhiên, chất lượng của các lớp carton vẫn giữ nguyên và không có sự khác biệt đáng kể.
2.1.2 Máy bế giấy là gì ?
Bế là quá trình tạo hình các họa tiết nổi trên chất liệu theo yêu cầu, nhằm nâng cao tính thẩm mỹ cho sản phẩm Trước đây, bao bì và sản phẩm nhựa thường chỉ được in màu đơn giản, nhưng hiện nay, việc sử dụng máy bế hộp và kỹ thuật bế hộp đã trở thành xu hướng để tạo ra những sản phẩm độc đáo và thu hút hơn.
Hình 2.5: Sản phẩm bế hộp
Có hai loại máy bế giấy chính là máy bế giấy tự động và máy bế giấy bán tự động Máy bế giấy tự động thường được sử dụng trong các xí nghiệp in lớn, trong khi máy bế giấy bán tự động phù hợp với các xưởng in nhỏ có số lượng đơn hàng không lớn.
2.1.3 Chế tạo khuôn và dập
Khuôn là một hệ thống các lưỡi dao được kết nối và gắn trên đế gỗ hoặc kim loại, với mỗi lưỡi dao đảm nhiệm một nhiệm vụ riêng biệt Có nhiều loại dao, bao gồm dao cắt tạo hình, dao dập để lấy đường gấp, và dao tạo các đường răng cưa để xé Người thợ làm khuôn uốn các lưỡi dao theo hình dạng sản phẩm mong muốn Đối với những chi tiết nhỏ và tinh tế, máy uốn dao tự động có thể được sử dụng với lập trình chính xác.
Khi tiến hành dập tạo hình sản phẩm, thợ sẽ lắp khuôn vào máy dập và cho giấy vào mâm máy Sau khi dập, họ sẽ lấy tờ giấy ra và loại bỏ các phần thừa, từ đó sản phẩm sẽ được hình thành đúng theo thiết kế yêu cầu.
2.1.4 Quy trình làm khuôn bế giấy
Khuôn bế hộp đóng vai trò quan trọng trong ngành in ấn và thiết kế, giúp tạo ra sản phẩm có độ chính xác cao Việc sử dụng khuôn bế hộp một cách hợp lý không chỉ nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn làm tăng sự ưa chuộng từ phía khách hàng.
Bước đầu tiên trong quy trình thiết kế là xác định các sản phẩm cần làm, tính toán kích thước, đường đứt và đường cấn trên file thiết kế Sau khi hoàn thiện file bằng phần mềm thiết kế, nhân viên có thể in ra để kiểm tra tính chính xác của các thông số và kích thước so với sản phẩm cần bế Khi mọi thứ đã được xác nhận đúng chuẩn, file sẽ được xuất để chạy trên máy cắt laser cho quy trình bế.
Bước 2 Cắt laser khuôn bế
Khi chọn tấm gỗ cho máy cắt laser khuôn bế, cần đảm bảo độ dày phù hợp với chiều cao của dao, thông thường dao bế hộp có chiều cao khoảng 23,8mm và dao cấn đường gân có chiều cao 23,5mm, vì vậy tấm gỗ có độ dày 20mm là lựa chọn lý tưởng Sau khi đặt tấm gỗ lên máy, bước tiếp theo là điều chỉnh gốc tọa độ và tiêu cự của tia laser Cuối cùng, sử dụng file thiết kế để thực hiện quá trình cắt laser, trong đó trục X và Y sẽ di chuyển theo thiết kế, trong khi trục Z với nắp đầu laser sẽ phát tia.
Bước 3 Uốn dao khuôn bế
Máy khắc laser khuôn bế yêu cầu nhân viên thiết kế chạy file thiết kế để máy có thể đọc và uốn dao theo đúng thông số Tuy nhiên, máy uốn khuôn bế tự động không thể hoàn thành toàn bộ quy trình uốn dao, do đó cần có những thao tác thủ công bằng bộ uốn khuôn bế thủ công Sau khi hoàn thiện phần dao uốn, công nhân sẽ tiến hành đóng dao bế lên tấm gỗ đã được cắt bằng laser, từ đó tạo ra bộ khuôn bế hoàn chỉnh.
Bước 4 Kiểm tra khuôn bế đã hoàn thiện
Sau khi hoàn tất quá trình sản xuất khuôn, nhân viên KCS sẽ tiến hành kiểm tra khuôn để đảm bảo nó đáp ứng các yêu cầu ban đầu và tiêu chuẩn kỹ thuật đã đề ra Nếu khuôn không đạt yêu cầu, sẽ tiến hành sửa chữa để đảm bảo chất lượng.
Tổng quan về công nghệ ép nhũ
2.2.1 Tìm hiểu ép nhũ nóng Ép nhũ nóng là một phương pháp gia công bề mặt mang lại hiệu ứng về độ bóng, độ nét trên nhãn hàng và bao bì sản phẩm.
Quy cách chung phổ biến: 0.64m x 120m Độ dày 12mic.
Nhiệt độ ép: từ 90C đến 150C, lực ép trung bình 4kg/cm 2
Thời gian ép từ 0.3 đến 0.8 giây.
( SẢN PHẨM NHŨ ÉP NHIỆT của công ty TNHH Ngô Hiệp, http://ngohiep.com/nhu- ep-nhiet.html)
Hình 2.8: Ép nhũ trên giấy
Với nhu cầu ngày càng tăng về Ép nhũ nóng, nhiều đối tác vẫn băn khoăn về loại bao bì và chất liệu phù hợp Bài viết này sẽ giới thiệu về phương pháp gia công ép nhũ nóng, một kỹ thuật hiệu quả trong sản xuất nhãn hàng và bao bì Phương pháp này mang lại chất lượng hình ảnh với độ bóng và hiệu ứng kim loại cao, điều mà các loại mực nhũ không thể đạt được Ép nhũ nóng sử dụng nhiệt để ép giấy kim loại (nhũ trắng hoặc vàng) lên bề mặt sản phẩm thông qua các hình ảnh hoặc dòng chữ đã được thiết kế sẵn.
Khuôn in đóng vai trò quan trọng trong quy trình ép nhũ nóng, với thiết kế hình nổi giúp tạo ra các phần tử in Khi tờ nhũ được ép mạnh vào sản phẩm, nhiệt độ và áp lực sẽ giúp nhũ bám chắc vào những vị trí lồi của khuôn, tạo nên hiệu ứng in sắc nét và chất lượng.
Trên thị trường Việt Nam hiện nay, loại ép nhũ thủ công đang trở nên phổ biến do tính chất đa dạng của nguồn hàng, thường không đại trà và có số lượng hạn chế.
Tuỳ vào yêu cầu của mỗi khách hàng, nhà cung cấp sẽ cung cấp những loại nhũ phù hợp với chất lượng và giá cả hợp lý.
Hiện nay thị trường có những màu chuẩn:
- Bạc, vàng 18, vàng 22 và vàng 24
- Màu bạc mờ, vàng mờ, màu đỏ, xanh lá, xanh dương, màu đen, màu cam, màu tím
- Bảy màu bạc vàng trơn, bạc vàng tam giác,.
Ngoài ra nếu quý khách hàng có nhu cầu sử dụng những loại nhũ với: Chất lượng, quy cách, màu sắc, tốt độ, nhiệt độ đặc trưng.
2.2.3 Phương pháp ép nhũ thủ công hay tự động cũng đểu thông qua các bước
Bước 1: Dán khuôn ép lên bàn dập trên
Bước 2: Dán tay kê lên bàn dập dưới
Bước 4: Chỉnh bộ phận căng nhũ.
Bước 5: Chọn chế độ ép.
Bước 6: Chỉnh sửa, ép thử.
TÌM HIỂU VỀ CÁC LOẠI MÁY BẾ GIẤY, ÉP NHỦ ÉP NHIỆT VÀ Ý TƯỞNG THIẾT KẾ MÁY
Trên thị trường hiện nay có các loại máy ép nhủ như
Dùng để ép nhủ dạng cuộn hoặc rời lên các sản phẩm như: Giấy (thiệp cưới, lịch, bao bì giấy), vải da, giả da, v…v.
Công suất nhiệt: 3 KW Điện áp: 220V - 380V.
Bộ nguồn thủy lực 2HP. Kích thước bàn nhiệt: 300 x 420 mm.
Kích thước bàn sản phẩm: 600 x 800 mm.
Lực ép 3.000 kg. Điều chỉnh hành trình ép và hành trình nâng chính xác. Trọng lượng: 400 kg.
Hình 3.1: Máy ép nhủ thủy lực A3
Công suất nhiệt: 3 KW Điện áp: 220V, 1 pha.
MÁY ÉP NHŨ - KHÍ NÉN:
Xi lanh khí nén 2 đầu cốt.
Kích thước bàn ép: 220 x 300 mm.
MÁY ÉP NHŨ – THỦY LỰC:
Xi lanh thủy lực 2 đầu cốt.
Kích thước bàn nhiệt: ( A4 ) 220 x 300 mm, ( A3 ) 300 x 420 mm.
Bơm dầu 2HP Lực ép 3000 kg.
Hình 3.2: Máy ép nhủ thủy lực khí nén
Model: ML-750 Kích thước làm việc::750×520
Số m dao lớn nhất: Có thể điểu chỉnh thời gian ép và lực ép bằng điều tiết của bơm
Hình 4.1 Sơ đồ thuỷ lực
4.1.1.1 Tính toán các thông số
Hình 4.2: Mô hình xy lanh
* Tính đường kính trong xy lanh.
Theo công thức tính lực ở hành trình tiến của xy lanh :
– F : là lực tạo ra ở đầu cần piston, (N);
– p : là áp suất làm việc của xy lanh, (bar);
– D : là đường kính trong của xy lanh, (m);
Suy ra đường kính trong của xy lanh là :
Ta chọn đường kính trong xy lanh là: D = 80 (mm), và đường kính ngoài của xy lanh là D ng = 100 (mm).
*Tính đường kính cần piston. Đường kính cần piston được tính theo công thức:
Tốc độ cần piston trong hành trình tiến là : v1 = s/t1
Do đó, lưu lượng cần cấp cho xylanh trongt quá trình ép là:
Tốc độ cần piston trong hành trình lùi về là : v2 = s/t2 Lưu lượng cần cấp cho xylanh trong hành trình lùi về là:
Nhận thấy Q1>Q2, dó đó lưu lượng của bơm nguồn phải chọn theo Q1
Tính toán đường ống thủy lực
Trong hệ thống thủy lực, chất lỏng công tác được vận chuyển từ bể dầu qua bơm đến các van và cơ cấu chấp hành, rồi hồi về bể nhờ hệ thống ống Các loại ống phổ biến trong hệ thống này bao gồm ống cứng (ống thép đúc) và ống mềm (ống cao su có lớp thép chịu áp) Để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và hiệu suất cao, cần giảm thiểu tổn thất năng lượng trong đường ống Điều này có thể đạt được bằng cách rút ngắn chiều dài hệ thống ống và giảm số lượng khúc quanh, nhằm giảm thiểu năng lượng tổn thất dọc đường và tổn thất cục bộ.
Hệ thống đường ống trong các hệ thống thủy lực được chia thành ba phần chính: đường ống hút, đường ống đẩy và đường hồi Đường hút là đoạn từ bể dầu lên bơm, thường ngắn, trong khi đường ống đẩy nối bơm với các van và cơ cấu chấp hành Đường hồi hay đường xả dẫn dầu trở lại bể dầu Để tính tiết diện đường ống, cần căn cứ vào vận tốc của dầu, đảm bảo tổn thất trong đường ống là tối thiểu và kinh tế Việc lựa chọn kích thước đường ống phải cân nhắc kỹ lưỡng để tránh tổn thất lớn hoặc không hiệu quả về mặt kinh tế.
– v: là vận tốc dầu qua tiết diện ống, (m/s).
4.2.1 Tính toán đường ống hút. Đường kính đường ống hút là:
Để đảm bảo hiệu suất tối ưu cho hệ thống hút dầu từ bể đến bơm, ta nên sử dụng ống hút có chất liệu bằng nhôm hoặc thép đúc Đường kính ống hút nên nằm trong khoảng từ 8,4 đến 10,3 mm, vì nó không phải chịu áp suất cao trong thùng dầu.
4.2.2 Tính toán đường ống hồi. Đường kính đường ống hồi là: d 4.Q
Đường ống hồi được thiết kế từ đế van đến bể, bao gồm hai phần: một phần từ đế van đến bộ làm mát và phần còn lại từ bộ làm mát vào bể dầu Đặc biệt, do có bộ làm mát trong thiết kế máy ép, ống hồi cần được chế tạo bằng nhôm hoặc thép đúc với đường kính trong khoảng 7 đến 9 mm.
4.2.3 Tính toán đường ống đẩy. Đường ống đẩy thường được chia làm 2 phần: phần một nằm từ bơm nguồn tới van và phần này nằm toàn bộ trên bể dầu, do vậy để làm cho bộ nguồn thêm mỹ quan ta làm ống đẩy ở phần này bằng ống cứng (thường là thép đúc) Phần ống đẩy còn lại nối từ van đến cơ cấu chấp hành ta chọn ống mềm. Đường kính đường ống đẩy là: d 4.Q
Vậy ta chọn ống mềm và ống cứng có đường kính trong khoảng (4 ÷5) (mm) và chịu được áp suất khoảng 200bar để làm ống đẩy cho hệ thống.
Tính toán bơm nguồn
4.3.1 Nguyên tắc tính toán bơm nguồn. Để chọn được bơm nguồn căn cứ vào các thông số làm việc của nó Việc này dựa trên những nguyên tắc sau :
Theo áp suất yêu cầu lớn nhất : pB = p + pycmax trong đó :
– pB : là áp suất bơm ;
Có dải tốc độ quay trục phù hợp với tốc độ của động cơ kéo.
Phù hợp với độ nhớt của dầu trong hệ thống.
Có tính lắp lẫn cao để thuận tiện trong trường hợp thay thế.
Để lựa chọn bơm nguồn hiệu quả, cần căn cứ vào mục đích sử dụng và đảm bảo bơm đáp ứng các thông số về lưu lượng và áp suất của hệ thống, đồng thời phải có giá thành hợp lý.
4.3.2 Tính chọn bơm nguồn. Để tính chọn bơm nguồn hệ thống ta có một số các giả thiết sau :
– Chiều dài đoạn đường ống hút bằng chiều dài đoạn đường ống xả là :
– Chiều dài doạn ống đẩy là :L2 = ,5 (m);
– Vận tốc và đường kính ống hút : v1 = 1 (m/s) ;d1 = 10 (mm)
– Vận tốc đường ống đẩy : v2 = 4(m/s) ; d3 = 5(mm)
– Vận tốc đường ống xả : v3 = 1,5 (m/s) ; d2 = 8(mm)
– Chất lỏng làm việc là dầu thủy lực CS32 có các thông số kỹ thuật: Độ nhớt: v
-Với p1 là tổn thất qua van phân phối, lấy p1 = 2 (bar)
P2 là tổn thất qua đường ống bao gồm cả tổn thất dọc đường và tổn thất cục bộ.
Hệ số phụ thuộc vào khủy ống, ở đây ta coi khủy ống là thẳng góc và lấy
PB = 3,7 + 14 ,7 bar. Để thỏa mãn ta lấy PB = 18 bar. Đồng thời ta cũng thấy, lưu lượng cần thiết để cấp cho xylanh là: 4,02(l/ph)
Nên nếu chọn bơm nguồn có lưu lượng Q = 5 (l/ph) sẽ đáp ứng được yêu cầu lưu
Bơm bánh răng có dải lưu lượng phù hợp Q < 100 (l/ph) ;
Kết cấu bơm bánh răng khá nhỏ gọn, thuận tiện cho lắp ráp và bảo dưỡng sau này.
Bơm bánh răng có giá thành khá thấp so với các loại bơm khá như : piston rotor hướng kính Piston rotor hướng trục, bơm cánh gat …
Chúng tôi đã chọn động cơ kéo bơm với số vòng quay n = 1445 (vg/ph), một thông số lý tưởng cho các loại bơm bánh răng Lưu lượng riêng của bơm sẽ được tính toán dựa trên công thức phù hợp.
Ta có thể chọn bơm nguồn là bơm bánh răng có lưu lượng riêng q = 4 (cc).
Với lưu lượng riêng q = 4 (cc) thì lưu lượng bơm là
Chọn động cơ điện
Công suất thủy lực của hệ thống : N
Q(l/ph) – Lưu lượng của bơm
P(Bar) – Ap suất hệ thống
Tính chọn van
4.5.1 Tính chọn van phân phối.
Van phân phối là một bộ phận quan trọng trong hệ thống thủy lực, có chức năng điều chỉnh hướng dòng chất lỏng Nhờ vào khả năng này, van phân phối có thể thay đổi chiều chuyển động của các cơ cấu chấp hành, từ đó điều khiển hiệu quả hoạt động của toàn bộ hệ thống.
Chú thích (1) : Thân van (2) : Con trượt phân phối.
(3), (4) : Lò xo (5), (6) : Các cuộn điện
Lưu lượng qua van phân phối 4/3 trong hệ thống là lượng bơm cung cấp cho cơ cấu chấp hành mà van điều khiển Để đảm bảo hiệu suất hoạt động, lưu lượng này cần đạt yêu cầu thiết kế với giá trị Q = 5,78 lít/phút.
4.5.2 Tính chọn van an toàn.
Van an toàn là thiết bị thủy lực quan trọng, có chức năng bảo vệ hệ thống khi xảy ra tình trạng quá tải, chẳng hạn như khi xy lanh bị kẹt Khi áp suất trong hệ thống tăng cao, van an toàn giúp ngăn ngừa các sự cố nghiêm trọng như hỏng bơm nguồn hoặc vỡ đường ống.
Nguyên lý hoạt động của van dựa trên sự cân bằng giữa các lực đối kháng, bao gồm lực đàn hồi của lò xo tác động lên con trượt (hay nút van) và lực do áp suất của dòng chất lỏng gây ra.
Van an toàn được lắp đặt ở các giá trị áp suất khác nhau tùy thuộc vào từng hệ thống và tính chất hoạt động của nó Khi áp suất trong hệ thống tăng đột ngột do quá tải hoặc khi cơ cấu chấp hành bị kẹt, van an toàn sẽ tự động hoạt động, xả chất lỏng về bể cho đến khi áp suất trở về mức định mức an toàn.
Van an toàn được phân thành hai loại chính dựa trên nguyên lý hoạt động: van an toàn tác động trực tiếp và van an toàn tác động gián tiếp Trong đó, van an toàn tác động gián tiếp thường được áp dụng cho các hệ thống có lưu lượng lớn và áp suất cao.
Chọn đồng hồ đo áp và khóa đồng hồ
Chọn loại đồng hồ chân đứng áp suất lớn nhất là: 12 kg/cm 2
Chọn khóa đồng hồ tương ứng với chân đồng hồ
– Lắng đọng các loại cằn bẩn có trong dầu trong quá trình hoạt động.
– Tỏa nhiệt cho dầu của hệ thống trong quá trình làm việc.
– Gá đặt các thiết bị của trạm nguồn.
4.7.2 Kết cấu và kích thước của bể dầu.
Bể dầu được thiết kế để cặn bẩn lắng xuống đáy, với mục tiêu hạn chế sự xoáy và sủi bọt của dầu Để đảm bảo lưu thông dầu tốt cho việc làm nguội, bể được chia thành các buồng có cửa lưu thông ở dưới hai vách ngăn ngang, với kích thước hợp lý và chiều cao bằng chiều cao nhất của bể Mức dầu tối đa trong bể đạt khoảng 0,7÷0,8 chiều cao thành bể Ống hút và ống xả được đặt đối diện nhau, ngập trong dầu và cách đáy bể từ 2 đến 3 lần đường kính ống Đầu ống xả được vát góc 45 độ và quay vào thành bể, có thể sử dụng lưới để giảm xoáy dầu Đáy bể được thiết kế nghiêng từ 3 đến 8 độ để thuận tiện cho việc thay dầu qua lỗ thoát khi cần.
Bể dầu nên được sơn những màu sáng để tăng khả năng bức xạ nhiệt, tăng khả năng làm mát của hệ thống.
4.7.3 Tính toán sơ bộ kích thước bể dầu.
Kích thước bể dầu được xác định dựa trên yêu cầu tản nhiệt và giảm thiểu sự xoáy của dầu trong quá trình hoạt động Thường thì, bể dầu có thiết kế hẹp và cao để tối ưu hóa khả năng truyền nhiệt ra bên ngoài Đặc biệt, lượng dầu trong hệ thống đường ống thủy lực cần phải luôn được duy trì đầy đủ và liên tục, không bị gián đoạn.
Ta chọn bể dầu có dạng hình hộp chữ nhật Các kích thước của bể dầu như sau : – Chiều cao bể: h (m);
2h (m) ; Thể tích của bể dầu thường được tính theo công thức sau:
Lấy V = 25(l) Do đó: V = a.b.h Vậy: h = 0,2(m) = 200(mm) b= 2.h = 2.400 = 200(mm) a = 3
Kích thước bể dầu được xác định là 300 x 400 x 200, thuận lợi cho việc bố trí các thiết bị thủy lực như động cơ điện, bơm, van thủy lực, nắp đổ dầu, bộ lọc và bộ làm mát Để tối ưu hóa lưu thông và làm mát dầu, bể được thiết kế với các ngăn có khả năng lưu thông lẫn nhau Ngoài ra, các đường ống hút và xả được bố trí đối diện nhau, với đầu ống xả được vát góc 45 độ và quay vào thành bể.
4.8.1 Kiểm tra bền kéo của trục ∅ cố định xy lanh và tấm ép
Trục ∅14mm có nhiệm vụ bắt và giữ cố định xy lanh trên tấm giá đỡ, có tiêt diện chịu lực nhỏ nhất.
Công thức kiểm tra độ bền kéo: [ ] =
[ ] : ứng suất kéo (N/mm 2 ) F: lực tác lục lên trục (N)
A : tiết diện mặt cătt ngang của trục (mm 2 ) [ ] k : ứng suất kéo cho phép (N/mm2)
Do lực tác dụng được chia điều cho 4 trục nên: F 7000
1750N 4 Trục ∅14mm có ren M14x1.5 nên đường kính nhỏ nhất là ∅12.5mm.
Tiết diện mặt cắt ngang trục: = d2 = 3,14 12,52 2,66 mm 2 4 4
[ ] = A = 122,66 1750 = 14,27 N/mm 2 Độ bền kéo cho phép của thép CT3 theo tiêu chuẩn ГOCT 380 – 89 :
Vậy thoả điều kiện bền do [ ] = 14,27 < [ ] k =(373 ÷ 461)
4.8.2 Kiểm tra độ võng của tấm giá đỡ Độ võng sinh ra khi xi lanh thực hiên việc ép và đặt giá trị lớn nhất khi lực ép là cực đại Fp00N và tác dụng lên 4 trục 10mm
Hình 4.5: Lực tác dụng lớn nhất
Hình 4.6: Độ võng lớn nhất
4.9 Mạch điều khiển thủy lực:
Hình 4.8: Mạch điều khiển thủy lực
- Khi đóng CB: + Nếu S1 đóng thì KT có điện, sau 5 giây KT đóng tiếp điểm thường mở KT, Y2 có điện, xy lanh đi lên.
+ Nếu S1 mở : Tác động Bàn Đạp BĐ, thì rơle K1 có điện, K1 đóng tiếp điểm thường mở và mở tiếp điểm thường đóng của K1, Y1 có điện xy lanh đi xuống.
Khi ngưng tác động Bàn Đạp BĐ và K1 mất điện, nhánh (7) vẫn có điện, dẫn đến KT có điện Sau 5 giây, KT sẽ đóng tiếp điểm thường mở, khiến Y2 có điện và xy lanh sẽ đi lên.
+ Công tắc 3 cực ở giữa thì mạch hở không hoạt động
+ Bật công tắc 3 cực qua Trái, thì rơle K1 có điện, K1 đóng tiếp điểm thường mở và mở tiếp điểm thường đóng của K1, Y1 có điện xy lanh đi xuống.
+ Bật công tắc 3 cực qua Phải, thì rơle K2 có điện, K2 đóng tiếp điểm thường mở và mở tiếp điểm thường đóng của K2, Y2 có điện xy lanh đi về.
4.10 Mạch điều khiển động cơ bơm
Hình 4.9: Mạch điều khiển động cơ bơm
- Khi đóng CB: + Nếu công tắc CTM mở thì mạch không hoạt động.
+ Đóng công tắc CTM thì dòng điện qua biến tần và chuyển dòng điện 220V thành 380V cung cấp cho động cơ 3 pha hoạt động.
Kiểm tra bền
4.8.1 Kiểm tra bền kéo của trục ∅ cố định xy lanh và tấm ép
Trục ∅14mm có nhiệm vụ bắt và giữ cố định xy lanh trên tấm giá đỡ, có tiêt diện chịu lực nhỏ nhất.
Công thức kiểm tra độ bền kéo: [ ] =
[ ] : ứng suất kéo (N/mm 2 ) F: lực tác lục lên trục (N)
A : tiết diện mặt cătt ngang của trục (mm 2 ) [ ] k : ứng suất kéo cho phép (N/mm2)
Do lực tác dụng được chia điều cho 4 trục nên: F 7000
1750N 4 Trục ∅14mm có ren M14x1.5 nên đường kính nhỏ nhất là ∅12.5mm.
Tiết diện mặt cắt ngang trục: = d2 = 3,14 12,52 2,66 mm 2 4 4
[ ] = A = 122,66 1750 = 14,27 N/mm 2 Độ bền kéo cho phép của thép CT3 theo tiêu chuẩn ГOCT 380 – 89 :
Vậy thoả điều kiện bền do [ ] = 14,27 < [ ] k =(373 ÷ 461)
4.8.2 Kiểm tra độ võng của tấm giá đỡ Độ võng sinh ra khi xi lanh thực hiên việc ép và đặt giá trị lớn nhất khi lực ép là cực đại Fp00N và tác dụng lên 4 trục 10mm
Hình 4.5: Lực tác dụng lớn nhất
Hình 4.6: Độ võng lớn nhất
Mạch điều khiển thủy lực
Hình 4.8: Mạch điều khiển thủy lực
- Khi đóng CB: + Nếu S1 đóng thì KT có điện, sau 5 giây KT đóng tiếp điểm thường mở KT, Y2 có điện, xy lanh đi lên.
+ Nếu S1 mở : Tác động Bàn Đạp BĐ, thì rơle K1 có điện, K1 đóng tiếp điểm thường mở và mở tiếp điểm thường đóng của K1, Y1 có điện xy lanh đi xuống.
Khi ngừng tác động vào Bàn Đạp BĐ và K1 mất điện, nhánh (7) vẫn có điện, dẫn đến KT có điện Sau 5 giây, KT sẽ đóng tiếp điểm thường mở, khiến Y2 có điện và xy lanh sẽ đi lên.
+ Công tắc 3 cực ở giữa thì mạch hở không hoạt động
+ Bật công tắc 3 cực qua Trái, thì rơle K1 có điện, K1 đóng tiếp điểm thường mở và mở tiếp điểm thường đóng của K1, Y1 có điện xy lanh đi xuống.
+ Bật công tắc 3 cực qua Phải, thì rơle K2 có điện, K2 đóng tiếp điểm thường mở và mở tiếp điểm thường đóng của K2, Y2 có điện xy lanh đi về.
Mạch điều khiển động cơ bơm
Hình 4.9: Mạch điều khiển động cơ bơm
- Khi đóng CB: + Nếu công tắc CTM mở thì mạch không hoạt động.
+ Đóng công tắc CTM thì dòng điện qua biến tần và chuyển dòng điện 220V thành 380V cung cấp cho động cơ 3 pha hoạt động.
THIẾT KẾ BỘ GIA NHIỆT
Bố trí bộ phận gia nhiệt
Bộ phận gia nhiệt có vai trò quan trọng trong việc cung cấp nhiệt độ cần thiết cho khuôn trong quá trình ép nhiệt và ép nhũ Sau khi hoàn tất quá trình bế giấy, bộ phận gia nhiệt sẽ được tháo rời khỏi máy.
Hình 5.1: Vị trí cục nhiệt 5.2 Hệ số dẫn nhiệt của chất rắn
Hệ số dẫn nhiệt của các vật thể rắn thường phụ thuộc vào nhiệt độ, với xu hướng tăng lên khi nhiệt độ tăng Đối với các vật thể rắn đồng chất, mối quan hệ giữa hệ số dẫn nhiệt λ và nhiệt độ có thể được mô tả gần như theo đường thẳng.
C o : hệ số dẫn nhiệt ở to
C b: hệ số nhiệt độ, được xác định bằng thực nghiệm, nó phụ thuộc vào tính chất của vật liệu. t:nhiệt độ làm việc (o
C)Cùng loại vật liệu nhưng loại có khối lượng riêng lớn hơn thì cũng lớn hơn nước. Đối vật liệu Nm, hệ số dẫn nhiệt tương đối lớn, lớn hơn cả vật liệu khô và
Các vật liệu có hệ số dẫn nhiệt thấp ( < 0,2 W/m độ) thường được dùng làm vật liệu cách nhiệt và được gọi là vật liệu cách nhiệt.
Hệ số dẫn nhiệt của kim loại nằm trong khoảng giới hạn:
Bảng 5.1: Hệ số dẫn nhiệt của một số kim loại thường dùng
Tên kim loại Đồng Nhôm Thép carbon
Sự truyền nhiệt trong kim loại chủ yếu xảy ra nhờ các điện tử tự do, trong khi dao động nguyên tử dưới dạng sóng đàn hồi không đáng kể Khi nhiệt độ tăng, sự hỗn loạn của các điện tử tự do gia tăng, dẫn đến việc hệ số dẫn nhiệt cũng tăng theo.
Khi kim loại chứa tạp chất, hệ số dẫn nhiệt giảm nhanh chóng do sự gia tăng tính hỗn loạn trong cấu trúc mạng, dẫn đến sự phân tán cao hơn của các điện tử tự do.
VD: Cu nguyên chất có λ = 395 W/m độ nhưng nếu pha thêm một ít Asen vào thì hệ số dẫn nhiệt chỉ còn 112 W/m độ.
Bảng 5.2: Hệ số dẫn nhiệt của một số hợp kim phụ thuộc nhiệt độ
80% Ni, 20% Cr Đồng thanh nhôm
Hợp kim Natri với Kali
Hợp kim chì với bitmút
Từ đó chúng ta chọn bộ phận gia nhiệt làm từ vật liệu nhôm và khuôn từ vật liệu đồng.
Theo cơ sở lý thuyết: Nhiệt độ ép: từ 90 o C đến 150 o C
Nên ta chọn thiết bị gia nhiệt: TR (TW) 711/NII
Model: TR(TW)711/NII Type: capillary
Contact system: SPDT - NC+NO Contact system load capacity: 16 A / 250 VAC for active load Probe contact part: Ф4 x 90 mm
Length: 800 mmTerminals: 6.3 x 10 mmMounting: panel
Hình 5.3: Biến trở nhiệt Hình 5.4: Vòng gia nhiệt
- Khi đóng công tắc: + Chưa Thiết lập nhiệt độ thì tiếp điểm (P1) tiếp xúc với tiếp điểm (2), đèn H1 (xanh) sáng ( đủ nhiệt độ)
Thiết lập nhiệt độ, khi tiếp điểm (P1) tiếp xúc với tiếp điểm (1), đèn H2 (đỏ) sẽ sáng, cho thấy chưa đạt đủ nhiệt độ Khi đầu dò phát hiện đủ nhiệt độ tại cục gia nhiệt, tiếp điểm (P1) sẽ chuyển sang tiếp điểm (2), lúc này đèn H1 (xanh) sẽ sáng, báo hiệu đã đạt đủ nhiệt độ.
Mạch gia nhiệt
- Khi đóng công tắc: + Chưa Thiết lập nhiệt độ thì tiếp điểm (P1) tiếp xúc với tiếp điểm (2), đèn H1 (xanh) sáng ( đủ nhiệt độ)
Khi thiết lập nhiệt độ, tiếp điểm (P1) sẽ tiếp xúc với tiếp điểm (1), làm cho đèn H2 (đỏ) sáng, cho thấy chưa đạt đủ nhiệt độ Khi đầu dò cảm nhận đủ nhiệt độ tại cục gia nhiệt, tiếp điểm (P1) sẽ chuyển sang tiếp điểm (2), và đèn H1 (xanh) sẽ sáng, biểu thị rằng nhiệt độ đã đạt yêu cầu.
THIẾT KẾ KHUÔN
Yêu cầu kỹ thuật của khuôn ép nhiệt
Yêu cầu kỹ thuật của khuôn ép nhiệt
đạt hình dáng và kích thước đúng như thiết kế.
Bề mặt trước của khuôn đạt độ bóng cao.
Khuôn có thể chịu được va đập, chịu được lực ép và nhiệt độ dưới 200 o C
Sử dụng vật liệu có thể tái chế.
Thiết kế khuôn ép nhiệt
Hình 6.1: Khuôn ép nhiệt logo khoa
Tính khối lượng và thể tích của khuôn
Sau khi hoàn tất thiết kế khuôn, phần mềm Creo Parametric 3.0 cung cấp công cụ kiểm tra khối lượng cho khuôn đồng đã thiết kế Tính toán khối lượng dựa trên thể tích của sản phẩm rắn và thông số tỷ trọng của loại đồng sử dụng.
Bước 1: Trong môi trường Part của sản phẩm đổi đơn vị mặc định của phần mềm.
Chọn File → Frepare → Model Properties → trong phần Materials chọn Change tại mục Unit → xuất hiện hộp thoại Units Manager chọn milimeter Kilogram Sec
CSYS : Chọn hệ trục toa độ bằng cách Click chuột vào hệ trục tọa độ trên màn hình.
Density: Nhập tỷ trọng của loại đồng
Chú ý: Tỷ trọng nhập vào ô Density có đơn vị là kg/mm 3 Thể tích của sản phẩm
Phần mềm Creo Parametric 3.0 hỗ trợ kiểm tra thể tích của sản phẩm bằng cách sử dụng công cụ Analysis/Volume.
Hình 6.2: Tính toán thể tích của sản phẩm
Bề dày của khuôn
6.4.1 Cách kiểm tra bề dày khuôn
Trong kỹ thuật làm khuôn ép vật liệu đồng, việc đảm bảo chiều dày đồng đều của chi tiết là rất quan trọng để tránh hiện tượng cong vanh do co ngót không đồng đều Modul Mold Cavity cung cấp tính năng kiểm tra chiều dày qua tùy chọn Analysis/ Thickness Check Công cụ này cho phép người thiết kế xác định xem chiều dày của khuôn có nằm trong phạm vi cho phép hay không, từ đó quyết định liệu khuôn đã đạt yêu cầu hay cần chỉnh sửa.
Khuôn có bề dày lớn nhất là 15 mm và bề dày nhỏ nhất là 5 mm.
6.4.2 Ý nghĩa của việc kiểm tra bề dày sản phẩm
Bề dày của sản phẩm có thể đồng nhất hoặc khác nhau ở các vị trí, và điều này ảnh hưởng trực tiếp đến độ cứng vững, thẩm mỹ và giá thành của sản phẩm.
Mặt khác sự truyền nhiệt sẽ tốt nhất khi sản phẩm có bề dày đồng đều.
CHẾ TẠO MÁY ÉP NHIỆT ÉP NHŨ VÀ BẾ GIẤY
Tiến hành gia công tại xưỡng của công ty DNTN Dịch Vụ Chế Tạo Máy TRẦN ANH và chạy thử nghiệm.
Sau đây là một số hình ảnh:
Hình 7.3: Tấm giá đỡ trên
Hinh 7.4: Xy lanh và tấm giá đỡ trên
Hình 7.5: Bạc và ổ bi trược
Hình 7.7: Lắp cố định phần cơ khí
Hình 7.8: Lắp đặt phần thuỷ lực
Hình 7.9: Lắp tủ điện điều khiển
Sau 4 tháng nghiên cứu, thiết kế và chế tạo, chúng tôi đã hoàn thành máy ép nhiệt, ép nhũ và bế giấy Trong quá trình này, nhóm đã tìm hiểu và lắp đặt tủ điện điều khiển, đồng thời thực hiện các thử nghiệm thành công ban đầu Tiếp tục nghiên cứu và cải tiến, máy sẽ phục vụ hiệu quả cho Công ty TNHH MTV Việt Gia Bảo.
Hình 8.1: Sản phẩm thử nghiệm thành công
Hình 8.2: Kết quả thực nghiêm thất bại Đánh giá kết quả thực nghiêm:
- Kết quả thành công: + Lực ép vừa đủ.
+ Thời gian ép vừa phải.
- Kết quả thất bại: * Chữ bị mờ, mất góc, mất nét:
+ Thời gian ép chưa đúng.
* Chữ bị nhè, lem chữ, chữ in quá sâu:
+ Quá nhiệt (do hiện tượng rò điện khi biến tầng làm việc nếu không được nối đất).
+ Thời gian ép quá lâu.
- Nối đất an toàn cho máy.
- Ép thử nghiệm để lập ra bảng điều chỉnh cho từng loại da.
- Kiểm tra an toàn điện toàn bộ thiết bị ( do đặc tính của bộ biến tầng và bộ gia
Việc chế tạo máy ép nhiệt, ép nhũ và bế giấy đóng vai trò quan trọng trong quá trình tạo ra sản phẩm Nhóm đã áp dụng kiến thức từ trường học và bạn bè, nhưng do thiếu kinh nghiệm thực tiễn, một số sai sót về công nghệ và kết cấu đã xảy ra Sau khi bảo vệ đề tài thành công, nhóm sẽ tiếp tục nghiên cứu để hoàn thiện máy trước khi bàn giao cho công ty TNHH MTV VIỆT GIA BẢO Chúng tôi xin chân thành cảm ơn những nhận xét và góp ý quý báu từ thầy cô, và hy vọng sẽ nhận được sự hỗ trợ tiếp tục trong việc hoàn thiện sản phẩm.
- Thiết kế bộ phận cấp nhũ và gá đặt đinh vị.
- Thiết kế bộ phận ép an toàn cho máy.
- Cải tiến năng suất và chất lượng sản phẩm in cho máy.
[1]Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, tập một, tái bản lần thứ 5, Nhà Xuất Bản Giáo Dục Việt Nam - 2010.
[2]Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, tập một, tái bản lần thứ 10, Nhà Xuất Bản Giáo Dục Việt Nam - 2010.
[3]Phạm Thị Thanh Tâm, Thuỷ khí kỹ thuật và máy bơm, Trường đại học sư phạm kỹ thuật thành phố hồ chí minh-2006
[4]Hồ Viết Bình, Nguyễn Ngọc Đào, Trần Thế San, Chế độ cắt gia công cơ khí, Nhà
Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật.
[5]Ninh Đức Tốn, dung sai và lắp ghép, tái bản lần một, Nhà xuất bản giáo dục.
[6]Đặng Thiện Ngôn, Giáo trình trang bị điện – Điện tử trong máy công nghiệp,
Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh, Thành Phố Hồ Chí Minh
[7]GS, TS.Nhuyễn Đắc Lộc, Lưu Văn Nhang, hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy, Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội – 2009.
[8]Ninh Đức Tốn, Dung sai và lắp ghép, Nhà Xuất Bản Giáo Dục Việt Nam.
[9]Trần Quốc Hùng, Dung sai – kỹ thuật đo, trường đại học sư phạm kỹ thuật thành phố hồ chí minh-2005.
[10]Trần Hữu Quế, Đặng Văn Cứ, Nguyễn Văn Tuấn, vẽ kỹ thuật cơ khí, Nhà Xuất
Bản Giáo Dục Việt Nam, tập hai.
KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
Kết quả
Sau 4 tháng nghiên cứu, thiết kế và chế tạo, nhóm đã hoàn thành máy ép nhiệt, ép nhũ và bế giấy Việc tìm hiểu và lắp đặt tủ điện điều khiển đã được thực hiện, và sau khi chạy thử nghiệm, nhóm đã đạt được những thành công bước đầu Tiếp tục nghiên cứu cải tiến, máy sẽ phục vụ tốt hơn cho Công ty TNHH MTV VIỆT GIA BẢO.
Hình 8.1: Sản phẩm thử nghiệm thành công
Hình 8.2: Kết quả thực nghiêm thất bại Đánh giá kết quả thực nghiêm:
- Kết quả thành công: + Lực ép vừa đủ.
+ Thời gian ép vừa phải.
- Kết quả thất bại: * Chữ bị mờ, mất góc, mất nét:
+ Thời gian ép chưa đúng.
* Chữ bị nhè, lem chữ, chữ in quá sâu:
+ Quá nhiệt (do hiện tượng rò điện khi biến tầng làm việc nếu không được nối đất).
+ Thời gian ép quá lâu.
- Nối đất an toàn cho máy.
- Ép thử nghiệm để lập ra bảng điều chỉnh cho từng loại da.
- Kiểm tra an toàn điện toàn bộ thiết bị ( do đặc tính của bộ biến tầng và bộ gia
KẾT LUẬN
Việc chế tạo máy ép nhiệt, ép nhũ và bế giấy đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra sản phẩm chất lượng Nhóm đã áp dụng kiến thức học được từ trường và bạn bè, mặc dù gặp phải một số sai sót về công nghệ và kết cấu do thiếu kinh nghiệm thực tiễn Sau khi bảo vệ thành công đề tài, nhóm sẽ tiếp tục nghiên cứu để hoàn thiện máy trước khi bàn giao cho công ty TNHH MTV VIỆT GIA BẢO Nhóm xin chân thành cảm ơn sự góp ý quý báu từ thầy cô và mong nhận được sự hỗ trợ tiếp tục trong quá trình hoàn thiện sản phẩm.
- Thiết kế bộ phận cấp nhũ và gá đặt đinh vị.
- Thiết kế bộ phận ép an toàn cho máy.
- Cải tiến năng suất và chất lượng sản phẩm in cho máy.
