Nghiên cứu chế tạo hệ thống phun sơn tự động cho một số chi tiết nhựa - Pdf 34

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HỆ THỐNG PHUN SƠN TỰ ĐỘNG
CHO MỘT SỐ CHI TIẾT NHỰA
( Phần Cứng )

Khóa QH-2011-I/CQ-M, ngành Công nghệ Kỹ thuật Cơ điện tử
Tóm tắt Khóa luận tốt nghiệp.
Khóa luận nghiên cứu chế tạo hệ thống phun sơn tự động cho một số chi tiết
nhựa được xây dựng dựa trên hai phần chính là phần cứng và phần mền có liên quan
chặt chẽ với nhau.Trong bài cáo cáo này sẽ làm rõ các vấn đề liên quan đến phần cứng
của hệ thống của hệ thống phun sơn tự động cho một số chi tiết nhựa, còn phần mền sẽ
được làm rõ ở bài báo cáo của bạn Nguyễn Trọng Đạt. Trong bài báo cáo này được
xậy dựng dựa trên các phần chính sau đây:
+ Tổng quan cấu tạo hệ thống phun sơn tự đông cho một số chi tiết nhựa.
+ Xây dựng và phân tích nguyên lý hoạt động vận hành của hệ thống .
+ Tính toán thiết lập các thông số điều khiển của hệ thống.
+ Tính toán năng suất hoạt động của hệ thống khi vận hành.
+ Thiết kế chế tạo các mạch điều khiển cho các thành phần trong hệ thống.
+ Kết quả đạt được và hướng phát triển của đề tài.
Từ khóa tiếng Việt: hệ thống phun sơn tự động, sơn tự động.
Từ khóa tiếng Anh: automatic spray painting line.
Hà Nội, ngày 30 tháng 04 năm 2015
Sinh viên

1

Trịnh Đình Chuyên

2

bạn sinh viên để khóa luận tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn.
Hà Nội, ngày 30 tháng 4 năm 2015
Sinh viên

Trịnh Đình Chuyên

4

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH VẼ, HÌNH ẢNH
MỞ ĐẦU.........................................................................................................................8

...................................................................................................................66
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................67

5

DANH MỤC HÌNH VẼ, HÌNH ẢNH

6

MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của đề tài.
Các chi tiết nhựa trước khi được đưa vào các máy mạ để phủ kim loại lên bề mặt

MỘT SỐ CHI TIẾT NHỰA.
1.1. Phân tích một số hệ thống phun sơn tự động phổ biến trên thị trường.
1.1.1.

Hệ thống sơn treo.
Phù hợp phun cho các sản phẩm có hình đơn giản,không có ưu cầu cao về kỹ
thuật, dễ dàng treo trên móc và thường chỉ cần sử dụng hai súng sơn.
a. Cấu tạo.
Hệ thống cơ bản gồm một dây truyền treo trên cao có gắn giá treo các sản phẩm
bên dưới để đưa các sản phẩm vào buồng phun sơn gồm có các súng phun tự động có
thể di chuyển lên xuống.

8

Buồng sơn

Băng tải
treo

Súng sơn

Tủ điều khiển
Máy bơm sơn

Sản phẩm

Hình 1.1. Hệ thống sơn treo

Nguyên lý hoạt động.

được treo lên cùng một giá treo.
a.

Đánh giá ưu nhược điểm.
+ Ưu điểm: Năng suất cao, có thể phun được nhiều sản phẩm khác nhau, dễ lắp
đặt vận hành.
+ Nhược điểm: Chi phí đầu tư cao, diện tích lắp đặt lớn, hao tổn sơn lớn, chỉ phù
hợp cho sản phẩm có bề mặt đơn giản, khó kiểm soát độ dày lớp sơn.

1.1.2.

Hệ thống sơn tự động dùng băng truyền tải.
Phù hợp phun sơn cho các sản phẩm có bề mặt nhẵn, dạng khối hoặc tấm, các

10

sản phẩm chỉ cần phun từ một đến hai mặt.

a.

Cấu tạo.
Hệ thống cơ bản gồm một băng tải có kích thước lớn. Một buồng phun sơn chứa
nhiều súng sơn. Các súng sơn được gá cố định hoặc gá vào các thanh trượt để có thể di
chuyển theo chiều ngang. Các súng sơn có thể được lắp đặt cả mặt trên và dưới băng
tải để có thể phun được cả hai mặt của sản phẩm.

Băng tải

Súng phun sơn

lượng súng sơn và ưu cầu kỹ thuật.
c.

Đánh giá ưu nhược điểm.
+ Ưu điểm: Năng suất cao, dễ lắp đặt và vận hành.
+ Nhược điểm: Chi phí đầu tư cao, diện tích lắp đặt lớn, chỉ phù hợp cho các sản
phẩm có bề mặ đơn giản.

1.1.3.

Hệ thống phun sơn dùng tải xích
Thường dùng để phun cho những sản phẩm có kích thước nhỏ, khối lượng bé, có
thể phun nhiều bề mặt sản phẩm.

a.

Cấu tạo.
Hệ thống cơ bản gồm một băng tải xích có các gá để lắp các giá đỡ sản phẩm.
Buồng phun sơn có nhiều súng sơn được cố định ở nhiều góc khác nhau để phun được
nhiều bề mặt của sản phầm. Trong buồng phun sơn có một động cơ kết hợp với dây
đai có tác dụng làm quay các giá đỡ khi chúng đi vào buồng phun sơn.

12

Súng sơn
Sản phẩm
Giá đơ

Băng tải xích

+ Ưu điểm: năng suất cao, phun được nhiều mặt của sản phẩm, diện tích lắp đặt
nhỏ, dễ vận hành, áp dụng cho nhiều sản phẩm khác nhau.
+ Nhược điểm: chỉ áp dụng với sản sản phẩm có khối lượng, kích thước thấp .
1.2.
1.2.1.

Đánh giá điều kiện tại trung tâm Quang Điện Tử – Viện Ứng Dụng Công Nghệ.
Điều kiện nhà xưởng.
Diện tích vị trí lắp đặt tối đa dài 420 cm , rộng 300 cm, có sẵn buồng nước hấp

thụ kích thước 300x150x200 cm.
1.2.2. Sản phẩm và ưu cầu kỹ thuật.
+ Ưu cầu của hệ thống đối với sản phẩm như sau:
- Sử dụng phun sơn cho một số chi tiết nhựa.
- Sản phẩm có nhiều hình dạng từ đơn giản đến phức tạp, đa dạng về kích thước, khối
-

lượn sảng phẩm thấp.
Sản phẩm được phủ bằng sơn UV cho bề mặt sáng bóng, mỏng và mịn.
Độ dày lớp sơn nằm trong khoảng 100 – 200 nm.
+ Ưu cầu kỹ thuật đối với hệ thống như sau:
Các súng sơn được đặt cố định.
Sử dụng nhiều súng sơn khác nhau.
Hệ thống phun được cho nhiều sản phẩm khác nhau.
Hệ thống chạy liên tục cho năng suất cao và dễ vận hành.
1.3. Tổng quan thiết kế hệ thống phun sơn tự động.

14

Buổng làm sạch là bộ phận làm sạch bề mặt phôi trước khi đi vào quá trình phủ
sơn. Thành phần chính của bộ phận làm sạch là các bộ đầu phun khí nén được sủ dụng
để phun khí nén với áp lực cao lên bề mặt phôi, đánh bật các bụi bẩn bám trên phôi.
Buồng làm sạch có cấu tạo và được xây dựng dựa trên các thành phần chính sau:

-

Van điện từ, đầu xả khí.
Công tắc hành trình.
Máy nén khí.
Van điều chỉnh áp suất khí.
+ Buồng phun sơn.

15

Buồng phun sơn là bộ phận chính trong hệ thống hệ thống phun sơn tự động, là
bộ phận để phun sơn lên bề mặt phôi sau khi đã được làm sạch bề mặt. Thành phần
chính trong hệ phun sơn chính là súng phun sơn tự động được sử dụng để tán nhỏ sơn
ra bằng áp lực khí nén, phủ lên bề mặt sản phẩm. Buồng phun sơn có cấu tạo và được
xây dựng dựa trên các thành phần chính sau:
-

Van điện từ, súng phun sơn.
Tay gá súng phun sơn.
Động cơ DC, dây đai bẹt.
Công tắc hành trình.
Máy nén khí.
Van điều chỉnh áp suất khí nén.
+ Buồng sấy UV.

200

Buồng sấy UV

17

1.2.4.
a.

Thông số kỹ thuật cơ bản các thành phần trong hệ thống.
Băng tải xích.
Thông số kỹ thuật chi tiết các thiết bị của hệ băng tải xích của hệ thống phun sơn
tự động như sau:
+ Đĩa xích: có số lượng 9 cái, đường kính mỗi đĩa xích là 40cm ( bố trí như hình
1.7 ).
+ Xích tay gá có tai: Chiều dài ước tính 1420 cm, xích tay gá loại D, có gắn thêm
tai để gắn thêm các bánh xe mini, có tác dụng đỡ băng tải khi đi qua những đoạn giữa
hai đĩa xích.
+ Động cơ DC: số lượng 2 động cơ, điện áp hoạt động 24V, công suất khi không
tải là 250W, động cơ có giảm tốc để đảm bảo khi băng tải chạy chậm vẫn đủ công suất
kéo băng tải.
+ Động cơ encoder 888 xung: để đo vận tốc hoạt động của băng tải.
+ Mạch điều khiển động cơ: điều khiển tối đa 3 động cơ cùng lúc, có núm điều
chỉnh, các phím thay đổi chiều động cơ, tạm dừng động cơ, màn hình LDC hiện thị

b.

tốc độ động cơ ( sẽ được nói rõ hơn ở phần 2.1 ).
Buồng làm sạch.

khí cho các dây khí nén.
+ Van điện từ: Sử dụng loại van điện từ đóng mở bằng nguồn 24V DC như van
điện từ MVSE – 300 – 4E2, Waircom EK, Norgren.
+ Máy nén khí: máy nén khí fusheng cao áp công suất 2HP. Áp suất cung cấp
cho van điện từ 2-4 bar.
+ Van điều áp: điều chỉnh áp suất khí vào các van điện từ, sử dụng loại van điều
áp XAR hoặc XAW.
+ Công tắc hành trình: nhận biết có sản phẩm đi vào buồng làm sạch, sử dụng
công tắc hành trình omron WLCA12, omron WL, omron D4A hoặc omron D4C.
+ Đai dẹt: là bộ phận làm quay giá đỡ sản phẩm khi kết hợp cùng động cơ, sử
dụng loại đai dẹt PS319.
+ Mạch điều khiển: điều khiển đóng mở các van điện tử từ đó cấp xả khí cho các
súng sơn, điều chỉnh lưu lượng áp suất cho các súng sơn, điều khiển tốc độ động cơ
làm quay giá đỡ sản phẩm ( sẽ được nói rõ hơn ở mục 2.1, 2.2 và mục 2.4 ).
d.

Buồng sấy UV.
Thông số kỹ thuật chi tiết các thiết bị của buồng phun sơn của hệ thống phun sơn
tự động như sau:
+ Đèn UV: có tác dụng là nguồn phát xạ các tia cực tím đóng rắn lớp sơn UV
trên bề mặt sản phẩm, loại đèn UV sử dụng là UV-1201, UV-24GPM hoặc UV12GPM, công suất 1000W đến 8000W.

19

+ Quạt thông gió: có tác dụng làm mát buồng sấy, sử dụng quạt thông gió công
nghiệp JFD 1205 HE.
Chi tiết một số thành phần quan trọng của hệ thống.
e.

và khí nén sẽ được cung cấp vào súng. Tại thân súng, sơn sẽ bị tán nhỏ ra nhờ áp suất
của khí nén và được phun ra ngoài qua lỗ kim dạng hơi sương.
Trên thị trường hiện nay, do nhu cầu cần phun, phủ sơn rất nhiều các sản phẩm
đa dạng về chủng loại về kích thước, khối lượng nên có rất nhiều các loại súng phun
sơn ra đời phù hợp với từng loại sản phẩm. Súng được phân theo đường kính lỗ kim:
+ Loại vừa và nhỏ: loại 0,8mm; 1,0mm; 1,1mm…
+ Loại lớn: loại 1,6mm; 1,8mm…
Súng phân theo áp suất khí phun:
+ Loại HPLV (high pressure low volume)
+ Loại LPA (low pressure automatic)
Ngoài ra còn phân loại theo hãng sản xuất:
+ Iwata: wa-100, wa-200, wa 101…
+ Prona: RAL-100, RA-200, RAL-200, RARL-100, RARL-200, RAR-100,
RAR-200, RA-M1…
+ Wagner: GM4100, GA4000…
+ Đánh giá:
+ Các súng phun sơn kiểu LPA có đường kính lỗ phun loại vừa thường được
phun cho các sản phẩm dẻo như nhựa, sản phẩm có kích thước nhỏ, cần độ mịn, bóng
của lớp sơn trên bề mặt cao.
+ Còn các súng phun có đường kính lỗ phun cỡ lớn được sử dụng phun cho các
sản phẩm có kích thước lớn, không yêu cầu về thầm mỹ cao.
Lưu ý: Khi sử dụng súng:
Khi sử dụng súng phun ta có thể gặp phải một số tình huống và cách giải quyết
chúng:
+ Kiểm tra ống hơi.
+ Kiểm tra phần dẫn sơn của súng có bị ngẽn hay không, nếu có ngâm rửa dung
môi thật kỹ.
+ Kiểm tra lổ kim đầu súng phun.
Sơn ra bị hạt to.
+ Kiểm tra lại môi trường tác nghiệp.



Dựa trên định luật Boy-Mariotte, một khi không khí được đưa vào buồng chứa thì thể
tích buồng chứa không đổi dẫn đến sự ang lên của áp suất trong buồng chứa.



Máy nén khí pittong, cánh gạt hay bánh răng là loại máy nén khí làm việc nguyên tắc
này.

•

Nguyên lý động năng



Khi không khí được đưa vào buồng chứa tại đó động năng bánh dẫn sẽ tạo ra áp suất
khí nén. Nguyên tắc động năng này sẽ tạo ra công suất lớn cho máy nén khí hoạt đông.



Kiểu máu nén khí đối lưu hay li tâm đều làm việc dựa trên nguyên tắc này.



Một số chủng loại máy nén khí được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực sản xuấ.t



23

Hình 1.2. Đầu nén của máy nén khí pittong.
Có 2 loại máy nén khí piston đó là: Máy nén khí 1 chiều, 1 cấp và máy nén khí 2
chiều 1 cấp.
Nguyên lý hoạt động:
Máy nén khí 1 chiều 1 cấp:
+ Piston chuyển động tịnh tiến qua lại nhờ được nối với cơ cấu thanh truyền – tay
quay. Khi piston đi sang phải V tăng dần. P giảm, van nạp mở ra, không khí ở bên
ngoài đi vào trong xi lanh, thực hiện quá trình nạp khí.
+ Khi piston đi sang trái, không khí trong xi lanh được nén lại, P tăng dần, van
nạp đóng, đến khi P tăng lớn hơn sức căng lò xo van xả tự động mở, khí nén sẽ qua
van xả theo đường ống đến bình chứa khí nén kết thúc một chu kỳ làm việc.

24

+ Sau đó các quá trình được lặp lại, cứ như vậy máy nén khí hoạt động để cung
cấp khí nén.
Máy nén khí 2 cấp 1 chiều:
+ Khi piston đi xuống, thể tích phần không gian phía trên piston lớn dần, áp suất
P giảm xuống van nạp mở ra không khí được nạp vào phía trên piston và đồng thời thể
tích dưới piston giảm, P tăng van xả mở ra, khí theo đường ống qua bình chứa.
Ưu nhược điểm của máy nén khí kiểu piston:
+ Ưu điểm: Máy nén khí piston có mô hình gọn, kết cấu khá nhỏ dẫn đến khối
lượng nhỏ, không tốn diện tích đặt, đặc biệt việc tháo lắp và cài đặt phụ kiện đơn giản,
về hiện năng máy có thể tạo ra áp xuất lớn đến khoảng 2000kg/cm2.
+ Nhược điểm: Do có các khối lượng tịnh tiến qua lại nên máy nén khí piston

Nhờ tải bản gốc

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Nghiên cứu chế tạo hệ thống phun sơn tự động cho một số chi tiết nhựa - Pdf 34

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Học thêm