Biến tần cho máy ép nhựa

 

Cấu tạo máy ép nhựa

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy ép nhựa có sự liên kết chặt chẽ với nhau. Người muốn tìm hiểu nguyên lý hoạt động của máy móc trước tiên phải biết được cấu tạo, vị trí của từng bộ phận. Chính các bộ phận này sẽ phối hợp với nhau để tạo ra một sản phẩm hoàn chỉnh. Đây là điều cơ bản mà ai cũng phải biết.

Cấu tạo cơ bản nhất của máy ép nhựa

Máy ép nhựa có cấu tạo cơ bản gồm 2 phần chính:

· Phần phun nhựa: các bộ phận phối hợp với nhau đều đưa nhiên liệu điền đầy lòng khuôn.

· Phần kẹp khuôn: cố định khuôn mẫu đề quá trình điền lòng khuôn dưới sức ép lớn không bị sai dịch vị trí.

*Chi tiết cấu tạo của hệ thống máy ép nhựa

Hệ thống kẹp (Clamping unit) gồm có:

+ Cụm đẩy của máy (Ejector mechanism)

+ Trục khủy (Crosshead)

+ Bộ khuôn (Mold)

+ Thanh đỡ khuôn (Tie bar)

Hệ thống cụm phun (Injection unit)

+ Mô tơ (Motor)

+ Phễu ( Hopper)

+ Trục vít xoắn ( Screw)

+ Bộ gia nhiệt ( Heater)

+ Van ( Valve)

+ Khoang chứa liệu (Back-flow Cylinder)

Nguyên lý hoạt động chung của máy ép nhựa

Cấu tạo máy ép nhựa cơ bản đã chỉ ra các chức năng của từng bộ phận hoạt động phối hợp với nhau. Các bộ phận này hoạt động dựa trên một nguyên lý làm việc chung.

Nhựa liệu (Hạt nhựa) được đưa vào khoang chứa liệu thông qua chiếc phễu. Các hạt nhựa trong khoang được nung nóng chảy bằng bộ gia nhiệt và giữ trạng thái lỏng cho đến khi điều vào lòng khuôn.

Quá trình bơm nhựa vào khuôn giống với khi sử dụng kim tiêm. Mô tơ tạo ra lực tác động đến trục vít xoắn. Vít xoắn hoạt động theo chiều kim đồng hồ tạo ra lực ép lớn đẩy nhựa đến van.

Hệ thống kẹp khuôn có vai trò cố định khuôn dưới tác động của lực ép khổng lồ. Và hệ thống làm mát sẽ nhanh chóng làm nguội sản phẩm để đẩy ra khỏi khuôn tiếp tục lượt ép mới.

Tất cả các máy ép đều có một hệ điều hành trung tâm đề kiểm soát toàn bộ quá trình hoạt động của máy móc.

 

ỨNG DỤNG LẮP BIẾN TẦN CHO MÁY ÉP NHỰA

 

I. Chu trình hoạt động và cấu tạo của máy ép nhựa:

1. Kẹp khuôn—> 2. bơm keo—>3. làm nguội—>4. lấy keo, mở khuôn và lấy sản phẩm.

Thời gian cho một chu trình máy ép nhựa cỡ nhỏ khoảng 26s.

Nhìn vào chu trình ta thấy chỉ có chu trình bơm keo thì máy ép nhựa mới cần động cơ chạy 100% công suất còn lại các chu trình khác không cần thiết gây lãng phí điện năng.

Do đó : Nếu Máy ép nhựa chạy trực tiếp không sử dụng biến tần thì động cơ luôn chạy 100% công suất cho cả 4 chu trình do vậy sẽ gây tổn thất điện năng vô cùng lớn.

– Mặt khác lượng dầu bơm liên tục 100% sử dụng không cần thiết sẽ xả về bồn dầu gây nóng dầu và hao phí.

– khi sử dụng trực tiếp với điện lưới sẽ gây sụt áp trên lưới điện.

II. Phương pháp lắp biến tần

Phương án: Lắp biến tần cho máy ép nhựa (những chu trình không cần thiết thì biến tần tự động điều chỉnh giảm tốc độ động cơ —> tiết kiệm điện)

Cách thực hiện: Dựa vào 1 trong 2 tín hiệu từ Board điều khiển áp suất (0-1 Ampe) và đo lưu lượng (0-10V) hoặc trên một số máy 0-30V hoặc 0-50V( mạch chuyển đổi thành 0-10V) để điều khiển biến tần. Do vậy dựa vào tín hiệu này chúng ta đưa vào chân Analoge của biến tần từ đó điều chỉnh biến tần chạy nhanh hay chậm để tiết kiệm điện tại đây.

 

Giả sử: Trong chu trình làm nguội dựa vào tín hiệu lưu lượng/áp suất giảm, biến tần nhận tín hiệu này  tự động điều chỉnh tần số để điều khiển tốc độ động cơ giảm xuống—> Tiết kiệm điện.

-       Biểu đồ công suất của động cơ sau khi lắp biến tần

III. Lợi ích khi lắp Biến tần cho máy ép nhựa:

– Tiết kiệm điện năng vô cùng lớn khoảng 20- 25 % so với động cơ chạy trực tiếp với điện lưới

-       Động cơ hoạt động êm hơn (do giảm được dòng khởi động)

-        Giảm sụt áp trên lưới điện so với cách cũ.

-       Nhiệt độ dầu giảm

Lưu ý:

Đối với máy ép nhựa, chúng ta có thể lắp bien tan cho bơm thủy lực chính giúp mang lại hiệu quả tiết kiệm điện từ 10 – 25% tùy theo máy và loại sản phẩm, sản phẩm càng lớn hay thời gian nghỉ càng dài thì mức tiết kiệm càng lớn. Để lắp đặt thành công ứng dụng này nghĩa là đạt hiệu quả tiết kiệm cao mà không ảnh hưởng năng suất sản xuất, bắt buộc phải sử dụng tín hiệu Analog trên máy thường là 0 – 1A. trên đa số máy ép nhựa đều có 2 đường tín hiệu analog để điều khiển lưu lượng và áp suất dầu thủy lực. Trong quá trình hoạt động của máy, đa số thời gian tín hiệu lưu lượng sẽ lớn hơn tín hiệu , chỉ trong quá trình kẹp khuôn hay chờ làm nguội thì tín hiệu áp suất lớn hơn tín hiệu lưu lượng.

Vấn đề là bạn phải so sánh để biết khi nào biến tần chạy theo tín hiệu lưu lượng và khi nào chạy theo tín hiệu áp suất. Đối với các loại biến tần Trung Quốc hoặc Đài Loan thì nhà sản xuất có tích hợưp sẵn chức năng trong biến tần chuyên dụng hoặc card mở rộng chuyên cho ứng dụng này. Tuy nhiên nếu bạn sử dụng các loại biến tần của Châu Âu như bien tan Danfoss thì cần mua thêm bộ Controller (chỉ khoản 150USD). Chức năng của bộ Controller này cũng đơn giản vì nó chỉ đọc 2 tín hiệu lưu lượng và áp suất rồi so sánh và xuất ra tín hiệu 4 – 20mA cho biến tần đáp ứng theo. Việc còn lại của bạn là cài đặt biến tần chạy theo tín hiệu output của Controller, chú ý scale tín hiệu hợp lý và đặt tốc độ nền thích hợp để tránh sốc khi tăng tốc quá đột ngột. theo kinh nghiệm của tôi, khi lắp biến tần ứng dụng này thì nên chọn các loại biến tần có tốc độ đáp ứng nhanh ví dụ: dòng Automation drive  vì đối với các máy ép có chu kỳ dưới 2 phút thì gần như biến tần sẽ phải thay đổi tốc độ liên tục.

Nguyên lý tiết kiệm điện:

Quá trình làm việc của máy ép nhựa gồm nhiều giai đoạn như: kẹp khuôn, phun khuôn, làm nguội, mở khuôn và đẩy phôi ra …Yêu cầu về lưu lượng dầu và áp suất hoạt động là khác nhau trong từng giai đoạn. Do đó không cần đòi hỏi máy ép nhựa phải luôn hoạt động với áp suất và lưu lượng ở mức cố định. Mặt khác động cơ bơm dầu được thiết kế đáp ứng với mức tải cao nhất do vậy công suất bơm dầu thường không được sử dụng hết. Dẫn đến năng lượng lãng phí rất nhiều.

Đối với các máy phun khuôn truyền thống sử dụng các bơm cố định công suất, van điều chỉnh được sử dụng để thay đổi lưu lượng và áp suất tiêu thụ. Trong trường hợp này, giữa các giai đoạn của máy, công suất tiêu thụ trên động cơ chính thay đổi không đáng kể, và một tỉ lệ lớn năng lượng bị tiêu hao qua van dưới dạng áp suất chênh lệch bởi dòng tràn.

Nếu hệ thống điều khiển có thể tự động điều chỉnh tốc độ của động cơ bơm dầu theo yêu cầu tải thực tế (áp suất và lưu lượng) trong các giai đoạn khác nhau, thì khi đó năng lượng tiêu thụ sẽ đạt mức thấp nhất, loại bỏ được hiện tượng tràn qua van an toàn và vẫn đảm bảo cho máy vận hành chính xác, ổn định.

Biến tần chuyên dụng cho máy phun khuôn có thể tự động điều chỉnh tốc độ quay và lượng dầu bơm dựa trên trạng thái làm việc hiện tại của máy, như kẹp khuôn, phun khuôn, nấu chảy, mở khuôn và đẩy phôi ra…tuân theo yêu cầu áp suất và tốc độ được thiết lập, vì vậy lưu lượng dầu cung cấp thực của bơm sẽ thích hợp với lưu lượng dầu làm việc của máy phun khuôn ở bất kỳ trạng thái nào. Điều này dẫn tới việc thay đổi chế độ làm việc của động cơ bơm dầu: từ chế độ chạy với tốc độ là hằng số sang chế độ thay đổi được tốc độ quay. Khi cần áp suất và lưu lượng cao, động cơ quay với tốc độ cao nhất, ngược lại động cơ có thể chạy chậm lại hoặc dừng hẳn. Kết quá là làm cực tiểu công suất tiêu thụ khi motor hoạt động trong phạm vi tải, khử hiện tượng dòng tràn và bảo đảm sự vận hành hành ổn định và chính xác cho motor.

Ứng dụng biến tần cho máy ép nhựa tiết kiệm năng lượng  có thể thực hiện khởi động mềm cho motor của máy phun khuôn, cải thiện hệ số công suất , và điều chỉnh hợp lý công suất ngõ ra của motor máy phun khuôn. Bằng cách này, hiệu suất động cơ được nâng cao và năng lượng được tiết kiệm nhiều.

Kết quả đo được từ thực tế sử dụng bộ biến tần cho máy ép nhựa  giúp tiết kiệm được từ 60%  năng lượng điện trong  quá  trình sản suất

Hiện nay trong sản xuất công nghiệp cũng như các ngành dịch vụ, các thiết bị động cơ điện chiếm một tỷ lệ rất lớn trong các thiết bị tiêu thụ năng lượng điện. Chính vì thế đã có rất nhiều hoạt động cũng như giải pháp nhằm nâng cao hiệu suất sử dụng của thiết bị, giảm thiểu tối đa các chi phí điện năng và nâng cao lợi ích kinh tế. Sản phẩm nhựa có mặt mọi nơi trong đời sống hàng ngày của chúng ta vì vây tiết kiệm năng lượng trong quá trình sản xuất các sản phẩm về nhựa là nhu cầu bức thiết trong thời đại mới.

Chúng tôi mang tới cho quý khách hàng giải pháp tiết kiệm năng lượng cho các ứng dụng trong ngành công nghiệp nhựa, đến với chúng tôi quý vị sẽ được tư vấn, khảo sát, lắp đặt báo cáo, đo thử nghiệm đánh giá khách quan qua quá trình sử dụng thực tế.
Hệ thống máy ép nhựa gồm các phần chính:
– Motor bơm dầu
– Thùng dầu áp lực
– Trục vít
– Khuôn ép
– Hệ thống van và các ben thủy lực
–  Motor bơm dầu thường có nhiều loại: Loại li tâm, trục vít , pittong , nên thường dùng bơm dạng bánh răng và trục vít. ( chú ý : máy ép hãng Nisei  đời Nisei-P có sử dụng bơm ptitong và cơ cấu van chống hồi áp của phần ép khuôn nên cần bơm hoạt động liên tục , không thể lắp đk biến tần để tiết kiệm tối đa  )
–  Trong một chu trình khuôn ép : khoản thời gian giữa nghỉ để lấy sản phẩm ra, motor vẫn bơm dầu -hoạt động 100% tốc độ, làm lãng phí công suất.
–  Mặt khác, motor đấu trực tiếp vào lưới, có dòng khởi động lớn gây sụt áp trên các thiết bị khác của nhà máy.
Năng lượng tiêu thụ chính trong máy ép nhựa gồm 2 phần:
– Phần nhiệt khuôn
– Phần bơm thủy lực
–  Là phần tiêu tốn năng lượng lớn nhất trong máy.
–  Và nguồn thuỷ lực là tác nhân tạo chuyển động trong mọi chu trình của máy.
Thưc tế vận hành của máy ép nhựa cho thấy trong mỗi chu kì vận hành có 5 chu trình chính bao gồm:
– Đóng khuôn
– Bơm keo
– Định hình
– Mở khuôn
–  Đối với hầu hết các máy ép nhựa, bơm dầu thủy lực là loại bơm lưu lượng cố định. Tuy nhiên, trong một chu kỳ sản xuất sản phẩm, nhu cầu về lưu lượng dầu là khác nhau theo từng giai đoạn (kẹp khuôn – phun keo, định hình – làm nguội, mở khuôn – rút keo, nghỉ chờ).
– Trong đó, giai đoạn làm nguội và giai đoạn chờ có nhu cầu về lưu lương thấp nhất. Nhưng loại bơm cố định thì vẫn liên tục cấp lưu lượng tối đa. Lượng dầu dư sẽ qua van tràn chảy về thùng dầu. Điều này gây lãng phí và nóng dầu thủy lực. Khi lắp biến tần điều khiển motor bơm dầu, biến tần sẽ nhận tín hiệu dòng hoặc áp (có sẵn trên máy ép nhựa) để đều chỉnh tốc độ motor bơm dầu.
–  Khi áp lực và lưu lượng dầu trong ống cao thì tín hiệu đưa về biến tần sẽ cao, lúc này biến tần sẽ điều chỉnh tốc độ motor bơm dầu cho phù hợp với yêu cầu vận hành của máy ép nhựa,
–  Khi áp lực và lưu lượng dầu trong ống thấp thì tín hiệu đưa về biến tần sẽ thấp, lúc này biến tần sẽ giảm tốc độ motor bơm dầu xuống, năng lượng điện được tiết kiệm. Hiệu quả tiết kiệm đối với những máy có chu kỳ sản phẩm trên 50 giây thường là 20% có trường hợp lên đến 30% (nếu giai đoạn nghỉ kéo dài). Xuất phát từ đặc tính trên của máy ép nhựa, chúng tôi đề xuất sử dụng biến biến tần cho động cơ bơm dầu của máy ép nhựa . Biến tần thiết kế chuyên dụng cho các ứng dụng tiết kiệm năng lượng cho máy ép nhựa, với các thông số giám sát điều chỉnh thông minh giúp nâng cao hiệu suất làm việc của động cơ máy ép nhựa và đây là giải pháp hữu hiệu nhất.
Nguyên lý tiết kiệm sử dụng biến tần cho máy ép nhựa
Theo nguyên lý của máy ép nhựa, điều khiển chu kỳ mở thông thường không thể đạt được hiệu suất tiết kiệm điện tốt nhất, do vậy khi sử dụng biến tần chuyên dụng cho máy ép nhựa mang lại hiệu quả tốt nhất. Đó là sự hợp nhất hệ thống điều khiển của máy ép nhựa với hệ thống điều khiển chu kỳ mở tự động lưu lượng và áp suất. Biến tần thực hiện điều chỉnh tự động tốc độ quay của động cơ bơm dầu tuỳ theo tín hiệu áp suất và lưu lượng. Do vậy, lưu lượng và áp suất của bơm dầu có thể tự điều chỉnh được, điều này dẫn tới việc thay đổi từ bơm chạy với tốc độ là một hằng số sang bơm có thể thay đổi được tốc độ. Khi cần áp suất và lưu lượng cao, động cơ quay với tốc độ cao nhất, ngược lại động cơ có thể chạy chậm lại hoặc dừng hẳn. Trong thực tế, hiệu suất động cơ được nâng cao và tiết kiệm được nhiều năng lượng. Điều khiển thông minh công suất tiêu thụ của động cơ bơm dầu.
Với công nghệ điều khiển chu trình khép kín, biến tần có thể điều chỉnh công suất tiêu thụ và tốc độ của động cơ bơm dầu một cách mạnh mẽ, sau đó kết nối chính xác mô men với mức tải, tránh lãng phí năng lượng  và thực sự tiết kiệm năng lượng, thực tế có thể tiết kiệm được từ 10-30% công suất tiêu thụ điện của động cơ bơm dầu máy ép nhựa.

IV . KẾT LUẬN SAU KHI LẮP BIẾN TẦN

-  Hệ thống hoạt động ổn định dễ dàng thay đổi tốc độ áp lực cho từng loại sản phẩm

-       Giảm nhiệt độ dầu và độ ồn khi hoạt động máy

-       Tiết kiệm điện cho những sản phẩm có thời gian giải nhiệt lâu

-       Giữ lại được Motor cũ, tiết kiệm chi phí đầu tư

-       Giảm sụt áp trên lưới điện so với cách cũ 

-       Bảo vệ động cơ tốt

 Biến tần cho máy ép nhựa - Mạnh Hùng - 0328487700

    Chuyên sửa chữa và lắp đặt biến tần - bảo hành 24 tháng, 1 đổi 1 trong tháng đầu - luôn sẵn hàng mọi công suất.