MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU................................................................................................................ 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY ÉP GẠCH........................................................1
1.1. TỔNG QUAN VỀ DÂY TRUYỀN SẢN XUẤT GẠCH KHƠNG NUNG........1
1.1.1.

Đặc điểm cơng nghệ...................................................................................1

1.1.2.

Sơ đồ khối dây truyền cơng nghệ sản xuất gạch không nung.....................2

1.1.3.

Sơ đồ công nghệ sản xuất gạch không nung...............................................2

1.2. TỔNG QUAN VỀ MÁY ÉP GẠCH...................................................................3
1.2.1.

Sơ đồ công nghệ máy ép gạch....................................................................3

1.2.2.

Các yêu cầu điều khiển cho máy ép gạch...................................................4

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỀU KHIỂN VÀ TRUYỀN ĐỘNG CHO MÁY.....6
2.1. PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ...................................................................................6
2.2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC CHO MÁY ÉP GẠCH............................6
2.2.1.

Cơ cấu cấp liệu...........................................................................................6

2.2.2.

Cơ cấu ép....................................................................................................8

2.2.3.

Cơ cấu nâng hạ khuôn..............................................................................11

2.2.4.

Cơ cấu cấp palet.......................................................................................13

2.2.5.

Sơ đồ hệ thống truyền động thủy lực của máy ép gạch.............................16

2.2.6.

Tính chọn thiết bị động lực cho hệ thống thủy lực...................................17

2.3. THIẾT KẾ MẠCH TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN CHO CÁC CƠ CẤU...................30
2.3.1. Cơ cấu băng tải chuyển gạch......................................................................30
2.3.2.

Cơ cấu rung và cơ cấu lắc........................................................................34

2.3.3.

Lựa chọn aptomat tổng.............................................................................37


2.3.4.

Sơ đồ nguyên lý mạch động lực.

38


CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO TỦ ĐIỀU KHIỂN
3.1. Lựa chọn rơ le trung gian.......................................................................................39
3.2. Lựa công tắc hành trình.....................................................................................39
3.2.1.

Lựa chọn thiết bị điều khiển.....................................................................40

3.2.2.

Lựa chọn modul PLC...............................................................................42

3.2.3.

Sơ đồ đấu nối phần cứng PLC..................................................................42

CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIAO DIỆN GIÁM
SÁT.............................................................................................................................. 43
4.1. Xây dựng chương trình điều khiển - grapcef.....................................................43
4.1.1. u cầu cơng nghệ......................................................................................43
4.1.2. Sơ đồ grapcef chế độ tự động......................................................................43
4.1.3. Thuyết minh grapcef...................................................................................44
4.1.4. Chế độ bằng tay..........................................................................................44

4.1.5. Các lỗi có thể xảy ra với hệ thống và giải pháp khắc phục.........................45
4.1.6. Định địa chỉ đầu vào ra:..............................................................................45
4.1.7. Chương trình điều khiển trên STEP7 Microwin..........................................47
4.2. Xây dựng giao diện điều khiển và giám sát.......................................................47
4.2.1. Giới thiệu về phần mềm WinCC..................................................................47
4.2.3.1. Phần mềm PC access................................................................................48
4.2.3.

Tạo picture và thiết kế giao diện điều khiển.............................................56

CHƯƠNG 5: XÂY DỰNG MƠ HÌNH VẬT LÝ.........................................................59
5.1. Tổng quan về mơ hình.......................................................................................59
5.2. Các cơ cấu của mơ hình.....................................................................................59
5.2.1.

Cơ cấu cấp liệu.........................................................................................59


5.2.2.

Cơ cấu ép gạch.........................................................................................60

5.2.3.

Cơ cấu nâng hạ khuôn..............................................................................61

5.2.4.

Cơ cấp cấp pallet......................................................................................61


5.2.5.

Cơ cấu băng tải chuyển gạch....................................................................62

5.3. Tủ điều khiển.....................................................................................................64
KẾT LUẬN.................................................................................................................. 66
PHỤ LỤC..................................................................................................................... 68

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
STT
1
2
3
4
5
6
7

Ký hiệu

Ngun nghĩa

CTHT
Ha
Đ/C
Xylanh A
Xylanh B
Xylanh C
Xylanh D


Cơng tắc hành trình
Hecta
Động cơ
Xylanh cấp liệu
Xylanh ép gạch
Xylanh nâng hạ khuôn
Xylanh cấp pallet

DANH MỤC HÌNH VẼ
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Hình vẽ

Ý nghĩa

Hình 1.1
Hình 1.2
Hình 2.1
Hình 2.2
Hình 2.3

Hình 2.4
Hình 2.5
Hình 2.6
Hình 2.7
Hình 2.8

Sơ đồ khối dây truyền cơng nghệ sản xuất gạch không nung
Sơ đồ công nghệ máy ép gạch
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của cơ cấu cấp liệu
Van phân phối
Sơ đồ nguyên lý xylanh ép
Van phân phối điện từ
Sơ đồ nguyên lý xylanh nâng hạ khuôn
Van phân phối
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của xylanh cấp pallet
Van phân phối


11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22

23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41

Hình 2.9
Hình 2.10
Hình 2.11
Hình 2.12
Hình 2.13
Hình 2.14
Hình 2.15
Hình 2.16
Hình 3.1
Hình 4.1

Hình 4.2
Hình 4.3
Hình 4.4
Hình 4.5
Hình 4.6
Hình 4.7
Hình 4.8
Hình 4.9
Hình 4.10
Hình 4.11
Hình 4.12
Hình 4.13
Hình 4.14
Hình 4.15
Hình 5.1
Hình 5.2
Hình 5.3
Hình 5.4
Hình 5.5
Hình 5.6
Hình 5.7

Sơ đồ hệ thống truyền động thủy lực của máy ép gạch
Bơm bánh răng
Sơ đồ mạch động lực động cơ bơm
Kết cấu của bể dầu
Bộ lọc sợi thủy tinh
Van an toàn
Sơ đồ mạch động lực động cơ băng tải chuyển gạch
Sơ đồ mạch động lực động cơ cơ cấu rung và cơ cấu lắc

Cơng tắc hành trình
Thêm PLC vào hệ thống
Đặt tên cho PLC
Add item vào PLC
Thiết lập cho Item
Bảng các biến
Tạo dự án
Đặt tên và chọn ổ lưu dự án
Add thêm driver cho việc kết nối với s7 – 200
Chọn driver cho dự án
Cài đặt thông số
Brower server s7 – 200OPCserver vào WinCC
Add Item từ phần mềm PCAccess vào WinCC
Tạo picture mới
Picture cho màn hình chính
Picture cho màn hình điều khiển
Cơ cấu cấp liệu
Cơ cấu ép gạch
Cơ cấu nâng hạ khuôn
Cơ cấu cấp pallet
Cơ cấu băng tải chuyển gạch
Tồn cảnh mơ hình
Tủ điện điều khiển

DANH MỤC BẢNG BIỂU
STT
1
2
3
4


Bảng

Ý nghĩa

Bảng 2.1
Bảng 2.2
Bảng 2.3
Bảng 2.4

Thông số kỹ thuật động cơ kéo bơm thủy lực
Aptomat bảo vệ động cơ kéo bơm thủy lực
Thông số kỹ thuật dầu thủy lực
Thông số kỹ thuật động cơ băng tải chuyển gạch


5

Bảng 2.5

6
7

Bảng 2.6
Bảng 2.7

8
9
10
11

12

Bảng 2.8
Bảng 2.9
Bảng 3.1
Bảng 3.2
Bảng 3.3

13
14
15

Bảng 3.4
Bảng 4.1
Bảng 4.2

Thông số kỹ thuật aptomat bảo vệ động cơ băng tải
chuyển gạch
Thông số kỹ thuật động cơ cơ cấu rung và cơ cấu lắc
Thông số kỹ thuật aptomat bảo vệ động cơ cơ cấu rung và
cơ cấu lắc
Thông số kỹ thuật aptomat tổng
Bảng tổng hợp lựa chọn aptomat
Thông số kỹ thuật rơle trung gian
Thông số kỹ thuật công tắc hành trình
Thống kê số lượng các đầu vào bộ điều khiển PLC của
hệ thống
Thống kê số lượng các đầu ra bộ điều khiển PLC của hệ thống
Thông số đầu vào PLC
Thơng số đầu ra PLC


LỜI NĨI ĐẦU
Gạch xây là một bộ phận cấu thành quan trọng của ngôi nhà hoặc một cơng trình
kiến trúc dân sự. Một năm, với sự phát triển mạnh mẽ của ngành xây dựng, cả nước ta
tiêu thụ từ 20 – 22(tỷ viên), nếu cứ với đà phát triển này, đến năm 2020 lượng gạch cần
cho xây dựng là hơn 40 tỷ viên, một số lượng khổng lồ, để đạt được mức này, lượng
đất xét phải tiêu thụ vào khoảng 600 triệu m 3 đất sét tương đương với 30.000 ha đất
canh tác, bình quân mỗi năm mất 2500 ha đất canh tác. Riêng năm 2020 mất 3150 ha
đất. Khơng những vậy, gạch nung cịn tiêu tốn rất nhiều năng lượng: Than, củi, đặc biệt
là than đá, q trình này thải vào bầu khí quyển của chúng ta một số lượng lớn khí độc
khơng chỉ ảnh hưởng tới môi trường sức khỏe của con người mà cịn làm giảm tới năng
suất của cây trồng, vật ni. Chính vì vậy, theo quy hoạch tổng thể ngành cơng nghiệp
vật liệu xây dựng đến năm 2010 và định hướng đến năm 2020 đã được Thủ tướng
Chính phủ phê duyệt ngày 01/08/2001, phải phát triển gạch không nung thay thế gạch
đất nung từ 10% - 15% vào năm 2005 và 25% - 30% vào năm 2010, xóa bỏ hồn tồn
gạch đất nung thủ cơng năm 2020.
Vì vậy cơng nghệ sản xuất gạch không nung từ cát, mạt đá, xi măng, … đồng thời
tận dụng được các nguồn phế thải xây dựng và công nghiệp giải quyết được tất cả các
vấn đề của gạch nung và góp phần cải thiện mơi trường xanh, sạch, đẹp.


Tại Mỹ, Tây Âu, Nhật Bản tỷ lệ vật liệu xây dựng không nung chiếm tới hơn 70%
thị phần, một số nước phát triển trên thế giới đang có xu hướng giảm gạch đất sét nung
xuống chỉ còn 30% - 50% và xu hướng thay thế toàn bộ bằng gạch không nung.
Ở nước ta, tỷ lệ sử dụng gạch không nung rất thấp, đến thời điểm này tỷ lệ gạch
không nung mới chiếm 4% - 5% sản lượng gạch toàn quốc – mặt khác tỷ lệ gạch nung
thủ công lại chiếm tới 70% - 100% tùy theo từng địa phương.
Nguyên nhân của việc nước ta sử dụng gạch không nung ít như vậy là vì:
- Quan điểm sử dụng gạch nung để xây tường nhà đã có từ ngàn đời, việc loại bỏ
nó ra khỏi đời sống nhân dân là một vấn đề xã hội rất khó khăn.

- Các dây truyền gạch không nung đưa vào nước ta phần lớn là thiết bị quá đắt,
công nghệ quá phức tạp, làm cho giá thành viên gạch không nung trở thành một
loại hàng “xa xỉ” trong nhân dân và như vậy gạch nung vẫn thắng thế.
- Điều quan trọng nhất là chưa có cơng nghệ sản xuất gạch khơng nung từ những
vật liệu đơn giản, rẻ tiền, ít ảnh hưởng đến đất canh tác mà cịn làm sạch mơi
trường khỏi các loại phế liệu xây dựng cùng thiết bị dây truyền sản xuất với năng
suất cao, nhưng giá thành hợp lý cho ra sản phẩm nhiều, rẻ phù hợp với nền kinh
tế của ta hiện nay.
Vậy, gạch không nung là:
- Gạch không nung là loại gạch xây sau khi được tạo hình thì tự đóng rắn đạt các
chỉ số về cơ học: cường độ nén, uốn, độ hút nước,… mà không cần qua nhiệt độ.
Có nhiều loại gạch khơng nung hiện nay đang sử dụng:
+ Gạch papanh: Gạch không nung được sản xuất từ phế thải công nghiệp: Xỉ
than, vôi bột được sử dụng lâu đời ở nước ta. Gạch có cường độ thấp từ 30 –
50 kg/cm2 chủ yếu dùng cho các loại tường ít chịu lực.
+ Gạch đóng cỡ to, dày nặng (xây khó)
Gạch blook: Gạch được hình thành từ đá vụn, cát, xi măng có cường độ chịu
lực cao có thể xây nhà cao tầng. Nhược điểm loại gạch này là nặng, to, khó xây
chưa được thị trường chấp nhận rộng rãi.
+ Gạch xi măng – cát: Gạch được tạo thành từ cát và xi măng


+ Gạch không nung: Từ các biến thể và sản phẩm phong hóa của đá bazan. Loại
gạch này chủ yếu sử dụng ở các vùng có nguồn puzolan tự nhiên, hình thức
sản xuất tự phát, mang tính chất địa phương, quy mơ nhỏ.
Như vậy, gạch khơng nung hiện nay có nhiều chủng loại, nhưng vẫn chưa đưa
vào thực tế một cách rộng rãi do các nguyên nhân đã đưa ra ở phần trên.
Trên cơ sở những vẫn đề đã đưa ra, đồ án: “Thiết kế hệ thống điều khiển cho
máy ép gạch trong dây truyền sản xuất gạch không nung năng suất 10 triệu viên/năm”
được hình thành.

Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo thuộc bộ môn Kỹ thuật điện
đã nhiệt tình giảng dạy, tận tình hướng dẫn, giúp đỡ chúng em trong thời gian học tập
tại trường Đại Học Giao thông Vận Tải, cũng như quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp.
Đặc biệt em xin cảm ơn sâu sắc đến giảng viên Th.S Trần Văn Khơi - người đã tận tình
hướng dẫn, giúp đỡ chúng em trong q trình làm và hồn thành đồ án tốt nghiệp này.
Mặc dù đã có cố gắng song do thời gian làm đồ án có hạn, kiến thức chun
mơn còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên đồ án khơng tránh khỏi
thiếu sót, Vậy nên chúng em rất mong nhận được sự nhận xét, đánh giá, góp ý của các
thầy cơ để đồ án của em hồn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy cơ!


Đề tài tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY ÉP GẠCH
1.1.

TỔNG QUAN VỀ DÂY TRUYỀN SẢN XUẤT GẠCH KHÔNG NUNG
Với tiêu chí sản xuất thân thiện với mơi trường, nguồn ngun liệu ổn

định, sẵn có và đa dạng, sản phẩm chất lượng tốt với giá thành cạnh tranh được
với gạch đất sét nung.Một thế hệ vật liệu xây dựng loại mới ra đời từ việc kế
thừa những đặc tính, tập quán và thói quen sử dụng sản phẩm của những cơng
nghệ sản xuất gạch đất xét nung truyền thống.
Bằng cách tổng hợp những cơ chế Polyme vô cơ, Polyme hữu cơ và q trình
khống hóa trong một hệ khép kín, tạo nên một hệ polyme hữu cơ làm chất phân
tán và phụ gia hoạt tính vơ cơ làm mầm kết tinh sớm. Quy trình sản xuất gạch
khơng qua nung hay sấy, sản phẩm sớm đạt cường độ cao, trong vòng 5 – 7

ngày có thể sử dụng được.
1.1.1. Đặc điểm cơng nghệ
Đây là công nghệ sản xuất vật liệu xây mới với những tính năng ưu việt:
-

Thiết bị được thiết kế và chế tạo hoàn toàn trong nước với mức độ tự động
hóa hồn chỉnh.

-

Ngun liệu chủ yếu hầu như có sẵn ở tất cả các địa phương: phụ gia, xi
măng và các mạt đá, …

-

Giá thành rẻ hơn gạch đất xét nung truyền thống vì sử dụng hàm lượng xi
măng rất thấp và có thể sử dụng các phế liệu gốc silic như mạt đá, xỉ than
nhiệt điện,…

-

Hình dáng và kích thước sản phẩm tương tự gạch đất sét nung truyền thống
với các tính chất cơ lý tính tương tự gạch đất sét nung cùng loại, do đó
khơng thay đổi tập quán sử dụng của đa số người dân.

-

Thay đổi được cơng nghệ xây: có thể dán các viên gạch lại với nhau bằng
nước xi măng lỗng từ đó:
+ Giảm chi phí vữa xây.




Trang 1


Đề tài tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch

+ Giảm thời gian xây tới 4 lần.
+ Có thể thi cơng hồn thiện sau khi dán khơng cần trát.
+ Có thể luồn dây điện, dây điện thoại, …dễ dàng suốt chiều dài bức tường
xuyên qua các lỗ trong viên gạch không cần đục, cắt tường.
+ Lợi nhuận cao hơn gạch đất sét do giá thành rẻ và được miễn thuế thu
nhập doanh nghiệp đến 13 năm và được vay vốn ưu đãi theo quy định của
chính phủ.
+ Chi phí đầu tư thấp, chỉ bằng 25% - 30% chi phí sản xuất gạch tuynel cùng
cơng suất.
-

Hồn tồn có thể chuyển giao đổi cơng nghệ cho các lị gạch đất sét nung thủ
cơng truyền thống do chi phí đầu tư thấp.

-

Phù hợp với chiến lược phát triển vật liệu xây khơng nung của chính phủ.

-


Tồn bộ thiết bị được thiết kế chế tạo trong nước, tạo việc làm cho các nhà
máy sản xuất thiết bị phụ trợ.

-

Tạo thêm thị trường cho ngành xi măng.
Đối với môi trường, tham gia giải quyết một số vấn đề ô nhiễm môi
trường như xử lý chất thải rắn trong công nghiệp, hạn chế khí thải gây hiệu
ứng nhà kính, giảm thiểu khả năng ảnh hưởng đến sức khỏe con người trong
quá trình sản xuất, bảo vệ được nguồn nước ngầm do hạn chế khai thác đất
sét để sản xuất gạch đất sét nung.
Về phương diện kinh tế, tiết kiệm được một lượng lớn tài chính vào đầu
tư ban đầu (thiết bị, cơng nghệ), khả năng nguồn nguyên liệu phong phú hơn
và giá thành rất cạnh tranh với những sản phẩm truyền thống, thời gian thu
hồi vốn nhanh. Khơng thất thốt ngoại tệ nhập khẩu máy, toàn bộ thiết bị
được sản xuất trong nước và có đăng ký bản quyền.
Mơ hình sản xuất gạch không nung hiệu quả kinh tế cao, phù hợp với
Việt Nam.



Trang 2


Đề tài tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch

1.1.2. Sơ đồ khối dây truyền công nghệ sản xuất gạch không nung
Xi măng


Phễu đá loại 1

Buồng
cân

Gầu
nâng

Máy
chuyển
gạch

Máy ép
gạch

Máy
trộn

Phễu đá loại 2

Nước

Băng tải

Máy cấp
pallet

Hình 1.1: Sơ đồ khối dây


truyền công nghệ sản xuất

Trong dây truyền này: Đá loại 1 và đá loại 2 được đưa vào 2 phễu đá tương ứng
nhờ máy xúc sau đó được đưa vào buồng cân để định lượng. Sau khi cân xong đá
được vận chuyển đến máy trộn nhờ gầu nâng. Tại máy trộn đá cùng với xi măng từ
xilo xi măng và nước được trộn đều. Nguyên liệu từ máy trộn sau đó được đưa vào
máy tạo hình nhờ băng tải. Tại máy tạo hình, sau khi được cấp palet nhờ máy cấp
palet nguyên liệu được đưa vào khuôn và được ép nhờ hệ thống thủy lực và cơ cấu
rung tạo với lực ép lớn tạo ra những viên gạch blook đồng đều, gạch sau đó được
đưa ra máy chuyển gạch.
1.1.3. Sơ đồ công nghệ sản xuất gạch không nung
(Xem phần phụ lục)



Trang 3


Đề tài tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch

Công nghệ sản xuất gạch không nung là một công nghệ hiện đại. Gạch được sản xuất
theo công nghệ này hoàn toàn đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn, chất lượng và có nhiều tính
năng vượt trội so với các loại gạch truyền thống như: hệ số dẫn nhiệt thấp, chống cháy tốt,
có kích thước hình học lý tưởng. Đặc biệt hơn nữa, công nghệ sản xuất này thân thiện với
mơi trường, nhà máy sản xuất khơng khói, không bụi, không chất thải làm ảnh hưởng đến
môi trường, bảo vệ được nguồn tài nguyên đất.
(1) Cấp nguyên liệu: Sử dụng các phễu chứa liệu, băng tải liệu, cân định lượng, bộ phận
cài đặt phối liệu. Sau khi nguyên liệu được cấp đầy vào các phễu ( nhờ vào máy xúc),

chỉ một phần nguyên liệu được đưa xuống bàn cân theo công thức phối trộn đã cài đặt
từ trước (cấp phối bê tông đã quy định). Qua khâu này, nguyên liệu được cấp theo công
thức phối trộn đã cài đặt.
(2) Máy trộn nguyên liệu: Cùng với các cốt liệu (mạt đá, cát, xỉ nhiệt điện, phế thải công
nghiệp, …) nước và xi măng được đưa vào máy trộn một cách hồn tự động theo quy
định cấp phơi. Sau đó nguyên liệu được trộn ngấu đều theo thời gian cài đặt. Hỗn hợp
sau khi phối trộn được tự động đưa vào ngăn phân chia nguyên liệu ở khu vực máy tạo
hình (hay máy ép tạo blook(4)) nhờ hệ thống băng tải.
(3) Đây là khu vực chứa khay (palet) làm đế trong quá trình ép và chuyển gạch thành phẩm
ra khỏi dây truyền. Khay (palet) này có thể làm bằng gỗ ép, tre ép, … nhưng tốt nhất là
làm bằng nhựa tổng hợp siêu bền, chịu lựu nén, rung động lớn.
(4) Máy ép gạch(Tạo hình): Nhờ vào hệ thống thủy lực, máy hoạt động theo cơ chế ép kết
hợp với rung tạo ra lực ép rất lớn để hình thành nên các viên gạch blook đồng đều, đạt
chất lượng cao và ổn định. Cùng với việc phối trộn nguyên liệu, bộ phận tạo hình nhờ
ép rung này là hai yếu tố vô cùng quan trọng để tạo ra sản phẩm theo như ý muốn.
(5) Tự động ép mặt: Đây là bộ phận giúp tạo màu bề mặt cho gạch tự chèn. Nó sẽ trở nên
khơng cần thiết nếu ta khơng muốn sản xuất gạch tự chèn, gạch trang trí.
(6) Tự động chuyển gạch: Đây là máy tự động chuyển và xếp từng khay gạch vào vị trí
định trước một cách tự động. Nhờ đó mà ta có thể chuyển gạch vừa sản xuất ra để
dưỡng hộ hoặc tự động chuyển vào máy sấy tùy theo mơ hình sản xuất.


Trang 1


Đề tài tốt nghiệp

1.2.

Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch


TỔNG QUAN VỀ MÁY ÉP GẠCH

- Máy ép gạch là một máy nằm trong dây truyền sản xuất gạch không nung. Dây
truyền sản xuất gạch không nung gồm 6 bộ phận liên kết với nhau, có chức năng
tạo ra những viên gạch từ các nguyên liệu ban đầu là xi măng, cát, đá, phụ gia.
- Máy ép gạch (máy tạo hình) là một thành phần quan trọng nhất trong dây kích cỡ
khác nhau nhưng nhìn chung các cơ cấu và nguyên lý hoạt động là như nhau.
Truyền sản xuất gạch khơng nung( nó cịn được gọi là máy chính).
- Tùy vào năng suất của từng dây truyền mà máy ép gạch có các loại khác nhau.
1.2.1. Sơ đồ cơng nghệ máy ép gạch
Hình 1.2. Sơ đồ cơng nghệ máy ép gạch

1.2.1.1.

Cơ cấu ép gạch

Đây là cơ cấu quan trọng nhất trong máy ép gạch, nó có nhiệm vụ ép nguyên liệu
thành khối gạch (blook), dưới lực ép của xylanh thủy lực và cơ cấu rung tạo ra lực ép
rung lớn ( cỡ 80 tấn) giúp cho gạch được tạo đảm bảo yêu cầu về chất lượng và độ
thẩm mỹ.
Cơ cấu ép gạch gồm có: xylanh và cơ cấu ép gạch, xylanh nâng hạ khuôn, động cơ và
cơ cấu rung, khuôn.
1.2.1.2.

Cơ cấu chuyển gạch



Trang 2



Đề tài tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch

Cơ cấu chuyển gạch có nhiệm vụ chuyển gạch ra bên ngồi sau khi nó được cơ
cấu cấp palllet đẩy ra khỏi máy ép. Gạch được băng tải chuyển dần ra phía người cơng
nhân để vận chuyển đi dưỡng hộ, đóng gói.
Cơ cấu chuyển gạch gồm có: Động cơ và cơ cấu băng tải chuyển gạch
1.2.1.3.

Cơ cấu cấp pallet (Khay)

Cơ cấu cấp pallet có nhiệm vụ cấp pallet cho máy ép gạch đồng thời đẩy palet
(palet đã có gạch) ra khỏi máy ép để tiếp chuẩn bị cho mẻ ép mới.
Cơ cấu cấp pallet rất đơn giản gồm 1 xylanh và kết cấu cơ khí để vừa vận chuyển
lần lượt các palet vào máy ép vừa đẩy palet đã có gạch ra khỏi máy ép.
1.2.1.4.

Cơ cấu cấp liệu

Cơ cấu cấp liệu có nhiệm vụ đưa liệu vào khn theo từng mẻ.
Cơ cấu cấp liệu gồm có: Khoang chứa liệu, xylanh và khoang cấp liệu, động cơ
và cơ cấu lắc.
1.2.1.5.

Nguyên lý hoạt động của máy ép gạch

Trước khi ấn nút hoạt động thì khoang chứa liệu phải chứa đầy liệu, palet phải

được cấp vào máy đồng thời palet trong khoang chứa palet phải đầy đủ đảm bảo cấp đủ
khay trong suốt q trình hoạt động khn đã hạ xuống palet.
Ấn nút khởi động xylanh nạp liệu đẩy ra đẩy liệu vào khuôn đồng thời động cơ
của cơ cấu lắc hoạt động để đảm bảo liệu được cấp đầy đủ và đồng đều khuôn (đây là
một trong các giai đoạn quyết định đến chất lượng và sự đồng đều giữa các viên gạch).
Sau đó xylanh nạp liệu thu về để chuẩn bị cho mẻ tiếp theo.
Sau khi liệu được cấp đầy đủ và đồng đều vào khuôn đồng thời xylanh nạp liệu đã
về vị trí ban đầu lúc này xylanh ép hạ xuống đồng thời mô tơ thủy lực cơ cấu rung hoạt
động tạo ra lực ép lớn để ép các khối liệu trong khn định hình thành các look (các
viên gạch). Yêu cầu lực ép và rung phải đủ mạnh nếu không sẽ ảnh hưởng đến chất
lượng viên gạch.
Sau khoảng 5s ép và rung xylanh nâng hạ khuôn nâng khuôn lên tiếp theo xylanh ép
thu về.


Trang 3


Đề tài tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch

Sau khi khuôn được nâng lên và xylanh ép đã về vị trí ban đầu thì xylanh cấp palet
đẩy ra, lúc này palet có gạch sẽ được đẩy ra khỏi máy ép nhờ kết cấu cơ khí của máy
cấp palet đồng thời palet mới sẽ được đưa vào máy ép.
Sau khi palet mới được cấp vào máy ép xylanh cấp palet thu về sau đó xylanh nâng
hạ khn hạ khuôn xuống kết thúc 1 mẻ đồng thời bắt đầu một mẻ tiếp theo.
1.2.2. Các yêu cầu điều khiển cho máy ép gạch
-


Yêu cầu hệ thống hoạt động chính xác, tin cậy, ổn định.

-

Hệ thống điều khiển chịu được mơi trường nóng ẩm, bụi bặm.

-

Bộ điều khiển gồm 2 chế độ tự động và bằng tay.

-

Có khả năng chuyển từ điều khiển bằng tay sang tự động và ngược lại tại
mọi thời điểm hoạt động hệ thống.

1.2.2.1.

Điều khiển tự động

- Bấm nút start để chạy hệ thống.
- Bấm nút stop để dừng hệ thống sau mỗi chu kì.
- Bấm nút dừng khẩn cấp để dừng khẩn cấp hệ thống khi có sự cố.
- Chế độ khởi động sau sự cố hệ thống sẽ bắt đầu từ quá trình bị ngắt do sự
cố.
1.2.2.2.

Điều khiển bằng tay

-


Bấm nút start để chạy hệ thống.

-

Bấm giữ nút cấp liệu để đẩy xylanh A ra (đẩy khay cấp liệu ra).

-

Bấm giữ nút đ/c lắc để khởi động động cơ lắc.

-

Bấm giữ nút cấp liệu xong để thu xylanh A về.

-

Bấm giữ nút ép để xylanh B đẩy ra (ép gạch).

-

Bấm giữ nút đ/c rung để khởi động động cơ rung.

-

Bấm giữ nút nâng khuôn để xylanh C đẩy lên.

-

Bấm giữ nút ép xong để xylanh B thu về.


-

Bấm giữ nút cấp palet để xylanh D đẩy ra (cấp palet và đưa gạch thành
phẩm ra băng tải).



Trang 4


Đề tài tốt nghiệp

-

Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch

Bấm giữ nút hạ khuôn để xylanh C thu về.



Trang 5


Đề tài tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỀU KHIỂN VÀ TRUYỀN ĐỘNG
CHO MÁY ÉP GẠCH
2.1.


PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.
Từ những đặc điểm về cấu tạo như đã nêu ở chương I chúng em chọn phương án

truyền động như sau:
- Dùng thủy lực để truyền động cho các cơ cấu:cấp liệu, nâng hạ khuôn, ép gạch và
pallet. Áp suất được chọn là 130bar (theo cơ sở sản xuất được khảo sát trong quá trình
thực tập).
- Dùng động cơ để truyền động các cơ cấu: rung, lắc và băng tải chuyển gạch.
2.2.

THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỦY LỰC CHO MÁY ÉP GẠCH

2.2.1. Cơ cấu cấp liệu.
2.2.1.1.

Các yêu cầu điều khiển đối với cơ cấu:

- Điều khiển cả 2 chiều.
- Hành trình 0,3m.
- Tốc độ hành trình 0,2m/s, điều khiển 1 cấp tốc độ.
- Áp suất 130bar
- Lực tác dụng lên đầu xylanh cả trong q trình tiến và lùi có:
Lực ma sát trượt giữa khay cấp liệu và ray.
Tổn hao do áp suất nén dầu trong xylanh ra.



Trang 6



Đề tài tốt nghiệp

2.2.1.2.

Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của cơ cấu cấp liệu.

Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của cơ cấu cấp liệu
2.2.1.3.

Tính chọn thiết bị cơ cấu cấp liệu.
-

Tính chọn xylanh

Đường kính trong xylanh
Với Aa là tiết diện trong xylanh (mm2 )
F ms1 : lực ma sát giữa khay cấp liệu và ray (N).
P yc : áp suất yêu cầu (bar).
Pn 1: áp suất tổn hao (bar).
D : đường kính trong xylanh (mm).
Aa =

F ms 1
P yc + Pn 1

=




1000∗9,8∗0,8
−4
(m 2) = 589 (mm2 )
6
5 = 5,89*10
13∗10 +3∗10

Trang 7


Đề tài tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch

2
Aa = πDD
4

D=

√

4∗Aa
= 27,4 (mm)
πD

Theo catalogue ta chọn xylanh nhỏ nhất có đường kính trong là 40mm, đường kính
pittong là 30mm.

Lưu lượng Q a cần cấp cho xylanh cấp liệu
Có vận tốc hành trình là 2dm/s
Q a= Aa∗v
2

2

Q a= πDD * 2 = πD 0,4 ∗2= 0,25 (dm3 /s ¿ = 15 (l/ph)
4
4

-

Tính chọn van đảo chiều.

Trong cơ cấu cấp liệu này ta chọn van đảo chiều dạng con trượt điều khiển bằng
điện. các cuộn điện hay nam châm điện từ có điện áp sử dụng là 24VDC, van đảo chiều
loại 4/3.
Lưu lượng của van tối thiểu là 15 (l/ph).
Từ những thông số trên ta chọn loại van phân phối có mã hiệu:
DSG-01-3C60-D24

Hình 2.2: Van phân phối
2.2.2. Cơ cấu ép
2.2.2.1.

Các yêu cầu điều khiển.




Trang 8


Đề tài tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch

- Điều khiển cả 2 chiều.
- Hành trình 0,4m.
- Tốc độ hành trình 0,05m/s, điều khiển 1 cấp tốc độ.
- Áp suất 130bar.
- Lực tác dụng lên đầu xylanh cả trong q trình tiến và lùi có.
- Lực ép gạch 80 tấn
- Tổn hao do áp suất nén dầu ra trong xylanh
2.2.2.2.

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của xylanh ép

Hình 2.3: Sơ đồ ngun lý xylanh ép
2.2.2.3.

Tính chọn thiết bị cơ cấu ép.
-

Tính chọn xylanh ép gạch.

Các thơng số : lực ép F= 800KN, áp suất p= 130 bar.


Trang 9



Đề tài tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy ép gạch

Tính đường kính trong xylanh.
Với Ab là tiết diện trong xylanh (mm2 ).
P yc : áp suất yêu cầu (bar).
Pn 2: áp suất tổn hao (bar).
D : đường kính trong xylanh (mm).
F tlà lực ép lên gạch.
Ab =

Ft
P yc + Pn 2

=

8∗105
= 0,06 (m 2) = 6*104 (mm2 )
13∗106 +3∗105

2
Ab = πDD
4

D=

√


4∗Ab
= 276,4 (mm)
πD

Theo catalogue ta chọn xylanh có đường kính trong là 280 mm, cần pitton là
200 mm.
Lưu lượngQ b cần cấp cho xylanh ép
có vận tốc 0,05 m/s
Q b= Ab∗v
2

2

Q b= πDD *0,5 = πD . 2,8 *0,5= 3,07 (dm3 /s ¿ = 184,2 (l/ph)
4
4

-

Tính chọn van đảo chiều.

Trong cơ cấu nâng hạ khuôn này ta chọn van đảo chiều dạng con trượt điều khiển
bằng điện. các cuộn điện hay nam châm điện từ có điện áp sử dụng là 24VDC, van
đảo chiều loại 4/3.
Lưu lượng của van tối thiểu là 185 (l/ph).
Từ những yêu cầu trên ta chon van phân phối điện từ DSHG-04
Áp suất P-max: 315 Bar
Lưu lượng: 250 lít, kiểu van 2 tầng
Xuất xứ YUKEN.



Trang 10