Máy đóng seal

Máy đóng SEAL I. GIỚI THIỆU Trong công nghiệp bao bì, bình nhựa HDPE dùng chứa dầu nhờn động cơ gồm bình, nắp và phần không thể thiếu đó là miếng lót giữa miệng bình và nắp, mục đích dùng che kín miệng bình sau khi rót đủ dầu nhờn trước khi đưa ra thị trường tiêu thụ. Tên thông dụng trong nhà máy dùng để gọi miếng lót này là miếng SEAL. Miếng seal có dạng hình tròn, đường kính che phủ vừa kín miệng bình và nằm lọt gọn trong nắp, seal có bề dầy khoảng 1mm, cấu tạo bằng giấy được phủ một lớp nhôm mỏng lên mặt sẽ là mặt tiếp xúc với miệng bình (Hình 1). Hình 1: Nắp và Seal Công việc của công nhân là nhét miếng seal vào trong nắp, sau đó dùng chày nhôm hình trụ có đường kính bằng miệng bình đóng mạnh vào miếng seal để miếng seal lọt vào trong gờ giữ seal của nắp. Công việc thủ công này khá là đơn giản. Nhưng khi cố gắng để đạt năng suất cao khoảng 60 sản phẩm mỗi phút (60 sp/phút) thì hàng loạt vấn đề xuất hiện: 1. Nhân sự cần đến 3 người: 1 người chuẩn bị nắp, 1 người nhét seal vào nắp, 1 người đóng dập seal bằng chày nhôm như vừa nói ở trên. 2. Sản phẩm bị hư hỏng do công nhân không thể nào đóng dập chính xác trong thời gian dài. Tỉ lệ sản phẩm hỏng/ sản phẩm đạt yêu cầu thông thường từ 3% ~ 5% cho 1 ca làm việc. 3. Lệ thuộc tay nghề của công nhân. Năng suất bị suy giảm đáng kể nếu công nhân ở công đoạn chuyên đóng dập đau ốm hay nghỉ việc vì lý do nào đó. 4. Sự mỏi cơ do phải đóng dập liên tục làm tăng sự chán nản trong công việc, dẫn đến dễ thôi việc. Hình 2: Sơ đồ khối bộ điều khiển máy đóng seal II. TIẾN ĐẾN TỰ ĐỘNG HÓA Một bước cải tiến được tiến hành là dùng máy dập cơ đơn giản, điều khiển bằng tay. Điều này làm giảm thiểu đáng kể sự mỏi cơ bắp. Chu trình vận hành máy dập cơ là: một tay kéo cần dập xuống để đóng seal, sau đó thả lỏng tay để cần dập tự bật lên bằng một lò xo, tại thời điểm này tay kia gạt sản phẩm ra ngoài bằng một ngón tay. Chu trình kế tiếp cũng giống như vậy. Tuy nhiên vấn đề về an toàn lao động lại phát sinh: Sau một chuỗi đóng dập – gạt nắp, hai tay của công nhân có lúc không còn hoạt động nhịp nhàng nữa, lúc đó xảy ra trường hợp tay này kéo cần dập trong khi tay kia chưa co kịp ngón tay về, hậu quả là tai nạn xảy ra cho ngón tay. Và việc đó đã xảy ra! Bước cải tiến thứ hai là chế tạo một máy đóng dập bằng 2 ben (cylinder) khí nén: ben thứ nhất đóng dập seal, ben thứ hai bung nắp ra ngoài. Hai ben khí nén này do một bo mạch điện tử điều khiển hoạt động tuần tự và không thể có trường hợp ben thứ nhất dập đúng vào ben thứ hai. Bước cải tiến thứ hai này đã loại bỏ hoàn toàn tai nạn lao động xảy ra với máy dập cơ đơn giản, đồng thời cũng loại bỏ sự lệ thuộc vào tay nghề công nhân đóng dập seal. Tốc độ của máy đóng dập tự động này được điều chỉnh tối ưu ở 60sp/ phút. Bước cải tiến thứ ba, một bộ cấp seal tự động được gắn thêm. Mỗi chu trình chỉ 1 seal được cung cấp đến vị trí đóng dập. Việc lắp thêm bộ cấp seal tự động giúp giảm bớt 1 công nhân làm công việc thả seal bằng tay vào trong nắp trước khi đóng dập. Ưu điểm là miếng seal được cấp đến đúng vị trí trong khi với phương pháp cấp seal thủ công miếng seal thường xuyên bị lệch tâm dù vẫn được gắn vào trong nắp, điều này làm xác suất che phủ giảm đi, thậm chí chất lỏng có thể rò rĩ qua phần không được seal che đầy đủ lên miệng bình chứa. Ở giai đoạn này, những lợi ích máy đóng dập seal đạt được có thể kể đến: 1. Tiết kiệm chi phí lao động: Chi phí lao động cho công nhân giảm còn 1/3 trong khi năng suất không thay đổi 2. An toàn lao động: Vấn đề an toàn lao động được giải quyết khá triệt để 3. Tỉ lệ sản phẩm hỏng/ sản phẩm tốt giảm xuống đến mức gần như bằng không 4. Chất lượng sản phẩm đóng dập seal đạt mức cao nhất 5. Sản phẩm đạt yêu cầu về tính đồng nhất về chất lượng và hình dáng. 6. Việc nhân bản thiết bị như vậy là không khó. Và chi phí cho một thiết bị như vậy rẻ hơn rất nhiều so với chi phí lao động cho 2 công nhân lao động phổ thông trong 1 năm. Hình 3: Sơ đồ thời gian Hình 4: Bản vẽ cơ khí máy đóng seal III. CẤU TẠO CỦA THIẾT BỊ 1. Các Hình 2, 3, 4 mô tả cấu tạo của thiết bị. Hình 5 cho thấy hoạt động của thiết bị thử nghiệm trên thực tế. Đây chưa phải là thiết bị thực thụ (về kỹ thuật và mỹ thuật). Đặc tính kỹ thuật chủ yếu Kích thước: 545 x 400 x720 mm Điện áp sử dụng: 220 volt – 50 Hz – 1A Năng suất: 60 sản phẩm/ phút Hình 5: Hình ảnh máy đóng seal và các bộ phận phụ thuộc IV. KẾT LUẬN Trong công nghiệp việc đóng seal các loại bình ví dụ bình chứa dầu nhờn (đề cập trong bài) không phải là khâu sản xuất quan trọng nhưng việc thực hiện theo phương pháp thủ công ở một số nơi hiện nay có nhiều nhược điểm như tốn nhân công, nguy hiểm, thiếu chính xác, có tỉ lệ hư hỏng, năng xuất thấp Do đó chúng tôi đã thiết kế, lắp ráp và đưa vào hoạt động thử nghiệm một thiết bị đóng seal tự động gồm phần điện tử điều khiển, cơ khí và khí nén. Việc thử nghiệm thành công như dự kiến. Thiết bị tương đối đơn giản, giá thành thấp nhưng hiệu quả trong sản xuất cao gấp nhiều lần so với thao tác bằng tay. Hướng sắp tới của chúng tôi là tạo ra một thiết bị hoàn chỉnh về mặt kỹ thuật và mỹ thuật để tham gia triển lãm và cung cấp cho nơi nào có nhu cầu. Ngoài ra đi kèm với máy đóng seal là bộ phận cấp nắp tự động mà chúng tôi sẽ thiết kế phỏng theo máy cấp phôi tự động có hệ thống rung bằng nam châm điện.