Máy cấp liệu ngày càng được nhiều nhà máy lớn và các cơ sở sản xuất nhỏ lẻ lựa chọn nhờ khả năng cấp liệu chính xác và vận hành tự động vượt trội. Hãy cùng TITAN VINA tìm hiểu ngay trong bài viết này để biết máy nạp liệu là gì và vì sao máy nạp liệu lại trở thành thiết bị không thể thiếu trong các dây chuyền sản xuất hiện đại nhé!
1. Tìm hiểu máy nạp liệu là gì?
Máy nạp liệu là thiết bị cơ điện tự động có nhiệm vụ tiếp nhận, định lượng và vận chuyển nguyên liệu đầu vào đến các khâu xử lý kế tiếp trong dây chuyền sản xuất. Máy nạp liệu không chỉ đơn thuần vận chuyển nguyên liệu mà còn thực hiện quá trình cấp liệu với lưu lượng, tốc độ, phương thức kiểm soát chính xác, phù hợp với yêu cầu đặc thù của từng công đoạn sản xuất.
Tên gọi khác: máy cấp phôi, máy cấp nguyên liệu.
Tên tiếng anh: Feeding Machine, Feeder.
Có rất nhiều loại máy nạp được sử dụng công nghiệp hiện nay, tùy vào ứng dụng mà các kỹ sư tự động hóa sẽ lựa chọn loại phù hợp nhất. Một số loại thường gặp nhất như: máy nạp liệu rung, máy nạp liệu băng tải, máy nạp liệu vít xoắn, máy nạp liệu chân không, máy nạp liệu trọng lực,…
Vai trò kỹ thuật của máy nạp trong hoạt động sản xuất:
- Ổn định dòng liệu: đảm bảo nguồn nguyên liệu luôn được cấp liên tục, đồng đều, không bị ngắt quãng hoặc quá tải.
- Tối ưu hóa đồng bộ dây chuyền: máy nạp liệu là một bộ phận quan trọng không thể thiếu của các dây chuyền sản xuất.
- Giảm sai số sản phẩm đầu ra: kiểm soát lưu lượng cấp liệu chính xác giúp sản phẩm đạt tiêu chuẩn kích thước, khối lượng, mùi vị, hương liệu…
- Tự động hóa sản xuất: thay thế hoàn toàn thao tác cấp nguyên liệu bằng tay, giúp tiết kiệm lao động, tăng năng suất.
2. Cấu tạo máy nạp liệu
Sơ đồ mô tả cấu tạo tổng quát:
Phễu chứa → Cơ cấu cấp liệu → Bộ điều khiển tốc độ → Cảm biến kiểm soát → Động cơ truyền động → Dẫn liệu ra thiết bị nhận
Mỗi loại máy nạp phôi tự động sẽ có một cấu tạo khác nhau. Tuy nhiên, quý anh chị có thể hình dung, máy gồm có các bộ phận chính sau đây:
1. Phễu chứa nguyên liệu: Là bộ phận đầu tiên tiếp nhận vật liệu từ bên ngoài, tích trữ lượng nguyên liệu cần thiết và cấp dần xuống cơ cấu vận chuyển.
Khi thiết kế phễu cần phải đủ dung tích dự trữ, tránh việc máy phải dừng liên tục vì thiếu nguyên liệu. Góc nghiêng thành phễu và bề mặt phải phù hợp với tính chất chảy của nguyên liệu (góc chảy tự nhiên, độ ma sát). Chống bám dính, chống đóng bánh đối với vật liệu dễ vón cục (sử dụng vật liệu chống dính hoặc lắp thêm bộ rung phễu).
2. Cơ cấu cấp liệu: Đảm nhận việc vận chuyển vật liệu từ phễu ra ngoài với lưu lượng ổn định và có kiểm soát. Sử dụng máng rung, băng tải chuyển động, trục xoắn vít tải, ống hút chân không để di chuyển vật liệu.
3. Bộ điều khiển tốc độ: một bộ phận đầu não, giúp điều chỉnh hoạt động của cơ cấu cấp liệu bao gồm các chỉ số như tốc độ, lưu lượng, tần số rung, tốc độ chạy băng tải…. Bộ điều khiển này cũng cần lập trình giao tiếp với các thiết bị trên dây chuyền khác để đồng bộ vận hành.
Các nhà sản xuất tự động hóa, như TITAN VINA sẽ sử dụng các bộ điều khiển tốc độ có khả năng chống bụi, chống ẩm, chịu rung động để đảm bảo máy hoạt động bền bỉ – lâu dài.
4. Cảm biến kiểm soát: được lắp ráp để theo dõi tình trạng nguyên liệu (còn nhiều hay đã hết) trong phễu và máng liệu. Phát tín hiệu đóng/mở máy hoặc báo cho nhân viên giám sát để cấp thêm nguyên liệu thô vào máy.
Một số loại cảm biến thường được sử dụng cho máy cấp nguyên vật liệu như: cảm biến mức, cảm biến khối lượng, cảm biến quang.
5. Động cơ truyền động: một thành phần quan trọng để cung cấp công suất cơ học để vận hành bộ phận cấp liệu. Tùy từng ứng dụng, nhu cầu sẽ chọn mua động cơ công suất kw, điện áp hoạt động, khả năng chịu nhiệt, khả năng chống cháy…
6. Khung máy và kết cấu chịu lực: bộ phận có nhiệm vụ làm giá đỡ, liên kết tất cả bộ phận máy thành một thể thống nhất. Được tính toán thiết kế để chịu tải trọng nguyên liệu và tải trọng động trong quá trình vận hành.
3. Nguyên lý hoạt động của máy nạp liệu
Các máy nạp liệu vận hành dựa trên nguyên lý cơ bản: Tiếp nhận nguyên liệu từ kho chứa, kiểm soát lưu lượng nguyên liệu, vận chuyển nguyên liệu ổn định đến thiết bị xử lý kế tiếp. Dù có nhiều dạng cơ cấu khác nhau như rung, vít, băng tải, chân không…, tuy nhiên quy trình nguyên lý đều tuân theo 3 giai đoạn chính:
Giai đoạn 1: Tiếp nhận và tích trữ nguyên liệu
Đầu tiên, nguyên liệu đầu vào được robot đổ vào phễu chứa hoặc bồn trung gian của máy nạp liệu. Dựa vào thiết kế phễu (dung tích, hình dạng, góc nghiêng) và tính chất vật liệu (kích thước hạt, độ ẩm, độ bám dính), nguyên liệu sẽ tự chạy hoặc kết hợp rung nhẹ để di chuyển dần xuống cơ cấu cấp liệu. Các cảm biến sẽ giám sát liên tục lưu lượng trong phễu để đảm bảo duy trì lượng dự trữ cần thiết.
Giai đoạn 2: Định lượng và kiểm soát lưu lượng nguyên liệu
Ở giai đoạn hoạt động này, cơ cấu di chuyển liệu như vít tải, băng tải, máng rung, ống hút chân không… được kích hoạt, vận hành theo tốc độ đã cài đặt để đưa vật liệu ra ngoài.
Tốc độ, lưu lượng cấp liệu được điều chỉnh thông qua biến tần Inverter điều chỉnh tốc độ motor cho loại sử dụng băng tải, vít tải. Bộ điều khiển rung Vibratory Controller điều chỉnh biên độ, tần số dao động cho máy rung. Bộ điều khiển ap suất cho máy cấp chân không.
Một số dòng máy còn được kỹ sư yêu cầu tích hợp cảm biến tải trọng hoặc cân định lượng trực tuyến, cho phép kiểm soát khối lượng vật liệu chính xác trong từng chu kỳ cấp liệu. Đặc biệt cực kì cần thiết trong ngành thực phẩm, dược phẩm, hóa chất.
Giai đoạn 3: Cấp liệu ổn định cho dây chuyền sản xuất
Đây là giai đoạn cuối cùng của máy này. Vật liệu sau khi được định lượng sẽ được dẫn tới điểm giao nhận với cụm máy sản xuất kế tiếp, có thể là máy trộn, máy ép, máy đóng gói, máy sấy…
Toàn bộ quá trình được điều khiển bằng PLC – HMI và kết nối mạng SCADA – IoT để vận hành tự động hoàn toàn.
4. Lợi ích của máy nạp phôi – nạp liệu trong công nghiệp
Tự động hóa quá trình nạp phôi vào hệ dây chuyền giúp góp phần tăng hiệu quả kinh tế, bảo vệ sức khỏe con người, cải thiện môi trường làm việc và thúc đẩy tiến trình tự động hóa toàn cầu.
Chuyển cấp nguyên liệu, cấp phôi hoàn toàn tự động
Máy nạp đảm nhiệm hoàn toàn chức năng tiếp nhận, định lượng và cấp nguyên liệu hoặc phôi sản phẩm vào các công đoạn kế tiếp trong dây chuyền. Toàn bộ quá trình cấp liệu được diễn ra tự động hoàn toàn thông qua lập trình điều khiển PLC, HMI và cảm biến giám sát.
Quá trình nạp có thể vận hành liên tục 24/7, tốc độ cao, thay thế cho công việc cấp liệu thủ công vốn dễ xảy ra sai sót về định lượng và gây mệt mỏi cho nhân công.
Giúp quá trình sản xuất nhanh hơn gấp hàng ngàn lần
So sánh với cấp liệu thủ công truyền thống, máy cho phép nâng tốc độ cấp nguyên liệu lên gấp hàng trăm, thậm chí hàng ngàn lần. Cơ cấu cấp liệu vận hành bằng motor điện, bộ rung điện từ hoặc bơm chân không có thể đạt tốc độ cấp liệu chính xác tới từng gram.
Đảm bảo nguồn nguyên liệu đồng đều và sạch sẽ
Máy nạp được chế tạo để kiểm soát lưu lượng vật liệu cấp ra một cách chính xác, nhờ đó đảm bảo tính đồng nhất tuyệt đối cho nguyên liệu trước khi bước vào các công đoạn xử lý.
Bằng cách sử dụng cảm biến mức, cảm biến trọng lượng hoặc hệ thống kiểm soát dòng liệu thông minh, máy giúp loại bỏ tình trạng thừa hay thiếu nguyên liệu, một trong những nguyên nhân chính gây ra lỗi kỹ thuật và sự không đồng nhất sản phẩm.
Áp dụng được với hầu hết mọi dạng phôi
Máy tự động nạp với mọi loại phôi như:
- Nguyên liệu rời như bột, hạt, viên nén;
- Vật liệu dạng miếng, tấm, linh kiện cơ khí nhỏ;
- Chất lỏng, nhũ tương hoặc nguyên liệu dạng dẻo, khó chảy.
Những dòng máy hiện đại cho phép xử lý nhiều dạng nguyên liệu khác nhau về kích thước, hình dạng, độ ẩm, độ bám dính.
Tăng tính an toàn cho hệ thống dây chuyền và không gian làm việc trong nhà máy
Một trong những giá trị cốt lõi mà loại máy tự động này mang lại là nâng cao tiêu chuẩn an toàn lao động và vận hành dây chuyền. Tối ưu hóa sự sạch sẽ và gọn gàng trong khu vực sản xuất, nhờ hạn chế rơi vãi nguyên liệu và kiểm soát dòng nguyên liệu tốt hơn.
5. Ứng dụng thực tế của máy nạp liệu
Đây là một loại máy phổ biến trong công nghiệp, hầu như mọi hệ thống dây chuyền sản xuất đều cần cụm nạp phôi, nạp liệu tự động.
Ứng dụng trong ngành điện tử – viễn thông
Các nhà máy hoạt động trong ngành này chủ yếu dùng máy nạp liệu để cấp ốc vít, linh kiện điện tử chip, tụ điện, cảm biến vào các máy lắp ráp tự động.
Ứng dụng trong ngành thực phẩm – chế biến đồ uống
Dòng máy thường dùng nhiều như máy nạp vít xoắn cho bột, máy nạp liệu băng tải thực phẩm chuyên dụng, máy nạp liệu dạng chân không… Chủ yếu dùng để cấp liệu nguyên liệu rời như bột mì, đường, bột cacao, hạt cà phê, gia vị, nguyên liệu vi lượng. Hoặc cấp bao bì nhẹ như túi nhựa, nắp chai vào máy đóng gói tự động.
Ứng dụng trong ngành dược phẩm – y tế
Ngành dược phẩm, y tế cũng cần dùng đến các loại máy nạp để sản xuất thuốc và vật tư y tế khác. Thường được dùng để cấp liệu hóa chất dạng bột hoặc dạng viên nén. Những dòng máy hay được sử dụng đến: máy nạp liệu vít xoắn vi lượng, máy nạp liệu chân không.
Ứng dụng trong ngành luyện kim -khai khoáng
Ngành này yêu cầu phải sản xuất máy nạp liệu vững chắc để lưu trự nguyên liệu nặng và dung tích lớn. Phổ biến nhất là máy nạp liệu rung trọng tải lớn, để cấp quặng, đá nghiền, than, cát vào các hệ thống nghiền, sàng, tìm khoáng sản quý.
Và nhiều ứng dụng hữu ích khác…
Trên đây là bài viết về chi tiết về khái niệm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của máy nạp liệu. Cùng với đó là chia sẻ về lợi ích và ứng dụng của nó trong hoạt động công nghiệp. Nếu còn bất kỳ thắc mắc nào, hoặc có nhu cầu đặt sản xuất máy nạp tự động, vui lòng liên hệ ngay TITAN VINA qua số 0975 263 289.