Báo cáo Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy ép chấn tôn thủy lực 1200T dùng trong đóng tàu thủy cỡ lớn

tập đoàn kinh tế vinashin công ty công nghiệp tàu thủy nam triệu báo cáo tổng kết đề tài theo nghị định th− nghiên cứu thiết kế chế tạo máy ép chấn tôn thủy lực 1200t dùng trong đóng tàu thủy cỡ lớn chủ nhiệm đề tài: kS nguyễn văn canh 5985 23/8/2006 Hải phòng – 2006 Phiếu đăng ký vμ giao nộp kết quả nghiên cứu KHCN 1- Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy ép chấn tôn 1.200T dùng trong đóng tμu thuỷ cỡ lớn. 2- Mã số: Đề tài NCKH theo NĐ119. 3- Cấp đề tài: Nhà n−ớc 4- Cơ quan chủ trì đề tài: Công ty công nghiệp tμu thủy Nam Triệu. Địa chỉ: Xã Tam H−ng - Huyện Thuỷ Nguyên - Hải Phòng. Điện thoại: 031.775533 Fax: 031.875135 5- Cơ quan cấp trên trực tiếp. 6- Bộ, địa ph−ơng chủ quản: Bộ Khoa học và công nghệ. Địa chỉ: Số 39-Trần H−ng Đạo – Hà Nội 7- Tổng kinh phí: 7.941 triệu đồng Trong đó: Từ Ngân sách Nhà n−ớc: 1.000.0000 đồng 8- Thời gian thực hiện: 30 tháng, từ tháng 6/2003 đến tháng 12/2005. 9- Chủ nhiệm đề tài: K.S Nguyễn Văn Canh Địa chỉ liên hệ: Tam H−ng – Thuỷ Nguyên – Hải Phòng Điện thoại: 031.775533-124 Fax: 031.875135 10- Danh sách cá nhân tham gia nghiên cứu Họ và tên Học hàm, học vị - Bùi Minh Điệu Kỹ s− máy- Công ty CNTT Nam Triệu - Vũ Văn Quân Kỹ s− máy- Công ty CNTT Nam Triệu - Bùi Đình Hiến Kỹ s− điện - Công ty CNTT Nam Triệu - Nguyễn Đức Dục Kỹ s− vỏ - Công ty CNTT Nam Triệu - Đào Văn Ngoãn Kỹ s− - Công ty CNTT Nam Triệu - Nguyễn Thị Dung Kỹ s− - Công ty Cơ khí Quang Trung - Nguyễn Xuân Thắng Kỹ s− - Công ty Cơ khí Quang Trung - Phạm Tr−ờng Tam Kỹ s− - Viện KHCN tàu thuỷ 11- Bảo mật thông tin: Phổ biến hạn chế 12- Tóm tắt kết quả nghiên cứu * Về giải pháp khoa học – công nghệ Trong đề tài đ−a ra ph−ơng pháp tính toán thiết kế máy có lực ép lớn 1.200T và ép đ−ợc mọi toạ độ trên bàn ép. Đ−a ra đ−ợc các quy trình công nghệ chế tạo các bộ phận của máy ép thuỷ lực (đặc biệt là hệ thống thuỷ lực) trên cơ sở sử dụng các thiết bị tiên tiến. * Về ph−ơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu các tài liệu về các máy ép thuỷ lực hiện đại trên thế giới, nghiên cứu thực trạng công nghệ của một số Nhà máy đóng tàu và của riêng Công ty CNTT Nam Triệu để đ−a ra mô hình máy ép chấn tôn thuỷ lực 1.200T phù hợp. - Đội ngũ kỹ s− tiếp cận với công nghệ tiên tiến, hiện đại áp dụng vào sản xuất. Khẳng định chúng ta hoàn toàn có thể thiết kế, chế tạo máy ép thuỷ lực với kích th−ớc, công suất lớn hơn nữa với ciing nghệ tiến tiến, hiện đại hơn. - Các dạng sản phẩm đã tạo ra + Sản phẩm của đề tài là máy ép chấn tôn thuỷ lực 1.200T đạt đ−ợc các chỉ tiêu kỹ thuật: + Kích th−ớc máy: Dài x rộng x cao : 13 x 3.8 x 4.6 (m) + Tốc độ ép: 12m/phút + Tổng công suất: 60 kw + Các dạng chày cối ép: 4 bộ + Di chuyển đầu ép: Mọi toạ độ trên bàn ép. + Điều khiển biến tần, màn hình tinh thể lỏng. + Số quy trình công nghệ kỹ thuật tạo ra: 15 quy trình Chủ nhiệm đề tài Nguyễn Văn Canh Hải phòng, ngày tháng năm 2006 Thủ tr−ởng Cơ quan chủ trì đề tài 1 Bμi tóm tắt Thực hiện phát triển đề án, Tổng Công ty công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam với hơn 60 đơn vị thành viên trong đó có 25 đơn vị thành viên trực tiếp đóng mới và sửa chữa tàu thuỷ đã và đang đóng thành công các con tàu có trọng tải khá lớn, b−ớc đầu đã khẳng định đ−ợc uy tín và vị trí trong lĩnh vực tàu thuỷ khu vực thế giới nh−: tàu hàng 15000 tấn, ụ nổi 14000 tấn, tàu dầu 13500 tấn và đang triển khai đóng tàu trở sàlan LASH 10900 tấn, tàu trở hàng 53000 tấn xuất khẩu sang v−ơng quốc Anh. Muốn đóng đ−ợc những loại tàu lớn này đảm bảo kỹ thuật, mỹ thuật và tiến độ thì các nhà máy đóng tàu phải trang bị cho mình các thiết bị máy móc trong đó các loại máy uốn, lốc tôn, ép chấn tôn thuỷ lực cỡ lớn là không thể thiếu đ−ợc. Do đó công ty Công Nghiệp tầu thuỷ Nam Triệu, đã mạnh dạn chế tạo máy ép chấn tôn cỡ lớn để phục vụ quá trình đóng tàu và sửa chữa tàu. Với quan điểm máy ép chấn tôn phải ép đ−ợc các loại tôn có chiều dầy từ 50ữ70mm (kích th−ớc lớn ), do đó bàn máy phải có kích th−ớc lớn. Đầu ép phải di chuyển đ−ợc tới các vị trí khác trên bàn ép và tại các vị trí này máy ép đều phải ép đ−ợc. Chính vì điều đó đã thúc đẩy đội ngũ kỹ s− của Công ty CNTT Nam Triệu bắt tay vào công việc nghiên cứu và chế tạo loại máy ép chấn tôn cơ lớn để phục vụ đống tàu. Việc chế tạo thành công máy ép 1200T đầu tiên ở Việt Nam, ngoài việc đáp ứng để đóng các con tàu có trọng tải cơ lớn. Nó còn góp phần nâng cao trình độ nhận thức và khả năng nghiên cứu của đội ngũ kỹ s−, trong việc nghiên cứu chế tạo các thiết bị. Đồng thời liên kết giữa các ngành công nghiệp Cơ, Điện , Thuỷ lực, chính vì điều này đã mang lại hiệu quả tiết kiệm ngoại tệ cho đất n−ớc. 2 Mục lục STT Đề mục Trang 1 Bài tóm tắt 1 2 Lời mở đầu Ch−ơng I: Nghiên cứu phân tích sản phẩm, tài liệu n−ớc ngoài để chọn mô hình phù hợp với điều kiện việt nam. 1.1. Nghiên cứu tổng quan về máy ép chấn tôn 1200T. 1.2. Nghiên cứu cấu tạo của máy ép 1200T. 1.3. Nghiên cứu phân tích tính năng của máy ép chấn tôn 1200T. 1.4. Nghiên cứu phân tích nguyên vật liệu chế tạo máy ép 1200T. 3 1.5. Lựa chọn mô hình thích hợp nhất. Ch−ơng II: Điều tra đánh giá hiện trạng công nghệ thiết bị của một số nhà máy trong n−ớc để phân tích khả năng công nghệ chế tạo. 2.1. Điều tra đánh giá hiện trạng công nghệ của một số nhà máy. 2.2. Đánh giá năng lực công nghệ của riêng công ty. 4 2.3. Nghiên cứu quy trình sản xuất của công ty. Ch−ơng III: Nghiên cứu thiết kế máy ép chấn tôn 1200T 3.1 Chọn công thức và ph−ơng thức tính toán thiết kế máy 3.2 Nghiên cứu sơ đồ tổng thể của máy. 3.3 Xác định điều kiện của máy. 3.4. Đánh giá hiệu quả của máy với công nghệ đóng, sửa chữa tầu và gia công cơ khí 3.5.Tính toán thông số kỹ thuật của máy. 3 3.6. Nghiên cứu, tính toán lựa chọn xylanh, bơm thuỷ lực phù hợp với máy ép chấn tôn 1200T. 3.7 Thiết kế và vẽ các bản vẽ chế tạo kết cấu bàn ép 1200T. 3.8 Thiết kế và vẽ các bản vẽ chế tạo kết cấu khung dầm ép 1200T. 3.9 Thiết kế cụm truyền động cơ khí. Cụm di chuyển ngang Cụm di chuyển dọc 3.10. Phân tích lựa chọn hệ thống điều khiển. 5 3.11. Thiết kế và các vẽ bản vẽ chế tạo chày, cối ép. Ch−ơng IV: Xây dựng quy trình công nghệ chế tạo lắp ráp, kiểm tra bảo d−ỡng. 4.1. Quy trình công nghệ gia công bàn ép của máy. 4.2. Quy trình công nghệ gia công thân dầm của máy. 4.3. Quy trình công nghệ gia công các chi tiết và cum di chuyển ngang dọc của máy. 4.4. Quy trình công nghệ gia công các dạng chày cối ép của máy ( thiết kế chế tạo 04 dạng) 4.5. Quy trình lắp ráp tổng thể của máyép chấn tôn 1200T. 4.6. Quy trình kiểm tra 4.7. Quy trình thử các chi tiết và toàn máy. 6 4.8. Quy trình vận hành và bảo d−ỡng máy. Lời cảm ơn 4 Lời mở đầu Máy ép chấn tôn 1200T là loại công cụ rất quan trọng phục vụ trong lĩnh vục đóng mới, sửa chữa tầu thuỷ và lĩnh vực gia công kết cấu cơ khí. Máy ép 1200T có khả năng gia công đ−ợc các chi tiết dạng L, dạng U, dạng nửa cầu, các dạng cong nhiều chiều…. Tuỳ theo công nghệ của sản phẩm yêu cầu. Trong thời kỳ hiện nay và những năm tiếp theo ngành công nghiệp tầu thuỷ đ−ợc đặc biệt quan tâm phát triển với quy mô lớn và tốc độ phát triển nhanh để theo kịp khu vực và thế giới. Vì vậy để đóng đ−ợc những con tầu có trọng tải lớn và gia công các kết cấu có độ dầy lớn, chi tiết có độ phức tạp nhất phải có máy ép chấn tôn loại lớn mới đáp ứng đ−ợc. Trên thế giới có rất nhiều hãng sản xuất máy ép thuỷ lực đó là SICMI ( ITALIA), WARTSILA (Phần Lan )…các hãng này chế tạo máy ép chấn tôn thuỷ lực nổi tiếng với chất l−ợng tốt, đã đ−ợc sử dụng rất nhiều trong ngành công nhiệp đóng tàu và các ngành cơ khí khác. Những thông tin về lý thuyết tính toán thì hạn chế và có giá thành rất cao vì phải nhập ngoại trọn bộ Tổng quan nền kinh tế Việt Nam phát triển những năm vừa qua cho chúng ta thấy việc đầu t− cơ sở hạ tầng, đẩy nhanh sự phát triển các ngành công nghiệp Cơ khí và các ngành công nghiệp khác là tất yếu. Việc phát triển ngành cơ khí chế tạo để sản xuất ra những thiết bị máy móc phục vụ cho các ngành công nghiệp nhất là cơ khí đóng tàu không thể thiếu đ−ợc. Riêng về ngành đóng tàu Việt Nam đang đ−ợc chính phủ quan tâm định h−ớng đầu t− thành ngành trọng điểm, đặc biệt là quyết định số 1420/QĐTTg của Thủ t−ớng chính phủ ngày 2/1/2001 về việc phê duyệt đề án phát triển Tổng công ty công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam giai đoạn 2001 ữ2010, trong đó mục tiêu quy hoạch của ngành nêu rõ “ xây dựng và phát triển ngành Công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam đáp ứng đ−ợc nhu cầu phát triển kinh tế – xã hội 5 đất n−ớc, củng cố an ninh quốc phòng đồng thời đáp ứng đ−ợc yêu cầu đổi mới cơ cấu đội tàu quốc gia và có sản phẩm tàu thuỷ xuất khẩu ra n−ớc ngoài. Phấn đấu đến năm 2010 đ−a Việt Nam trở thành quốc gia có nền công nghiệp tàu thuỷ phát triển vào loại trung bình tiên tiến trong khu vực”. Thực hiện phát triển đề án, Tổng Công ty công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam với hơn 60 đơn vị thành viên trong đó có 25 đơn vị thành viên trực tiếp đóng mới và sửa chữa tàu thuỷ đã và đang đóng thành công các con tàu có trọng tải khá lớn, b−ớc đầu đã khẳng định đ−ợc uy tín và vị trí trong lĩnh vực tàu thuỷ khu vực và thế giới nh−: tàu hàng 15000 tấn, ụ nổi 14000 tấn, tàu dầu 13500 tấn và đang triển khai đóng tàu trở sàlan LASH 10900 tấn, tàu trở hàng 53000 tấn xuất khẩu sang v−ơng quốc Anh. Muốn đóng đ−ợc những loại tàu lớn này đảm bảo kỹ thuật, mỹ thuật và tiến độ thì các nhà máy đóng tàu phải trang bị cho mình các thiết bị máy móc trong đó các loại máy uốn, lốc tôn, ép chấn tôn thuỷ lực cỡ lớn là không thể thiếu đ−ợc. 6 Ch−ơng I : Nghiên cứu phân tích sản phẩm, tài liệu n−ớc ngoài để chọn mô hình phù hợp với điều kiện việt nam. 1.1 Nghiên cứu tổng quan về máy ép chấn tôn thuỷ lực Nền kinh tế Việt Nam đã v−ợt qua giai đoạn khó khăn, tốc độ tăng tr−ởng ngày càng cao, chất l−ợng, hiệu quả, sức cạnh tranh của một số lĩnh vực và sản phẩm có chuyển biến lớn. Ba năm liền tốc độ tăng tr−ởng kinh tế năm sau cao hơn năm tr−ớc, cụ thể năm 2001 tăng 6,9%, năm 2002 tăng 7,04%, năm 2003 tăng 7,24%, năm 2004 tăng 7,5%. Danh mục các sản phẩm có khả năng cạnh tranh trên thị tr−ờng ngày càng đ−ợc mở rộng, một số sản phẩm th−ơng hiệu Việt Nam đạt tiêu chuẩn quốc tế. Trong cơ cấu nền kinh tế tỷ trọng nông nghiệp , tỷ trọng công nghiệp tiếp tục tăng. Các ngành kinh tế chuyển dịch theo h−ớng tiếp cận công nghệ tiên tiến, hiện đại. Với tốc độ chuyển giao công nghệ của một số ngành có b−ớc tiến rõ rệt. Trong những năm vừa qua, nhà n−ớc đã, đang và chuẩn bị xây dựng có chọn lọc một số cơ sở quan trọng về công nghiệp cơ bản nh− năng l−ợng, chế tạo cơ khí, cán thép, xi măng, nhất là công nghiệp cơ khí mỗi năm tăng bình quân 17,7%. Để tạo tiền đề cho sự phát triển mạnh hơn ở giai đoạn tiếp theo, nhà n−ớc đã ban hành nhiều cơ chế chính sách để tháo gỡ những v−ớng mắc, khởi động nguồn lực trong nhân dân, đầu t− và phát triển sản xuất kinh doanh. Những năm tới đây, chúng ta đang tiến trình hội nhập nền kinh tế khu vực và thế giới. Quan hệ kinh tế quốc tế tiếp tục đ−ợc củng cố và mở rộng. Tổng quan nền kinh tế Việt Nam phát triển trong những năm qua cho chúng ta thấy việc đầu t− cơ sở hạ tầng, đẩy nhanh sự phát triển của các ngành công nghiệp, cơ khí và các ngành công nghiệp khác là tất yếu. Việc phát triển ngành cơ khí chế tạo để sản xuất ra những thiết bị máy móc phục vụ cho các ngành công nghiệp nhất là cơ khí đóng tàu không thể thiếu đ−ợc. Riêng về ngành đóng tàu Việt Nam đang đ−ợc chính phủ quan tâm, định h−ớng, đầu t− thành ngành kinh tế trọng điểm, đặc biệt là quyết định số 7 1420/QĐTTg của thủ t−ớng chính phủ ngày 2/1/2001 về việc phê duyệt đề án phát triển công ty CNTT Việt Nam giao đoạn 2001 ữ 2010, trong đó mục tiêu quy hoạch của ngành nêu rõ “ Xây dựng và phát triển ngành công nghệp tàu thuỷ Việt Nam đáp ứng đ−ợc nhu cầu phát triển kinh tế – x∙ hội, đật n−ớc, củng cố an ninh quốc phòng đồng thời đáp ứng đ−ợc yêu cầu đổi mới cơ cấu đội tàu quốc gia và có sản phẩm tàu thuỷ xuất khẩu ra n−ớc ngoài. Phấn đấu năm 2010 đ−a Việt Nam trở thành quốc gia có nền công nghiệp tàu thuỷ phát triển vào loại trung bình tiên tiến trong khu vực ”. Thực hiện phát triển đề án. tổng công ty CNTT Việt Nam với hơn 60 đơn vị thành viên, trong đó có 25 đơn vị thành viên trực tiếp đóng mới và sửa chữa tàu thuỷ đã và đang đóng thành công các con tàu có trọng tải khá lớn, bứơc đầu đã khẳng định đ−ợc uy tín và vị trí trong lĩnh vực công nghiệp tàu thuỷ khu vực và thế giới nh−: Tàu hàng 15000T, ụ nổi 14000T, tầu dầu 13500T và đang triển khai đóng tàu chở Sàlan LASH trọng tải 10.900T, tàu chở hàng 53.000T xuất khẩu sang v−ơng quốc Anh. Muốn đóng đ−ợc những loại tàu lớn này đảm bảo kỹ thuật, mỹ thuật và tiến độ thì buộc các nhà máy đóng tàu phải trang bị cho mình các thiết bị máy móc trong đó có loại máy uốn lốc tôn, ép chấn tôn thuỷ lực cỡ lớn là không thể thiếu đ−ợc. Theo số liệu điều tra và dự báo thị tr−ờng về nhu cầu đóng mới tàu thuỷ giai đoạn 2007 ữ 2010 nh− sau: Số l−ợng TT Tên sản phẩm Đơn vị 2001ữ2005 2006ữ2010 1 Tàu hàng khô d−ới 3000T Chiếc 165 250 2 Tàu hàng từ 3000T ữ 15.000T nt 40 95 3 Tàu hàng từ 20.000 ữ 50.000T nt 11 40 4 Tàu cont, L8G, tanker nt 27 100 8 2000m3 5 Tàu 100.000T nt 4 10 6 Dịch vụ dầu khí 400.000T nt 10 35 7 Các tàu công trình, salan, tàu đánh cá, tàu khách... nt 790 1300 Ngành công nghiệp tàu thuỷ càng phát triển sẽ đẩy nhanh sự phát triển của các ngành công nghiệp khác trong đó có ngành cơ khí chế tạo thiết bị, hơn nữa chủ tr−ơng của Đảng và chính phủ Việt Nam là tăng c−ờng nội địa hoá các sản phẩm. Qua các đợt tham quan ở một số nơi trên thế giới nh− Trung Quốc, Ba Lan, Đức, ý, Pháp... Chúng tôi nhận thấy các nhà máy cơ khí nhất là các nhà máy đóng tàu muốn thành công thì phải có máy ép chấn tôn thuỷ lực. Sản phẩm đóng tàu càng lớn yêu cầu tôn phải dày thì loại máy ép chấn tôn thuỷ lực cỡ lớn mới đáp ứng đ−ợc công việc. Trong n−ớc ta đã có các nhà máy đóng tàu đã và đang sử dụng máy ép chấn tôn thuỷ lực của n−ớc ngoài sản xuất nh−ng ch−a có loại máy nào v−ợt quá 500T. Các nhà máy cơ khí trong n−ớc cũng ch−a sản xuất các loại máy ép chấn tôn thuỷ lực lớn. Trên thế giới một số quốc gia sản xuất máy ép chấn tôn thuỷ lực chúng ta có thể liệt kê nh− sau: 1/ Cộng hoà Phần Lan có hãng WARTSILA 2/ Cộng hoà ITALIA có hãng SICMI, FACCIN.. 3/ Tây Ban Nha có hãng rarael casanva.,s.a. 4/ Trung Quốc có một số hãng trong đó có hãng - hefei metal forming machine tool - natong hengli heavy industry machinery co.ltd và một số quốc gia khác nh− Nhật Bản, Anh ... Nh−ng về giá thành để đầu t− một máy ép chấn tôn thuỷ lực từ 1000 ữ 1200T từ 1triệu đến 1,5 triệu USD. 9 Từ nhu cầu bức xúc về loại máy ép chấn tôn thuỷ lực này Công ty công nghiệp tàu thuỷ Nam Triệu đã mạnh dạn đầu t− nghiên cứu từ những tài liệu của các hãng nêu trên, từ các loại máy ép chấn tôn thuỷ lực có công suất nhỏ đang dùng tại Việt Nam để thiết kế chế tạo ra một máy mới có công suất 1200T phục vụ cho việc đóng tàu thuỷ cỡ lớn nhất là loạt tàu sẽ xuất khẩu sang v−ơng quốc Anh. 1.2 Nghiên cứu cấu tạo máy ép chấn tôn 1.2.1.Cấu tạo của bàn ép. I phóng i Bàn ép dùng để đỡ chi tiết cần ép, đỡ thân dầm di chuyển dọc và chịu lực ép của hệ thống chính vì vậy bàn ép phải có yêu cầu có độ cứng vững cao. Tuỳ theo yêu cầu của mục sử dụng mà bàn ép có kích th−ớc lớn hay nhỏ. Nhìn chung các loại bàn ép của máy ép chấn tôn thuỷ lực để có kết cấu từ tổ hợp các loại thép tấm có chiều dầy phụ thuộc vào lực ép cần sử dụng vào đ−ợc liên kết bằng hàn. d−ới đây là một ví dụ về cấu tạo bàn ép của một số máy ép chấn tộ thuỷ lực. 1.2.2.Cấu tạo thân dâm bàn ép. Thân dầm ép dùng đỡ xi lanh thuỷ lực, mang xy lanh thuỷ lực di chuyển dọc theo bàn ép hoặc di chuyển ngang bàn ép đồng thời thân dầm chịu lực tác dụng của xy lanh thuỷ lực khi chấn ép . Vì vậy yêu cầu thân dầm ép phải có độ cứng vững cao tuỳ theo yêu cầu sử dụng lực ép lớn hay nhỏ mà kết cấu thân dầm ép phải thiết kế phù hợp. Toàn bộ thân dầm ép có kết cấu từ tổ hợp 10 các loại thép tấm có chiều dày khác nhau và đ−ợc liên kết bằng hàn và bằng lắp ghép bởi các bu lông chịu lực cao. Hình vẽ sau giới thiêu 1 loại thân dầm ép của máy ép chấn tôn thủy lực. 1.2.3. Cấu tạo hệ thống di chuyển xi lanh ép và di chuyển thân dầm ép. Trên thế giới dùng nhiều loại hệ thống di chuyển xylanh ép ngang bàn ép và hệ thống di chuyển dọc bàn ép: Bộ phận di chuyển hoàn toàn sử dụng hệ thống piston-xy lanh thuỷ lực nh− máy PMM do hãng SICMI (Italia) chế tạo, nh− hình vẽ. Bộ phận di chuyển bằng e cu- vít me đ−ợc chuyền động bằng mô tơ điện. Bộ phận di chuyển dùng bánh xe (con lăn) trên ray hoặc trên bề mặt tấm phẳng có thiết diện nhỏ phù hợp bánh xe di chuyển truyền động th−ờng dùng 11 Môtơ thông qua hộp giảm tốc hoặc biến tần, nh− hãng SERTOM (Italia). 1.2.4. Hệ thống thuỷ lực dùng trong máy ép chấn tôn thuỷ lực bao gồm các bộ phận : Két dầu thuỷ lực Xylanh thuỷ lực, bơm thuỷ lực, van thuỷ lực- điện từ Các đồng hồ đo Hệ thống ống thuỷ lực do hãng SICMI (Italia) chế tạo cho máy PMM nh− hình sau: 12 Để tạo đ−ợc lực ép cho piston có lắp chân ép tác dụng lên vật cần ép thì xylanh thủy lực với áp xuất cao đ−ợc cung cấp bởi bơm thuỷ lực t−ơng ứng. Dầu thuỷ lực đ−ợc dẫn từ bơm qua hệ thống val thuỷ lực cấp dầu lên đỉnh piston trong buồng ép để đẩy piston xuống và dầu trong khoang d−ới theo đ−ờng val, ống về thùng chứa (két ). Để nâng piston lên có thể dùng xy lanh phụ kéo họăc dùng đ−ờng dầu đảo chiều cấp vào khoang d−ới để đẩy piston đi lên. hệ thống val, ống thuỷ lực phải phù hợp l−u l−ợng và áp lực của từng loại máy ép chấn tôn thuỷ lực. Hệ thống thuỷ lực máy ép 1200 tấn 13 22400bar 16 21 tank 1000l1 26 2 3 Ls-3 12 4 0-250bar 18 24 23 25 27 7 5 350l/p sv-10t-b4cv- 10t 8 10 911 17 20 14 a b scv-10t-b1 250l/p fa700/630-900st RV-03G-H 200L/P 250bar 19 T M2 ds-06G-3C6500l/p 18KW 1450v/p P2 MF-12 265LP P3 150t -161 165l/p MF-10 6 P1 30KW 1450v/p M1 max.300kg/cm2 48l/p- 210L/P hy-08 set 156 210kg/ cv-06t 100l/p A 1 A 2 1.2.5. Cấu tạo hệ thống điện: Hệ thống điện của máy ép chấn tôn thuỷ lực bao gồm. Hệ động lực Mạch điều khiển Các mô tơ điện. 14 ĐC Bơm thuỷ lục chính Kw ĐC Bơm thuỷ lục phụ Kw ĐC di chuyển dọc 2x1.5Kw ĐC di chuyển ngang 2x0.75Kw Động cơ đi chuyển ngangĐộng cơ di chuyển dọc Động cơ bơm thuỷ lục CD2 AT4 K3 RLNRLN K2 AT3 out7 out6 out5 out4 out4 out3 out2 out1 wvu CD1 Biến tần 11 12 10 9 77 9 10 12 11 Biến tần L3L2L1 AT1 K1 W W W AT2 AT1 Pa ne n gắ n tr ên v ác h m áy ls4ls3ls2ls1 van tl e2 e1 bơm 2 bơm 1 K2K1 Biến tầnBiến tần H ig h sp ee d co ut er D ou t D in N gu ồn Màn hình hiển thị và nhập toạ độ hộp điều khiển 1.2.6. Hệ thông khuôn ép. Tuỳ theo yêu cầu của công ty s− dụng , tuỳ theo từng loại công việc, hình dạng chi tiết cần uốn ép mà có các loại khuôn ép phù hợp. Cấu tạo của các loại khuôn ép này th−ờng là thép đúc hoặc kết cấu thép tấm đ−ợc liên kết bằng hàn vv... 15 Sau đây giới thiệu một số các loại khuôn ép hay sử dụng. ỉ R 60°90° 1.3 Nghiên cứu tính năng của máy ép thuỷ lực 1.3.1/ Tính năng một số loại máy ép thuỷ lực của n−ớc ngoài Nhiều n−ớc trên thế giới đã thiết kế, chế tạo máy ép chấn tôn thuỷ lực phục vụ cho ngành đóng tàu và một số ngành công nghiệp khác. Tuỳ theo tính năng tác dụng và nhu cầu sử dụng để thiết kế, chế tạo ra các loại máy ép khác nhau. - Máy ép rèn: Tính năng của máy gia công rèn tự do và dập thể tích trong các khuôn. - Máy ép dập nóng: Dập trên máy ép thuỷ lực nhằm tạo ra các phôi rèn thép ví dụ phôi bánh xe tàu hoả, máy hơi n−ớc. - Máy ép ống – Thanh: Các thanh ống, các dây và các profin từ kim loại màu, hợp kim màu của chúng đ−ợc đ−ợc gia công bằng ph−ơng pháp ép trên máy ép thuỷ lực. - Máy ép để ép chảy các hình nổi của khuôn. - Máy ép để gia công chất dẻo. 16 - Máy ép để chấn ép nguội thép: Loại máy này có xilanh, piston thuỷ lực di chuyển ép theo chiều thẳng đứng (Z). Loại máy ép chấn tôn thuỷ lực này có 3 ph−ơng án thiết kế chế tạo. + Loại thứ nhất: Loại máy có thân, dầm (cần) di đông theo chiều trục X, Xilanh ép di động trên xa ngang và chuyển động của piston trong xilanh theo ph−ơng thẳng đứng( Z). Bàn ép cố định và phôi thép tấm đ−ợc cố định trên bàn ép. Ph−ơng án này đầu ép đ−ợc di chuyển tới mọi điểm trên bàn ép. + Loại thứ hai: Loại máy có thân dầm cố định, xilanh di chuyển trên xà ngang, piston (đầu ép) chuyển động theo ph−ơng thẳng đứng (Z). Bàn ép và phôi đ−ợc di chuyển theo chiều trục X. + Loại thứ ba: Loại máy có bàn ép, thân dầm (cần) cố định. Piston và xi lanh di chuyển theo ph−ơng thẳng đứng (Z ) để ép thép tấm. Muốn ép đ−ợc các điểm theo yêu cầu thì thép tấm phải di chuyển sau mỗi lần ép nhờ Palăng hoặc cần cẩu. 1.3.2/ Nghiên cứu đặc điểm, tính năng máy ép của hai hãng sản xuất n−ớc ITALIA chúng tôi đ−a ra một số tính năng nh− sau: 1.3.2.1 Máy của hãng SERTOM 17 * Miền làm việc: - Chiều rộng: 3.000 mm - Chều dài: 10.000 mm * Đặc tính hình học. - Chiều rộng tối đa của máy: 5850 mm - Chiều cao tối đa của máy: 5200 mm - Chiều cao bàn ép: 1190 mm - Chiều cao từ bàn ép đến xà ngang: 1600 mm - Khoảng cánh của xilanh và bàn ép: 800 mm - Khoảng cách ngang giữa hai thân: 3350 mm - Chiều rộng bàn ép: 2800 mm - Hành trình dịch chuyển bàn ép: 2000 mm - Hành trình đầu ép: 600 mm - Hành trình dịch chuyển dọc của thân dầm: 8000 mm - Chiều dài bàn ép: 10.000 mm - Chiều rộng ép tối đa: 2650 mm - Khối l−ợng của máy: 112 tấn * Đặc tính kỹ thuật. - áp suất tối đa hệ thống thuỷ lực: 310 bar - Lực ép tối đa: 1200 tấn - Công suất động cơ điện rút xi lanh: 5,5 kw - Công suất động cơ điện chính: 55 kw - Điện áp/ tần số: 380v/50Hz - Tốc độ dịch chuyển nhanh Piston ép: 9 ữ 22 mm/sec - Tốc độ ép: 4 mm/sec. - Tốc độ lùi của Piston 22 ữ 45 mm/s - Tốc dộ dịch chuyển ngang đầu ép: 1,2 ữ 4,2 mm/s. - Tốc độ dịch chuyển cần (Thân dầm): 1,2 ữ 4,2 mm/s. 18 - Thùng dầu thuỷ lực: 1200 lít. 1.3.2.2 Máy của hãng SICMI 1.3.2.3/ Tính năng máy ép thuỷ lực 1200 tấn mà công ty CNTT Nam Triệu lựa chọn thiết kế và chế tạo có mô hình và tính năng sau: Do nhu cầu của công việc đống tàu lớn là phải ép đ−ợc loại tôn dày tới 70 mm ở các vị trí mũi tàu, đuôi tàu và hông tàu nên lực ép của máy phải tới 1200 tấn và phải ép đ−ợc mọi vị trí trên bàn ép. Muốn ép đ−ợc mọi vị trí trên bàn ép thì máy phải có cơ cấu di chuyển dọc của thân máy và cơ cấu di chuyển ngang của xi lanh ép. 19 Kết hợp 2 chuyển động này chúng ta xẽ đáp ứng yêu cầu ép mọi điểm trên bàn ép. Đóng tàu lớn khổ tôn th−ờng có chiều dài 12m, chiều rộng 2,5m vì vậy bàn máy phải có kích th−ớc dài 13m, rộng 3,8m, thân máy cao 4,6m mới đáp ứng đ−ợc yêu cầu gia công. Bàn máy là tôn tấm tổ hợp có liên kết bằng hàn kích th−ớc 13m x3,8m. Thân máy dạng cổng trào có cấu tạo là tôn tấm liên kết bằng hàn có chiều cao 4,6m. Cơ cấu di chuyển: Với cơ cấu di chuyển của một số máy ép chấn tôn thuỷ lực nhỏ thì việc dùng cơ cấu thuỷ lực hoặc vít me + Ê cu là phù hợp và giá thành vừa phải. ở đây Máy ép 1200 tấn có kích th−ớc và trọng l−ợng lớn nếu dùng cơ cấu di chuyển là thuỷ lực thì phải nhập ngoại rất đắt, hơn nữa nếu dùng cơ cấu di chuyển là trục vít me + Ê cu khó chế tạo, khó lắp ráp để đảm bảo di chuyển toàn bộ thân máy trên hành trình 13 mét, việc gia công các ổ đỡ cũng phức tạp chính vì vậy ở đây ta chọn ph−ơng án cơ cấu di chuyển là hộp giảm tốc truyền động bằng các bánh xe có dạng bánh xe đ−ờng ray vừa rẻ tiền, rễ chế tạo, lắp ráp và đảm bảo đ−ợc tính năng hoạt động của máy. Phần thuỷ lực: Để đảm bảo đủ lực ép cho máy ở đây ta chọn phần ép bằng thuỷ lực gồm các chi tiết: Xi lanh thuỷ lực với lực ép 1200 tấn, hệ thống ống thuỷ lực chịu áp lực > 350 bar, các van điện từ, môtơ điện phù hợp, bơm thuỷ lực, điện áp 380V – 50Hz ba pha. Hệ thống điện: Với quan điểm thiết kế máy đáp ứng đ−ợc tính hiện đại kết hợp với điều kiện Việt Nam, chúng tôi chọn hệ thống điều khiển lập trình PLC. 20 Thông số kỹ thuật của máy ép chấn tôn 1200 tấn - Lực ép tối đa: 1200 tấn - Kích th−ớc bàn ép: 3800 x 1000 x 13000 - Tốc độ ép: 2mm/s - Dung tích xi lanh: 570L/Φ700x1500 - Tốc độ di chuyển dọc bàn ép: 10 m/ph - Tốc độ di chuyển ngang xi lanh 3 m/ph - Mô tơ bơm chính: 48Kw – 1450v/p 380V-50Hz - Kiểu bơm Piston: 150L/p-300 bar - Môtơ di chuyển bàn ép: 1,5Kw - 1450v/p 380V-50Hz - Môtơ di chuyển xi lanh: 0,75Kw - 1450v/p 380V-50Hz - Hệ thống điều khiển lập trình PLC - Hành trình xi lanh: 900 mm - Tốc độ chạy không tải: 1m/p (45 21 1.4: Nghiên cứu, phân tích nguyên vật liệu chế tạo máy ép chấn tôn 1200 Tấn Máy ép chấn tôn 1200 tấn là máy có khối l−ợng rất lớn, với nhiều bộ phận nh− : bàn ép, đế bàn ép, xe con di chuyển bàn ép, kết cấu khung di chuyển bàn ép, cụm bánh xe di chuyển xi lanh… Chính vì vậy việc chọn vật liệu phù hợp với kết cấu và đáp ứng đ−ợc khả năng làm việc của máy chúng ta sẽ đi phân tích cụ thể thành phần hoá học và cơ tính của từng loại vật liệu. * Thép 65Γ: Là thép cacbon có chất l−ợng tốt với hàm l−ợng cacbon và Mn cao có tính đàn hồi và độ bền cao nên đ−ợc dùng chủ yếu làm lò xo, nhíp... Chúng đ−ợc tôi và ram trung bình để có tổ chức trooxtit với σb >800Mpa. Thép đ−ợc dùng làm các chi tiết đàn hồi nh− nhíp phẳng, nhíp vòng, lò xo ruột gà, đệm vênh và các chi tiết đàn hồi khác. ở trạng thái th−ờng hoá thép đ−ợc dùng làm trục cán, trục dẫn h−ớng của máy công cụ và các chi tiết lớn khác. Thành phần hoá học và cơ tính của thép nh− sau: Thành phần hoá học, % Cơ tính (Kg/mm2) C Si Mn P S Cr Ni σb σc 0,62ữ0,70 0,17ữ0,37 0,9ữ1,2 >0,04 >0,04 >0,25 >0,25 44 75 * Thép 20X, 40X: Đây là thép hợp kim có độ thấm tôi cao th−ờng dùng chế tạo các chi tiết lớn, hình dạng phức tạp chịu mài mòn. Ưu điểm của thép hợp kim thấm cacbon là: + Có độ bền cao do độ thấm tôi lớn, −u việt này càng rõ khi chi tiết càng lớn + Tính chống mài mòn cao duy trì đ−ợc ở nhiệt độ hơn 2000C + ít biến dạng, nứt khi tôi do đ−ợc làm nguội trong dầu nên làm đ−ợc các chi tiết có hình dạng phức tạp: 22 Thành phần hoá học của thép hợp kim thấm cácbon là: Thành phần hoá học, % Cơ tính (Kg/mm2) Mác thép C Mn Cr P S σb σc HB 20X 0,20 0,70 0,90 0,035 0,035 65 80 179 40X 0,36ữ0,44 - 0,8ữ1,1 - - 80 100 217 * Thép CT3, CT5 Đây là nhóm thép cacbon chất l−ợng th−ờng và rẻ tiền nhất. Trong chúng cho phép chứa một l−ợng khá lớn các tạp chất có hại cũng nh− khí hoà tan và các tạp chất phi kim loại. Thép cacbon chất l−ợng th−ờng đ−ợc dùng để chế tạo các kết cấu thép khác nhau cũng nh− các chi tiết máy chịu tải nhỏ. Chúng thích hợp cho các tr−ờng hợp khi khả năng làm việc của chi tiết và kết cấu cần đ−ợc xác định bằng tính cứng vững. Đối với chúng, kích th−ớc hình học phải thể hiện nh− thế nào để đảm bảo độ bền cho tr−ớc. Vậy việc lựa chọn thép không chỉ về cơ tính mà còn cả tính công nghệ, tr−ớc hết là tính Hàn và khả năng gia công bằng biến dạng nguội. Thép CT3, CT5 đ−ợc dùng rộng dãi trong chế tạo máy dùng làm các chi tiết nh− thanh truyền, trục chính, tay biên… Thành phần hoá học cơ tính của thép cacbon chất l−ợng th−ờng: Thành phần hoá học, % Cơ tính (Kg/mm2) Mác thép C Mn Si σb σc CT3 0,14ữ0,22 0,40ữ0,65 0,15ữ0,17 38ữ49 22ữ24 CT3 0,28ữ0,37 0,50ữ0,80 0,05ữ0,17 46ữ60 27ữ29 * Thép C45,C70 Đây là nhóm thép hoá tốt có thành phần cacbon trung bình dùng để chế tạo các chi tiết máy chịu tải trọng tĩnh và tải trọng va đập t−ơng đối cao mà bề mặt có thể bị mài mòn nh− trục, bánh răng, chốt… 23 Để đạt đ−ợc cơ tính tổng hợp cao nhất thép phải qua nhiệt luyện ( tôi + ram cao). Thành phần hoá học của thép hoá tốt: Mác thép %C %Mn %P %S C45 0,45 0,70 0,004 0,004 C70 0,70 0,70 0.,004 0,004 * CΓ 15-32 Gang là loại vật liệu đ−ợc dùng khá phổ biến để chế tạo máy và xây dựng cơ bản. Nhìn chung gang có cơ tính tổng hợp kém hơn thép song có nhiều đặc điểm quý cần tận dụng triệt để; đó là nhiệt độ chảy thấp hơn, dễ nấu luyện, tính đúc tốt và rễ gia công cắt Thành phần hoá học và cơ tính của gang xám: %C %Si %Mn %S %P σbk(MPa) σbn(MPa) Hb 3,0ữ3,7 1,2ữ2,5 0,25ữ1,00 <0,12 0,05ữ1,00 <150 <500 150 Từ các phân tích trên ta chọn đ−ợc vật liệu cho máy ép chấn tôn 1200 tấn nh− sau: thông báo Bản gốc tài liệu này không có các trang từ 24 dến 28 mong bạn đọc thông cảm xin cám ơn 29 1.5 Lựa chọn mô hình thích hợp nhất 1.5.1 Nghiên cứu tổng quan về máy ép thuỷ lực. Trên thế giới có nhiều hãng sản xuất máy ép, uốn thuỷ lực Ví dụ: - Cộng hoà Phần Lan có hãng: WARTSILA - Cộng hoà ITALIA có hãng SICMI, FACCIN, SERTOM.. - Tây Ban Nha có hãng RARAEL CASANVA, S.A - Trung Quốc có nhiều hãng trong đó phải kể đến + HEFEI METAL FORMING MACHINE TOOL + NATONG HENGLI HEAVY INDUSTRY MACHINERY Co.LTD Các n−ớc Đức, Anh, Nhật cũng có rất nhiều hãng sản xuất nh−ng giá thành nhập trọn gói một máy ép chấn tôn thuỷ lực 1000 ữ 1200 tấn khoảng 1 ữ 1,2 triệu USD. Trong n−ớc ch−a có một cơ sở nào chuyên sản xuất máy ép chấn tôn thuỷ lực nhất là các dạng máy lớn. Các công ty đóng, sửa chữa tàu trên thế giới hầu hết đều có từ 1 đến 2 máy ép chấn tôn thuỷ lực, còn trong n−ớc nhiều nhà máy, công ty đóng và sửa chữa tàu có máy ép chấn tôn thuỷ lực nh− Bạch Đằng, Phà Rừng, Nam Triệu xong các máy này lực ép con nhỏ, ch−a có máy nào > 500 tấn. Để ép đ−ợc những chi tiết có chiều dày, kích th−ớc lớn phục vụ lắp ghép, đóng những con tàu lớn ở những vùng mũi tàu, hông tàu có độ cong theo nhiều chiều, hoặc ép những tấm mã cho bệ thiết bị hoặc các cánh cửa tàu… thì việc có một máy ép thuỷ lực có lực ép lớn là không thể thiếu. 1.5.2 Nghiên cứu tính năng của máy ép thuỷ lực. 5.2.1. Trên thế giới có nhiều n−ớc đã thiết kế chế tạo máy ép chấn tôn thuỷ lực phục vụ cho ngành đóng tàu và một số ngành công nghiệp khác. Tuỳ theo nhu cầu sử dụng mà chế tạo các máy có tính năng tác dụng phù hợp. 30 - Máy ép Rèn: Tính năng của máy gia công rèn tự do và dập thể tích trong khuôn. - Máy ép dập nóng: Dập trên máy ép thuỷ lực nhằm tạo ra các phôi rèn thép, ví dụ nh− phôi bánh xe tàu hoả, máy hơi n−ớc. - Máy ép ống – thanh: Các thanh ống, các dây đ−ợc ép trên máy ép thuỷ lực. Ngoài ra còn có các máy ép chảy các hình nổi của khuôn. - Máy ép để gia công chất dẻo. - Máy ép để sấn thép tấm (thành các khung các tấm …) - Máy ép uốn để uốn thép hình I, U, thép mỏ vv. Đặc biệt dạng máy ép để chấn ép thép nguội đó là máy ép chấn tôn thuỷ lực: loại máy này có xilanh, piston thuỷ lực di chuyển ép theo chiều thẳng đứng (Z) và có 3 ph−ơng án thiết kế chế tạo. 1.5.2.2. Tính năng của một số máy ép thuỷ lực. 1.5.2.3. Máy ép thuỷ lực của hãng WARTSILA (cộng hoà Phần Lan) • Đây là ph−ơng án thiết kế chế tạo thứ nhất: bàn máy và thân dầm ép cố định, xilanh di chuyển ngang (Vit me - êcu) Piston ép di chuyển theo chiều thẳng đứng (Z) để ép. Phôi ép phải di chuyển bằng palăng hoặc cẩu. 1.5.2.4. Máy ép của hãng SERTOM * Đây là ph−ơng án thiết kế thứ 2 - Bàn máy cố định - Thân dầm di chuyển dọc nhờ bánh xe tỳ. - Xilanh di chuyển ngang nhờ piston xilanh di chuyển - Đầu ép di chuyển lên xuống theo chiều thẳng đứng (Z). * Miền làm việc: - Chiều rộng: 3.000 mm - Chều dài: 10.000 mm * Đặc tính hình học. 31 - Chiều rộng tối đa của máy: 5850 mm - Chiều cao tối đa của máy: 5200 mm - Chiều cao bàn ép: 1190 mm - Chiều cao từ bàn ép đến xà ngang: 1600 mm - Khoảng cánh của xilanh và bàn ép: 800 mm - Khoảng cách ngang giữa hai thân: 3350 mm - Chiều rộng bàn ép: 2800 mm - Hành trình dịch chuyển bàn ép: 2000 mm - Hành trình đầu ép: 600 mm - Hành trình dịch chuyển dọc của thân dầm: 8000 mm - Chiều dài bàn ép: 10.000 mm - Chiều rộng ép tối đa: 2650 mm - Khối l−ợng của máy: 112 tấn * Đặc tính kỹ thuật. - áp suất tối đa hệ thống thuỷ lực: 310 bar - Lực ép tối đa: 1200 tấn - Công suất động cơ điện rút xi lanh: 5,5 kw - Công suất động cơ điện chính: 55 kw - Điện áp/ tần số: 380v/50Hz - Tốc độ dịch chuyển nhanh Piston ép: 9 ữ 22 mm/sec - Tốc độ ép: 4 mm/sec. - Tốc độ lùi của Piston 22 ữ 45 mm/s - Tốc dộ dịch chuyển ngang đầu ép: 1,2 ữ 4,2 mm/s. - Tốc độ dịch chuyển cần (Thân dầm): 1,2 ữ 4,2 mm/s. - Thùng dầu thuỷ lực: 1200 lít. 1.5.2.5.Máy ép của hãng SICMI (PMM 400ME) Máy này cũng thiết kế chế tạo theo ph−ơng pháp thứ ba đó là Bàn ép cố định 32 Thân dầm ép di chuyển dọc bàn nhờ lực piston xylanh di chuyển Đầu ép : di chuyển ngang nhờ piston, xylanh thuỷ lực Xy lanh- piston ép di chuyển theo chiều lên xuống(Z) Tính năng kỹ thuật + Chiều dài kỹ thuật 4m + Chiều rộng 4m + Chiều cao 2,6m + Hành trình ép 500mm + Hành trình di chuyển dọc 2,9m + Hành trình di chuyển ngang 1,8m + Chiều cao bàn ép 0,7mn + Lực ép Max 400T 1.5.3 Nghiên cứu cấu tạo của máy ép thuỷ lực Quá trình nghiện cứu nhiều loại máy ép thuỷ lực của một số hàng trên thế giới, chúng tôi thấy máy ép thuỷ lực đ−ợc cấu tạo gồm các bộ phận sau: 1.5.3.1 Bàn ép . Bàn ép th−ờng kết cấu bởi các loại tôn tấm tổ hợp liên kết bằng hàn Bàn ép chịu lực ép tác dụng lên bề mặt tuỳ theo lực ép yêu cầu mà kết cấu thép tấm có độ dày mỏng khác nhau 1.5.3.2 Thân dầm ép. Thân dầm ép mang thân dầm ép trên xà ngang thân dầm ép đ−ợc cấu tạo bởi tổ hợp các loại tôn liên kết bằng hàn và các bulông chịu lực. Tuỳ theo yêu cầu lực ép mà các loại tôn này có chiều dầy mỏng khác nhau, kết cấu tổ hợp cùng khác nhau 1.5.3.3.Hệ thống thuỷ lực Bao gồm xylanh thuỷ lực, các đ−ờng ống thuỷ lực, các val điện từ, các đồng hồ, bơm thuỷ lực + môtơ, bầu lọc dầu, vv… Tuỳ theo nhu cầu sử dụng mà công suất của bơm và áp suất trong hệ thống cũng khác nhau để phù hợp với lực ép. 33 Nguyên lý hoạt động của hệ thống : Bơm ⇒ qua các val ⇒ đến các đ−ờng ống thuỷ lực ⇒ xylanh- piston ⇒ về két. 1.5.4 Hệ thống điện Hệ thống điện của các hãng qua nghiên cứu chúng tôi thấy có ba dạng Dạng điều khiển có nút bấm, các khởi động từ các loại rơle bảo vệ (dạng bán dẫn ) đến các mô tơ…( dạng này hiện nay ít chế tạo) Dạng điều khiển kỹ thuật số, lập trình PLC: gồm các nút điều khiển, các khởi động từ, các biến tần, màn hình… Dạng điều khiển CNC: Lập trình sẵn và làm theo dây truyền, khối l−ợng chi tiết cần ép th−ờng xuyên, mặt hàng ít thay đổi. 1.5.5 Hệ thống di chuyển Hệ thống di chuyển dọc : có hãng dùng piston- xylanh để di chuyển thân dầm dọc theo bàn Có hãng dùng bánh răng thanh răng, có hãng dùng bánh xe và môtơ lai thông qua hộp số và điều khiển bởi biến tần. Có hãng dùng trục vít me- Ê cu Dùng hệ thống xylanh - piston Dùng hệ thống bánh răng thanh răng hoặc bánh xe hộp số Dùng trục vít - Ê cu 1.5.6 Hệ thống khuôn ép. Gồm các loại khuôn vuông 900, 600 tròn , cầu….. tuỳ theo yêu cầu sử dụng 1.5.7 Nguyên vật liệu chế tạo máy ép chấn tôn thuỷ lực. Sau khi nghiên cứu phân tích một số máy mẫu chúng tôi thống kê đ−ợc các thành phần vật liệu chế tạo máy ép chấn tôn thuỷ lực bao gồm. 1.5.7.1 Thép chế tạo bàn ép là loại thép tổ hợp dạng thép tấm có thành phần hoá học nh− sau. 34 Thành phần hoá học Cơ tính ( kg/cm2) C Si Mn δb δc 0,28ữ0,37 0,05ữ0,17 0,5ữ0,8 46ữ60 27ữ29 Căn cứ vào thành phần trên so sánh với bảng thành phần hoá học của các nguyên tố thấy rằng ở đây thép này có thành phần t−ơng tự CT3 ⇒ ta chọn CT3 để chế tạo bàn ép 1. Thép chế tạo thân dầm máy ( mầu phân tích t−ơng tự rút ra kết luận chọn thép) 2 Thép chế tạo bánh răng di chuyển 40X 3 Thép chế tạo bánh xe di chuyển C45 4 Thép chế tạo trục bánh xe 20X 5 Thép chế tạo trục bánh răng 40X 6 Chọn mô hình máy ép chấn tôn thuỷ lực 1200T (hình vẽ ) 35 Từ những phân tích ở trên, chúng tôi đ−a ra mô hình máy ép chấn tôn thuỷ lực 1200T mà công ty CNTT Nam triệu thiết kế và chế tạo nh− sau. 7. Bàn ép là tôn tấm tổ hợp có kích th−ớc 13m x 3mx1m 8. Thân dầm là tôn tấm tổ hợp cao 4,6m x liên kết 2 thân xà ngang bằng các bu lông chiu lực M 30. 9. Hệ thống thuỷ lực : bơm ( 2 bơm nhanh , chậm ) val ống xy lanh… 10. Hệ thống điện điện điều khiển thông qua màn hình cảm ứng và hệ thống PLC, hoặc từ xa…qua các biến tần. 11. Hệ thống di chuyển ngang + dọc. Điện cơ đông cơ điệnu đ−ợc điều khiển bởi các biến tần, lai qua hộp số đến bánh xe di chuyển đ−a đầu ép đến mọi vị trí trên bàn ép. 36 Ch−ơng II: Điều tra đánh giá hiện trạng công nghệ thiết bị của một số nhμ máy trong n−ớc để phân tích khả năng công nghệ chế tạo. 2.1 Điều tra đánh giá công nghệ của một số nhà máy Trong n−ớc có rất nhiều nhà máy, công ty làm nhiệm vụ gia công cơ khí, kết cấu thép. Phần gia công kết cấu thép của Máy ép chấn tôn thuỷ lực chiếm 90% tổng khối l−ợng của máy. Chính vì vậy việc điều tra đánh giá hiện trạng công nghệ của các nhà máy là rất cần thiết nhằm xem xét khả năng đáp ứng phần gia công kết cấu Máy ép thuỷ lực có khả thi hay không. Theo điều tra đánh giá của chúng tôi ở một số nhà máy với những thiết bị và khả năng công nghệ nh−: * Nhà máy đóng tàu Hạ Long (Quảng Ninh): Với hệ thống làm sạch thép tấm bằng phun cát, có các máy cắt dùng Ôxy – Gas điều khiển CNC, máy cắt Plasma có khả năng cắt tôn dày tới 150mm. Hàng chục máy hàn tự động và hàn trăm máy hàn bán tự động, máy hàn 1 chiều. ở nhà máy này có x−ởng cơ khí gồm các loại máy gia công cắt gọt kim loại nh− máy Tiện, máy Phay, máy Bào, máy Mài. Ngoài ra nhà máy còn có các thiết bị đo l−ờng chính xác, các thiết bị kiểm tra mối hàn bằng siêu âm hoặc chụp X-Ray. * Công ty đóng tàu Phà Rừng: Công ty này tr−ớc đây đã đ−ợc Cộng hoà Phần Lan trang bị hệ thống nhà x−ởng gia công cơ khí gồm các máy Tiện, máy Phay, máy Mài, lò Nhiệt luyện. Những năm gần đây Công ty đ−ợc trang bị hệ thống làm sạch thép tấm bằng phun cát, các máy cắt nhiệt Ôxy-Gas điều khiển CNC, hàng trăm máy hàn tự động, bán tự động và máy hàn 1 chiều, thiết bị kiểm tra đo l−ờng đủ khả năng để kiểm tra các b−ớc công nghệ gia công kết cấu thép. * Công ty đóng tàu Bạch Đằng: Đây là một trong những Công ty có truyền thống đóng tàu. Công ty này có phân x−ởng động lực với đủ các loại 37 máy Tiện, Phay, Bào, Mài, có x−ởng Đúc và tôi luyện chi tiết. Công ty đ−ợc trang bị 02 máy cắt nhiệt Ôxy – Gas điều khiển CNC, 01 máy Plasma điều khiển CNC. Các loại máy Hàn của Công ty Bạch Đằng gồm 50 máy Hàn tự động, 150 máy Hàn bán tự động và hàng trăm máy Hàn 1 chiều. Công ty này có nhiều kinh nghiệm trong lĩnh gia công kết cấu thép và đã chế tạo thành công cẩu chân đế 120 tấn phục vụ cho đóng tàu. Khả năng thiết bị đo kiểm tra kết cấu kết cấu thép đảm bảo nh− máy đo khuyết tật bằng siêu âm, chụp X-Ray… * Công ty đóng tàu Bến Kiền: Đây là cơ sở đóng tàu có truyền thống xong quy mô của Công ty nhỏ hơn so với các Công ty trên nh−ng thiết bị của Công ty cũng đ−ợc trang bị đầy đủ nh− hệ thống làm sạch kim loại bằng phun cát, máy cắt nhiệt Ôxy-Gas, máy cắt Plasma điều khiển CNC và hàng trăm máy Hàn tự động và bán tự động, máy hàn 1 chiều, x−ởng gia công cơ khí đủ các máy gia công cắt gọt có khả năng chế tạo đ−ợc các chi tiết của hệ thống di chuyển máy ép thuỷ lực. * Một số nhà máy cơ khí nh−: Nhà máy cơ khí Hà Nội, nhà máy cơ khí chế tạo Hải Phòng, Nhà máy cơ khí Duyên Hải, Xí nghiệp cơ khí Quang Trung(Ninh Binh) đều có các thiết bị gia công cắt gọt, có x−ởng Đúc và tôi luyện chi tiết.. Việc gia công chế tạo hệ thống di chuyển của xi lanh thuỷ lực 1200 tấn không có gì khó khăn. Đặc biệt xí nghiệp cơ khí Quang Trung, ở đây có đủ các thiết bị cắt nhiệt Ôxy-Gas, Plasma điều khiển CNC, có các máy hàn tự động và bán tự động. Ngoài ra xí nghiệp còn có 01 máy Phay gi−ờng với băng dài 37 mét , chiều cao máy 6,5 mét, có khả năng gia công tinh cả chi tiết bàn ép và thân dầm máy ép thuỷ lực 1200 tấn. Các nhà máy đóng tàu nêu trên đều có khả năng chế tạo bàn ép, thân dầm của máy ép chấn tôn thuỷ lực 1200 tấn, nh−ng để gia công một số bề mặt có độ chính xác cao, độ bóng cao thì các nhà máy đó phải làm bằng ph−ơng pháp thủ công nh− việc gia công bề mặt tỳ của bàn ép, mặt tỳ của xà ngang đỡ xilanh thuỷ lực và bề mặt tỳ của thân dầm với bàn ép. 38 * Đánh giá về khả năng công nghệ lắp ráp. Các công ty trên là những công ty có nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực lắp ráp máy móc thiết bị tàu thuỷ. Yêu cầu về độ chính xác lắp ráp máy tầu thuỷ rất cao. Các công ty này đều có đội ngũ kỹ s−, công nhân lành nghề, việc thực hiện lắp ráp căn chỉnh cho máy ép chấn tôn thuỷ lực hoàn toàn có khả năng thực hiện đ−ợc. Tóm lại, với khả năng công nghệ của các công ty nêu trên, nếu có thiết kế công nghệ và quy trình chế tạo máy ép chấn tôn hoàn chỉnh thì việc chế tạo lắp ráp một máy ép chấn tôn lực 1200 tấn nh− đề tài nghiên cứu của Công ty công nghiệp tàu thuỷ Nam Triệu là hoàn toàn thực hiện đ−ợc. 2.2: Đánh giá năng lực công nghệ của riêng công ty CNTT nam triệu. Công ty CNTT Nam Triệu đ−ợc định h−ớng phát triển của Chính Phủ và của Tổng công ty CNTT Việt Nam với các nhiệm vụ chính sau: - Đóng mới tàu thuỷ có trọng tải đến 100.000 tấn. - Sửa chữa các loại tàu biển. - Gia công các sản phẩm cơ khí. - Dịch vụ vận tải biển. - Sản xuất, kinh doanh vật liệu hàn. ở đây chúng tôi muốn giới thiêu sâu hơn về lĩnh vực công nghệ của Công ty. Từ năm 2001 đến nay Công ty Công Nghiệp Tàu Thuỷ Nam Triệu đã quy hoạch và xây dựng mới hầu hết cơ sở vật chất, cải tạo lại toàn bộ cơ sở cũ còn giữ lại. Cho đến thời điểm này các nhà x−ởng mới của công ty bắt đầu đi vào hoạt động trong đó có các nhà x−ởng nh−: Nhà x−ởng gia công chế tạo tôn vỏ, phân x−ởng gia công Cơ Khí, phân x−ởng Máy, Phân x−ởng ống, Phân x−ởng ụ đà, Phân x−ởng Điện và phân x−ởng Làm Sạch Tôn, Công ty CNVL Hàn. 39 Toàn bộ các phân x−ởng này đều có một phần công nghệ tham gia chế tạo máy ép thuỷ lực 1200 tấn. Cụ thể nh− sau: 2.2.1/Phân x−ởng làm sạch tôn. Với diện tích nhà x−ởng 26x61,19m2 - Đ−ợc trang bị dây truyền làm sạch tôn có thể làm sạch đ−ợc tôn với kích th−ớc: +Thép tấm: *Rộng 1000-2500 mm *Dày 3-40 mm *Dài≤1500 mm +Thép hình: *Rộng ≤1000 mm *Độ cao ≤500 mm *Dài ≤15000 mm -Phụ tải cho phép lớn nhất đ−ờng trục lăn 1,5T/m -Tốc độ chuyển vận vật liệu 0,5- 4 m (điều tốc vô cấp): +Khi sử lý thép tấm : V=1,5 -3 m/min +Khi sử lý thép hình: V=1,5 m/min -Đẳng cấp chất l−ợng trừ gỉ SISO 55900-1967A-BSA2. -Độ dày màng sơn phun 15-25μm. -L−ợng tiêu hao động lực: +L−ợng khí nén: 200m3/h +Tổng công suất thiết bị 607Kw -Kích th−ớc ngoại hình (LxWxH)=60000x12000x7500 mm - Trang bị cầu trục trong nhà x−ởng. Q = 5 T, L = 24,32 m, H = 14m 40 Phân x−ởng làm nhiệm vụ đ−a tôn vào phun hạt kim loại làm sạch bề mặt tôn, phun sơn chống gỉ toàn bộ tôn tr−ớc khi đ−a vào gia công chế tạo kết cấu. 2.2.2/Phân x−ởng vỏ - Trong đó có 2 phân x−ởng Vỏ 1 và Vỏ 2, mỗi phân x−ởng có mặt bằng là (81x210) m2 - Đ−ợc trang bị hàng trăm máy hàn 1 chiều của Pháp, Nhật, hàng chục máy hàn tự động và bán tự động Trang bị 4 cầu trục 10 tấn, 2 cầu trục 20 tấn, 2 cầu trục 30 tấn. Một xe goòng 15 tấn. * 02 máy cắt tôn CNC sử dụng gas - ôxy của Pháp Chiều rộng cắt hữu ích : 2500mm Chiều dài cắt hữu ích : 6200 mm Số mỏ cắt ôxy – gas : 2 mỏ Bộ điều khiển NC : 01 bộ * 02 máy cắt Plasma của Pháp. Số mỏ ôxy – gas : 03 mỏ Số mỏ cắt Plassma : 01 mỏ Chiều dài cắt hữu ích : 14 m Chiều rộng cắt hữu ích : 6 m * 01 máy cắt nhiệt phá băng 12 mỏ Chiều rộng cắt hữu ích : 4500 mm Chiều dài cắt hữu ích : 12 m Số mỏ cắt oxy – gas: 12 mỏ Động cơ điều chỉnh bằng bộ biến tần. * Máy vát mép tấm tôn. Khả năng vát mép bằng phay 0-450 -Chiều dài thép tấm phay mép 6-50mm -Chiều sâu vát mép của một lần gia công 12mm 41 -Tốc độ ngang của đầu phay 0,3-0,5 m/min -Tốc độ di chuyển của đầu phay 5 m/min -Tốc độ cắt đầu phay 125-800 m/min -áp suất hệ thống thuỷ lực 3,5Mpa -Công suất động cơ phay. -Công suất động cơ chạy dọc. -Công suất động cơ bơm dầu. * Máy sấn tôn. -L=1000mm -R=42Kg/mm2 * Máy uốn thép mỏ điều khiển CNC( ITALIA) -Hành trình ngang uốn ra 180mm -Hành trình ngang uốn vào 280mm -Khoảng cách tâm các tay uốn 1500-1550mm -Kích th−ớc lớn nhất của thép góc(bụng x cạnh) 600x250mm -Kích th−ớc nhỏ nhất của thép góc (bụng x cạnh)100x65mm -Thép T uốn lớn nhất (bụng x cạnh) 600x260mm -Thanh phẳng lớn nhất (bản rộng x chiều dày)600x40mm -Bản rộng lớn nhất của bụng thép hình 600mm -Chiều cao lớn nhất của cạnh thép hình 250mm -Bản rộng nhỏ nhất của bụng thép hình 100mm -Kích th−ớc max của thép mỏ khi uốn đôi 550mm -Kích th−ớc nhỏ nhất của thép mỏ 120mm -Bộ điều khiển CNC với cổng chuyền dữ liệu RS232 * Máy uốn đa năng (ITALIA). -Khả năng uốn thép mỏ bản rộng 120-340mm(1 chi tiết) -Bán kính uốn nhỏ nhất 1500mm -Khả năng uốn thép chữ T 340mm 42 -Bán kính uốn nhỏ nhất 1500mm -Lực uốn ngang theo hai h−ớng * Máy cắt CNC. -Chiều dài hành trình 13m -Chiều ngang hành trình 5m -Máy có 4 mỏ cắt : +1 mỏ cắt plasma +3 mỏ cắt ôxy Phân x−ởng này tham gia vào công việc cắt toàn bộ các chi tiết của bàn ép, của thân và dầm ép đã lập trình sẵn sau đó đ−a sang phần nắn phẳng để gia công bàn ép, thân dầm của máy ép thuỷ lực 1200 tấn. 2.2.3/ Phân x−ởng gia công cơ khí. Mặt bằng phân x−ởng 26,6x73,2 m2. Đ−ợc trang bị các máy gia công cơ khí hiện đại nh− ; * Máy tiện điều khiển CNC Khoảng cách giữa hai mũi chống tâm 1500mm Độ rộng của băng máy 450mm Đ−ờng kính tiện lớn nhất qua băng máy φ770 mm Đ−ờng kính tiện qua bàn xe dao φ500 mm Đ−ờng kính vật gia công lớn nhất xuyên qua lỗ trục chính φ100 mm Hành trình dọc max theo theo trục Z của bàn xe dao 1350 mm Hành trình ngang max theo trục X của bàn xe dao 450 mm Dải tốc độ tiến dao dọc 4000mm/min Tốc độ di chuyển nhanh bàn dao dọc 7000 mm/min Tốc độ di chuyển nhanh bàn dao ngang 5000 mm/min Động cơ trục chính: Động cơ di chuyển bàn xe dao dọc theo trục Z: SEM AC 8,4 Nm * Máy Phay CNC 43 - Hành trình làm việc : +Dịch chuyển dọc theo trục X: 800-1000mm + Dịch chuyển ngang theo trục Y:500-600mm + Dịch chuyển đứng theo trục Z: 600mm -Bộ đk CNC với giao diện đồ hoạ mô phỏng gia công ,màn hình màu độ phân giải cao.Có khả năng vừa gia công vừa lập trình cho các ch−ơng trình khác. -Khả năng lập trình theo chu trình :Khoan,taro,khoét,phay rãnh -Khả năng nội suy tuyến tính,nội suy đ−ờng cong ,nội suy đ−ờng xoắn và nội suy không gian 3 chiều. * 02 Máy tiện băng dài -Chiều dài lớn nhất Lmax=12000mm -Đ−ờng kính vật tiện trên băng máy 1000mm -Khối l−ợng tối đa của vật tiện trên máy 10T * Máy tiện đứng -Đ−ờng kính vật tiện là 2800mm -Khối l−ợng tối đa của vật tiện trên máy là 16 tấn * Máy tiện vạn năng. -Đ−ờng kính mâm cặp 3 chấu φ400mm -Chiều dài chi tiết (khoảng cách 2 mũi tâm)3000mm -Tốc độ quay 8-1600v/min -Gia công đ−ợc các loại ren mét ,anh, modul * Máy doa đứng. -Đ−ờng kính doa 30-400mm -Chuyển dịch đầu doa lớn nhất 970mm -Tốc độ quay trục 60-600vòng/min -Dịch chuyển dọc bàn lớn nhất 1950mm -Dịch chuyển ngang bàn lớn nhất 175mm 44 -Chiều dài phay lớn nhất 1775mm -Đ−ờng kính l−ỡi phay 410mm -Tốc độ dao 0-200mm/min -Tổng công suất động cơ : * Máy c−a vòng. - 00 : Cắt vật tròn 330 mm - 00 : Cắt vật hình chữ nhật 305x400 mm - 450 : Cắt vật tròn 330 mm - 450 : Cắt vật hình chữ nhật 305x305 mm - 600 : Cắt vật tròn 250 mm - 600 : Cắt vật hình chữ nhật 250x250 mm - Tốc độ cắt :25,45,70,100 m/phút - Kích th−ớc l−ỡi c−a 4115x27x0,9mm - Động cơ truyền động l−ỡi c−a: - Động cơ bơm dầu thuỷ lực: - Động cơ bơm làm mát: * Máy cán ren thuỷ lực. -Dải ren với đ−ờng kính lớn nhất φ70mm, đ−ờng kính nhỏ nhất là φ5mm -B−ớc ren từ 0,25-2mm -Dải tốc độ 20-80 vòng/phút -áp suất cán lớn nhất 10T -Công suất động cơ chính: -Công suất động cơ bơm thuỷ lực: -Công suất động cơ bơm làm mát: * Máy tiện răng ống. -Hai mâm cặp bốn chấu -Đ−ờng kính mâm cặp φ800mm -Đ−ờng kính lỗ trục chính ≥350mm 45 -Chiều dài chi tiết chống tâm 3000mm -Gia công đ−ợc các loại ren:Mét,modul,anh bao gồm cả hình côn -Đ−ờng kính tiện lớn nhất qua bàn tr−ợt φ550mm -Đ−ờng kính tiện lớn nhất qua chỗ hõm ở đầu băng máy:1000mm * Máy phay đứng. - Bề mặt làm việc của bàn 400x1600mm - Số l−ợng rãnh kẹp 05 - Dịch chuyển chiều ngang của bàn máy 1000-1200mm -Dịch chuyển chiều vào chiều ra của bàn dao chữ thập từ 300-400mm -Dịch chuyển chiều đứng của bàn máy 400-500mm -Đ−ờng kính tối đa của đầu dao 300-350mm * Máy mài dao cụ vạn năng. -Bề mặt làm việc của bàn 400x1600mm -Số l−ợng rãnh kẹp 05 - Dịch chuyển chiều ngang của bàn máy 1000-1200mm -Dịch chuyển chiều vào chiều ra của bàn dao chữ thập từ 300-400mm -Dịch chuyển chiều đứng của bàn máy 400-500mm -Đ−ờng kính tối đa của đầu dao 300-350mm * Máy mài tròn vạn năng. -Đ−ờng kính vật mài lớn nhất 280mm -Chiều dài chi tiết lớn nhất 1500 mm * Máy xọc. -Hành trình của đầu dao 1000mm -Chiều cao tối đa của bề mặt chế tạo 900mm -Khoảng cách từ mặt phẳng ngoài đến kẹp dao đến trụ máy là 1000mm -Khoảng cách từ bàn đến mép bên d−ới của thiết bị h−ớng đầu xọc 500-1000mm -Đ−ờng kính của mặt làm việc 1200mm 46 -Dịch chyển của bản theo h−ớng dọc 1200mm -Dịch chuyển của bản theo chiều ngang 800mm -Góc quay tối đa của bàn máy 3600 * Máy bào ngang * Máy khoan cần - Hành trình khoan của trục dao 400mm - Hành trình dịch chuyển ngang của đầu khoan max 1200 mm - Hành trình di chuyển theo chiều đứng của đầu khoan 750 mm - Đ−ờng kính khoan: + Với thép: max 50mm + Với gang: max 65mm * Đ−ợc trang bị cầu trục trong nhà Q = 10T, L = 24,32 m, H = 14m Phân x−ởng có thể gia công toàn bộ các trục, bánh xe lăn và các chi tiết của hộp giảm tốc của các cụm di chuyển thân máy. 2.2.4/ Phân x−ởng máy. Mặt bằng phân x−ởng 24x72m2. Đ−ợc trang bị máy hàn 1 chiều, máy hàn xoay chiều, * Máy doa ngang di động -Đ−ờng kính lỗ gia công : +Từ φ127 - φ300mm +Từ φ300 - φ660mm -Chiều dài lỗ cần gia công: +Lỗ gia công liên tục ≥7000mm +Lỗ gia công không liên tục ≥8000mm * Tổ hợp gia công cơ khí Phạm vi hoạt động Trục X (trụ ngang) 13000 mm Trục Y ( rãnh tr−ợt ụ tr−ớc chiều thẳng đứng) 2100 mm 47 Trục Z (ụ tr−ớc chiều ngang) 1600 mm Dẫn động - ăn dao dạng số Ăn dao Trục X 2 -20000 mm/phút Trục Y 2 - 24000 mm/phút Trục Z 2 -24000 mm/phút Dịch chuyển ngang nhanh Trục X 20000 mm/phút Trục Y 24000 mm/phút Trục Z 24000 mm/phút ụ tr−ớc với đầu phay tự động Thanh kẹp đầu phay khu vực xoay 360 x 1 Grad Công suất co lại của hình răng c−a xấp xỉ 125 kN Khu vực xoay đầu phay khu vực tự động 180 x 1 Grad Công suất co lại của hình răng c−a xấp xỉ 100 kN Độ chính xác lặp lại +/-0,002 mm Thiết bị kẹp dao thuỷ cơ Công suất kẹp dao ~ 25 kN Độ côn của trục DIN 69871 50 Với nút hãm DIN 69872 - B28 Cánh tay rô bốt tự động Đài gá dao cho 48 dao Đ−ờng kính tối đa của dao 125 mm Đ−ờng kính tối đa của dao với các trạm khuyết xung quanh 250 mm Chiều dài tối đa của dao 400 mm Trọng l−ợng tối đa của dao 25 kg Mômen tải tối đa của dao 40 Nm Độ côn SK 50 DIN 69871 48 Thời gian thay dao 10 giây Vị trí thay dao ngang Bμn xoay - CNC Bề mặt kẹp ∅ 1600 mm 6 rãnh hình T DIN 650 22 H12 mm Điểm giao nhau của rãnh dẫn h−ớng 22H7 x sâu 10 mm Khoảng cách rãnh hình T 250 mm Tốc độ tối đa 4 vòng/phút Động l−ợng nghiêng tối đa, đ−ợc kẹp 60000 Nm Động l−ợng tiếp tuyến tối đa trong vị trí đ−ợc kẹp, ghi chỉ số 26000Nm Bằng cán tròn 3000 Nm Tải trọng tối đa của bàn 10000 kg Trọng l−ợng bàn xấp xỉ 6500 kg Máy hàn 6 kim Kích tháo chân vịt, kích 60T, kích 100T Cầu trục trong nhà 20T Phân x−ởng đ−ợc trang bị đầy đủ các dụng cụ cầm tay, các dụng cụ đo có độ chính xác cao. Phân x−ởng máy tham gia lắp ráp máy, lắp đặt máy vào vị trí sử dụng. 2.2.5/ Phân x−ởng điện. Diện tích mặt bằng 26x61,19 m2 Đ−ợc trang bị 5 máy nén khí từ 1200 – 2500 m3/giờ 1 máy hàn 1 chiều Cầu trục trong nhà 5T. Phân x−ởng đ−ợc trang bị đầy đủ các dụng cụ cầm tay, thiết bị đo, kiểm tra điện đảm bảo đủ năng lực sửa chữa và lắp đặt các thiết bị điện của máy công cụ cũng nh− các loại tàu có trọng tải lớn 49 Phân x−ởng điện tham gia lắp ráp một phần hệ thống điện cho máy ép 1200 tấn 2.2.6/ Phân x−ởng ụ Đà. Diện tích mặt bằng 26,62x61,19 Trang bị ụ 3000T kèm theo toàn bộ các máy móc thiết bị hệ thống khí nén, hệ thống điện có thể sửa chữa đ−ợc tàu có tải trọng đến 6500 tấn Đà tàu 20.000T trang bị toàn bộ các máy móc thiết bị hệ thống khí nén, hệ thống điện có thể đóng mới tàu có trọng tải đến 30000 tấn Đà tàu 70.000T trang bị các máy móc thiết bị hệ thống khí nén, hệ thống điện để có thể đóng mới tàu có tải trọng 75000 tấn Ngoài ra phân x−ởng còn đ−ợc trang bị máy phun sơn, dụng cụ làm sạch kim loại. Phân x−ởng này làm nhiệm vụ cuối cùng là sơn, trang trí lại toàn bộ máy. Trong dự án giai đoạn 1 nâng cao năng lực sản xuất của công ty Công nghiệp tàu thuỷ Nam Triệu đến hết năm 2005, chúng tôi đầu t− thêm nhiều trang thiết bị hiện đại để có đủ khả năng gia công toàn bộ phần cơ khí của máy ép thuỷ lực cỡ lớn 1200T và lớn hơn. 50 2.3 Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất của công ty Toàn bộ quá trình sản xuất máy ép thuỷ lực loại 1200 tấn đ−ợc tuân theo quy trình kiểm tra d−ới đây. ` Kiểm tra Làm sạch bề mặt, phun sơn Cắt phôi theo kích th−ớc yêu cầu Nắn thẳng Kiểm tra Kiểm tra Kiểm tra Gia công cơ khí Kiểm tra Nhiệt luyện Mài Lắp ráp từng cụm Kiểm tra Kiểm tra Kiểm tra Đ−a về bệ gá đặt Gá lắp tôn bàn ép Kiểm tra Gá lắp thân máy Kiểm tra Hàn bàn ép Kiểm tra Hàn thân máy Kiểm tra Gia công tinh Kiểm tra Lắp ráp tổng thể Tổng kiểm tra Nguyên vật liệu đ−ợc lựa chọn Gia công tinh Kiểm tra 51 Ch−ơng III: Nghiên cứu thiết kế máy ép chấn tôn 1200T -Vận hành thử - Điều chỉnh -Vận hành - ép thử - Điều chỉnh Kiểm tra thông số Kiểm tra kết quả 52 3.1 Chọn công thức và ph−ơng pháp tính toán thiết kế máy Từ nhu cầu sử dụng của Công ty CNTT Nam Triệu để đóng mới các loại tàu lớn phải có máy ép chấn tôn thuỷ lực với lực ép lớn 1200 tấn đủ đáp ứng ép những loại tôn dày và cong theo nhiều chiều. Trên cơ sở kết cấu, tính năng máy ép thuỷ lực của hãng SICMI (ITALIA), bằng các tài liệu kĩ thuật và máy ép thực tế đang sử dụng với công suất nhỏ (400 tấn) để tính toán thiết kế chế tạo máy ép chấn tôn thuỷ lực 1200 tấn phù hợp với điều kiện Việt Nam. Dựa trên nguyên lý tính toán thiết kế hệ số t−ơng đ−ơng của các tác giả Nga, tham khảo các tài liệu về thiết kế chi tiết máy, sức bền vật liệu, sách tính toán máy trục, sách máy búa và máy ép thuỷ lực (Nhà xuất bản Giáo Dục 2004) đồng thời dựa trên cơ sở dựa trên cơ sở nguyên lý tính toán thiết kế hệ số t−ơng đ−ơng của giáo s− tiến sĩ “ Phạm Văn Lang” ph−ơng pháp thiết kế nh− sau: 1. Tính toán thiết kế khung dầm ép, kiểm nghiệm theo điều kiện bền và lực ép 1200 tấn 2. Tính toán thiết kế hệ thống thuỷ lực để chọn xi lanh, bơm thuỷ lực và các van điều khiển theo lực ép và tốc độ ép ban đầu. - Lực ép 1200 tấn - Tốc độ ép 4 mm/s - áp suất hệ thống thuỷ lực ≈ 300 bar 3. Tính toán thiết kế hệ thống truyền động chạy dọc bàn máy và hành trình chạy ngang của xi lanh ép theo thiết kế Cơ khí- Điện. 4. Tính toán thiết kế truyền động Điện. 5. Thiết kế chế tạo hệ thống khuôn ép Từ quan điểm tính toán hệ số t−ơng đ−ơng của máy mẫu để đ−a ra kết cấu máy phù hợp, nên ở đây việc chọn các công thức tính toán nhằm kiểm nghiệm lại sức bền theo thông số giả định chọn tr−ớc và các công thức tính 53 toán để chọn các chi tiết t−ơng đ−ơng đảm bảo sẵn có trên thị tr−ờng trong n−ớc và n−ớc ngoài. Toàn bộ các công thức tính toán và ph−ơng pháp tính toán đ−ợc thể hiện ở phần tính toán thiết kế các thông số của máy ép chấn tôn thuỷ lực 1200 tấn dùng trong đóng tàu thuỷ cỡ lớn. 3.2. Nghiên cứu sơ đồ tổng thể của máy Máy ép chấn tôn thuỷ lực 1200 tấn có những bộ phận chủ yếu sau: 1- Kết cấu thép bàn ép 2- Xi lanh thuỷ lực. 3- Kết cấu khung bàn ép 4- Động cơ di chuyển xi lanh. 5- Động cơ di chuyển bàn ép. 6- Ray di chuyển bàn ép. 7- Ray di chuyển xi lanh. 8- Dây cáp điện. 54 9- Hệ thống đ−ờng ống thuỷ lực. 10- Môtơ bơm chính. 11- Tủ điều khiển. 12- ống dầu thuỷ lực cao su * Bàn máy: Chế tạo từ tôn tấm tổ hợp có chiều dày δ40, δ50, δ80 liên kết bằng ph−ơng pháp hàn bán tự động. 1- Thành đứng bàn ép. 2- X−ơng ngang. 3- X−ơng dọc bàn ép. 4- Ray di chuyển bà ép. 5- Tấm thành đứng cữ hành trình. 6- Tấm bịt đầu cữ hành trình. * Thân dầm: Đ−ợc chế tạo từ tôn tấm tổ hợp δ20, δ30, δ50 liên kết bằng hàn, Xà ngang là từ tôn tấm tổ hợp δ80, δ60, δ40 liên kết bằng hàn, lắp ghép với thân máy bằng lắp ghép bu lông định vị. 55 1- Tấm ốp ngoài 2- Tấm thành đứng 3- Tấm ốp phía trong 4- Thành đỡ xi lanh * Hệ thống di chuyển xi lanh, di chuyển thân dầm gồm. - Khung: chế tạo bằng thép tấm tổ hợp - Cụm di chuyển bàn ép: Gồm động cơ và các bánh răng ăn khớp - Các bánh răng: Chế tạo từ thép 40X 56 - Trục truyền động: Chế tạo bằng thép 20X, C70. - Các bánh xe di chuyển xi lanh va di chuyển bàn ép: đ−ợc chế tạo từ thép C45 và C70. * Hệ thống thuỷ lực: Xi lanh Piston thuỷ lực, các Van thuỷ lực, Bơm thuỷ lực đ−ợc nhập từ Nhật bản 57 Sơ đồ thuỷ lực của máy ép chấn tôn 1200 tấn nh− sau: 2 3 Ls-3 12 4 0-250bar 16 24 23 25 27 7 5 350l/p sv-10t-b4cv- 10t 8 10 911 17 20 14 a b scv-10 250l/p fa700/630-900st bg-06-h-32 Hình 3 Sơ đồ hệ thống thuỷ lực hy-09 set 156 210kg/ cv-06t 100l/p A 1 A 2 M2 dshg-06-0c3e500l/p 18KW 1450v/p P2 MF-12 265LP P3 150t -161 165l/p Tank 1000l MF-10 6 P1 30KW 1450v/p M1 pv-63 50l/p-350bar 210L/P 58 01- Thùng dầu 02- Bộ lọc đ−ờng hút của bơm. 03- Khoá thuỷ lực. 04- Động cơ điều khiển. 05- Khớp nối. 06- Bơm thuỷ lực 07- Van một chiều 08- Bộ lọc đ−ờng xả của bơm 09- Van tiết lơu. 10- Đồng hồ áp suất 11- Van an toàn 12- Van 13- Động cơ điều khiển 14- Bơm thuỷ lực. Các thông số kỹ thuật Lực ép lớn nhất: 1200 tấn áp suất Max của hệ thống: 300Kg/cm2 Tốc độ xuống nhanh: 18 mm/s Tốc độ ép: 2 m/s Tốc độ lên nhanh: 30 mm/s L−u l−ợng bơm: 46 l/ph áp suất Max của bơm: 300 kg/cm2 Công suất động cơ: 48 KW * Hệ thống điện điều khiển: Sơ đồ điều khiển: 59 Hệ thống điều khiển PLC đ−ợc nhập từ Nhật. Sơ đồ điều khiển PLC nh− sau: 60 Bảng các thiết bị điều khiển của máy ép chấn tôn 1200 tấn. STT Tên thiết bị Xuất xứ Đơn vị SL 01 Vỏ tủ điều khiển Đức Chiếc 02 02 Vỏ tủ điện tổng Đức Chiếc 01 03 á tổng 150A 3 pha Nhật Chiếc 01 04 á tổng 100A 3 pha Nhật Chiếc 01 05 Khởi động từ 100A Nhật Chiếc 01 06 Bộ điều khiển PLC Nhật Chiếc 01 07 Màn hình điều khiển Nhật Chiếc 01 08 Biến tần 3,7Kw/380V Nhật Chiếc 01 09 Biến tần 2,2 kw/380V Nhật Chiếc 01 10 Biến áp 380V/220V/2KVA Việt Nam Chiếc 01 11 Rơ le nhiệt 100 – 180A Nhật Chiếc 01 12 Bộ th−ớc đo Nhật Chiếc 02 13 Công tắc hành trình Nhật Chiếc 07 14 Rơ le trung gian Đức Chiếc 08 15 Đồng hồ đo dòng Đài loan Chiếc 01 16 Đồng hồ đo điện áp Đài loan Chiếc 01 17 Biến dòng 100/5 Đài loan Chiếc 01 18 Bảo vệ mất pha, đảo pha Đài loan Chiếc 01 19 Đèn báo Hàn Quốc Chiếc 08 20 Công tắc chuyển mạch Hàn Quốc Chiếc 02 21 Nút ấn điều khiển Hàn Quốc Chiếc 06 22 Tay điều khiển Hàn Quốc Chiếc 01 23 Dây điện điều khiển Hàn Quốc mét 20 24 Dây điện cấp nguồn Hàn Quốc mét 50 25 Ray điện cấp nguồn Đài Loan mét 13 61 26 Bộ lấy điện 120A Đài Loan Bộ 01 27 Bộ kéo căng Đài Loan Bộ 01 * Hệ thống khuôn: Đ−ợc chế tạo từ thép CT# và tôn tấm tổ hợp gồm 04 bộ - Khuôn ép 900. + Chày ép 900 + Cối ép 900 - Kh uôn ép 600: + Chày ép 600 + Cối ép 600 - 62 Khuôn ép cầu: + Chày ép cầu + Cối ép cầu 63 - Khuôn ép tròn + Chày ép tròn + Cối ép tròn 3.3 Xác định điều kiện làm việc của máy Máy ép chấn tôn thuỷ lực 1200 tấn làm việc với các thông số kỹ thuật nh− sau: 64 3.3.1. Thông số hình học: - Chiều dài 13 m - Chiều rộng 3,8 m - Chiều cao 4,6 m - Khoảng cách từ bàn máy đến xi lanh thuỷ lực 1000 mm - Khoảng cách giữa 2 thân dầm 2,8 m - Khoảng dịch chuyển theo chiều dọc 12,8m - Khoảng dịch chuyển theo chiều ngang của đầu ép - Chiều cao của bàn ép 0,8m - Tổng trọng l−ợng máy: 175 tấn. 3.3.2. Thông số kỹ thuật. - Lực ép: 1200 tấn - Tốc độ ép: 2 mm/s - Hành trình ép: 900 mm - Tốc độ di chuyển theo chiều dọc: 10 m/phút. - Tốc độ di chuyển ngang của đầu ép: 3 m/phút. - Công suất môtơ bơm: 48 Kw. - L−u l−ợng bơm thuỷ lực: 100 l/phút. - áp suất tối đa của hệ thống thuỷ lực: 300 bar. - Thùng dầu: 1000 lít. - Chiều dày tối đa của chi tiết: 80mm. 3.4 Đánh giá hiệu quả của máy ép chấn tôn 1200T với công nghệ đóng, sửa chữa tầu và gia công cơ khí Ngày nay công nền công nghiệp n−ớc ta đang trong gia đoạn phát triển và hiện đại hoá, với 5 mũi nhọn phát triển là công nghiệp nhẹ, nông nghiệp, điện t−, công nghệ sinh học và công nghiệp nặng. Cùng với sự hỗ trợ của chính phủ, nền công nghiệp nặng n−ớc ta bắt đầu khởi sắc trong đó phải nói đến công nghiệp luyên kim, chế tạo máy, đóng tàu, trong đó hàng loạt các 65 nhà máy đóng tàu ra đời. Cùng với các nhà máy có truyền thống lâu đời nh− Bạch Đằng, Hạ Long, Sông Cấm, Công ty Công Nghiệp Tầu Thuỷ Nam Triệu cũng đầu t− và mở rộng sản xuất đóng mới các con tàu có trọng tải lớn, để làm đ−ợc điều này. Nhà máy phải trang bị thêm một loạt các máy công cụ cỡ lớn nh− máy lốc ba trục, máy uốn thép mỏ, máy ép chấn tôn,… Trong khi nền kinh tế còn hạn hẹp. Loại máy ép chấn tôn mua từ n−ớc ngoài rất tốn kèm , trong khi điều điện trong n−ớc có thể chế tạo đ−ợc. Do đó công ty công nghiệp đã chế tạo loại máy ép chấn tôn 1200T. Loại máy này sử dụng để chấn tôn để làm mũi quả lê của con tầu, các mà mã trong các hầm hàng các vách sóng với chiều dài từ 800 đến 30000mm, các trụ của các con cẩu trên các con tầu chấn làm các mang sông ống nối của các đ−ờng ống dẫn dầu và dẫn n−ớc balat. Ngoài ra máy còn làm thêm công việc uốn tôn và duỗi tôn theo các biện dạng định hình ở các đoạn mũi và đua của một con tầu, làm các khuôn của hầm hàng, các cánh của thông hơi, hay thông giữa các khoang với nhau. Ngoài ra máy còn ép các chỏm cầu để làm các bình áp lực cho hệ thống nén khí của công ty, Làm các đỉnh chóp của các máy bắn hạt kim loại. Máy ép chấn tôn 1200T dùng trong ngành đóng tầu là không thể thiếu đ−ợc, vì khối l−ợng công việc mà máy ép chấn tôn tham gia vào đóng một con tàu khoảng 35%. 3.5 Tính toán thông số kỹ thuật của máy 3.5.1 Kết cấu khung di chuyển Khung di chuyển bàn ép có kích th−ớc bao ngoài đ−ợc chọn sơ bộ nh− hình vẽ: 66 50 16 5230 Máy ép chấn tôn 1200 tấn lực tác dụng lớn nhất tập trung tại thanh dầm và khung. Tại vị trí này mặt cắt nguy hiểm nhất, chỉ đi tính toán sức bền cho khung dầm. Do khung có tính chất đối xứng nên ta có thể tính kiểm tra cho một phía với 60% tổng tải trọng. Tải trọng tác dụng lên khung bao gồm: . Tải trọng tập trung P có giá trị lớn nhất khi máy làm việc với lực ép lớn nhất: P = 1200 000x60%KG = 720 000KG . Tải trọng phân bố do trọng l−ợng bản thân của bàn ép về một phía: - Tải trọng phân bố do trọng l−ợng bản thân thanh ngang gây ra: q1= 1,32 KG/mm - Tải trọng phân bố do trọng l−ợng bản thân của cột đỡ: q2 = 1,38 Kg/mm. Lúc này thanh ngang của khung chịu một phản lực đúng bằng lực ép xuống. 67 Sơ đồ tính của khung nh− sau: 46 80 3820 q2 =1 ,3 82 K G /m m q2 =1 ,3 82 K G /m m p=720 000KG Biểu đồ mô men của khung có hình dạng sau: mmax = 685132,2kgm Chọn thép làm khung là thép CT3 có giới hạn chảy: σc= 2400 ữ 2800 KG/cm 2 Hệ số an toàn đối với loại vật liệu này: n = 1,5 ữ 3 . Lấy n = 3 Vậy: [σ] = σc/n = 800 ữ 933,3 KG/cm 2 68 Ta kiểm tra tiết diện ngang của khung theo tiết diện nh− hình vẽ 40 0 50 300300 14 0 11 00 14 0 60 60 1400 80 801120 Mặt cắt ngang của tiết diện có kết cấu thép tổ hợp, gồm nhiều thanh có tiết diện khác nhau ghép với nhau tạo nên. Do đó, ta kiểm tra bền theo công thức: σ = x x J M .y Trong đó: - Mx = Mmax = 685 132,2 KGm - y: Khoảng cách từ điểm đầu đến trọng tâm mặt cắt: y = 0,75m. - Jx: Mômen quán tính tổng diện tích với trục quán tính chính trung tâm Jx= 0,12 m 4 Thay số vào công thức ta có: σ = 685132,2x0,75/0,12 = 4282076,25 KG/m2 ⇒ σ = 428,2 KG/cm2 < [σ] Vậy tiết diện đã chon thoả mãn điều kiện bền. Tải trọng tác dụng lên cột đỡ thành xilanh: Tải trọng lớn nhất tác dụng lên thành đứng là khi xilanh ép di chuyển về hết hành trình theo ph−ơng Oy(Sơ đồ nh− hình vẽ). 69 3824 3824 5229 Theo sơ đồ này thì: * Tải trọng P1 – do lực ép P gây ra. P1 = 5229 3824 .120000000 = 87750000 N * Tải trọng phân bố do trọng l−ợng bản thân của khung di chuyển xilanh ép: - Tải trọng phân bố do trọng l−ợng bản thân của thanh ngang gây ra: P2 = 62400 N - Tải trọng phân bố do trọng l−ợng bản thân cuar cột đỡ: q2 = 1,38 kg/mm. Nh− vậy tải trọng tác dụng lên cột đỡ là: Pc = P1 + P2 = 87812400 N. Chọn thép làm cột đỡ là thép CT3 có giới hạn chảy: σc = 2400 ữ2800kg/cm 2 Hệ số an toàn với loại vật liệu này: n = 1,5 ữ3. Lấy n = 3. Vậy [σ] = σc/n = 800 ữ933,3 kg/cm 2. Kiểm tra độ bền của cột đỡ theo công thức: δ = F N = 152000 87812400 = 577 N/mm2 Trong đó: N = Pc = 87812400 N – Lực tác dụng lên cột đỡ. F = 152000 mm2 – Tiết diện cột đỡ. 70 Nh− vậy kết cấu cột đỡ ta chọn thoả mãn yêu cầu Tải trọng tác dụng lên ngàm khung đỡ xilanh ép: Pc PN Ta có lực tác dụng lên ngàm là: PN = PC = 87812400 N. Lực này sẽ gây ra một mômen uốn Mx đối với góc ngàm, nếu kết cấu không tốt sẽ gây ra sự phá huỷ tại góc này. Ta kiểm tra độ bền của tiết diện: Mặt cắt ngang của ngàm có tiết diện là kết cấu thép tổ hợp gồm nhiều thanh ghép lại tạo nên. Do đó ta kiểm tra bền theo công thức: σ = y J M X X . Trong đó: - Mx = 120xPN = 10537488000 N/mm 2. y: Khoảng cách từ điểm đầu đến trọng tâm mặt cắt y = 0,55m. JX: Mômen quán tính tổng diện tích với trục quán tính chính trung tâm JX = 0,11m 4. Thay số vào ta có: σ = y J M X X . = 55 11000000 01053748800 x = 768,7 N/mm. Nh− vậy kết cấu cột đỡ ta chọn thoả mãn yêu cầu. 71 3.5.2 Kết cấu bàn ép. Kết cấu bàn ép đ−ợc thiết kế nh− hình vẽ trong đó: các x−ơng trong dày 40mm là thép CT3 và cứ cách 400mm thì có một x−ơng theo cả chiều dọc và chiều ngang, x−ơng mép ngoài dày 80mm là thép CT3 chúng đ−ợc liên kết với nhau bằng mối ghép hàn, que hàn sử dụng là loại Kobeco của Nhật. Bàn ép của máy ép chấn tôn khi làm việc sẽ chịu một lực ép là 1200 tấn. Tuy nhiên lực ép này không tập trung tại một điểm mà sẽ giàn đều trên mặt tấm tôn bị ép theo diện tích của mặt làm việc của Piston. Diện tích bề mặt làm việc của Piston là D = 600 mm. Do đó khi làm việc tại bất kỳ vị trí nào trên bề mặt của bàn ép đều có 04 thanh đỡ chịu ép và mỗi thanh ép sẽ chịu một lực ép là P4 = 300 Tấn. Tính độ bền của x−ơng ngang bàn ép. Theo sơ đồ nh− hình vẽ thì tải trọng tác dụng lên x−ơng bàn ép bao gồm. * Tải trọng tập trung P4 có giá trị lớn nhất khi máy làm việc với lực ép lớn nhất: P4 = 3000000 N * Tải trọng phân bố do trọng l−ợng bản thân của x−ơng bàn ép: q = 3,1 N/mm. 72 10 0075 0 3800 P4 Chọn thép làm khung là thép CT3 có giới hạn chảy: σc = 2400ữ2800 KG/cm 2 Hệ số an toàn đối với loại vật liệu này: n = 1,5ữ3. Lấy n = 3. Vậy [σ] = σc/n = 800 ữ933,3 kg/cm 2. Ta kiểm tra tiết diện ngang của khung theo tiết diện nh− hình vẽ: Mặt cắt ngang của tiết diện có kết cấu thép tổ hợp, gồm nhiều thanh có tiết diện khác nhau ghép với nhau tạo nên. Do đó ta kiểm tra theo công thức: σ = y J M X X . Trong đó: - Mx = 84 . 2qllP + = 2855959500 N/mm2. - y: Khoảng cách từ điểm đầu đến trọng tâm mặt cắt y = 0,35m. - JX: Mômen quán tính tổng diện tích với trục quán tính chính trung tâm JX = 0,14m 4. Thay số vào công thức trên ta có: σ = 713,8 N/m2 < [σ] Vậy tiết diện đã chọn thoả mãn điều kiện bền. 3.6 Nghiện cứu, tính toán lựa chọn xylanh thuỷ lực, bơm thuỷ lực, động cơ điện phù hợp với máy ép 1200T Máy ép chấn tôn 1200 tấn đ−ợc thiết kế và chế tạo để phục vụ chủ yếu cho các nhà máy đóng tàu. Máy đ−ợc cấu tạo bệ cố định, khung ép và xi lanh 73 ép đ−ợc lắp di động. Tải trọng và tự trọng máy ép lớn nên hệ thống thuỷ lực đ−ợc chọn cho máy ép là hệ thống mở, luôn luôn không có áp suất ở nguồn, do vậy tránh đ−ợc quá tải cho động cơ điện và tránh cho hệ thống không bị rung giật, phần đóng mở van dầu đ−ợc làm việc gián tiếp. Bơm van và động cơ điện dùng trong hệ thống là của các hãng nổi tiếng của Nhật Bản. Dầu thuỷ lực dùng loại thông th−ờng ở thị tr−ờng Việt Nam, tuy vậy độ nhớt nhiệt độ cao nhất của hệ thống không đ−ợc thấp hơn 10cSt (≈ 1,90E). Độ nhớt của dầu thuỷ lực ở nhiệt độ môi tr−ờng thấp nhất cũng không đ−ợc v−ợt quá 300cSt (≈ 400E). Đối với các hệ thống thuỷ lực có áp suất maximum > 250 Kg/cm2 nên dùng dầu trong giới hạn 30-110 cSt (≈5-150E) là tốt nhất. ống thuỷ lực dùng các loại ống có bề mặt nhẵn, uốn ống nóng, bán kính uốn ống không nên nhỏ để tránh tổn thất công suất của hệ thống. Tốt nhất bán kính uốn ống R>4d (d- là đ−ờng kính ngoài của ống dẫn). Lắp ráp bơm vào động cơ cần tránh độ lệch tâm và độ gãy góc đ−ờng tâm của các thiết bị. Để giải quuyết vấn đề này, có thể làm nhiều kết cấu, song trên thực tế chỉ nên dùng hai kiểu kết cấu là: khớp mềm và trục các đăng tự lựa dẫn h−ớng. 3.6.1. Tính chọn xilanh thuỷ lực. Từ lực ép theo yêu cầu 1200T, ta đi tính toán để lựa chọn xilanh phù hợp với yêu cầu kỹ thuật. áp dụng công thức: p = F Ρ Trong đó: p - áp suất lớn nhất của bơm kg/cm2. P - áp lực yêu cầu 1200T = 1200.000 kg. F – Diện tích bề mặt tác dụng của áp suất dầu thuỷ lực (Diện tích đ−ờng kính trong xilanh). 74 Để đảm bảo áp suất tác dụng hiệu quả, các chi tiết khác nh− ống, van và một số phụ kiện thuỷ lực thông dụng, dễ mua có săn trên thị tr−ờng. Chúng ta chọn áp suất từ 300 ữ 320 bar. Sơ bộ chọn áp suất p = 300 bar = 300 x 1,0130 kg/cm2. Thay số vào công thức ta tính đ−ợc. F = p P = 9,303 000.1200 = 3950 cm2. Tính đ−ờng kính làm viiệc của piston ( đ−ờng kính trong). D p XilanhPiston áp dụng công thức: F = 4 2Dπ ⇒ D = 2 π F D = 2 14,3 3950 = 2 x 35,46 = 70,9 cm. ⇒ D = 709 mm. Từ kết quả tính toán nh− trên ta chọn đ−ợc loại piston xilanh phù hợp với yêu cầu đó là. Xilanh thuỷ lực của Nhật có các tiêu chuẩn sau. - Đ−ờng kính trong xilanh: D = 700mm. - Chiều dài tổng thể: 1500 mm. 75 - áp suất lực > 350 bar. - Độ ôvan ≤ 0,005 - Độ côn ≤ 0,005 - Độ bóng ≥ ∇8 3.6.2. Tính chọn bơm và công suất động cơ điện. Để đảm bảo cho máy làm việc êm với một lực ép rất lớn (1200 tấn) ta chọn ph−ơng án dùng bơm thuỷ lực. Bơm thuỷ lực đ−ợc chia làm hai loại: Bơm bánh răng và bơm piston. Bơm bánh răng có đặc điểm là nhỏ gọn, làm việc tin cậy, có thể làm việc với số vòng quay lớn t−ơng ứng với số vòng quay của động cơ điện. Vì vậy chỉ tiêu kinh tế của loại động cơ này cao. Tuy nhiên, so với loại bơm piston thì khả năng tạo áp suất của loại máy này thấp hơn. Khoảng làm việc thông dụng nhất của loại bơm này là 20-210 at. L−u l−ợng của loại máy này có thể đạt đến 600 l/ph. Bơm piston làm việc theo nguyên lý là sự thay đổi thể tích làm việc đ−ợc tạo nên bởi chuyển động tịnh tiến của piston trong xi lanh. Nguyên lý hút, đẩy của bơm piston đơn giản. Bơm piston có khả năng tạo đ−ợc áp suất rất cao, công nghệ cơ khí thuỷ lực ngày nay đã cho phép chế tạo những bơm làm việc với áp suất 1000 at và cao hơn nữa. Từ những đặc điểm của từng loại bơm đã nêu trên, để phù hợp với điều kiện làm việc của máy ép chấn tôn cần thiết kế ta chọ loại bơm piston để đảm bảo đạt đ−ợc lực ép nh− yêu cầu. Để tăng năng suất làm việc của máy chấn tôn thì ta dùng hai hệ thống bơm thuỷ lực: - Một hệ thống bơm áp lực lớn để tạo áp lực cho xi lanh trong quá trìng chấn. Một là hệ thống bơm l−u l−ợng lớn để di chuyển hành trình xi lanh không tải, tiết kiệm thời gian, tăng năng suất. 76 1200T Q1 V1 Piston Xilanh Vật ép Q1 + Q2 Q1 + Q2 Q1 + Q2 Q2 V2 * Bơm áp lực cao (Bơm này cung cấp áp lực tăng đến áp lực max để ép với lực 1200 tấn) Từ sơ đồ cung cấp áp lực cho xi lanh ta tính đ−ợc bơm áp lực cao nh− sau: Khi piston lắp chày ép đã tiếp xúc với chi tiết cần ép, lực tác dụng bắt đầu tăng và áp suất sẽ tăng do bơm cấp ta chọn. Tốc độ ép là 120mm/ph nh− vậy l−u l−ợng Q1 của bơm đ−ợc tính Q1 = F.V1 F – Diện tích đỉnh piston. Đ−ờng kính D = 700 mm = 7dm. Diện tích chịu áp lực F = 4 . 2Dπ = 0,785 x 49 = 38,465 dm2 Giả sử tổn thất cột áp không có L−u l−ợng dò rỉ bằng không ta có. L−u l−ợng : Q1 = F.V1 = 38,465 x 1,2 = 46,152 l/phút. áp suất bơm cần phải tạo ra để cung cấp áp lực cho xilanh thuỷ lực la p1 77 p1 = F P = 5,3846 000.1200 = 312 kg/cm2. Công suất của bơm: NB1 = p1xQ1 Thay số vào ta có NB1 = 312 x 46,152 = 14,399. Công suất động cơ điện lai bơm Nđc1 = E BN η.612 1 Trong đó: ηE = 0,85 ữ 1 hệ số của động cơ điện 612 hệ số tính toán chuyển đổi Nđc1 = 61285,0 399.14 x = 27,68 kw T−ơng ứng tra bảng chọn ta chọn đ−ợc bơm và động cơ điện lai bơm của Nhật có các thông số sau: - Công suất động cơ điện 30 Kw – 380V – 50 Hz, n= 1450 v/ph. Bơm thuỷ lực áp lực cao. Có Pmax = 320 kg/cm 2 Q = 46 l/ph. * Bơm cấp nhanh: (l−u l−ợng cao, áp suất thấp) Để cung cấp cho xilanh khi hành trình xuống ch−a có tải, nhằm giảm thời gian tăng năng suất trong khoảng di chuyển xuống h. Lúc này hai bơm đều cung cấp dầu thuỷ lực cho xilanh để đảm bảo tốc độ di chuyển xuống không tải của xilanh là 500mm/ph. Nh− vậy l−u l−ợng bơm cần cung cấp là: Q = F x V Q = 38,465 x 5 = 192,325 l/ph Để đảm bảo cho xilanh di chuyển với tốc độ không tải V= 500mm/ph thì l−u l−ợng bơm cấp nhanh Q2 phải cấp Q2 = Q – Q1 = 192,325 – 46,152 = 146,173 l /ph. 78 h 1200T Q1 V1 Piston Xilanh Vật ép Q1 + Q2 Q1 + Q2 Q2 V2 Q1 + Q2 Tính công suất môtơ điện: Nđc2 = E Qp η.612 . 22 Trong đó p2 = 2 4000.250 xD x π = 64,994 kg/cm2 ⇒ Nđc2 = 9,0612 173,146994,64 x x = 17,248 kw Chọn đông cơ Nhật có công suất 18kw có các thông số sau: N = 18 kw – 380V-50Hz, n= 1450 v/ph 3.6.3. Tính ống dẫn dầu. Theo tính chất của ống tròn, mặt trong nhẵn, dòng chảy đều, có giới hạn tốc độ 3 ữ6m/s thì dòng chảy trong ống sẽ không bị chảy rối. Đối với máy ép 1200 tấn ta chọn v= 4m/s. . Đ−ờng kính trong ống dẫn đ−ợc tính nh− sau: d = k. v Q 79 Trong đó: Q- L−u l−ợng tổng các bơm (l/phút). v – Tốc độ dòng chảy trong ống dẫn (m/s). k – Hệ số tính toán tra bảng theo các thông số của Q,v. Trong tr−ờng hợp này k = 4,6077 Do đó: d = 4,6077 v Q = 31,95 mm Ta chọn ống dẫn là loại ống tròn, mặt trong nhẵn, có đ−ờng kính d = 32mm. 3.6.4. Một số yêu cầu kỹ thuật khác. Các yêu cầu đối với mặt làm việc của xi lanh nh− sau: - Độ ô van ≤ 0,005 - Độ côn ≤ 0,005 - Độ bóng ∇8ữ∇12 3.7 Thiết kế và vẽ các bản vẽ chế tạo bàn máy ép. 3.8 Thiết kế và vẽ các bản vẽ chế tạo kết cấu x−ơng dầm máy ép. 3.9 Thiết kế cụm truyền động cơ khí . Cụm di chuyển ngang. Cụm di chuyển dọc . 3.10 Phân tích lựa chọn hệ thống điều khiển. 3.10.1 Máy ép chấn tôn 1200T đ−ợc tính toán thiết kế theo công nghệ chấn tôn phục vụ trong công tác đóng tầu. Quá trình điều khiển máy ép đ−ợc tự động hoá theo công nghệ CNC cho phép công nhân vận hành xác định chính xác toạ độ điểm cần gia công trên hai trục toạ độ ( X,Y). Máy ép đ−ợc thiết kế hoạt động ở hai chế độ điều khiển bằng tay và điều khiển tự động : Chế độ điều khiển bằng tay giúp cho ng−ời vận hành căn chỉnh chi tiết gia công, đánh giá tình trạng hoạt động của thiết bị tr−ớc khi tiến hành gia công hàng loạt. Chế độ điều khiển tự động máy ép làm việc theo ch−ơng trình đã đ−ợc lập trình theo công nghệ PLC. 80 Các động cơ di chuyển dọc bàn ép, động cơ di chuyển ngang xy lanh đ−ợc điều khiển theo nguyên lý thay đổi tần số ( INVERTER ) điều này giúp cho máy hoạt động nhẹ nhàng , việc kết nối với hệ thống máy tính hết sức thuận lợi. Thông qua màn hình giao diện với chức năng đồ hoạ phong phú ng−ời vận hành dễ dàng giám sát việc gia công , cũng nh− thiết lập một quá trình làm việc mới. Máy đ−ợc thiết kế cho phép thực hiện nhiều điểm cần gia công theo thứ tự lập trình cho tr−ớc với độ chính xác < 5mm . Tủ điện điều khiển đ−ợc thiết kế, lắp đặt theo đúng quy trình, quy phạm của ngành điện, ng−ời vận hành dẽ dàng theo tác. trong tủ điện điều khiển chia thành các modul cung cấp, động lực, điều khiển, cho phép hệ thống làm việc ổn định và lâu dài. Các động cơ đ−ợc bảo vệ chống ngắn mạch, quá tải . nguồn điều khiển ở chế độ điện áp thấp 24V. Hệ thống điều khiển Gồm có các thiết bị điều khiển hoạt động của máy đ−ợc lắp đặt trong tủ điều khiển và các thiết bị trên máy, nguồn cung cấp cho các thiết bị này đ−ợc lấy từ mạch động lực qua biến áp cách ly ( 380/220). Màn hình điều khiển hiển thị các toạ độ di chuyển của pitông và đặt toạ độ cho pitông di chuyển . Các rơle trung gian trong tủ, điều khiển cho các thiết bị mạch động lực bên ngoài VD : Bơm thuỷ lực, các van thuủy lực …. Điều khiển cho hai cơ cấu di chuyển của pitông là hai bộ biến tần điều khiển cho bốn động cơ không đồng bộ rô to lồng xóc, có −u điểm là khởi động êm, hãm dừng chính xác, thay đổi tốc độ dẽ dàng ( vô cấp ), tiết kiệm điện năng. Bảo vệ quá dòng, quá tải, ngắn mạch cho động cơ. Công tắc chuyển mạch, nút ấn : Chuyển chế độ làm việc của máy. Bên ngoài tủ điều khiển còn đ−ợc lắp đặt các thiết bị nh− hai bộ phát xung encoder thiết bị này đ−ợc lắp đặt vào hệ cơ cấu di chuyển và tỳ vào thành 81 máy, khi cơ cấu di chuyển hoạt động encoder sẽ quay và đ−a tín hiệu về PLC điều khiển, hiển thị toạ độ ra ngoài màn hình. Trên thân máy còn có các hành vị hành trình ( các senxo vị trí, khống chế các hành trình chuyển động , cơ cấu di chuyển và chuyển động của piston) hệ thống val bảo vệ quá áp xuất. Bộ tay bấm đ−ợc điều khiển đ−ợc điều khiển từ xa ở mọi vị trí tạo điều kkiện thuận lợi cho ng−ời vận hành. 3.10.2. Mạch động lực Nguồn điện cung cấp đ−ợc lấy từ nhà máy đ−a vào tủ điển tổng và đến ray điện của máy, sau đó qua tay lấy điện và đến tủ động lực Dây cáp điện cấp nguồn và ray điện, chổi điện đ−ợc tính chọn phù hợp với công suất của máy. Trong tủ động lực lắp đặt các áp tomát: đống cắt và bảo vệ cho máy. Khởi động từ, rơ le nhiệt đóng cắt bảo vệ cho các bơm thuủy lực Biến áp 380v/220v cấp nguồn cho hệ thống điều khiển Các rơ le trung gian đồng hồ đo dòng, đồng hồ đo áp, biến dòng , đèn báo, cầu chì,,, 3.10.3 Điều khiển hoạt động của các cơ cấu thuỷ lực. Hoạt động của cơ cấu thuỷ lực gồm có ba hành trình chuyển động và một hành trình nghỉ. Hành trình piston xuống, không tải ( chuyển động nhanh S1-LS23). Bộ điều khiển cấp điện cho: Động cơ M6 ( động cơ bơm l−u l−ợng lớn) val điện từ SOL-D, Val thuỷ lực SLO-F đ−ợc mở đ−a áp lực dầu đến xy lanh máy ép. Đ−ờng hồi dầu xylanh đ−ợc đ−a về thùng dầu 1000L. Thực hiện quá trình xuống nhanh . Hành trình ép ( LS2 b- LS3) bộ điều khiểnh cấp điện cho: Động cơ M5 ( động cơ tăng áp ) 82 Val điện từ SOL-B, Val thuỷ lực SOL-E đ−ợc mở, áp lực dầu đ−ợc đ−a đến xylanh thực hiện quá trình chấn. Khi chấn đến một áp lực nhất định thì val áp suất đ−a tín hiệu về bộ điều khiển dừng quá trình chấn Hành trình Piston đi lên ( LS3-LS1) bộ điều khiển cấp điện cho val điện từ SOL-A và SOL-C val thuỷ lực 12 mở đ−a l−u l−ợng dầu đến xy lanh đ−a piston dịch chuyển lên nhanh với tốc độ 150mm/s 3.10.4. Hệ thống điện a. Các loại dây điện là loại gồm nhiều sợi kim loại đ−ợc bọc cách điện của nhật Tủ điện điều khiển: vỏ tủ đ−ợic chế tạo có khả năng chống ăn mòn và không gỉ với chế độ bảo vệ IP55, Biến tần là của Anh còn các thiết bị khác là của hàng SIếMN của đức. Tủ chỉ đ−ợc mỏ bằng khoá đặc biệt hoặc bằng vime dẫn động. Các thiết bị đ−ợc thiết kế để có thể bảo d−ỡng một cách tố nhất. Thiết bị đ−ợc bố trí trong tủ có thể tránh đ−ợc các tai nạn do tiếp xúc với tủ điện b. Các động cơ điện Tất cả các động cơ điện dùng tcho máy ép chấn tôn là loại động cơ rôtlông xóc, của nhât bản với chế độ làm việc nặng, coa hệ thống quá mát tản nhiệt và hệ thông sbảo vệ IP55 c. Các thiết bị điều khiển động cơ điện Các cơ cấu, thiêt bị phục vụ khởi động, thay đổi tốc độ , đảm bảo chiều quay của các động cơ điện đ−ợc bố trí lắp đặt một cách thuận tiện, nhe nhàng khi thao tác, dễ dàng khi sử chữa. Hệ thống điện đièu khiển động cơ trên Máy ép chấn tôn này là biến tần của anh, với ph−ơng pháp thay đổi tốc độ bằng biến tần đảm bảo động cơ khở động êm, có khả năng điều chỉnh tốc độ trơn vô cấp ( Không giật cục) hạn chế chế đ−ợc dòng khởi động , có độ ổn định cao, tạo ra đ−ợc mô men khởi động lớn, cho phép dùng đ−ợc động cơ lồng xóc nâng cao đ−ợc tuổi thọ động 83 cơ, độ ổn định tốt, đây là hệ thống điều khiển làm việc tại việt nam sử dụng dễ dàng, điều khiển chính xác, hệ số àn toàn cao. Tất cả hệ thống điện đ−ợc bố trí đầy đủ các thiết bị khoá trái khi đảo chiều, ngắt điện khi quá điện áp, không tự khởi động sau khi mất điện. d. Các khí cụ điện lắp đặt trên máy ép chấn tôn tất cả các khí cụ điện, thiết bị điện hầu nh−: cầu dao, cầu chì, áp to mát, công tắc tơ, rơ le, thiết bị điện bán dẫn … của nhất bản. có đầy đủ các thông số kỹ thuật của nhà chế tạo và phù hợp với điều kiện của nhà ches tạo và phù hơp với tiêu chuẩn Việt nam và tiêu chuẩn Quốc tế. Các khí cụ điện bên chắc chắn và chịu đ−ợc s− rung động của thiết bị làm việc tin cậy, đẽ sửa chữa, thay thế có tính lắp lẫn cao. Các khí cụ điện duy trì đ−ợc tính năng làm việc trông điều kiện làm mát tự nhiên, ở vùng nhiệt đới biển Các khí cụ, thiết bị điện đảm bảo chắc chắn, không có hiện t−ợng lỏng, tự bỏ chế độ làm việc hoặc tự động khởi động. 3.11 Thiết kế và vẽ các bản vẽ chế tạo chày cối ép 84 Ch−ơng IV: Xây dựng quy trình công nghệ chế tạo lắp ráp, kiểm tra bảo d−ỡng. 4.1 Quy trình gia công chế tạo bàn ép Máy ép chấn tôn 1200T 4.1.1. Mục đích yêu cầu. - Soạn thảo ra một ph−ơng án tối −u mang tính trình tự và hệ thống phục cụ cho công tác gia công bàn ép và thân máy ép thuỷ lực trong quá trình sản xuất. - Chuyên môn hoá sản xuất nhằm nâng cao năng suất lao động, rút ngắn chu kỳ sản xuất, hạ giá thành sản phẩm. - Tiêu chuẩn hoá các chi tiết đIún hình nhằm nâng cao chất l−ợng sản phẩm, giảm các chi phí không cần thiết đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đề ra. - Thoả mãn các yêu cầu của khách hàng. 4.1.2. Phạm vi ứng dụng. Gia công chế tạo bàn ép và thân của máy ép chấn tôn 1200 tấn. Trong các nhà máy có đủ các trang thiết bị yêu cầu. 4.1.3. Các định nghĩa. Công nghệ: Là tập hợp các thông số đặc tr−ng của quá trìng sản xuất nhất định. - Nguyên công: là phần công việc sản xuất ở một nơi do một công nhân hay một nhóm công nhân tiến hành trên một đối t−ợng lao động nhất định. - Chi tiết: là một phần kết cấu không thể phân chia. - Cụm chi tiết: là một bộ phận của máy hoặc kết cấu thân máy đ−ợc tạo thành từ hai hoặc nhiều chi tiết riêng biệt đ−ợc lắp ghép với nhau bằng các loại mối ghép. 4.1.2 Quy trình công nghệ chế tạo 1/ Từ mục đích yêu cầu trên, căn cứ vào thiết kế tổng thể và thiết kế chi tiết, chúng ta đ−a ra l−u đồ của quy trình công nghệ chế tạo bàn ép của máy ép thuỷ lực 1200 tấn nh− sau: 85 Phân loại tôn theo bản vẽ yêu cầu Nắn phẳng Lám sạch tôn Phun sơn bảo vệ Gia công chi tiết Là phẳng sử lý sau khi cắt bằng nhiệt Đ−a về bàn gá Gá lắp cụm chi tiết Gá lắp toàn bộ bàn ép Hàn đính các chi tiết Hàn toàn bộ bàn ép Sơn lần cuối Vận chuyển về vị trí lắp ráp Gia công 86 4.2. Quy trình gia công chế tạo bàn ép 4.2.1/ Diễn giải l−u đồ Theo thiết kế bàn ép có hai loại tôn chủ yếu cấu tạo nên bàn ép là tôn δ80 của hai bên tấm thành và tôn δ40 của các x−ơng ngang và x−ơng dọc. Phân loại tôn nhằm cung cấp đủ số l−ợng, chủng loại để cho công đoạn tiếp theo điều chỉnh máy cho phù hợp.Vận chuyển tôn bằng xe và cần cẩu. - Nắn phẳng. Nắn phẳng đơn giản để loại trừ chỗ lồi lõm trên bề mặt thép tấm do việc nguội không đồng đều trong quá trình sản xuất thép, cán thép hay do vận chuyển bốc xếp. Loại trừ ứng suất d− còn lại trong vật liệu và loại trừ một phần ôxít sắt bám trên bề mặt thép đã bung ra sau thời gian nằm ngoài trời. Việc nắn phẳng thép tấm đ−ợc tiến hành từ những máy cán chuyên dùng có kết cấu nhiều trục, các tấm thép đ−ợc đ−a vào uốn đi uốn lại nhiều lần. Số lần cán một tấm thép phụ thuộc vào chiều dày và thời gian vật liệu để ngoài trời. - Làm sạch bề mặt thép tấm. Làm sạch bề mặt thép nhằm loại trừ ôxit sắt, dầu mỡ và các tạp chất bẩn khác bám trên bề mặt nguyên vật liệu. Tuỳ thuộc vào cấu trúc của lớp ôxit sắt và các chất bẩn khác nhau trên bề mặt vật liệu mà chọn các ph−ơng pháp đánh sạch. + Ph−ơng pháp cơ học: có hai ph−ơng pháp làm sạch cơ học là ph−ơng pháp thủ công (dùng búa gò rỉ, bàn chải thép, dũa cạo) để làm sạch và dùng cơ giới (phun cát khô, phun hạt mài). + Ph−ơng pháp hoá học: Dùng các chất hoá học để tẩy + Ph−ơng pháp nhiệt: Sử dụng ngọn lửa ôxy-axêtylen hoặc ôxy-gas đốt nóng bề mặt vật liệu. ở đây ta dùng ph−ơng pháp cơ giới là phun hạt mài. Sau khi phun xong, kiểm tra đạt tiêu chuẩn độ sạch SA2.5 mới chuyển sang b−ớc công nghệ tiếp theo. 87 - Phun sơn bảo vệ (Sơn lót chống rỉ): Sau khi dùng hạt mài làm sạch bề mặt phải phun một lớp sơn chống rỉ ngay vì thép rất rễ bị ôxy hoá trở lại trong môi tr−ờng tự nhiên. Chất liệu sơn lót phải đảm bảo một số yêu cầu sau: + Sơn phải phun (xì và khô nhanh) + Sau khi khô phải tạo thành một lớp bảo vệ ngoài chắc chắn không bị dạn nứt. + Không gây khó khăn cho quá trình công nghệ tiếp theo nh− cắt hơi, hàn + Phải t−ơng đối bên vững trong suốt thời gian chế tạo và chịu đ−ợc các va đập cơ học trong khi vận chuyển, xếp đống hoặc trong các công đoạn sản suất. + Không đ−ợc gây ảnh h−ởng xấu đến lớp sơn tiếp theo. Kiểm tra đạt yêu cầu chuyển sang b−ớc tiếp theo. Tiêu chuẩn kiểm tra: Độ dày lớp phun phủ đạt 15 ữ 25μm 4.2.2. Gia công chi tiết Phải phân nhóm các chi tiết tr−ớc khi gia công - Nhóm các chi tiết thành đứng bàn ép. - Nhóm các chi tiết x−ơng ngang - Nhóm các chi tiết thành đứng cữ hành trình. - Nhóm các chi tiết bịt đầu cữ hành trình. Sau khi phân nhóm các chi tiết đến b−ớc lấy dấu trên các nguyên liệu hoặc vào số liệu cho các máy cắt nhiệt CNC. ở đây chúng ta dùng ph−ơng pháp cắt máy CNC từ đĩa thiết kế chế tạo chi tiết của bàn ép Số l−ợng các chi tiết gia công cát bằng máy cắt CNC phụ thuộc vào số l−ợng chi tiết của bàn ép đ−ợc thiết kế. Toàn bộ các chi tiết x−ơng dọc đ−ợc vát mép 2 bên, góc độ vát mép >= 450 Nơi sử dụng để cắt trên máy CNC th−ờng dùng Gas và ôxy Ôxy: Có thể sử dụng trạm điều chế dẫn vào bảng cung cấp cho máy, cũng có thể dùng các chai đóng sẵn. 88 Gas: Dẫn từ trạm vào bằng hệ thống ống, van hoặc dùng chai đóng sẵn. Các nhóm chi tiết cắt xong yêu cầu kiểm tra kích th−ớc theo thiết kế đạt mới cho chuyển b−ớc tiếp theo. + Phân loại những chi tiết cong vênh sau khi cắt nhiệt đ−a sang công đoạn là phẳng những chi tiết đạt chuyển về bàn gá. 4.2.3. Là phẳng sau khi cắt nhiệt Đ−a qua máy cán nhiều trục nh− phần nắn phẳng thép. Sau khi kiểm tra đạt đ−a về bàn gá. Bàn gá của bàn ép đ−ợc gia công tr−ớc có chiều dài > 13m, chiều rộng > 4m, cao 0,2 – 0,3 m. Yêu cầu của bàn gá làm bằng thép đủ cứng vững, trên bề mặt đ−ợc lát một lớp tôn δ10. Bề mặt đ−ợc căn kê đảm bảo độ phẳng. Bề mặt bàn gá đ−ợc kiểm tra máy đo toàn đạc điện tử. Tr−ớc khi gá lắp các chi tiết bàn ép chúng ta phải chế tạo d−ỡng gá để đảm bảo khoảng cách giữa các tấm khi gá lắp. Khi kiểm tra công tác chuẩn bị đầy đủ sẽ chuyển đến b−ớc tiếp theo gá lắp các chi tiết của bàn ép. 4.2.4. Gia công tinh thành đứng. Tiến hành gia công tinh hai tấm thành đứng bàn ép. Đ−a lên máy tổ hợp gia công cơ khí phay phẳng cạnh trên và d−ới đạt ∇5. Độ song song của hai cạnh <0,1 4.2.5. Gá lắp cụm chi tiết. Lấy dấu trên bàn gá vị trí của các chi tiết cần gá lắp nh− thành đứng bàn ép, vị trí các x−ơng ngang, x−ơng dọc, kiểm tra kích th−ớc theo các chiều: chiều ngang, chiều dọc và hai đ−ờng chéo của dấu khi đảm bảo chúng ta bắt đầu gá. Dùng cần cẩu hoặc Palăng đ−a các tấm x−ơng ngang, x−ơng dọc vào vị trí đã lấy dấu, kiểm tra độ song song giữa các chi tiết, độ vuông góc với mặt bàn gá và độ vuông góc giữa các chi tiết, hàn đính chắc chắn giữa x−ơng ngang 89 và x−ơng dọc với nhau và hàn đính với bàn gá. Kiểm tra hai thành bên của bàn ép bằng kính ngắm, đạt yêu cầu tiếp tục cho cẩu các tấm thành 2 bên bàn ép vào lắp ghép. Kiểm tra lại độ song song của 2 thành đứng với bàn gá xong cho hàn đứng chắc chắn với các x−ơng ngang và hàn đính với bàn gá. Dụng cụ kiểm tra dùng máy đo toàn đạc điện tử, Nivô điện tử, th−ớc ke vuông góc. Hàn đính lại toàn bộ các mối ghép, kiểm tra lại lần cuối đạt yêu cầu cho chuyển sang b−ớc tiếp theo. 4.2.6. Hàn các chi tiết. Ta tiến hành hàn từng cụm chi tiết sau khi kiểm tra đạt yêu cầu mới chuyển sang hàn toàn bộ bàn ép 4.2.7 Hàn toàn bộ bàn ép: Thực hiện theo đúng quy trình của công nghệ hàn. Để điền đầy l−ợng kim loại tại các mối hàn rất lớn chính vì vậy yêu cầu hàn nhiều lớp, thực hiện làm nhiều lần tránh đổ nhiệt quá lớn vào mối hàn gây biến dạng. Hàn phải đối xứng mối hàn. Thực hiện hàn một lớp đầu tiên tại vị trí giữa xong chuyển ra hai đầu bàn ép. Khi hàn xong một lớp toàn bộ bàn ép phải kiểm tra siêu âm. Mối hàn không đạt yêu cầu phải mài hết mối hàn, hàn lại đạt yêu cầu mới chuyển hàn lớp thứ hai. Thứ tự lần l−ợt đến khi đủ chiều cao mối hàn. Thiết bị sử dụng khi hàn: Có thể dùng máy bán tự động, máy hàn 1 chiều để hàn. ở đây chúng ta dùng máy hàn bán tự động dùng khí bảo vệ mối hàn là CO2, đ−ờng kính dây hàn là ϕ1.2mm và ϕ1.6mm để hàn bàn ép. Thiết bị kiểm tra mối hàn: Có thể dùng máy siêu âm hoặc máy chụp X- Ray mối hàn. 4.2.8. Sơn lần cuối. Chà chải sạch những đ−ờng hàn, những vị trí sơn cháy trong quá trình hàn, vệ sinh sạch sẽ, thổi gió khô, cho tiến hành sơn chống gỉ sau đó lần l−ợt sơn lớp sơn màu. 90 Công việc sơn thực hiện theo quy trình công nghệ sơn thép. Kiểm tra toàn bộ bàn ép lần cuối, vận chuyển về vị trí tập kết để tiến hành b−ớc công nghệ tiếp theo. Thiết bị dùng để vận chuyển là xe và cần cẩu. 4.3.Quy trình công nghệ chế tạo thân - dầm máy ép 1200T 4.3.1. Căn cứ vào thiết kế chi tiết, thiết kế thân- dầm máy ép, quy trình công nghệ chế tạo thân – dầm máy ép thuỷ lực 1200T đ−ợc thể hiện qua l−u đồ sau: Gá lắp chi tiết thân máy Nắn phẳng Làm sạch bề mặt Phun sơn lót chống rỉ Gia công chi tiết Làm phẳng sử lý sau cắt nhiệt Phân loại chi tiết Hàn các chi tiết Gia công tinh Phân loại vật liệu 91 4.3.2/ Diễn giải l−u đồ. Theo thiết kế thân – dầm gồm các loại tôn chủ yếu: δ80, δ50, δ40, δ20 để - Phân loại vật liệu: Tạo nên hộp thân và dầm của máy ép. - Năn phẳng: Nắn phẳng đơn giản để loại trừ các lỗ lồi lõm trên bề mặt thép tấm do việc nguội không đồng đều trong quá trình sản xuất thép, cán thép, hay do vận chuyển bốc xếp. Loại trừ ứng suất d− còn lại trong vật liệu và loại trừ một phần ôxit sắt bám trên bề mặt thép đã bung ra sau thời gian nằm ngoài trời. Việc nắn phẳng thép tấm đ−ợc tiến hành từ những máy cán chuyên dùng có kết cấu nhiều trục, các tấm thép đ−ợc đ−a vào uốn đi uốn lại nhiều lần. Số lần cán một tấm thép tuỳ thuộc vào chiều dày và thời gian vật liệu để ngoài trời. - Làm sạch bề mặt: Làm sạch bề mặt thép tấm nhằm loại trừ ôxit sắt, dầu mỡ và các tạp chất bẩn khác bám trên bề mặt nguyên liệu. Tuỳ thuộc vào cấu trúc của lớp ôxit sắt và các chất bẩn khác nhau trên bề mặt vật liệu mà chọn các ph−ơng pháp đánh sạch. + Ph−ơng pháp cơ hoc: Ph−ơng pháp thủ công ( búa gõ rỉ, bàn chải thép, dũi, cạo). Gá định vị thân máy và dầm Khoan, doa các lỗ lắp ghép Sơn hoàn thiện Vận chuyển về vị trí lắp 92 Ph−ơng pháp cơ giới ( Phun cát khô, phun hạt mài). + Ph−ơng pháp hoá hoc: Dùng các chất hoá học để tẩy. + Ph−ơng pháp nhiệt: Sử dụng ngọn lửa ôxi- axetilen hoặc ôxi-gas đốt nóng bề mặt vật liệu. ở đây chúng ta dùng ph−ơng pháp cơ giới: Phun hạt mài. Sau khi phun xong, kiểm tra đạt mới cho chuyển b−ớc công nghệ tiếp theo. - Phun sơn lót chống rỉ: Sau khi hạt mài làm sạch bề mặt phải phun sơn chống rỉ ngay vì thép rất rễ bị ôxi hoá trở lại trong môi tr−ờng tự nhiên. Chất liệu sơn lót phải đảm bảo một số yêu cầu sau: + Sơn phải phun (Xì và khô nhanh). + Sau khi khô phải tạo thành một lớp bảo vệ chắc chắn không dạn nứt chân chim. + Không gây khó khăn cho các quá trình công nghệ tiếp theo nh− cắt hơi, hàn… + Phải t−ơng đối bền vững trong suốt thời gian chế tạo và chịu đ−ợc các va đập cơ học trong khi vận chuyển, xếp đống hoặc trong các công đoạn sản xuất. + Không đ−ợc gây ảnh h−ởng xấu đến các lớp sơn tiếp theo. - Gia công chi tiết: Vật liệu chế tạo các chi tiết thân máy, dầm máy (thành đỡ xilanh) đ−ợc phân loại thành các loại vật liệu có chiều dày theo từng nhóm chi tiết. Thân máy có các loại tôn tổ hợp dày 50mm (tấm ốp phía trong), tôn dày 30mm (tấm ốp phía ngoài), tấm thành đứng dày 30mm, tấm chống lật tôn dày 20mm. * Dầm (thành đỡ xilanh) đ−ợc chế tạo từ tôn dày 80mm. * Dầm chống lật giá xilanh đ−ợc chế tạo từ tôn dày 50mm. 93 Các chi tiết này đ−ợc cắt theo bản vẽ chi tiết bởi máy cắt nhiệt CNC * ôxy đ−ợc dùng từ máy sản xuất ôxy chứa vào các bình chứa, dẫn vào máy bằng các đ−ờng ống dẫn hoặc dùng ôxy đóng chai sẵn. * Khí gas cũng đ−ợc dẫn vào máy bằng các bồn chứa hoặc chai đóng sắn. Các chi tiết gia công xong đều đ−ợc kiểm tra và chuyển b−ớc công nghệ. - Là phẳng chi tiết : (nh− quy trình gia công bàn ép) - Phân loại chi tiết: Thân máy ép đ−ợc thi công bởi 3 phân đoạn đó là 2 trụ bên kết cấu hộp và 2 dầm (thanh đỡ xilanh) là các tấm phẳng. Chính vì vậy đến công đoạn này phải phân loại các chi tiết và chuyển đến b−ớc tiếp theo. * Thân hộp (trụ) đ−ợc vận chuyển đến bàn gá chi tiết. * Dầm (thành đỡ xilanh) đ−ợc vận chuyển đến máy gia công tinh. Thiết bị vận chuyển : xe tải, cần cẩu. - Gá lắp chi tiết thân máy: Bàn gá đ−ợc gia công sẵn sàng bằng kết cấu thép, yêu cầu chắc chắn, phẳng. Kiểm tra bàn gá bằng máy đo toàn đạc điện tử. * Các chi tiết đều đ−ợc vát mép, mài nhẵn, góc độ vát mép đạt ≥ 450 * Gia công các d−ỡng chính xác để phục vụ gá lắp. * Gá thân hộp theo thứ tự sau: Đặt nằm tấm ốp phía ngoài xuống bàn gá, đính với bàn gá. Lấy d−ỡng dựng 2 tấm thành đứng. • Kiểm tra độ song song của 2 tấm đạt giá trị dung sai ≤ 3mm. • Kiểm tra độ vuông góc của 2 thành đứng với tấm ốp, đạt dung sai cho phép ≤ 2mm. Đính gá chắc chắn các tấm với nhau. * Gá tiếp tấm ốp phía trong với 3 tấm đã gá. Kiểm tra độ song song và vuông góc cho phép dung sai ≤ 2mm * Hàn đính chắc chắn giữa các tấm. 94 Dùng đồ gá gông chắc chắn lại, thử định vị hộp thân tr−ớc khi chuyển b−ớc hàn. Dụng cụ kiểm tra: * Êke vuông góc. * D−ỡng kiểm tra. * Máy toàn đạc điện tử. - Hàn các chi tiết thân máy. Vì tôn có chiều dày lớn, mối hàn lớn nên l−ợng nhiệt vô cùng lớn khi hàn một lần đạt chiều cao mối hàn. Để tránh biến dạng do nhiệt, chúng ta hàn từ từ, từng lớp, hàn cách đoạn, hàn đối xứng các mối hàn. Sau khi hàn xong lớp thứ nhất, tiến hành công tác kiểm tra kích th−ớc: nếu có hiện t−ợng biến dạng thi phải sử lý bằng hàn để chống biến dạng. Kiểm tra chất l−ợng mối hàn bằng ph−ơng pháp siêu âm để loại bỏ khuyết tật. Hàn xong một lớp phía d−ới ta cẩu lật để hàn các đ−ờng hàn giữa tấm ốp trong và hai tấm thành đứng. Các b−ớc cũng tiến hành t−ơng tự nh− đã thực hiện với tấm ốp phía ngoài. Các b−ớc tiếp theo lần l−ợt cẩu lật để hàn đến khi đủ chiều cao mối hàn. Khử ứng suất d− bằng nhiệt xong kiểm tra chất l−ợng mối hàn bằng siêu âm hoặc chụp X-Ray. - Gia công tinh thân dầm: + Dầm: Đ−a dầm lên bàn gá của máy phay gi−ờng, gia công tinh các bề mặt bao quanh của dầm. Yêu cầu độ chính xác: Độ không song song cạnh tỳ vai xilanh thuỷ lực so với cạnh A ≤ 0,05mm. Khi gia công xong dầm máy, thân máy ta đặt lên bàn lắp ghép. Lấy độ song song và vuông góc của dầm và 2 thân đảm bảo ≤ 0,1mm. 95 Lấy dấu tâm các lỗ bulông. Dùng máy khoét để khoét các lỗ ϕ30 xong doa lên ϕ30,5. Dụng cụ kiểm tra: - Th−ớc cặp. - D−ỡng kiểm. - Máy đo khoảng cách băng Laze. - Máy đo toàn đạc điện tử. * Sau khi kiểm tra đảm bảo kỹ thuật theo bản vẽ chế tạo cho chuyển b−ớc công nghệ. - Sơn hoàn thiện: Chà chải vệ sinh toàn bộ mối hàn, những chỗ sơn cháy, dùng khí thổi sạch rồi sơn 2 n−ớc sơn màu. * Kiểm tra đạt yêu cầu cho chuyển b−ớc công nghệ. - Vận chuyển về vị trí tập kết để lắp ghép. 4.3 Quy trình công nghệ gia công các chi tiết và cụm di chuyển dọc ngang của máy 4.4 Quy trình công nghệ gia công các dạng chày cối ép của máy 4.4.1- Quy trình công nghệ chế tạo cối ép chỏm cầu. Chọn phôi là phôi đúc, có kích th−ớc nh− hình vẽ. 96 Đây là cối ép có dạng chỏm cầu, bề mặt cần có độ chính xác là phần chỏm cầu. Các bề mặt khác không làm ảnh h−ởng đến độ chính xác và chất l−ợng sản phẩm nên không cần gia công. Ta chỉ gia công phần chỏm cầu. Gá chi tiết lên máy tiện đứng 1L532. Chi tiết gia công có hình dạng phức tạp nên ta dùng ph−ơng pháp chép hình. Gia công d−ỡng theo kích th−ớc cơ bản của chỏm cầu. Gia công bề mặt A của cối đạt kích th−ớc 200mm. Gia công chỏm cầu theo d−ỡng đạt kích th−ớc R440 Sau khi gia công xong tiến hành kiểm tra, dụng cụ kiểm tra dùng th−ớc cặp để kiểm tra ϕ680, d−ỡng để kiểm tra chỏm cầu. 4.4.2- Quy trình gia công chày ép chỏm cầu. Chọn phôi là phôi đúc có kích th−ớc nh− hình vẽ 97 Chi tiết chày vị trí cần gia công là chỏm cầu và mặt bích với lỗ bắt vào xilanh. Đây là chi tiết có kích th−ớc và khối l−ợng lớn nên ta dùng máy tiện đứng 1L532. Gia công d−ỡng theo kích th−ớc cơ bản của chỏm cầu. B−ớc 1: gia công mặt B của bích đạt kích th−ớc ϕ580, tiện mặt đầu A của bích đạt kích th−ớc 70. Tiện mặt C đạt kích th−ớc ϕ360 sâu 15. B−ớc 2: Gia công đầu chày theo d−ỡng đạt kích th−ớc R296. Kích th−ớc chiều cao của chày 600mm. Kiểm tra: Tiến hành kiểm tra đ−ờng kính của bích lắp với xilanh ép, kiểm tra bán kính đầu chày. Dụng cụ kiểm tra: dùng th−ớc cặp, th−ớc dây, d−ỡng kiểm. 98 4.4.3- Quy trình gia công cối ép 900. Chọn phôi là phôi đúc, vật liệu làm cối ép dùng thép đúc C70. Chày ép 900 dùng để ép các chi tiết có góc vuông vì vậy bề mặt cần gia công đạt độ chính xác là mặt trong của cối. Kích th−ớc của cối ép nh− hình vẽ. Để gia công đ−ợc bề mặt trong của cối ta dùng máy phay. Gá chi tiết lên máy phay, phay mặt A của cối đạt kích th−ớc 235mm, phay mặt E,F đạt kích th−ớc 1500mm. Sau đó đánh nghiêng đầu phay 450 phay mặt B, để phay mặt C đánh nghiêng đầu phay 900 theo chiều ng−ợc lại, cuối cùng phay mặt D. Các mặt khác không cần độ chính xác, không ảnh h−ởng đến chất l−ợng của sản phẩm nên không gia công. Kiểm tra: Tiến hành k