kết quả khoa học công nghệ

Dự án

Hoàn thiện thiết kế và công nghệ chế tạo máy uốn - ép điều
khiển bằng chơng trình số PLC phục vụ gia công kết cấu vỏ tầu,
ứng dụng cho tầu chở dầu thô 100.000T.
M số: DA01 Cơ quan chủ trì dự án : Công ty CP Cơ khí chính xác Vinashin
Chủ nhiệm Dựa án : PGS.TS Đặng Xuân Thi

7949 Hà nội, năm 2009 1
Bộ khoa học
Và công nghệ

Tập đoàn công nghiệp

c khớ chớnh xỏc Vinashin
Giỏm c
TS. Hong ỡnh Phi

Tập đoàn công nghiệp tàu thuỷ việt nam

Hà nội, năm 2009
2
TP ON CễNG NGHIP
TU THY VIT NAM
CễNG TY C PHN C KH
CHNH XC VINASHIN

CNG HO X HI CH NGHA VIT NAM

c lp T do Hnh phỳc

H ni, ngy 20 thỏng 12 nm 2009

Email:
Website:
a ch: To nh Sannam, Dch vng Hu, Cu Giy, H Ni
H v tờn th trng t chc: TS. Hong ỡnh Phi
S ti khon: 060001416256
Ngõn hng: Ngõn hng TMCP Nh H Ni CN Vn Phỳc
Tờn c quan ch qun D ỏn: Tp on cụng nghip tu thu Vit Nam (Vinashin)
3
II. TÌNH HÌNH THỰC HIỆN
1. Thời gian thực hiện dự án:
− Theo hợp đồng đã ký kết: từ tháng 3/ năm 2006 đến tháng 3/ năm 2008
− Thực tế thực hiện: từ tháng 8/ năm 2007 đến hết tháng 12/ năm 2009
− Được gia hạn :
- Lần 1 từ tháng 04/ năm 2008 đến hết tháng 12/ năm 2008
- Lần 2 từ tháng 01/ năm 2009 đến tháng 9/ năm 2009
- Lần 3 từ tháng 10 năm 2009 đến hết tháng 12 năm 2009
2. Kinh phí và s
ử dụng kinh phí:
a) Tổng số kinh phí thực hiện: 16.296 tr.đ, trong đó:
+ Kinh phí hỗ trợ từ SNKH: 4.238 tr.đ.
+ Kinh phí từ các nguồn khác: 12.058 tr.đ.
+ Tỷ lệ và kinh phí thu hồi đối với dự án: 80% (3.390 tr.đ)
b) Tình hình cấp và sử dụng kinh phí từ nguồn SNKH:
Theo kế hoạch Thực tế đạt được
Số
TT
Thời gian
(Tháng, năm)
Kinh phí
(Tr.đ)


3
Kinh phí hỗ trợ
công nghệ
385 385
4 Chi phí lao động 1.563 154 1.409
5
Nguyên vật liệu,
năng lượng
14.103 3.450 10.653
6
Thuê thiết bị, nhà
xưởng

7 Khác 245,4 27,4 218
Tổng cộng 16.296,4 4.076,4 12.2804
- Lý do thay đổi (nếu có):
3. Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án:
(Liệt kê các quyết định, văn bản của cơ quan quản lý từ công đoạn xác
định nhiệm vụ, xét chọn, phê duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời
gian, nội dung, kinh phí thực hiện nếu có); văn bản của tổ chức chủ trì đề
tài, dự án (đơn, kiến nghị điều ch
ỉnh nếu có)
Số
TT
Số, thời gian ban
hành văn bản

2009
5
Số 2541/CNTT-
KHCN
Gia hạn thời gian thực hiện các
nhiệm vụ KHCN
Đến hết tháng 12/
2009

4. Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài, dự án:
Số
TT
Tên tổ chức đăng
ký theo Thuyết
minh
Tên tổ chức
đã tham gia
thực hiện
Nội dung
tham gia
chủ yếu
Sản phẩm chủ
yếu đạt được
Ghi chú
1
Công ty CP cơ
khí chính xác
Vinashin
Công ty CP
cơ khí chính

Viện Nghiên cứu
cơ khí
Không tham
gia

5
- Lý do thay đổi: Dự án kéo dài và thiếu kinh phí thực hiện (Do Ngân hàng
BIDB không tiếp tục cho vay) nên không có kinh phí chuyển cho các bên
phối hợp thực hiện Dự án.
5. Cá nhân tham gia thực hiện đề tài, dự án:
(Người tham gia thực hiện đề tài thuộc tổ chức chủ trì và cơ quan phối
hợp, không quá 10 người kể cả chủ nhiệm)
Số
TT
Tên cá nhân
đăng ký theo
Thuyết minh
Tên cá
nhân đã
tham gia
thực hiện
Nội dung
tham gia
chính
Sả
n phẩm
chủ yếu đạt
được
Ghi chú
1

Không tham
gia
4
Ths. Đặng Lê
Thắng
Ths. Đặng
Lê Thắng
Viết chuyên
đề
Báo cáo
chuyên đề

5
Ks. Phạm Quang
Châu
Ks. Phạm
Quang
Châu
Kiểm soát
bản vẽ
Bản vẽ chế
tạo

6
Ks. Nguyễn
Trọng Dần

Không tham
gia
7 Ks. Đỗ Cát Đào

n).
6
6. Tình hình hợp tác quốc tế:
Số
TT
Theo kế hoạch
(Nội dung, thời gian, kinh phí,
địa điểm, tên tổ chức hợp tác, số
đoàn, số lượng người tham
gia )
Thực tế đạt được
(Nội dung, thời gian, kinh phí,
địa điểm, tên tổ chức hợp tác, số
đoàn, số lượng người tham
gia )
Ghi chú
1
Cử 3 kỹ sư sang làm việc và học
tập công nghệ chế tạo máy ép
thuỷ lực tại nhà máy Hefei (TQ)
thời gian 10 ngày
Cử hai (2) Đoàn tham quan nhà
máy HeFei thời gian 10 ngày

2
Mời chuyên gia cố vấn của hãng
HeFei (TQ) sang Việt Nam
hướng dẫn, giám sát chế tạo, lắp
ráp và chạy thử máy ép thuỷ lực
của Dự án (3 người x 25 ngày)


- Lý do thay đổi (nếu có):
7
8. Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:
(Nêu tại mục 15 của thuyết minh, không bao gồm: Hội thảo khoa học,
điều tra khảo sát trong nước và nước ngoài)
Thời gian
(Bắt đầu, kết thúc
– tháng năm)
Người,
cơ quan
thực hiện
Số
TT
Các nội dung, công việc
chủ yếu
(Các mốc đánh giá chủ
yếu)
Theo kế hoạch Thực tế đạt đượ
c

1
Thiết kế, lập quy trình công
nghệ chế tạo bần máy, dầm

tháng 12/2007
Phi, Thi,
Thảo, Vân
(Cty
CPCKCX
Vinashin)
3 Lắp ráp máy ép
Từ tháng
12/2007 đến
tháng 2/2008
Từ tháng
7/2009 đến
tháng 10/2009
An, Kiên,
Hùng, Quý
(Cty
CPCKCX
Vinashin)

4
Chậy thử không tải và có
tải
Từ tháng
1/2008 đến
tháng 2/2008
Từ tháng
10/2009 đến
đầu tháng
12/2009
Thi, Hùng,

đạt được
1 Máy uốn ép thuỷ lực
điều khiển bằng
chương trình số PLC,
lực ép 1500T, chuyên
dùng cho gia công vỏ
tàu

Cái

01

01

01
2 Bộ khuôn ép định hình Bộ 04 04 04

b) Sản phẩm Dạng II:
Yêu cầu khoa học cần đạt
Số
TT
Tên sản phẩm
Theo kế hoạch Thực tế đạt được
Ghi chú
1 Báo cáo phân
tích đề xuất kỹ
thuật và công
nghệ

6 tập

Số
TT
Tên sản phẩm
Theo kế hoạch Thực tế đạt được
Số lượng, nơi
công bố (Tạp
chí, nhà xuất
bản)
1 Máy ép thuỷ
lực dùng trong
công nghệ
đóng tàu

1 bài

1 bầi
Tạp chí
CNTT VN số
tháng 9 năm
2009
9
d) Kết quả đào tạo:
Số lượng
Số
TT
Cấp đào tạo,
Chuyên ngành
đào tạo
Theo kế hoạch Thực tế đạt được
Ghi chú

được ứng dụng
Thời gian
Địa điểm
(Ghi rõ tên, địa chỉ
nơi ứng dụng)
Kết quả sơ
bộ
1 Chưa có sản
phẩm nào được
ứng dụng

2 2. Đánh giá về hiệu quả do đề tài, dự án mang lại:
a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:
(Nêu rõ danh mục công nghệ và mức độ nắm vững, làm chủ, so sánh với
trình độ công nghệ so với khu vực và thế giới )
- Chúng ta đã thành công trong việc tổ hợp bằng công nghệ cắt, hàn các chi tiết siêu
trường, siêu trọng ( trọng lượng chi tiết đến 67T) không bị cong vênh, biến dạng và
gia công các chi tiết lớn (6 x 2 x 2.2 và 9 x 2 x2.2)m trong
điều kiện máy gia công
không đủ độ lớn và không đồng bộ.
- Lần đầu tiên Việt Nam chế tạo được máy uốn- ép thuỷ lực điều khiển bằng chương
trình số PLC với lực ép 1500T, phục vụ gia công vỏ tàu.
10
b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:
(Nêu rõ hiệu quả làm lợi tính bằng tiền dự kiến do đề tài, dự án tạo ra so
với các sản phẩm cùng loại trên thị trường )
- Lợi ích kinh tế: Máy ép do ta chế tạo rẻ hơn khoảng 15% so với máy nhập ngoại. PGS.TS. Đặng Xuân Thi
THỦ TRƯỞNG TỔ CHỨC CHỦ TRÌ
(Họ tên, chữ ký và đóng dấu)
Giám đốc

TS. Hoàng Đình Phi
11 Mục lục

Mở đầu
Chơng I - Lựa chọn mẫu máy uốn ép thuỷ lực phù hợp cho
công nghệ gia công vỏ tầu
3.1. Tổng quan về máy ép thuỷ lực dùng trong công
nghệ đóng tàu
3.2. Tổng quan về tình hình sử dụng máy uốn ép
3D phục vụ gia công vỏ tàu
3.3. Thông số máy uốn - ép thuỷ lực dự kiến của Dự
án

trng ca mỏy ộp thu lc 1500T
3.1. Quy trỡnh cụng ngh ch to xi lanh thu lc
3.2. Cụng ngh ch to khung mỏy ộp
Trang

14

16

16

20

23 25

25
33



Kết luận và Kiến nghị
Tài liệu tham khảo
Phụ lC

13
14
MỞ ĐẦU

Trong kết cấu thân tàu, các chi tiết tấm chiếm tới 70% trọng lượng vỏ tàu. Máy
uốn – ép sẽ làm nhiệm vụ chế tạo tấm tôn cho các phân đoạn cong, các chi tiết định
hình của tàu. Máy uốn – ép có khả năng gia công được các chi tiết dạng L, dangU,
dạng nửa cầu, dạng hình trụ và dạng cong nhiều chiều tuỳ theo thiết kế của sản
phẩm. Khối lượng công việc mà máy uốn – ép tham gia vào đóng vỏ một con tàu là
vào khoảng 20-30%.
Trước năm 2004 ở các nhà máy đóng tàu của ta đều có máy uốn - ép nhưng lực
ép thường nhỏ: Tại Nhà máy đóng tàu Phà Rừng có máy ép 500T, tại Nhà máy đóng
tàu Nam Triệu có máy ép 400T, tại Nhà máy đóng tàu Bạch Đằng có máy ép 500T
Các máy ép có lực ép như trên không còn phù hợp với việc đóng mới các con tàu có
trọng tải lớn 20.000 – 100.000DWT.
Thông qua việc thực hiện Đề tài KHCN cấp Nhà nước, năm 2004 Nhà máy
đóng tàu Nam Triệu đã chế tạo thành công máy ép 1200T (gọi là máy Chấn tôn


1. 1.Tổng quan về máy uốn - ép thuỷ lực dùng trong công nghệ gia công vỏ
tàu
Trên thế giới có nhiều hãng nổi tiếng sản xuất máy ép thuỷ lực phục vụ ngành
đóng tàu:
- Cộng hoà Phần Lan có hãng WARTSILA
- Cộng hoà ITALY có hãng SICMI, FACCIN, SERTOM
- Tây Ba Nha có hãng RARAEL CASANVA, S.A
- Trung Quốc có các hãng: HEFEI METAL FORMING MACHINE TOOL;
NATONG HENGLI HEAVY INDUSTRY Machinery Co., LTD; tianjin
tianduan press Co., LTD
Các nước Anh, Đức, Nhật cũng có rất nhiều hãng sản xuất nhưng giá nhập trọn
gói một máy uốn ép tôn thuỷ lực 1000 – 1500T rất cao, khoảng 1,2 – 1,7 triệu USD.
Trong nước chỉ có Nhà máy đóng tầu Nam Triệu lần đầ
u tiên chế tạo máy ép
chấn tôn 1200 tấn trên cơ sở mua xi lanh thuỷ lực và toàn bộ hệ điều khiển thuỷ lực và
điều khiển PLC của Nhật.
Ở hầu hết các công ty đóng, sửa chữa tầu trên thế giới đều có từ 1 đến 2 máy
uốn- ép thuỷ lực, còn ở trong nước mới có các nhà máy đóng tầu sau đây có máy uốn
ép tôn: Bạch Đằng, Phà Rừng, Nam Triệu và Hạ Long (thời đ
iểm năm 2007)
Để uốn - ép được những chi tiết có chiều dày, kích thước lớn phục vụ lắp ghép,
đóng những con tầu 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.
Trên thị trường máy ép thuỷ lực của thế giới, người ta chế tạ
o ra các loại máy
ép có tính năng tác dụng khác nhau:
Máy ép thuỷ lực của hãng Wartsila (Cộng hoà Phần Lan): Bàn máy và dầm
máy ép cố định, xi lanh di chuyển ngang (dọc theo dầm máy ép bằng vit me - Êcu).

Hình 1: Máy ép của hãng SICMI

- Máy ép của một số hãng TQ: Bàn ép và thân dầm ép cố định, đầu ép di
chuyển theo chiều ngang bàn máy nhờ hệ thống cơ khí Vít me - Êcu, chày
ép di chuyển theo chiều thẳng đứng. Phôi ép (thép tấm) được di chuyển nhờ
hệ thống palăng lắp ngay phía dươí dầm máy.
- Máy ép của hãng Nieland (Hà Lan) lắp đặt tại Nhà máy đóng tầu Hạ Long:
Xilanh thuỷ lực cố
định, chày ép di chuyển theo chiều thẳng đứng, đồng thời
chày ép và bàn ép có thể quay xung quanh trục đứng nhờ hệ thống hộp
giảm tốc cơ khí. Phôi ép (thép tấm) được dịch chuyển bằng hai bán cổng
trục kép (5+5tấn) (Xem hình 2)

17


Hình 3: Máy ép do Công ty Đóng tàu Nam Triệu chế tạo năm 2004

Dự án DA01 có xuất sứ từ Đề tài “MÁY ÉP CHẤN TÔN 1200 TẤN” do Công ty
Đóng tàu Nam Triệu thực hiện và được nghiệm thu đưa vào phục vụ sản xuất năm
2005.

1.2. Tổng quan tình hình sử dụng máy uốn-ép 3D phục vụ gia công vỏ tầu.
1. Máy chấn tôn của Nam Triệu thực hiện 3D bằng cách: Pistông chuyển động lên
xuống theo chi
ều thẳng đứng; Xi lanh thuỷ lực di động dọc theo khung máy; Khung
máy di động dọc theo bàn máy, tức là pistông thuỷ lực có thể di động theo 3 chiều (lên
- xuống, ngang, dọc bàn máy). Ngoài các cơ cấu di chuyển như trên còn phải lắp thêm


Hình 4: Máy ép kiểu Công sôn ở nhà máy Đông Phương - Trung Quốc
20


Hình 5: Máy ép 1000T (Trung Quốc)
lắp đặt tại nhà máy đóng tàu Bạch Đằng
5. Tham khảo ý kiến các chuyên gia đóng tầu của Tập đoàn CNTT Việt Nam đã từng
du học ở Ba Lan thì họ nói rằng máy ép thuỷ lực dùng trong công nghệ đóng tầu của
Ba Lan có kết cấu tương tự như máy ép lắp ở Hạ Long chỉ khác là pistông có thể di
chuyển dọc theo dầm đỡ.
6. Chúng tôi đã có chuyến tham quan và làm việc tại Công ty HeFei (TQ). HeFei là
một công ty chuyên chế
tạo máy ép thuỷ lực dùng trong công nghệ đóng tàu. Họ có thể
chế tạo máy ép thuỷ lực công suât lớn (đến 5000T) và đăc biệt có thể cho đầu ép và
bàn máy quay xung quanh trục đứng một góc 3600 (Bản quyền công nghệ của hãng
LAUFFER PRESSEN, Đức). HeFei hứa sẽ hợp tác với Vinashin chế tạo máy ép 1500
tấn dùng trong công nghệ đóng tàu.

1.3. Thông số máy uốn – ép thuỷ lực dự kiến của Dự án
Trên cơ sở phân tích như đã nêu ở trên, chúng tôi Dự kiến
Máy uốn ép của Dự án có thông số như sau:
- Lực ép 1500T (Để có khả năng chế tạo vỏ tàu trọng tải lớn)
- Pistông chính ép từ trên xuống
- Hai xi lanh phụ làm việc hai chiều: Cùng xi lanh chính ép từ trên xuống và

23
thuỷ lực 1500T
Máy uốn - ép thuỷ lực 1500T được thiết kế và chế tạo để phục vụ chủ yếu cho
các nhà máy đóng tàu.
Tải và tự trọng máy ép lớn nên hệ thống thuỷ lực được chọn cho máy ép là hệ
thống mở, luôn không có áp suất ở nguồn, do vậy tránh được quá tải cho động cơ đi
ện
và tránh cho hệ thống không bị rung giật, phần đóng mở van dầu được làm gián tiếp.
Bơm, van và động cơ dùng trong hệ thống là của các hãng nổi tiếng trên thế giới. Dầu
thuỷ lực, dùng loại dầu thông thường ở thị trường Việt Nam (dầu 46) với độ nhớt
không được thấp hơn 10cST (≈ 1,90E).
Ống thuỷ lực, dùng các loại ống có bề mặt nhẵn, ống uố
n nóng, bán kính uốn
ống không được quá nhỏ để tránh tổn thất cục bộ của hệ thống. Tốt nhất bán kính uốn
ống R> 4d (trong đó d là đường kính ngoài của ống dẫn)
2.1.1. Tính toán, lựa chọn xilanh thuỷ lực chính:
1, Dữ liệu đầu vào:
- Lực ép:Q = 1500 tấn.
- Hành trình làm việc:Hmax = 1000 mm.
- Tốc độ đi xuống của piston: 60 mm/s.
- Tốc độ ép: 5÷10 mm/s.
- Tốc độ đi lên củ
a piston: 60 mm/s.
2, Tính toán chọn đường kính trong, ngoài của các xy lanh:
Kết cấu phần thi hành của máy ép gồm 1 xy lanh lớn ở giữa và 2 xy lanh nhỏ ở
2 bên vừa làm nhiệm vụ kéo xy lanh lớn hồi về đồng thời hỗ trợ lực ép khi ép.
Với lực ép lớn nhất của máy 1500 tấn, tính toán cho xy lanh lớn 1300 tấn và 2
xy lanh nhỏ mỗi xy lanh 100 tấn.
2.1, Tính chọn xy lanh chính.
a, Đường kính trong của xy lanh (D):