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
- 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 Trờng 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 đa ra phơng pháp tính toán thiết kế máy có lực ép lớn 1.200T và ép
đợc mọi toạ độ trên bàn ép.
Đa ra đợc 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 phơng 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 đa
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 thớc, 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 đợc các chỉ tiêu kỹ thuật:
+ Kích thớc 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
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 nớc. 2
Mục lục
STT
Đề mục Trang
1 Bài tóm tắt 1
2 Lời mở đầu
Chơng I: Nghiên cứu phân tích sản phẩm, tài liệu nớc
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.
3.5.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.
Chơng IV: Xây dựng quy trình công nghệ chế tạo lắp
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 đợc 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 đợc 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 đợc 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 đợc.
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 lợng tốt, đã đợc 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 đợc.
Riêng về ngành đóng tàu Việt Nam đang đợc chính phủ quan tâm định
hớng đầu t thành ngành trọng điểm, đặc biệt là quyết định số 1420/QĐTTg
của Thủ tớng 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 đợc nhu cầu phát triển kinh tế xã hội
6
Chơng I : Nghiên cứu phân tích sản phẩm, tài liệu nớc
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 vợt qua giai đoạn khó khăn, tốc độ tăng
trởng ngày càng cao, chất lợng, hiệu quả, sức cạnh tranh của một số lĩnh
vực và sản phẩm có chuyển biến lớn. Ba năm liền tốc độ tăng trởng kinh tế
năm sau cao hơn năm trớc, 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 trờng ngày càng đợc mở rộng, một số sản
phẩm thơng 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 hớng tiếp cận công nghệ tiên tiến, hiện đại. Với tốc độ
chuyển giao công nghệ của một số ngành có bớc tiến rõ rệt.
Trong những năm vừa qua, nhà nớc đã, đang và chuẩn bị xây dựng có
chọn lọc một số cơ sở quan trọng về công nghiệp cơ bản nh năng lợng, 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 nớc đã ban hành nhiều cơ chế chính sách để tháo gỡ những vớng 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 đợc 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
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
2000m
3
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 trơng của Đảng và chính phủ Việt Nam là tăng cờng 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 đợc công việc. Trong nớc ta đã có các nhà máy
đóng tàu đã và đang sử dụng máy ép chấn tôn thuỷ lực của nớc ngoài sản
đợc liên kết bằng hàn. dới 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 đợc 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 đợc 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 thờng dùng
11
Môtơ thông qua hộp giảm tốc hoặc biến tần, nh hãng SERTOM (Italia).
Ls-3
12
4
0-250bar
18 24 23
25
27
7
5
350l/p
sv-10t-b4
cv- 10t
8
10
9
11
17
20
14
a
b
scv-10t-b1
250l/p
fa700/630-900st
RV-03G-H
200L/P
250bar
19
T
M2
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 ngang
Động cơ di chuyển dọc
Động cơ bơm thuỷ lục
CD2
AT4
K3
RLN
RLN
K2
AT3
out7
out6
out5
out4
out4
out3
out2
out1
w
v
u
CD1
Biến tần
11
K2K1
Biến tầnBiến tần
High
speed
couter
Dout
Din
Nguồn
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 thờng là thép đúc hoặc kết cấu thép tấm
đợc liên kết bằng hàn vv
15
Sau đây giới thiệu một số các loại khuôn ép hay sử dụng.
ỉ
R
60
9
0
1.3 Nghiên cứu tính năng của máy ép thuỷ lực
1.3.2/ Nghiên cứu đặc điểm, tính năng máy ép của hai hãng sản xuất
nớc ITALIA chúng tôi đa 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
Muốn ép đợc 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 thờng có chiều dài 12m, chiều rộng 2,5m vì vậy
bàn máy phải có kích thớc dài 13m, rộng 3,8m, thân máy cao 4,6m mới đáp
ứng đợc yêu cầu gia công.
Bàn máy là tôn tấm tổ hợp có liên kết bằng hàn kích thớc 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 thớc và trọng lợng 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 phơng án cơ cấu di chuyển là
hộp giảm tốc truyền động bằng các bánh xe có dạng bánh xe đờng ray vừa
rẻ tiền, rễ chế tạo, lắp ráp và đảm bảo đợc 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 đợc tính hiện đại kết
hợp với điều kiện Việt Nam, chúng tôi chọn hệ thống điều khiển lập trình
PLC.
20
tôi và ram trung bình để có tổ chức trooxtit với
b
>800Mpa. Thép đợc 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 thờng hoá thép đợc dùng làm trục
cán, trục dẫn hớng 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/mm
2
)
C Si Mn P S Cr Ni
b
c
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 thờng 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 đợc ở nhiệt độ hơn 200
0
C
+ ít biến dạng, nứt khi tôi do đợc làm nguội trong dầu nên làm đợc các
cần đợc xác định bằng tính cứng vững. Đối với chúng, kích thớc hình học
phải thể hiện nh thế nào để đảm bảo độ bền cho trớc. Vậy việc lựa chọn
thép không chỉ về cơ tính mà còn cả tính công nghệ, trớc hết là tính Hàn và
khả năng gia công bằng biến dạng nguội. Thép CT3, CT5 đợc 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 lợng thờng:
Thành phần hoá học, % Cơ tính (Kg/mm
2
)
Mác thép
C Mn Si
b
c
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 tơng đối cao mà bề
mặt có thể bị mài mòn nh trục, bánh răng, chốt
Copyright: Tài liệu đại học ©