LỜI MỞ ĐẦU Áp suất là đại lượng được ứng dụng tương đối rộng rãi, từ các cơ sở đảm bảo đo lường đến các nhà máy xí nghiệp. Việc kiểm định các áp kế, áp kế lò xo là một yêu cầu vừa đảm bảo thực hiện đúng Pháp lệnh Đo lường vừa đảm bảo an toàn, nâng cao hiệu quả của dây truyền công nghệ. Việc kiểm định này không thể thiếu được thiết bị tạo áp suất. Hiện nay ở các Chi cục TC-ĐL-CL địa phương, các Trạm Đo lường trong Quân đội được trang bị một số thiết bị tạo áp một cấp, sử dụng đã lâu, chất lượng không đảm bảo, áp suất làm việc chưa được 600 bar, độ tụt áp lớn, sử dụng khó khăn, tuổi thọ gioăng phớt thấp.
Một số cơ sở trong nước có trang bị một số thiết bị tạo áp mới mua gần đây của nước ngoài, nhưng giá thành rất cao, việc sử dụng thực tế trong điều kiện Việt Nam hiện nay là không phù hợp do lượng chất lỏng điền đầy nhỏ chỉ thích hợp khi sử dụng đối với các sensor đo áp suất chuyển đổi điện. Nhu cầu trang bị thiết bị tạo áp hai cấp, áp suất làm việc đến 600 bar (giới hạn áp suất phổ biến hiện nay) là thiết thực và rất cấp thiết. Dự án SXTN độc lập cấp nhà nước năm 2005 “Chế tạo thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar” được thực hiện với mục đích nhằm hoàn thiện công nghệ chế tạo loạt sản phẩm này. Với ý nghĩa tự chủ đáp ứng được nhu cầu trang bị cần thiết cho đơn vị trong nước không phải nhập ngoại, thúc đẩy khả năng nghiên cứu sản xuất chế tạo trong nước, phù hợp với chủ trương nội địa hoá sản phẩm của Đảng và Nhà nước.
Dự án là bước đi tiếp theo của Đề tài nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ được đánh giá loại xuất sắc của Cục Tiêu chuẩn-Đo lường-Chất lượng/ Tổng cục Kỹ thuật năm 2004 về “Nghiên cứu, thiết kế chế tạo thiết bị tạo áp suất 2 cấp, áp suất làm việc đến 600 bar”. Tổng kinh phí thực hiện dự án : 2. Kinh phí hỗ trợ từ Ngân sách Nhà nước cho Dự án : 700 triệu đồng. Kinh phí thu hồi : 483 triệu đồng.
Kết quả yêu cầu : chế tạo ra 40 Thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar đạt yêu cầu của các văn bản kỹ thuật đo lường Việt Nam (ĐLVN 08:1998, ĐLVN 54:1999, ĐLVN Dự án SXTN độc lập cấp nhà nước năm 2005”Chế tạo thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar” 6 Báo cáo Tổng kết Khoa học và Công nghệ 76:2001) quy định về hệ thống tạo áp, phương pháp đo và thử nghiệm V04.08 của Trung tâm Đo lường Việt Nam (VMI), quy trình kiểm định 23 QTKĐ 1. Quy trình công nghệ sản xuất hoàn chỉnh để sản xuất ra thiết bị này.TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC Ở nước ngoài : Áp suất là đại lượng rất quan trọng trong khoa học, kỹ thuật. Ở các quốc gia phát triển như Anh, Pháp, Nga, Mỹ… đều có các hãng rất nổi tiếng chuyên sản xuất các phương tiện đo, trang thiết bị chuẩn phục vụ cho công tác đo lường và hiệu chuẩn các PTĐ áp suất. Thiết bị tạo áp là một thiết bị phụ trợ dùng để tạo áp suất khi kiểm định, hiệu chuẩn áp kế.
Các thiết bị tạo áp đến 600 bar đã được chế tạo ở Liên Xô(cũ) và một số nước Đông Âu đã được đưa sang Việt Nam những năm 1980 trở về trước nhưng số lượng rất ít. Hiện một số hãng phương tây chuyên chế tạo các PTĐ áp suất như Druck, Pressurements giới thiệu các kiểu bàn tạo áp khác nhau, có áp suất làm việc đến hàng trăm, hàng ngàn bar, song giá thành rất cao, dung tích làm việc nhỏ không thích hợp khi kiểm định, hiệu chuẩn các áp kế lò xo có dung tích yêu cầu lớn, không thích hợp với điều kiện sử dụng ở Việt nam. Ở trong nước : Trong nước hiện mới có đề tài "Nghiên cứu thiết kế, chế tạo bàn tạo áp hai cấp, áp suất làm việc đến 600 bar" của Cục Tiêu chuẩn-Đo lường-Chất lượng/ Tổng cục Kỹ thuật với kết quả chế tạo ra 01 mẫu. Vấn đề đặt ra là với việc xây dựng thiết kế tối ưu thì làm sao giảm tỷ lệ phế phẩm trong khi chế tạo các chi tiết, đạt và vượt các chỉ tiêu đề ra trong văn bản kỹ thuật đo lường Việt Nam, đồng thời tăng khả năng lắp lẫn, nâng cao tuổi thọ, vận hành sử dụng nhẹ nhàng.
Thực tế trong quá trình công nghệ chế tạo, không kiểm tra được các chỉ tiêu về kích thước và chất lượng bề mặt bên trong chi tiết, chỉ khi chế tạo xong mới được lắp ráp tiến hành thử nghiệm cuối cùng liên quan đến khả năng làm kín ở áp suất cao. Nếu không đạt độ kín thì phải rà sửa, hoặc bỏ đi làm lại, tỷ lệ phế phẩm cao. Các chi tiết mặc dù chức năng, cấu tạo giống nhau nhưng không có khả năng lắp lẫn do phải rà từng đôi một. Dự án SXTN độc lập cấp nhà nước năm 2005”Chế tạo thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar” 7 Báo cáo Tổng kết Khoa học và Công nghệ Độ kín không chỉ phụ thuộc vào sự đóng kín của các van mà còn phụ thuộc vào chất lượng, kết cấu của các gioăng đệm bằng cao su, da.
Vấn đề này cũng gặp phải khó khăn khi triển khai đề tài. Hiện nay qua tìm hiểu cho thấy không có đơn vị nào trong nước đang nghiên cứu hoặc triển khai sản xuất thiết bị tạo áp suất này. Thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar là thiết bị cơ khí thuỷ lực, dùng để tạo áp suất theo yêu cầu đến 600 bar với nhiều chủng loại chi tiết kim loại, phi kim loại khác nhau. Theo thiết kế có loại chi tiết có kết cấu thông khoang thuỷ lực, kết hợp với bố trí các van đóng mở.
Theo quan điểm công nghệ gia công cơ khí, đây là những chi tiết khó gia công , dễ tạo phế phẩm, khả năng lắp lẫn kém. Vấn đề đặt ra đối với Dự án là phải khắc phục những yếu điểm trên, hoàn thiện thiết kế, xây dựng hệ thống QTCN hợp lý cho phép chế tạo ra Thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar có chất lượng tốt, ổn định, có tính lắp lẫn cao, chất lượng tương đương sản phẩm của nước ngoài, tuổi thọ bền lâu. LỰA CHỌN ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Từ thiết kế của đề tài năm 2004, trên cơ sở quy trình công nghệ khi gia công chế tạo 01 sản phẩm của đề tài, Dự án đã triển khai công nghệ gia công chế tạo theo 2 hướng: Công nghệ truyền thống với các máy móc vạn năng, kết hợp với chế tạo đồ gá chuyên dùng phục vụ cho sản xuất loại. Ứng dụng công nghệ tiến tiến trên các máy công cụ điều khiển theo chương trình, các trung tâm gia công CNC để gia công chi tiết.
Chế tạo thử theo loạt, hoàn thiện thiết kế, quy trình công nghệ và cuối cùng là xây dựng hồ sơ thiết kế tối ưu và đưa ra quy trình công nghệ hợp lý cả về chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật để sản xuất loạt sản phẩm. Tính mới của dự án là bằng các máy móc công cụ vạn năng đã chế tạo ra được sản phẩm cơ khí thuỷ lực có yêu cầu cao về chất lượng, giá thành thấp. Đồng thời cũng đã xây dựng phương án ứng dụng công nghệ cao trong gia công chế tạo chi tiết, tuy nhiên phương án này hiện chưa thực sự hiệu quả do loạt sản phẩm còn ít, chi phí sản xuất và giá thành sản phẩm cao. Dự án SXTN độc lập cấp nhà nước năm 2005”Chế tạo thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar” 8 Báo cáo Tổng kết Khoa học và Công nghệ Lưu đồ các bước thực hiện dự án như sau : Cơ sở tính toán thiết kế Tập bản vẽ thiết kế Triển khai công nghệ chế tạo Kiểm tra, Đánh giá Bản vẽ thiết kế, công nghệ chế tạo hoàn chỉnh III.
NHỮNG NỘI DUNG ĐÃ THỰC HIỆN 1.Triển khai mua sắm các trang thiết bị công nghệ, thiết bị thử nghiệm đo lường phục vụ cho Dự án.Đào tạo cán bộ công nghệ và công nhân lắp ráp, hiệu chỉnh thiết bị tạo áp suất. Với các nội dung: - Nguyên lý gia công vật liệu. - Lý thuyết tạo hình bề mặt. - Tin học kỹ thuật ứng dụng trong cơ khí.
- Giới thiệu Nguyên lý làm việc của Thiết bị tạo áp suất. - Giới thiệu Cấu tạo của Thiết bị tạo áp suất TBTA-600. -Giới thiệu về các chi tiết của Thiết bị tạo áp suất TBTA-600. -Quy trình công nghệ lắp ráp sản phẩm Thiết bị tạo áp suất TBTA-600.
-Quy trình thử nghiệm Thiết bị tạo áp suất 600 bar TBTA-600.Triển khai hoàn thiện công nghệ: Dự án SXTN độc lập cấp nhà nước năm 2005”Chế tạo thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar” 9 Báo cáo Tổng kết Khoa học và Công nghệ Dự án đã triển khai hoàn thiện công nghệ theo các nội dung đã được phê duyệt : Hoàn thiện công nghệ gia công chế tạo gối đỡ có nhiều vấu. Hoàn thiện công nghệ gia công chế tạo gioăng pittông cao áp, gioăng da làm kín van. Hoàn thiện công nghệ gia công chế tạo thân van. Hoàn thiện công nghệ gia công phớt cao su chịu dầu.
Hoàn thiện công nghệ gia công chế tạo pittông cao áp. Hoàn thiện công nghệ gia công chế tạo hệ xilanh thuỷ lực cao áp và thấp áp Hoàn thiện công nghệ gia công chế tạo trục dẫn động. Các nội dung hoàn thiện này được đưa vào QTCN gia công chi tiết. Hợp đồng hoàn thiện công nghệ được ký với các cá nhân là các chuyên gia, cán bộ kỹ thuật có kinh nghiệm trong các lĩnh vực công nghệ cần hoàn thiện, với phương châm các cá nhân này chịu trách nhiệm trước Dự án về việc theo dõi chỉnh sửa QTCN trong quá trình gia công, sản phẩm áp dụng QTCN này phải đạt yêu cầu đề ra và cuối cùng đưa ra QTCN đã hoàn thiện để triển khai áp dụng vào sản xuất loạt sau này.
Dự án đã ký các hợp đồng hoàn thiện công nghệ như sau: - Hợp đồng số 01/HĐDA ngày 2/11/2005 : Hoàn thiện công nghệ gia công chế tạo phớt cao su chịu dầu, chịu áp suất. - Hợp đồng số 02/HĐDA ngày 2/11/2005 : Hoàn thiện công nghệ tạo phôi ban đầu, nhiệt luyện đạt độ cứng, phay tạo hình sơ bộ chi tiết gối đỡ nhiều vấu. - Hợp đồng số 03/HĐDA ngày 2/11/2005 : Hoàn thiện đồ gá, quy trình công nghệ gia công lỗ côn van trong chi tiết gối đỡ nhiều vấu.
