CHƯƠNG 1 : TỔNG QU N V U N NG PHỔ I N HI N N 1. Ứn ụn ủ sản t n tr n ờ s n Từ xa xưa, vật liệu kim loại là nền tảng của nền văn minh nhân loại, từ khi con người biết sử dụng đồ đồng, đồ sắt thì tổ tiên chúng ta đã có những giai đoạn phát triển nhanh chóng, tạo nền tảng khoa khọc kĩ thuật phát triển, có những bước đột phá mới. Ngày nay sắt, thép là một loại vật liệu gắn liền với cuộc sống con người, chúng ta có thể dễ dàng tìm thấy chúng khắp mọi nơi, trên các thiết bị của ô tô, xe máy, tàu thủy, nhà cửa hay đồ dùng gia đình … Trong lĩnh vực xây dựng dân dụng và công nghiệp, từ những năm 90 trở lại đây việc sử dụng các kết cấu trong trình bằng thép đã có những tiến bộ nhanh chóng vượt bậc. Nhiều công trình xây dựng nhà xưởng, nhà thi đấu, hội trường, các dàn khoan dầu khí,…đã ứng dụng thành công các sản phẩm kết cấu thép.
Nhận thức rõ ý nghĩa và tầm quan trọng của sắt thép trong xây dựng, công nghiệp vì vậy hiện nay Bộ Giao Thông Vận Tải chỉ đạo một mặt nghiên cứu kết cấu thép đồng thời phải thường xuyên học hỏi cập nhật công nghê tiên tiến của các nước phát triển. Để sử dụng cho những mục đích đó, thép hình và đặc biệt là thép ống được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và trong xây dựng trang trí nội thất với rất nhiều chủng loại ống khác nhau có đường kính cũng như vật liệu làm ống rất đa dạng. Ở nước ta thép ống cũng được sử dụng rất nhiều không chỉ riêng trong công nghiệp mà trong trang trí nội thất, xây dựng cũng được sử dụng rộng rãi. Máy uốn ống thủy lực 3 Đồ án tốt nghiệp KTHK - K51 Theo thống kê của ngành công nghiệp ô tô chỉ riêng hãng Toyota thì một loại ống dẫn nước làm mát cho động cơ với hình dạng gồm 3 chỗ uốn với 3 bán kính cong khác nhau thì theo đơn đặt hàng cũng đã đến 10.
Như vậy từ số liệu trên cho ta thấy ở Việt Nam hiện nay nhu cầu sử dụng thép ống là rất lớn. Nếu lấy trung bình thì cả nước ta cần tối thiểu là 90.000sp/năm, cho 9 công ty lớn lắp ráp và sản xuất ô tô tại Việt Nam như Izuzu, Ford, Misubisi, Honda,. Những số liệu này cũng cho ta thấy chỉ có một loại ống mà cần tới số lượng ống đáng kể như trên thì trong cả một chiếc ô tô có rất nhiều loại ống với hình dạng và kích thước khác nhau, chưa kể đến các ngành giao thông khác như xe gắn máy hay tàu hỏa, tàu thủy … thì lượng ống cung cấp cho các công ty này lớn đến mức nào, tuy nhiên hiện nay theo thống kê của Bộ xây dựng thì các loại ống này chủ yếu là nhập khẩu. Theo tư liệu của các nhà chế tạo máy công nghiệp thì trong một dự án chế tạo một thiết bị dây chuyền thì cần ít nhất 20 chủng loại ống khác nhau mỗi chủng loại có khoảng 4000 chi tiết cần uốn với các bán kính cong và góc uốn khác nhau.
Nếu đem ra nước ngoài gia công cũng như đầu tư máy uốn hiện đại thì chi phí đầu tư lớn, trong khi các nhà thiết kế sử dụng các máy móc sẵn có trên thị trường làm sản phẩm có độ chính xác rất thấp, chất lượng sản phẩm kém, không có thẩm mỹ vì vậy cho nên hầu hết vốn đầu tư cho các dự án này thuộc về các công ty nước ngoài do họ có chất lượng tốt hơn trong nước. Theo thống kê của ngành xây dựng trang trí nội thất, thiết bị phục vụ xây dựng thì nhu cầu uốn ống là rất lớn. Hiện nay với nhu cầu đang phát triển về xây dựng nhà, xây dựng cầu hay các công trình khác nhau có tới hơn 100.000 chủng loại thép định hình, ống, dẹt, … được uốn theo nhiều kiểu hoa văn đa dạng, phong phú và số lượng ống này thay đổi từng ngày mà ta không thể thống kê hết được. Máy uốn ống thủy lực 4 Đồ án tốt nghiệp KTHK - K51 Hình 1.3 là một minh họa về việc sử dụng thép ống trong xây dựng dân dụng, nội thất.1: p ốn c d n tron x y dựn d n d n Máy uốn ống thủy lực 5 Đồ án tốt nghiệp KTHK - K51 H n 1.3: p ốn d n tron nội t ất Máy uốn ống thủy lực 6 Đồ án tốt nghiệp KTHK - K51 1.
Tình hình sử dụng máy u n ng trên thế giới và ở Việt Nam 1. Tình hình sử dụng máy uốn ống trên thế giới Hiện nay trên thế giới, thép ống được sử dụng rất rộng rãi trong hầu hết các ngành từ công nghiệp, xây dựng, trang trí nội thất với rất nhiều chủng loại ống khác nhau có đường kính cũng như vật liệu làm ống rất đa dạng, vì vậy việc chế tạo máy uốn phù hợp với nhu cầu là rất cần thiết. Các chủng loại máy uốn ống khá đa dạng từ bằng tay, đến động cơ rồi đến NC hay CNC với khả năng có thể uốn ống với nhiều bán kính khác nhau với độ chính xác và năng suất rất cao.1 là một máy uốn ống bằng tay hoàn toàn, cơ cấu máy nhỏ gọn, phù hợp với các xưởng gia công nhỏ, các cơ sở gia đình, mỹ nghệ… nhưng loại máy này chỉ uốn được các loại ống nhỏ, đơn giản, chi phí sản xuất ống cao, đòi hỏi tay nghề cao của thợ làm việc.1: Máy uốn ốn o n to n bằn tay v các loại ốn có t ể ia côn Hình 1.2 là một máy uốn ống bán tự động NC dùng để uốn ống có độ chính xác cao, kích thước ống tương đối lớn máy được sử dụng động cơ thủy lực Máy uốn ống thủy lực 7 Đồ án tốt nghiệp KTHK - K51 vì vậy tạo ra lực uốn tác dụng lên ống đồng đều ít sinh ra khuyết tật trong khi uốn. việc điều kiển máy tương đối đơn giản sử dụng bằng bàn đạp chân.
Máy uốn này có sử dụng đầu phân độ vì vậy ống được xoay theo các dạng khác nhau để uốn những ống có nhiều đoạn cong với bán kính cong đa dạng.2 Máy uốn ốn s d n ộn c t ủy lực Máy uốn ống, ống tuýt tròn bán tự động sử dụng động cơ điện, điều khiển bằng bàn đạp chân hay nút điều khiển cho phép bạn uốn cong đến 1900, máy sử dụng puli và cử chắn dưới giúp cho ống uốn không bị bẹp, đạt độ chính xác cao. Máy có thiết kế thêm bộ phận tay dẫn ống phía sau giúp cho phần không uốn cong không bị biến dạng. Tay uốn của máy có cữ chắn linh hoạt giúp cho việc điều chỉnh góc uốn dễ dàng, máy làm việc với độ ổn định cao, linh kiện thay thế đơn giản.3 là một minh họa cho máy uốn ống dạng này. Máy uốn ống thủy lực 8 Đồ án tốt nghiệp KTHK - K51 H n 1.3: Máy uốn ốn 190o Ngoài ra có một loại máy hoạt động theo nguyên lý khác là không quay khuôn để uốn cong chi tiết mà dung pittông thủy lực đẩy khuôn để uốn cong chi tiết.
Đó là máy uốn ống điện thủy lực được dẫn động bằng động cơ RAPID T100M. Như minh họa hình 1.4, máy được lắp hộp giảm tốc điện thủy lực, điều khiển từ xa bằng bộ phân phối 2 chiều, là thiết bị được thiết kế cho độ chính xác đặc biệt. Hộp giảm tốc bao gồm các pittông với van giới hạn cho phép xả dầu tự động để đạt ứng suất làm việc lớn nhất và duy trì áp lực làm việc. Một trong những model này được lắp ráp với một bàn gia công 2 tầng chắc chắn.
Hộp số thủy lực được lắp ở tầng dưới, trong khi máy uốn ống được lắp ở tầng Máy uốn ống thủy lực 9 Đồ án tốt nghiệp KTHK - K51 trên. Loại máy RAPID T10/M là loại máy mới trên thị trường có thể vận hành bằng tay khi cần thiết. Máy uốn có các chốt thay đổi vì vậy có thể thay đổi khuôn uốn một cách dễ dàng, máy uốn được dùng để uốn ống có kích thước lớn vì chế tạo khuôn uốn tương đối đơn giản hơn các loại khuôn uốn kiểu quay.4: Máy uốn ốn iện t ủy lực PID 10/M Máy uốn ống CB-DR-60CNC-HR của hãng TAIYO Nhật Bản, như hình 1.6, máy được điều khiển bằng phần mềm đây là phần mềm FANUC-Là chuẩn điều khiển máy CNC của tập đoàn FANUC Nhật Bản, phần mềm được các hãng sản xuất máy CNC sử dụng rộng rãi- điều khiển nhanh, hiệu suất cao, thao tác và lập trình được thông qua màn hình cảm ứng. Sản phẩm uốn chính xác, bề mặt không có nết nhăn, có thể uốn một ống góc độ uốn không giới hạn tiết kiệm được thời gian tháo lắp ống.
Bộ nhớ có tới 30 kênh, 1 kênh chứa 20 bước uốn. Máy có khả năng uốn 3D, độ chính xác tương ứng với các thông số sau: góc uốn, độ dịch ống dọc thân máy, góc quay ống là ±0,1 độ, ±0,1mm, ±0,1 độ. Máy uốn ống thủy lực 10 Đồ án tốt nghiệp KTHK - K51 H nh 1.5: Máy uốn ốn TB-DR-60CNC-HR Máy uốn ống thủy lực 11 Đồ án tốt nghiệp KTHK - K51 Hình 1.6: Giao diện p ần mềm iểu k iển máy uốn ốn (F NUC) 1. Tình hình sử dụng máy uốn ống ở Việt Nam Ở nước ta hiện nay, các công ty hay cơ sở cung cấp máy uốn ống chủ yếu là nhập ngoại từ Nhật Bản, EU, hay USA.
Có một vài cơ sở đã sản xuất được máy uốn ống tự động nhưng chưa hoàn thiện đầy đủ tính năng như các hãng nước ngoài, chưa có tính thương mại cao, ví dụ dưới đây là mô hình do công ty CÔNG TY CỔ PHẦN PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ HI-T thiết kế chế tạo. Máy uốn ống thủy lực 12 Đồ án tốt nghiệp KTHK - K51 Máy uốn ống CNC dùng trong ngành đóng tàu -Đ n kín ốn uốn lớn n ất (OD): 165,2mm - Bán kín uốn lớn n ất: 495mm - Góc uốn lớn n ất:180 ộ - ốc ộ cấp ốn lớn n ất: 410mm/s - ốc ộ uốn lớn n ất: 11,5 ộ/s - Độ c ín xác k i uốn: 0,1mm, 0,1 ộ - Hệ t ốn iều k iển t eo c n tr n máy tín CNC Hình 1.7: Máy uốn ốn của côn ty HI-T Loại máy này được sử dụng cho ngành công nghiệp đóng tàu, đặc điểm của máy là chỉ uốn được ống với góc uốn là 180 độ, không có khả năng thay đổi khuôn uốn ống, vì vậy mỗi lần cần bán kính uốn khác nhau thì cần phải dừng máy và lắp khuôn uốn khác vào.