Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy CNC sản xuất cốt thép của ống bê tông kích thước lớn

Bct VMVDCCN Bộ công thơng Viện máy và dụng cụ công nghiệp 46 Láng hạ đống đa hà nội Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật đề tài Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy cnc sản xuất cốt thép của ống bê tông kích thớc lớn M số: kc 05.03/06-10 TS. Hoàng việt hồng 7506 08/9/2009 Hà Nội, 07- 2009 Bộ công thơng Viện máy và dụng cụ công nghiệp 46 Láng hạ đống đa hà nội Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật đề tài Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy cnc sản xuất cốt thép của ống bê tông kích thớc lớn M số: kc 05.03/06-10 TS. Hoàng việt hồng Hà Nội, 07- 2009 3 PhÇn ®Çu b¸o c¸o 4 Danh sách những ngời thực hiện Họ và tên Chức danh Học vị Tham gia vào mục Chủ nhiệm đề tài TS. Hoàng Việt Hồng Chủ nhiệm đề tài Viện IMI TS I,II,III Cán bộ nghiên cứu PGS.TS. Phan Văn Đồng ĐH Bách Khoa Hà Nội TS II,III TS. Trần Văn Dậu Viện IMI TS III,VII ThS. Nguyễn Phú Tuấn Viện IMI ThS. cơ khí III, V, VI Ks. Trần Kim Quế Nghiên cứu viên Viện IMI Ks cơ khí III,V,VIII Ks. Nguyễn Thợng Chính Nghiên cứu viên Viện IMI Ks cơ khí III, II, V, VI Ks. Đặng Văn Tuấn Công ty PTM Ks cơ khí V, VI Ks. Nguyễn Hữu Tú Nghiên cứu viên Viện IMI Ks cơ khí II, V, VI Ks. Nguyễn Tiến Hùng Nghiên cứu viên Viện IMI Ks điện III, VII Ks. Lê Điệp Anh Nghiên cứu viên Viện IMI Ks điện II, VII 5 Tóm tắt tình hình thực hiện đề tài Viện máy và Dụng cụ Công nghiệp là một doanh nghiệp khoa học công nghệ hàng đầu trong cả nớc trong lĩnh vực nghiên cứu, thiết kế và chế tạo các loại máy, thiết bị trong ngành công nghiệp. Trong hơn 36 năm xây dựng và phát triển, Viện đã nghiên cứu thiết kế và chế tạo nhiều sản phẩm công nghệ cao đặc biệt cụm sản phẩm cơ điện tử trong công nghiệp đã Chủ tịch nớc đợc trao tặng giải thởng Hồ Chí Minh năm 2005. Sản phẩm máy công cụ CNC phục vụ cho sản xuất công nghiệp là một trong những sản phẩm truyền thống của Viện IMI trong nhiều năm qua. Viện IMI đã thực hiện tốt các đề tài nghiên cứu trong lĩnh vực này, cụ thể: Đề tài: Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy tiện T20 CNC. Dự án: Hoàn thiện công nghệ chế tạo máy phay hiện đại, điều khiển CNC đạt chất lợng DMU 60T của hãng DECKEL MAHO trên cơ sở hợp tác và tiếp nhận chuyển giao công nghệ của hãng DECKEL MAHO Đức. Đề tài: Hiện đại hóa mở rộng tính năng điều khiển tự động của máy tiện T20 CNC. Đề tài: Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy tiện CNC băng nghiêng có thay dao tự động. Đề tài: Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy cắt kim loại tấm bằng khí Gas, Plasma điều khiển CNC với nhiều gam cỡ. Xuất phát từ nhu cầu thị trờng, Viện IMI đã triển khai nghiên cứu, thiết kế, chế tạo các máy công cụ CNC phục vụ cho ngành xây dựng và giao thông mang lai hiệu quả kinh tế lớn. Một trong những sản phẩm đó là máy hàn cốt thép của ống bê tông đợc đề cập tới trong đề tài này. Đề tài KC 05.03/06-10 Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy CNC sản xuất cốt thép của ống bê tông kích thớc lớn có mục tiêu : Chế tạo 01 máy CNC sản xuất cốt thép bê tông kich thớc lớn phục vụ cho sản xuất cấu kiện bê tông chất lợng cao. Thông qua việc thực hiện đề tài, Viện IMI có khả năng làm chủ về kỹ thuật và công nghệ chế tạo máy CNC, góp phần xây dựng lực lợng cán bộ kỹ thuật trình độ cao và là tiền đề để tạo ra một loạt các sản phẩm mới phục vụ ngành xây dựng. Báo cáo tổng kết đợc chia thành các phần: Phần 1. Lời mở đầu Phần 2. Nội dung chính: - Chơng 1: Nghiên cứu tổng quan và khả năng công nghệ chế tạo máy CNC sản xuất cốt thép ống bê tông tại Việt nam. - Chơng 2: Nghiên cứu lựa chọn cấu hình máy CNC sản xuất cốt thép bê tông kích thớc lớn 6 - Chơng 3: Nghiên cứu thiết kế máy CNC sản xuất cốt thép ống bê tông kích thớc lớn - Chơng 4: Xây dựng quy trình công nghệ chế tạo, lắp ráp máy và kiểm tra - Chơng 5: Đánh giá kết quả, xây dựng định hớng phát triển thị trờng. Phần 3: Kết luận và kiến nghị - Phần phụ lục: Trình bày tất cả các văn bản liên quan, các biên bản kiểm tra, các bản vẽ thiết kế cơ khí, điện, các chuyên đề, các bài báo. Báo cáo tổng kết đợc trình bày luôn bám sát với thực tế trong quá trình thực hiện công việc thiết kế và chế tạo máy. Khi thiết kế các cụm chi tiết có phân tích, cất nhắc kỹ lỡng, hội tụ đủ tính kinh tế kỹ thuật và khả năng công nghệ. Trong từng phần của báo cáo đều có bản vẽ, các hình ảnh thực tế minh họa đợc trình bày bổ sung trong phần phụ lục 7 Mục lục Danh sách những ngời thực hiện4 tóm tắt thực hiện đề tài 5 Mục lục 7 Bảng ký hiệu 11 Phần chính báo cáo 13 Lời mở đầu 14 Chơng 1. Nghiên cứu tổng quan và khả năng công nghệ chế tạo máy CNC sản xuất cốt thép ống bê tông tại việt nam 16 1.1. Tình hình máy CNC sản xuất cốt thép ống bê tông trên thế giới 16 1.2. Tình hình máy CNC sản xuất cốt thép ống bê tông trong nớc. 18 Chơng 2. Nghiên cứu lựa chọn cấu hình máy CNC sản xuất cốt thép ống bê tông kích thớc Lớn 20 2.1. Phân tích lựa chọn cấu hình máy20 2.1.1 Thiết bị của hãng ZUBLIN - MAB 20 2.1.2 Thiết bị của hãng MBK -MASCHINENBAU GMBH (CHLB Đức): 21 2.1.2 Thiết bị của hãng KYUNGNAM MACHINE của Hàn Quốc 21 2.2 Lựa chọn máy mẫu 22 2.3 Các thông số lựa chọn cho máy thiết kế24 Chơng 3. Nghiên cứu thiết kế máy CNC sản xuất cốt thép ống bê tông kích thớc lớn. . 25 3.1 Các cơ sở cho tính toán thiết kế máy CNC25 3.1.1. Yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm 25 3.1.2. Công nghệ hàn tiếp xúc 26 3.1.2.1. Tổng quan về hàn tiếp xúc 26 3.1.2.2. Một số lu ý khi ứng dụng công nghệ hàn tiếp xúc trong máy CNC sản xuất cốt thép 27 3.2 Tính toán thiết kế máy CNC sản xuất cốt thép.28 3.2.1 Tính toán thiết kế phần cơ khí 29 8 3.2.1.1. Tính toán công suất động cơ trục chính. 29 3.2.1.2 Tính toán công suất động cơ trục X 34 3.2.1.3 Tính trục vít me trục X 36 3.2.1.4 Tính công suất động cơ xe hàn 36 3.2.1.5 Tính công suất trục Z 39 3.2.1.6 Tính góc xoắn của trục vuông. 42 3.2.1.7 Thiết kế điện cực hàn 43 3.2.2 Thiết kế hệ thống khí nén 46 3.2.2.1 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống khí nén 46 3.2.2.2 Chức năng. 46 3.2.2.3 Mô tả hoạt động của hệ thống khí nén. 46 3.2.3. Hệ thống điều khiển CNC và điều khiển hàn. 48 3.2.3.1 Hệ thống điều khiển CNC 48 3.2.3.2 Bộ điều khiển dòng hàn 51 3.2.3.3 Chống nhiễu 54 3.2.3.4 Tích hợp các yếu tố công nghệ 56 3.2.3.5 Điều chỉnh thời gian hàn 56 3.2.3.6 Tích hợp giữa công nghệ hàn và công nghệ CNC 60 Chơng 4. Xây dựng quy trình công nghệ chế tạo, lắp ráp máy và kiểm tra 61 4.1. Quy trình công nghệ chế tạo một số chi tiết điển hình. 61 4.1.1 Quy trình chế tạo vành. 61 4.1.1.1 Chi tiết vành 62 4.1.1.2 Moayơ 63 4.1.1.3 Nan hoa. 66 4.1.1.4 Ghép nan. 66 4.1.1.5 Tiện tinh. 68 4.1.2 Qui trình chế tạo băng. 69 4.1.2.1. Vị trí làm việc và yêu cầu kĩ thuật. 69 4.1.2.2 Tạo phôi 70 9 4.1.2.3 Chuẩn định vị phay mặt chuẩn. 71 4.1.3. Qui trình công nghệ gia công hộp trợt. 73 4.1.3.1 Tính năng làm việc và yêu cầu kỹ thuật 73 4.1.3.2 Qui trình chế tạo 73 4.1.4 Qui trình công nghệ gia công cơ cấu kẹp nan dọc 74 4.1.4.1. Tính năng làm việc và yêu cầu kỹ thuật 74 4.1.4.2 Qui trình công nghệ chế tạo 75 4.1.5. Qui trình công nghệ gia công cam tiếp điện 76 4.1.5.1 Vị trí làm vịêc và yêu cầu kỹ thuật. 76 4.1.5.2 Tạo phôi 77 4.2 Quy trình lắp ráp 81 4.2.1 Yêu cầu quy trình lắp ráp 81 4.2.2 Lắp ráp băng máy, khung cổng trào. 81 4.2.2.1 Chuẩn bị nền móng 81 4.2.2.2 Lắp ráp bệ máy 81 4.2.2.3 Lắp ráp băng máy 81 4.2.2.4 Lắp ráp xe trục Z 82 4.2.2.5 Gối, vành động. 83 4.2.2.6 Khung máy 83 4.2.2.7 Lắp ráp cụm trục X. 85 4.2.2.8 Lắp cụm chia xích 87 4.2.2.9 Cụm xe hàn. 88 4.2.2.10 Lắp giá đỡ điện cực 90 4.2.2.11 Lắp kẹp nan dọc. 91 4.2.2.12 Bộ trục vuông 91 4.2.2.13 Lắp ráp các phần khác 92 4.3 Quy trình kiểm tra 94 4.3.1 Kiểm tra thông số hoạt động của máy 94 4. 3.2 Kiểm tra độ chính xác của máy 94 10 4.3.2.1 Kiểm tra độ song song, độ phẳng của băng máy xe Z 95 4.3.2.2 Kiểm tra độ song song, độ phẳng của băng máy xe hàn 95 4.3.2.3 Kiểm tra độ phẳng của hai gối đỡ con lăn vành chủ động 95 4.3.2.4 Kiểm tra độ đảo mặt đầu của các vành 96 4.3.2.5 Kiểm tra độ đảo mặt hớng tâm của các vành. 97 4.3.2.6 Kiểm tra độ song song của trục truyền với băng máy. 98 4.3.2.7 Kiểm tra độ đồng tâm của hai vành 99 4.3.2.8 Kiểm tra độ đồng tâm của hệ thống dẫn và kẹp nan 99 4.3.2.9 Kiểm tra độ đồng tâm giữa hai vành và trục đẩy: 100 4.3.3 Kiểm tra hoạt động các cơ cấu của máy 101 4.3.4 Kiểm tra chạy thử chơng trình 101 4.3.5 Kiểm tra sản phẩm 102 Chơng 5. Đánh giá kết quả, xây dựng định hớng phát triển thị trờng 103 5.1 Đánh giá kết quả .103 5.2 Xây dựng định hớng phát triển thị trờn 103 5.2.1 Đánh giá về thị trờng 103 5.2.2 Đánh giá về kinh tế 104 5.2.3 Xây dựng định hớng phát triển 104 Kết luận và kiến nghị 105 Kết luận 106 Kiến nghị,,, 107 Lời cảm ơn 108 Tài liệu tham khảo. 109 Phụ lục 110 [...]... năng suất, chất lợng sản phẩm của dây chuyền càng trở nên cấp bách 1.3 Khả năng chế tạo máy CNC sản xuất cốt thép của ống bê tông ở Việt nam Xuất phát từ nhu cầu thị trờng, Viện IMI với kinh nghiệm nhiều năm trong việc sản xuất máy công cụ CNC đã bắt tay vào nghiên cứu, thiết kế và chế tạo cung cấp cho các nhà máy sản xuất cầu kiện bê tông các máy CNC sản xuất cốt thép ống bê tông kích thớc đờng kính... 05.03/06-10 Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy CNC sản xuất cốt thép của ống bê tông kích thớc lớn có mục tiêu là : Chế tạo 01 máy CNC sản xuất cốt thép bê tông kích thớc lớn phục vụ cho sản xuất cấu kiện bê tông chất lợng cao Thông qua việc thực hiện đề tài, Viện IMI có khả năng làm chủ về kỹ thuật và công nghệ chế tạo máy CNC, góp phần xây dựng lực lợng cán bộ kỹ thuật trình độ cao và là tiền đề để tạo ra... qua chúng 27 3.2 Tính toán thiết kế máy CNC sản xuất cốt thép Hình 14 Máy hàn lồng đề tài KC.05.03/06- 10 28 Máy CNC hàn cốt thép ống bê tông đợc thiết kế và chế tạo để hàn cốt thép của ống bê tông kích thớc lớn có đờng kính từ ỉ 400- ỉ 2500mm Máy gồm các cụm , bộ phận chính sau: 1 Cụm 01-000 : Băng và khung máy 2 Cụm 02-000 : Xe kéo nan dọc ( xe Z ) 3 Cụm 03-000 : Hộp trợt và cam điện cực 4 Cụm 04-000... tốn thép do máy tự động cấp thép từ thép cuộn; không tốn dây buộc + Tránh đợc hiện tợng tiêu cực nh rút bớt cốt thép 1.2 Tình hình máy CNC sản xuất cốt thép ống bê tông trong nớc ở Việt Nam hiện tại việc sản xuất bê tông cũng đã đợc hiện đại hóa nhiều khâu nh: trộn bê tông, đúc bê tông nhng còn nhiều khâu trong sản xuất phải làm thủ công, điển hình là khâu chế tạo cốt thép hiện hoàn toàn còn phải sản. .. tổng kết này 15 Chơng 1 nghiên cứu tổng quan và khả năng công nghệ chế tạo máy CNC sản xuất cốt thép ống bê tông tại việt nam 1.1 Tình hình Máy CNC sản xuất cốt thép ống bê tông trên thế giới Hiện nay trên thế giới lĩnh vực tự động hóa trong xây dựng đã và đang phát triển mạnh đáp ứng ngày càng cao về chất lợng cấu kiện xây dựng và phù hợp với nhiều công nghệ thi công tiên tiến Trong lĩnh vực sản xuất. .. hợp nhất với điều kiện sản xuất trong nớc - Hợp tác quốc tế, học tập, tiếp nhận chuyển giao công nghệ từ các nớc có trình độ kỹ thuật cao trong việc nghiên cứu, thiết kế chế tạo máy hàn cốt thép trên thế giới nh MBK MASCHINENBAU GMBH (CHLB Đức) 19 Chơng 2 nghiên cứu lựa chọn cấu hình máy CNC sản xuất cốt thép bê tông kích thớc lớn 2.1 Phân tích lựa chọn cấu hình máy 2.1.1 Thiết bị của hãng ZUBLIN - MAB... kế máy CNC sản xuất cốt thép ống bê tông kích thớc lớn 3.1 Các cơ sở cho tính toán thiết kế máy CNC 3.1.1 Yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm - Tiêu chuẩn của các loại ống bê tông: Kích thớc cốt thép của ống bê tông theo công nghệ rung lõi (của Viện Khoa học Công nghệ Giao thông vận tải - Bộ Giao thông vận tải- Theo tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN-272-05) Bảng3 Tiêu chuẩn cốt thép Đờng kính trong (mm) 1 lớp... lĩnh vực sản xuất các cấu kiện bê tông, tất cả các khâu từ trộn bê tông, gia công cốt thép, gia công các cấu kiện, lấy sản phẩm, ghép nối, sửa chữa các cấu kiện bê tông đều đã đợc tự động hóa Nhiều hãng trên thế giới đã chế tạo thành công máy công cụ điều khiển CNC sản xuất cốt thép trên cở sở sử dụng phơng pháp hàn tiếp xúc sản xuất cấu kiện bê tông: ống bê tông, tấm bê tông đúc sẵn, đạt năng suất cao,... tơng đơng với các sản phẩm cùng loại của châu Âu nhứng giá thành chỉ bằng 40-60% Các bớc đi của Viện IMI: - Tiếp cận các cơ sở sản xuất ống cống bê tông, tìm hiểu công nghệ sản xuất ống cống bê tông hiện tại trong nớc, tìm hiểu nhu cầu, mong muốn của các cơ sở sản xuất trong nớc - Nghiên cứu tìm hiểu các kết cấu, nguyên lý hoạt động của các thiết bị, so sánh áp dụng và chọn ra một kết cấu thích hợp... loe) mm 5 ữ 10 Đờng kính thép nan vòng mm 5 ữ 10 Cốt thép ống bê tông đờng kính 2700 cái Theo thiết kế 03 Cốt thép ống bê tông đờng kính 1000 cái Theo thiết kế 05 Đờng kính cốt thép lớn nhất có thể gia công đợc 2 Tài liệu: - Hoàn thành đầy đủ toàn bộ các bản vẽ thiết kế kỹ thuật và chi tiết - Bộ bản vẽ về quy trình công nghệ chế tạo các cụm chi tiết điển hình và chi tiết cỡ lớn - Quy trình công nghệ . Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy CNC sản xuất cốt thép của ống bê tông kích thớc lớn có mục tiêu : Chế tạo 01 máy CNC sản xuất cốt thép bê tông kich thớc lớn phục vụ cho sản xuất cấu kiện bê. chế tạo máy CNC sản xuất cốt thép ống bê tông tại Việt nam. - Chơng 2: Nghiên cứu lựa chọn cấu hình máy CNC sản xuất cốt thép bê tông kích thớc lớn 6 - Chơng 3: Nghiên cứu thiết kế máy CNC. kế, chế tạo máy CNC sản xuất cốt thép của ống bê tông kích thớc lớn có mục tiêu là : Chế tạo 01 máy CNC sản xuất cốt thép bê tông kích thớc lớn phục vụ cho sản xuất cấu kiện bê tông chất lợng