Nhằm giải quyết những hạn chế trong sản xuất cơ khí, TS. Nguyễn Văn Dương cùng các cộng sự của Học viện Kỹ thuật Quân sự đã “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo thiết bị rung khử ứng suất dư ứng dụng cho các chi tiết cơ khí dạng hàn và đúc có trọng lượng và kích thước lớn”.
Chia sẻ về đề tài, TS. Nguyễn Văn Dương cho biết, trong sản xuất cơ khí, một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ chính xác gia công, khả năng làm việc và tuổi thọ của chi tiết là ứng suất dư. Để hạn chế sự hình thành ứng suất và cong vênh khi gia công, nhiều công xưởng thường áp dụng các biện pháp thiết kế kết cấu chi tiết hợp lý, gia nhiệt thích hợp khi hàn và xử lý sau hàn.
Cùng với đó, nhiều biện pháp truyền thống đã được áp dụng để khử ứng suất dư sau gia công như: tiến hành ủ trong lò ở nhiệt độ thích hợp hoặc tiến hành hóa già tự nhiên ở ngoài trời trong thời gian dài khoảng vài tháng. Tuy nhiên với các chi tiết kích thước lớn hoặc kết cấu hàn lớn, khó có thể có lò lớn để tiến hành ủ khử ứng suất dư, còn việc hóa già tự nhiên là công việc kéo dài và hiệu quả không cao.
Trước vấn đề này, nhóm nghiên cứu do TS. Nguyễn Văn Dương dẫn đầu đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo thiết bị rung khử ứng suất dư ứng dụng cho các chi tiết cơ khí dạng hàn và đúc có trọng lượng và kích thước lớn”.
Lắp đặt đầu rung trên chi tiết thành trái của máy nghiền đá tại nhà máy Z125 - TCCNQP (Ảnh: Nhóm nghiên cứu)
Sau thời gian thực hiện, nhóm đã nghiên cứu được cơ sở cơ học của công nghệ rung khử ứng suất dư bằng thực nghiệm và mô phỏng số, đồng thời đã nghiên cứu phương pháp khoan lỗ đo ứng suất dư để đánh giá hiệu quả của phương pháp. Tiếp đó, đã nghiên cứu cơ sở thiết kế, tính toán và chế tạo được các đầu tạo dao động đáp ứng cho các vùng khối lượng chi tiết khác nhau. Từ đó, tiến hành thiết kế, chế tạo thiết bị đo lường, điều khiển và giám sát quá trình công nghệ rung khử ứng suất dư.
Ngoài ra, đề tài đã nghiên cứu và xây dựng thành công quy trình công nghệ rung khử ứng suất cho 05 chi tiết với hệ thống thiết bị do đề tài chế tạo. Kết quả đánh giá ứng suất trước và sau khi rung đã chứng tỏ hiệu quả của phương pháp và thiết bị do đề tài nghiên cứu. Hệ thống thiết bị này cũng được ứng dụng để rung khử ứng suất dư cho nhiều chi tiết lớn trong sản xuất.
Chia sẻ về tính mới của đề tài, TS. Nguyễn Văn Dương cho biết: “Đây là một công nghệ đơn giản để khử ứng suất dư nâng cao độ chính xác gia công cho các chi tiết cơ khí sau hàn, đúc. Nhóm nghiên cứu đã kết hợp với các đơn vị trong nước thiết kế, chế tạo đầu rung tạo dao động, phần mềm điều khiển, đo lường quá trình rung, đáp ứng yêu cầu của công nghệ rung khử ứng suất dư. Đã nghiên cứu phương pháp khoan lỗ đo ứng suất dư để đánh giá đầy đủ hiệu quả của phương pháp rung khử ứng suất.”
Cũng theo TS. Nguyễn Văn Dương, thiết bị và công nghệ do đề tài nghiên cứu đã được ứng dụng trong quá trình gia công nhiều chi tiết lớn quan trọng trong thực tiễn. Theo đó, rung khử ứng suất dư đã được ứng dụng để đảm bảo khả năng chịu tải, tránh nứt vỡ trong chế tạo các chi tiết khác nhau khối lượng từ 0,5 tấn đến 20 tấn của máy nghiền đá 200 tấn. Ngoài ra, công nghệ còn được ứng dụng trong chế tạo các kết cấu hàn yêu cầu tính chính xác chế tạo rất cao như bàn máp để lắp ráp ô tô, bàn gá hàn, bàn máp lắp ráp tuabin điện gió, khung máy cắt laser,… có khối lượng 3-6 tấn.
Với những kết quả đạt được, đề tài “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo thiết bị rung khử ứng suất dư ứng dụng cho các chi tiết cơ khí dạng hàn và đúc có trọng lượng và kích thước lớn” đã xuất sắc giành giải Nhì Giải thưởng Sáng tạo khoa học công nghệ Việt Nam năm 2020 do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam tổ chức. |
Phương Linh
