ứng dụng cơ điện tử trong nghiên cứu, chế tạo trạm trộn bê tông tự động và bơm bê tông của Viện Máy và dụng cụ công nghiệp IMI Ths.. Hoàng Việt Hồng Viện Máy và dụng cụ công nghi
Trang 1ứng dụng cơ điện tử trong nghiên cứu, chế tạo
trạm trộn bê tông tự động và bơm bê tông
của Viện Máy và dụng cụ công nghiệp (IMI)
Ths Hoàng Việt Hồng
Viện Máy và dụng cụ công nghiệp
Email : ttc.imi@.hn.vnn.vn
Tóm tắt
Việc ứng dụng Cơ Điện tử trong nghiên cứu chế tạo, các sản phẩm khoa học công nghệ
cao như: Trạm trộn bê tông tự động, Bơm bê tông tự động là định hướng quan trọng góp
phần nâng cao mức độ hiện đại , khả năng canh tranh của sản phẩm trên thị trường thiết bị
xây dựng trong và ngoài nước
Bằng việc ứng dụng kỹ thuật đo lường và điều khiển điện tử hiện đại, công nghệ thông tin,
và kiến thức, kinh nghiệm trong thiết kế và chế tạo cơ khí, Viện IMI đã chế tạo thành công
Trạm trộn bê tông tự động năng suất 15- 60m 3 /h, Bơm bê tông năng suất 60-85m 3 /h Các
sản phẩm này là các sản phẩm công nghệ cao tiêu biểu của Viện đã được chuyển giao cho
sản xuất
The application Mechatronics in researching,
manufacturing Automatic concrete batching
plants and concrete pump of Institute for
Machinery and industrial instruments (IMI)
Abstract
The application mechatronics in researching, manufacturing automatic concrete
batching plants and concrete pumps is the very important orientation to upgrade
modernization levels and competition abilities of construction equipments market in and
out of countries
Applying modern measuring techniques, electronic controlling systems, informatics and
experiences in designing and manufacturing industrial equipments, IMI is specialized in
reseaching, manufacturing the automatic concrete batching plants with the various rated
output of 15- 60m 3
/h and concrete pumps with capacity of 60-85m 3 /h The typical high technology products were transfered into production
Trong những năm đổi mới vừa qua, trước những đòi hỏi cấp bách về sản lượng, chất
lượng bê tông xi măng và bơm bê tông phục vụ cho các công trình xây dựng trong cả nước,
Viện Máy và dụng cụ công nghiệp ( IMI ) - Bộ công nghiệp đã tự đầu tư kinh phí nghiên
cứu và ứng dụng thành công một số công nghệ hiện đại trong nhiều lĩnh vực khác nhau để
nghiên cứu, thiết kế, chế tạo cung cấp cho thị trường các trạm trộn bê tông xi măng tự động
( TTBT ) công suất 15 ữ60 m3/h và bơm bê tông tự động năng suất 60ữ85m3
/h
Trạm trộn bê tông xi măng tự động và bơm bê tông tự động là các sản phẩm cơ điện tử (
mechatronic ) có hàm lượng khoa học công nghệ cao, ứng dụng nhiều thành tựu trong các
lĩnh vực khác nhau : Cơ khí - Điện tử - Thuỷ khí - Công nghệ thông tin đã được chuyển
giao cho sản xuất và có đủ khả năng cạnh tranh trên thị trường thay thế hàng nhập ngoại
Cho đến nay, Viện IMI đã nghiên cứu, thiết kế, chế tạo ra hơn 20 sản phẩm cơ điện tử
đáp ứng được các đòi hỏi của thị trường, trong đó sản phẩm trạm trộn bê tông tự động là
sản phẩm tiêu biểu nhất
Trang 2Trên cơ sở ứng dụng các công nghệ mới trong thiết kế chế tạo hệ khung dầm không gian chịu lực phức tạp và các kỹ thuật trộn bê tông tiến tiến năng suất cao, các thiết bị cơ khí của TTBT được nghiên cứu thiết kế và giải quyết được các yêu cầu đặt ra cho việc sản xuất bê tông chất lượng cao Hệ thống khung TTBT có dạng khung dầm chịu lực nhiều nút, phân
bố tải trọng đều và được chia thành các mô đun Các mô đun được nối ghép với nhau bằng mối ghép bu lông nên tháo lắp và sửa chữa dễ dàng
Thiết bị trộn bê tông hoạt động trong điều kiện tải trọng lớn, thay đổi liên tục và ma sát giữa vật liệu trộn với hệ thống cánh trộn lớn nên gây ra hiện tượng mài mòn lớn Nguyên lý trộn cưỡng trục đứng hoặc cưỡng bức hành tinh được ứng dụng tạo ra các vòng xoáy khi trộn nên độ đồng đều các thành phần vật liệu cao
Cấu hình của TTBT có kiểu dáng công nghiệp hiện đại, thích ứng với điều kiện vận chuyển trong nước và phù hợp với nhiều dạng mặt bằng sản xuất
Hệ thống điều khiển TTBT được xây dựng trên nền tảng của các công nghệ tiên tiến, mà trước tiên là làm chủ kỹ thuật định lượng hiện đại, bao gồm các việc thiết kế chế tạo và ứng dụng các hệ thống cân điện tử chuyên dụng có độ chính xác và ổn định cao, việc xây dựng
và tích hợp quá trình điều khiển định lượng tối ưu như điều khiển thích nghi, bù trực tiếp dòng liệu trễ, kết hợp xử lý triệt để các nhiễu đặc thù của từng hệ thống thiết bị cơ, cơ -
điện, điện từ, Từ đó đã tạo ra và phát triển một hệ thống định lượng mở, có tính linh hoạt cao nhờ khả năng thay đổi nhanh chóng cấu hình hệ thống như số điểm cân ( Multi-points),
số thành phần của từng điểm cân (multi-components), phương pháp định lượng cân ( cân hoặc đo dòng liệu ) Hơn nữa những kỹ thuật xử lý số liệu hiện đại nhất cho bê tông xi măng chất lượng đặc biệt như xử lý theo độ ẩm, xử lý theo độ sụt, cũng đã được IMI nghiên cứu ứng dụng thành công
ứng dụng kỹ thuật số và PLC ( Programable Logical Controller ) đã mang lại cho hệ thống điều khiển TTBT của IMI một loạt các ưu điểm : Cấu trúc hệ thống gọn nhẹ, vững chắc hoạt động ổn định hơn, công tác thiết kế, lắp ráp, bảo trì, chuẩn đoán lỗi, sửa chữa thuận lợi và nhanh chóng hơn, Hệ thống điều khiển dùng PLC cũng mang lại khả năng linh hoạt cao trong thay đổi, nâng cấp cấu hình hệ thống cho TTBT của IMI
Khí nén áp suất cao được ứng dụng làm nguồn động lực cho các cơ cấu chấp hành Sử dụng hợp lý các thiết bị điện, điện khí cho hệ thống cơ cấu chấp hành và động lực đã tạo ra
sự hoạt động tin cậy, chính xác cho toàn trạm
Viện IMI cũng đã ứng dụng hiệu quả CNTT vào cả hai khâu điều khiển - giám sát - thu thập dữ liệu ( tương đương các hệ SCADA cỡ vừa ) cũng như hỗ trợ sản xuất cho TTBT Với những thành công lớn trong việc ứng dụng khoa học công nghệ tự động hoá hiện đại
và sản xuất trạm trộn bê tông, viện tiếp tục triển khai nghiên cứu, chế tạo và cung cấp cho thị trường bơm bê tông tự động Bơm bê tông tự động cũng là một sản phẩm cơ điện tử bao hàm nhiều lĩnh vực khác nhau : Cơ khí, tự động hoá, thuỷ lực
Bơm bê tông là thiết bị vận chuyển bê tông tươi đến vị trí có khoảng cách xa nhất là 400m và cao nhất là 200m kể từ vị trí đặt bơm nên thiết bị này đặc biệt cần thiết trong thi công cầu bê tông và các nhà cao tầng Ngoài ra, thiết bị phải có khả năng di động tốt để có thể dễ dàng vận chuyển đến các vị trí khác nhau tại công trường xây dựng
Hệ thống thiết bị chính của bơm bê tông bao gồm : Động cơ chạy bằng dầu diesen, bơm dầu thuỷ lực, khối điều điều khiển thuỷ lực, hệ thống xi lanh thuỷ lực, xi lanh dẫn bê tông, các cơ cấu báo mức và hạn vị, hệ thống khung đỡ, các cơ cấu di chuyển và hệ thống điều khiển điện tử
Các kết cấu cơ khí của bơm được thiết kế , chế tạo chắc chắn, đủ độ bền với kích thước nhỏ gọn làm việc trong môi trường rung động và va đập nhiều Các cơ cấu chịu mài mòn
Trang 3Hệ thống thuỷ lực áp suất cao được ứng dụng làm nguồn động lực cho các cơ cấu chấp
hành Hệ thống thuỷ lực được thiết kế đủ áp suất và lưu lượng để bơm có thể hoạt động đạt
năng suất yêu cầu Sử dụng hợp lý các thiết bị điện, van thuỷ lực cho hệ thống cơ cấu chấp
hành và động lực đã tạo ra sự hoạt động tin cậy, chính xác cho bơm bê tông
Năm 1995, Viện đã tự bỏ vốn và huy động vốn của cán bộ công nhân viên để chế tạo
trạm trộn bê tông xi măng và bơm bê tông đầu tiên Chỉ trong năm đầu tiên Viện đã ký hợp
đồng kinh tế cung cấp 07 trạm trộn, 02 bơm bê tông Tính đến nay, Viện đã cung cấp gần
200 trạm trộn bê tông xi măng các loại chiếm trên 90% thị phần toàn quốc, và 12 bơm bê
tông mang lại cho Viện trên 200 tỷ đồng hợp đồng kinh tế Trạm trộn do Viện chế tạo có
giá thành khoảng 1,1 tỷ đồng, trong đó phần tự chế tạo trong nước chiếm trên 90% giá
thành của sản phẩm Do vậy, Viện đã tiết kiệm được cho đất nước trên 200.000 USD/ 1 sản
phẩm
Sản phẩm do Viện chế tạo có độ hiện đại tương đương với các sản phẩm cùng loại nhập
từ châu âu nhưng giá thành chỉ bằng 25ữ40% giá nhập ngoại
Thông số kỹ thuật của các loại Trạm trộn bê tông
Dung tích thùng trộn cưỡng bức lít 500/750 500/750 750/1000 1000/1500 1000/1500
Năng suất bê tông đặc ứng với t/g
trộn
(30s – 45s )
m3
10ữ15 15ữ20 25ữ30 40ữ45 52ữ60
Số thành phần xi măng (cho phép
đến)
1 1 2 2 2
Gầu cào cát đá: (tuỳ chọn)
Dung tích gầu/chiều dài cần
Trang 4Thông số kỹ thuật của các loại bơm bê tông
Thông số kỹ thuật
Năng suất lý thuyết lớn nhất m3/h
Động cơ Deutz Diesel Model
Công suất động cơ
3
84
BM6L101
3
141
Trang 5§Þa chØ liªn hÖ :
T¸c gi¶ Th¹c sü Hoµng ViÖt Hång
C¬ quan ViÖn M¸y vµ dông cô c«ng nghiÖp
Add 46 L¸ng h¹ - §èng ®a - Hµ néi
Tel 04.8351006 fax 04.8344975
Email ttc.imi@.hn.vnn.vn