Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Hải Dương
Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy bơm công suất lớn phục vụ thoát nước trong khai thác mỏ
Từ những nhu cầu thực tế của ngành khai thác mỏ và hiệu quả sử dụng các máy bơm sản xuất trong nước thay thế hàng nhập ngoại trong thời gian vừa qua, các công ty khai thác than và triển khai chế tạo các loại máy bơm phục vụ cho ngành khai thác mỏ, với công suất, lưu lượng và cột áp lớn hơn, đáp ứng những nhu cầu cấp bách hiện nay và trong tương lai.
GIẢI KHUYẾN KHÍCH
(Giải thưởng Khoa học và Công nghệ Côn Sơn tỉnh Hải Dương lần IV-2016)
Chủ nhiệm: KS. Nguyễn Cao Quyết
Đơn vị: Công ty CP Chế tạo bơm Hải Dương
I. Mô tả tóm tắt công trình
Từ những nhu cầu thực tế của ngành khai thác mỏ và hiệu quả sử dụng các máy bơm sản xuất trong nước thay thế hàng nhập ngoại trong thời gian vừa qua, các công ty khai thác than và triển khai chế tạo các loại máy bơm phục vụ cho ngành khai thác mỏ, với công suất, lưu lượng và cột áp lớn hơn, đáp ứng những nhu cầu cấp bách hiện nay và trong tương lai. Đây là loại bơm cỡ lớn, kết cấu có tính đặc thù cao, yêu cầu về an toàn trong quá trình vận hành khai thác cũng rất cao, rất cần thiết cho thực tế sản xuất khai thác than và các ngành công nghiệp khác.
Nhóm thực hiện công trình đã tham khảo những tài liệu lý thuyết cơ bản; tổng hợp những kết quả nghiên cứu và kinh nghiệm thực tiễn của các nhà khoa học, các hãng chế tạo bơm lớn trên thế giới để tính toán thiết kế máy bơm công suất lớn LTC600-60x6
1. Nghiên cứu thiết kế máy bơm công suất LTC600-60x6
Áp dụng các kết quả nghiên cứu của các chuyên đề khoa học công nghệ về lý thuyết và nghiên cứu kết cấu các loại máy bơm nhiều cấp, cột áp cao hoạt động trong môi trường có hạt rắn, chịu mài món và ăn mòn hóa học của các nước Úc, Mỹ, Nga, và Trung Quốc, nhóm nghiên cứu đã tiến hành thiết kế đảm bảo các thông số kỹ thuật và kích thước lắp đặt của bơm phù hợp để lắp đặt tại các hầm lò khai thác than tại Quảng Ninh.
Để đảm bảo cho việc chế tạo chắc chắn thành công, nhóm nghiên cứu đã sử dụng phương pháp tính toán thiết kế, chế tạo và thử nghiệm bơm mô hình với công suất 75kW, sau đó triển khai thiết kế bơm nguyên hình theo phương pháp đồng dạng, trên cơ sở tuân thủ luật đồng dạng và tiêu chuẩn JIS để đảm bảo các thông số kỹ thuật.
Điểm nổi bật của bơm LTC 600-60x6 dùng kết cấu cân bằng lực dọc trục bằng phương pháp lắp đặt lớn hơn, công nghệ chế tạo phức tạp hơn so với các bơm có thông số tương tự của Trung Quốc nhưng sẽ không còn hiện tượng hỏng đĩa cân bằng khi môi chất bơm có lẫn hạt rắn. Với kết cấu này sẽ tăng tuổi thọ của bơm do không bị hiện tượng hỏng phần roto của bơm hoặc kẹt bánh quay vào vỏ khi đĩa cân bằng bị mòn hỏng.
2. Nghiên cứu công nghệ chế tạo và thử nghiệm máy bơm công suất lớn LTC600-60x6
2.1. Về công nghệ đúc tạo phôi
Nhóm thực hiện đề tài đã nghiên cứu, xây dựng quy trình công nghệ nấu luyện vật liệu thép kim crom-nikel cao SCS13 và SCS14 để thích hợp với môi chất có hiện tượng ăn mòn hóa học tại các mỏ, quy trình công nghệ này có thể đúc được các chi tiết có kích thước từ lớn chế tạo bơm công suất lớn.
Với hệ thống thí nghiệm tương đối đầy đủ, nhóm nghiên cứu đã thí nghiệm nấu luyện, phân tích thành phần hóa học, soi kim tương tế vi của kim loại, kiểm tra độ cứng, độ bền cơ học và đưa ra các quy trình đầy đủ về nấu luyện, đúc và nhiệt luyện cho các chi tiết chính của bơm.
2.2. Về công nghệ gia công
Do dây chuyền công nghệ gia công cơ khí của Công ty có đầy đủ các thiết bị với độ chính xác cao nên việc gia công các chi tiết của bơm có nhiều thuận lợi. Tuy nhiên, do kết cấu của bơm nhiều cấp là ghép nối nhiều tầng bánh công tác và cánh hướng dòng nên yêu cầu các chi tiết phải được gia công với độ chính xác cao cả về dung sai kích thước và dung sai hình học. Vì vậy việc lập trình gia công trên máy CNC và thiết kế các đồ gá để gia công đảm bảo chính xác và năng suất đã được các kỹ sư trong nhóm nghiên cứu hết sức chú trọng. Quy trình gia công các chi tiết đã được xây dựng phù hợp với dây chuyền công nghệ của Công ty, đảm bảo gia công các chi tiết theo yêu cầu kỹ thuật theo thiết kế.
2.3. Lắp ráp và thử nghiệm
Sau khi chế tạo và lắp ráp xong, máy bơm được chạy thử tại phòng thí nghiệm của công ty, đo đạc đầy đủ các thông số kỹ thuật như: Lưu lượng, cột áp, vận tốc quay, công suất, các thông số về điện (dòng, điện áp…), độ rung, độ ồn và nhiệt độ ổ bi… Lập các đặc tính kỹ thuật của bơm.
Triển khai lắp đặt và thử nghiệm tại hiện trưởng (mỏ than hầm lò Mông Dương), đo thử các thông số kỹ thuật, đảm bảo phù hợp với nhu cầu thoát nước của Công ty CP Than Mông Dương. Sau hơn 2 năm, tổ bơm hoạt động ổn định, đạt độ tin cậy cao, được đánh giá tốt. Sản phẩm được đơn vị tin tưởng sử dụng và tiếp tục đặt hàng thêm một tổ bơm nữa phục vụ thoát nước của mỏ.
II. Tính mới của công trình
Công trình đã tạo ra quy trình công nghệ nấu luyện một loại vật liệu mới thép không gỉ rom-nikel, chịu mài mòn và ăn mòn và có thể đúc được các chi tiết có kích thước từ lớn, ngoài việc áp dụng cho chế tạo bơm còn có thể ứng dụng để chế tạo cho các thiết bị và máy móc có yêu cầu tương tự.
Lần đầu tiên ở Việt Nam đã nghiên cứu tương đối đầy đủ về lý thuyết cơ bản đối với bơm ly tâm nhiều cấp công suất lớn, cột áp cao, chịu ăn mòn hóa học, áp dụng vào việc thiết kế và lấp quy trình công nghệ để chế tạo được hai máy bơm công suất lớn, ứng dụng vào thực tế, có thông số kỹ thuật và hiệu suất cao hơn các loại bơm cùng loại của Trung Quốc, có thể thay thế bơm nhập ngoại.
III. Hiệu quả kinh tế xã hội và bảo vệ môi trường
Sản phẩm của công trình nghiên cứu là bơm công suất lớn, cột áp cao, phục vụ thoát nước cho các mỏ khai thác than và quặng lộ thiên hoặc hầm lò với chất lượng tốt, có thể thay thế bơm nhập ngoại và góp phần đáp ứng các nhu cầu cấp thiết cho các dây chuyền khai thác quặng và than hoặc các mục đích cấp nước khác. Đặc biệt, đối với các loại bơm này, khi sản xuất được trong nước sẽ nhanh chóng đáp ứng các phụ tùng thay thế, đảm bảo chủ động cho các đơn vị sử dụng, nâng cao hiệu quả sản xuất.
Sản phẩm của đề tài có hiệu suất và độ bền, độ ổn định cao hơn các bơm cùng loại của Trung quốc, vì vậy sẽ tiết kiệm điện năng và các chi phí sản xuất.
Trong quá trình thực hiện, vật liệu chế tạo là loại thép không gỉ crom-nikel, chịu mài mòn và ăn mòn đã được nghiên cứu tương đối đầy đủ công nghệ nấu luyện, công nghệ đúc và gia công cơ khí, có thể ứng dụng vào việc chế tạo các loại thiết bị khác cho ngành cơ khí trong nước, không phải nhập khẩu, tiết kiệm ngoại tệ, và chủ động cho sản xuất.
Qua đây, công ty cổ phần chế tạo bơm Hải Dương có thể sản xuất hàng loạt loại bơm này phục vụ ngành khai thác mỏ và các mục đích cấp nước khác… đáp ứng nhu cầu cấp thiết của thị trường trong nước, tiến tới xuất khẩu, tạo thêm nhiều công ăn việc làm cho xã hội, góp phần phát triển ngành cơ khí chế tạo mày của nước ta.
IV. Khả năng áp dụng
Công trình đã tạo ra một dòng sản phẩm mới, giúp công ty phát triển dãy bơm ly tâm nhiều cấp, cột áp cao, chịu ăn m òn phục vụ cho khai thác mỏ, đáp ứng nhu cầu cấp thiết của ngành khai thác than và khoáng sản hiện nay. Sau hai năm hoạt động với thông số kỹ thuật ổn định, độ bền cao, máy bơm LTC 600-60x6 đã chứng tỏ những ưu việt vượt trội so với máy bơm của Trung Quốc cùng loại, vì vậy đã được Công ty CP Khai thác than Mông Dương đặt hàng sản xuất tiếp và công ty CP Chế tạo bơm Hải Dương đưa vào chế tạo hàng loạt phục vụ nhu cầu của thị trường.
Đơn vị: Công ty CP Chế tạo bơm Hải Dương
I. Mô tả tóm tắt công trình
Từ những nhu cầu thực tế của ngành khai thác mỏ và hiệu quả sử dụng các máy bơm sản xuất trong nước thay thế hàng nhập ngoại trong thời gian vừa qua, các công ty khai thác than và triển khai chế tạo các loại máy bơm phục vụ cho ngành khai thác mỏ, với công suất, lưu lượng và cột áp lớn hơn, đáp ứng những nhu cầu cấp bách hiện nay và trong tương lai. Đây là loại bơm cỡ lớn, kết cấu có tính đặc thù cao, yêu cầu về an toàn trong quá trình vận hành khai thác cũng rất cao, rất cần thiết cho thực tế sản xuất khai thác than và các ngành công nghiệp khác.
Nhóm thực hiện công trình đã tham khảo những tài liệu lý thuyết cơ bản; tổng hợp những kết quả nghiên cứu và kinh nghiệm thực tiễn của các nhà khoa học, các hãng chế tạo bơm lớn trên thế giới để tính toán thiết kế máy bơm công suất lớn LTC600-60x6
1. Nghiên cứu thiết kế máy bơm công suất LTC600-60x6
Áp dụng các kết quả nghiên cứu của các chuyên đề khoa học công nghệ về lý thuyết và nghiên cứu kết cấu các loại máy bơm nhiều cấp, cột áp cao hoạt động trong môi trường có hạt rắn, chịu mài món và ăn mòn hóa học của các nước Úc, Mỹ, Nga, và Trung Quốc, nhóm nghiên cứu đã tiến hành thiết kế đảm bảo các thông số kỹ thuật và kích thước lắp đặt của bơm phù hợp để lắp đặt tại các hầm lò khai thác than tại Quảng Ninh.
Để đảm bảo cho việc chế tạo chắc chắn thành công, nhóm nghiên cứu đã sử dụng phương pháp tính toán thiết kế, chế tạo và thử nghiệm bơm mô hình với công suất 75kW, sau đó triển khai thiết kế bơm nguyên hình theo phương pháp đồng dạng, trên cơ sở tuân thủ luật đồng dạng và tiêu chuẩn JIS để đảm bảo các thông số kỹ thuật.
Điểm nổi bật của bơm LTC 600-60x6 dùng kết cấu cân bằng lực dọc trục bằng phương pháp lắp đặt lớn hơn, công nghệ chế tạo phức tạp hơn so với các bơm có thông số tương tự của Trung Quốc nhưng sẽ không còn hiện tượng hỏng đĩa cân bằng khi môi chất bơm có lẫn hạt rắn. Với kết cấu này sẽ tăng tuổi thọ của bơm do không bị hiện tượng hỏng phần roto của bơm hoặc kẹt bánh quay vào vỏ khi đĩa cân bằng bị mòn hỏng.
2. Nghiên cứu công nghệ chế tạo và thử nghiệm máy bơm công suất lớn LTC600-60x6
2.1. Về công nghệ đúc tạo phôi
Nhóm thực hiện đề tài đã nghiên cứu, xây dựng quy trình công nghệ nấu luyện vật liệu thép kim crom-nikel cao SCS13 và SCS14 để thích hợp với môi chất có hiện tượng ăn mòn hóa học tại các mỏ, quy trình công nghệ này có thể đúc được các chi tiết có kích thước từ lớn chế tạo bơm công suất lớn.
Với hệ thống thí nghiệm tương đối đầy đủ, nhóm nghiên cứu đã thí nghiệm nấu luyện, phân tích thành phần hóa học, soi kim tương tế vi của kim loại, kiểm tra độ cứng, độ bền cơ học và đưa ra các quy trình đầy đủ về nấu luyện, đúc và nhiệt luyện cho các chi tiết chính của bơm.
2.2. Về công nghệ gia công
Do dây chuyền công nghệ gia công cơ khí của Công ty có đầy đủ các thiết bị với độ chính xác cao nên việc gia công các chi tiết của bơm có nhiều thuận lợi. Tuy nhiên, do kết cấu của bơm nhiều cấp là ghép nối nhiều tầng bánh công tác và cánh hướng dòng nên yêu cầu các chi tiết phải được gia công với độ chính xác cao cả về dung sai kích thước và dung sai hình học. Vì vậy việc lập trình gia công trên máy CNC và thiết kế các đồ gá để gia công đảm bảo chính xác và năng suất đã được các kỹ sư trong nhóm nghiên cứu hết sức chú trọng. Quy trình gia công các chi tiết đã được xây dựng phù hợp với dây chuyền công nghệ của Công ty, đảm bảo gia công các chi tiết theo yêu cầu kỹ thuật theo thiết kế.
2.3. Lắp ráp và thử nghiệm
Sau khi chế tạo và lắp ráp xong, máy bơm được chạy thử tại phòng thí nghiệm của công ty, đo đạc đầy đủ các thông số kỹ thuật như: Lưu lượng, cột áp, vận tốc quay, công suất, các thông số về điện (dòng, điện áp…), độ rung, độ ồn và nhiệt độ ổ bi… Lập các đặc tính kỹ thuật của bơm.
Triển khai lắp đặt và thử nghiệm tại hiện trưởng (mỏ than hầm lò Mông Dương), đo thử các thông số kỹ thuật, đảm bảo phù hợp với nhu cầu thoát nước của Công ty CP Than Mông Dương. Sau hơn 2 năm, tổ bơm hoạt động ổn định, đạt độ tin cậy cao, được đánh giá tốt. Sản phẩm được đơn vị tin tưởng sử dụng và tiếp tục đặt hàng thêm một tổ bơm nữa phục vụ thoát nước của mỏ.
II. Tính mới của công trình
Công trình đã tạo ra quy trình công nghệ nấu luyện một loại vật liệu mới thép không gỉ rom-nikel, chịu mài mòn và ăn mòn và có thể đúc được các chi tiết có kích thước từ lớn, ngoài việc áp dụng cho chế tạo bơm còn có thể ứng dụng để chế tạo cho các thiết bị và máy móc có yêu cầu tương tự.
Lần đầu tiên ở Việt Nam đã nghiên cứu tương đối đầy đủ về lý thuyết cơ bản đối với bơm ly tâm nhiều cấp công suất lớn, cột áp cao, chịu ăn mòn hóa học, áp dụng vào việc thiết kế và lấp quy trình công nghệ để chế tạo được hai máy bơm công suất lớn, ứng dụng vào thực tế, có thông số kỹ thuật và hiệu suất cao hơn các loại bơm cùng loại của Trung Quốc, có thể thay thế bơm nhập ngoại.
III. Hiệu quả kinh tế xã hội và bảo vệ môi trường
Sản phẩm của công trình nghiên cứu là bơm công suất lớn, cột áp cao, phục vụ thoát nước cho các mỏ khai thác than và quặng lộ thiên hoặc hầm lò với chất lượng tốt, có thể thay thế bơm nhập ngoại và góp phần đáp ứng các nhu cầu cấp thiết cho các dây chuyền khai thác quặng và than hoặc các mục đích cấp nước khác. Đặc biệt, đối với các loại bơm này, khi sản xuất được trong nước sẽ nhanh chóng đáp ứng các phụ tùng thay thế, đảm bảo chủ động cho các đơn vị sử dụng, nâng cao hiệu quả sản xuất.
Sản phẩm của đề tài có hiệu suất và độ bền, độ ổn định cao hơn các bơm cùng loại của Trung quốc, vì vậy sẽ tiết kiệm điện năng và các chi phí sản xuất.
Trong quá trình thực hiện, vật liệu chế tạo là loại thép không gỉ crom-nikel, chịu mài mòn và ăn mòn đã được nghiên cứu tương đối đầy đủ công nghệ nấu luyện, công nghệ đúc và gia công cơ khí, có thể ứng dụng vào việc chế tạo các loại thiết bị khác cho ngành cơ khí trong nước, không phải nhập khẩu, tiết kiệm ngoại tệ, và chủ động cho sản xuất.
Qua đây, công ty cổ phần chế tạo bơm Hải Dương có thể sản xuất hàng loạt loại bơm này phục vụ ngành khai thác mỏ và các mục đích cấp nước khác… đáp ứng nhu cầu cấp thiết của thị trường trong nước, tiến tới xuất khẩu, tạo thêm nhiều công ăn việc làm cho xã hội, góp phần phát triển ngành cơ khí chế tạo mày của nước ta.
IV. Khả năng áp dụng
Công trình đã tạo ra một dòng sản phẩm mới, giúp công ty phát triển dãy bơm ly tâm nhiều cấp, cột áp cao, chịu ăn m òn phục vụ cho khai thác mỏ, đáp ứng nhu cầu cấp thiết của ngành khai thác than và khoáng sản hiện nay. Sau hai năm hoạt động với thông số kỹ thuật ổn định, độ bền cao, máy bơm LTC 600-60x6 đã chứng tỏ những ưu việt vượt trội so với máy bơm của Trung Quốc cùng loại, vì vậy đã được Công ty CP Khai thác than Mông Dương đặt hàng sản xuất tiếp và công ty CP Chế tạo bơm Hải Dương đưa vào chế tạo hàng loạt phục vụ nhu cầu của thị trường.
Minh Sơn
Ý kiến bạn đọc
Bạn cần đăng nhập thành viên để có thể bình luận bài viết này
Danh mục
Thống kê truy cập
- Đang truy cập88
- Hôm nay2,801
- Tháng hiện tại98,794
- Tổng lượt truy cập2,045,808