Việc sản xuất cần cẩu máy xúc—một bộ phận cấu trúc cốt lõi chịu tải nặng và lực động—tuân theo một quy trình nghiêm ngặt, nhiều giai đoạn để đảm bảo độ bền, độ chính xác và an toàn. Dưới đây là phân tích chi tiết về quy trình làm việc, các hoạt động chính và kiểm soát chất lượng:
Giai đoạn này đặt nền tảng cho hiệu suất của cần cẩu, tập trung vào tính toàn vẹn cấu trúc và hiệu quả hoạt động.
- Các Hoạt động Chính:
- Tạo các mô hình 3D của cần cẩu (bao gồm các tấm chính, gân tăng cường và giao diện bản lề) bằng phần mềm CAD.
- Tiến hành mô phỏng FE thông qua các công cụ CAE để phân tích sự phân bố ứng suất, tuổi thọ mỏi và biến dạng trong điều kiện làm việc khắc nghiệt (ví dụ: nâng vật liệu nặng, đào đất cứng).
- Tối ưu hóa thiết kế: Điều chỉnh độ dày tấm, thêm/tăng cường gân hoặc sửa đổi vị trí bản lề để giảm trọng lượng trong khi vẫn duy trì khả năng chịu tải.
- Công cụ Chính: CAD (SolidWorks, Creo), CAE (ANSYS, Abaqus), phần mềm phân tích FE.
- Yêu cầu Chất lượng: Đảm bảo thiết kế đáp ứng các tiêu chuẩn công nghiệp (ví dụ: ISO 10265) về độ bền mỏi và khả năng chịu tải tĩnh; các giao diện lắp đặt (ví dụ: lỗ bản lề) phải phù hợp với xi lanh cánh tay và gầu của máy xúc.
Cần cẩu dựa vào vật liệu chịu lực cao, chống mài mòn để chịu được môi trường làm việc khắc nghiệt.
- Vật liệu Phổ biến: Thép hợp kim thấp cường độ cao (HSLA) (ví dụ: Q345B/C, S355JR) hoặc thép chống mài mòn (ví dụ: NM450) cho các khu vực chịu ứng suất quan trọng. Những vật liệu này cân bằng độ bền kéo (≥345 MPa) và độ dẻo dai, tránh gãy giòn.
- Chuẩn bị Vật liệu: Kiểm tra các tấm thép thô xem có khuyết tật (ví dụ: vết nứt, tạp chất) thông qua kiểm tra siêu âm; cắt các tấm thành kích thước tiêu chuẩn để xử lý tiếp theo.
Các tấm thép thô được cắt thành các hình dạng cụ thể (ví dụ: tấm cần chính, tấm gân) dựa trên bản vẽ 2D được triển khai từ mô hình 3D.
- Các Hoạt động Chính: Cắt CNC (Điều khiển số bằng máy tính) để đảm bảo độ chính xác về kích thước.
- Công cụ Chính:
- Máy cắt plasma CNC kiểu giàn (cho các tấm mỏng đến trung bình, ≤20mm; nhanh, biến dạng nhiệt thấp).
- Máy cắt lửa CNC (cho các tấm dày, >20mm; thích hợp cho thép HSLA).
- Yêu cầu Chất lượng: Độ lệch kích thước ≤ ±1mm; không có gờ hoặc xỉ trên các cạnh cắt (để tránh các khuyết tật hàn); biến dạng nhiệt được kiểm soát thông qua gia nhiệt trước hoặc làm mát sau khi cắt.
Các tấm thép phẳng được uốn hoặc cán để tạo ra cấu trúc hình hộp của cần cẩu (độ cứng cao) và các phần cong (để phân bố tải trọng).
- Các Hoạt động Chính:
- Uốn: Sử dụng máy uốn thủy lực để gấp các tấm thành các góc (ví dụ: 90° cho các thành phần hình hộp) hoặc rãnh hình chữ U.
- Cán: Sử dụng máy cán tấm để tạo thành các bề mặt cong (ví dụ: các tấm trên/dưới hình vòm của cần cẩu) để phân tán ứng suất tốt hơn.
- Chuẩn bị Cạnh: Vát các cạnh của tấm (ví dụ: vát 30°–45°) để đảm bảo độ xuyên thấu hoàn toàn trong quá trình hàn.
- Công cụ Chính: Máy uốn thủy lực, máy cán tấm 4 trục, máy vát mép.
- Yêu cầu Chất lượng: Độ lệch góc ≤ ±0.5°; các bề mặt cong có bán kính đồng đều (không có nếp nhăn hoặc vết nứt); kích thước vát phù hợp với thông số kỹ thuật hàn.
Hàn lắp ráp tất cả các bộ phận đã tạo thành cấu trúc cần cẩu cuối cùng—đây là giai đoạn quan trọng nhất đối với độ bền kết cấu.
- Các Hoạt động Chính:
- Hàn điểm: Tạm thời cố định các bộ phận (ví dụ: tấm chính + gân tăng cường) bằng các mối hàn nhỏ để duy trì sự liên kết.
- Hàn chính: Sử dụng các phương pháp hàn hiệu quả cao, ít khuyết tật cho các mối nối khác nhau:
- Hàn hồ quang chìm (SAW): Đối với các mối nối dài, thẳng (ví dụ: đường nối tấm chính); tốc độ đắp cao và mối hàn nhẵn.
- Hàn hồ quang kim loại khí CO₂ (GMAW): Đối với các mối nối phức tạp (ví dụ: kết nối gân với tấm chính); linh hoạt và phù hợp với các điều chỉnh tại chỗ.
- Hàn robot: Đối với các mối nối có độ chính xác cao (ví dụ: giao diện bản lề); giảm lỗi của con người và đảm bảo chất lượng mối hàn nhất quán.
- Xử lý nhiệt sau hàn: Gia nhiệt cần cẩu đến 600–650°C (ủ giảm ứng suất) để loại bỏ ứng suất hàn dư (ngăn ngừa nứt trong quá trình sử dụng).
- Công cụ Chính: Máy SAW, mỏ hàn CO₂ GMAW, trạm hàn robot, lò xử lý nhiệt.
- Yêu cầu Chất lượng: Không có khuyết tật mối hàn (xốp, nứt, không nóng chảy hoàn toàn); chiều cao mối hàn ≥ 70% độ dày của tấm mỏng hơn; ứng suất dư ≤ 150 MPa sau khi xử lý nhiệt.
Gia công tinh chỉnh các giao diện quan trọng (ví dụ: lỗ bản lề) để đảm bảo lắp ráp trơn tru với xi lanh thủy lực và gầu của máy xúc.
- Các Hoạt động Chính:
- Kẹp đồ gá: Cố định cần cẩu đã hàn vào một đồ gá chuyên dụng (để tránh biến dạng trong quá trình gia công).
- Khoan: Sử dụng máy khoan CNC để gia công các lỗ bản lề (cho trục chốt) theo kích thước chính xác.
- Phay: Phay các mặt đầu của các gờ bản lề để đảm bảo vuông góc với trục lỗ.
- Khoan/Taro: Khoan lỗ cho giá đỡ đường ống thủy lực hoặc kết nối bu lông; taro ren trong khi cần thiết.
- Công cụ Chính: Máy khoan và phay CNC lớn, trung tâm gia công đa trục, máy taro.
- Yêu cầu Chất lượng: Độ lệch đường kính lỗ ±0.05mm; độ song song/đồng tâm của các lỗ bản lề ≤ 0.5mm (để đảm bảo chuyển động trơn tru của trục chốt); độ nhám bề mặt của lỗ Ra ≤ 1.6μm.
Giai đoạn này tăng cường khả năng chống ăn mòn và cải thiện độ bám dính của lớp phủ, rất quan trọng đối với tuổi thọ của cần cẩu trong môi trường ẩm ướt/bụi bặm.
- Các Hoạt động Chính:
- Phun bi: Sử dụng bi thép tốc độ cao (0.8–1.2mm) để phun bề mặt của cần cẩu, loại bỏ gỉ, vảy và xỉ hàn.
- Photphat hóa: Nhúng cần cẩu vào bể photphat hóa (dung dịch photphat kẽm) để tạo thành màng photphat 5–10μm (cải thiện độ bám dính của lớp lót).
-
Vietnamese
