Tìm hiểu chuyên sâu về máy cán tôn

Ngày nay tôn là loại vật tư rất quan trọng trong dân dụng, công nghiệp. Nó được dùng làm tấm lợp bao che cho các công trình xây dựng như nhà ở, nhà xưởng,nhà kho,… Và hiện nay nó là một loại vật liệu tối ưu dùng để thay thế cho các loại tấm lợp có nhiều nhược điểm. Ngoài ra, nước ta đang có trên 96 triệu dân (số liệu 2021)  với một nền kinh tế đang trên đà phát triển mạnh, do vậy nhu cầu về tấm lợp trong xây dựng và công nghiệp rất cao, đặc biệt là tấm lợp bằng kim loại

I. CÁC LOẠI TÔN VÀ NHU CẦU SỬ DỤNG TẤM LỢP

1.1: GIỚI THIỆU VỀ TÔN (TẤM LỢP):

Trong cuộc sống nhu cầu sử dụng các tấm lợp của con người ngày càng cao do đó đòi hỏi các tấm lợp phải đáp ứng tốt nhu cầu sử dụng của con người. Trước đây hầu hết các tấm lợp được làm từ đất sét (ngói), phêroximăng, nhựa PVC … những loại này có nhiều nhược điểm nên bây giờ ít được sử dụng. Trong khi đó các loại tấm lợp bằng kim loại (tôn) ngày càng được sử dụng nhiều vì nó có những ưu điểm sau :
+ Độ bền các tấm lợp cao hơn so với tấm lợp bằng phêroximăng,đất sét, nhựa PVC …  
+ Thời gian sử dụng lâu hơn, khả năng chống lại tác hại của môi trường cao  hơn.
+ Gọn nhẹ, có tính thẩm mĩ cao.
+ Khó hư hỏng, khó thấm nước.
+ Kết cấu sườn lợp gọn nhẹ, tiết kiệm được kết cấu khung sườn nhà

1.1.1 : Phân loại tôn:

Tôn có chiều dày từ 0,1  1,0 mm, chiều rộng từ 830  1060 mm, để tạo điều kiện cho việc vận chuyển phôi liệu dễ dàng, các nhà máy cán thép sản xuất ra tấm kim loại và cuộn lại thành cuộn lớn, với khối lượng 1 cuộn gần 5 tấn có chiều dày và chiều rộng nhất định. Các loại tôn cuộn này thường được nhập từ nước ngoài như BHP của Australia, POMINI của Italia, SMS của Đức, VAI của Ao, NKK và KAWASAKI của Nhật, ANMAO của Đài Loan, Trung Quốc, Công Ty tôn Phương Nam khu công nghiệp Biên Hoà Đồng Nai… Các cuộn thép này đã có sẵn lớp bảo vệ chống ôxy hoá, như mạ kẽm, sơn màu… Để tăng thêm độ cứng khi sử dụng làm tấm lợp, người ta phải tạo sóng cho tôn, tuỳ theo nhu cầu sử sụng người ta tạo sóng cho tôn là sóng thẳng, sóng tròn hay sóng ngói
      Các dạng tôn có sóng thường dùng là :
+ Tôn sóng vuông
+ Tôn sóng tròn
+ Tôn sóng ngói
  Các loại tôn này thường có 9 sóng, 11 sóng. Làm mái thẳng, mái vòm, chiều dày thường 0.2, 0.28, 0.35, 0.4, 0.5, 0.75(mm)  

1.1.2 : Vật liệu dùng làm tôn:

    Có rất nhiều loại vật liệu khác nhau:
   + Loại bằng nhôm : Loại này đắt tiền, nhưng có ưu điểm là nhẹ, dẻo dễ cán, bền trong môi trường tự nhiên. Nhược điểm là chịu lực kém, nên cũng ít sử dụng
   + Loại bằng thiếc, kẽm : Loại này bền cao, có tính dẻo tốt nhưng giá thành cao
   + Loại bằng thép : Sử dụng thép carbon chất lượng trung bình với b  400 MPa. Loại này kém bền trong môi trường không khí, dễ bị oxi hoá… Để khắc phục hiện tượng trên, người ta thường mạ kẽm hoặc sơn tĩnh điện các cuộn phôi tấm.

1.2 : CÁC LOẠI MÁY CÁN TÔN TẠO SÓNG

    Cho đến nay hầu hết các loại máy cán tôn sử dụng ở nước ta đều nhập ngoại,  giá thành rất cao, trong khi đó đất nước ta còn khó khăn về kinh tế. Do đó để đáp ứng nhu cầu về tấm lợp cho người sử dụng với giá thành hạ hơn so với các tấm lợp nhập ngoại, mà độ bền vẫn tương tự nhau.
Hiện nay nước ta, Vietsteel là một trong những đơn vị đi đầu trong thiết kế và sản xuất các loại máy cán tôn tạo sóng với giá thành thấp hơn nhiều so với máy nhập ngoại. Do vậy sản phẩm tôn cán có giá cả hợp lý, đáp ứng được thị hiếu và nhu cầu sử dụng, sản phẩm tiêu thụ với số lượng ngày càng nhiều hơn, rộng rãi hơn.
Việc sản xuất ra các máy cán – uốn tôn rẻ tiền, trang bị cho các khu vực còn thoả mãn được điều kiện vận chuyển. Vì có những công trình xây  dựng yêu cầu tấm lợp có chiều dài lớn, việc vận chuyển xa sẽ gặp nhiều khó khăn. Tôn phẳng được sản xuất sẵn, có chiều rộng tới 1.2 mét, khối lượng gần 5 tấn, được cuộn lại thành cuộn có đường kính < 1,2m nên dễ vận chuyển. Và hiện nay trong nước ta có vài đơn vị sản xuất máy để cung cấp cho thị trường, tại Đà Nẵng có cơ sở sản xuất : công ty điện chiếu sáng Đà nẵng. Các đơn vị này đã sản suất máy cán với giá máy cán chỉ khoảng 1/3 giá nhập ngoại. Hơn thế trong thời gian gần đây các công ty chế tạo máy cán tôn còn sản xuất ra các loại máy cán tôn hai tầng với năng suất cao.

Máy cán tôn sóng vuông và kliplock Vietsteel

>>> Xem thêm bảng giá máy cán tôn


1.3: THÔNG SỐ CÁC LOẠI SÓNG TÔN THƯỜNG DÙNG

1.3.1 : Đối với tôn sóng vuông :

    + Tôn khổ 1200mm tạo 9 sóng
                 Diện tích hữu dụng là : 1258 = 1000(mm)
    + Biên dạng, các thông số tôn sóng vuông như sau:

1.3.2: Đối với tôn vòng :

         Loại tôn này được cán lại tạo vòng sau khi đã cán tạo sóng, quá trình tạo vòng là do các khía được tạo trên hai lô cán. Bán kính vòng được thay đổi bởi lô cán đầu ra
    + Tôn khổ 914mm tạo tôn 7 sóng
                 Diện tích hữu dụng là : 1256 = 750(mm)
    + Tôn khổ 1200mm tạo 9 sóng
                 Diện tích hữu dụng là : 1258 = 1000(mm)

1.4 : QUAN SÁT BỀ MẶT CỦA CÁC LOẠI TẤM LỢP BẰNG KIM LOẠI

1.4.1 : Vật liệu và độ bền    

Trước đây các tấm lợp mà sử dụng trong nước ta đến từ nước ngoài đa số là của Mĩ, vật liệu làm chúng thường là bằng nhôm, thiếc, thép dẻo. Nên các tấm lợp này có độ bền rất cao, chịu tác động của môi trường tốt, thời gian sử dụng rất lâu dài. Đa số các tấm lợp này đều có dạng sóng tròn, sóng vuông chiều dài thường là 2.4, 3.0, 3.5(m) và chiều rộng thường là 0.8, 1.0, 1.2(m).
    Trong thời gian sau này thì trên thị xuất hiện nhiều loại tấm lợp khác nhau cũng được nhập từ nhiều nước như Nhật, Đài Loan, Liên Xô cũ … với nhiều loại, hình dáng, kích cỡ, màu sắc. Nhưng vật liệu chế tạo các tấm lợp này không còn tốt như ngày xưa nữa, vì giá thành vật liệu đắt. Nên người ta thường sử dụng thép có độ cứng cao hơn và được mạ lớp kẽm hay sơn phủ bảo vệ, do vậy mà độ bền cũng không thua kém gì so với tấm lợp bằng vật liệu tốt.
    Vì điều kiện khí hậu nước ta có độ ẩm cao, chịu mưa có hàm lượng axít nên các tấm lợp bằng kim loại được dùng thường bị oxi hoá bởi môi trường, nên bị hư hỏng chủ yếu là sét, gỉ


1.4.2: Tìm hiểu thị trường sử dụng các tấm lợp:          

    Hầu hết các tấm lợp được sử ngày nay đều làm bằng kim loại(thép), phổ biến là các tấm lợp có dạng sóng vuông, sóng tròn hay sóng ngói. Trong khi đó công trình xây dựng ngày càng nhiều yêu cầu về bao che cao, độ thẩm mĩ, độ bền cao. Nên tấm lợp bằng kim loại có thể đáp ứng được yêu cầu đó, nhưng các tấm lợp nhập ngoại thì có giá thành cao nên hầu hết các tấm lợp đều do ta chế tạo mà giá thành lại rẻ hơn nhiều, nên đáp ứng được mọi tầng lớp tiêu dùng của con người.

II. CÔNG NGHỆ CÁN TÔN TẠO SÓNG


2.1 : YÊU CẦU CHUNG CỦA MÁY CÁN TÔN TẠO SÓNG :


    Máy cán tôn tạo sóng phải làm thay đổi kết cấu kim loại (phôi liệu) từ thép tấm phẳng thành biên dạng tôn theo ý muốn, có thể là sóng vuông hay sóng ngói, thẳng hay cong.
    + Máy làm việc phải cho hiệu quả và năng suất cao nhất, đảm bảo chất lượng tấm lợp là tốt nhất, phế phẩm là ít nhất
    + Các máy cán tôn đều cán tôn theo phương pháp cán nguội do vậy trục cán phải có độ cứng vững cao, có độ bóng cao
    + Số sóng trên 1 tấm tôn thường dùng là :
–    Tôn 9 sóng
–    Tôn 11 sóng
+ Tạo hình dáng tôn ít gây sai số biên dạng, kích cỡ.
+ Tấm lợp phục vụ cho nhu cầu che nắng, che mưa, trang trí… nên yêu cầu tấm lợp về mùa nắng phải chịu được nhiệt độ do mặt trời chiếu vào. Về mùa mưa thì phải giải quyết vấn đề thoát nước, tránh thấm nước. Tôn phải có độ bền thích hợp để tránh trường hợp gió mạnh làm hư hỏng, rách, đứt …


2.2 : CÁC PHƯƠNG PHÁP CẤP PHÔI CHO MÁY  


    Để cấp phôi cho máy cán, có thể cấp phôi bằng tay, cấp phôi bằng máy. Tuỳ theo yêu cầu công việc, năng suất mà ta chọn phương pháp cấp phôi hợp lý.
    Phôi sử dụng cho máy cán tôn thường có hai dạng như sau :
–    Phôi dạng tấm : Loại này ít sử dụng vì khi cần cấp liên tục thì phải lắp thiết bị cấp tự động và yêu cầu chiều dài tôn cố định. Nhưng khi yêu cầu tôn cán có kích cỡ lớn, dài thì gây khó khăn cho việc bố trí phân xưởng nên loại này không có hiệu quả kinh tế.
–    Phôi dạng cuộn : Phôi loại này rất phù hợp cho máy cán vì ít chiếm diện tích sử dụng nhà xưởng, phôi có thể được cấp liên tục với chiều dài tuỳ ý. Nhưng vì phôi cuộn có khối lượng lớn nên yêu cầu nhà xưởng phải bố trí các thiết bị nâng chuyển.
Qua đó ta thấy phôi sử dụng cho máy cán tôn dưới dạng cuộn là hợp lý hơn.


2.3 : QUÁ TRÌNH CÁN KIM LOẠI.   


    + Cán nguội là hình thức gia công kim loại ở nhiệt độ dưới nhiệt độ kết tinh lại, tức là gia công kim loại ở nhiệt độ thường (Tcan   Tktl ). Sản phẩm của thép cán nguội có chiều dày từ (0.08  1.0 )mm.
+ So với cán nóng, cán nguội có các đặc điểm sau :
–    Quy trình công nghệ của cán nguội phức tạp hơn nhiều, nó bao gồm nhiều công đoạn từ chuẩn bị phôi cho tới tinh chỉnh và cần nhiều thiết bị phức tạp khác.
–    Do trở kháng biến dạng của kim loại ở trạng thái nguội lớn nên tiêu hao năng lượng lớn ( áp lực F, mômen cán M, công suất động cơ P )
–    Ma sát giữa vật cán và trục cán lớn nên bề mặt trục mau mòn, do vậy trục phải có cơ tính đặc biệt, chịu mòn cao.  
–    Khả năng ép kim loại thấp do đó năng suất thấp
–    Cán nguội làm cho hạt kim loại bị vỡ vụn, mạng tinh thể bị xô lệch do đó cơ tính kim loại tăng ( biến cứng ). Tuỳ theo mức độ tăng biến cứng của từng loại vật liệu mà mỗi kim loại chỉ có thể cán giảm chiều dày kim loại tới một mức độ nhất định. Nếu ta tiếp tục cán tiếp thì sẽ sinh ra nứt, vỡ, rách tấm cán. Để khắc phục tình trạng này ta tiến hành ủ trung gian nhằm phục hồi cơ tính ban đầu. Tuy nhiên phải nằm trong một chiều dày nhất định mà máy có thể cán được.
–    Khi cán ứng suất sinh ra phải nhỏ hơn nhiều so với giới hạn bền cho phép của vật liệu trục
–    Để đạt chất lượng và cơ tính sản phẩm tấm cán nguội cao thì yêu cầu công nghệ phải được tiến hành với quy trình chặt chẽ, thiết bị phải tốt, vận hành máy có độ chính xác cao, rung động ít nhất
–    Sản phẩm kim loại sau khi cán nguội có cơ tính, lý tính tăng lên là vì khi cán nguội cơ, lý tính kim loại bị thay đổi, tổ chức kim loại trước khi biến dạng có dạng hạt nghĩa là kim loại có tính đẳng hướng ( mọi tính chất theo mọi phương là như nhau ). Nhưng sau khi biến dạng các hạt tinh thể bị vỡ vụn, kéo dài ra theo phương cán và có dạng thớ, sợi, kim loại có tính di hướng (tính chất kim loại theo các hướng khác nhau thì khác nhau)

          Máy cán tôn tạo sóng làm việc theo nguyên tắc cán nguội, do đó khi cán thì phải tiến hành qua nhiều bước nhất định. Mỗi bước làm thay đổi một lượng nhất định và bước cuối cùng sẽ tạo hình dáng sản phẩm. Do vậy các máy cán tôn tạo sóng thường được bố trí nhiều trục cán và mỗi trục cán làm biến dạng một lượng nhất định để tạo thành sóng tôn theo yêu cầu.

 Bảng thông số kỹ thuật của máy cán tôn Vietsteel
1 Bảng thông số kỹ thuật của tôn và máy cán tôn Vietsteel


2.4 : BIẾN DẠNG CỦA KIM LOẠI KHI CÁN


    Bất kỳ một kim loại nào đều có một độ cứng nhất định, khi chịu tác dụng của ngoại lực thì xảy ra quá trình biến dạng gồm : Biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo và phá huỷ và ta có đồ thị mô tả như sau : (Hình 2-5)
Từ đồ thị kéo (Hình 2-5) ta thấy rằng :
    + Khi tải trọng đặt vào nhỏ : P  PP thì độ biến dạng l tỷ lệ bậc nhất với tải trọng, khi bỏ tải trọng thì biến dạng mất đi. Sự biến dạng như vậy gọi là biến dạng đàn hồi hay biến dạng tỷ lệ.
    + Khi tải trọng đặt vào lớn cụ thể là P  PC thì độ biến dạng l tăng nhanh theo tải trọng, khi bỏ tải trọng thì mẫu không trở về đường cũ mà song song với đoạn đường OP nên cuối cùng mẫu sẽ bị dài thêm một đoạn. Như vậy ngoài phần biến dạng đàn hồi còn có phần biến dạng dư hay còn gọi là biến dạng dẻo. Với biểu đồ trên khi có tải trọng Pa mẫu bị dài thêm một đoạn là Oa, nhưng khi bỏ tải trọng thì nó trở về theo đường song song với OP, cuối biến dạng dư hay dẻo là đoạn Oao, còn aoa  là phần biến dạng đàn hồi đã bị mất.
    + Khi tải trọng đặt vào lớn hơn nữa, sau khi chịu được tải trọng cao nhất Pb , trong kim loại xảy ra biến dạng cục bộ. Lúc đó tuy tải trọng tác dụng giảm đi mà biến dạng vẫn tăng, kim loại ở chổ biến dạng bị đứt và đi tới phá huỷ ở điểm đó.

3.1. THIẾT KẾ THÂN MÁY CÁN TÔN:


Thân máy cán tôn là chi tiết rất quan trọng trong máy cán, mà trên đó ta lắp gối đỡ trục, các cơ cấu dẫn động… Lực làm biến dạng kim loại tác dụng lên trục cán đều tác dụng lên thân máy, do đó thân máy chịu tải lớn nên khi thiết kế tính toán phải đảm bảo điều kiện bền và độ cứng vững cho máy.
Thân máy cán gồm 2 phần chính :
– Đế máy tôn : Thường được làm bằng thép chữ V, hàn ghép với nhau để tạo nên độ cứng vững toàn máy và tạo không gian bên trong để bố trí các động cơ,  các linh kiện phụ …
– Thành máy tôn (giá cán) : Được làm bằng thép tấm (chiều dày thường = 12mm) được gắn với đế máy bằng các vít cấy(lục giác chìm). Trên thành được cắt thành các ô chữ U để lắp các gối đỡ trục cán trên, để tăng thêm độ cứng vững giữa thành thường có các thanh giằng.
Trên thành máy còn được sử dụng (ở phần đầu vào) để bố trí các cơ cấu điều chỉnh chiều rộng phôi cán và hệ thống kéo phôi ban đầu (khi phôi chưa ăn vào lô hình).
…………………………………………………..

3.2: VẬN HÀNH VÀ BẢO QUẢN MÁY CÁN TÔN :


3.2.1. Nguyên lý hoạt động của máy cán uốn tạo sóng tôn :


    Vì là máy mô hình, chỉ cán 3 sóng tôn với kích thước 300 x 219 (mm) nên ta sử dụng tôn đã cắt thành khổ. Tôn phẳng ban đầu được đưa vào bàn dẫn hướng tôn sau đó tôn được đẩy đến cặp lô dẫn động kéo phôi. Đây là cơ cấu kéo phôi ban đầu thường chế tạo bằng 2 trục tròn có đường kính 40 có bọc cao su. Khi cần tạo lực kéo ta cho tôn phẳng vào khe hở giữa 2 trục (trục dưới là trục dẫn động), điều chỉnh khe hở sẽ tạo lực đè trục trên xuống, nhờ ma sát giữa 2 lô cao su và phôi nên tôn được dẫn động qua cặp lô cán thứ 1, trục dưới cố định, còn trục trên thì được lắp di trượt trong rãnh chữ U trên thân máy mục đích điều chỉnh khe hở giữa 2 trục nhăm đảm bảo khe hở là hợp lý nhất.Sau khi qua hệ thống trục cán sản phẩm được tạo sóng theo yêu cầu.
3.2.2. Vận hành và bảo quản máy :
+  Chỉ có các công nhân được đào tạo để sử dụng máy mới được vận hành.
+ Trước khi vận hành phải kiểm tra các hệ thống an toàn như các bao che của các bộ phận động, các điều kiện an toàn về điện như điện áp, cầu chì, rơle điện, dây dẫn …
+ Thực hiện chế độ bôi trơn bảo dưỡng trước mỗi ca sản xuất và vệ sinh lau chùi máy móc trước khi xuống ca.
+ Trước khi cho máy làm việc (có tải) phải cho máy vận hành không tải từ 1 đến 3 phút để kiểm tra các bộ phận truyền động.


3.2.3 : Kiểm tra sản phẩm tôn cán :

    + Kiểm tra kích thước, chiều dài tôn, chiều dài bước tôn, số bước
    + Kiểm tra biên dạng tôn
    + Kiểm tra xem tôn có bị trầy xước hay không ?
    + Kiểm tra mép cắt
    + Kiểm tra độ chính xác của các số liệu, sự phối hợp giữa dao cắt sau, lô cán, và dao cắt trước.
    + Trường hợp chiều dài tôn không đúng, mỗi lần mỗi khác thì cần chỉnh lại chế độ chạy chậm ( Cho khoảng chạy chậm dài hơn ).


    Máy cán tôn là loại máy có tính kinh tế cao vì nhu cầu sử dụng tấm lợp kim loại ngày nay rất rộng rãi và phổ biến. Nên việc thiết kế chế tạo máy thay thế máy nhập ngoại là việc cần thiết nhằm giải quyết nhu cầu tấm lợp cho con người, đồng thời cũng cải thiện giá thành sản phẩm cho người tiêu dùng.
    Tuy là máy mô hình nhưng nội dung của bản thuyết minh này đã trình bày các đặc tính, nguyên lý cơ bản về  quá trình cán – uốn tôn. Về máy cán – uốn tôn này có các đặc điểm là kết cấu không phức tạp lắm, nguyên lý hoạt động đơn giản, dễ sử dụng.

Source: doantotnghiep.vn/