Áp dụng khoa học công nghệ vào sản xuất để nâng cao trình, độ năng suất chất lượng thể hiện vai trò chủ đạo trong sự nghiệp xây dựng công nghiệp hóa hiện đại đất nước nhằm phát triển kinh tế nâng cao năng lực cạnh tranh và sự hội nhập quôc tế. Những thay đổi về công nghệ khai thác than từ khai thác lộ thiên sang khai thác hầm lò đã xuất hiện những thiết bị máy móc hay sản phẩm cơ khí có nhu cầu sử dụng lớn mà chúng ta đang phải nhập ngoại hoặc chưa đủ năng lực sản xuất.

Cầu máng cào là một sản phẩm như vậy là bộ phận cấu thành máng cào, trong mỗi máng cào thì bộ phận này có số lượng sử dụng rất lớn do sự ghép nối thành chuỗi, nó quy định chiều dài vận chuyển than trong khai thác hầm lò. Như vậy việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo dây chuyền hệ thống hàn tự động cầu máng cào rất cần thiết và có ý nghĩa góp phần nâng cao năng lực chuyên môn, khả năng nội địa hóa các dây chuyền sản xuất và nâng cao năng suất lao động, đáp ứng nhu cầu thị trường cung như việc giảm giá thành, tăng hiệu quả và thay thế hàng nhập ngoại.

Trên thế giới, công nghiệp khai thác khoáng sản phát triển rất mạnh mẽ ở trình độ chuyên môn hoá cao từ khai thác đến chế tạo các trang thiết bị phục vụ. Trong khai thác hầm lò, máng cào với nhiều chủng loại kết cấu của nước ngoài đã xuất khẩu sang Việt Nam từ nhiều năm nay. Các sản phẩm này được nhà chế tạo thay đổi về cả hình thức lẫn kết cấu nhằm nâng cao khả năng ứng dụng vào điều kiện cụ thể. Các công ty than thuộc tập đoàn công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam hiện đang sử dụng nhiều loại máng cào để vận chuyển khai thác than trong các lò chợ. Chủ yếu các loại máng cào nhập khẩu như: SGD-280/11(7.5); SGD-320; SGD-320/18.5; C14M, SKAT80, SGB420/22, SGB 420/30, SGB630 và SGZ110/2. Các loại máng cào này chủ yếu được nhập khẩu từ Liên Xô cũ (SNG), Trung Quốc, Ba Lan... Máng cào Trung Quốc mới được nhập vào Việt Nam nhiều nhất trong mấy năm gần đây, với nhiều mẫu mã và chủng loại như SGB 420; SGB 620; SGB630 được áp dụng một cách đa dạng tại các công ty than của nước ta.

Nhóm nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo hệ thống thiết bị tự động hàn cầu máng cào, ứng dụng trong công nghiệp khai thác than” do Cơ quan chủ trì Văn phòng các chương trình trọng điểm cùng phối hợp với Chủ nhiệm đề tài ThS. Ngô Xuân Cường thực hiện với mục tiêu: Làm chủ tính toán, thiết kế và công nghệ chế tạo hệ thống thiết bị tự động hàn cầu máng cào;Xây dựng được Bộ hồ sơ tính toán, thiết kế hệ thống thiết bị tự động hàn cầu máng cào, Bộ quy trình công nghệ chế tạo, lắp ráp, vận hành và bảo dưỡng các thiết bị của hệ thống và Bộ quy trình công nghệ hàn tự động cầu máng cào; Chế tạo được hệ thống thiết bị tự động hàn cầu máng cào và ứng dụng được vào sản xuất, bao gồm 01 hệ thống thiết bị tự động hàn cầu máng cào có kích thước chiều rộng từ 320 đến 630mm, chiều dài từ 1200 đến 1500mm với năng suất tối thiểu 80 sản phẩm/ca, chất lượng mối hàn đạt tiêu chuẩn TCVN.

Với cách tiếp cận như trên, Đề tài dự kiến sử dụng các phương pháp nghiên cứu và kỹ thuật hiện đại tiên tiến để đảm bảo chất lượng và hiệu quả của quá trình nghiên cứu là:

- Về nghiên cứu lý thuyết: nghiên cứu tổng quan các thông tin hàn tự động cầu máng cào trên thế giới và ở Việt Nam để có cơ sở lựa chọn giải pháp công nghệ tối ưu và quyết định phương án sử dụng trang thiết bị và công nghệ tiên tiến.

- Về nghiên cứu thực nghiệm: trên cơ sở các mẫu cầu máng cào được sử dụng phổ biến tại Việt Nam, tiến hành thiết kế phương án lựa chọn hệ thống thiết bị hàn tiên tiến và thiết bị hỗ trợ phù hợp, hoàn thiện công nghệ lắp ghép và công nghệ hàn đảm bảo năng suất và chất lượng theo yêu cầu.

- Nghiên cứu thiết kế: sử dụng các công cụ hỗ trợ bằng các phần mềm thiết kế chuyên dụng cho các cơ cấu cơ khí, các phần tử điện – điều khiển, thiết kế mô phỏng…

- Nghiên cứu công nghệ: nghiên cứu tối ưu hóa công nghệ hàn tự động cầu máng cào trong đó kết hợp quá trình lắp ghép hoàn thiện và dịch chuyển phù hợp cho mỗi cặp đường hàn, lựa chọn chế độ công nghệ hàn, công nghệ khử ứng suất biến dạng hàn cho cầu máng cào…

Từ các kết quả khảo sát nhu cầu sử dụng và chế tạo cầu máng cào trong khai thác than ở Việt Nam, kết hợp với tổng quan về nghiên cứu công nghệ chế tạo cầu máng cào ở ngoài nước và trong nước Đề tài đã xác định được việc chủ động nghiên cứu, thiết kế, chế tạo dây chuyền thiết bị hàn tự động cầu máng cào là một công việc cấp thiết và có ý nghĩa khoa học lớn, phục vụ kịp thời cho lĩnh vực khai thác mỏ của nước ta hiện nay, góp phần thực hiện thành công các nhiệm vụ của nền công nghiệp 4.0 trong thời đại ngày nay.

Lần đầu tiên Đề tài đã nghiên cứu thiết kế và chế tạo thành công dây chuyền thiết bị hàn tự động cầu máng cào với kích thước bao: chiều dài L= 14m; chiều rộng W= 4m; chiều cao H= 1,5 - 2,5m; với tổng trọng lượng: 15 tấn. Dây chuyền thiết bị bao gồm 06 cụm thiết bị công nghệ, trong đó nền tảng là cụm thiết bị hàn 4 đường dọc.

Dây chuyền thiết bị công nghệ được chế tạo bằng các công nghệ hiện đại, sử dụng các vật liệu, thiết bị và linh kiện phụ trợ tiên tiến. Được điều khiển tự động bằng hệ thống PLC linh hoạt và đồng bộ, đảm bảo nâng cao năng suất, chất lượng đáp ứng được các nhu cầu cần thiết của thực tế sản xuất.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 16965/2019) tại Cục Thông tin KHCNQG.