Luận án Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ cơ bản khi lăn ép đến khả năng tạo hình tấm dày có biên dạng phức tạp ứng dụng trong công nghệ đóng tàu

ng, đường kính lỗ rỗng 
38 
là  100 mm. Việc con lăn có lỗ rỗng hoàn toàn không ảnh hưởng đến kết quả mô phỏng, 
tuy nhiên sẽ tiết kiệm được thời gian tính toán. 
 Phôi tấm dạng dải có kích thức 600 mm x 80 mm x 20 mm. Chiều dài và chiều 
rộng phôi tấm được lựa chọn như trên đảm bảo cho quá trình khảo sát biến dạng theo 
phương dọc và ngang của phôi. 
 Trong thực tế tạo hình, các chi tiết vỏ tàu thuỷ thường có kích thước lớn hơn kích 
thước phôi tấm được lựa chọn để mô phỏng. Tuy nhiên, việc lựa chọn này không làm ảnh 
hưởng nhiều đến kết quả sau này sẽ ứng dụng trong thực tế bởi: 
 - Lăn ép tạo ra biến dạng cục bộ liên tục trên phôi tấm dọc theo đường lăn. Biến 
dạng chủ yếu xảy ra trong vùng tiếp xúc giữa 2 con lăn với phôi tấm, nên ta có thể lựa 
chọn kích thước theo chiều rộng phôi tấm lớn hơn kích thước của vết tiếp xúc giữa con lăn 
với phôi tấm. Tại hai mặt biên theo chiều rộng tấm, coi như biến dạng theo chiều rộng 
bằng không. 
 - Với chiều dài tấm 600 mm đủ để khảo sát ảnh hưởng của các thông số công nghệ 
đến biến dạng cong của tấm. Chiều dài lớn quá sẽ lãng phí thời gian tính toán. 
 - Chiều dày của phôi tấm sẽ thay đổi tuỳ thuộc vào mục đích khảo sát tạo hình phôi 
tấm có chiều dày từ 10 mm đến 30 mm. 
3.3.2 Chia lưới phần tử 
Hình 3.3 Lưới phần tử của cặp con lăn và phôi tấm 
Chia lưới cho phôi, con lăn đảm bảo độ chính xác của kết quả, tuy nhiên cũng cần 
lưu ý đến thời gian tính toán mô phỏng. Nếu chia nhiều phần tử, kết quả mô phỏng sẽ 
chính xác nhưng thời gian tính toán sẽ lâu, khi phần tử quá nhỏ thì có thể sẽ khó hội tụ 
hoặc không hội tụ do giá trị chênh lệch giữa các nút kề nhau vượt quá sai số tính toán. Nếu 
chia ít phần tử, việc tính toán sẽ nhanh, nhưng độ chính xác bị giảm đi. Số lượng phần tử 
phù hợp sẽ được xác định bằng cách tính toán mô phỏng với số lượng phần tử ban đầu ít, 
sau đó tăng dần lên cho đến khi kết quả tính toán không có sự chênh lệch nữa. Do con lăn 
chỉ bị biến dạng đàn hồi nên ta chia lưới con lăn dưới 18.000 phần tử, con lăn trên cần 
39 
chính xác về biên dạng nên ta chia 22.000 phần tử. Mặc dù phôi tấm có dạng dải, tiết diện 
ngang hình chữ nhật đơn giản, nhưng do phôi biến dạng dẻo, nên chia với 26.000 phần tử. 
Kiểu phần tử được lựa chọn là C3D8R. Đây là phần tử khối, 8 nút, cho phép tính toán ứng 
suất, biến dạng, chuyển vị của từng nút nên đáp ứng được với mục đích đặt ra cho bài 
toán mô phỏng. 
3.3.3 Xây dựng mối quan hệ giữa ứng suất và biến dạng của vật liệu 
 Việc xác định chính xác mô hình vật liệu để đưa vào mô phỏng số rất quan trọng và 
ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả mô phỏng số. 
 Vật liệu trục lăn được lựa chọn là thép C45 có các thông số tra từ sổ tay vật liệu học 
và đối chiếu với các thông số được lấy ra từ thư viện vật liệu đã có sẵn trong phần mềm. 
 Vật liệu thép tấm được lựa chọn theo tiêu chuẩn JIS G 3101 có mác SS400. Đây là 
vật liệu thép được dùng rất phổ biến trong chế tạo vỏ tàu thủy và có thành phần hóa học 
như trong bảng 3.1. 
Bảng 3.1 Thành phần hóa học của thép SS400 
Thép 
Thành phần hóa học (%) 
C Si Mn Ni Cr P S 
SS400 0.11- 0.18 0.12- 0.17 0.40- 0.57 0.03 0.02 0.02 0.03 
Để mô phỏng số quá trình lăn ép, cần thiết phải đưa các thông số vật liệu vào phần 
mềm. Ngoài các thông số vật liệu cơ bản, cần đưa vào đường cong quan hệ giữa ứng suất 
và biến dạng của vật liệu [10, 11, 12, 27, 65, 67]. Phần mềm Abaqus chấp nhận hai cách 
đưa mô hình thuộc tính dưới dạng hàm số hoặc bảng số liệu. 
Vì bài toán tấm biến dạng nguội nên cần quan tâm cả miền đàn hồi của vật liệu. 
Khi thực hiện thử kéo mẫu vật liệu sẽ đo cả vùng biến dạng đàn hồi. 
Hình 3.4 Mẫu thử kéo 
Mẫu thí nghiệm kéo có kích thước như hình 3.4, được lấy ra từ các tấm theo 3 
phương gồm: Phương cán, phương ngang (vuông góc với phương cán) và theo phương 
nghiêng 45
0
 so với hướng cán. Mẫu thử kéo được tiến hành tại Viện công nghệ - Bộ quốc 
phòng, trên máy TT-HW2-1000. 
40 
Kết quả thử kéo 3 mẫu theo 3 phương khác nhau đối với cùng một tấm vật liệu được 
thể hiện trên hình 3.5. 
Hình 3.5 Đường cong lực - chuyển vị khi thử kéo của vật liệu SS400 
 Dựa trên kết quả thử kéo có thể nhận thấy rằng mối quan hệ giữa lực kéo và chuyển 
vị hay ứng suất chảy và mức độ biến dạng theo 3 hướng thí nghiệm trùng nhau trong miền 
biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo do đó ta có thể coi vật liệu là đẳng hướng. 
 Từ đường cong quan hệ giữa lực - chuyển vị trong thử kéo, xây dựng đường cong 
quan hệ giữa ứng suất và biến dạng của vật liệu và đưa đường cong này vào phần mềm mô 
phỏng số (hình 3.6). 
Hình 3.6 Đường cong quan hệ giữa ứng suất và biến dạng của vật liệu SS400 
 3.3.4 Đặt điều kiện biên 
 Theo sơ đồ nguyên lý của công nghệ lăn ép, phôi tấm ban đầu được kẹp giữa hai 
con lăn. Con lăn dưới có trục quay cố định, con lăn trên di động theo phương thẳng đứng 
và ép lên phôi một lực ban đầu là P, hoặc con lăn trên ép vào phôi với một lượng ép ban 
đầu là S. Con lăn dưới quay mới một mô men M, vận tốc V2, do có ma sát tiếp xúc giữa 
41 
cặp con lăn với phôi nên con lăn trên sẽ quay theo với vận tốc góc V1, phôi tấm sẽ bị kéo 
vào khe hở giữa hai trục lăn, bị biến dạng và cong lên (hình 3.7). 
Hình 3.7 Mô hình thiết lập điều kiện biên cho bài toán lăn ép 
Bài toán lăn ép được mô tả như trên sẽ có các điều kiện biên như sau: 
 + Điều kiện tiếp xúc giữa con lăn và phôi tấm: Mặt trên và mặt dưới của tấm tiếp 
xúc với con lăn trên và con lăn dưới. Bề mặt tiếp xúc có sự thay đổi vị trí khi con lăn quay, 
phôi di chuyển đi qua khe hở giữa hai con lăn. Hệ số ma sát µ=0,1; 
 + Trục con lăn dưới cố định, quay với vận tốc góc 1,05 rad/s tương ứng với 10 
v/ph; 
 + Con lăn trên di chuyển theo phương chiều dày, ép vào phôi tấm một lượng ép 
= 1,6 mm; 
 + Thời gian tính toán mô phỏng t = 3 s; 
3.4 Phân tích, đánh giá kết quả mô phỏng số 
 Sau khi giải bài toán với sự trợ giúp của phần mềm Abaqus, có thể xuất kết quả mô 
phỏng ở dạng biểu đồ, hình ảnh, đoạn video biểu diễn quá trình lăn ép. 
 Hình 3.8 biểu diễn vết tiếp xúc trên phôi tấm với con lăn trên và con lăn dưới ở giai 
đoạn đầu tiên con lăn trên ép vào phôi với lượng ép 1,6 mm. Vết tiếp xúc với con lăn trên 
có dạng ô van do con lăn có biên dạng tang trống, trong khi đó vết tiếp xúc với con lăn 
dưới có dạng chữ nhật. 
42 
Hình 3.8 Vết tiếp xúc giữa phôi tấm với con lăn trên và dưới 
 Hình 3.9 biểu diễn quá trình tạo hình phôi tấm ở các thời điểm bắt đầu lăn, lăn 
được một nửa chiều dài tấm và khi kết thúc lượt lăn. 
Hình 3.9 Phôi tấm cong ở các thời điểm khác nhau từ bắt đầu đến kết thúc lượt lăn 
 Quá trình lăn ép trong mô phỏng tương đồng với phân tích lý thuyết ở chương 2 với 
hai giai đoạn khi ép và khi lăn. Phôi tấm ban đầu thẳng, dần bị kéo vào khe hở giữa hai 
trục lăn, bị biến dạng, mỏng đi và bị cong lên với bán kính cong theo phương dọc xác định 
được là Rd = 480,45 mm và bán kính cong theo phương ngang Rn = 3322,9 mm. 
43 
A 
Hình 3.10 Bán kính cong theo phương dọc và phương ngang của tấm 
 Hình 3.11 biểu diễn lực lăn ép trong suốt quá trình tạo hình tấm. Từ biểu đồ lực ta 
có thể thấy lực ép tăng dần từ 0 đến 97,5 Tấn, ứng với giai đoạn con lăn trên ép lên bề mặt 
của phôi với lượng ép tăng từ 0 đến 1,6 mm. Khi lăn, lực giảm đi và giữ ổn định trong suốt 
quá trình là 54,6 Tấn. Lực trong quá trình lăn nhỏ hơn lực ép ban đầu được giải thích bằng 
việc diện tích vết tiếp xúc giữa trục lăn với phôi tấm khi lăn giảm đi so với ban đầu. Lực ép 
khi lăn lớn hơn 50 % so với lực ép ban đầu được giải thích bằng việc vật liệu có tính đàn 
hồi mặc dù bài toán có tính đối xứng qua trục nối hai tâm con lăn. 
Hình 3.11 Biểu đồ lực lăn ép theo thời gian 
Vết tiếp xúc khi lăn giữa phôi với trục lăn trên và dưới được thể hiện trên hình 
3.12. So sánh vết tiếp xúc trên hình 3.12 với vết tiếp xúc trên hình 3.8 cho thấy sự giảm 
diện tích tiếp xúc khi lăn và làm rõ được dạng đồ thị lực trên hình 3.11. 
44 
Hình 3.12 Vết tiếp xúc giữa phôi và các con lăn khi lăn ép 
 Xét biểu đồ phân bố ứng suất trong vùng biến dạng theo phương chiều dày phôi 
(phương z) tại mặt cắt dọc phôi (hình 3.13) cho thấy ứng suất phân bố trên cung tiếp xúc 
giữa phôi với các con lăn ở mặt trên và mặt dưới của phôi không đồng đều. Sự không đồng 
đều này sẽ tạo ra mô men uốn phôi cong theo phương y. 
Hình 3.13 Phân bố ứng suất trong mặt cắt dọc phôi khi lăn ép 
Nếu xét lực ma sát trên hai bề mặt tiếp xúc có thể nhận định rằng diện tích tiếp xúc 
giữa phôi với con lăn trên và con lăn dưới khác nhau, dẫn đến lực ma sát theo phương dọc 
khác nhau. Sự không đối xứng về mô men của lực ma sát trên tiết diện dọc phôi sẽ gây ra 
mô men uốn phôi theo theo phương y. Như vậy, phôi bị uốn cong do có sự không đối xứng 
của lực theo phương chiều dày và phương dọc giống như nhận định về lý thuyết lăn ép 
trong chương 2. 
 Dưới tác dụng của lực ép, mô men của trục lăn, phôi tấm bị biến dạng khi qua khe 
hở giữa hai trục lăn. Từ kết quả nhận được trên hình 3.14 về phân bố biến dạng theo 
phương dọc cho thấy, biến dạng ở vùng sát với bề mặt dưới của tấm có giá trị là 0,08; 
trong khi đó biến dạng ở vùng sát với bề mặt bên trên của tấm là 0,054. Sự sai khác về 
lượng dãn dọc giữa hai biên trên, dưới của tấm chứng tỏ bị cong về phía có chiều dài nhỏ 
hơn, tức là cong lên phía trục lăn nhỏ. 
45 
Hình 3.14 Phân bố ứng suất 2, biến dạng 3 theo phương dọc 
Dựa vào biểu đồ phân bố biến dạng tương đương được thể hiện trên hình 3.15, có 
thể thấy rằng, mức độ biến dạng ở vùng sát với bề mặt trên và dưới của tấm có giá trị cao 
hơn so với ở vùng giữa của tấm. Điều đó chứng tỏ rằng phôi tấm bị biến dạng không đồng 
đều trên chiều dày. Phôi bị biến dạng chủ yếu trên bề mặt. 
Hình 3.15 Phân bố biến dạng tương đương 
Hình 3.16 biểu diễn phân bố ứng suất trên mặt cắt ngang tấm theo phương chiều 
dày. Ứng suất phân bố trên hai cung tiếp xúc trên và dưới là ứng suất nén, giá trị ứng suất 
ở cung bên trên lớn hơn so với cung dưới. Như vậy, phôi bị lõm ở vùng tiếp xúc với con 
lăn trên và có xu hướng cong lên phía con lăn trên. 
Hình 3.16 Phân bố ứng suất trong mặt cắt ngang phôi khi lăn ép 
Phôi không tiếp xúc với các con lăn trên toàn bộ chiều rộng của phôi mà chỉ tiếp 
xúc cục bộ tại vùng giữa phôi. Ở phía biên ngoài phôi theo chiều rộng, phôi không bị biến 
dạng. Như vậy, việc lựa chọn chiều rộng phôi 80 mm như mô hình ta khảo sát là hoàn toàn 
46 
phù hợp. Hình ảnh phân bố biến dạng theo phương ngang (hình 3.17) cho thấy, phôi tấm 
hầu như không bị dãn dài theo phương ngang mà chỉ có xu hướng bị uốn lên dưới tác dụng 
của lực lăn ép. 
Hình 3.17 Phân bố biến dạng 1 theo phương ngang 
 Như vậy, qua phân tích chiều dài cung tiếp xúc, diện tích tiếp xúc giữa phôi với các 
con lăn, phân bố ứng suất, biến dạng trên phôi có thể giải thích được hiện tượng phôi tấm 
bị uốn cong lên phía con lăn nhỏ bên trên. 
Bảng 3.2 Tổng hợp kết quả mô phỏng trường hợp phôi tấm có chiều dày S = 20 mm 
ΔS 2 Lực ép (Tấn) Lực lăn (Tấn) Rd (mm) Rn (mm) 
1,6 0,08 96,1 54,6 480,45 3322,9 
Như vậy, qua mô phỏng số quá trình lăn ép không chỉ cho phép khảo sát quá trình 
tạo hình phôi tấm cong tại từng thời điểm lăn ép, các giá trị về lực, bán kính cong của tấm 
theo phương dọc và phương ngang, mà còn giải thích được nguyên nhân, làm tấm bị cong 
khi lăn ép dựa trên vết tiếp xúc giữa phôi và các con lăn, trường phân bố ứng suất, biến 
dạng trên tấm, sơ bộ đánh giá được chất lượng của sản phẩm, đảm bảo sản phẩm không bị 
phá hủy, nứt gẫy... 
3.5 Kiểm tra kết quả mô phỏng số bằng thực nghiệm 
3.5.1 Xây dựng hệ thống thực nghiệm 
 Các mô hình được xây dựng trong mô phỏng số được mô tả sát nhất với thực tế. 
Tuy nhiên, tính toán mô phỏng số bằng PTHH là phương pháp gần đúng, các điều kiện 
biên dựa trên cơ sở lý thuyết cơ học vật rắn nên cũng chấp nhận các giả thuyết khi xây 
dựng bài toán. Vì vậy, để khẳng định kết quả mô phỏng đạt yêu cầu, các mô hình xây dựng 
đảm bảo sát với thực tiễn, dưới đây sẽ trình bày việc xây dựng thực nghiệm để kiểm chứng 
kết quả mô phỏng số. 
 Xây dựng hệ thống thực nghiệm dựa trên các cụm sau: 
 - Máy ép thuỷ lực 
 - Thiết bị lăn ép (cụm con lăn) 
47 
 - Bộ phận điều khiển hoạt động của máy ép thuỷ lực và thiết bị lăn ép 
 - Hệ thống đo áp suất - hành trình, ghi, lưu và xử lý dữ liệu nối trực tiếp với máy 
tính có phần mềm điều khiển. 
Hình 3.18 Các mô đun chính trong hệ thống thực nghiệm 
 Các mô đun chính trình bày trong hình 3.18 được tích hợp với nhau để kiểm soát 
được quá trình cài đặt các thông số công nghệ, thực hiện các bước tạo hình theo đúng trình 
tự và đồng thời tự động đo, lưu trữ và xử lý số liệu. 
a)Máy ép thủy lực 
 Máy ép thuỷ lực có lực ép danh nghĩa từ 1000 đến 2000 Tấn có các chức năng phù 
hợp với yêu cầu công nghệ lăn ép, đặc biệt trong việc tạo lực ép ban đầu và giữ đầu trượt 
mang con lăn trên ở vị trí cố định, giữ lực ép ổn định trong suốt quá trình lăn. 
Thiết bị máy ép thuỷ lực được lựa chọn có lực danh nghĩa 1500 Tấn (hình 3.19), có 
các thông số kỹ thuật được trình bày cụ thể trong Phụ lục 1. 
Hình 3.19 Máy ép thủy lực SBP - 1500 T 
Máy do hãng Nieland (Hà lan) chế tạo, được lắp đặt tại Nhà máy Đóng tàu Hạ Long 
- Quảng Ninh. Đây là máy ép thuỷ lực phục vụ cho sản xuất công nghiệp, nhưng cũng rất 
48 
phù hợp cho nghiên cứu bởi thiết bị có không gian thao tác lớn, khung máy có khả năng di 
động, đảm bảo cho lăn ép các sản phẩm vỏ tàu thuỷ. Máy có bộ phận điều khiển đặt lực, 
chống lún, ổn định áp suất xy lanh khi làm việc, dễ dàng thay đổi giá trị lực sau một chu 
trình thao tác. 
 Với hệ thống thuỷ lực (Phụ lục 1) và bộ phận điều khiển được lựa chọn cho phép 
máy đạt lực ép đúng giá trị mong muốn. Máy đạt lực ép danh nghĩa 1500 Tấn, áp suất chất 
lỏng công tác 350 bar. 
b) Thiết bị lăn ép 
Thiết bị lăn ép (hình 3.20) bao gồm hai con lăn, trên và dưới có đường kính, biên 
dạng đúng như thiết kế trong mô phỏng số. Con lăn trên có biên dạng tang trống quay trơn 
trên trục. Con lăn dưới được dẫn động riêng bởi một động cơ thuỷ lực và lắp vào bàn máy 
ép thủy lực. Khi lắp ráp lên máy ép thuỷ lực, con lăn được đặt trong khung để đảm bảo độ 
chính xác về vị trí. 
Hình 3.20 Thiết bị lăn ép 
c) Mẫu thí nghiệm 
Mẫu phôi tấm thí nghiệm có kích thước giống như trong mô phỏng là 600 mm x 80 
mm x 20 mm được chế tạo từ thép tấm có mác SS400. 
Để phục vụ cho nghiên cứu, vật liệu được chuẩn bị sẵn, gia công thành các tấm có 
kích thước mẫu: 600mm x 80mm, chiều dày S = 10, 15, 20, 25, 30 mm. 
49 
d) Thiết bị đo áp suất 
 Thiết bị đo áp suất được thiết kế theo yêu cầu đo đối với bài toán lăn ép, sau đó 
được chế tạo, lắp ráp và thử các chức năng tại Phòng đo lường, Viện Tên lửa, Bộ Quốc 
phòng. 
 Để đo được áp suất chất lỏng công tác khi lăn ép và lưu kết quả trên máy tính, ta 
xây dựng hệ thống đo bao gồm các bộ phận (hình 3.21) cảm biến áp suất (phụ lục 1), bộ xử 
lý tín hiệu đo, bộ chuyển đổi tương tự-số và phần mềm ghi các dữ liệu đo, biểu diễn dưới 
dạng đồ thị. 
Nguyên lý làm việc: 
 Khi có sự thay đổi về áp suất cảm biến sẽ tiếp nhận và chuyển đổi thành tín hiệu điện. 
Tín hiệu điện được đưa tới thiết bị xử lý tín hiệu. Tại đây, tín hiệu được khuếch đại và lọc 
nhiễu cao tần rồi đưa tới bộ phận chuyển đổi tương tự - số, sau đó đưa vào máy tính. Tín hiệu 
đo được hiển thị trên màn hình máy tính và lưu trữ nhờ phần mềm Dasy Lab 7.0. [3,4] 
Hình 3.21 Cấu trúc thiết bị đo áp suất 
Bộ xử lý tín hiệu đo: 
 Tín hiệu từ cảm biến rất nhỏ (chỉ vài chục V đến vài mV), nên để có thể nhận biết 
được tín hiệu này cần phải có một thiết bị xử lý tín hiệu từ cảm biến. Sau khi thu, tín hiệu 
được đưa tới bộ chuyển đổi và vào máy tính. Thiết bị xử lý tín hiệu là bộ khuếch đại một 
chiều có hệ số khuếch đại rất lớn cùng các mạch lọc và các mạch phụ trợ khác (hình 3.22). 
Hình 3.22 Sơ đồ mạch xử lý tín hiệu đo áp suất 
50 
CARD thu thập số liệu đo: 
 Để thu thập số liệu thực nghiệm tác giả sử dụng card thu thập số liệu để chuyển đổi 
tín hiệu tương tự sang tín hiệu số, kết quả được hiển thị trên máy tính. Trong hệ thống đo 
card thu thập số liệu (card ADC) được ghép nối như hình 3.23. 
Hình 3.23 Sơ đồ ghép nối card thu thập số liệu với hệ thống 
Phần mềm hiển thị và lưu giữ kết quả đo: 
Việc hiển thị và lưu giữ kết quả đo được thực hiện nhờ phần mềm đo lường Dasy 
Lab 7.0, phần mềm được sử dụng rộng rãi trong các nghiên cứu đo lường, rất tiện dụng, có 
nhiều chức năng và tuỳ chọn cho công việc thu thập số liệu đo của một hệ thống đo chuyên 
dụng [3, 4, 18]. 
Toàn bộ cấu hình phần cứng hệ thống đo áp suất cuối cùng được thể hiện như hình 
3.24. 
 Hình 3.24 Thiết bị đo áp suất 
 Thiết bị đo được ghép nối với máy ép thuỷ lực như trên hình 3.25. 
Hình 3.25 Thiết bị đo áp suất được lắp trên máy ép thuỷ lực 
51 
 Hình 3.26 biểu diễn sơ đồ chương trình đo áp suất và hình 3.27 là sơ đồ chương 
trình đọc áp suất. 
Thiết bị đo áp suất đã được thử độ nhạy, độ chính xác và làm việc ổn định tại 
Phòng thí nghiệm Đo lường động học bay - Viện Tên lửa và đã được kiểm chuẩn tại Viện 
Đo lường Việt Nam. 
Hình 3.26 Chương trình đo áp suất 
Hình 3.27 Chương trình đọc kết quả đo áp suất 
e) Thiết bị đo bán kính 
Việc đo bán kính của tấm sau khi lăn ép được thiến hành với sự hỗ trợ của thiết bị 
đo FARO Prime của CHLB Đức (hình 3.28). Đây là thiết bị đo tiếp xúc, dùng đầu dò dạng 
cầu, có thao tác đo đơn giản, nhiều tính năng đo linh hoạt và cho độ chính xác cao. Thiết bị 
này rất phù hợp cho đo độ dài, bán kính, đường kính, đo góc, đo biên dạng hình học, đo 
tương quan vị trí của các bề mặt Độ chính xác cao nhất: 16μm; Độ lặp lại: ±16μm. Thiết 
bị được kết nối máy tính, có phần mềm xử lý số liệu và hiển thị kết quả đo. 
52 
Hình 3.28 Thiết bị đo FARO Prime sử dụng đo bán kính tấm khi thực nghiệm 
f) Thiết bị đo lượng ép 
 Đo lượng ép, sự thay đổi chiều dày của phôi tấm, bằng Đồng hồ đo điện tử chuyên 
dụng có mác hiệu 543-494B của hãng Mitutoyo - Nhật Bản (hình 3.29). Thông số kỹ thuật 
của thiết bị: 
 - Phạm vi đo: 0 - 50.8 mm 
 - Độ hiển thị: 0.01 mm 
 - Độ chính xác: ±0.01 mm 
Hình 3.29 Đồng hồ so điện tử 543-494B đo lượng ép sản phẩm lăn ép 
3.5.2 Thử nghiệm và kiểm tra kết quả mô phỏng số 
Trình tự lăn ép 
Bước 1: Khởi động hệ thống thiết bị. 
Bước 2: Khởi động máy ép thuỷ lực. Đầu trượt mang con lăn trên đi xuống kẹp phôi đúng 
vị trí ban đầu, nằm giữa hai con lăn. Đặt giá trị áp suất chất lỏng công tác ban đầu của xy 
lanh ép, đọc giá trị trên màn hình hiển thị hệ thống đo (hình 3.25). Giá trị áp suất (đơn vị 
bar) sẽ được qui đổi tương đương với lực ép (đơn vị Tấn). Dưới tác dụng của lực ép, phôi 
tấm sẽ bị biến dạng. Hệ thống chống lún hoạt động giữ cho áp suất không đổi. 
53 
Bước 3: Khởi động thiết bị lăn ép. Đặt vận tốc cho con lăn dưới ở giá trị 10 v/ph (tương 
ứng với 1,05 rad/s). 
Bước 4: Cho con lăn dưới quay, kéo phôi chuyển động, con lăn trên quay theo, phôi bị biến 
dạng và kéo qua khe hở giữa hai con lăn. Khi đi hết chiều dài phôi cần lăn, động cơ thuỷ 
lực tác động cho con lăn dưới dừng lại. 
Trong suốt quá trình, thiết bị đo, ghi áp suất hoạt động sẽ đo, lưu dữ liệu và hiển thị đồ thị 
áp suất chất lỏng công tác trên màn hình máy tính. 
Bước 5: Đầu trượt mang con lăn trên đi lên. Phôi sau khi tạo hình, đạt bán kính cong như 
mong nuốn sẽ được tháo gỡ ra khỏi thiết bị. 
Hình 3.30 Thí nghiệm lăn ép phôi tấm 
 Thực hiện lăn ép thử nghiệm với vật liệu SS400, kích thước phôi tấm 800 mm x 80 
mm x 20 mm giống như trong mô phỏng (hình 3.30, hình 3.31). 
Xuất kết quả thực nghiệm dưới dạng đồ thị áp suất chất lỏng công tác và thời gian 
thu được giá trị lực ép ban đầu và lực ép khi lăn. Các mẫu thí nghiệm được xác định bán kính 
cong theo phương dọc và phương ngang, cũng như đo chiều dày của tấm sau khi lăn ép. 
Hình 3.31 Đồ thị áp suất chất lỏng công tác trong suốt quá trình lăn ép 
54 
 Lực ép được qui đổi từ áp suất chất lỏng. So sánh đồ thị hình 3.31 và hình 3.11 có 
thể thấy được dạng đồ thị trong mô phỏng và thực ng