Đặc biệt phải kể đến cụm công trình thiết bị nâng hạ gồm cẩu chân đế, cầu trục, cổng trục có các tính năng kinh tế kỹ thuật tiên tiến. Cụm công trình này đã được trao tặng Giải thưởng Hồ Chí Minh về khoa học và công nghệ (KH&CN) năm 2010.

10 năm chinh phục đỉnh cao công nghệ

Trước đây, toàn bộ thiết bị nâng hạ (gồm cầu trục, cổng trục, cẩu chân đế, cẩu bánh xích, cẩu bánh lốp… gọi chung là cụm thiết bị nâng hạ) dùng trong các công trình trong nước đều phải nhập khẩu của nước ngoài với giá thành cao và tốn một lượng lớn ngoại tệ không nhỏ.

Theo khảo sát của Xí nghiệp cơ khí Quang Trung, nhu cầu sử dụng thiết bị nâng hạ nói chung và lắp đặt cầu trục của các khu vực nói riêng rất lớn. Năm 2010 ngành công nghiệp sản xuất phân bón – hóa chất cần 1.800 chiếc, công nghiệp khai thác mỏ 2.200 chiếc, các khu công nghiệp 7.000 chiếc… Tuy nhiên, khả năng của các doanh nghiệp chế tạo thiết bị nâng hạ hiện nay chỉ đáp ứng được khoảng 40% nhu cầu sử dụng. Mặt khác, các cơ sở thiết bị nâng hạ trong nước đa số sử dụng công nghệ chế tạo thiết bị theo công nghệ của Liên Xô cũ. Nếu theo công nghệ này, kết cấu thép cồng kềnh, không tiết kiệm nguyên liệu, hiệu suất chuyển động kém, tiêu tốn điện năng mà hiệu quả kinh tế thấp.

Xuất phát từ nhu cầu thực tế đó, từ năm 1991 Xí nghiệp cơ khí Quang Trung đã nghiên cứu thiết kế, sản xuất các loại thiết bị nâng trên cơ sở tham khảo công nghệ của nhiều nước như Nhật, Hà Lan, Phần Lan… Đến nay, Xí nghiệp đã làm chủ được công nghệ thiết kế, chế tạo các thiết bị cơ khí phức tạp như: hộp giảm tốc, móc cẩu trục tải trọng lớn, lắp ráp các hệ thống điều khiển thiết bị cho các thiết bị nâng, đưa tỉ lệ nội địa hóa lên 80 – 90%.

Với phương châm “khoa học kỹ thuật là then chốt – chất lượng sản phẩm là sự sống của đơn vị”, 10 năm qua Xí nghiệp đã có hàng ngàn sáng kiến kỹ thuật trong đó có 12 đề tài khoa học kỹ thuật cấp Nhà nước, cấp Bộ có giá trị.

5 giải pháp công nghệ đặc biệt

Cụm công trình thiết bị nâng hạ “ứng dụng 5 giải pháp khoa học đặc biệt để chế tạo các loại cần cẩu với tỉ lệ nội địa hóa trên 80% tại Việt Nam” là một trong 12 công trình, cụm công trình được tặng Giải thưởng Hồ Chí Minh về khoa học và công nghệ năm 2010. Công trình là tập hợp nhiều thành tựu KH&CN Xí nghiệp đã ứng dụng sáng tạo trong hơn 10 năm qua, trong đó có 5 thành tựu nổi bật.

Giải pháp đầu tiên là Xí nghiệp đã thiết kế, chế tạo thành công bộ truyền động bánh răng hành tinh tích hợp trong cụm cơ cấu nâng. Tính ưu việt của cơ cấu này là khả năng chịu tải cao và kích thước nhỏ gọn. Sản phẩm đã khắc phục được những khó khăn của kết cấu truyền thống bằng cách sử dụng các sơ đồ thiết kế tiên tiến, phù hợp với khả năng công nghệ; sử dụng quy trình công nghệ hợp lý với các công nghệ tạo phôi, gia công cắt gọt, nhiệt luyện, gia công tinh, mài phù hợp...

Giải pháp thứ 2 là thiết kế, chế tạo và sử dụng vành chốt – bánh sao trong cơ cấu quay của cần trục chân đế thay thế cho cơ cấu vành đỡ kiểu ổ bi kết hợp với vành răng (vành tựa quay) phải nhập ngoại. Điều quan trọng nhất trong cải tiến này là Xí nghiệp đã chủ động chế tạo được cần trục chân đế có tải trọng 180 tấn với tỉ lệ nội địa hóa tới 90%. Các thiết bị này hiện đã đưa vào sử dụng đạt các yêu cầu kỹ thuật và an toàn vận hành trong suốt thời gian qua.

Giải pháp thứ 3 là thiết kế, chế tạo và sử dụng bộ điều khiển động cơ lồng sóc kiểu biến tần cho việc điều khiển động cơ các cơ cấu nâng, quay, di chuyển cần trục. Xí nghiệp đã chọn phương án điều khiển tốc độ động cơ bằng kết hợp động cơ lồng sóc thông thường với bộ điều khiển biến tần. Ưu điểm của phương pháp này là có thể sử dụng động cơ không đồng bộ lồng sóc thông thường, giá thành rẻ, tuổi thọ cao; tiết kiệm năng lượng; đơn giản hóa công tác vận hành thiết bị, tạo ra khả năng điều khiển tự động một số thao tác của thiết bị nâng hạ, tiến đến điều khiển từ xa thiết bị nâng hạ.

Cầu trục gian máy 1200 tấn sử dụng tại Nhà máy thủy điện Sơn La.

Cũng phải kể đến việc ứng dụng thành công giải pháp (dự ứng lực) trong chế tạo kết cấu thép của các dầm cầu trục khẩu độ lớn, tiết kiệm 30% khối lượng và tăng độ bền chất lượng sản phẩm, tạo ra cạnh tranh với hàng nhập ngoại. Ông Nguyễn Tăng Cường – Giám đốc Xí nghiệp cho biết ưu điểm của giải pháp này là kết cấu hiện đại dạng hộp, có tính khí động học, bảo vệ chống xâm thực của môi trường tốt; gọn nhẹ, giảm đáng kể khối lượng tự trọng, khối lượng vật liệu và công chế tạo. Điều đặc biệt trong thiết kế chế tạo kết cấu thép dầm của các thiết bị nâng hạ là phương pháp dự ứng lực. Các sản phẩm được tạo ra đảm bảo sự chính xác, an toàn và khả năng chịu tải lớn. Phương pháp này được ứng dụng để sản xuất hàng loạt sản phẩm như cầu trục, cẩu chân đế, cổng trục.

Giải pháp quan trọng thứ 5 là nghiên cứu ứng dụng thành công công nghệ đúc chính xác bằng phương pháp chân không để đúc các chi tiết lớn có hình dạng phức tạp.

Hiệu quả kinh tế xã hội lớn

Xí nghiệp cơ khí Quang Trung đã tạo ra một số lượng lớn các sản phẩm cơ khí với kỹ thuật tiên tiến phục vụ cho các ngành kinh tế, tiết kiệm lượng ngoại tệ không nhỏ cho đất nước do không phải nhập khẩu các thiết bị này từ nước ngoài.

Năm 2006, Xí nghiệp đã thiết kế, chế tạo, lắp dựng an toàn chiếc cẩu trục gian máy có sức nâng 500/80/30 tấn cho nhà máy thủy điện Sesan 3 với thời gian thiết kế, chế tạo 100 ngày so với 365 ngày nhập khẩu tại Liên Bang Nga. Công trình đã giúp cho Nhà máy thủy điện Sesan 3 không phải trả lãi vay quá hạn hơn 250 tỷ VNĐ, tiết kiệm hàng chục vạn tỷ m3 nước – là tài nguyên quý hiếm của dải đất miền Trung, đưa thủy điện Sêsan 3 vào hoạt động, khắc phục thiếu điện mùa khô năm 2006 của ngành điện Việt Nam.

Xí nghiệp đã thiết kế, chế tạo cầu trục 1200/200/80/20 tấn và 1 cẩu chân què 350 tấn, chiều cao nâng 162m cho công trình thủy điện Sơn La - công trình thế kỷ của đất nước, đã góp phần rút ngắn thời gian thi công và phát điện sớm 2 năm so với thời gian quy định, làm lợi cho đất nước hàng chục ngàn tỷ đồng do phát điện sớm.

Hay như việc Xí nghiệp nhận sửa chữa chiếc tàu của công trình tàu rải ống Côn Sơn bị sự cố tai nạn ngoài khơi trong vòng 2 tháng và chỉ với 4,5 triệu USD. Trong khi đó, nếu đưa ra nước ngoài sửa chữa sẽ mất khoảng 9 tháng với 15 triệu USD.

Các công trình nghiên cứu do Xí nghiệp cơ khí Quang Trung thực hiện và ứng dụng vào đời sống, sản xuất thời gian qua đã đem lại hiệu quả kinh tế xã hội lớn, góp phần thúc đẩy phát triển ngành cơ khí chế tạo của Việt Nam và những ngành khác như xây dựng, đóng tàu, dầu khí… Điều đó cũng minh chứng rằng Việt Nam đã chủ động thiết kế, chế tạo các cụm thiết bị có yêu cầu kỹ thuật cao trong thiết bị nâng hạ, tăng tỉ lệ nội địa hóa các cụm thiết bị này tới 80% – 90%. Nếu được đầu tư, nhân rộng mô hình, chuyển giao công nghệ, chắc chắn sẽ có thêm nhiều doanh nghiệp cơ khí như vậy, góp phần từng bước tiến tới hiện đại hóa ngành cơ khí chế tạo của Việt Nam.

Nguyễn Hạnh