Cơ khí hoá là gì? Ứng dụng cơ khí hoá ở đâu trong công nghiệp hiện nay?

Quá trình tạo ra các sản phẩm cơ khí là do con người dùng phương tiện lao động tác động vào các vật liệu ban đầu nhằm thay đổi hình dáng, về kích thước, tính chất của vật liệu, biến chúng trở thành sản phẩm cần thiết. Vậy cơ khí hoá là gì và cơ khí có vai trò quan trọng như thế nào trong quá trình sản xuất và đời sống? Cùng tìm câu trả lời về cơ khí qua bài viết dưới đây.

Cơ khí hoá là gì?

Cơ khí hóa chính là quá trình thay thế tác động cơ bắp của con người khi cần thực hiện quá trình công nghệ chính xác hoặc là các chuyển động chính bằng máy. Sử dụng cơ khí hóa sẽ cho phép nâng cao năng suất lao động, nhưng không thể thay thế được cho con người trong các chức năng điều khiển, theo dõi được diễn tiến của quá trình cũng như thực hiện được một loạt các chuyển động phụ trợ khác. Tự động hóa các quá trình sản xuất là giai đoạn phát triển tiếp theo của một nền sản xuất cơ khí hóa. Nó sẽ thực hiện được phần công việc mà cơ khí hóa không thể đảm đương được.

Với các thiết bị vạn năng và thiết bị bán tự động, các chuyển động phụ (tác động điều khiển) do những người thợ thực hiện còn trên với các thiết bị tự động hóa và máy tự động thì toàn bộ cho các quá trình làm việc(kể cả các tác động điều khiển) đều sẽ được thực hiện tự động nhờ các cơ cấu và cả hệ thống điều khiển mà không cần có sự tham gia trực tiếp của những con người.

Như vậy thì tự động hóa quá trình sản xuất là tổng hợp các biện pháp sẽ được sử dụng khi thiết kế quá trình sản xuất và công nghệ mới, tiến hành được các hệ thống có năng suất cao, tự động sẽ thực hiện các quá trình chính và phụ bằng các cơ cấu và các thiết bị tự động mà không cần có sự tham gia một cách trực tiếp của con người. Tự động hóa về các quá trình sản xuất luôn gắn liền với việc ứng dụng cho các cơ cấu tự động vào các quá trình công nghệ cụ thể. Chỉ có dựa trên cơ sở của quá trình công nghệ cụ thể mới có thể thiết lập và ứng dụng được các cơ cấu hệ thống tự động.

Để tạo ra một sản phẩm theo yêu cầu, các quá trình sản xuất thực hiện việc biến đổi về vật chất, năng lượng và thông tin từ dạng này sang dạng khác. Các quá trình để biến đổi vật chất thường bao gồm hai dạng là các quá trình chính và quá trình phụ.

Các quá trình chính là các quá trình có liên quan trực tiếp đến việc thay đổi tính chất cơ lí hóa, hình dáng về hình học ban đầu của phôi liệu để tạo ra được sản phẩm yêu cầu . Còn các quá trình phụ sẽ là các quá trình cần thiết cho các quá trình chính thực hiện ngay được. Hầu hết các quá trình sản xuất về cơ khí đều có mục đích cuối cùng là làm biến đổi trạng thái cơ lý tính và các hình dáng hình học ban đầu của phôi liệu để tạo được ra chi tiết (sản phẩm yêu cầu ).

Trong quá trình chính để có thể thực hiện việc biến đổi, tất cả các thiết bị sản xuất cơ khí cũng phải thực hiện được hai dạng chuyển động cơ bản là một chuyển động chính và chuyển động phụ.

Trên các loại máy tiện gỗ cổ điển, chuyển động quay của chi tiết là chuyển động chính và sẽ được thực hiện bằng lực đạp chân của công nhân. Khi ddã thực hiện cơ khí hóa, người ta tiến hành thay lực đạp chân mạnh bằng động cơ điện. Các chuyển động khác còn lại của dao vẫn do công nhân thực hiện bằng tay.

Như vậy, cơ khí hóa cũng chính là quá trình thay thế tác động cơ bắp của con người khi có thể thực hiện các quá trình công nghệ chính hoặc là các chuyển động chính bằng máy. Sử dụng cơ khí hóa cũng cho phép nâng cao năng suất lao động, nhưng không thay thế ngay được con người trong các chức năng điều khiển, theo dõi các diễn tiến của quá trình cũng như thực hiện được một loạt các loại chuyển động phụ trợ khác .

Trong giai đoạn đầu tiên của một nền sản xuất tự động hóa, do nhu cầu và các điều kiện sản xuất, khả năng của thiết bị, quá trình sản xuất thường sẽ được thực hiện theo phương pháp tự động hóa từng phần. Tự động hóa theo từng phần các quá trình sản xuất là tự động hóa cũng chỉ một số nguyên công đặc biệt của cả quá trình, các nguyên công còn lại của cả quá trình vẫn được thực hiện trên các máy vạn năng và cả bán tự động thông thường. Đặc điểm chung của các loại thiết bị điều khiển trong giai đoạn này là chúng sẽ có hệ thống điều khiển cứng(cam, mẫu, trục phân phối,…) với một dung lượng thông tin chương trình bé.

Sự ra đời của kỹ thuật số ở trong những năm 1955 - 1956 đã giúp cho tự động hóa và cơ khí hoá phát triển lên một trình độ mới. Các máy NC, CNC và các loại MRP(Manufacturing Resourcees Planning) ra đời trong chính giai đoạn này đã đặt nền móng cho sự xuất hiện sớm trong những năm 1985 - 1990 một hình thức sản xuất mới cơ khí hoá đó là sản xuất tích hợp. Trong nền sản xuất tích hợp này (đôi khi còn được gọi là sản xuất tự động hóa toàn phần), toàn bộ các công đoạn và nguyên cả công của quá trình sản xuất từ khâu cấp liệu đến cho các công đoạn thành phẩm như kiểm tra, đóng gói,… đều được cơ khí và tự động hóa.

Cơ khí hóa là một quá trình thay thế tác động cơ bắp của con người khi cần thực hiện quá trình công nghệ chính xác hoặc các chuyển động chính bằng các loại máy. Sử dụng cơ khí hóa sẽ cho phép nâng cao năng suất lao động, nhưng không thể thay thế được cho con người trong các chức năng điều khiển, theo dõi về diễn tiến của quá trình cũng như thực hiện một loạt các chuyển động kiểu phụ trợ khác. Tự động hóa cho cả quá trình sản xuất là giai đoạn phát triển tiếp theo của nền sản xuất kiểu cơ khí hóa. Nó sẽ thực hiện phần công việc mà quá trình cơ khí hóa không thể đảm đương được.

Các thiết bị cơ khí hoá là vạn năng và bán tự động, các chuyển động phụ (tác động điều khiển) do những người thợ thực hiện còn trên các loại thiết bị tự động hóa và máy tự động thì toàn bộ cho quá trình làm việc(kể cả các tác động điều khiển) đều được thực hiện một cách tự động nhờ các cơ cấu và hệ thống điều khiển mà sẽ không cần có sự tham gia trực tiếp lao động của con người.

Quá trình cơ khí hóa quá trình sản xuất là tổng hợp các biện pháp đang được sử dụng khi thiết kế quá trình sản xuất và công nghệ mới, tiến hành cho các hệ thống có năng suất cao, tự động thực hiện được các quá trình chính và phụ bằng các cơ cấu và các thiết bị tự động mà không cần có sự tham gia trực tiếp của chính con người. Tự động hóa các quá trình thực hiện sản xuất luôn gắn liền với việc ứng dụng các loại cơ cấu tự động vào các quá trình công nghệ cụ thể. Chỉ có ở trên cơ sở của quá trình công nghệ cụ thể mới có thể giúp thiết lập và ứng dụng các cơ cấu hệ thống tự động.

Xuyên suốt toàn giai đoạn đầu tiên của nền sản xuất tự động hóa, do nhu cầu và các điều kiện sản xuất, khả năng của thiết bị, quá trình sản xuất sẽ thường được thực hiện theo phương pháp tự động hóa theo từng phần. Tự động hóa từng phần cho các quá trình sản xuất là tự động hóa chỉ một số các nguyên công đặc biệt của quá trình, các nguyên công còn lại của nhiều quá trình vẫn được thực hiện trên các máy vạn năng và kiểu bán tự động thông thường. Đặc điểm chung nhất của các thiết bị điều khiển trong giai đoạn này là chúng cũng có hệ thống điều khiển cứng(cam, mẫu, trục phân phối,…) với một dung lượng thông tin chương trình bé.

Cơ khí là gì?

Cơ khí chính là một ngành khoa học kỹ thuật có tính ứng dụng cao, nắm giữ vai trò quan trọng trong sản xuất và đời sống. Cơ khí tạo ra được các sản phẩm máy móc, thiết bị và các công cụ thay thế cho lao động thủ công, phục vụ hoạt động sản xuất kinh doanh trongcác doanh nghiệp, đồng thời cũng tạo ra được các sản phẩm dân dụng phục vụ đời sống con người.

Cơ khí được thấy rất nhiều trong công tác thiết kế và sửa chữa thuộc các địa chỉ lĩnh vực như: ô tô, máy bay, các phương tiện giao thông kiểu khác, các hệ thống gia nhiệt và làm lạnh, đồ dùng gia đình, vũ khí…

Kỹ sư cơ khí có thể dễ dàng thiết kế và sản xuất các sản phẩm truyền thống hoặc các công nghệ cao. Họ có thể làm các công việc như: thiết kế, lên ý tưởng bản vẽ, lắp đặt hoặc gia công máy móc, thiết bị ngay tại các nhà máy, công trình, công ty cơ khí; chuyên viên chuyên tư vấn, thiết kế, vận hành, sửa chữa các loại máy móc, thiết bị cơ khí; hay cán bộ quản lý, điều hành về mặt kỹ thuật tại các đơn vị sản xuất, kinh doanh, dịch vụ về cơ khí​

Kỹ sư ngành này hiện nay cũng có thể làm việc trong các lĩnh vực như: các kỹ thuật chế tạo, cơ khí ôtô, sửa chữa và đóng tàu, về dệt may, giày dép nhựa, thực phẩm, năng lượng và các công nghiệp hàng không…

Chính vì nhu cầu về nhân sự vô cùng lớn, kỹ sư cơ khí hiện đang rất khan hiếm tại rất nhiều nhà máy, xí nghiệp. Vì vậy, mức lương của kỹ sư cơ khí ngay hiện nay cũng khá ổn.

Theo tìm hiểu của bài viết, tùy thuộc vào kinh nghiệm và năng lực trong quá trình làm việc - chức danh và nhiệm vụ công việc - quy mô của doanh nghiệp - khu vực làm việc… mà mức lương dành riêng cho các kỹ sư cơ khí sẽ có sự khác nhau.

Kỹ thuật cơ khí là gì?

Theo định nghĩa tiếng Anh: “Mechanical engineering is the discipline that applie engineering, physics, engineering mathematics, and materials sciences principles to design, analyze, manufacture, and maintains mechanical systems. It is one of the oldest and broadet of the engineering disciplines”.

Tạm dịch sẽ là như sau: Kỹ thuật cơ khí là một ngành có ứng dụng các nguyên lý kỹ thuật, vật lý, toán học và khoa học về vật liệu để thiết kế, phân tích, chế tạo và bảo trì các loại máy móc và các hệ thống cơ khí. Kỹ thuật cơ khí là một trong những chuyên ngành kỹ thuật lâu đời nhất, rộng lớn nhất.

Thông thường, kỹ thuật cơ khí sẽ được coi là bao gồn các lĩnh vực nhỏ hơn như:

• Cơ học: Tĩnh học; Động vật học; Động lực học (Statics; Kinetics; Dynamics);
• Khoa học vật liệu (Material Sicence);
• Thiết kế và chế tạo cơ khí (Mechanical Designs and Manufacturing);
• Nhiệt-Năng lượng-Cơ học chất lưu (Thermo-Energys-Fluid Mechanics);
• Điều khiển, Robots (Controls and Robotics).

Như vậy, kỹ thuật cơ khí sẽ cần sự am hiểu các kiến thức cốt lõi như: Cơ lực học (tĩnh học, động vật học, động lực học); Nhiệt động lực học, về năng lượng; Khoa học vật liệu; Kỹ thuật về điều khiển. Ngoài ra, kỹ thuật cơ khí còn sử dụng được các công cụ hiện đại với sự trợ giúp của các máy tính (Computer-Aided Designs - CAD; Computer-Aided manufacturing - CAM) trong những thiết kế sản xuất các chi tiết, máy móc cơ khí, các loại hệ thống nhiệt, làm lạnh, các hệ thống trong quá trình giao thông như máy bay, tàu thủy, robot, thiết bị y học, vũ khí, v.v.

Nếu như không có cơ khí chế tạo, chúng ta cũng sẽ không có những thứ như động cơ, các máy phát điện, thang máy hay thậm chí là máy lạnh. Mặc dù rằng chúng ta thậm chí có thể không nhận ra được điều đó, nhưng rất có thể chúng ta đang sử dụng một thứ gì đó đã được chế tạo cơ học hàng ngày.

Cơ khí điện tử đóng một vai trò quan trọng trong các công nghệ về sản xuất, từ ô tô, máy bay đến tủ lạnh. Nó cho phép bạn thực hiện được nhiều hoạt động hàng ngày một cách dễ dàng, vì nó sẽ mang lại những công nghệ hữu ích cho xã hội hiện đại của chúng ta. Nó chính là một trong những phần quan trọng nhất của các kỹ thuật, bởi vì nếu không có nó, nhiều công nghệ của chúng ta sử dụng hàng ngày sẽ không có sẵn.

• Cơ khí hoá giúp cho lao động và sinh hoạt của con người trở nên nhẹ nhàng hơn.
• Cơ khí tạo ra được các máy và các phương tiện thay lao động thủ công thành các lao động bằng máy và tạo năng suất cao .
• Cơ khí có một vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra thiết bị, chế tạo về máy và công cụ cho mọi ngành trong nền kinh tế cho quốc dân, tạo điều kiện để các ngành này phát triển tốt hơn.

Ứng dụng nổi bật của cơ khí hoá hiện nay

Dây chuyền hàn dầm tự động

Công nghệ để sản xuất dầm hàn I, H, dầm hộp… được biết đến và sử dụng phổ biến trong chính các nhà máy sản xuất là hàn bán tự động, hoặc là hàn tự động dưới lớp thuốc 1 hồ quang (SAW). Có khá nhiều các doanh nghiệp cũng đã nhập và sử dụng được dây chuyền sản xuất dầm hàn từ Trung Quốc với ưu thế là vốn đầu tư thấp. Tuy nhiên với các loại thế hệ thiết bị hàn cũ của Trung Quốc có điểm hạn chế về cả công suất cũng như tính năng điều khiển, khó tích hợp và nâng cấp cả hệ thống khi sản phẩm yêu cầu cao về chất lượng.

Trong khi đó, một trong những lựa chọn tốt hơn là sử dụng dây chuyền sản xuất được nhập từ Châu Âu, với công nghệ mới và tiên tiến cũng sẽ giải quyết được bài toán về năng suất và chất lượng. Tuy nhiên, vấn đề giá thành cao là một trở ngại khiến cho các doanh nghiệp cần phải đắn đo cân nhắc khi muốn đầu tư. Đứng trướcj môt bài toán này, Double Good đưa ra được giải pháp đầu tư thông minh, với lộ trình nâng cấp sao cho phù hợp với ngân sách đầu tư của doanh nghiệp.

Hệ thống hàn tự động cần cột

Thông thường thì ở trong sản xuất các trụ điện gió hoặc hàn nối các đường ống kích thước khá lớn, các doanh nghiệp đã sử dụng hệ thống hàn tự động dưới lớp thuốc phối hợp với hệ thống đồ gá ngay cần cột sẽ giúp tăng năng suất hàn. Tuy nhiên, với các hệ thống cũ có hạn chế liên quan đến việc hệ thống được cấp dây chỉ sử dụng với những cuộn dây nhỏ 25 kg, vì thế bạn cũng chưa phát huy hết được công suất của cả quá trình hàn này bởi tốn nhiều thời gian cho việc thay thế các cuộn dây mới và lắp đặt hệ thống.

Máy hàn cần cột sẽ thuộc dòng máy hàn tự động dùng trong các ngành công nghiệp nặng về gia công bồn bể, đường ống, hóa chất… Máy đã được thiết kế chắc chắn, ổn định, nhiều các loại thao tác được tự động hóa…mang lại kết quả hàn tốt nhất, cho năng suất cao nhất. Với việc hàn ống, máy cũng có thể hàn trong, hàn ngoài chu vi, hàn đường sinh ở bên trong và ngoài.

Các thiết bị chính của hệ thống này bao gồm một hệ thống cơ khí ( có cột, tay hàn, khung bệ, các cơ cấu quay, cần, hệ thống trượt, thang), một hệ thống điện (các loại hộp điện, bảng điều khiển và phụ kiện), các loại phụ tùng đi kèm là các loại cầu chỉ và tài liệu về kỹ thuật, vận hàn và một bộ thu hồi thuốc tự động.

Hệ thống này được ứng dụng chủ yếu để hàn ống, bình ồn trong công nghiệp với kích thước lớn. Thiết kế cho các cần cột độc đáo ray dẫn được thực hiện nhiệt luyện nên độ bền và độ ổn định cao. Thêm vào đó là nâng cần và dịch vụ chuyển cột được điều chỉnh theo vô cấp. Dịch chuyển cột cũng có thể thủ công hoặc tự động. Giá trị và tốc độ được hiển thị và có thể đặt trước.

Bài viết trên đây đã giới thiệu đến bạn đọc về cơ khí hoá là gì và những ứng dụng hiện này của hệ thống này trong công nghiệp. Hi vọng những kiến thức này về cơ khí hoá là hữu ích và có thể giúp được bạn đọc trong công việc.