Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu cải thiện độ bền mòn vít ép tải trọng cao bằng giải pháp thiết kế kết hợp phun phủ HVOF

Vít ép tải trọng cao đóng vai trò thiết yếu trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là trong sản xuất than sạch từ mùn cưa và chế biến vật liệu rời. Tuy nhiên, các điều kiện làm việc khắc nghiệt như áp lực, ma sát lớn và nhiệt độ cao thường dẫn đến hiện tượng mài mòn nghiêm trọng, gây giảm hiệu suất, tuổi thọ và chất lượng sản phẩm, đồng thời tăng chi phí vận hành và bảo trì. Để khắc phục thách thức này, nghiên cứu này đề xuất một giải pháp toàn diện nhằm cải thiện độ bền mòn của vít ép. Giải pháp tích hợp tối ưu hóa thiết kế hình học vít với ứng dụng công nghệ phun phủ HVOF tiên tiến. Mục tiêu chính là nâng cao hiệu quả hoạt động, kéo dài tuổi thọ của vít ép và giảm thiểu các tổn thất kinh tế do mài mòn gây ra.

Các nhà nghiên cứu, kỹ sư, và chuyên gia trong lĩnh vực kỹ thuật cơ khí, khoa học vật liệu, công nghệ chế tạo, và các ngành công nghiệp sử dụng thiết bị ép đùn và chế biến vật liệu rời.

Nghiên cứu này tập trung vào việc cải thiện độ bền mòn cho vít ép tải trọng cao, một thành phần then chốt trong quá trình chế biến vật liệu rời, đặc biệt là sản xuất viên nén sinh khối. Bằng cách tích hợp phương pháp thiết kế và công nghệ xử lý bề mặt tiên tiến, luận án đã xây dựng một khuôn khổ nghiên cứu toàn diện. Cụ thể, nghiên cứu phân tích sâu sắc các yếu tố ảnh hưởng đến tải trọng, ứng suất và mài mòn của hệ thống vít ép – buồng ép. Để hiểu rõ cơ chế tương tác phức tạp, quá trình ép vật liệu rời được mô phỏng chi tiết bằng phương pháp phần tử rời rạc (DEM), cho phép đánh giá phân bố lực, vận tốc hạt và quy luật mài mòn theo hình học. Dựa trên kết quả mô phỏng, luận án đề xuất các giải pháp thiết kế tối ưu cho vít ép nhằm nâng cao hiệu suất làm việc và độ bền. Đồng thời, công nghệ phun phủ HVOF đã được ứng dụng để chế tạo lớp phủ chống mài mòn trên nền thép C45, với các đặc trưng cơ lý như độ cứng và độ xốp được đánh giá kỹ lưỡng thông qua thực nghiệm. Cuối cùng, kết quả mô phỏng và thực nghiệm được so sánh, đối chiếu để kiểm chứng tính hiệu quả của giải pháp kết hợp, từ đó đưa ra đề xuất cải thiện độ bền mòn cho vít ép tải trọng cao, góp phần kéo dài tuổi thọ thiết bị, giảm chi phí vận hành và nâng cao chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu mang lại giá trị ứng dụng cao cho ngành công nghiệp chế biến vật liệu, đặc biệt là trong các môi trường làm việc khắc nghiệt.