Nghiên cứu thiết kế máy cắt ống cống bê tông bán tự động tại HCMUTE

Tài liệu nghiên cứu Hcmute nguyên cứu thiết kế máy cắt ống cống bê tông bán tự động, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu về .

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học

2021

66
0
0

Phí lưu trữ

30 Point

Mục lục chi tiết

1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu

1.2. Lý do chọn đề tài

1.3. Mục tiêu đề tài

1.4. Phương pháp nghiên cứu

1.5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Truyền động cơ khí

2.2. Truyền động bánh răng

2.3. Bộ truyền ma sát. Mối ghép then

3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY CẮT ỐNG CỐNG BÊ TÔNG BÁN TỰ ĐỘNG

3.1. Khung chịu tải

3.2. Chọn đường kính rulo

3.3. Tính toán chọn động cơ

3.4. Tính toán bộ truyền bánh răng

3.5. Tính toán thiết kế trục và vẽ kết cấu trục

3.6. Tính toán then và ổ lăn

4. CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG PHÂN BỐ TẢI TRỌNG BẰNG PHẦN MỀM SOLIDWORKS

4.1. Bài toán mô phỏng, đặt lực

5. CHƯƠNG 5: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ

5.1. Đánh giá và nhận xét vận hành thiết bị của phía doanh nghiệp

5.2. Tổng quan vận hành thiết bị

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Thiết kế máy cắt ống cống bê tông bán tự động tại HCMUTE

Bài báo này trình bày thiết kế máy cắt ống cống bê tông bán tự động, một dự án tốt nghiệp HCMUTE thuộc ngành Cơ khí HCMUTE. Thiết kế máy móc xây dựng này giải quyết vấn đề cắt ống cống bê tông hiện tại, sử dụng phương pháp bán tự động hóa trong xây dựng. Dự án tốt nghiệp HCMUTE này tập trung vào việc tăng năng suất máy cắt ống cống, giảm thiểu rủi ro an toàn lao động khi cắt ống cống bê tông, và tối ưu chi phí thiết kế máy cắt ống cống. Nghiên cứu này sử dụng phần mềm thiết kế CAD/CAMmô phỏng máy cắt ống cống bằng SolidWorks để đánh giá hiệu quả thiết kế. Mục tiêu chính là tạo ra một giải pháp hiệu quả cắt ống cống bê tông, đáp ứng nhu cầu của doanh nghiệp.

1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu và lý do chọn đề tài

Hiện nay, cắt ống cống bê tông chủ yếu thủ công, gây nguy hiểm cho công nhân và năng suất thấp. Giải pháp cắt ống cống bê tông hiện hành bao gồm các loại máy cắt ống cống tự động, máy cắt ống cống bằng tay, và máy cắt ống cống sử dụng dây kim cương. Tuy nhiên, các giải pháp này chưa tối ưu về chi phí, hiệu quả, và an toàn. Thiết kế máy cắt ống cống bán tự động nhằm khắc phục những hạn chế này. Dự án tốt nghiệp HCMUTE này nhằm mục đích cải thiện năng suất, giảm thiểu rủi ro an toàn lao động, và giảm chi phí sản xuất. Việc tự động hóa trong xây dựng đang là xu hướng, và dự án này đóng góp vào sự phát triển này. Thiết kế máy cắt ống cống tại HCMUTE là một nỗ lực để ứng dụng công nghệ vào thực tiễn.

1.2. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu

Mục tiêu chính của thiết kế máy cắt ống cống bê tông bán tự động là nâng cao hiệu suất cắt ống cống bê tông lên 400%, giảm chi phí lao động, đảm bảo an toàn lao động khi cắt ống cống bê tông, và cải thiện chất lượng sản phẩm. Thiết kế máy cắt ống cống tập trung vào các khía cạnh: thiết kế cơ khí, lựa chọn động cơ, hệ thống điều khiển máy cắt, và phân tích ứng suất máy cắt ống cống. Ứng dụng PLC trong thiết kế máy được xem xét để tối ưu hóa quá trình vận hành. Phạm vi nghiên cứu bao gồm: thiết kế, mô phỏng, và phân tích hiệu quả của máy cắt ống cống bê tông. Mô hình 3D máy cắt ống cống được xây dựng để trực quan hóa thiết kế. Nghiên cứu cũng bao gồm phân tích ứng suất máy cắt ống cống để đảm bảo độ bền và an toàn.

II. Thiết kế và tính toán

Phần này tập trung vào thiết kế cơ khí máy cắt ống cống bê tông. Thiết kế bản tự động bao gồm các phần chính: khung máy, hệ thống truyền động, cơ cấu cắt, và hệ thống điều khiển. Tính toán thiết kế máy cắt ống cống bao gồm: chọn đường kính rulo, tính toán bộ truyền bánh răng, tính toán động cơ, và thiết kế trục. Bài toán thiết kế máy được giải quyết dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật và yêu cầu của doanh nghiệp. Vật liệu chế tạo máy cắt ống cống được lựa chọn sao cho đảm bảo độ bền, tuổi thọ và an toàn. Phân tích ứng suất máy cắt ống cống được thực hiện để đảm bảo thiết kế đạt yêu cầu về độ bền và an toàn.

2.1. Khung chịu tải và cơ cấu cắt

Thiết kế khung máy cắt ống cống phải chịu được tải trọng lớn. Thiết kế bệ máy cắt ống cống được tối ưu để đảm bảo độ cứng và ổn định. Chất liệu khung máy được lựa chọn kỹ lưỡng. Cơ cấu cắt sử dụng lưỡi cắt phù hợp với vật liệu bê tông. Thiết kế lưỡi cắt đảm bảo độ sắc bén và tuổi thọ. Giải pháp cắt ống cống bê tông này cần đạt được độ chính xác cao. Độ chính xác máy cắt ống cống được đảm bảo thông qua thiết kế và lựa chọn linh kiện chính xác. Phân tích ứng suất máy cắt ống cống được thực hiện để đánh giá khả năng chịu tải của khung máy và cơ cấu cắt.

2.2. Hệ thống truyền động và điều khiển

Hệ thống truyền động sử dụng động cơ điện phù hợp. Chọn động cơ máy cắt ống cống cần đảm bảo công suất và hiệu suất. Bộ truyền bánh răng được thiết kế để truyền mô-men xoắn hiệu quả. Thiết kế bộ truyền động cần đảm bảo độ bền và độ chính xác. Hệ thống điều khiển máy cắt sử dụng PLC để tự động hóa quá trình cắt. Ứng dụng PLC trong thiết kế máy giúp tăng năng suất và độ chính xác. Thiết kế mạch điều khiển cần đảm bảo tính an toàn và ổn định. An toàn lao động khi cắt ống cống bê tông được đảm bảo thông qua hệ thống điều khiển an toàn.

III. Mô phỏng và đánh giá

Mô phỏng máy cắt ống cống được thực hiện bằng phần mềm SolidWorks. Mô hình 3D máy cắt ống cống cho phép phân tích ứng suất và kiểm tra hiệu quả thiết kế. Phân tích ứng suất máy cắt ống cống giúp phát hiện các điểm yếu trong thiết kế. Kết quả mô phỏng được sử dụng để tối ưu hóa thiết kế. Đánh giá kết quả bao gồm phân tích năng suất, chi phí, và an toàn. Tiêu chí thiết kế máy cắt ống cống được đánh giá dựa trên các chỉ số kỹ thuật và kinh tế.

3.1. Phân tích ứng suất và mô phỏng

Mô phỏng phần mềm SolidWorks được dùng để mô phỏng máy cắt ống cống. Phân bố tải trọng máy cắt ống cống được tính toán chính xác. Phân tích ứng suất máy cắt ống cống giúp đánh giá độ bền của các bộ phận. Kết quả mô phỏng cho thấy hiệu quả của thiết kế. Hệ số an toàn máy cắt ống cống được kiểm tra kỹ lưỡng. Vận hành mô phỏng máy cắt ống cống giúp tối ưu hóa thiết kế và loại bỏ các lỗi tiềm ẩn.

3.2. Đánh giá hiệu quả và ứng dụng thực tiễn

Đánh giá hiệu quả máy cắt ống cống dựa trên các chỉ số năng suất, chi phí, và an toàn. So sánh máy cắt ống cống với các giải pháp hiện có. Ứng dụng thực tiễn máy cắt ống cống được đánh giá qua phản hồi của doanh nghiệp. Năng suất máy cắt ống cống được đo lường và so sánh. Chi phí máy cắt ống cống được tính toán và so sánh. An toàn máy cắt ống cống được đánh giá dựa trên các tiêu chuẩn an toàn lao động. Thị trường máy cắt ống cống được phân tích để đánh giá khả năng thương mại hóa sản phẩm.

01/02/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1. Tổng quan tình hình nghiên cứu 1. Tình hình cưa, cắt ống cống tại Việt Nam hiện nay Với áp lực giao thông ngày một lớn lên các khu đô thị ở Việt Nam, đặc biệt là các tỉnh ở Bắc trung bộ. Sự phát triển của cơ sở hạ tầng và kiến trúc đô thị, các công trình ngầm đến chóng mặt.

Vận tải vật tư, thiết bị, sản phẩm trong quá trình sản xuất là một khâu quan trọng, có chế độ làm việc nặng. Quá trình này được cơ giới hóa phần lớn nhằm giải phóng sức lao động cho người lao động, nâng cao năng suất, chất lượng và hạ giá thành sản phẩm. Việc đầu tư xây dựng thêm công xưởng nhằm tăng cao sản lượng đã đặt ra yêu cầu đối với công việc thiết kế, chế tạo nhiều loại máy vận tải khác nhau ngày càng hiện đại, có thế tự động hóa từng khâu trong hệ thống sản xuất. Máy cắt bê tông một thiết bị dung để cắt tường bê tông, cắt sàn, trên công trường xây dựng, đường bê tông cần cắt dỡ sửa chữa, do đó thiết kế, cấu tạo máy đòi hỏi phải chịu được áp lực, chấn động rung mạnh và độ bền của máy phải rất cao.

Về cấu tạo của máy cắt bê tông không có quá nhiều bộ phận, rất đơn giản như sau:  Bộ phận động cơ: Chạy bằng điện hoặc bằng xăng hoặc dầu.  Phần lưỡi cắt bê tông: Phần thực hiện chức năng cắt, phá bê tông theo các đường đã định sẵn. Lưỡi cắt làm bằng nguyên liệu hợp kim chắc chắn, và có thể được thay thế sau một thời gian sử dụng.  Phần khung chính: là phần thân máy được bọc nhựa, hoặc sơn tĩnh điện phía ngoài.

 Các bộ phận khác của máy: Tay cầm, nút điều khiển, dây đẫn nước, dây điện, bộ hướng dẫn. Công nghệ cưa, cắt ống cống Công nghệ cưa cắt ống cống ở nước ta được áp dụng chủ yếu trong công trình dân dụng, công nghiệp, giao thông, thuỷ lợi, cơ sở hạ tầng kỹ thuật và nhà ở. Máy cưa cắt có nhiều loại phù hợp với nhiều hình thức, môi trường và phương thức cưa cắt khác nhau. Phân loại máy cắt bê tông:  Máy cắt bê tông chạy bằng điện là động cơ sử dụng điện 5.

Loại máy này không gây ô nhiễm môi trường không khí tiếng ồn ít. Nhược điểm chỉ những nơi có điện.  Máy cắt bê tông chạy xăng rất tiện lợi khi di chuyển và những nơi không có điện. Tuy nhiên lại gây ô nhiễm môi trường do khói xăng xả ra từ máy.

1 Luan van Dựa vào tính năng sử dụng và hình dạng bên ngoài:  Máy cắt bê tông cầm tay: dung để cắt các khối bê tông, chi tiết nhỏ và không gian hạn chế.  Máy cắt bê tông dạng xe đẩy: thích hợp sử dụng với khối bê tông lớn hoặc các mặt phẳng như đường. Tùy vào đặc trưng của từng doanh nghiệp, việc đầu tư thiết kế và chế tạo máy cưa cắt mang lại nhiều lợi thế khác nhau:  Giảm chi phí đầu tư và rút ngắn thời gian thi công.  Tốc độ làm việc chuyển nhanh.

 Số lượng lớn giúp việc sản xuất được liên tục.  Nâng cao đáng kể năng suất sản xuất.  Dễ sử dụng, vận hành đơn giản. Nguyên tắc sử dụng máy cắt bê tông an toàn và hiệu quả Người thợ cần tuân thủ cách sử dụng máy cắt bê tông an toàn nhằm tăng hiệu suất lao động, tiết kiệm công sức cũng như giảm thiểu tối đa rủi ro cho bản thân.

Máy cắt bê tông là một thiết bị cực kỳ hiệu quả để phá vỡ dễ dàng những bề mặt bê tông xi măng chắc chắn một cách nhanh chóng. Bởi vậy cũng yêu cầu người sử dụng phải có một kiến thức cơ bản khi sử dụng máy để bảo vệ an toàn cho bản thân và người xung quanh. Hiểu ưu điểm của máy cắt bê tông để tận dụng Máy cắt bê tông thường được chia làm 2 loại: cầm tay và xe đẩy. Trong đó loại máy cắt bê tông đang được nhiều người tìm mua bởi tính tiện lợi: nhỏ gọn, dễ di chuyển, có thể gọt những chi tiết mỏng và nhỏ, … Nhờ có chiếc máy cắt bê tông hữu dụng mà các bề mặt bê tông rắn chắc, các mảng tường lớn dễ dàng bị tháo dỡ một cách nhanh chóng.

Ưu điểm nổi bật của máy cắt bê tông  Phá vỡ mọi khối bê tông dù rắn chắc đến đâu.  Hiệu suất làm việc lớn, lưỡi cưa có tốc độ quay lên đến 3000 vòng/phút.  Thường sử dụng ở các công trình quy mô lớn nhỏ.  Lưỡi cắt bằng dây kim cương hoặc lưỡi mài mòn, giúp cắt các khối bê tông một cách đơn giản và nhanh chóng.

Đường kính lưỡi cắt 12-14 inch.  Có thể lựa chọn máy cắt bê tông chạy điện hoặc máy cắt bê tông chạy xăng tùy vào địa điểm. Máy chạy điện nhỏ gọn, ít gây tiếng ồn. Máy chạy xăng sử dụng ngoài trời với công suất lớn.

Nguyên tắc cần nhớ để sử dụng máy cắt bê tông an toàn 2 Luan van ⁕ Nguyên tắc chuẩn bị trước khi vận hành: - Kiểm tra kĩ thuật máy cắt:  Đặc biệt là các bộ phận an toàn của máy. Cần phải chắc chắn chúng vận hành bình thường, không bị lỏng ốc vít hay hư hỏng.  Nếu như phát hiện lỗi kỹ thuật dù là nhỏ cũng phải khắc phục ngay rồi mới đưa vào sử dụng. - Yêu cầu đối với người vận hành máy:  Đạt độ tuổi lao động, đã được đào tạo về kỹ thuật sử dụng và có khả năng khắc phục lỗi khi máy gặp sự cố.

 Đủ sức khỏe làm việc, được trang bị đầy đủ đồ bảo hộ: quần áo, khẩu trang, mũ, kính, găng tay…  Không vận hành máy trong tình trạng mệt mỏi, sử dụng chất cồn, không tỉnh táo sẽ gây ra sự nguy hiểm cho bản thân và người xung quanh.1: Cắt bê tông bằng tay (Nguồn: Công ty ATL Việt Nam) 1. Nguyên tắc khi vận hành  Vệ sinh sạch sẽ mặt cắt, không có cát, sỏi, rong rêu… hay bất kỳ thể nào gây cản trở quá trình thi công.  Chú ý vị trí đứng phù hợp khi vận hành máy, tránh trường hợp khi thi công bị bê tông đổ vào người, va trúng…  Không cố thay đổi hướng khi cắt, tránh tình trạng lưỡi bị gãy khi vận hành, rất nguy hiểm. 3 Luan van  Sử dụng lưỡi cắt phù hợp với vật liệu cắt.

Nguyên tắc sau khi vận hành  Khóa và đóng bộ phận khởi động ngay sau khi hoàn thành công việc, rút nguồn điện để tránh việc người khác vô tình khởi động lại máy.  Thường xuyên kiểm tra và bảo dưỡng, thay thế các bộ phận hỏng hóc khi cần thiết.  Bảo quản máy ở nơi khô ráo, không để bên ngoài để tránh tình trạng oxy hóa do ảnh hưởng khí hậu sẽ làm giảm độ bền và hiệu suất làm việc của máy. Cách dùng máy cắt bê tông hiệu quả, an toàn nhất Tùy từng tính chất của công việc mà thực hiện điều khiển máy cắt betong khác nhau.

Trong khuôn khổ bài viết này, chúng tôi chỉ để cập tới 2 trường hợp điển hình là cắt mặt sàn bê tông bằng máy và xử lý mặt tường bê tông.  Dùng máy cắt betong để cắt mặt sàn bê tông Với dạng mặt sàn bê tông bạn nên chọn thật khéo léo để máy cắt bê tông có thể tạo được vết cắt chữ V theo vết nứt rộng. Tiếp đến, bạn lấy mũi khoan đi vào giữa vết cắt vừa tạo được, thường mũi khoan 18 ly là thích hợp nhất. Sau đó, dùng thêm mũi khoan 10 ly đi vào giữa mũi khoan vừa thực hiện trước đó để đi vào phần trung tâm của vết nứt.

Một bước rất quan trọng mà không phải ai cũng làm đúng chính là làm sạch vết cắt. Hãy chú ý tới bước này để đảm bảo đạt hiệu quả như mong muốn nhé. Sau khi tiến hành làm sạch hãy cấy ốc kim loại có dạng van 1 chiều vào lỗ khoản và trám toàn bộ đường nứt, vết cắt mà máy tạo ra bằng Sika dur 731 rồi để khô một ngày. Tuyệt đối không tác động tới khu vực dù chỉ là hành động nhỏ nhất, nhẹ nhất.

Quá trình bơm hóa chất chuyên dụng Sika dur 731 sẽ được thực hiện liên tục.  Dùng máy cắt betong để xử lý mặt tường Không có quá nhiều khác biệt so với cách trên, tuy nhiên cần chú ý đảm bảo an toàn cho người thực hiện bởi tính chất đặc thù của mặt tường. Các loại đĩa cắt phổ biến, cách nhận biết và công dụng Đĩa đá cắt đá mài: Đĩa đá cắt đá mài là loại mâm rời để gắn vào máy cắt, có tác dụng dùng để cắt hoặc mài nhẵn các vật liệu như kim loại, hợp kim, gỗ, nhựa, đá, bê tông. Đĩa đá cắt đá mài thường được làm bằng được làm từ ôxit nhôm cao cấp với keo phenol tiên tiến để có thể dùng cho những công việc đòi hỏi cao mà vẫn có được kết quả tốt.

Hơn nữa, lưới sợi thủy tinh được sản xuất chính xác để đảm bảo độ ổn định và an toàn cao trong quá trình cắt. 4 Luan van Một số loại đĩa đá cắt đá mài: - Đĩa đá cắt: Mỗi đĩa cắt được sản xuất để cắt các vật liệu khác nhau như cắt gỗ, cắt kim loại, cắt inox. hoặc có loại với độ cứng cao sử dụng rộng rãi với kim loại nhiều kim loại khác nhau - Đĩa đá mài: Đĩa đá mài chuyên dùng để mài nhẵn bề mặt vật liệu. - Đĩa đá cắt mài phối hợp: Đây là loại đĩa vừa có thể cắt hoặc mài vật liệu.2: Đĩa đá mài (Nguồn: Công ty MAKITA Việt Nam) Đĩa cắt kim cương: Đĩa cắt kim cương có thiết kế mảnh cắt theo công nghệ đặc biệt và kiểu sắp xếp hạt kim cương đảm bảo tốc độ cao khi cắt.

Ma trận kim cương của đĩa được tối ưu để có đường cắt nhanh nhất, trong khi các mảnh cắt kim cương hàn bằng laser hoạt động mạnh mẽ ở tốc độ cao. Đĩa cắt kim cương được dùng để cắt các loại vật liệu xây dựng như đá, bê tông, gạch,. Đĩa cắt kim cương rất dễ nhận dạng nhờ ma trận kim cương tạo thành các đường vân đặc trưng.3: Đá cắt bê tông 180 mm BOSCH (Nguồn: Công ty BOSCH Việt Nam) 5 Luan van  Đĩa lưỡi cưa: Đĩa lưỡi cưa có nhiều loại dùng để cưa các loại vật liệu khác nhau như cưa gỗ, kim loại, thép. Tùy từng loại mà đĩa lưỡi cưa được làm từ các chất liệu phù hợp, tạo ra các đường cắt đáng tin cậy trên các loại vật liệu.

Đĩa lưỡi cưa đặc trưng với viền răng cưa xung quanh đĩa.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Bài viết "Thiết kế máy cắt ống cống bê tông bán tự động tại HCMUTE" trình bày một giải pháp hiệu quả cho việc cắt ống cống bê tông, giúp nâng cao năng suất và giảm thiểu sức lao động trong ngành xây dựng. Qua việc áp dụng công nghệ bán tự động, máy cắt không chỉ tiết kiệm thời gian mà còn đảm bảo độ chính xác cao trong quá trình thi công. Bài viết cũng đề cập đến các yếu tố kỹ thuật và thiết kế, mang lại cái nhìn sâu sắc cho những ai quan tâm đến công nghệ chế tạo máy móc trong xây dựng.

Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về các ứng dụng công nghệ trong lĩnh vực vật liệu, hãy tham khảo bài viết "Luận văn thạc sĩ công nghệ vật liệu chế tạo màng tio2 bằng phương pháp phun plasma". Ngoài ra, bài viết "Luận văn thạc sĩ kỹ thuật điều khiển và tự động hóa hệ thống định vị tích hợp thị giác lập thể quán tính và gps" cũng sẽ cung cấp cho bạn cái nhìn về các hệ thống tự động hóa hiện đại. Cuối cùng, bạn có thể khám phá thêm về "Nghiên cứu một số vấn đề về big data và ứng dụng trong phân tích kinh doanh luận văn thạc sĩ", để hiểu rõ hơn về cách công nghệ dữ liệu lớn đang thay đổi cách thức hoạt động trong nhiều lĩnh vực. Những tài liệu này sẽ giúp bạn mở rộng kiến thức và cái nhìn về các xu hướng công nghệ hiện đại.