Chương 1 TỔNG QUAN 1. Tổng quan về hướng nghiên cứu Theo bài nghiên cứu của NATIK SHARMA (2023) và các cộng sự [9], bài báo nhằm mục đích nghiên cứu và phát triển thêm về quy trình hàn điểm tiếp xúc. Việc bài báo sử dụng phương pháp này để nghiên cứu vì đây là một trong những phương pháp hàn phổ biến, được ứng dụng rộng rãi do có thể dùng cho đa dạng loại vật liệu như nhôm, thép không gỉ và nhiều loại vật liệu khác. Từ đó, nó có thể áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, đặc biệt là trong ngành gia công cơ khí ô tô.
Ưu điểm nổi bật của phương pháp hàn điểm này là có thể dễ dàng gắn kết các chi tiết lại với nhau mà không cần yêu cầu gia công thêm như phương pháp bắt vít và tán đinh. Ngoài ra, quá trình hàn điểm hoạt động dựa trên nền tảng của lý thuyết gia nhiệt Joule nên chất lượng sản phẩm sau khi hàn phụ thuộc vào nhiều yếu tố sau: dòng điện, điện trở, áp suất, tình trạng bề mặt của vật liệu, thời gian hàn và hình dáng tại chỗ điện cực tiếp xúc. Trong quá trình nghiên cứu, tác giả đã phát hiện được trung tâm của điểm tiếp xúc giữa 2 điện cực sẽ luôn có giá trị nhiệt độ cao nhất (được gọi là Nugget). Nhìn chung công trình nghiên cứu của các tác giả đã phân tích khá chặt chẽ về lĩnh vực hàn điểm từ việc đưa ra được các ưu điểm như: không cần bù vật liệu vào để tạo ra mối hàn, mối hàn khi được tạo ra sẽ đẹp mắt hơn so với phương pháp hàn truyền thống; các yếu tố ảnh hưởng đến việc tạo ra mối hàn đối với phương pháp này như nhiệt độ quá thấp hay quá cao sẽ ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn, điện trở quá cao sẽ làm tăng nhiệt độ cho mối hàn có thể gây cháy mối hàn, thời gian hàn ngắn hay dài cũng ảnh hưởng đến sự hình thành mối hàn, áp suất giữ phôi cao hay thấp sẽ ảnh hưởng đến tính chất cơ lý hóa của vật liệu, tình trạng bề mặt của vật mẫu phải được làm sạch không chứa các chất gây ăn mòn và phải được làm phẳng trước khi hàn, hình dạng điện cực lớn hơn 1 hay nhỏ hơn điểm hàn đều có thể gây ra các khuyết tật cho mối hàn; bên cạnh đó các tác giả cũng đã phân loại các kiểu hàn cũng như đưa ra được kết quả mô phỏng lý thuyết cho đến thử nghiệm thực tế đồng thời cũng rút ra được các thông số tối ưu đối với kết cấu mẫu vật và đầu điện cực cũng như các thông số hàn hiệu quả để tạo ra nhiệt độ hàn tốt nhất như: cường độ dòng điện, điện trở, thời gian hàn, áp suất giữ, tình trạng bề mặt vật mẫu,… [8] Vấn đề còn tồn tại của đề tài nghiên cứu này, kích thước máy khá lớn, chưa có hệ thống tự động cấp phôi cho nên sẽ dẫn tới một số vấn đề như là: + Sự phụ thuộc vào lao động thủ công: Máy móc cỡ lớn mà không tự động hóa thường phải phụ thuộc vào sức lao động của con người, điều này có thể tạo ra các vấn đề về hiệu suất và độ chính xác.
Con người có thể gặp khó khăn trong việc thực hiện các nhiệm vụ lặp đi lặp lại hoặc các nhiệm vụ đòi hỏi sức lực lớn, và điều này có thể dẫn đến sự chậm trễ, lỗi lầm hoặc tai nạn. + Hiệu suất và năng suất thấp: Máy móc không tự động hóa thường không thể hoạt động 24/7 hoặc không thể hoạt động ở mức độ hiệu suất tối đa. Điều này có thể gây ra sự trễ trong dây chuyền sản xuất hoặc trong quá trình sản xuất, ảnh hưởng đến năng suất và lợi nhuận. + Độ tin cậy thấp: Máy móc không tự động hóa có thể dễ bị hỏng hóc hoặc gặp sự cố do phụ thuộc vào yếu tố con người.
Các lỗi do con người có thể xảy ra nhiều hơn so với các hệ thống tự động hóa, và việc sửa chữa hoặc bảo dưỡng cũng có thể tốn kém và đòi hỏi thời gian. + Khả năng mở rộng và linh hoạt giảm: Máy móc không tự động hóa có thể gặp khó khăn trong việc thích ứng với sự biến đổi của nhu cầu sản xuất hoặc yêu cầu sản phẩm mới. Điều này có thể hạn chế khả năng mở rộng sản xuất hoặc làm giảm tính linh hoạt của hệ thống. 2 + Tiêu thụ năng lượng cao: Máy móc không tự động hóa có thể tiêu tốn nhiều năng lượng hơn do cần phải sử dụng sức lao động của con người để thực hiện các nhiệm vụ.
Điều này có thể gây ra các vấn đề về môi trường và tăng chi phí vận hành. Bên cạnh đó, máy trong đề tài nghiên cứu này dùng để hàn các chi tiết có độ dày lớn 1,5 mm. Trong khi đó máy của đề tài nhóm em chỉ dùng đề hàn chi tiết có độ dày 0,3mm, nên vẫn có thể áp dụng phương pháp hàn này được Tóm lại, việc máy móc cỡ lớn không tự động hóa vẫn còn tồn tại nhiều vấn đề tiềm ẩn, và việc tìm giải pháp để cải thiện và tiến bộ trong việc tự động hóa có thể là một phần quan trọng của quá trình cải tiến công nghệ và sản xuất. Đồng thời cần nghiên cứu chế tạo máy đáp ứng được yêu cầu sản phẩm mới với kích thước khác.
Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu Thực trạng hiện nay, yêu cầu về việc đề phòng cháy nổ ở Việt Nam ngày càng tăng cao. Bao gồm nhiều hoạt động liên quan như phòng cháy, chữa cháy, nghiên cứu và triển khai các giải pháp mới và tiên phong trong lĩnh vực này. Nhu cầu này được đẩy mạnh bởi nhiều yếu tố, cụ thể là: số lượng vụ hoả hoạn mỗi năm ngày một tăng cao đi kèm theo đó là số lượng nạn nhân bị thiệt mạng bởi những vụ cháy nổ cũng gia tăng, cũng như những thách thức môi trường và an toàn mà Việt Nam đang phải đối mặt. Vì thế, nhà nước Việt Nam ra sức kêu gọi mọi người chú trọng về các biện pháp phòng cháy chữa cháy nhiều hơn, cũng như yêu cầu các doanh nghiệp cần trang bị thiết bị phòng cháy chữa cháy đảm bảo an toàn hơn.
Trước bối cảnh đó, các doanh nghiệp đang định hướng áp dụng tự động hoá vào trong lĩnh vực phòng cháy chữa cháy. Cụ thể, việc sử dụng lưới y lọc là một phần quan trọng để loại bỏ các rác thải, cặn bẩn, mảnh vỡ, sỏi, cát ở trong dòng lưu chất khi đi qua van, giúp bảo vệ thiết bị hoạt động ổn định, tránh kẹt, hư hỏng do lưu chất bẩn gây ra. Tuy nhiên, với việc nhà nước yêu cầu tăng cường biện pháp phòng cháy chữa cháy, nhu cầu sử dụng lưới y lọc chuyên dụng ngày càng tăng nhưng việc sản xuất vẫn chưa đạt 3 được sản lượng và chất lượng như mong muốn do vẫn phụ thuộc quá nhiều vào yếu tố con người. Để tìm được giải pháp hữu ích và đạt được triển vọng tốt nhất cho vấn đề này, nhóm em đã tiến hành nghiên cứu và thực hiện đề tài “Thiết Kế Và Chế Tạo Máy Hàn Lưới Gắn Trong Van Y Lọc Phòng Cháy Chữa Cháy”.
Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu này hướng tới việc tối ưu hóa quy trình sản xuất lưới y lọc, giảm thiểu thời gian và chi phí sản xuất và tăng cường hiệu suất làm việc, đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm cuối cùng. Mục đích chính của việc thiết kế và chế tạo máy hàn lưới gắn trong y lọc là để đảm bảo van y lọc có thể hoạt động đạt hiệu quả cao trong những lúc nguy cấp cũng như dễ dàng vệ sinh, bảo dưỡng. Việc thiết kế và áp dụng công nghệ tự động vào trong việc sản xuất lưới y lọc gắn trong van y lọc đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất làm việc của hệ thống phòng cháy chữa cháy, đảm bảo rằng hệ thống hoạt động một cách hiệu quả và an toàn. Máy hàn lưới có thể thực hiện công việc nhanh chóng và hiệu quả hơn so với phương pháp hàn thủ công truyền thống, giúp tiết kiệm thời gian và nhân công.
Kết quả của đề tài này sẽ cung cấp một giải pháp công nghệ tiên tiến, giúp cải thiện quy trình sản xuất và hoạt động của hệ thống y lọc. Cuối cùng, thông qua việc phát triển máy hàn lưới gắn trong y lọc phòng cháy chữa cháy, đề tài cũng mong muốn góp phần vào sự phát triển của ngành công nghiệp phòng cháy chữa cháy, đồng thời thúc đẩy sự hợp tác giữa các lĩnh vực khoa học kỹ thuật để tạo ra những giải pháp sáng tạo và tiên tiến hơn cho cộng đồng. Nhiệm vụ nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài này sẽ bao gồm những công việc sau: + Nghiên cứu, đánh giá thực trạng về nhu cầu phòng cháy chữa cháy ở Việt Nam hiện nay để xác định cơ sở thực tiễn của đề tài là nhằm tạo ra một chiếc máy có thể sản xuất lưới gắn trong van y lọc hoạt động một cách hiệu quả và có năng suất. 4 + Phân tích đánh giá các công trình đã nghiên cứu trong lĩnh vực thiết kế chế tạo máy hàn lưới để rút ra các vấn đề còn tồn tại và tìm ra hướng cải tiến.
+ Tìm hiểu cơ sở lý thuyết để tính toán, thiết kế hệ thống cơ khí của máy hoạt động một cách tối ưu và khắc phục được những nhược điểm của các công trình đã nghiên cứu trước đó. + Tiến hành gia công, lắp ráp các bộ phận của máy và chạy thử nghiệm để đánh giá kết quả và rút ra kết luận. + Máy sau khi hoàn thiện yêu cầu phải hàn chính xác chi tiết lưới hình trụ từ miếng phôi lưới hình chữ nhật có kích thước như sau: +Chiều dài: 62mm + Chiều rộng: 34mm + Bề dày: 0.3 mm - Yêu cầu đề ra đối với máy hoàn thiện: + Lưới sau khi hàn có hình trụ đường kính 19,5mm, và để vừa nắp van chữ Y + Thời gian chu kỳ hàn của mỗi chi tiết lưới là từ 26s. + Hệ thống cơ khí của máy hoạt động chính xác cho năng suất hàn tối thiểu: 100 chi tiết/ giờ.
+ Phế phẩm: 10 chiếc Lưới có tác dụng lọc các rác thải trong đường ống cũng như đảm bảo dòng chảy được chảy xuyên suốt quá trình hoạt động 5. Phạm vị nghiên cứu - Đề tài được nghiên cứu, thực hiện nhằm cung cấp giải pháp sản xuất lưới gắn trong van y lọc để đáp ứng nhu cầu thực tiễn tại Việt Nam. - Đề tài này được thực hiện trong khoảng thời gian 7 tháng từ tháng 1 đến tháng 7 năm 2024.