Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm thiết bị thu gom rác trên bãi biển

TĨM TẮT Việc thu gom xử lí rác thải nói chung rác thải bãi biển nói riêng vấn đề nhận đƣợc nhiều quan tâm xã hội Trên thực tế, việc thu gom rác thải bãi biển thực cách thủ công sức lao động ngƣời Luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm thiết bị thu gom rác bãi biển” đƣợc tiến hành nhằm giới hóa hoạt động thu gom rác để tiết kiệm chi phí nhƣ tăng hiệu công việc nhằm đáp ứng đƣợc nhu cầu thu gom rác ngày gia tăng Nội dung luận văn gồm: - Tìm hiểu, khảo sát nguyên lý thiết bị thu gom rác bãi biển - Phân tích, đánh giá hạn chế, tồn thiết bị thu gom rác bãi biển - Nghiên cứu đề xuất phƣơng án cải tiến kết cấu thu gom rác - Đề xuất, xác định cấu thu gom rác bãi biển phù hợp với bãi biển Việt Nam - Thiết kế hoàn chỉnh sàng rung thu gom rác bãi biển; - Chế tạo thử nghiệm, đánh giá hoạt động thiết bị thu gom rác Khi thiết bị thu gom rác hoạt động cát rác đƣợc lƣỡi xúc xúc đƣa lên sàng rung, sàng rung rung để cát lọt rơi trở lại bãi biển đồng thời sàng rung lắc đƣa rác đầu sàng rung sau sàng rung rơi vào thùng chứa rác iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii MỤC LỤC iv CHƢƠNG MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Tính cấp thiết đề tài Ý nghĩa thực tiễn khoa học đề tài 3.1 Ý nghĩa thực tiễn đề tài 3.2 Ý nghĩa khoa học Mục tiêu nghiên cứu đề tài 4.1 Mục tiêu chung 4.2 Mục tiêu cụ thể Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu đề tài 5.1 Đối tƣợng nghiên cứu 5.2 Phạm vi nghiên cứu Kết cấu luận văn CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÔI TRƢỜNG BIỂN VÀ THIẾT BỊ THU GOM RÁC BIỂN 1.1 Nguồn gốc rác thải biển phƣơng pháp thu gom rác Việt nam giới 1.1.1 Rác sóng biển đƣa vào iv 1.1.2 Loại rác phát sinh bão lụt, thiên tai 1.1.3 Rác thải từ sinh hoạt 1.2 Đặc điểm loại rác 1.2.1 Chai nƣớc – lon nƣớc 1.2.2 Ly, muỗng/đũa nhựa 1.2.3 Hộp giấy 10 1.2.4 Hộp giấy đựng đồ ăn, đầu lọc thuốc 11 1.2.5 Xác vỏ hải sản 12 1.2.6 Rác thực vật 13 1.3 Một số loại máy thu gom rác bãi biển Việt Nam giới 14 CHƢƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 2.1 Nội dung nghiên cứu 18 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 18 2.2.1 Phƣơng pháp kế thừa 18 2.2.2 Phƣơng pháp thu thập thông tin 18 2.2.3 Phƣơng pháp tính tốn thiết kế 19 2.2.4 Phƣơng pháp thực nghiệm 19 2.2.5 Phƣơng pháp kiểm tra đánh giá 23 CHƢƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 24 3.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc sàng lắc 24 3.2 Thông số sàng 25 3.2.1 Cơ sở lý thuyết tính tốn sàng 25 3.2.2 Khảo sát lựa chọn thông số sàng 28 3.3 Cơ sở lý thuyết giới thiệu phần mềm mô Working Model 32 v 3.4 Phân tích động lực học cấu sàng 33 3.5 Vận tốc gia tốc lƣới sàng 37 CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 41 4.1 Đề xuất nguyên lý, thiết bị, công nghệ chế tạo máy thu gom rác biển 41 4.1.1 Yêu cầu thiết kế 41 4.1.2 Đề xuất nguyên lý, công nghệ thu gom rác biển 41 4.2 Đề xuất nguyên lý cụm thiết bị thu gom rác 48 4.2.1 Khảo sát đặc tính mặt cát bãi biển Vũng Tàu 48 4.2.2 Đề xuất nguyên lý cụm thiết bị thu gom rác 49 4.3 Đề xuất động đầu máy K1500 – GA120 53 4.4 Thiết kế, chế tạo máy thu gom rác sử dụng cấu sàng 54 Đề xuất thông số thiết bị thu gom rác 54 4.4.1 Thiết kế 54 4.4.2 Chế tạo thiết bị 64 4.4.4.1 Chế tạo cụm treo sàn 64 4.4.2.2 Chế tạo cụm chân 65 4.4.2.3 Chế tạo cụm truyền động 66 4.4.2.4 Chế tạo cụm sàng lắc 67 4.4.2.5 Chế tạo xúc: 68 4.4.2.6 Chế tạo thùng đựng rác 69 4.4.2.7 Chế tạo cụm nâng xúc 70 4.4.2.8 Thiết bị hoàn chỉnh 71 4.5 Thông số kỹ thuật 72 4.6 Kiểm tra bền 72 vi 4.6.1 Kiểm tra bền chân sau sàn 72 4.6.2 Kiểm tra bền treo sàng 74 4.6.3 Kiểm tra bền lắc sàn 76 4.6.4 Kiểm tra bền truyền 78 4.6.5 Kiểm tra bền trục Cam 79 4.6.6 Kiểm tra bền xúc 82 4.7 Chạy khảo nghiệm, đánh giá kết 83 4.8 Đánh giá kết 84 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 85 5.1 Kết luận 85 5.2 Kiến nghị 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 vii MỞ ĐẦU Đặt vấn đề - Hiện kinh tế phát triển đời sống ngƣời dân ngày nâng cao nhu cầu du lịch gia tăng có tắm biển du lịch biển phát triển mạnh Các Thành phố biển đón lƣợng khách du lịch ngày lớn nhƣ Nha Trang, Đà Nẵng, cửa Lò, Sầm Sơn…Nằm khu vực kinh tế lớn, động Đơng nam bộ, Bà rịa phố Vũng Tàu có nhiều bãi tắm biển lớn nhƣ Long Hải, bãi tắm Long cung, Thủy Tiên, Chí Linh, Bãi Sau đẹp đón ngày nhiều khách tham quan tắm biển, nghỉ dƣỡng - Kèm theo lƣợng khách du lịch tăng rác thải bãi tắm ngày nhiều, mặt khác chất lƣợng sống nâng cao, yêu cầu bãi biển phải sẽ, an toàn thu hút du khách tới tắm, nghỉ dƣỡng để phát triển du lịch, dịch vụ kèm theo - Theo số liệu tổ chức bảo tồn thiên nhiên Quốc tế (IUCN) 90%số lƣợng rác thải biển nhựa, 70% bãi biển ô nhiễm ô nhiễm nặng Rác Việt Nam thải biển dao động từ 0,28 đến 0,73 triệu / năm, tƣơng đƣơng 6% tổng lƣợng rác thải nhựa biển đứng thứ 20 quốc gia đứng đầu lƣợng rác thải nhựa đại dƣơng chất thải nhựa chiếm tới 97% bảy loại chất thải đƣợc thu gom (nhựa, kim loại, thủy tinh, cao su, vải, gỗ linh tinh) Các chất thải nhựa phổ biến xốp, dây/lƣới, túi nhựa số lƣợng khối lƣợng rác bãi biển Việt Nam tƣơng đối cao (trung bình 7.374 mảnh/100 m) 94,58 (kg/100m) [12] - Bà rịa- Vũng Tàu nhƣ nhiều địa phƣơng có các bãi biển lớn quan tâm tới việc giữ vệ sinh khu vực du lịch nơi công cộng nhiều giải pháp nhƣ trang bị thùng rác, tăng cƣờng tuyên truyền bỏ rác nơi quy định, cấm ăn uống, bán hàng rong công viên, khu vực bãi tắm biện pháp có biện pháp làm bãi cát khu vực bãi tắm biển tắm nắng khách du lịch - Việc thu gom rác biển thực phƣơng pháp thủ công vất vả hiệu không cao, rác nhỏ cát nhƣ vỏ sò, vỏ ốc hến, đầu lọc thuốc lá, nắp chai, mảnh thủy tinh…khơng thu gom đƣợc Vì thế, cơng việc làm thu gom rác bãi biển địi hỏi phải đƣợc giới hóa để tiết kiệm chi phí nhƣ đẩy mạnh hiệu cơng việc nhằm đáp ứng đƣợc nhu cầu làm bãi biển Thiết bị sàng rung thu gom rác biển giải pháp hợp lý có giá thành rẻ, thu gom đƣợc nhiều loại rác kích thƣớc nhỏ lẫn cát Tính cấp thiết đề tài Tôi nhận thấy công việc thu gom rác bãi biển cần phải giới hóa để tiết kiệm chi phí nhƣ tăng hiệu làm việc để hỗ trợ cho công ty môi trƣờng đảm bảo môi trƣờng du lịch biển vệ sinh Để góp phần thực khí hóa cơng việc thu gom rác biển, tơi tiến hành tìm hiểu nguyên lý thu gom rác biển thiết bị có thị trƣờng, chế tạo thử nghiệm thiết bị thu gom rác biển với mong muốn đề xuất thiết bị thu gom rác hoạt động hiệu quả, có thiết kế đơn giản, phù hợp với nhu cầu sử dụng bãi biển Việt Nam nói chung bãi biển Bà rịa Vũng Tàu nói riêng Ý nghĩa thực tiễn khoa học đề tài 3.1 Ý nghĩa thực tiễn đề tài - Thiết bị giúp tăng suất, tăng hiệu suất, giảm thiểu nguồn lực lao động - Thiết bị có kết cấu không phức tạp, dễ dàng thay thế, sửa chữa vệ sinh, giá thành thấp - Hỗ trợ cho công việc nghiên cứu, chế tạo thành xe gom rác chun dụng sử dụng quy mơ lớn 3.2 Ý nghĩa khoa học - Đề xuất đƣợc nguyên lý thu gom rác phƣơng pháp tích hợp thiết bị lên xe máy cày cho phép thu gom loại rác bãi biển phổ biến rác kích thƣớc nhỏ lẫn cát… - Xác định đƣợc chế độ làm việc tối ƣu phù hợp cho sàng rung thu gom rác tích hợp máy cày tay Mục tiêu nghiên cứu đề tài 4.1 Mục tiêu chung Nghiên cứu phát triển thiết bị thử nghiệm thu gom rác bán tự động nhƣ chế độ hoạt động hợp lý cho phép thu gom rác bãi biển lẫn lớp cát bề mặt 4.2 Mục tiêu cụ thể - Phân tích, đánh giá hạn chế, tồn thiết bị thu gom rác bãi biển có thực làm bãi biển Việt Nam - Nghiên cứu đề xuất nguyên lý, phƣơng án kết cấu cho thiết bị gom rác phù hợp - Thiết kế, chế tạo thiết bị thu gom rác gắn lên máy cày - Thử nghiệm, đánh giá hoạt động thiết bị thu gom rác Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu đề tài 5.1 Đối tƣợng nghiên cứu Rác bãi biển Các thiết bị thu gom rác bãi biển 5.2 Phạm vi nghiên cứu Thiết bị thu gom loại rác phổ biến bãi biển, đặc biệt rác kích thƣớc nhỏ nhƣ vỏ sị, vỏ ốc, mảnh chai lọ thủy tinh, sỏi, đá, nắp chai Xe máy cày thiết bị xe máy cày không nằm phạm vi nghiên cứu Kết cấu luận văn Ngoài phần mục lục mục theo quy định nội dung luận văn gồm chƣơng nhƣ sau: Mở đầu Giới thiệu lý chọn đề tài, tính cấp thiết; ý nghĩa khoa học thực tiễn; mục tiêu, đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài Chƣơng 1: Tổng quan Giới thiệu loại rác bãi biển vấn đề tồn cần giải trình bày tổng quan nghiên cứu nước Chƣơng 2: Nội dung phƣơng pháp nghiên cứu Trình bày nội dung nghiên cứu đề tài với phương pháp nghiên cứu sử dụng đề tài Chƣơng 3: Cơ sở lý thuyết Trình bày sở lý thuyết liên quan đến trình sàng lọc rác biển Đưa ngun lý làm việc cơng thức tính tốn, kiểm nghiệm kết Chƣơng 4: Kết nghiên cứu Trình bày kết nghiên cứu thiết kế, trình thực nghiệm, nhận xét đánh giá thực đề tài Chƣơng 5: Kết luận kiến nghị Tài liệu tham khảo Phụ lục CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÔI TRƢỜNG BIỂN VÀ THIẾT BỊ THU GOM RÁC BIỂN 1.1 Nguồn gốc rác thải biển phƣơng pháp thu gom rác Việt nam giới Rác xuất bãi biển có nguồn gốc khác nhau, có mật độ đặc điểm khác Mỗi loại rác, loại địa hình bãi biển có phƣơng án thu gom rác khác nhau: 1.1.1 Rác sóng biển đƣa vào Loại rác xuất bãi cát ƣớt, phần lớn nằm mặt cát, tập trung nhiều dải ngấn thủy triều Rác xuất ngày, với khối lƣợng tƣơng đối lớn Rác mặt nƣớc biển du khách xả tắm biển, gió rác từ bờ đƣa xuống nƣớc, có thề ngƣ dân đánh cá xả từ ngồi khơi bị sóng biển đƣa vào bờ Loại rác có kích thƣớc trung bình, mật độ rác tƣơng đối lớn Đa số rác thực vật, nhƣ cây, cành cây, vỏ loại cây, tảo biển, dong biển, loại gây nhiễm mơi trƣờng (hình 1.1) Loại rác đƣợc thu gom cách dùng cào có nhiều răng, cào dồn rác lại để đƣa vào thùng chứa Tác giả xin chân thành cảm ơn đến thầy hƣớng dẫn khoa học PGS TS Đặng Thiện Ngôn, bạn phòng nghiên cứu trọng điểm kỹ thuật khí mơi trƣờng Reme Lab trƣờng đại học SPKT TPHCM, Quý thầy cô Trƣờng Cao Đẳng Kỹ thuật công nghệ Bà Rịa Vũng Tàu hỗ trợ trình nghiên cứu, thiết kế chế tạo thiết bị TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Hồng Ngân (Chủ biên), Nguyễn Danh Sơn, Kỹ thuật nâng chuyển tập máy vận chuyển liên tục, Đại học Quốc Gia Tp HCM, 2008 [2] Nguyễn Văn Chung, Đinh Ngọc Tú, Đồ án: Nghiên cứu thiết kế phát triển sàn rung thu gom rác bãi biển, Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM, Tp Hồ Chí Minh, 2019 [3] Hồ Lê Viên, “Các máy gia công vật liệu rắn dẻo Tập 1” nhà xuất khoa học kỹ thuật 2003 [4] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, “Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí – tập một”, Nhà xuất giáo dục Việt Nam [5] Tôn Thất Minh, “Máy thiết bị chế biến lƣơng thực” nhà xuất bách khoa Hà Nội 2010 [6] Trƣơng Tích Thiện - Nguyễn Ngọc Trung, “Mô hệ phẳng Working Model mô hệ phẳng” Nhà xuất khoa học kĩ thuật, năm 2005 [7] Trần Văn Địch, “Giáo trình Công nghệ chế tạo máy”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2008 [8] Trần Quốc Hùng, “Giáo trình Dung sai – kỹ thuật đo”, Nhà xuất đại học quốc giá thành phố Hồ Chí Minh [9] Trần Thiên Phúc, “Sách thiết kế chi tiết máy công dụng chung” [10] Nguyễn Hữu Lộc,” Giáo trình sở thiết kế máy “, Nhà xuất đại học quốc gia TPHCM, năm 2018 [11] Trần Hữu Quế,” Vẽ kĩ thuật tập 1-2”, Nhà xuất giáo dục [12] Nguyễn Thu Trang, Bùi Thu Hiền, Bước đầu đánh giá trạng ô nhiễm rác thải nhựa số bãi biển Việt Nam link https://www.moit.gov.vn/tin-chi-tiet/-/chitiet/buoc-%C4%91au-%C4%91anh-gia-hien-trang-o-nhiem-rac-thai-nhua-tai-mot-so-baibien-viet-nam-20035-129.html [13] http://www.hbarber.com/Cleaners/SurfRake/Default.html [14] http://www.hbarber.com/Cleaners/SandMan/radius.html [15] https://sotaynongnghiep.com/xe-may-cay-may-cay-mini-gia-bao-nhieu-baogia-may-cay-ruong-o-viet-nam [16] Võ Ngọc Tiên (2019), “Đồ án Nghiên cứu phát triển xe thu gom rác bãi biển” [17] Trần Văn Địch, “Giáo trình Cơng nghệ chế tạo máy”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2015 [18] Báo điện tử https://vnexpress.net/thoi-su/may-sang-cat-lay-rac-tren-bai-bienda-nang-3912547.html [19] KS Bùi Thị Loan, “Đề tài nghiên cứu Phƣơng pháp tính lún nhanh dƣới tác dụng tải trọng”, Viện Khoa Học Công nghệ Xây dựng Giao Thông Trường Đại học Giao Thông Vận Tải [20] https://dantri.com.vn/khoa-hoc-cong-nghe/nhom-sinh-vien-da-nang-che-taomay-don-rac-tren-bai-bien [21] PGS.TS Ngơ Trí Phúc, PGS.TS Trần Văn Địch, Sổ tay Thép Thế Giới, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2003 [22] Nguyễn Văn Dự, Hƣớng dẫn tính tốn băng tải, 2014 [23] D Pitchers, Determination of minimum pulley diameters for belt conveyors, Fenner Conveyor Belting (SA) Ltd, Isando [24] Bộ Giáo dục Đào tạo, Vật lí 10 nâng cao, Nhà xuất giáo dục Việt Nam, 2014 [25] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động tập 1, Hà Nội: Giáo dục, 2006 [26] Trang Tấn Triển, Giáo trình sức bền vật liệu khí, 2016 [27] TCVN 1766 – 1975, Thép Cacbon kết cấu chất lƣợng tốt, Mác thép yêu cầu kỹ thuật, 2017 [28] Trần Quốc Hùng, Giáo trình dung sai – kỹ thuật đo, Nhà xuất đại học Quốc Gia Tp HCM, 2012 [29] Nguyễn Hữu Lộc, “Thiết kế máy chi tiết máy” nhà xuất đại học quốc gia 2020 [30] https://tailieu.vn/doc/rac-thai-tren-bai-bien-da-n-ng-cac-nguyen-ly-thu-gomva-cac-co-cau-may-thu-gom-rac [31] Trần Văn Lịch, Bùi Đức Lộc, Nguyễn Cao Cƣờng, Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế chế tạo máy thu gom rác tự động Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp HCM, Tp Hồ Chí Minh, 2015 NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM THIẾT BỊ THU GOM RÁC TRÊN BÃI BIỄN RESEARCH, DESIGN, MANUFACTURE AND TEST GARBAGE COLLECTION EQUIPMENT ON THE BEACH Lê Văn Tấn Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh TĨM TẮT Bài báo trình bày kết “Nghiên cứu thiết kế,chế tạo thử nghiệm thiết bị thu gom rác bãi biển” Thiết bị sử dụng cấu sàng rung tích hợp máy cày tay nhằm giới hóa hoạt động thu gom rác để tiết kiệm chi phí nhân cơng nhƣ tăng hiệu cơng việc thu gom rác Kết thử nghiệm cho thấy với biên độ cam 15mm, góc nghiêng sàng 10° số vòng quay trục cam nc = 583,3v/ph, tỷ số truyền xích 3,46 số cấp số xới máy cày thiết bị hoạt động hiệu suất đạt đƣợc 97% diện tích dọn 0,4ha/1h Từ khóa: Thiết bị thu gom rác bãi biển ABSTRACT The paper presents the results of " research, design, manufacture and test garbage collection equipment on the beach " The device uses a built-in vibration sieve mechanism on hand plows to memize garbage collection activities to save labor costs as well as increase the efficiency of garbage collection The test results showed that with a commit amplit margin of 15mm, a slum angle of 10° of the number of rotations of the camshalum nc = 583.3v/ph, the ratio of the chain transmittor 3.46, the plough's number is the most efficient equipment to achieve 97% of the cleaning area of 0.4ha/1h Keywords: Garbage collection equipment on the beach GIỚI THIÊU TỔNG QUAN Hiện kinh tế phát triển đời sống ngƣời dân ngày nâng cao nhu cầu du lịch gia tăng có tắm biển du lịch biển phát triển mạnh,… Kèm theo lƣợng khách du lịch tăng rác thải bãi tắm ngày nhiều, mặt khác chất lƣợng sống nâng cao, yêu cầu bãi biển phải sẽ, an toàn thu hút du khách tới tắm, nghỉ dƣỡng để phát triển du lịch, dịch vụ kèm theo chi phí nhƣ tăng hiệu công việc nhằm đáp ứng đƣợc nhu cầu thu gom rác Bài báo tập trung nghiên cứu thiết kế, chế tạo thử nghiệm thiết bị thu gom rác bãi biển phƣơng pháp sử dụng sàng rung tách vận chuyển rác vào khoang chứa rác, sàng rung đƣợc tích hợp máy cày tay thông dụng cho khả ứng dụng cao thực tiễn bãi biển CƠ SỞ LÝ THUYẾT Theo số liệu tổ chức bảo tồn thiên nhiên Quốc tế (IUCN) rác thải nhựa Việt Nam xả biển dao động từ 0,28 đến 0,73 triệu / năm, tƣơng đƣơng 6% tổng lƣợng rác thải nhựa thải biển đứng thứ 20 quốc gia đứng đầu lƣợng rác thải nhựa thải đại dƣơng chất thải nhựa chiếm tới 97% bảy loại chất thải đƣợc thu gom (nhựa, kim loại, thủy tinh, cao su, vải, gỗ linh tinh) Các chất thải nhựa phổ biến xốp, dây/lƣới, túi nhựa.số lƣợng khối lƣợng rác bãi biển Việt Nam tƣơng đối cao (trung bình 7.374 mảnh/100 m) 94,58 (kg/100m) [1] 2.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc sàng lắc Việc thu gom rác chủ yếu đƣợc thực thủ cơng hiệu thấp Vì thế, cơng việc thu gom rác Việt Nam địi hỏi phải đƣợc giới hóa để tiết kiệm Khi cam lệch tâm quay truyền truyển dộng tịnh tiến xuống lƣới sàng thông qua truyền 3, lƣới sàng đƣợc treo lắc ( khối lƣợng nhỏ) Khi lƣới sàng lắc qua lắc lại hạt vật Trong đó: +1: Thanh lắc +2: Sàng +3: Tay biên (thanh truyền) +4: Cam lệch tâm 2.2 Nguyên lý làm việc sàng lắc liệu nằm lƣới sàng chịu tác dụng lực quán tính lực ma sát với mặt lƣới sàng Khoảng dịch chuyển lƣới sàng từ 10 đến 100 mm thích ứng với điều kiện cát khơ xốp khác có độ lún khác đảm bảo chiều sâu xúc - Cát rác đƣợc lƣỡi xúc xúc đƣa lên Điều kiện hỗn hợp hạt vật liệu chuyển động thành dịng liên tục sàng tiến phía trƣớc lực quán tính nhỏ lực ma sát cịn sàng lùi phía sau lực quán tính lớn lực ma sát [2] sàng lắc, sàng lắc lắc làm cát lọt xuống Khi sàng tiến: Pi  Pms Khi sàng lùi: Pi  Pms   dƣới trả lại mặtt bãi biển đồng thời rác đƣợc dịch chuyển cuối sàng rơi vào thùng chứa rác G a  fG g G a  fG g  a  fg , Gia tốc lực quán tính a hệ số ma sát f nhân với gia tốc rơi tự g Hình 1: phƣơng án bố trí mũi xúc Do sàng tiến vật liệu tiến theo sàng, sàng lùi vật liệu trượt sàng [2] n 30 , vg / ph r tan  n: số vòng quay trục cam r: Bán kính cam : Góc nghiêng sàng KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Phƣơng án kết cấu: - Sử dụng cấu sàng lắc tích hợp máy cày tay, bố trí lƣỡi xúc nơng trƣớc sàng, lƣỡi xúc nơng nâng hạ đƣợc để Hình 2: phƣơng án bố trí kết cấu 3.2 Thơng số thiết kế, chế tạo - Tốc độ làm việc: km/h - Bề rộng làm việc: 680 mm - Diện tích dọn sạch: 0,4 ha/h - Động cơ: Đầu máy kéo K1500 – Sơ đồ hóa thiết kế phần mềm GA120 Working Model Thông số kỹ Giá Trị thuật Công suất 12 HP Tốc độ quay tối đa 2680 vịng/phút Thế tích xi - lanh 662 cc Cấp số tiến cấp Cấp số lùi cấp Cấp số xới (50 - 90 vg/ph) Hình 4: Sơ đồ hóa thiết kế phần (90 - 150 vg/ph) mềm Working Model Tiến hành mô phần mềm (150 - 250 vg/ph) Working Model để chọn thông số biên (250 - 375 vg/ph) độ, tốc độ quay cam, góc nghiêng sàng để chế tạo cho hiệu suất tốt nhất, 3.3 Thiết kế Sơ đồ hóa kết cấu Cơ sở lý thuyết sử dụng phần mềm Working Model tham khảo tài liệu “Mô hệ Working Model Mơ hệ phẳng -Trƣơng Tích Thiện Nguyễn Ngọc Trung” [3] Kết mô phần mềm Working Model Hình 3: Sơ đồ hóa kết cấu Biên độ r (m) 0,01 0,015 0,02 Góc nghiêng sàng Tốc độ trục cam n (vg/ph) 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 10 11 12 13 14 n = 714,4 n = 680,4 n = 650,7 n = 624,4 n = 600,8 n = 583,3 n = 555,6 n = 531,3 n = 509,8 n = 490,6 n = 505,2 n = 481,1 n = 460,1 n = 441,5 n = 421,8 Tỷ lệ rác lên lưới sàng (%) 66,6% 66,6% 82% 66,6% 0% 83,3% 66,6% 50% 50% 33,3% 80% 66,6% 50% 16,6% 66,6%  Cụm nâng xúc Chế tạo cụm treo sàng Hình 5: cụm treo sàng Chế tạo cụm chân Nhận xét: Từ bảng kết nhƣ ta thấy tỷ lệ rác lên lƣới sàng cao 83,3% biên độ cam 15mm, góc nghiêng sàng 100 số vòng quay trục cam 583,3 vòng/phút 3.4 Chế tạo, kiểm bền Các thành phần máy:  Cụm treo sàng  Cụm chân  Cụm truyền động  Tấm xúc  Thùng đựng rác Hình 6: cụm chân Chế tạo cụm truyền động Hình 7: cụm truyền động Chế tạo xúc Hình 10: Cụm nâng xúc Xe chế tạo hồn chỉnh: Hình 8: Tấm xúc Chế tạo thùng đựng rác Hình 11: Thiết bị chế tạo lắp hoàn chỉnh Kiểm tra bền Phƣơng pháp kiểm tra độ bền mô ứng suất môi trƣờng Stress Analysis phần mềm Autodesk Inventor [4] Kiểm tra bền chân sau sàn Gán vật liệu: Steel Hình 9: Thùng đựng rác Chế tạo cụm nâng xúc - Tải trọng tác dụng: m=msàng+mngƣời điều =78.4KG khiển +80KG =158.4KG =1552.3 N Ứng suất lớn chi tiết nhỏ ứng suất cho phép, chuyển vị 0.5925 mm nhỏ không ảnh hƣởng đến điều kiện làm việc chi tiết Từ chi tiết thỏa bền Kiểm tra bền treo sàng Tải trọng tác dụng: m=msàng+mkhối lƣợng rác =78.4KG+15KG=93.4KG = 916.3 N Hình 12: Kết mơ phịng ứng suất Hình 14: Kết mơ phịng ứng suất Hình 13: Kết mơ phịng chuyển vị - Dựa vào kết mơ ta có đƣợc: + Ứng suất lớn nhất: 78.08 Mpa + Chuyển vị lớn nhất: 0.5925 mm - So sánh với ứng suất cho phép thép CT3: Hình 15: Kết mơ phịng chuyển vị + Giới hạn bền kéo: σb = 380 ÷ 490 N/mm - Dựa vào kết mơ ta có đƣợc: + Ứng suất lớn nhất: 0.07099 Mpa + Giới hạn chảy σ0.2 ≥ 210 N/mm + Chuyển vị lớn nhất: 4,234.10-6 mm + Độ giãn dài tƣơng đối: δ5 ≥ 23% - So sánh với ứng suất cho phép thép CT3: + Giới hạn bền kéo: σb = 380 ÷ 490 N/mm2 - Dựa vào kết mơ ta có đƣợc: + Ứng suất lớn nhất: 101,7 Mpa + Giới hạn chảy σ0.2 ≥ 210 N/mm + Độ giãn dài tƣơng đối: δ5 ≥ 23% Ứng suất lớn chi tiết nhỏ ứng suất cho phép, chuyển vị 4,234.10-6 mm nhỏ không ảnh hƣởng đến điều kiện làm việc chi tiết Từ chi tiết thỏa bền [5] Kiểm tra bền truyền - Vật liệu: Thép CT3 - Tải trọng động va đập - Độ lớn lớn tải trọng tác dụng: 2313.42 N + Chuyển vị lớn nhất: 0.1328 mm - So sánh với ứng suất cho phép thép CT3: + Giới hạn bền kéo: σb = 380 ÷ 490 N/mm2 + Giới hạn chảy σ0.2 ≥ 210 N/mm2 + Độ giãn dài tƣơng đối: δ5 ≥ 23% Ứng suất lớn chi tiết nhỏ ứng suất cho phép 101,7 Mpa