Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy cắt tường ốp gạch hỗ trợ trong xây dựng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT BÁO CÁO TÓM TẮT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TÊN ĐỀ TÀI: D NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY CẮT TƯỜNG ỐP GẠCH HỖ TRỢ TRONG XÂY DỰNG Mã số: B2018–DN06-13 cD ho Chủ nhiệm đề tài: ThS NGÔ TẤN THỐNG g an aN Đà Nẵng, tháng 01 năm 2022 g an aN cD ho D DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI Họ tên Vai trị Đơn vị cơng tác Phịng Cơ sở vật chất, Trường ĐH Sư phạm ThS Ngô Tấn Thống Chủ nhiệm Kỹ Thuật- Đại học Đà Nẵng Khoa Cơ khí, Trường ĐH Sư phạm Kỹ ThS Nguyễn Lê Châu Thành Thành viên Thuật- Đại học Đà Nẵng Khoa Cơ khí, Trường ĐH Sư phạm Kỹ KS Huỳnh Văn Sanh Thành viên Thuật- Đại học Đà Nẵng STT g an aN cD ho D i MỤC LỤC DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH VÀ BẢNG BIỂU iv INFORMATION ON RESEARCH RESULTS vi LỜI NÓI ĐẦU Chương 1: THỰC TRẠNG THI CÔNG HIỆN NAY .2 1.1 Quá trình đại hóa, phát triển sở hạ tầng 1.2 Thực trạng thi công xây dựng 1.3 Thi công cắt rãnh tường Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CƠ CHẾ CẮT RÃNH 2.1 Phương hướng giải .3 2.1.1 Thi công hệ thống điện, hệ thống đường nước 2.1.2 Thi công cắt rãnh để ốp gạch chân tường .3 D 2.2 Sử dụng thiết bị chuyên dụng 2.2.1 Xây dựng sở chế độ cắt .3 ho 2.2.2 Hệ thống gá đặt thiết bị cắt .3 2.2.3 Thiết bị kèm trình cắt cD 2.3 Tính tốn thiết kế máy 2.3.1 Hệ truyền động điện .6 aN 2.3.2 Phần lực 2.3.3 Phần điều khiển an 2.4 Phân loại hệ truyền động điện 2.5 Định vị tia laser .7 g 2.5.1 Đo khoảng cách máy laser .7 2.5.2 Thước đo laser-Nguyên lý hoạt động .7 2.5.3 Công dụng thước đo khoảng cách laser 2.5.4 Những ưu điểm loại thước đo laser 2.5.5 Thước đo laser đa chức năng, độ xác cao sai số thấp Chương 3: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM THIẾT KẾ MÁY 3.1 Giới thiệu chung phần mềm SOLIDWORKS 3.2 Tính SOLIDWORKS 3D 3.2.1 Thiết kế mơ hình 3D chi tiết 3.2.2 Thiết kế lắp ghép cụm lắp ghép 3.2.3 Xuất vẽ dễ dàng .9 3.2.4 Tính Tab Slot 3.3 Công cụ mô chuyển động Solidworks Motion Chương 4: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY CẮT TƯỜNG BÁN TỰ ĐỘNG 10 ii 4.1 Cơ sở thiết kế .10 4.2 Phân tích chọn truyền .10 4.2.1 Bộ truyền động bánh 10 4.2.2 Bộ truyền bánh đai .10 4.2.3 Bộ truyền động bánh 10 4.2.4 Bộ truyền động xích .11 4.3 Thiết kế chế tạo máy cắt bán tự động 11 4.3.1 Yêu cầu thiết kế hệ thống .11 4.3.2 Thiết kế khối 12 4.3.3 Nguyên lý hoạt động máy cắt tường bán tự động 12 4.3.4 Cấu tạo máy cắt tường 13 4.4 Gia công chế tạo lắp ráp máy cắt 14 4.5 Kết thử nghiệm .14 TÀI LIỆU THAM KHẢO 16 g an aN cD ho D iii D DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH VÀ BẢNG BIỂU Hình 1.1 Máy cắt gạch cầm tay Hình 1.2 Lắp ống nước âm .3 Hình 2.1 Nguyên lý hoạt động Hình 2.2 Sơ đồ xác định tỷ số truyền truyền xích Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý truyền động xích tải .5 Hình 2.4 Sơ đồ điều khiển điện Hình 2.5 Mạch đảo chiều truyền động .7 Hình 2.6 Máy đo laser Hình 2.7 Đo laser bề mặt tường Hình 4.1 Mơ tả ăn khớp đai .10 Hình 4.2 Hệ thống bánh .11 Hình 4.3 Ứng dụng truyền động xích 11 Hình 4.4 Sơ đồ khối hoạt động 12 Hình 4.5 Sơ đồ mơ Proteus 8.8 13 Hình 4.6 Mơ phận máy hoàn chỉnh Solidworks 13 Hình 4.7 Gia tốc trọng tâm khung theo thời gian t (trường hợp chạy không tải) 14 Hình 4.8 Đặc tính phổ tần gia tốc trọng tâm khung (trường hợp chạy khơng tải) 14 Hình 4.9 Góc cắt 30 độ 90 độ 15 g an aN cD ho Bảng 2.1 Máy thông số máy cắt Bảng 4.1 Bảng thông số truyền đai 10 Bảng 4.2 Bảng biên độ dao động chạy không tải 14 iv g an aN cD ho D v Mẫu 22 Thông tin kết nghiên cứu đề tài khoa học công nghệ cấp Đại học Đà Nẵng tiếng Anh g an aN cD ho D INFORMATION ON RESEARCH RESULTS General information - Project title: Research, design and manufacture a brick skirting machine to support construction - Code number: B2018-DN06-13 - Coordinator: Mrs Ngo Tan Thong - Implementing institution: The University of Danang – University of Technology and Education - Duration: from 8/2018 to 1/2022 Objectives With the topic "Research, design and manufacture of brick wall cutters to support construction" we proceed to the following goals - Innovating technology, improving productivity and product quality when processing, creating competitive advantages for enterprises in the area - Research, design and manufacture in the direction of simplifying the structure, reducing the machine's dimensions to have low cost, simple structure, easy operation - Arrange replacement equipment suitable for different construction works - Replace manual labor of workers, improve productivity and quality of works, ensure pollution caused by construction dust - Shorten construction time, improve project aesthetics Creativeness and innovativeness The application of machinery and automation in production is one of the pressing requirements for our country today in most fields For the construction sector, this is also one of the urgent requirements to "increase productivity, improve work quality, and improve working conditions" Many construction units have been investing in technological innovation, applying high technology and advanced technology to support construction in order to speed up construction progress, improve quality and improve working conditions for employees motion However, due to limited ability to self-research new technologies, investment capital capacity faces many difficulties… leading to slow technological innovation Research results Through the actual survey at construction sites, and especially hearing the desired information from construction individuals, we boldly put forward a proposal to research, design, manufacture, and test the rapid positioning device and cut the skirting edge of the wall tiles to support construction in construction The system set up by our research team has similar features to imported devices, but has a simpler structure, the cost is only 30% of imported products Products aim to respond to the movement of product localization, reduce production costs, improve quality and diversify products, create competition in the market Products - 01 Science and Technology Journal - University of Danang; Article title: Design and manufacturer cutting machine wall assistance assistance in construction - 01 wall tile cutter to support construction, machine size 600mmx600mmx1700mm Transfer alternatives, application institutions, impacts and benefits of research results The results of this study are transfered for Manufacturing Department – Faculty of Mechanical Engineering – University of Technology and Education– the University of Danang vi LỜI NÓI ĐẦU Máy xây dựng bao gồm tất loại máy, thiết bị dùng để thực công việc xây dựng thay sức người Trong xây dựng cơng trình nói chung xây dựng thủy lợi, thủy điện nói riêng, lao động thủ cơng đáp ứng yêu cầu quy mô, khối lượng công việc tiến độ kỹ thuật thi cơng, cơng tác giới hóa xây dựng ngày trở nên quan trọng Hiện nước phát triển, mức độ giới hóa xây dựng đạt tới 90%-95% tổng khối lượng công việc; máy xây dựng thường xuyên cải tiến, hồn thiện đáp ứng địi hỏi khó khăn nhằm đảm bảo hiệu chất lượng kỹ thuật xây dựng tiên tiến Ở nước ta, nay, đa số loại máy xây dựng nhập từ nước ngồi, có nhiều loại máy xây dựng đại Do cán kỹ thuật cần nghiên cứu tìm hiểu, nắm bắt thay đổi thường xuyên máy xây dựng để khai thác có hiệu quả, đáp ứng quy trình cơng nghệ xây dựng tiên tiến, nâng cao chất lượng cơng trình, giảm giá thành xây lắp g an aN cD ho D Trong lĩnh vực xây dựng, việc ứng dụng máy móc, trang thiết bị đại trở thành phần thiếu Các hệ máy cắt gạch đa đời giúp ích nhiều cho người cơng nhân việc cắt xác loại gạch lát nền, lát sàn Máy cắt tường ốp gạch hỗ trợ xây dựng nhóm nghiên cứu đưa phương án thiết kế có hình dạng thích hợp phục vụ tốt cho cơng tác thi cơng ứng dụng máy móc vào hoạt động sản xuất, với kích thước thu gọn (600mm600mmx1700mm, cơng suất 5000W) Máy có tính hỗ trợ cơng nhân thi công xây dựng thực công đoạn định vị nhanh, tạo rãnh lên bề mặt tường hỗ trợ công đoạn chuẩn bị lắp gạch, chạy hệ thống dây điện ngầm, ống nước âm tường với suất cao, an tồn cho cơng nhân thi cơng, đảm bảo sức khỏe thao tác máy cầm tay sử dụng Chương 1: THỰC TRẠNG THI CÔNG HIỆN NAY g an aN cD ho D 1.1 Quá trình đại hóa, phát triển sở hạ tầng Các đô thị lớn Hà Nội, TP.HCM, Đà Nẵng, Hải Phịng có tảng phát triển kinh tế vững chắc, số lượng sở sản xuất công nghiệp dịch vụ thương mại tăng mạnh Tại đây, động lực phát triển chuyển dịch mạnh mẽ sang lĩnh vực giáo dục, dịch vụ tài – ngân hàng, bất động sản, viễn thông truyền thông 1.2 Thực trạng thi công xây dựng Ngành xây dựng chủ động tiếp cận đổi sáng tạo công nghệ Ngày có nhiều quy trình xây dựng giới hóa, máy móc động lực để tăng suất Máy đào máy ủi giúp di chuyển nhanh chóng dễ dàng khối lượng đất lớn; máy khoan máy đóng cọc tạo điều kiện cho thi công ngầm; băng tải máy bơm giúp tối ưu hóa cơng việc đổ bê tơng cần cẩu di chuyển giúp nâng cao lắp đặt cấu kiện có tải trọng nặng Ở phần đặt vấn đề đưa thiếu đồng việc thi công hệ thống điện âm tường, ngồi hệ thống điện âm tường cịn có thêm hệ thống đường nước âm tường, lắp gạch, chạy dây cáp Thực trạng để thi công hệ thống đường dẫn âm tường, cần có thiết bị búa, máy cắt, khoan bê tông Để tạo rãnh, với thiết bị ta hệ thống điện để đem lại độ xác cao vẽ mức tương đối Với thời buổi công 4.0 ứng dụng thiết bị vào sống tất lĩnh vực để xây Nếu nhà bình thường với diện tích khoảng vài trăm mét vng tay, khơng địi hỏi độ xác cao khoảng thời gian 10 ngày Hình 1.1 Máy cắt gạch cầm tay 1.3 Thi công cắt rãnh tường Trong cơng trình thi cơng nay, đặc biệt cơng trình xây dựng việc sử dụng máy cắt rãnh tường để cắt bỏ phần bê tông lớn mà không cần phải phá bỏ ưa chuộng Vậy bạn có nắm lý máy cắt rãnh tường lại lựa chọn nhiều không? Sự đa dạng mẫu mã thiết kế máy cắt rãnh tường máy cắt Bosch hay Makita giúp người dùng thoải mái lựa chọn loại máy có tính phù hợp với công đoạn thi công Qua đó, định đến phương pháp thi công cho phù hợp hiệu Máy cắt rãnh tường với công suất hoạt động ổn định, mạnh mẽ bền vững giúp công việc trở nên dễ dàng hiệu hơn, đảm bảo môi trường làm việc an toàn Đầu tiên bạn phải xác định việc ốp chân tường kiểu nào: Ốp hay ốp chìm Ốp viên gạch nhơ khỏi bề mặt tường Cách ốp ốp đơn giản lại bộc lộ hạn chế dễ bám bẩn khơng thẩm mỹ Ốp chân tường chìm bề mặt gạch nằm mặt phẳng với tường Cách ốp phức tạp giá trị thẩm mỹ cao Hơn thế, bạn lại dễ dàng vệ sinh phần chân tường ốp gạch Tiến hành ốp chân tường theo bước: – Làm phẳng bề mặt tường ốp chân tường Khâu chuẩn bị bề mặt vô quan trọng Bề mặt tường phẳng độ gắn kết gạch với keo dán gạch chặt chẽ – Trải keo dán gạch lên khu vực cần ốp lát Keo dán gạch phải dùng loại chuyên dụng Pha chế keo dán gạch với nước tỉ lệ Trải keo với độ dày hợp lý - Ốp gạch lên tường dùng búa cao su gõ cho gạch dán vào tường - Làm bề mặt đợi thời gian để chà ron Bước cuối chà ron làm bề mặt lần cuối Như cơng đoạn thi cơng ốp gạch hồn thành Việc ốp chân tường cần thực đội ngũ thợ có trình độ kỹ thuật Nhất bạn muốn ốp chân tường chìm D Hình 1.2 Lắp ống nước âm Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CƠ CHẾ CẮT RÃNH g an aN cD ho 2.1 Phương hướng giải 2.1.1 Thi công hệ thống điện, hệ thống đường nước Những thiết bị cắt, thiết bị nâng hạ… q trình thi cơng người thi cơng phải thời gian di chuyển thiết bị từ vị trí thấp lên vị trí cao làm ảnh hưởng đến q trình thi cơng Nhưng với thiết bị nhóm nghiên cứu người thi cơng vừa giảm cơng sức q trình thi cơng vừa bảo đảm an tồn q trình thi cơng Từ yếu tố nhóm thiết kế xây dựng thiết bị mang lại tính thực tiễn cao 2.1.2 Thi công cắt rãnh để ốp gạch chân tường Thứ nhất: máy sử dụng thiết bị che chắn an tồn q trình thi cơng vận hành máy Thứ hai: khoảng cách nhỏ từ (cm) đến 120 (cm) nên cần độ xác cao thế, cho dao ăn 1/3 chiều dày lớp ăn trước Tạo bề mặt sau gia công đẹp Thứ ba: chiều dày lớp cắt thường dao động khoảng từ ( đến cm) đảm bảo cho trình ốp gạch sau 2.2 Sử dụng thiết bị chuyên dụng 2.2.1 Xây dựng sở chế độ cắt Với thiết bị cắt thay sử dụng lưỡi cắt bình thường nhóm sử dụng máy nhiều lưỡi cắt làm tăng q trình bóc tách vật liệu bảng so sánh máy Bảng 2.1 Máy thông số máy cắt Thông số máy Máy lưỡi Máy lưỡi Công suất 1250 W 5200 W Tốc độ không tải 14500 (V/ph) 5600 rpm Chiều sâu cắt 34(mm) 34-40 (mm) Hãng sản xuất Bosch Bosch 2.2.2 Hệ thống gá đặt thiết bị cắt Nhóm tính tốn thiết kế mơ hệ thống ray trượt, giúp trình di chuyển lưỡi cắt mượt mà, kết hợp với hệ thống ray trượt có hệ thống trục vit me giúp cho q trình trượt giá đỡ xác 2.2.3 Thiết bị kèm q trình cắt Ngồi thiết bị cịn có thêm thiết bị bổ trợ trình đo đạc thuận tiện trong q trình thi cơng, máy đo laser với cơng dụng như: Máy đo khoảng cách laser ứng dụng rộng rãi đo đạc, xây dựng cơng trình, đo vẽ đồ , báo đảm độ xác trình cắt Dưới phương pháp để chọn chế độ cắt cho máy, bao gồm chế độ cắt, lượng chạy dao g an aN cD ho D Hình 2.1 Nguyên lý hoạt động Với yêu cầu đề từ thực tiễn đơn vị thi cơng khâu hồn thiện cơng trình xây dựng cần lắp âm thiết bị cáp điện, ống dẫn nước, áp gạch chân tường Nhiệm vụ tạo rãnh phụ thuộc yêu cầu rãnh, vị trí rãnh, hướng rãnh, máy thiết kế phải đảm nhiệm yêu cầu công việc, góc nghiêng điều chỉnh dao động độ đến 270 độ Nên yêu cầu thiết kế máy phải bố trí cấu truyền động hoạt động tự động, phương lưỡi cắt đổi hướng cắt khống chế hành trình di chuyển cắt tạo rãnh Yêu cầu kết cấu máy phải thực thay đổi hướng cắt khác nhau, nhóm nghiên cứu đưa phương án xây dựng sơ đồ nguyên lý hoạt động Hình 2.1 2.3 Tính tốn thiết kế máy Máy chia thành hai hệ thống: Hệ thống khí, Hệ thống điện Khung di chuyển hệ thống bánh cao su đặc cốt thép Cơ cấu truyền động khí Là hệ thống gồm nhiều chi tiết dùng để truyền thay đổi tính chất chuyển động dạng lượng học: Lực vận tốc, ta phân loại truyền động khí thành hai nhóm sau: * Hệ thống truyền động ma sát: * Hệ thống truyền động ăn khớp: Truyền động xích phương thức truyền công suất học từ nơi đến nơi khác Truyền động xích sử dụng rộng rãi phương tiện xe đạp xe máy, để truyền lực đến bánh xe Nó sử dụng nhiều loại máy Xích sử dụng cho khoảng cách trung tâm dài Xích sử dụng cho vận tốc lên đến 25m/s công suất lên đến 110 kW Trong số trường hợp, truyền cơng suất lớn  Ưu điểm: - Truyền động cho trục cách xa (