SỞ KHOA HỌC - CƠNG NGHỆ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TỔNG CƠNG TY CƠ KHÍ GIAO THƠNG VẬN TẢI SÀI GÒN (SAMCO) BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THIẾT BỊ THU GOM RÁC NỔI Chủ nhiệm đề tài: Đơn vị thực hiện: KS Hoàng Tử Cường Tổng Cơng ty Cơ khí Giao thơng Vận tải Sài Gịn TP HỒ CHÍ MINH - 2006 SAMCO-PHONGCONGNGHE BCNCKH-02-06 Mơc lơc GIíI THIƯU chung tóm tắt đề tài Mơc tiªu nghiªn cøu Néi dung nghiªn cøu Ph-ơng pháp nghiên cứu: TÝnh đề tài: ý nghĩa đề tài: Ch-ơng 1: Tổng QUAN Tình Hình Rác Thải TRÊN SÔNG Ngòi KÊNH Rạch Tại Thành PHố Hồ Chí MINH c¸c biƯn ph¸p xư lý 1.1 Điều kiện tự nhiên địa hình sông ngòi, kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh 1.1.1 Điều kiện địa hình 1.1.2 ChÕ ®é thủ triỊu: 1.1.3 Tính chất môi tr-ờng làm việc: 1.1.4 Thành phần, tính chất rác thải sông ngòi kênh rạch Tp Hå ChÝ Minh 10 1.2 C¸c biƯn ph¸p thu gom xử lý rác thải áp dụng Tp Hồ Chí Minh 13 1.2.1 Ph-ơng pháp thu gom thđ c«ng: 13 1.2.2 Ph-ơng pháp thu gom có hỗ trợ thiết bị thu gom rác: 14 Ch-ơng 2: nghiên cứu Xây dựng lựa chọn ph-ơng án Thiết Kế 22 2.1 Xác định tiêu hoạt động: 22 2.2 Xây dựng thông số đầu vào: 22 2.3 Các ph-ơng án thiết kế: 23 2.3.1 Ph-¬ng ¸n 1: 23 2.3.2 Ph-ơng án 2: 24 2.3.3 Ph-ơng án 3: 25 2.4 Chọn ph-ơng án: 25 Ch-ơng 3: Thiết Kế Sản Phẩm MẫU 27 3.1 ThiÕt kÕ bè trÝ chung: 27 3.2 Tính toán ổn định thiết bị: 29 3.2.1 Nguyªn t¾c chung: 29 3.2.2 Các thông số chñ yÕu: 29 3.2.3 Tính mômen quán tính hµng láng: 29 3.2.4 Tính cân ổn định ban ®Çu: 30 3.2.5 Cân dọc chiều cao ổn định ban đầu: 31 BCNCKH-02-06-XVR-Trang 1/66 3.3 Tính toán thiết kế ph-ơng tiện giao th«ng thđy 37 3.3.1 Giíi thiƯu chung: 37 3.3.2 C¸c thông số chủ yếu tàu: 37 3.3.3 Đặc thù kÕt cÊu: 37 3.3.4 TÝnh to¸n kÕt cấu thân tàu theo qui phạm đóng tàu Composite: 38 3.3.5 TÝnh ®é bỊn kÕt cÊu theo ph-ơng pháp tính toán: 42 3.4 Thuyết minh chung thiết bị mạn khô 47 3.4.1 Giíi thiƯu chung: 47 3.4.2 Các thông số chủ yếu tàu: 47 3.4.3 Đặc ®iÓm bè trÝ chung: 47 3.4.4 Đặc điểm kết cÊu: 48 3.4.5 Trang thiết bị khác kèm theo: 48 3.4.6 Thiết bị chuyên dùng cho vớt rác: 51 3.4.7 Tính chọn mạn khô: 55 3.5 Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo sản phẩm mÉu 55 Ch-¬ng 4: chế tạo thử nghiệm sản phẩm mẫu 56 4.1 Lùa chän ph-¬ng án chế tạo thiết bị 56 4.2 C¸c cơm, chi tiÕt nhËp khÈu 56 4.3 Các chi tiết mua chÕ t¹o t¹i ViƯt Nam 57 4.4 S¬n chi tiÕt 57 4.5 Thư nghiƯm vËn hµnh thùc tÕ 60 4.5.1 KÕt qu¶ thư nghiƯm 61 4.5.2 Nhận xét, đánh giá kết thử nghiÖm 63 4.5.3 Hệ thống quy định sử dụng thiết bị: 64 Ch-¬ng: kết luận kiến nghị 65 Tµi liƯu tham kh¶o 66 phÇn phơ lơc Phụ lục [1]: Biên thử nghiệm Phụ lục [2]: Tài liệu đăng kiểm _ BCNCKH-02-06-XVR-Trang 2/66 GIớI THIệU chung Mức độ ô nhiễm hệ thống sông ngòi, kênh rạch n-ớc ta ngày trầm trọng thiết Một nguyên nhân ô nhiễm phát sinh từ loại rác thải từ hộ dân sinh sống ven sông ngòi, kênh rạch, từ ghe thuyền neo đậu sông, rác thải từ điểm mua bán, chợ đầu mối bị vứt bừa bÃi vào hệ thống sông ngòi, kênh rạch Khi tiếp xúc với n-ớc, loại rác bị ngậm n-ớc, lâu ngày bị thuỷ phân tạo nên ô nhiễm trầm trọng, đặc biệt thành phố đông dân c-, khu du lịch có mặt n-ớc sông ngòi, kênh rạch nh- thành phố Hồ Chí Minh, Huế Đối với thành phố Hồ Chí Minh, thành phố đà mệnh danh Hòn ngọc Viễn đông; trung tâm kinh tế, trị, văn hoá, khoa học, tài lớn Việt Nam vùng Đông Nam á; thành phố đầu phong trào xanh việc hệ thống sông ngòi kênh rạch bị ô nhiễm, rác thải tồn động chấp nhận đ-ợc để khắc phục ô nhiễm này, đơn vị môi tr-ờng đà có nhiều biện pháp tổ chức thu gom xử lý rác thải, vật nổi, chủ yếu ph-ơng pháp thủ công Tuy nhiên, vật thải mặt n-ớc hầu nh- phân tán liên tục di chuyển theo dòng chảy dòng n-ớc, mật độ phân bố lớn, gây khó khăn cho việc thu gom diện tích mặt n-ớc rộng Hơn nữa, thiết bị nh- thuyền, canô di chuyển để thao tác, chúng tạo dòng chảy đẩy rác xa khỏi tầm với ng-ời công nhân vớt rác thiết bị Mặt khác, ngậm n-ớc nên trọng l-ợng rác lớn làm hạn chế khả thu gom, vớt vận chuyển rác công nhân.Vì vậy, việc vớt rác vật sông công việc khó khăn nặng nhọc ng-ời làm công tác vệ sinh môi tr-ờng, đặc biệt công nhân trực tiếp làm nhiệm vụ vớt rác Từ phát sinh nhu cầu thiết bị thu gom vật có suất cao, giúp làm mặt n-ớc sông ngòi, kênh rạch cách hiệu quả, giảm mức độ nặng nhọc công việc cho công nhân Qua tìm hiểu chúng tôi, n-ớc nh-: Nga, Nhật Bản đà có nhiều công trình nghiên cứu thiết bị thu gom rác nổi, dầu loang mặt n-ớc, cửa xả hồ với bán kính hoạt động rộng, thu gom rác nguồn có khả gây ô nhiễm, ngăn ngừa không cho phát tán rộng vật rắn trôi sông ngòi, kênh rạch Trong đó, phổ biến thiết bị thu gom dầu loang thu gom rác nguồn gây ô nhiễm Các thiết bị có giá cao nh-ng lại không phù hợp với điều kiện làm việc n-ớc ta, BCNCKH-02-06-XVR-Trang 3/66 đặc biệt hệ thống sông ngòi chằng chịt đa dạng nh- thành phố Hồ Chí Minh Do đó, thiết bị không phù hợp với tình hình thu gom rác n-ớc ta n-ớc ta, năm gần đây, đà có nhiều đề tài nghiên cứu thiết bị loại Tuy nhiên việc triển khai áp dụng thiết bị ch-a đ-ợc thực rộng rÃi tính chất đặc thù vùng miền khác nhau, số tính thiết bị ch-a phát huy đ-ợc hiệu Tiếp nối đề tài đà đ-ợc cấp độc quyền sáng chế số 4617 Thiết bị thu gom vật gần mặt nước tham khảo số công trình nghiên cứu liên quan n-ớc, đề xuất thực đề tài Nghiên cứu chế tạo thiết bị thu gom rác nhằm cải tiến kỹ thuật, công nghệ mở rộng khả tác nghiệp thiết bị BCNCKH-02-06-XVR-Trang 4/66 tóm tắt đề tài Mục tiêu nghiên cứu 1.1 Nghiên cứu chế tạo thiết bị thu gom rác nhằm nâng cao hiệu thu gom rác mặt sông ngòi, kênh rạch góp phần làm mặt n-ớc sông ngòi, kênh rạch, cải thiện môi tr-ờng thành phố 1.2 Giảm nhẹ sức lao động ng-êi Néi dung nghiªn cøu 2.1 Nghiªn cøu thành phần, tính chất rác thải, điều kiện tự nhiên địa hình sông ngòi, kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh 2.2 Các biện pháp thu gom xử lý rác thải áp dụng TP Hồ Chí Minh 2.3 Nghiên cứu chế tạo thiết bị thu gom rác phù hợp với điều kiện địa hình sông ngòi kênh rạch thành phố HCM, góp phần cải thiện tình trạng ô nhiễm môi tr-ờng, giảm nhẹ sức lao động cho ng-ời đặc biệt công nhân trực tiếp thực công việc thu gom xử lý rác thải; sản phẩm có giá thành hạ, phù hợp công nghệ chế tạo n-ớc Ph-ơng pháp nghiên cứu: 3.1 Ph-ơng pháp nghiên cứu lý thuyết: 3.1.1 ứng dụng lý thuyết nghiên cứu, tính toán thiết kế kỹ thuật khí (tính toán thiÕt kÕ kü tht chi tiÕt, cơm chi tiÕt vµ toàn thiết bị) 3.1.2 ứng dụng lý thuyết nghiên cứu tính toán thiết kế kỹ thuật giao thông thủ (tÝnh to¸n thiÕt kÕ kü tht chi tiÕt, cơm chi tiết toàn thiết bị) 3.1.3 Ph-ơng pháp tính toán thiết kế kỹ thuật hệ thống điện 3.1.4 Các ph-ơng pháp tính toán vật lý, hình học 3.2 Ph-ơng pháp nghiên cứu thực nghiệm: 3.2.1 ứng dụng ph-ơng pháp điều tra, thống kê, thu thập số liệu, thông tin liên quan, sau tổng hợp phân tích số liệu 3.2.2 Phối hợp chặt chẽ với công ty môi tr-ờng đô thị việc nghiên cứu khảo sát tình hình rác thải, điều kiện làm việc 3.2.3 Tham khảo t- liệu liên quan n-ớc giới 3.2.4 Kết hợp chặt chẽ với quan phối hợp thực hiện, sở sản xuất để kết nghiên cứu mang tính thực tiễn, phù hợp với công nghệ sản xuất n-ớc BCNCKH-02-06-XVR-Trang 5/66 Tính đề tài: Đề tài nghiên cứu chế tạo thiết bị thu gom rác đ-ợc xem nh- b-ớc đột phá, thiết bị vớt rác đ-ợc nghiên cứu chế tạo Việt Nam có khả tự động thu gom vớt rác sông, kênh rạch, giảm mức độ nặng nhọc công việc cho ng-ời làm công tác vệ sinh môi tr-ờng, góp phần làm giảm mức độ ô nhiễm mặt n-ớc sông ngòi kênh rạch cách có hiệu ý nghĩa đề tài: Mặt n-ớc sông ngòi kênh rạch n-ớc ta bị ô nhiễm ngày trầm trọng, đặc biệt thành phố đông dân c- nh- thành phố Hồ Chí Minh Việc nghiên cứu thực trạng rác thải ô nhiễm môi tr-ờng sông kênh rạch sớm tìm biện pháp xử lý yêu cầu cấp thiết Đề tài nghiên cứu chế tạo thiết bị thu gom rác biện pháp góp phần làm môi tr-ờng n-ớc, đem lại bầu không khí lành cho nhân dân, trả lại mặt khang trang đẹp cho thành phố, xứng đáng trung tâm kinh tế, trị, văn hoá , khoa học tài lớn Việt Nam vùng Đông Nam BCNCKH-02-06-XVR-Trang 6/66 Ch-¬ng 1: Tổng QUAN Tình Hình Rác Thải TRÊN SÔNG Ngòi KÊNH Rạch Tại Thành PHố Hồ Chí MINH biện pháp xử lý 1.1 Điều kiện tự nhiên địa hình sông ngòi, kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh Nghiên cứu điều kiện địa hình sông ngòi kênh rạch công việc quan trọng, từ nghiên cứu ta lấy làm sở để đ-a đặc điểm điều kiện làm việc, giới hạn kích th-ớc, yêu cầu thiết bị, từ tính toán tiêu kinh tế kỹ thuật cho thiết bị Các yếu tố ảnh h-ởng đến việc nghiên cứu chế tạo thiết bị là: kích th-ớc chiều dài, chiều rộng lòng kênh, độ sâu mực n-ớc, chế độ thuỷ triều, tốc độ dòng chảy, độ cao thông qua cầu bắc ngang qua kênh rạch 1.1.1 Điều kiện địa hình Thành phố Hồ Chí Minh có hệ thống sông ngòi kênh rạch dày đặc, riêng khu vực nội thành chia thành tuyến với tổng cộng chiều dài 100km, điều kiện địa hình đa dạng, chiều rộng lòng kênh rạch, sông ngòi dao động lớn từ vài mét (kênh Tân Hoá, Lò Gốm, kênh Nhiêu Lộc) đến hàng trăm mét (Kênh Bến Nghé, kênh Đôi, sông Sài Gòn, sông Nhà Bè), độ sâu dao động trung bình từ 1.5-10m Cụ thể địa hình tuyến kênh nh- sau: Bảng 1.1: Các thông số đặc tr-ng tuyến kênh TP.HCM Tuyến kênh Chiều dài Chiều rộng Độ sâu Số cửa xả (m) (m) (m) (cái) Nhiêu lộc-Thị nghè 18.186 14 80 7,5 52 Kênh tẻ-Bến nghé 7.050 50 100 44 Kênh đôi-Tàu hủ 19.610 60 80 10 Tân hoá-Lò gốm 12.160 73 1,5 3,2 13 Tham l-ơng-Bến cát- 19.440 16 100 2,2 7,8 12 Vàm thuật (Nguồn: Báo cáo nghiên cứu khả thi Dự án lấy rác sông kênh rạch khu vực nội thành thành phố Hồ Chí Minh, 12/2001) Ngoài sông Sài Gòn đoạn chảy qua nội thành từ cửa rạch Cầu Đinh (Q.12) đến cửa rạch Phú Xuân (Q.7) có chiều dài khoảng 38.000m; bến Than, sông Sài Gòn có chiều BCNCKH-02-06-XVR-Trang 7/66 rộng B = 200m, sâu H = 10m; Phú An (Ba Son) B = 140m, H = 1.213m Sè miƯng x¶ N = 15cái BCNCKH-02-06-XVR-Trang 8/66 1.1.2 Chế độ thuỷ triều: Do nằm vùng hạ l-u hệ thống sông Sài Gòn-Đồng Nai, với địa hình phẳng t-ơng đối thấp thành phố, hệ thống sông ngòi, kênh rạch chịu ảnh h-ởng mạnh chế độ thuỷ triều biển Đông Ngoài việc khai thác bậc thang hồ chứa th-ợng nguồn tác động mạnh đến chế độ thuỷ văn hệ thống sông ngòi thành phố Sau kết đo đạt mức n-ớc, tốc độ dòng chảy thuỷ triều số tuyến kênh cụ thể: Kênh Nhiêu Lộc-Thị Nghè: mức n-ớc cực đại tăng từ 105cm th-ợng nguồn (cầu Nguyễn Văn Trỗi) đến 136cm hạ l-u (Cửa rạch Thị Nghè); ng-ợc lại, mức cực tiểu giảm dần từ -83cm th-ợng l-u xuống -173cm hạ l-u Tốc độ dòng chảy triều rút triều dâng 0,744m/s 0,770m/s Kênh Tẻ-kênh Đôi-rạch Lò Gốm: cầu chữ Y, mức n-ớc dao động từ -123cm đến 141cm (biên độ 264cm); trạm Rạch Cát (kênh Đôi-Lò Gốm) mực n-ớc dao động từ -63cm đến 123cm (biên độ 186cm) Khi n-ớc rồng tốc độ lớn dòng chảy Vmax = 1,222m/s (tại cầu chữ Y), tốc độ nhỏ Vmin = 0.598m/s (tại Rạch CátLò Gốm); n-ớc lớn, tốc độ dòng chảy Vmax = 1,08m/s (tại Rạch Cát), Vmin = 0,29m/s (tại cầu Hậu Giang) Kênh Tham L-ơng: mức n-ớc dao động từ 80-124cm (biên độ dao động 44cm); tốc độ cực đại n-íc rång Vmax = 0,821m/s, n-íc lín Vmin = 0m/s Hệ sông Sài Gòn-Nhà Bè: mức n-ớc cực đại tăng dần từ 109cm (Phú An-Bến Cát) đến 123cm (Nhà Bè), mức n-ớc cực tiểu giảm dần từ -84cm (Phú An) đến -144cm (Nhà Bè); Tố độ dòng chảy n-ớc rồng Vmin = 0,678m/s Phú An-Bến Cát Vmax = 1,801m/s Nhà Bè, n-ớc lớn V = 1,0m/s Theo kết khảo sát đo đạt ta thấy biên độ dao động mực n-ớc cao, biên độ dao động nhỏ đ-ợc ghi nhận hệ kênh tham l-ơng 44cm, lớn 309cm cửa rạch Thị Nghè Tốc độ dòng chảy dao động lớn trung bình từ 0.5-1.2m/s, lớn Phú An-Bến Cát với vận tốc 1.801m/s 1.1.3 Tính chất môi tr-ờng làm việc: Ngoài yếu tố ảnh h-ởng không nhỏ đến việc tính toán thiết kế thiết bị thành phần tính chất môi tr-ờng n-ớc sông kênh rạch Qua khảo sát ta thấy môi tr-ờng n-ớc sông ngòi kênh rạch hỗn hợp nhiều thành phần chất khác nhau, bao gồm hoá chất từ quan xí nghiệp thải ra, đồ ăn thức BCNCKH-02-06-XVR-Trang 9/66 - Xi lanh lËt khung : D65/d35-H370 - Khíp xoay : Trơc thÐp C45K, ỉ xoay lãt b¹c thau cã vó mì 3.4.6.3 Cụm chặn rác: Cụm chặn rác hoạt động ng-ợc với cụm vớt rác Khi cụm vớt rác đ-a rác lên thùng cụm chặn rác chặn giữ rác lại để rác khỏi trôi phía sau Ng-ợc lại cụm vớt rác vị trí vớt rác cụm chặn rác rác đ-ợc tự di chuyển vào gàu Kết cấu cụm chặn rác: - Thanh chặn rác: Bằng khung thép dập định hình thép tròn - Ray guốc tr-ợt : Ray thép dập định hình guốc tr-ợt nhựa PA - Xi lanh vận hành chặn D50/d30-H550 3.4.6.4 Cụm xoay thùng rác: - Dạng mâm xoay đồng tâm tên mặt mâm xoay có chia ô để lấp thùng nhận rác - Số l-ợng thùng lắp m©m xoay : - Gãc xoay cđa m©m: 3600 - Khoá gài định vị vị trí : khoá Kết cấu mâm xoay : - Khung mâm xoay : Thép cán định hình, dày 2mm - Mặt mâm xoay : Thép tấm, dày 2mm - Khung giữ thùng : Thép ống D25 - Composite : Mặt d-ới mâm xoay đ-ợc tráng composite, dày 1mm - Khớp xoay : Trục thép C45K lắp ổ bi lăn 3.4.6.5 Cụm đẩy thiết bị : Cụm đẩy thiết bị hệ thống liên kết để truyền công suất từ động đến chân vịt lực đẩy chân vịt tạo tác dụng trở lại vào khung thiết bị Nhờ lực đẩy mà thiết bị di chuyển-tiến lùi Kết cấu cụm đẩy thiết bị : - Khớp nối liên kết trục động với hộp giảm tốc đảo chiều ; khớp tự lựa - Hộp giảm tốc đảo chiều - Khớp nối liên kết hộp giảm tốc đảo chiều với khớp quay ngang chân vịt: khớp tự lựa - Bộ khớp quay ngang chân vịt BCNCKH-02-06-XVR-Trang 52/66 - Bộ chuyển h-ớng truyền lực đ-a chân vịt sâu xuống n-ớc : truyền động bánh côn - Chân vịt - Chân vịt quay ngang lên tr-ờng hợp gỡ rác nhờ khớp quay ngang - Gãc quay cđa bé khíp quay ngang , 900 - Khoá gài định vị vị trí giới hạn chân vịt: khoá - Khớp xoay : trục thép C45K lắp ổ bi lăn 3.4.6.6 Cụm điều khiển thiết bị Cụm điều khiển thiết bị bao gồm phận điều khiển riêng biệt nh- sau: - Bộ phận điều khiển lái : hệ thống lái vận hành thủy lực, nhập đồng từ Nhật, Hiệu MAROL điều khiển lái vô-lăng quay phía tr-íc trun dÉn quay b¸nh l¸i phÝa sau - Bé phận điều khiển động - Bộ phận điều khiển hộp giảm tốc đảo chiều - Bộ phận điều khiển hệ thống thủy lực - Tất phận tác động điều khiển đặt ngăn ng-ời lái - Hệ thống thủy lực: trang bị thiết bị thủy lực lắp đặt cho thiết bị vớt rác gồm: Stt Tên thiết bị thủy lực Quy cách Xuất xứ Bơm Q=12cc/vòng,P=210 bar Orsta Đức Thùng dầu 30 lít SAMCO Lọc dầu hồi Cổng 1, độ lọc 0,012mm Argo-Đức Van chiều Cổng 1/2" Cesko-Đài loan Van tiết l-u Cổng 1/2" Cesko-Đài loan Van an toàn Cổng 1/2" Cesko-Đài loan Van điều khiển DMT-03-3C2 Cesko-Đài loan DMT-03-3C6 Cesko-Đài loan Đ-ờng ống cứng DN10 DN15 Đ-ờng ống mềm P>210 bar Alfagomma – ý 10 Xylanh gµu D65/D35 –H210 Shom-Singapore 11 Xylanh rác D65/D35-H370 Shom-Singapore 12 Xylanh chặn rác D50/D30-H550 Shom-Singapore BCNCKH-02-06-XVR-Trang 53/66 13 Khíp nèi dÉn ®éng Trơc thÐp CT45K , ỉ xoay lãt b¹c thau cã vó mỡ BCNCKH-02-06-XVR-Trang 54/66 3.4.6.7 Hệ thống động lực - Động đẩy thiết bị : động Yanmar 4TNE84-BME, 44 Cv , khởi động điện - Động dẫn động bơm thủy lực: động Vinapro DS130C , 13 Hp , khởi động điện 3.4.7 Tính chọn mạn khô: Đối với tàu sông cấp VR SII chở hàng khô với chiều dài L = 7,80 m Mạn khô tối thiểu theo yêu cầu : Fmin = 150 mm Thiết kế : F = D-d+s = 1000-800 + = 206 mm Trong đó: s = mm, chiều dày tôn mép boong Nh- thỏa mÃn quy định Quy phạm 3.5 Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo sản phẩm mẫu Quy trình công nghệ chế tạo sản phẩm phần thiếu thiết bị đà đ-ợc triển khai sản xuất hàng loạt Quy trình công nghệ chế tạo sản phẩm cho phép nhà sản xuất kiểm soát đ-ợc chi phí sản xuất, chất l-ợng đồng sản phẩm trình chế tạo, qua giúp giảm chi phí sản xuất giá thành sản phẩm Trong phạm vi đề tài nhiên cứu này, tập trung lập quy trình công nghệ chế tạo số cụm thiết bị ( Tham khảo quy trình công nghệ đính kèm) BCNCKH-02-06-XVR-Trang 55/66 Ch-ơng 4: chế tạo thử nghiệm sản phẩm mẫu 4.1 Lựa chọn ph-ơng án chế tạo thiết bị Thiết bị vớt rác sông ven biển thiết bị đòi hỏi công nghệ chế tạo cao Với khả công nghệ thành phố Hồ Chí Minh nói riêng Việt Nam nói chung, ta hoàn toàn chế tạo đ-ợc thiết bị Tuy nhiên, dạng sản phẩm sản xuất đơn nên việc chế tạo toàn n-ớc không đem lại hiệu kinh tế cao Vì vậy, tổ chức sản xuất thiết bị chọn ph-ơng ¸n: ChÕ t¹o mét sè chi tiÕt, cơm chi tiÕt chỗ: ph-ơng tiện thủy, cấu thu gom rác, thiết bị khí khác Mua thị tr-ờng n-ớc số thiết bị: Động đẩy thiết bị, động vận hành hệ thống thủy lực NhËp mét sè chi tiÕt, cơm chi tiÕt mµ n-ớc ch-a chế tạo đ-ợc chế tạo đơn giá thành cao chất l-ợng có độ tin cậy thấp bao gồm: hệ thống lái vận hành thuỷ lùc, c¸c cơm, chi tiÕt thc hƯ thèng thđy lùc 4.2 C¸c cơm, chi tiÕt nhËp khÈu - Bé phËn điều khiển lái : hệ thống lái vận hành thủy lực, nhập đồng từ Nhật, hiệu MAROL Điều khiển lái vô lăng quay phía tr-ớc truyền dÉn quay b¸nh l¸i phÝa sau - HƯ thèng thđy lực: trang thiết bị thủy lực lắp đặt cho thiết bị vớt rác gồm: Stt Tên thiết bị thủy lực Quy cách Xuất xứ Bơm Q=12cc/vòng,P=210 bar Orsta Đức Lọc dầu hồi Cổng 1, độ lọc 0,012mm Argo-Đức Van chiều Cổng 1/2" Cesko-Đài loan Van tiết l-u Cổng 1/2" Cesko-Đài loan Van an toàn Cổng 1/2" Cesko-Đài loan Van điều khiển DMT-03-3C2 Cesko-Đài loan DMT-03-3C6 Cesko-Đài loan P>210 bar Alfagomma ý §-êng èng mỊm Xylanh gµu D65/D35 –H210 Shom-Singapore Xylanh rác D65/D35-H370 Shom-Singapore 10 Xylanh chặn rác D50/D30-H550 Shom-Singapore 11 Khíp nèi dÉn ®éng Trơc thÐp CT45K , ỉ xoay lãt b¹c thau cã vó mì BCNCKH-02-06-XVR-Trang 56/66 4.3 Các chi tiết mua chế tạo Việt Nam - Động đẩy thiết bị : động Yanmar 4TNE84-BME, 44 Cv , khởi động điện - Động dẫn động bơm thủy lực: động Vinapro DS130C , 13 Hp , khởi động điện - Các cụm, chi tiết lại đ-ợc mua chế tạo Việt Nam 4.4 Sơn chi tiết Ngoại trừ chi tiết đ-ợc làm thép không gỉ, chi tiết lại đ-ợc sơn loại sơn chịu n-ớc, chống ăn mòn kim loại chịu mài mòn Hình 4.1: Tổng thể xuồng rác đ-ợc chế tạo Xí Nghiệp Cơ Khí Ô Tô An Lạc BCNCKH-02-06-XVR-Trang 57/66 Hình 4.2: Kết cấu mâm xoay thùng rác Hình 4.3: Lắp cấu gàu xúc rác BCNCKH-02-06-XVR-Trang 58/66 Hình 4.4: Kết cấu gàu xúc rác Hình 4.5: KÕt cÊu tÊm h-íng r¸c BCNCKH-02-06-XVR-Trang 59/66 4.5 Thư nghiƯm vận hành thực tế Nhằm đánh giá tính hiệu tác nghiệp thực tế thiết bị, tiến hành thử nghiệm vận hành thiết bị điều kiện thùc tÕ 4.5.1 C¸c néi dung thư nghiƯm a Thư nghiệm khả mặt n-ớc (tr-ờng hợp không tải đầy tải) b Thử đẩy thực tế (tốc độ không tải, đầy tải) c Thử nghiệm hệ thống lái d Thử tính h-ớng dòng, quay vòng/ổn định quay vòng e Thử tải thực tế (nguyên lý h-ớng dòng, thu gom vớt rác) 4.5.2 Quy trình thử nghiƯm a Thả thiết bị khơng tải sơng: Đo mớn nước mũi mớn nước lái thiết bị, ghi nhận kết vào phiếu đánh giá b Điều khiển thiết bị hoạt động xi dịng ngược dịng chế độ khơng tải với vận tốc Vmax : Đo vận tốc trung bình thiết bị ghi nhận vào phiếu đánh giá c Thả thiết bị sông chế độ 100% tải: Đo mớn nước mũi mớn nước lái thiết bị d Điều khiển thiết bị hoạt động xi dịng ngược dòng chế độ 100% tải với vận tốc Vmax : Đo vận tốc trung bình thiết bị ghi nhận vào phiếu đánh giá e Điều khiển thiết bị hoạt động chế độ 100% đạt vận tốc Vmax , điều khiển vô lăng tay lái với tốc độ ≤ 25 vòng/phút để thiết bị quay vòng từ 35o mạn sang 35o mạn kia: Đo thời gian để thiết bị quay vịng đạt góc độ yêu cầu Đo lực tác dụng lên vô lăng tay lái f Điều khiển thiết bị hoạt động chế độ 100% đạt vận tốc Vmax , điều khiển vơ lăng tay lái vị trí quay vịng tối đa: Đo đường kính quay vịng thit b g Điều khiển thiết bị hoạt động vớt rác phạm vị tốc độ thiết kế, tiến hành đánh giá tính h-ớng dòng, thu gom vớt rác BCNCKH-02-06-XVR-Trang 60/66 4.5.3 Quá trình thử nghiệm (Tham khảo hình ảnh thử nghiệm thiết bị) 4.5.4 Kết thư nghiƯm Khả thiết bị 4.5.4.1 a Chế độ thử: Thả thiết bị sông chế độ không tải đầy tải, tiến hành đo mớn - nước mũi mớn nước lái thiết bị Kích thước đo từ mép boong đến mặt nước b Kết thử nghiệm: Stt Nội dung Kết thử nghiệm Mạn phải Mạn trái Mớn nước mũi lúc không tải Tom , mm 360 360 Mớn nước lái lúc không tải To , mm 415 405 Mớn nước mũi lúc đầy tải (100% tải) 240 240 160 160 Tm , mm Mớn nước lái lúc đầy tải T , mm c Đánh giá kết quả: Mớn nước trung bình lúc khơng tải , mm Totb = (360+360+415+405)/4 = 385 Mớn nước trung bình lúc đầy tải , mm = (240+240+160+160)/4 = 200 Ttb Mạn khô theo qui phạm xuồng vùng vịnh Tyc = 150 mm Kết luận: Khả thiết bị đạt yêu cầu Quy phạm 4.5.4.2 Khả đẩy thực tế a Chế độ thử: - Chế độ tải: không tải 100% - Điều khiển thiết bị hoạt động xi dịng ngược dịng với vận tốc Vmax, dùng vận tốc kế đo vận tốc trung bình thiết bị b Kết thử nghiệm: Stt Nội dung Kết thử nghiệm Vận tốc trung bình khơng tải Votb, 11,5 km/h Vận tốc trung bình đầy tải Vtb, 9,6 km/h BCNCKH-02-06-XVR-Trang 61/66 c Đánh giá kết quả: Vận tốc thiết kế không tải Vo = 12 km/h Vận tốc thiết kế đầy tải V = 10,5 km/h Sai số so với thiết kế: % V = V Vtb 100 (%) V Suy ra, sai số vận tốc không tải, đầy tải lần lượt: % Vo = 3,3 % % V = 8,6 % Kết luận: Vận tốc thiết bị trường hợp khơng tải đầy tải có sai số không đáng kể so với thiết kế 4.5.4.3 Hệ thống lái thiết bị a Chế độ thử: - Chế độ tải: 100% - Vận tốc thiết bị: Vmax - Tốc độ quay vơ lăng: 25 vịng/phút - Điều khiển cho thiết bị quay từ 35 từ mạn sang 35 mạn kia, tiến hành đo thời gian tính từ lúc điều khiển thiết bị quay vòng đạt góc độ yêu cầu - Đo lực tác dụng lớn lên vô lăng tay lái b Kết thử nghiệm: Kết thử Stt Nội dung Thời gian trung bình đo ( t ), giây 20 Lực tác dụng trung bình lên vơ lăng 60 nghiệm (Ftb), N c Đánh giá kết quả: - Thời gian quy định để điều khiển thiết bị chuyển hướng đạt góc độ yêu cầu, giây: 28 - Lực tác dụng lớn lên vô lăng tay lái theo quy định, N: 118 Kết luận: Thời gian quay vòng lực tác dụng vào vô-lăng đạt yêu cầu 4.5.4.4 Quay vòng ổn định quay vòng a Chế độ thử: - Chế độ tải: 100% - Vận tốc thiết bị: Vmax - Góc lái vị trí tối đa BCNCKH-02-06-XVR-Trang 62/66 b Kết thử nghiệm: Kết thử nghiệm Nội dung Stt Lần Lần Lần Chiều dài tàu L, m Đường kính quay vịng D, m 46 40 38 Tỉ số D/L 4,3 3,72 3,5 10,520 c Đánh giá kết quả: Khả quay vịng: Đường kính quay vịng trung bình: Dtb Tỉ số L/D trung bình: Dtb /L = 3,93 Tỉ số L/D theo quy định = 41,33m D/L 3,5 6,0 Kết luận: Khả quay vòng thiết bị đạt yêu cầu 4.5.4.5 Đánh giá nguyên lý thu gom vớt rác Chế độ thử: - Vận tốc thiết bị : – km/h - Hạ cánh hướng dịng vị trí hướng rác - Thực thao tác vớt rác đưa rác vào thùng gàu vớt Kết luận: Khả hướng dòng vớt rác thiết bị tốt, gàu vớt đưa rác vào thùng gọn gàng, không gây rơi vãi 4.5.5 NhËn xÐt, đánh giá kết thử nghiệm Các thông số thiết kế thiết bị: độ mớn n-ớc (T), vận tốc (V) thông số thiết kế hệ thống lái đảm bảo Tiêu chuẩn Tính thu gom vớt rác đạt yêu cầu đặt ra, thu gom đ-ợc loại rác có kích th-ớc khác nhân mặt n-ớc Số l-ợng công nhân tác nghiệp thiết bị: 03 công nhân; thực việc điều khiển h-ớng chuyển động thiết bị, điều khiển cấu thu-gom rác luân chuyển thùng rác Các công việc đ-ợc giới hóa nên giảm mức độ nhọc cho ng-ời công nhân Tuy nhiên, nhằm tối -u khả tác nghiệp thiết bị tiến hành chØnh sưa ë mét sè ®iĨm thiÕt kÕ cđa thiÕt bị nh- sau: BCNCKH-02-06-XVR-Trang 63/66 Kết h-ớng rác Hình 4.6: Sơ đồ kích th-ớc h-ớng rác Giảm góc mở cánh h-ớng rác ( ), tăng chiều dài h-ớng rác (hiện góc = 380 ; L = 1625mm) giảm kích th-ớc khe hở h-ớng rác nhằm h-ớng rác vào khu vực gàu xúc đ-ợc thuận lợi thu gom đ-ợc loại rác có kích cỡ khác Công suất động truyền lực Trong tr-ờng hợp thiết bị 100% tải , công suất động ch-a đ-ợc sử dụng hết Vì vậy, tiến hành tăng đ-ờng kính chân vịt tăng góc xoắn chân vịt nhằm tăng lực đẩy thiết bị, tận dụng đ-ợc công suất d- động truyền lực Kích th-ớc Cabin Giảm chiều cao cabin thiết bị nhằm tạo mức độ linh hoạt l-u thông, vận chuyển thiết bị 4.5.6 Hệ thống quy định sử dụng thiết bị: Khi đ-a sản phẩm vào sử dụng, đơn vị, cá nhân vận hành thiết bị cần phải tuân theo hệ thống quy định sử dụng, bảo d-ỡng, an toàn thiết bị an toàn lao động nhằm khai thác tối đa khả thiết bị đảm bảo tuổi thọ thiết bị (Tham khảo tập tài liệu H-ớng dẫn sử dụng thiết bị) BCNCKH-02-06-XVR-Trang 64/66 Ch-ơng: kết luận kiến nghị 5.1 Kết luận: Vấn đề ô nhiễm môi tr-ờng hệ thống sông ngòi, kênh rạch thành phố Hồ Chí Minh nói riêng n-ớc ta nói chung ngày trở nên nghiêm trọng bứt thiết, ảnh h-ởng lớn đến sức khỏe ng-ời dân, cảnh quan thiên nhiên Công tác thu gom rác hệ thống sông ngòi, kênh rạch chủ yếu ph-ơng pháp thủ công, công việc khó khăn nặng nhọc ng-ời công nhân tham gia thu gom rác Trong năm gần đây, đà có nhiều đơn vị n-ớc tham gia chế tạo thiết bị vớt rác sông ngòi, kênh rạch Tuy nhiên, tính chất đặc thù vùng miền khác nhau, số tính thiết bị ch-a phát huy đ-ợc hiệu Đề tài nghiên cứu khoa học: Nghiên cứu chế tạo thiết bị thu gom rác thực nhằm thu gom hiệu l-ợng rác hệ thống sông ngòi, kênh rạch góp phần giảm nhẹ sức lao động ng-ời công nhân Thiết bị thu gom rác đ-ợc chế tạo Xí nghiệp Cơ khí ô tô An Lạc thuộc SAMCO Thiết bị đà đ-ợc thử nghiệm đoạn sông thuộc khu vực Cảng H-ng Điền Bình Chánh với giám sát nhà khoa học đ-ợc khai thác khu du lịch Vịnh Hạ Long Quảng Ninh Các kết đà đạt đ-ợc: - Khảo sát tình hình rác thải sông ngòi, kênh rạch Thành Phố Hồ Chí Minh - Thiết kế, chế tạo thiết bị thu gom rác phù hợp điều kiện sử dụng điều kiện sản xuất Việt Nam - Thiết bị phục vụ công tác thu gom rác khu du lịch Vịnh Hạ Long Quảng Ninh 5.2 Kiến nghị: Thông qua theo dõi, ghi nhận trình hoạt động thiết bị Vịnh Hạ Long, nhóm nghiên cứu tiến hành đánh giá hiệu thiết kế, bảo vệ môi tr-ờng thiết bị, từ có sở hoàn thiện thông số kết cấu thiết bị ban đầu nhằm tối -u khả tác nghiệp cho thiết bị đ-ợc chế tạo sau BCNCKH-02-06-XVR-Trang 65/66 Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Thanh Nam, Ph-ơng pháp thiết kế kỹ thuật, Nhà xuất Đại học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh [2] Trần Sĩ PhiƯt, Vị Duy Quang, “ Thủ khÝ ®éng lùc kü thuật, Hà Nội, 1979 [3] Đinh Gia Tường, Nguyên Lý Máy, Hà Nội, 1970 [4] Nguyễn Đức Ân, Nguyễn Bân, Hồ Văn Bính, Hồ Quang Long, Trần Hùng Nam, Trần Công Nghị, D-ơng Đình Nguyên, Sổ tay kỹ thuật đóng thiết bị thuỷ, NXB KH&KT Hà Nội-1978 [5] Ngô Xuân Ngát, Hoàng Tử C-ờng, Thiết bị thu gom vật gần mặt n-ớc, 2002 [6] Báo cáo nghiên cứu khả thi Dự án lấy rác sông kênh rạch khu vực nội thành thành phố Hồ Chí Minh, Sở Giao thông Công chánh Tp.Hồ Chí Minh, Công ty Môi tr-ờng đô thị Tp.Hồ Chí Minh [7] 22 TCN 228 - 95: Quy phạm Giám sát kỹ thuật đóng tàu sông cỡ nhỏ [8] 22 TCN 265 - 2000: Quy phạm phân cấp đóng tàu sông [9] TCVN 6282 - 1997: Quy phạm kiểm tra chế tạo tàu chất dẻo cốt sợi thủy tinh _ BCNCKH-02-06-XVR-Trang 66/66