CẢI TIẾN MÁY ÉP NHIỆT THỦ CÔNG CHÂN CAO THÀNH MÁY BÁN TỰ ĐỘNG

: Hiện nay tại các nhà máy, xưởng, cơ sở sản xuất thì công đoạn đóng gói có sử dụng phương pháp hàn ép nhiệt thủ công túi nhựa PE, tráng nilon: Ví dụ như: túi mì chính, bột ngọt, bánh kẹo, sữa, xà phòng, linh kiện nhỏ…Với phương pháp này thì đòi hỏi người lao động phải sử dụng nhiều sức lực, để đưa sản phẩm vào hàn rồi dùng chân dập bàn ép để ép chặt, giữ lực ép đó trong 1 khoảng thời gian, rồi nhả ép và tiến hành lấy sản phẩm. Nhược điểm của phương pháp này: Tốn nhiều sức để thao tác ép và lực ép là không ổn định tùy thuộc vào sức khỏe, cách làm của từng người. Thời gian giữ ép mỗi lần thao tác là khác nhau do cảm tính của người thao tác – phụ thuộc vào từng người. Do tốn nhiều sức nên người thao tác nhanh chóng bị mất sức và mệt mỏi khi làm việc, ảnh hưởng tới tâm lý, năng xuất thấp. Để hàn một cái túi như vậy người công nhân sử dụng máy ép nhiệt thủ công, khi làm việc người công nhân phải bỏ ra khá nhiều sức lao động, năng suất lao động không cao. Từ những gì mà chúng em quan sát được qua thực tế, chúng em nghĩ nếu cải tiến được chiếc máy kia thành máy ép nhiệt bán tự động hoặc tự động thì tốt biết bao, sẽ giúp cho những người công nhân đỡ vất vả hơn, năng suất lao động sẽ được tăng lên, giá thành sản phẩm sẽ rẻ đi và chúng em sẽ được uống nhiều sữa hơn và điều đó sẽ giúp cho trẻ em Việt Nam cải thiện được chiều cao. Từ suy nghĩ trên chúng em đã lên mạng và tìm hiểu thêm thì được biết hiện nay trên thị trường có một số loại máy ép nhiệt như: Máy ép nhiệt thủ công dùng lực của tay hoặc chân, máy ép nhiệt tự động. Trong đó chúng em thấy máy ép nhiệt thủ công có những hạn chế trên. Máy ép nhiệt tự động thì giá thành rất cao có loại lên tới vài chục triệu, đa số máy có tính chuyên dụng là chỉ sử dụng được với một loại hàng nhất định. Nhưng chúng em muốn mình có thể làm ra một loại máy ép nhiệt mà có thể khắc phục được những hạn chế của máy ép nhiệt thủ công, nhưng đồng thời có giá thành rẻ chỉ 4 triệu đến 5 triệu và có thể hàn ép được nhiều loại túi PE, túi có tráng nilon... khác nhau, phù hợp với nhiều mục đích sử dụng khác nhau.

PHÒNG GIÁO DỤC ĐÀO TẠO

TRƯỜNG THCS

BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

STT NỘI DUNG TRANG

PHẦN I: PHẦN MỞ ĐẦU

2 1.2: Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 6

PHẦN II: NỘI DUNG

10 1.3: Các bộ phận chính của máy ép nhiệt thủ công 11

14 2.2: Giới thiệu hình ảnh, chức năng các vật dụng sử dụng để

cải tiến

17

27 2.3: Tiến hành đấu nối, lắp đặt 25

PHẦN I: MỞ ĐẦU 1.1 Lý do chọn đề tài:

Mỗi khi chúng em được mẹ mua cho một số loại đồ ăn, thức uống như sữa, kẹo,bim bim, hướng dương Hay khi bóc một gói đường, gói mì chính, bột nêm để chovào lọ giúp mẹ, chúng em lại tự hỏi tại sao họ có thể hàn kín miệng túi như thế này, họ

đã làm bằng cách nào Để giải đáp những thắc mắc của mình chúng em đã hỏi mẹ, hỏicác thầy cô giáo và tìm hiểu thêm trên internet, ti vi chúng em đã biết sơ qua về cáchhàn kín miệng những loại túi, hộp này

Qua đọc và nghiên cứu tài liệu chúng em được biết: Hiện nay tại các nhà máy,xưởng, cơ sở sản xuất thì công đoạn đóng gói có sử dụng phương pháp hàn ép nhiệtthủ công túi nhựa PE, tráng nilon: Ví dụ như: túi mì chính, bột ngọt, bánh kẹo, sữa, xà

nhiều sức lực, để đưa sản phẩm vào hàn rồi dùng chân dập bàn ép để ép chặt, giữ lực

ép đó trong 1 khoảng thời gian, rồi nhả ép và tiến hành lấy sản phẩm

Nhược điểm của phương pháp này:

Tốn nhiều sức để thao tác ép và lực ép là không ổn định tùy thuộc vào sức khỏe,cách làm của từng người

Thời gian giữ ép mỗi lần thao tác là khác nhau do cảm tính của người thao tác –phụ thuộc vào từng người

Do tốn nhiều sức nên người thao tác nhanh chóng bị mất sức và mệt mỏi khilàm việc, ảnh hưởng tới tâm lý

Năng xuất thấp

Và rất may mắn cho chúng em là hè vừa rồi em được cậu em cho đi thăm quancông ty sữa nơi cậu em đang làm việc Chúng em đã trực tiếp được quan sát cáchngười công nhân hàn kín miệng các túi sữa bột như thế nào Chúng em thấy để hànmột cái túi như vậy người công nhân sử dụng máy ép nhiệt thủ công, khi làm việcngười công nhân phải bỏ ra khá nhiều sức lao động, năng suất lao động không cao

Từ những gì mà chúng em quan sát được qua thực tế, chúng em nghĩ nếu cảitiến được chiếc máy kia thành máy ép nhiệt bán tự động hoặc tự động thì tốt biết bao,

sẽ giúp cho những người công nhân đỡ vất vả hơn, năng suất lao động sẽ được tănglên, giá thành sản phẩm sẽ rẻ đi và chúng em sẽ được uống nhiều sữa hơn và điều đó

sẽ giúp cho trẻ em Việt Nam cải thiện được chiều cao Từ suy nghĩ trên chúng em đãlên mạng và tìm hiểu thêm thì được biết hiện nay trên thị trường có một số loại máy épnhiệt như: Máy ép nhiệt thủ công dùng lực của tay hoặc chân, máy ép nhiệt tự đông.Trong đó chúng em thấy máy ép nhiệt thủ công có những hạn chế trên Máy ép nhiệt

tự động thì giá thành rất cao có loại lên tới vài chục triệu, đa số máy có tính chuyêndụng là chỉ sử dụng được với một loại hàng nhất định Nhưng chúng em muốn mình

có thể làm ra một loại máy ép nhiệt mà có thể khắc phục được những hạn chế của máy

ép nhiệt thủ công, nhưng đồng thời có giá thành rẻ chỉ 4 triệu đến 5 triệu và có thể hàn

ép được nhiều loại túi PE, túi có tráng nilon khác nhau, phù hợp với nhiều mục đích

sử dụng khác nhau

Xuất phát từ thực tế trên và những suy nghĩ trên nhóm chúng em đến từ trường

THCS Vũ Di đã có ý tưởng là: “CẢI TIẾN MÁY ÉP NHIỆT THỦ CÔNG CHÂN CAO THÀNH MÁY BÁN TỰ ĐÔNG”

1.2 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài.

- Ý nghĩa khoa học:

Trong bối cảnh kinh tế cũng như xã hội ngày càng phát triển, mong muốn của

nhóm học sinh thực hiện đề tài: “CẢI TIẾN MÁY ÉP NHIỆT THỦ CÔNG CHÂN

CAO THÀNH MÁY BÁN TỰ ĐỘNG” để học được phương pháp nghiên cứu, cách

nêu vấn đề và giải quyết vấn đề

Thông qua những khía cạnh nghiên cứu việc thực hiện đề tài nhằm thu thập sảnphẩm của học sinh trong việc cải tiến máy ép nhiệt thủ công thành máy ép nhiệt bán tựđộng, cũng như khám phá những lợi ích cụ thể của nó trong việc nâng cao năng suấtlao động, giảm sức lao động cho người lao động, giảm giá thành sản phẩm của mỗicông ty, doanh nghiệp, hộ gia đình tham gia vào việc sản suất hàng hóa có sử dụngloại máy này; đồng thời góp phần nâng cao nhận thức của người sử dụng lao động,cũng như người lao động về việc cải tiến công cụ lao động để tăng năng xuất lao động

và giảm sức lao động, giảm giá thành sản phẩm, tăng hiệu quả kinh tế

- Ý nghĩa thực tiễn:

Nếu đề tài được ứng dụng vào thực tiễn sản xuất sẽ đem lại giá trị kinh tế rất lớn

và giải phóng được nhiều sức lao động vì máy ép nhiệt bán tự động so với máy épnhiệt thủ công có nhiều ưu diểm hơn nên sẽ:

Giảm chi phí lao động.

Giảm nhân công lao động

Giảm giá thành sản phẩm

Người chủ sử dụng lao động khi thấy được lợi ích của sản phẩm này sẽ mạnhdạn đầu tư cho việc cải tiến máy móc, phương tiện, thiết bị lao động Từ đó kích thíchngười lao động tích cực tìm tòi, khám phá và phát minh ra những cái mới giúp tăngnăng suất lao động

Ngoài ra khi tham gia vào nghiên cứu khoa học kĩ thuật còn kích thích sự hamhọc hỏi, khám phá, tìm tòi của học sinh

1.3 Mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu:

a Mục tiêu:

Đề tài tập trung chủ yếu vào việc cải tiến máy ép nhiệt thủ công thành máy épnhiệt bán tự động nhằm: Tăng năng suất lao động, giảm sức lao động, hạ giá thành sảnphẩm, tăng hiệu quả kinh tế, cải thiện điều kiện lao động cho người lao động

Nâng cao nhận thức cho HS đối với việc học tập và khám phá khoa học, từ đógóp phần thay đổi suy nghĩ, cách học tập của HS và tạo ra được nhiều sáng tạo phục

vụ trong thực tiễn đời sống và sản xuất

b Nhiệm vụ nghiên cứu:

Nghiên cứu tìm hiểu về máy ép nhiệt thủ công như: cấu tạo, nguyên lí hoạtđộng, những hạn chế của nó và phạm vi sử dụng của loại máy này

Từ những hạn chế của loại máy ép nhiệt thủ công và phạm vi sử dụng của nóđưa ra phương pháp cải tiến máy ép nhiệt thủ công thành máy ép nhiệt bán tự động,giúp tăng năng suất trong quá trình sản xuất, giải phóng bớt sức lao động, tăng hiệuquả kinh tế, giảm giá thành sản phẩm

Nghiên cứu đầu ra của sản phẩm để thấy được khi máy ép nhiệt bán tự động rađời thì được sử dụng vào những lĩnh vực sản xuất nào, hiệu quả kinh tế mà nó đem lại.

1.4 Đối tượng nghiên cứu:

Phương pháp “CẢI TIẾN MÁY ÉP NHIỆT THỦ CÔNG CHÂN CAO THÀNHMÁY BÁN TỰ ĐỘNG”

1.6 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu tài liệu, phương pháp nghiên cứu thu thập thông tin,qua quan sát trực quan và làm trực tiếp sản phẩm

PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU I: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU

1.1: Giới thiệu về máy ép nhiệt túi thủ công

Là máy có phần điều khiển gia nhiệt cho hai thanh ép được gắn với thanh kéocủa bàn đạp chân Khi đưa túi cần hàn kín vào giữa hai thanh ép rồi nhấn bàn đạpchân, thì hai thanh ép sẽ ép chặt vào nhau và truyền nhiệt sang túi nằm giữa, phầnnhiệt sẽ làm cho hai mặt túi kết dính chặt vào nhau

1.2: Phân loại máy ép nhiệt thủ công

Máy ép nhiệt thủ công được chia làm nhiều loại trong đó có hai dòng chính là

ép nhiệt thủ công bằng tay và ép nhiệt thủ công bằng chân

Loại bằng tay: Thường được đặt trên bàn và dùng tay để tạo lực ép, thường sửdụng với những chủng loại túi mỏng cần lực ép nhẹ và thao tác với số lượng ít tới vừa

Loại bằng chân (chân cao và chân lùn): Thường có giá đặt và sử dụng chân đểtạo lực ép, có thể tạo ra lực ép từ nhỏ đến lớn, sử dụng được với hầu hết các loại túinylon từ mỏng tới dày, có thể áp dụng với sản xuất loạt lớn.

Trong chủng loại bằng chân thì loại máy ép chân cao được sử dụng phổ biếnhơn, vì nó có kích thước phù hợp với cả thao tác ngồi và thao tác đứng, lực ép nằm ởkhoảng rộng hơn máy ép bằng chân loại thấp Nên đề tài này sẽ lựa chọn dòng máynày để nghiên cứu cải tiến

Ảnh tham khảo các loại máy ép nhiệt thủ công:

Khung máy

Thanh trở và bàn épCông tắc nguồn

Đèn báo đang gia nhiệt

Đèn báo ngắt gia nhiệt

1.3: Các bộ phận chính của máy ép nhiệt thủ công

1.4: Nguyên lý hoạt động, các bước thao tác

Chuẩn bị túi để đóng gói, nguyên liệu hay vật dụng cần được đóng gói, máy sử

dụng nhiệt và lực ép để làm kết dính túi

1 Bật công tắc nguồn máy

2 Điều chỉnh nhiệt độ tới giá trị thích hợp, khi đó đèn xanh sáng và chờ tới khi đèn báo ngắt gia nhiệt bật lên là máy đã chuẩn bị sẵn sàng

3 Tiến hành đưa nguyên liệu hay vật dụng cần được đóng gói vào túi đã chuẩn bị

4 Dùng hai tay kéo so đều hai mép túi và để chúng giáp vào nhau

5 Đưa miệng túi vào phía trong bàn thanh ép, sát với mặt thanh phía dưới

Máy ép nhiệt chân thủ công

Dạng chân cao

6 Sau đó dùng chân dậm vào bàn đạp để thanh kéo hạ xuống ép thanh ép trên

vào thanh ép dưới Quá trình chuyền nhiệt từ hai thanh ép qua túi bắt đầu xảy ranhanh

7 Giữ nguyên chân đang dậm vào bàn đạp với một lực ổn định Trường hợp cầnlực ép lớn có thể nắm hai tay vào mặt bàn rồi dồn sức nặng hầu hết của cơ thể lên để tiến hành ép Sẽ dùng với các loại túi dày, bản rộng, còn với các loại túi mỏng và hẹp thì chỉ cần dậm chân với lực vừa phải

8 Sau khoảng thời gian t giây đã định thì nhả chân dậm

9 Dùng hai tay lấy túi đã hàn tiến hành kiểm tra ngoại quan và chất lượng

10 Xếp hàng vào thùng, nơi quy định

Ảnh các loại túi có thể sử dụng và thao tác của học sinh khi nghiên cứu

ảnh máy ép nhiệt chân cao.

Bột ngọt

Các vần đề khó khăn được nhận thấy trong quá trình thao tác.

1 Các động tác để tiến hành hàn túi là nhiều ( hơn 10 động tác)

2 Chân dậm phải hoạt động nhiều và phải đủ lớn, làm cho người làm nhanh mệt

3 Phải giữ ổn định lực ép trong một khoảng thời gian là khá khó, vì nếu dập với sốlượng ít thì có thể tin tưởng nhưng nếu làm với số lượng nhiều thì điều đó sẽ trở nên khó khăn hơn nhiều và phụ thuộc vào sức khỏe, tâm trạng của người làm

4 Thời gian tuy đã được quy định nhưng để mỗi lần đều đồng đều như nhau thì là không thể, và sai số sẽ nhiều do chỉ là cảm tính

5 Do các yêu tố về động tác ép nhiều, thời gian và lực ép mỗi lần làm khác nhau nên chất lượng của sản phẩm sẽ không được đồng đều và phải kiểm soát chặt chẽ hơn, tồn tại các mối nguy về chất lượng hàng

6 Năng suất lao động thấp

Với loại túi tráng nhôm có thông số ép như sau:

BẢNG THÀNH TÍCH MÁY ÉP THỦ CÔNG ST

Túi mỏng Túi dày trung bình Túi dày

Số sản phẩm sản xuất trong 1 phút 11 6 3

Tuần suất cần kiểm tra (phút) 15 - 20 15 - 20 15 - 20

II: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM

Từ các vấn đề khó khăn khi thao tác làm với máy ép nhiệt thủ công thì có đưa

ra các đầu bài là làm sao để cải thiện các vấn đề này Và cả nhóm tham gia nghiêmcứa khoa học kỹ thuật có đưa ra ý tưởng là cải tiến máy thành bán tự động có sử dụng

hệ thống điều khiển và cơ cấu chấp hành bằng xi lanh khí nén

2.1 Mô hình máy bán tự động cải tiến

Cảm biến khoảng cách

2 Hệ thống các chi tiết điều khiển: át tô mát, rơ le trung gian, bộ chuyển nguồn220VAC sang 24 VDC, bộ định thời gian.

3 Xi lanh khí

4 Điều áp khí và van điện từ

5 Giá đỡ xi lanh và xích truyền động

Nguyên lý và tác dụng của máy sau cải tiến như sau:

Thay thế toàn bộ việc thao tác nặng nhọc của con người bằng chuyển động vàlực kéo của xi lanh khí, thời gian ép sẽ được điều khiển qua bộ định thời gian, giảmnhiều sức lao động và tăng được hiệu quả công việc Máy có hai chế độ làm việc là tay

và tự động Xin phân tích sâu hơn ở phần sau

2.2: Giới thiệu, hình ảnh, chức năng các vật dụng sử dụng để tiến hành cải tạo 2.2.1: Tủ điện

Là hộp bằng chất liệu nhựa hoặc kim loại được mạ lớp cách điện, có cánh và lòng bên trong giỗng

2.2.2: Át tô mát (CB)

Là thiết bị dùng để đóng, cắt việc cấp điện vào máy, thiết bị, khu vực sử

dụng…Có chế động tự động cắt điện khi dòng điện đi qua vượt ngưỡng an toàn theo chỉ số của át tô mát

2.2.3: Bộ đổi nguồn 220 VAC sang 24 VDC

Là thiết bị sử dụng vào mục đích chuyển đổi nguồn điện từ điện áp cao 220 VAC nguy hiểm qua điện áp thấp an toàn 24 VDC (giảm điện áp và chuyển điệp áp thành dòng một chiều) Có hai thông số chính khi lựa chọn đổi nguồn đó là điện áp đầu

ra và công suất định mức tiêu thụ

Sẽ tiến hành lựa chọn loại ra 24 VDC và công suất là 50W (tương đương với nguồn cấp 2A) là phù hợp, do mình sử dụng ít thiết bị

Bộ đổi nguồn này sẽ có 02 đầu dây cấp nguồn 220VAC vào, rồi 02 đầu điện áp

24 VDC ra Tham khảo hình dưới

Hai dây điện vào

Hai dây điện ra

2.2.4: Rơ le trung gian

Dùng vào việc điều khiển trung gian trong các mạch điện, sẽ ghi nhớ, khóa lẫn hay là bước trung gian giữa bên điều khiển và cơ cấu chấp hành

Được sử dụng phổ biến trong các mạch điện và có rất nhiều chủng loại, ở đây

sử dụng rơ le 8 chân và rơ le 14 chân như ảnh dưới

Đi kèm với rơ le là chân đế, trên mỗi rơ le đều có sơ đồ tiếp điểm các cặp, sẽ phân biệt rơ le qua số cặp cực, điện áp của quận hút, dòng điện chịu được của tiếp điểm

Khi lắp ghép rơ le và chân đế vào nhau thì số ký hiệu trên mặt rơ le và chân đế

sẽ trùng nhau

2.2.5: Đèn báo nguồn điện

Đèn sẽ sáng đỏ khi có nguồn điện 220 VAC được cấp vào máy, có tác dụng báo hiệu là máy đã được cấp nguồn hay chưa Đèn có 02 chân đấu điện vào Đèn này

Chân đế

Rơ le trung gian

thì có nhiều màu để lựa chọn như đỏ, xanh,vàng… Sẽ sử dụng đèn màu đỏ và kích thước là phi 22.

2.2.7: Nút dừng khẩn cấp

Để đảm bảo an toàn trong khi sử dụng, nếu có điểm gì bất thường hay nguy hiểm thì sẽ sử dụng nút dừng khẩn cấp để dừng máy ngay lập tức và máy trở về trạng thái an toàn với người sử dụng và hàng hóa

Nút dừng phổ biến là nút nhấn vào và giữ trạng thái, khi đó cặp tiếp điểm của nút sẽ chuyển từ chế độ ON sang OFF và ngắt điện điều khiển máy, làm máy dừng lại.Sau đó xoay nút sang phải gần ¼ vòng nút sẽ tự nhả ra về trạng thái ban đầu sau khi

xử lý vấn đề

2.2.8: Bộ định thời gian

Có chức năng là định thời gian một cách chuẩn xác với các lần điều khiển, sẽ ngắt tín hiệu điều khiển sau một khoảng thời gian được cài đặt thông qua giá trị trên mặt xoay phía trên Có nhiều chủng loại định thời gian Sẽ sử dụng bộ định thời gian 24VDC, 30 giây Sử dụng theo bộ định thời gian cùng chân đế Tương tự như rơ le trung gian

Mặt xoay cài đặt thời gian

Vặn xoay kim chỉ khớp với

số thì đó là thời gian cài đặt

Chức năng dùng để điều chỉnh giá trị áp lực khí cấp vào máy, có kim đồng hồ hiển thị giá trị áp lực khí đưa vào, có núm vặn để điều chỉnh giá trị Sử dụng van chịu

áp dưới 1 Mpa và đầu ra nối ống hơi phi 8

Đầu khí ra

Núm vặn điều chỉnh

Sẽ sử dụng xi lanh khí loại nòng 50 mm2 và hành trình 50 mm, có gắn điều tốc

để điều chỉnh tốc độ

2.2.12: Công tắc dập chân

Có chức năng là nhận tín hiệu điều khiển của người thao tác, rồi chuyền tới các chi tiết điều khiển theo mạch điện đã được đấu nối, sau khi nhấn công tắc chân thì máy sẽ hoạt động Sẽ sử dụng công tắc dập chân loại nhỏ, cặp tiếp điểm thường mở OFF, sau khi nhấn công tắc thì cặp tín hiệu này chuyển đóng OFF sang mở On

Đầu cấp, xả khí, có lắp điều tốc

Thân xi lanhNòng xi lanh

*** Các vật dụng khác dùng để đấu nối

Đầu cốt điện, dây điện, kìm, kéo cắt, khoan, khoét, bu lông, đai ốc, dây thít, thanh gắn đế…

2.3: Tiến hành đấu nối, lắp đặt.

2.3.1: Tiến hành đo xác định vị trí của đèn nguồn, công tắc 3 trạng thái, nút dừng khẩn

cấp Sau đó tiến hành khoét lỗ phi 22 và gắn lên tủ

Sơ đồ hình vẽ như dưới

2.3.2: Bố trí thiết bị điện

Dựa theo kích thước của tủ, và

Các linh kiện điện đã lựa chọn tiến hành

Lên sơ đồ bố trí đặt để các linh kiện như

Hình dưới

2.3.3: Tiến hành đấu nối tủ điện.

2.3.5: Kết nối tủ điện đã đấu nối vào máy.

Đấu nối vào khung máy, bộ điều khiển nhiệt, dây nguồn, dây khí

Tủ điện điều khiển

Nút điều chỉnh nhiệt

Thanh trở và bàn ép

Bộ điều khiển nhiệt

Khung máy