Báo cáo dự án KHKT cấp tỉnh " Sử dụng năng lượng gió"

Dự án dự thi Khoa học kỹ thuật cấp THPT tỉnh Đắk Lắk

CUỘC THI KHOA HỌC KĨ THUẬT DÀNH CHO HỌC SINH TRUNG HỌC

NĂM HỌC 2019 - 2020

ĐƠN VỊ DỰ THI: Trường THPT

Tên dự án dự thi:

Thiết kế và chế tạo máy nạo vét cống thoát nước

Lĩnh vực dự thi:

Kỹ thuật cơ khí

Nhóm tác giả: 1

2

Giáo viên hướng dẫn:

MỤC LỤC

III Thi công, thử nghiệm và đánh giá sản phẩm 8

LỜI CẢM ƠN

Nhóm tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô , giáo viên hướng dẫn đã giúp

đỡ và động viên chúng em thực hiện dự án này.

Xin chân thành cảm ơn các bạn học sinh, Ban đại diện cha mẹ học sinh, gia đình và lãnh đạo nhà trường đã động viên, giúp đỡ nhóm tác giả hoàn thành dự án này!

LỜI CAM ĐOAN

Chúng tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng nhóm chúng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong dự án là trung thực và chưa được công bố

NỘI DUNG BÁO CÁO

I Đặt vấn đề.

1 Tổng quan.

Hiện nay nhiều bài báo, phóng sự truyền hình liên tục đưa tin đề cập đến vấn

đề môi trường làm việc của các công nhân nạo vét, khơi thông đường cống thoát nước bị tắc Họ phải làm việc trong môi trường ô nhiễm, độc hại, có nguy cơ mất

an toàn lao động và nhiễm bệnh

Hiện nay trên thị trường đã có một số chủng loại máy hút ống cống do các công ty nước ngoài sản xuất, giá thành cao, không phù hợp với thực tế các ống cống thoát nước ở Việt Nam

Xuất phát từ thực tiễn đó, nhóm tác giả hình thành ý tưởng “ Thiết kế và chế tạo máy nạo vét cống thoát nước” nhằm mục đích hỗ trợ cho người công nhân giải

quyết các vấn đề tắc nghẽn dưới cống mà không cần trực tiếp xuống cống, đảm bảo vệ sinh môi trường, không ảnh hưởng đến sức khỏe của họ

2 Mục tiêu của đề tài.

Thiết kế và chế tạo máy nạo vét cống thoát nước hỗ trợ người công nhân vệ sinh môi trường làm việc có hiệu quả, đảm bảo sức khỏe và vệ sinh môi trường

3 Tiêu chí của sản phẩm.

- Hỗ trợ người công nhân giải quyết các vấn đề tắc nghẽn dưới cống

- Có thể di chuyển linh động quanh miệng hố

- Dễ điều khiển, thao tác đơn giản

- Tăng năng suất lao động của người công nhân

II Thiết kế và phương pháp.

1 Bản vẽ thiết kế

a) Bản thiết kế 1:(Xe leo tường sử dụng động cơ xúc)

b) Bản thiết kế 2: (Xe leo tường sử dụng động cơ xúc và hệ thống ròng

rọc)

c) Bản thiết kế 3:(Xe leo tường sử dụng ống hút)

d) Bản thiết kế 4:(Xe leo tường sử dụng hai ống hút)

e) Bản thiết kế 5:(Xe đạp vịt sử dụng ống hút và vành định hướng)

f) Bản thiết kế 6:(Động cơ điện sử dụng ống hút)

2 Phương pháp nghiên cứu

a) Bản thiết kế 1:(Xe leo tường sử dụng động cơ xúc)

- Xe chạy trên tường bằng hai thanh sắt có gắn bánh xe giống như bánh xe tăng để đi được trên mọi địa hình

- Xe sử dụng tay múc để múc rác và đổ lên thân xe

- Cánh tay có thể dài ra hoặc ngắn lại theo chiều dọc

- Khi đầy rác xe đến miệng hố và đẩy rác lên bằng hệ thống nâng thùng

b) Bản thiết kế 2: (Xe leo tường sử dụng động cơ xúc và hệ thống ròng

rọc)

- Sử dụng thêm một hệ thống ròng rọc đặt vào miệng cống

- Hệ thống gồm hai trụ và một tấm bản có lỗ chuyên dụng để xe móc thùng vào được gắn vào một sợi dây để khi thùng rác móc vào thì công nhân sẽ kéo lên

- Xe chạy trên tường bằng hai thanh sắt có gắn bánh xe giống như bánh xe tăng để đi được trên mọi địa hình

- Xe sử dụng một thùng để đẩy rác đến chỗ miệng cống có sẵn hệ thống ròng rọc ở đó

- Sau đó xe gắn thùng rác lên và công nhân kéo rác lên

c) Bản thiết kế 3: (Xe leo tường sử dụng đầu hút cơ học)

- Thay hệ thống bánh xe tăng bằng hệ thống bánh xe bằng sắt có

gắn với trục lò xo để bánh dính trên tường.Và hai bánh trước là hai bánh dẫn đường nên rất linh hoạt

- Đầu hút cơ học là một hệ thống trục xoay xoắn ốc gắn cố định

vào thân xe

- Đầu còn lại nối với một ống nhựa để đưa rác lên

d) Bản thiết kế 4: (Xe leo tường sử dụng hai ống hút)

- Ống hút hai là để hút rác mà ống hút thứ nhất chưa hút được

- Ống thứ hai cũng được gắn cố định vào thân xe

e) Bản thiết kế 5: (Xe đạp vịt sử dụng ống hút và vành định hướng)

- Bỏ ống hút thứ hai

- Gắn thêm một cái vành định hướng để rác vào ống hút

- Sử dụng chân vịt để xe chạy lên mặt nước hút rác

f) Bản thiết kế 6: (Động cơ điện sử dụng ống hút)

- Sử dụng ống xi lanh có ruột là hệ thống trục xoắn sẽ đưa trực tiếp rác từ dưới cống lên mặt đất

III Thi công, thử nghiệm và đánh giá sản phẩm

1 Đánh giá và lựa chọn bản thiết kế tốt nhất

- Bản thiết kế 1: Khả năng xe hoạt động không có hiệu suất cao Vì xe phải

dùng tay múc rác lên rồi lại đổ rác lên trên thân xe Vì bùn và rác dưới cống rất nhiều nên xe không chịu được tải trọng lớn, khó chế tạo; mặc khác không gian của lòng cống có hạn nên xe thiết kế theo phương án này không khả thi

- Bản thiết kế 2: Xe được cải tiến hơn bản thiết kế 1 vì xe hoạt động theo kiểu

xe đẩy Xe đẩy rác tới miệng cống và sẽ có người hốt lên Nhưng xe lại không thể hoạt động vì không có bộ phận dẫn hướng Để bánh xe lúc nào cũng chạy thẳng được thì ta phải có một đường ray để xe chạy định hướng theo con đường ấy Điều này không thể được vì ta phải khoang một đường rãnh trên hai bên thành cống để

xe chạy theo một đường nhất định Phương án này quá tốn kém

- Bản thiết kế 3: Xe đã được điều chỉnh để phù hợp hơn; đã thay đổi bánh xe

để có thể đi được qua những khúc cong trên cống Nhưng vì rác ở những cống lớn rất nhiều mà ống hút chỉ hút được theo một đường nhất định nên lượng rác được hút là không cao

- Bản thiết kế 4: Bản thiết kế 4 đã đề ra phương án giải quyết mới Ta sẽ cho

thêm một ống hút nữa để hút những rác còn sót lại sau khi ống thứ nhất hút Nhưng khi áp dụng vào thực tế thì hiệu suất vẫn không cao

- Bản thiết kế 5: Sử dụng thêm một bộ phận để định hướng rác đi theo một

hướng xác định vào ống hút Đó là ta lắp thêm một cái máng để rác di theo cái máng ấy mà vào thẳng ống hút để đẩy rác lên; đồng thời lắp thêm hệ thống chân vịt để xe chạy thẳng trên mặt nước Tuy nhiên, hệ thống chân vịt nên nhiều lúc sẽ

bị mắc rác vào bánh xe nên xe không chạy được Hơn nữa, mực nước trong cống không ổn định mà máy lại di chuyển trên mặt nước nên việc đảm bảo máy di chuyển dưới cống là khó thực hiện được

- Bản thiết kế 6: Sau một thời gian nghiên cứu và tìm hiểu thực trạng một số

ống cống; trao đổi ý kiến với một số người công nhân vệ sinh môi trường, tác giả phát hiện ra rằng cống thường chỉ bị tắc khi bùn và rác tập trung tại miệng ống cống Vì vậy chỉ cần khai thông ở khu vực này sẽ giúp thông ống cống Tác giả

quyết định lựa chọn Bản thiết kế 6 Với bản thiết kế này, khả năng chế tạo thành

công, chi phí thấp mà đạt được hiệu suất cao

2 Thi công

a) Chuẩn bị vật liệu

- Động cơ điện xoay chiều một pha (1,1 kW; tốc độ 1500 vòng/phút) gồm có:

 Một stato;

 Một rôto;

 Một bộ ngắt li tâm;

 Một bộ phận khởi động;

 Hệ thống cánh quạt (làm mát động cơ)

- Một bộ bạc đạn li tâm hai đầu;

- Một ống xi lanh 114 mm;

- Hệ thống trục xoắn đường kính 80 mm dài 900 mm;

- Bộ phận giá đỡ (đỡ động cơ);

- Các loại đai ốc, vít chuyên dụng;

- Tủ điện:

 Cầu dao (CB);

 Công tắc tơ (Bảo vệ mạch khi quá tải);

 Công tắc khởi động;

 Domino nối dây điện ( đấu dây);

 Đèn báo pha

b) Chuẩn bị dụng cụ để thi công, chế tạo:

 Máy cắt;

 Máy hàn;

 Vít, kiềm,cờ lê;

 Máy khoan.

c) Các bước thi công:

B1 Gắn một cái bạc đạn vào một đầu của ống xi lanh Đầu còn lại hàn miếng giá đỡ mô tơ Sau đó ta cắt hai lỗ ở hai đầu thân xi lanh như hình 1

B2 Ta lắp trục xoắn vào bạc đạn còn lại

B3 Lắp trục xoắn vào ống xi lanh

Hình 1 Ống xi lanh

Hình 2 Trục xoắn

B4 Lắp ráp động cơ điện xoay chiều một pha với ống hút

B5 Lắp ráp hộp điện an toàn tránh máy quá tải do tắc nghẽn trong ống hút

B6 Hoàn thiện sản phẩm:

Hình 3 Trục xoắn có thể quay bên trong xi lanh

Hình 4 Động cơ điện và ống hút

Hình 5 Hộp điện an toàn

3 Chạy thử nghiệm và đánh giá sản phẩm

a) Chạy thử nghiệm: (Có video quay cảnh máy hoạt động)

b) Đánh giá

- Đạt tiêu chí đầu tiên: hỗ trợ người công nhân trong việc nạo vét cống, không để người công nhân xuống cống;

- Đạt tiêu chí thứ hai: máy có thể di chuyển linh động quanh miệng cống;

- Đạt tiêu chí thứ ba: thao tác đơn giản, dễ điều khiển, vận hành;

- Đạt tiêu chí thứ tư: Năng suất làm việc của máy là 11,25 m3/h (gấp khoảng 5 lần năng suất lao động của 01 công nhân vét cống thủ công)

IV Kết luận

Sau một thời gian nghiên cứu, tìm tòi cùng với sự hướng dẫn nhiệt tình của

cô , giáo viên bộ môn vật lí, trường THPT , dự án: Thiết kế và chế tạo

máy nạo vét cống thoát nước của nhóm chúng em đã hoàn thành và hoạt động tốt,

có tính ứng dụng cao Sản phẩm đã đạt được các tiêu chí đề ra, hỗ trợ rất tốt cho công việc nạo vét đường ống cống, dễ thao tác, năng suất làm việc cao

Tuy nhiên, hiện tại máy vẫn còn cồng kềnh và phạm vi hoạt động hút còn hẹp, một số thành phần gây tắc nghẽn khác như: đá, bê tông, sợi dây chưa hút lên

Hình 5 Sản phẩm máy nạo vét cống

được Nhóm tác giả sẽ tiếp tục nghiên cứu để khắc phục các điểm yếu này và hoàn thiện sản phẩm trong tương lai

Chúng em chân thành cảm ơn Ban tổ chức cuộc thi Khoa học Kĩ thuật dành cho học sinh phổ thông, cảm ơn cô giáo hướng dẫn và quý thầy, cô giáo đã động viên, giúp đỡ và tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành dự án này

CưM’gar, ngày 20 tháng 12 năm 2019

NHÓM TRƯỞNG

V Tài liệu tham khảo

1 Cấu tạo của động cơ điện

https://thegioidienco.vn/cau-tao-cua-dong-co-dien-1-pha.html

2 Khoan lỗ trồng cây, Khoan lỗ trụ điện, Khoan đào đất đóng cọc, xe xúc đa năng Bobcat

https://www.youtube.com/watch?v=tNK4Mu9bA4o

3 “Thế giới rác” trong lòng cống:

https://www.youtube.com/watch?v=MGJe4ZBc_3k

4 Tâm sự của những người làm việc dưới lòng cống - Tin Tức VTV24

https://www.youtube.com/watch?v=cxkh1NRwYhE

5 [THỰC NGHIỆM] CẬN CẢNH sử dụng máy khoan đất Vinafarm trồng cây ĐẲNG CẤP nhất Việt Nam

https://www.youtube.com/watch?v=-WoR4wSmAQ4

6 Review chi tiết máy hút cà phê từ lò sấy lên cối bóc vỏ

https://www.youtube.com/watch?v=l-1M4oJDHWI

7 SGK Công nghệ công nghiệp lớp 11, NXB Giáo dục Việt Nam, tháng 6/2007

8 SGK Công nghệ công nghiệp lớp 12, NXB Giáo dục Việt Nam, tháng 6/2008

9 SKG Vật lí 12 NXB Giáo dục Việt Nam, tháng 7/2013