Cải tiến máy duỗi thép bán thủ công thành máy cắt duỗi thép tự động

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

9
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Máy cắt duỗi thép trên thị trường hiện nay chỉ có tính năng duỗi thép còn các hoạt động khác như đo độ dài, cắt thép… đều dựa vào lực lượng lao động thủ công là con người, các thao tác để thực hiện các công việc này cần ít nhất là 02 người làm liên tục và thời gian dừng máy rất nhiều để thực hiện các thao tác; do đó dẫn đến năng suất thấp. Nhóm nghiên cứu đã kết hợp máy cắt duỗi và các bộ phận phụ trợ như bộ đếm, cảm biến, dao cắt để tự động hóa các thao tác thủ công.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Cải tiến máy duỗi thép bán thủ công thành máy cắt duỗi thép tự động

KHOA HỌC - ỨNG DỤNG CẢI TIẾN MÁY DUỖI THÉP BÁN THỦ CÔNG THÀNH MÁY CẮT DUỖI THÉP TỰ ĐỘNG  TS. LÊ ĐÌNH KỲ (Chủ nhiệm) (*) TÓM TẮT Thực tế công tác thi công xây dựng trên thị trường Việt Nam hiện nay vẫn còn chủ yếu là thủ công và sử dụng các loại máy đơn giản năng suất thấp, do đó dẫn đến chi phí sản xuất cao không tăng được năng suất lao động. Xuất phát từ nhu cầu thực tế đó, nhóm nghiên cứu nhận thấy cần cải tiến các thiết bị có sẵn từ sản xuất thủ công sang sản xuất tự động để nâng cao năng suất. Đề tài nhóm chọn là cải tiến máy cắt duỗi thép thủ công thành máy cắt duỗi thép tự động, nhằm tối ưu hóa việc thi công cắt duỗi thép, nâng cao năng suất và tiết kiệm lao động. Máy cắt duỗi thép trên thị trường hiện nay chỉ có tính năng duỗi thép còn các hoạt động khác như đo độ dài, cắt thép… đều dựa vào lực lượng lao động thủ công là con người, các thao tác để thực hiện các công việc này cần ít nhất là 02 người làm liên tục và thời gian dừng máy rất nhiều để thực hiện các thao tác; do đó dẫn đến năng suất thấp. Nhóm nghiên cứu đã kết hợp máy cắt duỗi và các bộ phận phụ trợ như bộ đếm, cảm biến, dao cắt để tự động hóa các thao tác thủ công. Từ khóa: xây dựng, cắt duỗi thép, năng suất, lao động, tự động hóa,… SUMMARY Actual construction work in the Vietnamese market today is still mostly handmade with simple machines with low productivity, thus resulting in high production costs without increasing the labor productivity. From that fact, the research team has found that it is necessary to improve available devices from handicraft production into automatic one to improve productivity. The theme select ed is to improve handicraft steel stretching cutting machine into automatic one to optimize cutting and stretching the iron, improving productivity and saving labor. The iron stretching cutting machine in the market today only has the feature to stretch iron and other activities such as measuring length, cutting iron ... are based on manual human labor force, to perform these tasks should need at least 02 people working continuously and a lot of time for manipulation; thus leading to low productivity. The research team has combined the stretching cutter and accessories such as counters, sensors, cutting knives to automatic manual manipulation. Key words: building, steel stretching cutting, productivity, labor, automatic, ... 1. Đặt vấn đề dựng lên để phục vụ cho nhu cầu của con Ngày nay, ngành xây dựng được coi là người. Để xây được một căn nhà, một một ngành phát triển với tốc độ nhanh. công trình, chúng ta cần rất nhiều thứ, Hằng ngày, có rất nhiều công trình được nhưng có lẽ quan trọng nhất là thép. Nó TẠP CHÍ KINH TẾ - CÔNG NGHIỆP Nhóm tác giả Trường ĐH KTCN LA: TS. Lê Đình Kỳ (chủ nhiệm); KS. Trần Thanh Tuấn ; KS. Nguyễn Minh An; KS. Lê Thái Thuận; KS. Võ Quốc Trung. 62
KHOA HỌC - ỨNG DỤNG là vật liệu không thể thiếu của ngành xây Để khắc phục nhược điểm của máy dựng, nhờ có nó mà ta có thể xây được duỗi thép truyền thống hiện tại, nhóm một ngôi nhà, một cây cầu cho tới nhiều nghiên cứu chúng tôi đã đưa ra những cải tiến cho máy cắt duỗi truyền thống nhằm công trình tầm cỡ khác. Sau một thời mang lại năng suất và hiệu quả cao nhất gian dài tìm hiểu và đi khảo sát thực tế, cho nhà thầu thi công xây dựng. nhóm chúng tôi đã quyết định chọn chế Các tiêu chí cho máy duỗi thép sau tạo máy cắt duỗi thép tự động. khi cải tiến là: Hầu như ở các công trình xây dựng  Tự động hóa duỗi và cắt thép, tiết kiệm thường thì người ta kéo thẳng thép bằng thời gian. các máy cắt thô sơ, sau đó cắt thép bằng  Đẩy nhanh tiến độ ở khâu ra thép. Những bộ phận máy phù hợp với điều kiện thực tế tay. Một số nơi cắt thép bằng máy chỉ cắt  Năng suất cao hơn cắt thủ công 5-10 được một sợi. Từ những lần đi tìm hiểu lần. thực tế nhóm chúng tôi đã quyết định cải  Giảm bớt sử dụng lao động con tiến mô hình máy duỗi thẳng và cắt thép người. trong xây dựng. Đây là máy có công  Giá thành sản phẩm thấp. dụng rất khả thi, không những giá thành  Dễ sử dụng và đảm bảo về an toàn hợp lý mà máy còn có thể cắt được một lao động. lúc hai thanh thép. 2.3 Đối tượng 2. Tổng quan nghiên cứu Dựa trên máy duỗi thép truyền thống, 2.1 Thực trạng của máy duỗi thép hiện máy duỗi cắt thép tự động sẽ được bố trí nay: thêm các bộ phận phụ trợ như: bộ đếm, + Đo và cắt thủ công sau khi duỗi cảm biến, dao cắt… (thường sử dụng thép cuộn ϕ 6 –ϕ8) 3. Cấu tạo và phương pháp thực hiện + Năng suất thấp. Máy duỗi cắt thép tự động phải giải + Tốn nhiều thời gian và công lao động. quyết được các yêu cầu về độ bền cơ học + Chiếm diện tích mặt bằng thi công. 2.2 Mục tiêu nghiên cứu cao để chịu được môi trường hoạt động TẠP CHÍ KINH TẾ - CÔNG NGHIỆP 63
KHOA HỌC - ỨNG DỤNG khắc nghiệt trong xây dựng và sử dụng thời gian duỗi là 100 giây. Vậy ta chỉ cần được trong thời gian dài mà ít phải bảo đếm thời gian để suy ra chiều dài. trì bảo dưỡng, yêu cầu về kỹ thuật tự + Ưu điểm: Đơn giản chỉ dùng một bộ động duỗi thép, tự động đo thép và tự timer để đo, giá thành thấp. động cắt thép. Để giải quyết được các + Khuyết điểm: sai số lớn khi tải thay yêu cầu trên ta phải vận dụng các đổi (trọng lượng cuộn thép thay đổi), do phương pháp thiết kế, tính toán và quan dùng động cơ điện nên khi điện áp không trọng hơn hết là phải kiểm tra thực ổn định sẽ gây ra sai số rất lớn. nghiệm. 3.2.2 Phương pháp đo chính xác: sử Vậy máy duỗi cắt thép tự động phải dụng các bộ đo chính xác như bộ encoder thực hiện 3 việc cơ bản là: Duỗi thép, đo với mỗi vòng có thể lên đến vài ngàn chiều dài thép và cắt thép. xung. 3.1 Duỗi thép: Duỗi thẳng thép có 2 + Ưu điểm: Đo chính xác với sai số bé phương pháp để giải quyết. hơn một milimet. 3.1.1 Phương pháp uốn cố định theo 2 trục X,Y: là dựa vào các bánh ép cố định để ép thẳng thép ta sử dụng hai bộ bánh ép theo 2 trục X,Y để ép. + Ưu điểm: là thép duỗi ra thẳng, ít tiếng ồn, có thể đạt tốc độ cao, năng suất lớn. + Khuyết điểm: giá thành cao, cần động cơ lớn để đạt lực yêu cầu, bộ máy cồng kềnh. + Khuyết điểm: giá thành cao, cần bộ 3.1.2 Phương pháp uốn duỗi xoắn tròn: điều khiển trung tâm phải mạnh, tốc độ là các bánh xoắn sẽ chạy tròn theo thép xử lý cao, khó thiết kế và lắp đặt. với một góc nghiên tạo lực đẩy thép tới. Đây là phương pháp được dùng phổ biến trên thị trường ngày nay. + Ưu điểm: Đơn giản dễ chế tạo, giá thành thấp, gọn nhẹ. + Khuyết điểm: tốc độ duỗi không cao, phải bảo trì thay thế các bánh uốn do dễ mài mòn. 3.2 Đo chiều dài thép: Để đo thép ta có nhiều phương pháp đo với ưu và nhược điểm khác nhau. 3.2.1 Phương pháp gần đúng: là dựa vào 3.2.3 Phương pháp đo tương đối chính vận tốc thép được duỗi do bộ phận duỗi. xác: là sử dụng các cảm biến có sẵn trên Ví dụ: thép được duỗi với vận tốc thị trường như cảm biến tiệm cận, bộ 1cm/giây thì khi cần chiều dài 1m ta cần đếm điện tử hay cảm biến quang... TẠP CHÍ KINH TẾ - CÔNG NGHIỆP 64
KHOA HỌC - ỨNG DỤNG Cảm biến quang và cảm biến tiệm cận. 3.3.2 Phương pháp cơ khí: sử dụng trực + Ưu điểm: Đo tương đối chính xác tiếp động cơ qua các bộ giảm tốc để đạt với sai số một centimet, dễ sử dụng và được môment yêu cầu để tạo lực cắt. lắp đặt. + Ưu điểm: đơn giản, dễ vận hành và 3.3 Cắt thép: Để cắt được thép ϕ6, ϕ8 điều khiển. vậy ta chỉ cần cắt được thép ϕ8 thì sẽ cắt + Khuyết điểm: tiếng ồn cao, hao mòn được cả hai. Theo bảng tiêu chuẩn thép lớn. Việt Nam thì yêu cầu lực cần để cắt thép 4. Kết quả là 1,13 (tấn). Ta có nhiều phương pháp Với yêu cầu là máy duỗi và cắt thép tự để đạt được lực cắt 1,13 (tấn). động ở trên qua thời gian nghiên cứu chế 3.3.1 Phương pháp cắt bằng thủy lực: sử tạo và thử nghiệm nhóm nghiên cứu đã dụng thủy lực để tạo lực cắt thép. chọn kết hợp phương pháp duỗi truyền + Ưu điểm: dễ thi công, lực lớn, máy thống kết hợp với máy đo dùng cảm biến chạy êm ít tiếng ồn, bền về cơ học. tiệm cận, bộ đếm điện tử và phương pháp + Khuyết điểm: giá thành cao, cần bộ cắt cơ khí để tạo ra máy duỗi cắt thép tự điều khiển phức tạp, với yêu cầu về duỗi động. và cắt thép thì sử dụng thủy lực là không cần thiết. + Bộ phận duỗi: + Bộ phận đo: TẠP CHÍ KINH TẾ - CÔNG NGHIỆP 65
KHOA HỌC - ỨNG DỤNG Cảm biến tiệm cận Bộ phận duỗi thép Bánh răng tạo bước đếm Thép đã duỗi thẳng Cảm biến tiệm cận Hình 1: Bộ phận đo Bộ phận cắt: Bộ giảm tốc Đế dao cắt Trục lệch tâm Dao cắt bằng tạo lực cắt thép cứng Lỗ dẫn Động cơ điện hướng thép Hình 2: Bộ phận cắt TẠP CHÍ KINH TẾ - CÔNG NGHIỆP 66
KHOA HỌC - ỨNG DỤNG Vậy với thiết kế trên máy đạt năng thi công một cách đáng kể. suất 10m/phút chỉ cần cài đặt lần đầu + Rút ngắn thời gian thi công công không cần công giám sát, vận hành. tác cắt duỗi thép, do đó sẽ làm tiến độ thi Máy cắt duỗi thép của nhóm nghiên công sẽ được đẩy nhanh so với yêu cầu. cứu được ứng dụng trong các công trình  Kinh phí đầu tư ban đầu cho các do công ty CP XD-GT-DV-TM Miền công tác cải tiến máy khoảng 20 triệu, Nam thi công cụ thể như: giá thành này tương đối phù hợp với các - Công trình Khu Du Lịch Đại Nam – Bình nhà thầu vừa và nhỏ của Việt Nam hiện Dương nay. - Công trình Pháp Viện Minh Đăng Quang  Khảo sát thực tế nếu đầu tư cải - Công trình Trường Đại học Kinh tế Công tiến chỉ sau khi áp dụng cho một công nghiệp Long An. trình thi công thì nhà thầu sẽ hoàn vốn Và một số công trình khác của công ty. và nếu công trình quy mô lớn thì lợi ích 5. Kết luận sẽ tăng lên đáng kể. Qua thực tế áp dụng tại các công trình Qua nghiên cứu và áp dụng vào thực (từ năm 2007 đến nay) máy cắt duỗi thép tiễn thi công xây dựng, máy cắt duỗi tự động có các ưu điểm sau : thép tự động đã góp phần đáng kể trong  Làm tăng năng suất của việc duỗi công việc cải tạo và nâng cao năng suất cắt thép lên hơn gấp 30 – 50 lần so với lao động trong công tác thi công xây khi chưa áp dụng máy. dựng. Chứng tỏ sự hữu ích thật sự trong  Việc áp dụng máy sẽ giảm bớt công việc áp dụng công nghiệp hóa trong công lao động thủ công không cần phải ngành xây dựng. Nhóm nghiên cứu kiến túc trực thường xuyên mà có thể chuyển nghị đưa máy cắt thép tự động phổ biến sang các công tác khác làm giảm bớt rộng rãi trên thị trường. công lao động do đó sẽ giảm giá thành Tài liệu tham khảo [1]. Đặng Văn Thành (chủ biên) (2010), Giáo trình kỹ thuật điện, NXB Đại học Quốc gia Tp. HCM. [2]. Lê Ngọc Bích (2011), Ứng dụng điện trong công nghiệp, NXB Thời Đại. [3]. Lê Thị Thanh Hoàng (2008), Giáo trình Kỹ thuật điện, NXB Đại học Quốc gia Tp. HCM. [4]. Nguyễn Đinh Tuấn, Vũ Xuân Hoàng (2009), Sổ tay kiểm toán- động cơ điện, NXB Khoa học và Kỹ thuật. Ngày nhận: 16/3/2014 Ngày duyệt đăng: 29/4/2014 TẠP CHÍ KINH TẾ - CÔNG NGHIỆP 67