MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA THIẾT THỰC CỦA ĐỀ TÀI ĐANG NGHIÊN CỨU
Mục đích, ý nghĩa đề tài nghiên cứu
Chương 2 Tổng quan thiết bị thu gom rác bãi biển
2.1 Công dụng, yêu cầu của xe thu gom rác bãi biển
2.2 Phân loại xe thu gom rác bãi biển
2.3 Các loại xe thu gom rác bãi biển ở Việt Nam và trên Thế Giới
Chương 3 Xây dựng ý tưởng thiết kế thiết bị thu gom rác bãi biển
3.2 Sơ bộ ý tưởng thiết kế
3.3 Nguyên lý hoạt động của thiết bị
Chương 4 Tính toán, xây dựng mô hình 3D thiết bị thu gom và cải tạo bãi biển
4.1 Tổng quan về các nguồn động lực sử dụng
4.2 Tổng quan về ắc quy
4.3 Tính toán, thiết kế cơ cấu thu gom rác
4.4 Tính toán động lực phần di chuyển
4.5 Giới thiệu về phần mềm Catia V5, ứng dụng phần mềm trong quá trình thiết kế sản phẩm
5 Các bản vẽ, đồ thị:
STT Tên bản vẽ Giấy in
1 Bản vẽ tổng thể xe 1A3
2 Bản vẽ khung cơ cấu di chuyển 1A3
3 Bản vẽ khung cơ cấu thu gom rác 1A3
5 Bản vẽ khung đỡ chổi xới 1A3
6 Bản vẽ cụm răng xới 1A3
7 Bản vẽ các trạng thái làm việc 1A3
8 Bản vẽ cụm di chuyển 1A3
9 Bản vẽ cụm bánh xích 1A3
10 Bản vẽ cơ cấu vận chuyển rác 1A3
12 Sơ đồ dẫn động cơ cấu làm việc 1A3
13 Sơ đồ dẫn động cơ cấu di chuyển 1A3
6 Họ tên người hướng dẫn: ThS Dương Đình Nghĩa
7 Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 25/02/2019
8 Ngày hoàn thành đồ án: 03/06/2019 Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019
Thông qua bộ môn Máy Động Lực Giáo viên hướng dẫn
PGS.TS Dương Việt Dũng ThS Dương Đình Nghĩa
Trong bối cảnh công nghiệp hiện đại, ngành công nghiệp ôtô và xe chuyên dụng đang phát triển mạnh mẽ Được sự hỗ trợ của khoa Cơ khí Giao Thông và sự hướng dẫn tận tình của ThS Dương Đình Nghĩa cùng PGS.TS Dương Việt Dũng, nhóm đã hoàn thành đề tài “Nghiên cứu, thiết kế phương tiện thu gom rác và cải tạo bãi biển du lịch tại Đà Nẵng” Đề tài này không chỉ giúp hệ thống hóa kiến thức đã học mà còn nâng cao hiểu biết về các loại xe chuyên dụng, mở ra cơ hội nghiên cứu sâu hơn về lĩnh vực này.
Trong đồ án này nêu lên tính sáng tạo trong việc áp dụng cơ khí hóa cho công cuộc bảo vệ môi trường biển
Quá trình hoàn thiện đề tài và gia công chế tạo sản phẩm trong thời gian ngắn cùng với kiến thức hạn chế đã dẫn đến một số sai sót trong đồ án của nhóm Do đó, em rất mong nhận được ý kiến đóng góp từ quý thầy cô trong bộ môn để hoàn thiện đề tài của mình hơn nữa.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong khoa Cơ khí Giao thông đã truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu trong suốt quá trình học tập và thực hiện Đồ án Tốt Nghiệp Những kiến thức này sẽ là nền tảng vững chắc cho sự phát triển của nhóm trong tương lai Đà Nẵng, ngày 03 tháng 06 năm 2019.
Tôi cam kết rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong đồ án này hoàn toàn chính xác và chưa từng được sử dụng để bảo vệ bất kỳ học vị nào Tất cả số liệu được sử dụng đều có nguồn gốc rõ ràng và được công bố theo đúng quy định.
Trang TÓM TẮT NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
DANH MỤC HÌNH ẢNH vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU ix
Danh sách các ký hiệu và chữ viết tắt là rất quan trọng trong việc hiểu và truyền đạt thông tin Ký hiệu giúp người đọc dễ dàng nhận diện các khái niệm cụ thể, trong khi chữ viết tắt tiết kiệm thời gian và không gian Để có một tài liệu hiệu quả, việc sử dụng đúng các ký hiệu và chữ viết tắt là cần thiết.
CHƯƠNG 1: MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA THIẾT THỰC CỦA ĐỀ TÀI ĐANG NGHIÊN CỨU 2
1.1 Thực trạng rác thải tại bãi biển Đà Nẵng 2
1.2 Phân loại và cách xử lý rác thải 4
1.2.2 Phương pháp xử lý rác thải 7
1.3 Mục đích, ý nghĩa đề tài nghiên cứu 7
1.3.1 Tầm quan trọng của công việc thu gom và vận chuyển rác thải 7
1.3.2 Tình hình chế tạo và sử dụng xe thu gom rác trên bãi biển 8
Chương 2: TỔNG QUAN THIẾT BỊ THU GOM RÁC BÃI BIỂN 9
2.1 Công dụng, yêu cầu của xe thu gom rác bãi biển 9
2.2 Phân loại xe thu gom rác bãi biển 9
2.2.1 Phân loại theo phương thức vận hành 10
2.2.2 Phân loại theo cơ cấu làm việc 12
2.2.3 Phân loại theo cơ cấu di chuyển 15
2.3 Các loại xe thu gom rác bãi biển ở Việt Nam và trên Thế Giới 16
2.3.1 Giới thiệu các xe thu gom rác bãi biển ở Việt Nam 16
2.3.2 Giới thiệu các xe thu gom rác bãi biển trên Thế giới 20
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG Ý TƯỞNG THIẾT KẾ THIẾT BỊ THU GOM RÁC BÃI BIỂN 30
3.1.1 Đánh giá thực tế bãi biển Đà Nẵng 30
3.1.2 Đánh giá thực tế các phương tiện thu gom rác hiện nay 30
3.2 Sơ bộ ý tưởng thiết kế 33
3.2.1 Cơ cấu thu gom rác 34
3.2.2 Cơ cấu vận chuyển rác lên thùng chứa 37
3.3 Nguyên lý làm việc của thiết bị 42
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN, XÂY DỰNG MÔ HÌNH 3D THIẾT BỊ THU GOM RÁC VÀ CẢI TẠO BÃI BIỂN 44
4.1 Tổng quan về các nguồn động lực sử dụng 44
4.2 Tổng quan về ắc quy 47
4.2.2 Cấu tạo của bình Ắc quy 48
4.2.3 Nguyên lý hoạt động của Ắc quy 50
4.2.4 Các thông số quan trọng của Ắc quy 52
4.3 Tính toán thiết kế cơ cấu thu gom rác 64
4.3.2 Tính toán cơ cấu thu gom rác 71
4.4 Tính toán động lực phần di chuyển 75
4.5 Giới thiệu về phần mềm CATIA, ứng dụng phần mềm trong quá trình thiết kế sản phẩm 83
4.5.1 Giới thiệu về phần mềm CATIA 83
4.5.2 Thiết kế sản phẩm bằng phần mềm Catia V5 85
4.5.2.2 Các cụm chi tiết chính của thiết bị 86
Hình 1.1 Rác thải bãi biển Đà Nẵng dài hàng kilomet 3
Hình 1.2 Hình ảnh các công nhân vệ sinh bãi biển bằng dụng cụ thô sơ 3
Hình 1.3 Hình ảnh bãi biển Mỹ Khê Đà Nẵng 4
Hình 1.4 Rác thải sinh hoạt của khách du lịch 5
Hình 1.5 Rác thải bị sóng đánh vào bờ 6
Hình 1.6 Các sinh vật biển chết trôi dạt vào bờ biển 6
Hình 2.1 Máy thu gom rác phụ thuộc 10
Hình 2.2 Máy thu gom rác bãi biển độc lập 11
Hình 2.3 Máy thu gom rác bãi biển điều khiển bằng tay 11
Hình 2.4 Cơ cấu máy nhặt rác đưa vào thùng chứa 12
Hình 2.5 Cơ cấu máy theo nguyên lý cào rác dồn vào thùng chứa 13
Hình 2.6 Cơ cấu theo nguyên lý sàng cát để tách rác đưa vào thùng chứa 14
Hình 2.7 Máy dọn rác sử dụng cơ cấu di chuyển bánh xích bằng cao su 15
Hình 2.8 Máy thu gom rác sử dụng cơ cấu di chuyển bằng bánh lốp 16
Hình 2.9 Máy sàng rác nhập khẩu từ Ý tại bãi biển Đà Nẵng 17
Hình 2.10 Xe thu gom rác bãi biển Ninh Thuận 18
Hình 2.11 Kích thước cơ sở máy dọn rác bãi biển Beach Tech 2800 19
Hình 2.12 Xe thu gom rác CHERRINGTON 5450 21
Hình 2.13 Xe thu gom rác bãi biển BARBER SURF RAKE 600 HD 24
Hình 2.14 Máy cào rác DHBC1800-4200 25
Hình 2.15 Máy cào rác DHBC1800-4200 26
Hình 2.16 Máy dọn rác thực hiện dọn rác ngay trên cả cát ướt và khô, các cơ cấu được sơn và mã kẽm chống ăn mòn nước biển 27
Hình 2.17 Máy dọn rác được trang bị hệ thống thủy lực được kết nối dễ dàng và hoạt động độc lập, đảm bảo tính an toàn cao 29
Hình 3.1 Cơ cấu thu gom dạng cào sử dụng một chổi xới 34
Hình 3.2 Cơ cấu thu gom dạng cào hai trục làm việc 35
Hình 3.3 Cơ cấu thu gom dạng xúc hai trục làm việc 36
Hình 3.4 Cơ cấu thu gom dạng xúc một trục làm việc 36
Hình 3.5 Cơ cấu thu gom rác dạng chuyển động tính tiến kết hợp rung 37
Hình 3.7 Sơ đồ tổng thể máy thu gom rác và cải tạo bãi biển 40
Hình 3.13 Động cơ đốt trong 1 xy lanh được sử dụng trên xe máy 41
Hình 3.14 Nguyên lý hoạt động phương tiện thu gom rác và cải tạo bãi biển 42
Hình 4.1 Cấu tạo cơ bản của Ắc quy 47
Hình 4.2 Cấu tạo các bản cực của Ắc quy 49
Hình 4.3 Cấu tạo bình Ắc quy 50
Hình 4.4 Phản ứng hóa học xả/nạp Ắc quy Axit-chì 51
Hình 4.5 Bảng dung lượng của Ắc quy US 2200XC2 54
Hình 4.6 Đại diện ngăn cực của Ắc quy Axit-chì 55
Hình 4.7 Các giá trị điện áp của Ắc quy 55
Hình 4.8 Dung lượng Ắc quy theo điện áp 56
Hình 4.9 Bảng tương ứng điện áp và dung lượng bình 56
Hình 4.10 Mạch tương đương của Ắc quy khi nạp 59
Hình 4.11 Quan hệ điện áp nạp với tỷ trọng ắc quy 61
Hình 4.12 Sơ đồ tương đương của Ắc quy khi xả 62
Hình 4.13 cấu tạo ba thể của đất 68
Hình 4.14 Quỹ đạo chuyển động của hai tăm xới liền nhau 72
Hình 4.15 Quỹ đạo chuyển động của điểm đầu tăm xới khi < 1 72
Hình 4.16 Quỹ đạo chuyển động của điểm đầu tăm xới khi =1 73
Hình 4.17 Quỹ đạo chuyển động của điểm đầu tăm xới khi >1 73
Hình 4.18 Sơ đồ lực tác dụng máy kéo xích trong trường hợp tổng quát 76
Hình 4.19 Giao diện của phần mềm CATIA 84
Hình 4.20 Môi trường làm việc Part Design 84
Hình 4.21 Môi trường lắp Assembly Design 85
Hình 4.22 Hình ảnh 3D của thiết bị được thiết kế trên phần mềm Catia V5 85
Hình 4.23 Bản vẽ 2D tổng thể thiết bị 86
Hình 4.23 Cơ cấu di chuyển 87
Hình 4.24 Bản vẽ tổng thể phần khung 87
Hình 4.25 Cơ cấu thu gom rác 88
Hình 4.27 Cơ cấu vận chuyển rác (băng gạt) 89
Hình 4.28 Thùng rác được sử dụng trên thiết bị 90
Hình 4.30 Sơ đồ dẫn động cơ cấu di chuyển 92
Hình 4.31 Sơ đồ dẫn động cơ cấu làm việc 93
Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật máy sàng rác nhập khẩu từ Ý 17
Bảng 2.2 Thông số phương tiện thu gom rác Beach tech 2800 19
Bảng 2.3 Thông số kỹ thuật xe thu gom rác CHERRINGTON 5450 21
Bảng 2.4 Thông số kỹ thuật xe thu gom rác bãi biển BARBER SURF RAKE 600 HD 24
Bảng 2.5 Thông số kỹ thuật của máy cào rác DHBC1800-4200 25
Bảng 2.6 Thông số kỹ thuật máy dọn rác bãi biển DHBC1800-4200 27
Bảng 4.1 Một số thông số của đất 65
Bảng 4.2 Hệ số ma sát đất- đất, đất- thép 66
Bảng 4.4 Hệ số chịu dập 𝑃0 và ứng lực nén cho phép đối với bộ di chuyển máy làm đất xuống nền đất 𝑃𝑑 (kN/𝑚2) 67
Bảng 4.5 Các loại đất và hệ số lực cản riêng 69
Bảng 4.6 Hệ số ma sát nội 70
Bảng 4.7 Các thông số kích thước của cơ cấu thu gom 73
Bảng 4.8 Tính toán các lực tác dụng lên cơ cấu thu gom 74
Bảng 4.9 Thông số động cơ điện 75
Bảng 4.10 Hệ số cản lăn của máy kéo bánh xích [1] 78
Bảng 4.11 Các thông số ban đầu của xe thiết kế 79
Bảng 4.12 Các giai đoạn tăng tốc của xe 80
Bảng 4.13 Công suất động cơ theo lực tiếp tuyến 81
Việt Nam sở hữu bờ biển dài và rộng, tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển ngành khai thác và nuôi trồng thủy hải sản, cũng như du lịch biển Đà Nẵng, với tiềm năng này, đang phát triển mạnh mẽ Tuy nhiên, quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đã dẫn đến ô nhiễm môi trường biển, ảnh hưởng tiêu cực đến đời sống sinh hoạt và hệ sinh thái tại Đà Nẵng và toàn quốc.
Việc thu gom rác trên bãi biển hiện nay chủ yếu thực hiện thủ công và chưa hiệu quả Nhóm nghiên cứu của chúng em, dưới sự hướng dẫn nhiệt tình của ThS Dương Đình Nghĩa, đã tiến hành đề tài “Nghiên cứu, thiết kế phương tiện thu gom rác và cải tạo bãi biển du lịch tại Đà Nẵng” Đề tài này nhằm tạo cơ sở cho việc phát triển các phương tiện thu gom rác hiệu quả hơn trong tương lai, từ đó nâng cao hiệu quả thu gom, giảm chi phí và nhân công trong việc xử lý rác thải trên bãi biển.
Mặc dù chúng em đã nỗ lực trong việc thực hiện đề tài, nhưng do kiến thức và kỹ năng còn hạn chế cùng với thời gian thực hiện không nhiều, nên vẫn còn nhiều thiếu sót cần khắc phục Chúng em rất mong nhận được ý kiến đóng góp từ quý thầy cô để hoàn thiện đề tài này tốt hơn.
CHƯƠNG 1: MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA THIẾT THỰC CỦA ĐỀ TÀI ĐANG
NGHIÊN CỨU 1.1 Thực trạng rác thải tại bãi biển Đà Nẵng
Thành phố Đà Nẵng bao gồm cả vùng đất liền và quần đảo trên biển Đông Vùng đất liền tọa lạc tại tọa độ 15°55' đến 16°14' vĩ độ Bắc và 107°18' đến 108°20' kinh độ Đông, với phía Bắc giáp tỉnh Thừa Thiên - Huế, phía Tây và Nam giáp tỉnh Quảng Nam, và phía Đông giáp Biển Đông Vùng biển của Đà Nẵng có quần đảo Hoàng Sa, nằm ở tọa độ 15°45' đến 17°15' vĩ độ Bắc và 111° kinh độ Đông.
Đà Nẵng, nằm ở kinh độ 113 0 Đông và cách đảo Lý Sơn khoảng 120 hải lý về phía Nam, được coi là trung tâm kinh tế miền Trung Việt Nam với tài nguyên biển phong phú và ngành du lịch biển đang phát triển mạnh mẽ Vị trí địa lý độc đáo, một bên giáp rừng và một bên giáp núi, tạo ra tiềm năng lớn cho Đà Nẵng Việt Nam sở hữu bờ biển dài hơn 3.260 km cùng hơn 3.000 đảo lớn nhỏ, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển các ngành kinh tế biển như dầu khí, du lịch và thủy sản Tuy nhiên, nhu cầu khai thác tài nguyên biển ngày càng tăng đã dẫn đến sự cạn kiệt nguồn tài nguyên và ô nhiễm môi trường biển nghiêm trọng.
Hàng năm, khoảng 70% chất thải đổ ra biển có nguồn gốc từ đất liền, chủ yếu từ các nhà máy, khu dân cư, bệnh viện và thuốc bảo vệ thực vật Lượng lớn chất thải này chưa được xử lý và được xả thẳng qua hệ thống thoát nước ra các sông, sau đó đổ về biển hoặc trực tiếp ra biển, mang theo nhiều chất bồi lắng, nhựa, hóa chất, kim loại, cặn dầu và thậm chí cả chất phóng xạ.
Bãi biển Đà Nẵng hiện đang đối mặt với tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng sau những cơn mưa lớn và bão lũ, khi hàng kilomét bãi biển bị rác thải bao phủ do không được dọn dẹp kịp thời Ông Hồ Văn Trạch, một ngư dân địa phương, cho biết rằng sau mỗi trận mưa lớn, rác thải từ các cống xả và gỗ củi từ thượng nguồn theo sông Hàn đổ về cửa biển, gây ảnh hưởng lớn đến môi trường và sinh kế của người dân.
Khi trời ráo tạnh, rác thải trong vịnh Đà Nẵng lại trôi dạt vào bãi biển, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Tình trạng này đã diễn ra nhiều ngày qua, với khối lượng rác thải quá lớn khiến các công nhân không thể xử lý kịp thời.
“Không chỉ gây ô nhiễm, rác thải còn khiến nước biển đục Có nhiều mẻ lưới tôi chỉ quét được toàn rác…”, ông Trạch cho biết thêm.”
Theo ghi nhận của phóng viên BaoMoi.com Ngày 14 tháng 12 năm 2017, khoảng
Bờ biển dài 1 km và rộng khoảng 50 m đang bị ô nhiễm nghiêm trọng với hàng tấn rác thải, bao gồm đủ loại bao bì, chai lọ và gỗ củi.
Hình 1.1 Rác thải bãi biển Đà Nẵng dài hàng kilomet
Một trong những nguyên nhân chính gây ứ đọng rác thải là khối lượng rác quá lớn so với khả năng xử lý của lực lượng nhân công Bên cạnh đó, phương pháp thu gom rác còn thô sơ, dẫn đến hiệu quả thu gom không cao.
Hình 1.2 Hình ảnh các công nhân vệ sinh bãi biển bằng dụng cụ thô sơ
TỔNG QUAN THIẾT BỊ THU GOM RÁC BÃI BIỂN
Các loại xe thu gom rác bãi biển ở Việt Nam và trên Thế Giới
Chương 3 Xây dựng ý tưởng thiết kế thiết bị thu gom rác bãi biển
3.2 Sơ bộ ý tưởng thiết kế
3.3 Nguyên lý hoạt động của thiết bị
Chương 4 Tính toán, xây dựng mô hình 3D thiết bị thu gom và cải tạo bãi biển
4.1 Tổng quan về các nguồn động lực sử dụng
4.2 Tổng quan về ắc quy
4.3 Tính toán, thiết kế cơ cấu thu gom rác
4.4 Tính toán động lực phần di chuyển
4.5 Giới thiệu về phần mềm Catia V5, ứng dụng phần mềm trong quá trình thiết kế sản phẩm
5 Các bản vẽ, đồ thị:
STT Tên bản vẽ Giấy in
1 Bản vẽ tổng thể xe 1A3
2 Bản vẽ khung cơ cấu di chuyển 1A3
3 Bản vẽ khung cơ cấu thu gom rác 1A3
5 Bản vẽ khung đỡ chổi xới 1A3
6 Bản vẽ cụm răng xới 1A3
7 Bản vẽ các trạng thái làm việc 1A3
8 Bản vẽ cụm di chuyển 1A3
9 Bản vẽ cụm bánh xích 1A3
10 Bản vẽ cơ cấu vận chuyển rác 1A3
12 Sơ đồ dẫn động cơ cấu làm việc 1A3
13 Sơ đồ dẫn động cơ cấu di chuyển 1A3
6 Họ tên người hướng dẫn: ThS Dương Đình Nghĩa
7 Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 25/02/2019
8 Ngày hoàn thành đồ án: 03/06/2019 Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019
Thông qua bộ môn Máy Động Lực Giáo viên hướng dẫn
PGS.TS Dương Việt Dũng ThS Dương Đình Nghĩa
Trong bối cảnh công nghiệp hiện đại, ngành ôtô và xe chuyên dụng đang phát triển mạnh mẽ Được sự hỗ trợ của khoa Cơ khí Giao Thông cùng sự hướng dẫn nhiệt tình từ ThS Dương Đình Nghĩa và PGS.TS Dương Việt Dũng, nhóm đã hoàn thành đề tài “Nghiên cứu, thiết kế phương tiện thu gom rác và cải tạo bãi biển du lịch tại Đà Nẵng” Đề tài này không chỉ giúp hệ thống hóa kiến thức đã học mà còn nâng cao hiểu biết về các loại xe chuyên dụng, mở ra cơ hội nghiên cứu sâu hơn về lĩnh vực này.
Trong đồ án này nêu lên tính sáng tạo trong việc áp dụng cơ khí hóa cho công cuộc bảo vệ môi trường biển
Trong quá trình hoàn thiện đề tài và gia công chế tạo sản phẩm, do thời gian hạn chế và kiến thức còn thiếu sót, nhóm không thể tránh khỏi những sai sót Vì vậy, em rất mong nhận được ý kiến đóng góp từ quý thầy cô trong bộ môn để đề tài có thể được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Cơ khí Giao thông đã truyền đạt những kiến thức quý báu trong quá trình học tập và thực hiện Đồ án Tốt Nghiệp Những kiến thức này sẽ là nền tảng vững chắc cho sự phát triển của nhóm Đà Nẵng, ngày 03 tháng 06 năm 2019.
Tôi cam kết rằng dữ liệu và kết quả nghiên cứu trong đồ án này là hoàn toàn trung thực, chưa từng được sử dụng để bảo vệ bất kỳ học vị nào Tất cả số liệu được sử dụng đều có nguồn gốc rõ ràng và đã được công bố theo đúng quy định.
Trang TÓM TẮT NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
DANH MỤC HÌNH ẢNH vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU ix
Danh sách các ký hiệu và chữ viết tắt thường gặp trong tài liệu Ký hiệu và chữ viết tắt giúp truyền đạt thông tin một cách ngắn gọn và hiệu quả Bài viết này sẽ cung cấp một cái nhìn tổng quan về các ký hiệu và chữ viết tắt quan trọng, phục vụ cho việc tra cứu và sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau.
CHƯƠNG 1: MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA THIẾT THỰC CỦA ĐỀ TÀI ĐANG NGHIÊN CỨU 2
1.1 Thực trạng rác thải tại bãi biển Đà Nẵng 2
1.2 Phân loại và cách xử lý rác thải 4
1.2.2 Phương pháp xử lý rác thải 7
1.3 Mục đích, ý nghĩa đề tài nghiên cứu 7
1.3.1 Tầm quan trọng của công việc thu gom và vận chuyển rác thải 7
1.3.2 Tình hình chế tạo và sử dụng xe thu gom rác trên bãi biển 8
Chương 2: TỔNG QUAN THIẾT BỊ THU GOM RÁC BÃI BIỂN 9
2.1 Công dụng, yêu cầu của xe thu gom rác bãi biển 9
2.2 Phân loại xe thu gom rác bãi biển 9
2.2.1 Phân loại theo phương thức vận hành 10
2.2.2 Phân loại theo cơ cấu làm việc 12
2.2.3 Phân loại theo cơ cấu di chuyển 15
2.3 Các loại xe thu gom rác bãi biển ở Việt Nam và trên Thế Giới 16
2.3.1 Giới thiệu các xe thu gom rác bãi biển ở Việt Nam 16
2.3.2 Giới thiệu các xe thu gom rác bãi biển trên Thế giới 20
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG Ý TƯỞNG THIẾT KẾ THIẾT BỊ THU GOM RÁC BÃI BIỂN 30
3.1.1 Đánh giá thực tế bãi biển Đà Nẵng 30
3.1.2 Đánh giá thực tế các phương tiện thu gom rác hiện nay 30
3.2 Sơ bộ ý tưởng thiết kế 33
3.2.1 Cơ cấu thu gom rác 34
3.2.2 Cơ cấu vận chuyển rác lên thùng chứa 37
3.3 Nguyên lý làm việc của thiết bị 42
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN, XÂY DỰNG MÔ HÌNH 3D THIẾT BỊ THU GOM RÁC VÀ CẢI TẠO BÃI BIỂN 44
4.1 Tổng quan về các nguồn động lực sử dụng 44
4.2 Tổng quan về ắc quy 47
4.2.2 Cấu tạo của bình Ắc quy 48
4.2.3 Nguyên lý hoạt động của Ắc quy 50
4.2.4 Các thông số quan trọng của Ắc quy 52
4.3 Tính toán thiết kế cơ cấu thu gom rác 64
4.3.2 Tính toán cơ cấu thu gom rác 71
4.4 Tính toán động lực phần di chuyển 75
4.5 Giới thiệu về phần mềm CATIA, ứng dụng phần mềm trong quá trình thiết kế sản phẩm 83
4.5.1 Giới thiệu về phần mềm CATIA 83
4.5.2 Thiết kế sản phẩm bằng phần mềm Catia V5 85
4.5.2.2 Các cụm chi tiết chính của thiết bị 86
Hình 1.1 Rác thải bãi biển Đà Nẵng dài hàng kilomet 3
Hình 1.2 Hình ảnh các công nhân vệ sinh bãi biển bằng dụng cụ thô sơ 3
Hình 1.3 Hình ảnh bãi biển Mỹ Khê Đà Nẵng 4
Hình 1.4 Rác thải sinh hoạt của khách du lịch 5
Hình 1.5 Rác thải bị sóng đánh vào bờ 6
Hình 1.6 Các sinh vật biển chết trôi dạt vào bờ biển 6
Hình 2.1 Máy thu gom rác phụ thuộc 10
Hình 2.2 Máy thu gom rác bãi biển độc lập 11
Hình 2.3 Máy thu gom rác bãi biển điều khiển bằng tay 11
Hình 2.4 Cơ cấu máy nhặt rác đưa vào thùng chứa 12
Hình 2.5 Cơ cấu máy theo nguyên lý cào rác dồn vào thùng chứa 13
Hình 2.6 Cơ cấu theo nguyên lý sàng cát để tách rác đưa vào thùng chứa 14
Hình 2.7 Máy dọn rác sử dụng cơ cấu di chuyển bánh xích bằng cao su 15
Hình 2.8 Máy thu gom rác sử dụng cơ cấu di chuyển bằng bánh lốp 16
Hình 2.9 Máy sàng rác nhập khẩu từ Ý tại bãi biển Đà Nẵng 17
Hình 2.10 Xe thu gom rác bãi biển Ninh Thuận 18
Hình 2.11 Kích thước cơ sở máy dọn rác bãi biển Beach Tech 2800 19
Hình 2.12 Xe thu gom rác CHERRINGTON 5450 21
Hình 2.13 Xe thu gom rác bãi biển BARBER SURF RAKE 600 HD 24
Hình 2.14 Máy cào rác DHBC1800-4200 25
Hình 2.15 Máy cào rác DHBC1800-4200 26
Hình 2.16 Máy dọn rác thực hiện dọn rác ngay trên cả cát ướt và khô, các cơ cấu được sơn và mã kẽm chống ăn mòn nước biển 27
Hình 2.17 Máy dọn rác được trang bị hệ thống thủy lực được kết nối dễ dàng và hoạt động độc lập, đảm bảo tính an toàn cao 29
Hình 3.1 Cơ cấu thu gom dạng cào sử dụng một chổi xới 34
Hình 3.2 Cơ cấu thu gom dạng cào hai trục làm việc 35
Hình 3.3 Cơ cấu thu gom dạng xúc hai trục làm việc 36
Hình 3.4 Cơ cấu thu gom dạng xúc một trục làm việc 36
Hình 3.5 Cơ cấu thu gom rác dạng chuyển động tính tiến kết hợp rung 37
Hình 3.7 Sơ đồ tổng thể máy thu gom rác và cải tạo bãi biển 40
Hình 3.13 Động cơ đốt trong 1 xy lanh được sử dụng trên xe máy 41
Hình 3.14 Nguyên lý hoạt động phương tiện thu gom rác và cải tạo bãi biển 42
Hình 4.1 Cấu tạo cơ bản của Ắc quy 47
Hình 4.2 Cấu tạo các bản cực của Ắc quy 49
Hình 4.3 Cấu tạo bình Ắc quy 50
Hình 4.4 Phản ứng hóa học xả/nạp Ắc quy Axit-chì 51
Hình 4.5 Bảng dung lượng của Ắc quy US 2200XC2 54
Hình 4.6 Đại diện ngăn cực của Ắc quy Axit-chì 55
Hình 4.7 Các giá trị điện áp của Ắc quy 55
Hình 4.8 Dung lượng Ắc quy theo điện áp 56
Hình 4.9 Bảng tương ứng điện áp và dung lượng bình 56
Hình 4.10 Mạch tương đương của Ắc quy khi nạp 59
Hình 4.11 Quan hệ điện áp nạp với tỷ trọng ắc quy 61
Hình 4.12 Sơ đồ tương đương của Ắc quy khi xả 62
Hình 4.13 cấu tạo ba thể của đất 68
Hình 4.14 Quỹ đạo chuyển động của hai tăm xới liền nhau 72
Hình 4.15 Quỹ đạo chuyển động của điểm đầu tăm xới khi < 1 72
Hình 4.16 Quỹ đạo chuyển động của điểm đầu tăm xới khi =1 73
Hình 4.17 Quỹ đạo chuyển động của điểm đầu tăm xới khi >1 73
Hình 4.18 Sơ đồ lực tác dụng máy kéo xích trong trường hợp tổng quát 76
Hình 4.19 Giao diện của phần mềm CATIA 84
Hình 4.20 Môi trường làm việc Part Design 84
Hình 4.21 Môi trường lắp Assembly Design 85
Hình 4.22 Hình ảnh 3D của thiết bị được thiết kế trên phần mềm Catia V5 85
Hình 4.23 Bản vẽ 2D tổng thể thiết bị 86
Hình 4.23 Cơ cấu di chuyển 87
Hình 4.24 Bản vẽ tổng thể phần khung 87
Hình 4.25 Cơ cấu thu gom rác 88
Hình 4.27 Cơ cấu vận chuyển rác (băng gạt) 89
Hình 4.28 Thùng rác được sử dụng trên thiết bị 90
Hình 4.30 Sơ đồ dẫn động cơ cấu di chuyển 92
Hình 4.31 Sơ đồ dẫn động cơ cấu làm việc 93
Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật máy sàng rác nhập khẩu từ Ý 17
Bảng 2.2 Thông số phương tiện thu gom rác Beach tech 2800 19
Bảng 2.3 Thông số kỹ thuật xe thu gom rác CHERRINGTON 5450 21
Bảng 2.4 Thông số kỹ thuật xe thu gom rác bãi biển BARBER SURF RAKE 600 HD 24
Bảng 2.5 Thông số kỹ thuật của máy cào rác DHBC1800-4200 25
Bảng 2.6 Thông số kỹ thuật máy dọn rác bãi biển DHBC1800-4200 27
Bảng 4.1 Một số thông số của đất 65
Bảng 4.2 Hệ số ma sát đất- đất, đất- thép 66
Bảng 4.4 Hệ số chịu dập 𝑃0 và ứng lực nén cho phép đối với bộ di chuyển máy làm đất xuống nền đất 𝑃𝑑 (kN/𝑚2) 67
Bảng 4.5 Các loại đất và hệ số lực cản riêng 69
Bảng 4.6 Hệ số ma sát nội 70
Bảng 4.7 Các thông số kích thước của cơ cấu thu gom 73
Bảng 4.8 Tính toán các lực tác dụng lên cơ cấu thu gom 74
Bảng 4.9 Thông số động cơ điện 75
Bảng 4.10 Hệ số cản lăn của máy kéo bánh xích [1] 78
Bảng 4.11 Các thông số ban đầu của xe thiết kế 79
Bảng 4.12 Các giai đoạn tăng tốc của xe 80
Bảng 4.13 Công suất động cơ theo lực tiếp tuyến 81
Việt Nam, với bờ biển dài và rộng, có tiềm năng lớn cho ngành khai thác và nuôi trồng thủy hải sản cũng như du lịch biển, đặc biệt là tại Đà Nẵng Tuy nhiên, sự phát triển công nghiệp hóa và hiện đại hóa đã dẫn đến ô nhiễm môi trường biển, ảnh hưởng tiêu cực đến đời sống sinh hoạt và hệ sinh thái tại Đà Nẵng và trên toàn quốc.
Việc thu gom rác trên các bãi biển hiện nay chủ yếu được thực hiện thủ công và chưa đạt hiệu quả cao Nhóm chúng em, dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy ThS Dương Đình Nghĩa, đã tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu, thiết kế phương tiện thu gom rác và cải tạo bãi biển du lịch tại Đà Nẵng” Đề tài này nhằm tạo cơ sở cho việc phát triển các phương tiện thu gom rác hiệu quả hơn trong tương lai, từ đó nâng cao hiệu quả thu gom, giảm chi phí và giảm thiểu nhân công trong quá trình vận chuyển rác trên bãi biển.
Mặc dù chúng em đã nỗ lực thực hiện đề tài, nhưng kiến thức và kỹ năng còn hạn chế, cùng với thời gian thực hiện không đủ, nên vẫn còn nhiều thiếu sót cần khắc phục Chúng em rất mong nhận được ý kiến đóng góp từ quý thầy cô để hoàn thiện đề tài này tốt hơn.
CHƯƠNG 1: MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA THIẾT THỰC CỦA ĐỀ TÀI ĐANG
NGHIÊN CỨU 1.1 Thực trạng rác thải tại bãi biển Đà Nẵng
Thành phố Đà Nẵng bao gồm cả vùng đất liền và quần đảo trên biển Đông Vùng đất liền tọa lạc tại tọa độ 15°55' đến 16°14' vĩ độ Bắc và 107°18' đến 108°20' kinh độ Đông, giáp tỉnh Thừa Thiên - Huế ở phía Bắc, tỉnh Quảng Nam ở phía Tây và Nam, và Biển Đông ở phía Đông Trong khi đó, vùng biển của Đà Nẵng có quần đảo Hoàng Sa nằm tại 15°45' đến 17°15' vĩ độ Bắc và 111° kinh độ Đông.
Đà Nẵng, nằm cách đảo Lý Sơn khoảng 120 hải lý về phía Nam, được coi là trung tâm kinh tế miền Trung Việt Nam với nguồn tài nguyên biển phong phú và ngành du lịch đang phát triển mạnh mẽ Vị trí địa lý đặc biệt của Đà Nẵng, một bên giáp rừng và một bên giáp núi, mang lại tiềm năng lớn cho sự phát triển Việt Nam sở hữu bờ biển dài hơn 3.260 km và hơn 3.000 đảo, tạo điều kiện thuận lợi cho các ngành kinh tế biển như dầu khí, du lịch và thủy sản Tuy nhiên, nhu cầu khai thác tài nguyên biển đang dẫn đến tình trạng cạn kiệt và ô nhiễm môi trường biển nghiêm trọng.
Hàng năm, khoảng 70% chất thải đổ ra biển có nguồn gốc từ đất liền, chủ yếu từ các nhà máy, xí nghiệp, khu dân cư, bệnh viện và thuốc bảo vệ thực vật Lượng lớn chất thải này chưa được xử lý và thường xuyên được xả thẳng ra các sông, từ đó đổ ra biển, mang theo nhiều chất bồi lắng, nhựa, hóa chất, kim loại, cặn dầu, và thậm chí cả chất phóng xạ.
Bãi biển Đà Nẵng hiện đang đối mặt với tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng sau những cơn mưa lớn và bão lũ, với hàng kilomét bãi biển bị rác thải bao phủ do việc dọn dẹp không kịp thời Ông Hồ Văn Trạch, một ngư dân địa phương, cho biết rằng sau mỗi trận mưa lớn, rác thải từ các cống xả và gỗ củi từ thượng nguồn theo sông Hàn đổ về cửa biển, làm tăng thêm mức độ ô nhiễm tại khu vực này.
Khi trời tạnh ráo, rác thải trong vịnh Đà Nẵng lại trôi dạt vào bãi biển, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Tình trạng này đã diễn ra liên tục trong nhiều ngày, khiến các công nhân không thể xử lý kịp thời do khối lượng rác quá lớn.
“Không chỉ gây ô nhiễm, rác thải còn khiến nước biển đục Có nhiều mẻ lưới tôi chỉ quét được toàn rác…”, ông Trạch cho biết thêm.”
Theo ghi nhận của phóng viên BaoMoi.com Ngày 14 tháng 12 năm 2017, khoảng
Bờ biển dài 1 km và rộng khoảng 50 m đang bị ô nhiễm nghiêm trọng bởi rác thải, bao gồm đủ loại bao bì, chai lọ và gỗ củi Khối lượng rác ước tính lên đến hàng chục tấn, gây ảnh hưởng xấu đến môi trường biển.
Hình 1.1 Rác thải bãi biển Đà Nẵng dài hàng kilomet
Một trong những nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng ứ đọng rác thải là khối lượng rác quá lớn so với khả năng xử lý của lực lượng nhân công Bên cạnh đó, phương pháp thu gom rác còn thô sơ, làm giảm hiệu quả trong việc thu dọn rác thải.
Hình 1.2 Hình ảnh các công nhân vệ sinh bãi biển bằng dụng cụ thô sơ