a. Tên nhiệm vụ: Thiết kế và chế tạo mô hình kết hợp cần trục tháp và vận thăng xây dựng
b. Đơn vị chủ trì: Khoa Xây dựng - Trường Đại học Thủ Dầu Một
c. Chủ nhiệm đề tài: Thạc sĩ Ngô Bảo
d. Mục tiêu nghiên cứu: Nghiên cứu và chế tạo ra 1 thiết bị dạy học để minh họa thực tế cho môn học Máy xây dựng và an toàn lao động và các môn học có liên quan thuộc ngành xây dựng.
đ. Kết quả nghiên cứu (tóm tắt)
Việc sử dụng máy móc trong xây dựng là rất cần thiết. Cần trục tháp và vận thăng là các máy lớn (cao đến 150 m, tầm rộng làm việc đến 30 m), được dùng để nâng chuyển vật liệu khi xây dựng các tòa nhà cao tầng. Trong thời gian học trong nhà trường, sinh viên hiếm có cơ hội được tiếp xúc với cần trục tháp và vận thăng, vì các máy này giá thành cao, dễ mất an toàn, người không chuyên môn, không có nhiệm vụ thì không được phép đến gần khu vực chúng đang làm việc. Do đó, nguyên lý làm việc của các máy này đang là vấn đề tò mò cho sinh viên ngành xây dựng và tất cả những người muốn tìm hiểu. Các giáo trình có viết về chúng, nhưng chỉ nói về lý thuyết, người không chuyên về máy móc (ví dụ như sinh viên ngành xây dựng) nếu đọc thì cũng rất khó hiểu.
Các công ty về máy và thiết bị ở nước ta chủ yếu là nhập phụ tùng hoặc nguyên chiếc cần trục tháp hay vận thăng từ Trung Quốc, Pháp, Đức, … để phân phối cho các nhà sử dụng. Hiện tại, ta chưa chế tạo ra được các loại máy này, một ít cơ sở nào đó nếu có chế tạo thì cũng theo cách tương tự các loại có sẵn. Cũng chưa có công ty nào sản xuất ra mô hình nhỏ của chúng để phân phối cho các trường nghiên cứu, học tập.
Đối với ngành xây dựng, nhu cầu học tập của sinh viên về máy xây dựng (ví dụ: cần trục tháp và vận thăng) là không thể thiếu. Sinh viên luôn luôn hứng thú học tập, va chạm, thao tác với các máy thực tế. Thế nhưng ta không thể mua các lớn này về cho các em thực tập, ta cũng không có nhà kho đủ lớn để chứa chúng. Do đó, tác giả đã thực hiện đề tài “Thiết kế mô hình kết hợp cần trục tháp và vận thăng xây dựng” nhằm giúp cho sinh viên ngành xây dựng học tập, cho giảng viên soạn bài giảng thực hành và cho nhiều người khác muốn quan tâm.
Cần trục tháp
Vận thăng
Mục tiêu đề tài là nghiên cứu và chế tạo ra 1 thiết bị dạy học để minh họa thực tế cho môn học Máy xây dựng và an toàn lao động và các môn học có liên quan thuộc ngành xây dựng.
Theo tâm lý chung, hầu hết những người đi học đều hứng thú với việc học tập có kèm theo sản phẩm minh họa thực tế. Đối với sinh viên ngành xây dựng, sau những giờ miệt mài học lý thuyết trên lớp, các em cần được tự do cùng nhau xem, thao tác hay thảo luận về một sản phẩm nào đó trong ngành nghề của mình, ví dụ như: các em cần xem và vận hành thử một thiết bị phục vụ ngành xây dựng. Tuy nhiên, điều kiện của Trường, của Khoa chưa thể đáp ứng được các mong đợi của các em. Nắm bắt được tâm lý đó, tác giả đưa ra một “Mô hình cần trục tháp kết hợp vận thăng xây dựng” để cho các em cùng nhau lắp dựng, vận hành, thảo luận và rút ra bài học cho riêng mình. Đó có thể là nhưng buổi thực hành mệt nhọc, chảy mồ hôi, nhưng chắc chắn ai cũng vui vì mọi người được cùng nhau trải nghiệm, chia sẽ kiến thức rất thực tế.
Nhóm tác giả đã thiết kế được sơ bộ mô hình cần trục tháp kết hợp vận thăng. Mô hình có thể được lắp ráp theo “mô đun”, tức là có thể lắp thành vận thăng như hình 5a, cũng có thể lắp thành cần trục tháp hoặc lắp kết hợp cả cần trục tháp lẫn vận thăng như hình 5b. Đây là mô hình thu nhỏ, dạng khung giàn thép, có liên kết hàn hoặc lắp bằng bu lông. Chiều cao tối đa của mô hình là 5,5 mét (tỉ lệ so với máy thực tế khoảng 1/30).
Nguyên lý làm việc:
- Chuyển động tăng, giảm độ cao của cần trục: Lồng nâng tháp (10) được tời kéo (13) nâng lên thông qua hệ thống ròng rọc cáp, tạo ra khe trống để chèn các đoạn tháp cơ sở (11) vào. Sau đó, lồng nâng tháp được hạ xuống và được liên kết chặt bằng bu lông với đoạn tháp cơ sở mới được đưa vào đó. Kết quả, độ cao cần trục tháp được nâng lên. Khi muốn hạ độ cao cần trục thì ta tháo các đoạn tháp cơ sở ra, từ từ hạ lồng nâng tháp xuống, lồng nâng tháp lại được liên kết chặt bằng bu lông với đoạn tháp cơ sở phía dưới.
- Chuyển động quay của tay cần: Khi động cơ (6) hoạt động thì thông qua bộ truyền bánh răng và ổ lăn mâm quay làm cho tay cần (8), cần đối trọng (5) và các bộ phận lắp phía trên chúng quay được toàn vòng cùng hoặc ngược chiều kim đồng hồ trong mặt phẳng ngang. Ta có thể điều khiển động cơ (6) để tay cần (8) quay góc nào đó theo ý muốn.
- Chuyển động của xe con: Tời kéo xe con (3) cùng với hệ thống ròng rọc cáp làm cho xe con (7) chuyển động vào - ra trên tay cần (8). Khi xe con chuyển động như vậy thì mang tời nâng vật (9) cùng chuyển động theo. Bánh xe của xe con có dạng rãnh V, lăn trên ray V, ray này được hàn cứng vào tay cần.
- Chuyển động nâng hạ vật: Tời nâng vật (9) dùng móc để nâng vật lên hay hạ vật xuống. Tời này cũng có nhiệm vụ nâng các đoạn tháp cơ sở (11) từ dưới mặt đất lên để chèn vào lồng nâng tháp (10), làm tăng độ cao cần trục; hoặc hạ các đoạn tháp cơ sở xuống khi muốn giảm độ cao cần trục.
- Chuyển động nâng hạ bàn nâng của vận thăng: Tời kéo (13) có nhiệm vụ nâng bàn nâng (3) như hình 5a và nâng lồng nâng tháp (10) như hình 5b, (chú ý: tời kéo (6) và tời kéo (13) là một). Tùy cách phối hợp ròng rọc cáp mà tời kéo (13) có nhiệm vụ khác nhau, hoặc là nâng lồng tháp (10) hoặc là nâng bàn nâng (3).
Đây là sản phẩm có tính ứng dụng thực tế trong dạy học, giúp cho sinh viên ngành xây dựng học thực hành, giúp cho giảng viên soạn bài giảng các môn: Máy xây dựng và an toàn lao động, Thực hành kỹ thuật 1, 2, … và giúp tư liệu cho nhiều người khác muốn quan tâm.
e. Thời gian nghiên cứu:
- Thời gian bắt đầu: 10/2015
- Thời gian kết thúc: 10/2016
f. Kinh phí thực hiện: 55.417.000 đồng
(Có thể tìm đọc toàn văn kết quả báo cáo nhiệm vụ tại Trung tâm Thông tin và Thống kê khoa học và công nghệ).