nghiên cứu giải pháp và thử nghiệm để lựa chọn cơ cấu thiết bị làm vệ sinh đường cống thoát nước

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
TỪ HỒ AN HỘI

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP VÀ THỬ NGHIỆM
ĐỂ LỰA CHỌN CƠ CẤU THIẾT BỊ
LÀM VỆ SINH ĐƯỜNG CỐNG THOÁT NƯỚC

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 605204

S K C0 0 4 6 9 8

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
TỪ HỒ AN HỘI

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP VÀ THỬ NGHIỆM ĐỂ
LỰA CHỌN CƠ CẤU THIẾT BỊ LÀM VỆ SINH
ĐƯỜNG CỐNG THOÁT NƯỚC

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 605204

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THuẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
LUẬN VĂN THẠC SĨ
TỪ HỒ AN HỘI

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP VÀ THỬ NGHIỆM ĐỂ
LỰA CHỌN CƠ CẤU THIẾT BỊ LÀM VỆ SINH
ĐƯỜNG CỐNG THOÁT NƯỚC

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 605204

Hướng dẫn khoa học:
PGS. TS NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG

Tp.Hồ Chí Minh, tháng 10/2015

č


i


ii


LÝ LỊCH KHOA HỌC

I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC:
Họ & tên: Từ Hồ An Hội

Giới tính:Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 06/06/1969

Nơi sinh: Đồng Nai

Quê quán: Bến Tre

Dân tộc: Kinh

Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: 01 Đƣờng 21-Kp3-P. Linh Chiểu- Q. Thủ Đức
Điện thoại: 0903 911 646

E-mail:

II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO:
1. Trung học chuyên nghiệp:
Hệ đào tạo:

Thời gian đào tạo từ ……/…… đến ……/ …

Nơi học (trƣờng, thành phố):
Ngành học:
2. Đại học:
Hệ đào tạo: chính quy

Thời gian đào tạo từ: 10 /1986 đến 10

/1991

Nơi học (trƣờng, thành phố):

Trƣờng Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật
TP.HCM

Ngành học:

Cơ Khí Chế Tạo Máy

Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt
nghiệp:

THIẾT KẾ MÁY LY TÂM LỌC
DẦU THỰC VẬT

Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi
tốt nghiệp:

1991

Ngƣời hƣớng dẫn:

Trần Ngọc Hào

iii


III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC:
Thời gian

Nơi công tác

Công việc đảm nhiệm

1992-1994

Công ty Cao su y tế

Trƣởng ca sản xuất

1994-1997

Trung tâm dạy nghề Nhà Bè

Trƣởng phòng đào tạo

1998-2011

Công ty TNHH cơ khí Linh Trung

2011 đến
nay

Trƣờng Cao đẳng Công nghệ Thủ Đức

iv

Giám đốc Trung tâm
ĐTNNL&HTDN


LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai
công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày

tháng

Ngƣời nghiên cứu

Từ Hồ An Hội

v

năm 2015


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện không tránh khỏi những lúc gặp khó khăn trong
quá trình nghiên cứu, tôi xin chân thành cảm ơn đến GVHD Thầy Nguyễn Ngọc
Phƣơng đã luôn giúp đỡ và chỉ dẫn tôi nhiệt tình trong những lúc khó khăn ấy.
Lời cảm ơn chân thành nhất xin đƣợc gửi đến tất cả các thầy cô trong trƣờng
và đặc biệt là Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy, những ngƣời đã giảng dạy và đào tạo cho
tôi trong những năm qua.
Xin gửi lời cảm ơn đến các bạn học viên lớp CKM 13B đã chia sẽ các kiến
thức, hỗ trợ kĩ thuật để tôi có thể hoàn thành tốt đồ án này một cách đúng thời hạn.

Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày

tháng

Học viên

Từ Hồ An Hội

vi

năm 2015


TÓM TẮT
Ngày nay, với đà phát triển của các ngành công nghiệp, hàng loạt các vấn đề
về ô nhiễm môi trƣờng đƣợc đặt ra. Trong quá trình sàn xuất, các công ty thải ra
môi trƣờng các chất thải ô nhiễm khác nhau. Trong đó, chất thải dạng bùn là một
trong những vấn đề ảnh hƣởng nghiêm trọng. Bùn sẽ làm giảm khả năng chảy hoặc
thậm chí làm tắt nghẽn các kênh, cống rãnh. Tại Việt Nam, hàng năng chính phủ
phải chịu chi phí khá lớn nhằm làm sạch và khai thông kêng, cống rãnh. Tuy nhiên,
đây vẫn là một trong những công việc khá nặng và vất vả do công nhân chƣa đƣợc
trang bị các thiết bị phù hợp. Vì vậy, trong nghiên cứu này, robot đẩy bùn sẽ đƣợc
thiết kế và chế tạo nhằm nâng cao năng suất nạo vét kênh và cống rãnh. Trong quá
trình thiết kế, các phần mềm thiết kế sẽ đƣợc sử dụng nhƣ: Solidwords, Orcad,
AVRStudio. Qua quá trình phân tích các phƣơng án thiết kế, phƣơng án tối ƣu sẽ
đƣợc lựa chọn cho quá trình chế tạo thiết bị.

ABSTRACT
Nowadays, with the increase of industry, a number of issues of

environmental pollution have been posed. The pollution waste was created by many
manufacturing processes of companies that impact to environment. Of these, the
mud is one of the most serious problems. It reduces the flow of water inside the
drain and lets it become blocked. In Vietnam, every year, the government has to pay
a huge cost for cleaning the mud form the drain. However, this work is still slowly
and hadrly due to the equipments are not properly invested. Therefore, in this
research, the Mud Push Robotics (MPR) will be designed and manufactured for
improving the efficiency of this work. In the design steps, the CAD software were
applied as Inventor, Solidwords, Orcad, AVRStudio . Base on results which have
been analysed the solutions, the best idea will be selected for manufacturing the
MPR.

vii


MỤC LỤC
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP ........................................................... i
XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ............................................................ii
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................v
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... vi
TÓM TẮT ................................................................................................................ vii
MỤC LỤC ............................................................................................................... viii
DANH SÁCH HÌNH................................................................................................ xii
DANH SÁCH BẢNG BIỂU ................................................................................... xiv
Chƣơng I: TỔNG QUAN .........................................................................................1
1. 1 Đặt vấn đề .............................................................................................................. 1
1. 2 Lý do chọn đề tài ................................................................................................... 1
1. 3 Mục tiêu đề tài ....................................................................................................... 1
1. 4 Giới hạn đề tài ........................................................................................................ 2
1. 5 Tình hình nghiên cứu ............................................................................................. 2

1. 6 Ý nghĩa thực tiễn.................................................................................................... 3
Chƣơng II: QUÁ TRÌNH KHẢO SÁT, THỐNG KÊ CÁC PHƢƠNG PHÁP
NẠO VÉT CỐNG ĐỂ ĐÚC KẾT Ý TƢỞNG CHO ĐỀ TÀI ..................................4
2.1 Quá trình khảo sát ................................................................................................... 4
2.1.1. Khảo sát hệ thống cống ở các khu chế xuất, khu công nghiệp ........................... 4
2.1.1.1 Khu chế xuất Tân Thuận ............................................................................... 4


Phƣơng pháp vệ sinh cống thoát nƣớc ........................................................... 6

2.1.1.2 Khu công nghiệp Trảng Bàng – Tây Ninh (KCN TB – TN) ..................... 7


Phƣơng pháp vệ sinh cống thoát nƣớc: ........................................................ 8

2.1. 2 Khảo sát tình hình cống ngầm ở các khu dân cƣ trên địa bàn Thành phố Hồ
Chí Minh. ...................................................................................................................... 9
2.1.2.1 Khảo sát đƣờng 3/2 ,quận 10 (đoạn từ Lê Hồng Phong đến Lý
Thƣờng Kiệt): ......................................................................................................... 10


Quy trình vệ sinh: ......................................................................................... 10

viii




Cách thức thực hiện: .................................................................................... 11

2.1.2.2 Khảo sát tải ngã 3 Phùng Văn Cung – Thích Quảng Đức, quận Phú Nhuận. ...... 12


Quy trình vệ sinh: ......................................................................................... 13



Cách thực hiện: ............................................................................................ 14

2.1.2.3 Khảo sát tại ngã tƣ Lê Văn sỹ -Phạm Văn Hai quận Tân Bình: ................. 16


Quy trình vệ sinh: ......................................................................................... 16



Cách thực hiện: ............................................................................................ 18

2.2 Thống kê các loại đƣờng ống theo kết quả khảo sát: ........................................... 20


Giới thiệu các loại cống thƣờng sử dụng ở nƣớc ta ..................................... 20

2.2.1 Cống hở: ......................................................................................................... 20
2.2. 2 Cống hộp ....................................................................................................... 21
2.2.3 Cống tròn: ....................................................................................................... 21
2.3 Tình hình chung trong việc vệ sinh cống tại Việt Nam ........................................ 22
2.4 Thống kê các phƣơng pháp nạo vét cống tại Việt nam và trên thế giới ............... 22
2.4.1 Phƣơng pháp nạo vét sử dụng quả cầu vải ..................................................... 22
2.4.2 Phƣơng pháp sử dụng robot cống gắn thêm các thiết bị vệ sinh .................... 23

2.4.3 Phƣơng pháp sử dụng các thanh thông cống .................................................. 24
2.4.4 Phƣơng pháp sử dụng tời đôi và gàu chuyên dụng ........................................ 25
2.4.5 Thiết bị hốt bùn hố ga (Dạng vỏ sò) ............................................................... 25
2.4.6 Máy cắt rác với thanh truyền linh hoạt ........................................................... 26
2.4.7 Vét bùn bằng các lƣỡi cạo .............................................................................. 28
2.4.8 Sử dụng tia nƣớc áp lực cao (Bơm cao áp) .................................................... 29
2.4.9 Bơm hút bùn ................................................................................................... 30
2.4.10 Phƣơng pháp gom bùn cống hộp và cống hở sử dụng xe ủi. ....................... 30
2.5 Phân tích, so sánh ƣu nhƣợc điểm các phƣơng pháp vệ sinh ............................... 31
Bảng 1: So sánh ƣu nhƣợc điểm của các phƣơng pháp vệ sinh ............................. 31
Chƣơng III: PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN.........33
3.1. Phân tích các qui trình vệ sinh đang đƣợc sử dụng ............................................. 33
3.2 Các vấn đề cần giải quyết ..................................................................................... 36

ix


3.3 Phƣơng pháp giải quyết ........................................................................................ 38
Bảng 2: Một số kích thƣớc cống hộp ...................................................................... 38


Một số hình ảnh liên quan ............................................................................ 39

Chƣơng IV: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ NẠO VÉT CỐNG HỘP ........40
4. 1 Yêu cầu của thiết bị và giải pháp: ........................................................................ 40


Ph

ng n thi t

và gi i ph p

h n: .................................................. 40

4.2 Thiết kế cơ khí xe ủi trong cống: .......................................................................... 41
4.2. 1 Thiết kế máng đẩy bùn: ................................................................................. 41


Phân tích ứng suất và chuyển vị máng đẩy bùn. .......................................... 42

Bảng 3: Thuộc tính vật liệu ..................................................................................... 42


Lực tác động vào bề mặt tấm (nữa tấm): 0,004MPa ......................................... 43
Bảng 4: Bảng phân tích kết quả............................................................................... 44
4.2. 2 Thiết kế khung xe: ......................................................................................... 44
Phân tích ứng suất và chuyển vị khung máy. .......................................................... 46
Bảng 5: Thuộc tính vật liệu ..................................................................................... 46


Lực tác dụng: 0,005MPa .............................................................................. 46

Bảng 6: Bảng phân tích kết quả............................................................................... 47
4.2. 3 Thiết kế trục sau xe: ...................................................................................... 47
Phân tích ứng suất và chuyển vị của trục sau xe dƣới tác dụng moment xoắn. ...... 48
Bảng 7: Thuộc tính vật liệu ..................................................................................... 48
Bảng 8: Bảng phân tích kết quả............................................................................... 49
4.2. 4 Tính toán các giá trị cần thiết để chọn động cơ xe: ....................................... 50
Bảng 9: Hệ số cản lăn của xe khi chuyển động trên các địa hình (Nguồn:

.................................................................... 51
Bảng 10: Thông số kĩ thuật cơ bản của xe sau khi hoàn thành ............................... 52
4.2. 5 Quy trình tháo lắp xe: .................................................................................... 54
Chƣơng V: MÔ TẢ TỔNG QUÁT HOẠT ĐỘNG CỦA XE ..............................56
5. 1 Tóm tắt hoạt động của xe..................................................................................... 56
Chƣơng VI: THỰC NGHIỆM THỰC TẾ VÀ KẾT LUẬN ...............................57

x


6. 1 Thực nghiệm: ....................................................................................................... 57
Bảng 11: Kết quả thực nghiệm: ............................................................................... 57
6. 2 Kết luận: ............................................................................................................... 58
6. 3 Hƣớng phát triển thêm trong tƣơng lai: ............................................................... 58
2 0 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................59
PHỤ LỤC .................................................................................................................60
Phụ lục 1: PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT VÀ CHUYỂN VỊ MÁNG ĐẨY ..............60
Bảng 12: Thuộc tính vật liệu ................................................................................... 60


Lực tác động vào bề mặt tấm (nữa tấm): 0,004MPa .................................... 60

Bảng 13: Bảng phân tích kết quả............................................................................. 61
Phụ lục 2: PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT VÀ CHUYỂN VỊ CỦA TRỤC SAU XE
DƢỚI TÁC DỤNG MOMENT XOẮN. ................................................................74
Bảng 14: Thuộc tính vật liệu ................................................................................... 74


Moomen xoắn tác dụng lên trục: 18000 Nmm ............................................ 74

Bảng 15: Bảng phân tích kết quả............................................................................. 75
Phụ lục 3: PHÂN TÍCH ỨNG SUẤT VÀ CHUYỂN VỊ KHUNG MÁY ...........89
Bảng 16: Thuộc tính vật liệu ................................................................................... 89


Lực tác dụng: 0,005MPa .............................................................................. 89

Bảng 17: Bảng phân tích kết quả............................................................................. 90
Phụ lục 4: Bản vẽ kỹ thuật ...................................................................................102

xi


DANH SÁCH HÌNH
Hình 2. 1 S đồ hu h xuất Tân Thuận ....................................................................4
Hình 2. 2 Cống hở ở TTZ ............................................................................................5
Hình 2. 3 Hệ thống ống hộp ở TTZ ...........................................................................6
Hình 2. 4 Xe đào b nh xí h gắn đầu ạp bùn ...........................................................7
Hình 2. 5 Hạ tầng hu ông nghiệp Tr ng Bàng – Tây Ninh ..................................8
Hình 2. 6 Bùn và đ bên trong đ ờng ống n ớ th i 500mm.....................................9
Hình 2. 7 Hố g . ........................................................................................................10
Hình 2. 8 Cuố , đồ hốt r

và

ông ụ hổ trợ. ..................................................10

Hình 2. 9 Xe t i nhỏ với thi t
Hình 2. 10 Công nhân ấy r

huyên dụng. .........................................................11
trong ống và huyền ên trên. .................................12

Hình 2. 11 H i ông nhân đổ r
Hình 2. 12 Đ

vào thùng xe. ......................................................12

bùn ên xe t i nhỏ. ...........................................................................13

Hình 2. 13 Thùng xúc rác. .........................................................................................13
Hình 2. 14 Bộ hung m y tời.....................................................................................14
Hình 2. 15 Công ụ

o động và ông ụ hổ trợ h . .............................................14

Hình 2. 16 Công nhân múc rác vào thùng. ...............................................................15
Hình 2. 17 Công nhân điều hiển m y tời. ...............................................................15
Hình 2. 18 H i ông nhân đổ r

vào thùng. ............................................................16

Hình 2. 19 Công nhân

th nh tre với nh u và .........................................17

t nối

Hình 2. 20 Hình d ng “tr i ầu ôi”. .......................................................................17
Hình 2. 21 Bộ hung ó gắn đầu m y éo. ...............................................................18

Hình 2. 22 Công nhân ột tr i ầu ôi vào đầu giây
Hình 2. 23

t qu 1 ần éo r

p. .........................................19

.............................................................................19

Hình 2. 24 Cống hở ở hu h xuất Tân Thuận ........................................................20
Hình 2. 25 Cống hở ...................................................................................................21
Hình 2. 26 Cống tròn ................................................................................................21
Hình 2. 27 Robot gi m s t gắn thêm đầu ắt ủ Pipe ine Renew Te hno ogies –
Mỹ. .............................................................................................................................23
Hình 2. 28 IBG HydroCut 150_200 ..........................................................................24
Hình 2. 29 Th nh thông ống và

dụng ụ gắn èm ............................................24

xii


Hình 2. 30 Hệ thống tời vét r

với gầu 1 hiều .......................................................25

Hình 2. 31 Gàu mú bùn dạng vỏ xò sử dụng xy nh hí nén và
Hình 2. 32 Thi t bị ắt r
Hình 2. 33 C

với truyền động mềm .....................................................27

đầu ắt r

Hình 2. 34 M y ắt r

í h th ớ .....26

ho th nh truyền động mềm .........................................27

với th nh truyền inh hoạt ủ Stee Dr gon Too s ............28

Hình 2. 35 Nguyên ý ào bùn bằng

ỡi ạo ...........................................................29

Hình 2. 36 Xe vệ sinh bằng ti n ớ

p

o .......................................................29

Hình 2. 37 Hệ thống hút bùn bằng hân hông t hợp ủ ANEMATSU
ENGINEERING CO.,LTD – Nhật B n. ....................................................................30

Hình 3. 1 Cụm tời nạo vét ống ngầm BUSADCO ...................................................34
Hình 3. 2 Xú bùn r

trong ống hộp và đ

bùn ên .............................................35

Hình 3. 3 Xe hút bùn trong ống ủ S m o ............................................................35
Hình 3. 4 Quy trình hút bùn bằng xe huyên dụng ...................................................36
Hình 3. 5 Công nhân àm việ d ới ống và
Hình 3. 6 Thùng r

ông ụ

o động .........................39

và qu trình vận huyển ên xe ................................................39

Hình 3. 7 Xe hút bùn trong ống ủ S m o và vòi hút ............................................39

Hình 4. 1 Miệng ống hộp n i thi t bị sẽ đi vào .......................................................41
Hình 4. 2 B n vẽ m ng đẩy .......................................................................................42
Hình 4. 3 B ng thuộ tính vật iệu ............................................................................42
Hình 4. 5 B ng phân tí h
Hình 4. 6 Thi t
Hình 4. 7 Mô t

hí ủ
t

t qu ..............................................................................44
hung xe .....................................................................45

dụng ....................................................................................46

Hình 4. 8 B n vẽ trụ s u ..........................................................................................48
Hình 4. 9 Moomen xoắn ............................................................................................48
Hình 4. 10 Mô hình xe s u hi thi t

......................................................................49

Hình 4. 11 S đồ phân bố

hi xe di huyển.........................................................50

Hình 4. 12 Bảng 3 Hệ số

n ăn ủ xe ..................................................................51

Hình 4. 13 Xe sau khi gia công .................................................................................53
Hình 4. 14 Xi nh đ o hiều và nâng hạ m ng .........................................................53

xiii


Hình 4. 15 Quy trình th o ặp ...................................................................................54
Hình 4. 16 hung xe s u hi gắn ố định

hi ti t...............................................54

Hình 4. 17 Xe s u hi đã hoàn thành ........................................................................55

Hình 5. 1 B ng tóm tắt hoạt động ủ xe ..................................................................56
Hình 6. 1 Hút bùn bằng m y đẩy bùn .......................................................................57
Hình 6. 2 B ng 5 t qu th nghiệm ......................................................................57

DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Bảng 1: So s nh u nh ợ điểm ủ
Bảng 2: Một số í h th ớ

ph

ng ph p vệ sinh ..............................31

ống hộp ........................................................................38

Bảng 3: Thuộ tính vật iệu ......................................................................................42
Bảng 4: B ng phân tí h

t qu ...............................................................................44

Bảng 5: Thuộ tính vật iệu ......................................................................................46
Bảng 6: B ng phân tí h

t qu ...............................................................................47

Bảng 7: Thuộ tính vật iệu ......................................................................................48
Bảng 8: B ng phân tí h

t qu ...............................................................................49

Bảng 9: Hệ số n ăn ủ xe hi huyển động trên
đị hình Nguồn:
.......................................................................51
Bảng 10: Thông số ĩ thuật
Bảng 11:

t qu th

b n ủ xe s u hi hoàn thành ................................52

nghiệm: ................................................................................57

Bảng 12: Thuộ tính vật iệu ....................................................................................60
Bảng 13: B ng phân tí h

t qu .............................................................................61

Bảng 14: Thuộ tính vật iệu ....................................................................................74
Bảng 15: B ng phân tí h

t qu .............................................................................75

Bảng 16: Thuộ tính vật iệu ....................................................................................89
Bảng 17: B ng phân tí h

t qu .............................................................................90

xiv


Chƣơng I: TỔNG QUAN
1. 1 Đặt vấn đề
Ở nƣớc ta vấn đề môi trƣờng và tình trạng ngập lụt ở các thành phố lớn đang
diễn ra thƣờng xuyên và đáng báo động. Ngập lụt ảnh hƣởng nghiêm trọng đến giao
thông, hoạt động buôn bán, sản xuất, môi trƣờng và đời sống ngƣời dân. Từ đó nảy

sinh ra vấn đề nạo vét cống rãnh ở các khu công nghiệp và dân cƣ để đảm bảo khai
thông dòng chảy tránh tình trạng ngập lụt nhƣ hiện nay.
Mặt khác, quá trình khai thông, nạo vét cống cực kỳ nguy hiểm và ảnh
hƣởng đến sức khỏe, tính mạng của công nhân nên xu hƣớng của nƣớc ta và cả thế
giới hiện nay là giảm bớt sức ngƣời, thay thế dần bằng máy móc hiện đại để nâng
cao hiệu suất công việc, an toàn lao động.
1. 2 Lý do chọn đề tài
Ở nƣớc ta cũng hiện nay việc khai thông cống rãnh chủ yếu đƣợc thực hiện
bằng sức ngƣời với các công cụ đơn giản nhƣ cuốc, xẻng, ... Do đó tính an toàn và
độ hiệu quả chƣa cao. Bên cạnh đó, các máy móc thiết bị của nƣớc ngoài có giá rất
cao nên việc mua về và áp dụng ở nƣớc ta còn gặp nhiều khó khăn và hạn chế.
Từ những lý do đó, chúng ta thấy việc thiết kế và chế tạo máy vệ sinh, nạo
vét đƣờng cống để góp phần bảo vệ môi trƣờng và nâng cao tính hiệu quả của công
việc là rất cần thiết.
1. 3 Mục tiêu đề tài
Để giải quyết vấn đề bùn, rác lắng đọng trong hệ thống cống thoát nƣớc phù
hợp với một số yêu cầu của các đơn vị sử dụng nhƣ Khu chế xuất Tân Thuận, Xí
nghiệp thoát nƣớc Bắc Nhiêu Lộc…. Đồng thời để đảm bảo an toàn sức khỏe cho
công nhân vận hành, mục đích của đề tài hƣớng đến là khảo sát hiện trạng cống
thoát nƣớc ở một số khu vực, nghiên cứu các phƣơng pháp vệ sinh cống đang đƣợc
sử dụng. Từ đó, phân tích, so sánh, đánh giá ƣu nhƣợc điểm của các phƣơng pháp
để lựa chọn giải pháp phù hợp và tiến hành thiết kế, chế tạo thiết bị, đƣa vào thực
nghiệm, đồng thời đánh gía kết quả thực nghiệm.

1


Việc thiết kế và chế tạo thiết bị phải đảm bảo các yêu cầu sau:
 Thiết bị có thể hoạt động đƣợc trong môi trƣờng cống.
 Thiết bị có thể tiến, lùi và tăng giảm tốc độ, chạy trong môi trƣờng

nƣớc và bùn nhão.
 Thiết bị hoạt động thông qua giao diện điều khiển và tín hiệu không
dây.
 Có camera quan sát truyền video và hình ảnh về cho ngƣời điều khiển.
 Camera phải hoạt động tốt trong môi trƣờng ẩm thấp và thiếu sáng.
1. 4 Giới hạn đề tài
Đề tài mới đƣợc thực hiện trong môi trƣờng cống hộp có cạnh từ 1,2 mét, có
thể khô hoặc chứa nƣớc với mức ngập nƣớc không quá 0,3 mét và khối lƣợng bùn
đẩy đƣợc giới hạn từ 60 ÷ 70 kg.
1. 5 Tình hình nghiên cứu
Ở Việt Nam việc nghiên cứu chế tạo thiết bị nạo vét cống thƣờng xuất phát
từ chính công nhân với các hình thức thô sơ nhƣ quả cầu vải, cầu lôi, ... Hiện nay thì
có thêm các công ty nhƣ: Công ty TNHH MTV Thoát nƣớc và Phát triển đô thị Bà
Rịa Vũng Tàu – BUSADCO, công ty Samco, ... nhƣng vẫn còn sản xuất với giá
thành rất cao.
Ngoài ra tại Việt Nam và trên thế giới cũng đã có những nghiên cứu về vệ
sinh đƣờng ống nhƣ:
 ROBOT VỆ SINH ĐƢỜNG ỐNG. Tác giả: Bích Nhàn. Nguồn:
khoahoc.baodatviet.vn, 2011.
 PHAT TRIỂN ROBOT KIỂM TRA VA VỆ SINH DƢỜNG ỐNG. Tác giả:
Trần Phƣơng Nam, Nguyễn Trƣờng Thịnh, Nguyễn Ngọc Phƣơng. Nguồn:
Hội Nghị toàn quốc về Điều khiển và Tự động hóa, 2011.
 ROBOT VỆ SINH DƢỜNG ỐNG NƢỚC THẢI "MADE IN VIETNAM".
Nguồn: tamnhin.net, 2011.
 A STUDY OF PIPE-CLEANING AND INSPECTION ROBOT. Tác giả:
Truong-Thinh, Nguyen; Ngoc-Phuong, Nguyen; Phuoc-Tho, Tuong. Nguồn:
2011 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics, 2011.

2

 KR1020110033389 PIPE CLEANING ROBOT CAPABLE OF STABLY
TRAVELING INSIDE A PIPE, 2011. Nguồn www.cesti.gov.vn
 KR1020080013647 CLEANING ROBOT FOR A GARBAGE
DISCHARGING PIPE TO REMOVE WASTE IN THE PIPE BY
TRAVELING IN THE PIPE, HAVING A PLURALITY OF CLEANING
DEVICES, 2008. Nguồn www.cesti.gov.vn
 KR100834438 PIPE CLEANING ROBOT FOR REMOVING OBSTACLES
STUCK ON INNER SURFACE OF A PIPE BURIED IN THE GROUND,
2008. Nguồn www.cesti.gov.vn
 OPTIMAL MECHANISM DESIGN OF IN-PIPE CLEANING ROBOT. Tác
giả: Jung, Chang Doo; Chung, Won Jee; Ahn, Jin Su;… Nguồn: 2011 IEEE
International Conference on Mechatronics and Automation, 2011.
1. 6 Ý nghĩa thực tiễn
Đề tài này giúp chúng ta có cái nhìn tổng quát hơn về công việc nào vét cống
rảnh. Có thể thay thế sức ngƣời, góp phần giảm thiểu tai nạn trong quá trình làm
việc. Giảm chi phí sản xuất thiết bị, nâng cao năng suất công việc và góp phần bảo
vệ môi trƣờng sống.

3


Chƣơng II: QUÁ TRÌNH KHẢO SÁT, THỐNG KÊ CÁC PHƢƠNG PHÁP
NẠO VÉT CỐNG ĐỂ ĐÚC KẾT Ý TƢỞNG CHO ĐỀ TÀI
2.1 Quá trình khảo sát
2.1.1. Khảo sát hệ thống cống ở các khu chế xuất, khu công nghiệp
2.1.1.1 Khu chế xuất Tân Thuận
Khu chế xuất Tân Thuận (“TTZ”) với tổng diện tích 300 hecta với sông Sài
Gòn bao quanh. Bắt đầu xây dựng từ năm 1992, đến nay TTZ đã là Khu Chế Xuất
thành công nhất tại Việt Nam với hơn 130 doanh nghiệp đang hoạt động.

Hình 2. 1 S đồ hu h xuất Tân Thuận
Do có vị trí nằm sát sông Sài Gòn nên địa hình ở khu vực này khá thấp, cho
nên hệ thống cống ở TTZ không thể xây ngầm trong lòng đất nhƣ các khu vực khác
đƣợc. Vì vậy phần lớn hệ thống cống ở đây khá cạn và đƣợc để hở. Hệ thống cống
hở này chạy quanh các doanh nghiệp và nằm song song với hệ thống đƣờng nội bộ
ở đây, với tổng chiều dài trên 30km và chiều ngang từ 2 – 6m.

4


Hình 2. 2 Cống hở ở TTZ
Hình 2.2 cho thấy hệ thống cống hở ở TTZ có nhiều bùn và rác, ngoài ra có
đƣờng ống nƣớc thải bằng nhựa có đƣờng kính từ 200 – 300mm đi theo các cống hở
này gây khó khăn cho việc nạo vét bùn.
Bên cạnh hệ thống cống hở là hệ thống cống hộp đôi nằm tại các ngã tƣ, ngã
ba để nối hệ thống cống hở với nhau. Có kích thƣớc mỗi cống là 2m x 2m với tổng
chiều dài trên 1 km.

5


Hình 2. 3 Hệ thống ống hộp ở TTZ
Để xử lý nƣớc thải từ các doanh nghiệp khu chế xuất đã đầu tƣ xây dựng nhà
máy xử lý nƣớc thải với công suất thiết kế lên đến 10.000 m3/ ngày đêm.
 Phƣơng pháp vệ sinh cống thoát nƣớc
Do phần lớn cống thoát nƣớc là cống hở (dạng mƣơng thoát nƣớc nên quá trình
nạo vét bảo dƣỡng có thể sử dụng công nhân và các thiết bị hỗ trợ để thực hiện. Hiện
nay, xe cuốc gắn đầu cạp bùn (Hình 2.4) để vét bùn dƣới cống hở, nhƣng phƣơng pháp
này tốn nhiều chi phí do bùn không tập trung và hệ thống cống quá dài.

Theo yêu cầu của khu chế xuất thì để nâng cao hiệu quả nạo vét thì cần có
một thiết bị để gom bùn lại thành từng cụm lớn để có thể sử dụng xe cuốc đầu cạp
bùn hoặc gàu tải để vét bùn lên trên, phƣơng pháp này có thể làm tăng năng suất và
giảm chi phí nạo vét.
Đối với dạng cống hộp là cống ở vị trí thấp để xả nƣớc ra sông với nhiều

6


đoạn, đoạn dài nhất khoảng 800m, và các đoạn nối ngang đƣờng khoảng 30-40 m
rất khó khăn cho việc nạo vét. Đo địa hình gần sông nên bùn lắng đọng nhiều
trong cống. Hiện nay phía khu chế xuất chƣa có phƣơng án nạo vét các đoạn
cống hộp này.

Hình 2. 4 Xe đào b nh xí h gắn đầu ạp bùn
Theo yêu cầu của khu chế xuất thì cần có một thiết bị để vét bùn trong
cống ra hố ga nhƣng không có công nhân chui vào trong cống để đảm bảo an
toàn và sức khỏe cho cá nhân. Do đó có thể thiết kế thiết bị dạng máy ủi tự động
hoặc điều khiển từ xa có giám sát bằng camera hoặc dạng tời kéo là phù hợp.
2.1.1.2 Khu công nghiệp Trảng Bàng – Tây Ninh (KCN TB – TN)
Khu công nghiệp Trảng Bàng – Tây Ninh nằm ở vị trí: Km32 – đƣờng
Xuyên Á, xã An Tịnh huyện Trảng Bàng, tỉnh Tây Ninh. Cách Trung tâm
Tp.HCM 45 km.
Quy mô: 189,57ha. Diện tích có thể cho thuê là 132,97ha, đã cho thuê
118,12ha (79 dự án đầu tƣ với tổng số vốn đăng ký là 201,36 triệu USD và
1.754,95 tỷ đồng).
Công ty đầu tƣ hạ tầng: Công ty cổ phần phát triển hạ tầng khu công

7

nghiệp Tây Ninh. KCN TB-TN có trên 12 km đƣờng nội bộ và trên 20 km cống
thoát nƣớc các loại, phần lớn là cống có kích thƣớc từ 600 – 800 mm.
Qua quá trình sử dụng thiết bị khảo sát hiện trạng cống ngầm cho thấy do
địa hình cao nên các đƣờng cống chủ yếu tích tụ đất cát, bê tông trong quá trình
thi công.

Hình 2. 5 Hạ tầng hu ông nghiệp Tr ng Bàng – Tây Ninh
Hình 2.5 cho thấy các loại chất thải lắng đọng trong các cống nƣớc thải và
cống nƣớc mƣa ở KCN TB-TN. Có nhiều loại nhƣ bùn nhảo, đất cát, bê tông do
thi công.
 Phƣơng pháp vệ sinh cống thoát nƣớc:
Do cống thoát nƣớc trong KCN TB-TN là loại cống bê tông tròn đƣờng kính
từ 600 - 800 mm nên việc vệ sinh gặp nhiều khó khăn, chủ yếu cho công nhân nạo
vét phía 2 đầu cống tại hố ga. Việc vệ sinh phía trong chƣa thực hiện đƣợc.
Theo yêu cầu của công ty cần thiết kế thiết bị nạo vét các cống tròn đƣờng
kính từ 300 – 800mm với đối tƣợng vệ sinh chủ yếu là đất cát lắng đọng lâu ngày.

8