Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế và chế tạo máy hủy giấy văn phòng

Đồ án tốt nghiệp

Trang 1
PHẦN MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài:
- Ngày nay khoa học kỹ thuật phát triển rất mạnh trong nhiều lĩnh vực. Đặc biệt là
trong nhóm nghành kỹ thuật.
- Quan sát cho thấy nhu cầu bảo mật tài liệu không có giá trị sử dụng cần phải hủy
trước khi đưa tới bộ phận sử lý bên ngoài.
- Hưởng ứng phát động tham gia nghiên cứu khoa học trong sinh viên của nhà trường
và thỏa mãn niềm đam mê nghiên cứu khoa học của bản thân.
- Góp phần vào thực hiện quá trình phát triển khoa học kỹ thuật của đất nước.
- Sau quá trình tìm hiểu về nhu cầu thị trường nói chung và người sử dụng nói riêng,
chúng em quyết định thực hiện đề tài “THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY HỦY GIẤY
VĂN PHÒNG”.
2. Mục tiêu nghiên cứu:
- Thiết kế chế tạo thành công “MÁY HỦY GIẤY VĂN PHÒNG”.
- Phân tích được đặc tính nguyên lý làm việc của máy.
- Hiểu rõ được quy trình cần thực hiện để hoàn thành một sản phẩm cơ khí.
- Bổ sung, cũng cố lượng kiến thức còn thiếu trong quá trình còn học trên ghế nhà
trường.
3. Đối tƣợng nghiên cứu:
- Tập trung nghiên cứu “MÁY HỦY GIẤY VĂN PHÒNG”.
- Tìm hiểu về một số máy hiện có trên thị trường.
- Tìm hiểu về các phương pháp gia công và nguyên lý hoạt động của các loại máy có
cùng chức năng hoặc tương tự mà có thể áp dụng vào đề tài.
4. Phạm vi nghiên cứu:
- Tiến hành nghiên cứu, tìm kiếm thông tin ở các cơ sở trên địa bàn tỉnh và các văn
phòng nhà máy.
- Thực hiện đề tài trong khoản 6 tháng (có kế hoạch chi tiết).

5. Cơ sở lý luận:

SVTH: Huỳnh Công Dương - Đinh Văn Phúc

Lớp: DCK15A


Đồ án tốt nghiệp

Trang 2

- Việc tính toán thiết kế các bộ phận của máy hoàn toàn dựa vào lý thuyết của môn học
máy cắt kim loại, môn sức bền vật liệu, vẽ kỹ thuật.
- Vậy cơ sở tính toán thiết kế:
+ Chỉ tiêu độ bền.
+ Chỉ tiêu độ chính xác.
+ Chỉ tiêu về tính công nghệ.
- Để đảm bảo các chỉ tiêu trên người thiết kế dùng các phương pháp sau đây:
+ Phương pháp tham khảo tài liệu: nghiên cứu, tìm cách ứng dụng các công thức,
phương trình để tính toán, kiểm tra độ bền của các chi tiết, bộ phận máy.
6. Cấu trúc đồ án máy hủy giấy văn phòng
- Chương 1: Tổng quan về máy hủy giấy văn phòng.
Giới thiệu sơ lược về máy hủy giấy văn phòng tìm hiểu về máy hủy giấy trên thị
trường.
- Chương 2: Phân tích các phương án và lựa chọn phương án thiết kế.
Tìm hiểu sơ lược về máy h ủy giấy và đưa ra các phương án cụ thể để đảm bảo được
tính khả thi nhất về máy hủy giấy
- Chương 3: Tính toán các chi tiết máy.
Tính toàn các chi tiết và chuyển động của máy để đảm bảo độ bền và hoạt động tốt
nhất

- Chương 4: Thiết kế các chi tiết máy và nguyên lý hoạt động.
Thiết kế các chi tiết trên phần mềm Inventor 2016 và giới thiệu về bộ truyền, động cơ
của máy
- Chương 5: Vận hành bảo dưỡng và an toàn khi sử dụng.
Láp ráp và cho tiến hành chạy thử kiểm tra năng xuất đạt được của máy và vấn đề an
toàn

SVTH: Huỳnh Công Dương - Đinh Văn Phúc

Lớp: DCK15A


Đồ án tốt nghiệp

Trang 3

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY HỦY GIẤY VĂN PHÒNG
1.1. Giới thiệu chung về máy hủy giấy văn phòng
1.11. Khái niệm
- Là thiết bị có khả năng hủy các tài liệu như giấy được điều khiển bằng nút bấm thông
qua kết nối mach điện là tiết bị quan trọng trong văn phòng đối với các công ty ,xí nghiệp
1.1.2. Lịch sử phát triển của hệ thống máy hủy giấy văn phòng
- Chiếc máy hủy tài liệu đầu tiện được thiết kế bởi Abbot Augustus Low (1844 - 1912)
xếp lại đan xen với nhau để khi người dùng bỏ giấy vào, mô tơ sẽ hoạt động, giấy đi qua
các lưỡi dao và vào năm 1908, tuy nhiên vẫn chưa hoàn thiện phải đến năm 1936, chiếc
máy mới được hoàn thiện bởi Adolf Ehinger. Sau đó, ông đã giới thiệu sản phẩm của
mình đến các cơ quan tổ chức tài chính, chính phủ. Và công ty ông trở thành nhà sản xuất
máy hủy tài liệu đầu tiên và hàng đầu. Từ đó máy hủy tài liệu được biết đến. Máy hủy tài
liệu hay còn gọi là máy hủy giấy là thiết bị văn phòng được cấu tạo bao gồm dao cắt, lưỡi
dao, các bánh rang, thùng chứa và đầu máy… Các lưỡi dao được giấy sẽ được hủy thành

vụn hoặc sợi tùy loại, dòng máy. Ngoài giấy ra, máy còn hủy được các loại chất liệu nhựa
như các thẻ tín dụng, đĩa CD, USB, card visit… không thể lắp ghép lại được.
1.1.3. Những đặt điểm cơ bản của máy hủy giấy văn phòng
1.1.3.1. Ƣu điểm cơ bản của máy hủy giấy văn phòng
1: Bảo mật thông tin, các tài liệu quan trọng, bí mật công ty là điều vô cùng quan trọng
và cần thiết, luôn được quan tâm hàng đầu. Để tránh các giấy tờ quan trọng, tài liệu mật
rơi vào tay kẻ xấu làm thiệt hại công ty doanh nghiệp. Bỡi thương trường như chiến
trường, cạnh tranh, ganh đua nhau khóc liệt, việc để tài liệu quan trọng rơi ra ngoài là vô
cùng nguy hiểm.
2: Một công dụng rất tuyệt vời của máy hủy giấy văn phòng là góp phần bảo vệ môi
trường. Thay vì vứt giấy tờ vào sọt rác thì chúng ta có thể xén vụn nó ra rồi tận dụng cho
nhiều việc khác như lót chuồng, trồng cây cảnh…
3: Ngoài ra, máy hủy giấy văn phòng còn là thiết bị vệ sinh rất hiệu quả bạn có thể tống
khứ các loại tài liệu không liên quan vướng víu vào máy mà không mất nhiều thời gian

SVTH: Huỳnh Công Dương - Đinh Văn Phúc

Lớp: DCK15A


Đồ án tốt nghiệp

Trang 4

dọn dẹp giúp văn phòng, nơi làm việc của bạn trở nên thoáng hơn, ngăn nắp và gọn gàng
hơn.
1.1.3.2. Ƣu điểm khác
-Dễ dàng sử dụng
-Giá thành rẽ phù hợp với cá nhân
-Có thể hủy nhiều tờ cùng một lúc

-Nhẹ nhàng dễ di chuyển
-Ít tốn kém chi phí bảo trì bảo dưỡng
-Hủy giấy nhanh, gọn gàn
1.1.3.3. Nhƣợc điểm
Chỉ sử dụng ở nhũng nơi sạch sẽ không mưa gió
Không được sữ dụng phổ biến (thường là ở các công ty xí nghiệp)
Cũng thường xuyên bị kẹp giấy
1.2. Giới thiệu chung về máy hủy giấy văn phòng
1.2.1. Tình hình nghiên cứu quốc tế
Xuất phát từ những nhu cầu cấp thiết trong cuộc sống như cắt dây cáp, đồng, nghiền
rác thải, đệm, lốp xe, v.v… Hill (1986) đã đưa ra 3 phương án thiết kế máy với 2 trục dao,
4 trục dao và hệ thống băng tải cấp phôi [1]. Cơ chế tạo ra có thể giúp cắt sợi và nghiền.
Tsai (1994) đã đề xuất cải tiến biên dạng răng của dao cắt nhờ thay đổi góc lượn và độ
dốc. Ngoài ra các răng được gia công có độ côn hoặc lưỡi sắc, và các đĩa cữa được lắp
ráp trên trục hình lục giác giúp dễ dàng sắp xếp các đĩa lệch nhau theo hình xoắn ốc [2].
Ming (2002) đã chỉ ra phương án cải tiến biên dạng đĩa cắt bằng cách làm nhọn các
răng và tạo răng cưa không quá sâu trên biên dạng cong của đĩa, nhằm giúp việc bám giấy
tốt hơn [3]. Năm 2006, Bai và Shuhui trong sáng chế của mình đã thay 1 đĩa dày bằng 2
đĩa mỏng hơn ghép lại với nhau với một khoảng trống ở giữa. Cách làm này sẽ giúp tiết
kiệm được vật liệu, giảm khối lượng trục đồng thời giảm yêu cầu về độ chính xác gia
công cho hệ thống. [4]. Thừa hưởng những thành tựu đã có, Azimi (2007) đã cho ra đời
một mô hình máy nhỏ gọn, đơn giản hơn chỉ gồm 3 bộ phận chính: Tay quay, dao cắt và
thùng chứa. Máy có ưu điểm là tiết kiệm năng lượng [5].
SVTH: Huỳnh Công Dương - Đinh Văn Phúc

Lớp: DCK15A


Đồ án tốt nghiệp

Trang 5

Tuy rất nhiều cơ cấu máy hủy giấy đã được phát triển nhưng chúng vẫn chưa đáp ứng
được nhu cầu đa dạng của thực tế. Điều đó thôi thúc nhóm tác giả Weidman, Klowak
cùng các cộng sự (2014) cho ra đời một cơ cấu máy mới, ở đó công việc hủy giấy được
chia thành 3 giai đoạn (tương ứng với 3 tầng) đảm bảo đầu ra cuối cùng là giấy bị băm
nhỏ hoàn toàn để đảm bảo tính bảo mật theo yêu cầu. Bên cạnh đó, quá trình hủy còn
được điều khiển bằng chương trình để đảm bảo các công đoạn diễn ra đồng bộ [6]. Với sự
phát triển của khoa học và công nghệ, các phương pháp gia công tiên tiến ngày nay được
ứng dụng rộng rãi, cho phép Sanjay cùng các công sự (2015) tăng số lượng lưỡi cắt trên
hai trục, xoay theo hướng song song. Quá trình cắt được tiến hành trong không gian chật
hẹp hơn để tài liệu bị nghiền nhỏ thành dạng bột [7]. Sara ở trường đại học Vilnius
Gediminas lại xuất phát từ nhu cầu nghiền rác thải nên đã tăng bề dày của đĩa cưa để đảm
bảo khả năng chịu mô men xoắn lớn. Hai trục dao được điều khiển bằng động cơ thủy lực
để đảm bảo cắt – nghiền được vật liệu cứng [8]. Ở một góc độ khác, để đáp ứng yêu cầu
nhỏ gọn và giảm tiếng ồn ở một số văn phòng, Shahrani cùng các cộng sự ở trường Đại
học Arizona, Hoa Kỳ đã thiết kế lại máy, trong đó trục cắt có gắn nhiều miếng dao nhỏ
liên tiếp, tay quay được liên kết với trục cắt. Máy này có khá nhiều ưu điểm như giảm
tiếng ồn, tiết kiệm năng lượng, nhỏ gọn dễ di chuyển, dễ chế tạo, bảo trì, v.v…[9]
Tương tự như việc hủy giấy, trong thực tế sản xuất cũng nảy sinh các nhu cầu sử dụng
các máy băm, cắt nông sản. Sreenivas cùng các cộng sự (2017) đã cho ra đời loại máy
như vậy [10]. Điều đó cho thấy cơ cấu hủy giấy có thể ứng dụng trong các lĩnh vực khác.
Ogbeide, Nwabudike và các đồng nghiệp lại tập trung vào vấn đề tối ưu truyền dẫn và
giảm tiếng ồn bằng đề xuất thêm vào cơ cấu máy các ròng rọc [11]. Cũng giống như Tsai
(1994) và Ming (2002), Siddiqui cùng các đồng nghiệp (2017) tập trung vào vấn đề cải
tiến hình học dao cắt. Nhờ ứng dụng các công cụ mô phỏng, phân tích số hiện đại, các tác
giả đã tìm ra mẫu thiết kế biên dạng dụng cụ cắt ưu việt hơn [12]. Ngoài ra, khác với quan
điểm của Ogbeide [11], Pavankumar và các cộng sự (2018) lại cho rằng cần thay thế cơ
cấu truyền động đai, ròng rọc bằng cơ cấu động cơ điện gắn bộ bánh răng ăn khớp. Bằng
thực nghiệm các tác giả đã chỉ ra rằng ý tưởng này sẽ đảm bảo hệ truyền động không xảy

ra hiện tượng trượt khi quá tải [13]. Đối với các loại rác thải nhựa, Atadious và Joel gần
SVTH: Huỳnh Công Dương - Đinh Văn Phúc

Lớp: DCK15A


Đồ án tốt nghiệp

Trang 6

đây đã đề xuất cơ cấu buồng băm được làm từ những tấm thép dày, nhọn quay với tốc độ
cao để bào – cắt dần các rác thải nhựa, thay vì cơ cấu nghiền. Nhựa bị cắt từ từ sẽ đảm
bảo cơ cấu cắt không bị quá tải [14]. Một cải tiến nữa đáng chú ý của Ekman cùng các
cộng sự là trong máy chỉ sử dụng 1 trục dao kết hợp với 2 thành bên của máy để nghiền.
Điều này tiết kiệm được một trục dao. Đồng thời có màng lưới lọc để vụn khi nghiền lọt
qua [15]. Ravi [16] trong đề xuất của mình đã phủ 1 lớp Crom hoặc Nikel để tăng cường
độ cứng và giảm ăn mòn của dao cắt.
1.2.2. Tình hình sử dụng máy hủy giấy văn phòng ở nƣớc ta
Mặc dù nhu cầu hủy giấy ở nước ta là rất lớn như đã nêu, nhưng phải đến gần đây loại
máy này mới được nghiên cứu và chế tạo thử nghiệm ở nước ta. Trong đồ án tốt nghiệp
của mình, thầy Nguyễn Ngọc Thiện đã nghiên cứu và hướng dẫn cho nhóm mình thiết kế
máy hủy giấy công suất nhỏ dành cho những người làm văn phòng. Tuy nhiên đề tài này
chỉ mang tính chất ứng dụng và chế tạo. Đóng góp đáng kể hơn trong nghiên cứu về loại
máy này ở Việt Nam.
Mặc dù những nghiên cứu trong và ngoài nước đã có những thành tựu đáng kể trong
việc phát triển máy hủy giấy, tuy nhiên, đến nay vẫn tồn đọng một số vấn đề kỹ thuật cơ
bản và chưa có được phương án giải quyết triệt để. Bên cạnh những ưu điểm thì cũng có
những nhược điểm riêng. Các loại máy hủy giấy hiện nay hoạt động theo cơ chế cắt,
nghiền chủ yếu nhờ cơ cấu gồm hai hay nhiều trục cắt đặt song song nhau, khi động cơ
quay làm các trục quay để nghiền, xé giấy. Về cơ bản, mỗi loại khác nhau ở cấu tạo, biên

dạng lưỡi dao, công suất của động cơ

Hình 1.1: Máy hủy giấy văn phòng
SVTH: Huỳnh Công Dương - Đinh Văn Phúc

Hình 1.2: Cơ chế cắt của máy hủy giấy
Lớp: DCK15A


Đồ án tốt nghiệp

Trang 7

Hình 1.3: Máy hủy giấy công nghiệp
Ở dạng máy hủy giấy văn phòng, cấu tạo hai trục cắt nhỏ được gắn các lưỡi cắt mỏng
đặt xen kẽ nhau. Thiết kế nhỏ gọn là đặc điểm nổi bật của máy, giúp tiết kiệm không gian,
tính thẫm mĩ cao, dễ dàng di chuyển ở các không gian làm việc khác nhau.
Ở dạng máy hủy giấy văn phòng, cấu tạo hai trục cắt nhỏ được gắn các lưỡi cắt mỏng
đặt xen kẽ nhau. Thiết kế nhỏ gọn là đặc điểm nổi bật của máy, giúp tiết kiệm không gian,
tính thẫm mĩ cao, dễ dàng di chuyển ở các không gian làm việc khác nhau. Tuy nhiên,
loại máy này chỉ phù hợp với công việc văn phòng chỉ có nhu cầu hủy lượng giấy ít mang
tính bảo mật. Máy có năng suất hủy giấy thấp, động cơ có công suất nhỏ, dễ bị kẹt giấy
khi làm việc quá tải, nhiều lần hư hỏng sẽ làm cho động cơ dần bị xuống cấp và máy sẽ
không hoạt động được.
Ở dạng máy hủy quy mô công nghiệp, có cấu tạo hai trục cắt (hoặc 3-4 trục) được gắn
đĩa cắt dày có thiết kế các mấu răng. Cơ cấu của máy có các ưu điểm nổi bật: đĩa cắt dày
cộng với momen trục quay lớn giúp máy có thể cắt được một xấp giấy dày trong một lần,
các đĩa cắt dày đặt xen kẽ sát nhau nên có độ cứng vững tốt khi các trục làm việc, biên
dạng của đĩa cắt có các răng giúp kéo giấy một cách hiệu quả. Tuy nhiên, chính vì cấu tạo
của các đĩa cắt được đặt xen kẽ và sát nhau, với khoảng hở rất nhỏ nên yêu cầu về độ

SVTH: Huỳnh Công Dương - Đinh Văn Phúc

Lớp: DCK15A


Đồ án tốt nghiệp

Trang 8

chính xác gia công, lắp ráp rất cao. Sai số chế tạo sẽ dẫn đến va chạm giữa các đĩa vào
nhau, gây vỡ lưỡi dao cũng như phá hủy hệ thống. Đồng thời, khi gặp xấp giấy quá dày,
các lưỡi cắt do các đĩa tạo ra có thể chưa kịp cắt hết được giấy, trong khi răng của đĩa thì
vẫn bám bắt và kéo giấy xuống liên tục. Quá trình cắt – kéo giấy không đồng bộ trong khi
hủy tập giấy dày chính là nguyên nhân khiến cho máy bị kẹt. Bên cạnh đó, biên dạng của
đĩa cắt rất phức tạp với yêu cầu đạt độ chính cao, đòi hỏi phải gia công bằng phương pháp
cắt dây, tốn khá nhiều chi phí. Khi máy hoạt động hết công suất thì sẽ tạo ra tiếng ồn lớn,
tiếng giật mạnh của động cơ. Điều này không phù hợp với môi trường văn phòng như
PKT&ĐBCL IUH.
1.3. Khảo sát thị trƣờng và nhu cầu thực tế ngƣời tiêu dùng
1.3.1. Thị trƣờng máy hủy giấy hiện nay

Hình 1.4: Máy hủy giấy văn phòng ST-15S
SVTH: Huỳnh Công Dương - Đinh Văn Phúc

Lớp: DCK15A


Đồ án tốt nghiệp

Trang 9

Thông số kỹ thuật: Điện áp: 220V, Công suất: 0.5Kw, tốc độ cắt: 2m/ phút, Kích thước
sợi:4x200 mm,
Xuất sứ: Trung Quốc
Giá thành: 20 Triệu VNĐ.

Hình 1.5: Máy hủy tài liệu EBA 1125S
Cơ chế: Máy được thiết kế với hai trục có gắn các lưỡi cắt đặt song song nhau. Khi
động cơ hoạt động, hai trục cắt quay làm nhiệm vụ nghiền nát giấy
Thông số kỹ thuật:Điện áp: 220V, Công suất: 0.5Kw, Trọng lượng: 12 kg
Xuất sứ: Trung Quốc
Giá thành: 13 Triệu VNĐ

SVTH: Huỳnh Công Dương - Đinh Văn Phúc

Lớp: DCK15A


Đồ án tốt nghiệp

Trang 10

Hình 1.6: Máy hủy tài liệu BINGO C42-CD
Cơ chế: Máy được thiết kế với hai trục có gắn các lưỡi cắt đặt song song nhau. Khi
động cơ hoạt động, hai trục cắt quay làm nhiệm vụ nghiền nát giấy
Thông số kỹ thuật: Điện áp: 220V, Công suất: 0.5Kw, Trọng lượng: 18 kg
Xuất sứ: Trung Quốc
Giá thành: 7 Triệu VNĐ
SVTH: Huỳnh Công Dương - Đinh Văn Phúc

Lớp: DCK15A


Đồ án tốt nghiệp

Trang 11

Hình 1.7: Máy hủy tài liệu Kobra +1cc4
Cơ chế: Máy được thiết kế với hai trục có gắn các lưỡi cắt đặt song song nhau. Khi
động cơ hoạt động, hai trục cắt quay làm nhiệm vụ nghiền nát giấy
Thông số kỹ thuật: Điện áp: 220V, Công suất: 0.5 Kw, Trọng lượng: 14 kg
Xuất sứ: Trung Quốc
Giá thành: 5 Triệu VNĐ

SVTH: Huỳnh Công Dương - Đinh Văn Phúc

Lớp: DCK15A


Đồ án tốt nghiệp

Trang 12

Hình 1.8: Máy hủy tài liệu công nghiệp SUNY
Cơ chế: Máy được thiết kế với hai trục có gắn các lưỡi cắt đặt song song nhau. Khi
động cơ hoạt động, hai trục cắt quay làm nhiệm vụ nghiền nát giấy
Thông số kỹ thuật: Điện áp: 220V, Công suất: 0.5 Kw, Trọng lượng: 13 kg
Xuất sứ: Trung Quốc
Giá thành: 4 Triệu VNĐ
SVTH: Huỳnh Công Dương - Đinh Văn Phúc

Lớp: DCK15A


Đồ án tốt nghiệp

Trang 13

Hình 1.9: Máy hủy tài liệu công nghiệp FUZHIYUAN
Cơ chế: Máy được thiết kế với hai trục có gắn các lưỡi cắt đặt song song nhau. Khi
động cơ hoạt động, hai trục cắt quay làm nhiệm vụ nghiền nát giấy
Thông số kỹ thuật: Điện áp: 380V, Công suất: 4 Kw, Kích thước máy: 750 x 620 x
1040 (mm), Trọng lượng: 2000 kg
Xuất sứ: Trung Quốc
Năng suất: 130kg/h
SVTH: Huỳnh Công Dương - Đinh Văn Phúc

Lớp: DCK15A


Đồ án tốt nghiệp

Trang 14

Giá thành: 150 Triệu VNĐ
Đánh giá kết quả các công trình nghiên cứu đã công bố (ưu, khuyết, những tồn
tại…)
Như vậy, qua quá trình khảo sát ta thấy các máy hủy giấy được giới thiệu trên thị
trường cũng như đang được nghiên cứu phát triển hiện nay chưa đáp ứng hoặc không phù
hợp với đặc điểm, nhu cầu của phòng Khảo thí và Đảm bảo chất lượng là:

- Giấy cần hủy là các đề thi rời rạc và tập đề thi khoảng 4-5 tờ A4 (có khi 10-15 tờ)
không bị vò bóp, được bấm ghim lại với nhau; đòi hỏi năng suất hủy giấy cao, không tạo
ra tiếng ồn lớn, v.v…
- Số lượng giấy đề thi cần hủy trong ngày là hàng ngàn, thậm chí hàng chục ngàn tờ.
Dẫn tới năng suất của các máy hủy giấy văn phòng hiện nay là chưa đáp ứng được
- Chỉ hủy giấy đề thi, ngoài ra không có nhu cầu hủy các đối tượng khác như đĩa CD,
bìa cứng, các tài liệu được đóng quyển, v.v... nên nếu sử dụng các máy công nghiệp hiện
có thì dẫn tới thừa công suất, tốn chi phí, năng lượng, v.v… không cần thiết
- Một số máy đang được nghiên cứu hiện nay tập trung vào phương án cắt-kéo cổ điển
với nhiều nhược điểm đã nêu, như tốc độ cắt chậm, dễ bị kẹt, yêu cầu công suất của động
cơ lớn.
1.3.2. Phân loại máy hủy giấy
Dựa vào công suất hoạt động, lượng tài liệu có thể hủy máy hủy tài liệu được chia ra
làm 3 loại:
1. Máy hủy giấy công nghiệp: là những mẫu máy có công suất lớn, hủy lượng tài liệu
lớn trong thời gian ngắn và được các công ty, doanh nghiệp có lượng tài liệu cần hủy lớn
mỗi ngày lựa chọn.
2. Máy hủy giấy cá nhân: (máy hủy tài liệu gia đình) – là những mẫu máy có công
suất vừa phải được sử dụng tại nhà, cho các cá nhân có nhu cầu hủy giấy, hoặc cho
phòng ít người như phòng giám đốc.
3. Máy hủy giấy văn phòng: – là những mẫu máy có công suất vừa dùng cho các văn
phòng có khối lượng tài liệu hủy không quá nhiều, được dùng phổ biến cho các doanh
nghiệp vừa và nhỏ, các công ty, tổ chức…
SVTH: Huỳnh Công Dương - Đinh Văn Phúc

Lớp: DCK15A


Đồ án tốt nghiệp

Trang 15

Dựa vào phương pháp hủy máy hủy tài liệu được chia thành 2 loại phổ biến sử dụng
1. Máy hủy tài liệu dạng sợi – là những dòng máy hủy tài liệu khi hủy nó sẽ xén các
giấy tờ tài liệu thành các sợi dài, mảnh.
2. Máy hủy tài liệu dạng vụn – là những mẫu máy có khả năng hủy vụn, mảnh vụn nhỏ
có khả năng bảo mật thông tin cao và tuyệt đối an toàn.
1.3.3. Luận giải về việc đặt ra mục tiêu cụ thể của đề tài
- Theo kết quả khảo sát, 100% các trường được khảo sát đều có áp dụng thi, kiểm tra
bằng hình thức trắc nghiệm. Điều này dẫn đến việc phát sinh lượng giấy cần hủy đề thi in
lỗi, đề thi được thu lại
- Đối với hình thức thi trắc nghiệm và tự luận, bài làm đề được thể hiện trên tờ giấy bài
làm khác, khi đó đề được phát ra không có giá trị về mặt lưu trữ thông tin của thí sinh nên
cần được tiêu hủy
- Một thực tế là, ở tất cả các trường được khảo sát đều có nhu cầu hủy đề thi. Điều này
dễ hiểu vì mỗi năm có nhiều kì thi, khi đó lượng đề thi thu hồi về sẽ tồn đọng lại chiếm
nhiều không gian lưu trữ. Mặt khác nhà trường lại không muốn để lộ đề ra bên ngoài.
- Tất cả các trường đại học hiệp nay đa số sữ dụng khổ giấy A4 để làm đề thi. Đối với
khổ giấy A3 thì chỉ áp dụng với một số môn đặc trưng, nhưng số lượng này là khá ít. Mặc
dù vậy, trong máy kiểu mới cần thiết kế để có thể hủy được cả 2
- Hiện nay, các trường đa phần hủy giấy bằng hình thức xé bằng tay hoặc sử dụng kéo
để cắt hủy giấy, bằng hình thức thủ công như vậy rất tốn nhiều năng suất...
- Nếu các điểm khảo soát trên được áp dụng hình thức máy hủy giấy vào nặng suất và
hiệu quả sẽ được tăng lên đáng kể
- Kết luận chung: Dựa vào quá trình khảo sát, chúng ta có thể kết luận rằng nhu cầu
về một máy hủy giấy tại các văn phòng và cơ sở đào tạo là rất lớn. Máy kiểu mới phải
đáp ứng được các yêu cầu về năng suất, chi phí chế tạo, độ bền cao, đồng thời tiết kiệm
được điện năng tiêu thụ. Đề tài “Thiết kế và chế tạo máy hủy giấy văn phòng” được ứng
dụng tại các văn phòng và cơ sở đào tạo.
1.4. Mục tiêu của đề tài

1.4.1. Mục tiêu tổng quát
SVTH: Huỳnh Công Dương - Đinh Văn Phúc

Lớp: DCK15A


Đồ án tốt nghiệp

Trang 16

Xác định được nhu cầu và thị trường sử dụng các máy hủy giấy hiện nay ở các phòng
khảo thí và đảm bảo chất lượng tại các cơ sở đào tạo ở Việt Nam
Lựa chọn và áp dụng một giải pháp mới trong công nghệ hủy giấy
Nghiên cứu, thiết kế một máy hủy giấy kiểu mới quy mô dành cho dân văn phòng cần
hủy tài liệu và đảm bảo chất lượng tại các cơ sở đào tạo ở Việt Nam
1.4.2. Mục tiêu cụ thể
Để đạt được mục tiêu đặt ra trong đề tài, cần giải quyết những nhiệm vụ sau:
Khảo sát và đánh giá hiện trạng và nhu cầu sử dụng máy hủy giấy tự động
Khảo sát và đánh giá về các ưu-nhược điểm, cũng như khả năng phù hợp của các loại
máy hủy giấy hiện có trên thị trường
Dựa vào kết quả khảo sát của 2 bước trên để xây dựng một giải pháp kỹ thuật phù hợp,
từ đó xác định một cơ chế, nguyên lý hủy giấy kiểu mới

SVTH: Huỳnh Công Dương - Đinh Văn Phúc

Lớp: DCK15A


Đồ án tốt nghiệp

Trang 17

CHƢƠNG 2: PHÂN TÍCH CÁC PHƢƠNG ÁN VÀ LỰA CHỌN
PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1. Các yêu cầu khi thiết kế hệ thống
- Chế tạo được máy hủy giấy văn phòng để hoạt động trong các lĩnh vực cần.
- Máy phải đạt được năng suất cần thiết.
- Sản phẩm được bảo hành, thay thế linh kiện dễ dàng do trong nước sản xuất.
- Sản phẩm sử dụng công nghệ, vật liệu có săng trong nước.
- Sản phẩm phải giúp khép kín toàn bộ các khâu có liên quan trong quá trình chế tại,
đảm bảo an toàn theo tiêu chuẩn Việt Nam và quốc tế.
- Sản phẩm có thời gian sử dụng lâu dài, dễ dàng nâng cấp, lắp đặt, thay thế, bổ sung
mới bằng vật liệu chế tạo tại Việt Nam.
2.2. Nhiệm vụ thiết kế
- Máy được thế kế có kích thước dài x rộng x cao: 320x190x790 (mm).
- Năng suất đạt được: 1500v/ph.
- Giấy được hủy thành sợi.
- Trọng lượng máy nhỏ hơn 10 kg.
- Máy được thiết kế dễ sử dụng và phù hợp với nhiều đối tượng khác nhau trong quá
trình sản xuất.
- Máy được thiết kế an toàn trong quá trình sử dụng cho cả người và máy.
- Tiết kiệm năng lượng
- Giá thành thấp hơn so với máy có trên thị trường.
2.3. Yếu cầu của máy hủy giấy văn phòng
- Máy hủy giấy tự động
- Phù hợp với nhu cầu sản xuất, năng xuất máy, chi phí năng lượng riêng thấp.
- Chế độ bảo mật tài liệu không sử dụng đến nữa cao.
- Nguồn động lực: sử dụng động cơ 2 pha.
- Sử dụng dễ dàng, dễ di chuyển và an toàn.
- Kết cấu đơn giản dễ chế tạo.

- Giá thành rẽ.
SVTH: Huỳnh Công Dương - Đinh Văn Phúc

Lớp: DCK15A


Đồ án tốt nghiệp

Trang 18

2.4. Phân tích các hoạt động của hệ thống
- Khi động cơ quay làm trục động cơ chuyển động theo, thông qua bộ truyền bánh răng
sẽ làm cho trục dao chính quay, chuyển động quay của trục chính làm cho cặp bánh răng
quay đưa trục dao thứ hai quay theo.
2.5. Phân tích các phƣơng án và lựa chọn phƣơng án
2.5.1. Dao cắt sợi, cắt vụn
2.5.1.1. Dao cắt sợi
Dao cắt sợi, chúng có những lưỡi dao đặt chéo nhau và hoạt động một cách đồng bộ.
Bao gồm một bộ lưỡi dao, một lược giấy và một động cơ ổ đĩa. Giấy được cho ăn từ giữa
lưỡi cắt và được chia thành nhiều mẩu giấy nhỏ cho mục đích bảo mật thông tin. Phương
pháp băm hủy ở đây chính là hình dạng của giấy đã được cắt hủy bởi máy hủy sau khi
được bỏ vào máy hủy giấy cho ra từng sợi. Hiệu quả của việc bảo mật thông tin được
được bảo đảm.
2.5.1.2. Dao cắt vụn
Dao cắt vụn, cũng có những lưỡi dao được đặt chéo nhau và có một luỡi dao bên dưới
để xoắn vụn những mẫu giấy đã bị cắt thành sợi. Bao gồm một lưỡi dao và một lưỡi dao
xoắn bên dưới. Phương pháp hủy vụn được đảm bảo mật thông tin cao nhưng đổi lại giá
thành sẽ tăng vì công dụng của cắt vụn đảm bảo, bảo mật thông tin hơn và khó chế tạo
hơn.
2.5.2. Các phƣơng án thiết kế và lựa chọn phƣơng án

Ta có hai phương án như sau:
* Phương án 1 dùng cơ cấu truyền động bánh răng.

Hình 2.1: Sơ đồ máy hủy giấy dùng truyền động bánh răng
SVTH: Huỳnh Công Dương - Đinh Văn Phúc

Lớp: DCK15A


Đồ án tốt nghiệp

Trang 19

1- Động cơ.
2- Dao cắt trục 1.
3- Cặp bánh răng.
4- Dao cắt trục 2.
5- Bộ truyền bánh răng.
Thiết kế và chế tạo máy hủy giấy dạng sợ với hai lưỡi dao cắt giấy với moto 220v –
AC-1 chiều
Thông qua truyền động của các bánh răng làm chuyển động trục dao

Hình 2.2: Bộ dao hủy giấy thành sợi
* Ưu điểm :
- Dễ chế tạo rẽ tiền :
- Làm việc ổn định
- Dễ bảo dưỡng và sửa chữa
* Nhược điểm:
-

hủy giấy không được vụn

- tốc độ hủy không nhanh

SVTH: Huỳnh Công Dương - Đinh Văn Phúc

Lớp: DCK15A


Đồ án tốt nghiệp

Trang 20

* Phương án 2 dùng cơ cấu truyền động đai

Hình 2.3: Sơ đồ máy hủy giấy dùng truyền động đai
Thiết kế và chế tạo máy hủy giấy dạng vụn với hai lưởi dao cắt để tạo thành sợi và
một lưởi dao xoắn dể hủy giấy thành dạng vụn thông qua hệ truyền động bánh răng và hệ
thống dây đai

Hình 2.4: Bộ dao hủy giấy thành vụn
* Ưu điểm:
-Hủy giấy thành dạng vụn
SVTH: Huỳnh Công Dương - Đinh Văn Phúc

Lớp: DCK15A


Đồ án tốt nghiệp

Trang 21

-Tốc độ cắt lớn
* Nhược điểm :
-Cồng kềnh nặng
-Chế tạo khó khăn
-Hao mòn lớn
-Khó bão dưỡng và sửa chữa
Kết luận:
Dựa vào điều kiện thiết kế khả năng sử dụng phân tích ưu nhược điểm của hai phương
án trên ta chọn phương án thứ nhất là thiết kế chế tạo máy hủy giấy dạng sợi, dễ chế tạo
và giá thành lại rẽ.

SVTH: Huỳnh Công Dương - Đinh Văn Phúc

Lớp: DCK15A


Đồ án tốt nghiệp

Trang 22

CHƢƠNG 3: TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT MÁY
3.1. Thiết kế kết cấu máy

Hình 3.1: Tổng thể khung máy
- Khung máy
+ Chiều cao H = 790 mm
+ Chiều dài khung L = 320 mm
+ Chiều rộng khung B = 190 mm

- Khung máy trên có động cơ và các chi tiết trục...
- Khung máy dưới dùng để đựng giấy sau khi hủy.

SVTH: Huỳnh Công Dương - Đinh Văn Phúc

Lớp: DCK15A


Đồ án tốt nghiệp

Trang 23

Hình 3.2: Khung máy trên

Hình 3.3: Khung máy dưới
SVTH: Huỳnh Công Dương - Đinh Văn Phúc

Lớp: DCK15A


Đồ án tốt nghiệp

Trang 24

3.2. Tính động lực học
- Xác định lực rung cần thiết
Giả thiết ta cho khối lượng máy là:
M = 8 kg
=> Vậy lực rung của máy tác dụng lên khung là 80N
- Hệ số ma sát giữa các dao cắt giấy là 0,4 – 0,6. Ta chọn 0,5

Vậy lực ma sát giữa các dao cắt giấy là:
F1 = P1 × 0,5= 80 × 0,5= 40N
- Mặt khác, ta có hệ số ma sát của giấy và dao là 0,1 – 0,2. Ta chọn 0,2
Vậy lực ma sát của dao và giấy là:
F2 = P2 × 0,2= 20 × 0,2= 4N
Vậy tổng lực tác dụng của máy là:
Ftg = 40 + 4 = 44N
Ta nhân với hệ số điều kiện vận hành lấy s = 2,5
F = Ftg × s = 44 × 2,5 = 110N
Vậy chọn lực F = 110N
* Các số liệu cho trƣớc:
- Chiều dọc của giấy A4 H = 297mm
- Chiều dài trục dao L = 220 mm
- Số vòng quay trong 1 phút n = 550v/ph
3.3. Ƣu nhƣợc điểm của bộ truyền bánh răng
3.3.1. Ƣu điểm:
- Đảm bảo độ chính xác truyền động vì không có sự trượt.
- Kích thước nhỏ, khả năng tải lớn, hiệu suất cao, tỷ số truyền ổn định.
- Tuổi thọ và độ tin cậy cao.
- Làm việc trong phạm vi công suất, tốc độ và tỷ số truyền khá rộng
3.3.2. Nhƣợc điểm:
- Không thể thực hiện được truyền động vô cấp.
- Không có khả năng tự bảo vệ an toàn khi quá tải.
SVTH: Huỳnh Công Dương - Đinh Văn Phúc

Lớp: DCK15A


Đồ án tốt nghiệp

Trang 25

- Có nhiều tiếng ồn khi vận tốc lớn.
- Đòi hỏi độ chính xác cao trong chế tạo và lắp ráp.
- Chịu va đập kém vì độ cứng của bộ truyền khá cao.
* Nguyên lý làm việc của bộ truyền bánh răng
- Bánh răng truyền chuyển động và tải trọng từ trục dẫn động sang trục bị dẫn nhờ vào
sự ăn khớp giữa các răng của bánh răng.
- Bộ truyền bánh răng bao gồm bánh răng dẫn và bánh răng bị dẫn.

Hình 3.4: Bánh răng và ăn khớp giưa các răng
* Phân phối tỷ số truyền:
Theo tính toán của phần mềm Inventor ib= 7,6
Trong bộ truyền bánh răng trụ hai cấp ta có thể chọn: in=(1,2 ÷ 1,3)ic.
Từ đó ta có: ib= in.ic=1,2.i2c



ic=√



in=

=√
=

= 2,5

= 3,04

Vậy tỉ số truyền:
SVTH: Huỳnh Công Dương - Đinh Văn Phúc

Lớp: DCK15A