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).

- 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

-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


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

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

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

- 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


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


- 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

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


- 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

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