Thiết kế và chế tạo thùng cho máy sạ mộng mạ

Bài viết Thiết kế và chế tạo thùng cho máy sạ mộng mạ trình bày kết quả nghiên cứu thiết kế và chế tạo thùng cho máy sạ mộng mạ, nhằm cung cấp tư liệu để các cơ sở sản xuất cơ khí ở các địa phương có thể tự chế tạo thùng của máy sạ và chế tạo hoàn chỉnh máy sạ mộng mạ.

Nguyễn Văn Yến 124 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THÙNG CHO MÁY SẠ MỘNG MẠ A STUDY OF DESIGNING AND MANUFACTURING THE SEED CONTAINER FOR RICE-SEED DRILL Nguyễn Văn Yến Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng; Email: nvyen@ac.udn.vn Tóm tắt: Bài báo trình bày kết nghiên cứu thiết kế chế tạo thùng cho máy sạ mộng mạ, nhằm cung cấp tư liệu để sở sản xuất khí địa phương tự chế tạo thùng máy sạ chế tạo hoàn chỉnh máy sạ mộng mạ Thùng máy sạ mộng mạ thiết kế hợp lý, đảm bảo mộng mạ bị tổn thương, mộng mạ gieo thành khóm mặt ruộng bùn Thùng chế tạo từ thép tấm, thùng có chiều dài 1090 mm, chia thành 11 ngăn Tiết diện ngang thùng gồm hai phần, phần định lượng mộng mạ phần gieo mộng mạ Phần định lượng mộng mạ hình trịn, bán kính 181 mm Phần gieo mộng mạ có hình dạng hợp lý, để chia mộng mạ thành khóm, thẳng hàng Kết cấu thùng gieo mộng mạ đơn giản, khối lượng nhỏ, dễ dàng chế tạo giá thành thấp Abstract: This paper presents the results of a study of designing and manufacturing the seed container for a rice-seed drill, in order to provide the local mechanical factories with data for manufacturing the seed container and rice-seed drills The seed container of the rice-seed drill is optimally-designed to assure the minimum damage to rice sprouts, and to assure that the sprouted rice-seeds are sown in clusters on the muddy filed The seed container is made from sheet steel, 1090 mm in length; and is divided into 11 compartments The cross section of the seed container has two parts: the seed-quantifying part and seedsowing part The seed- quantifying part has round shape with the radius of 181 mm The seed-sowing part has special-designed shape to divide the sprouted seeds into aligned clusters The seed container has simple structure and small weight; is easily manufactured and has low cost Từ khóa: thùng sạ; máy sạ; sạ mộng mạ; định lượng mộng mạ; gieo mộng mạ Key words: seed container; seed drill; rice-seed; seedquantifying; seed-sowing Đặt vấn đề Hiện nay, nông nghiệp trồng lúa nước nước ta chủ yếu trồng giống lúa ngắn ngày Phương pháp trồng cấy thích hợp cho giống lúa ngắn ngày gieo thẳng mộng mạ ruộng bùn Với diện tích bốn triệu đất trồng lúa nước Việt Nam, nhu cầu sử dụng máy sạ mộng mạ địa phương lớn Để cung cấp máy sạ mộng mạ cho nơng dân, thực khí hóa ngành Nông nghiệp trồng lúa nước, công bố kết nghiên cứu thiết kế mẫu máy sạ mộng mạ Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Đại học Đà Nẵng [3] Máy sạ mộng mạ có ưu điểm sau: - Mộng mạ định lượng đưa cưỡng vào hộp định lượng, nên hạt phân bố mặt ruộng, khơng có chỗ dày, chỗ thưa - Mộng mạ dài, vón vào nhau, máy gieo sạ - Máy có kết cấu đơn giản, dễ dàng sử dụng, giá thành thấp Khi di chuyển đường, mộng mạ không bị rơi ngồi - Hộp chứa mộng mạ khơng quay, mộng mạ bị tổn thương Mộng mạ ém xuống bùn, bảo vệ tốt, giúp mạ nhanh phát triển Năm 2013, đăng tải kết nghiên cứu thiết kế phận định lượng máy sạ mộng mạ [4] Bộ phận định lượng có ưu điểm sau: Mộng mạ gieo thành khóm, thuận tiện cho việc chăm sóc lúa phát triển tốt, số lượng mộng mạ khóm tương đối đồng Để giúp sở khí địa phương chế tạo máy sạ mộng mạ có chất lượng tốt, báo chúng tơi trình bày kết nghiên cứu thiết kế chế tạo thùng chứa máy sạ mộng mạ Thùng chứa (Hình 1) hai phận quan trọng máy sạ mộng mạ Hình dạng kích thước thùng ảnh hưởng lớn đến chất lượng gieo sạ máy Hình Thùng máy sạ mộng mạ Để thiết kế thùng chứa mộng mạ, tiến hành tìm hiểu thuộc tính mộng mạ, phân tích chuyển động máy, chuyển động phận định lượng máy, chuyển động hạt mộng mạ trình gieo sạ Trên sở nghiên cứu quỹ đạo chuyển động phận, chúng tơi tính tốn thiết kế hình dạng kích thước thùng Sau hoàn thiện thiết kế, chế tạo số thùng, lắp đặt cho máy sạ mộng mạ Thiết kế hình dạng thùng Máy sạ mộng mạ hoạt động theo nguyên tắc sau [3]: Mộng mạ đổ vào ngăn chứa thùng, mộng mạ từ ngăn chứa qua khe hẹp sang ngăn định lượng Bộ phận định lượng múc mộng mạ từ ngăn định lượng, đổ vào phần gieo sạ Từ phần gieo sạ, mộng mạ rơi xuống mặt ruộng bùn Mộng mạ (Hình 2) ngâm ủ từ thóc giống Sau đến ngày ngâm ủ, đem gieo sạ Nếu ủ dài ngày, mộng mạ dài, khó khăn cho việc gieo sạ máy Nếu TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(78).2014 125 mộng mạ bị tổn thương, rễ mầm mộng mạ bị gẫy, không phát triển thành lúa Cửa gieo mộng mạ Phần định lượng Phần gieo mộng mạ Hình Mộng mạ sử dụng cho máy gieo sạ Trong trình gieo sạ mộng mạ, gầu định lượng quay tròn múc mộng mạ ngăn định lượng Gầu khuấy đảo mộng mạ, có tác dụng đánh tơi mộng mạ, dễ làm gẫy mộng mạ Lượng mộng mạ ngăn định lượng nhiều, khả làm tổn thương cho mộng mạ lớn Để trì số lượng mộng mạ cần thiết ngăn định lượng, thiết kế ngăn định lượng ngăn chứa mộng mạ liền kề Giữa ngăn chứa mộng mạ ngăn định lượng có vách ngăn Mỗi vách ngăn gồm lắp trượt với nhau, điều chỉnh khe hở thơng hai ngăn, để mộng mạ vào ngăn định lượng vừa đủ cung cấp cho phận định lượng (Hình 3) Khi mộng mạ dài, cần để khe hở lớn; mộng mạ ngắn, để khe hở nhỏ Nếu mộng mạ ngăn định lượng nhiều, cản trở chuyển động gầu múc mộng mạ Hình Hình dạng tiết diện ngang ngăn định lượng Tính tốn kích thước thùng Hình mơ tả q trình hoạt động máy gieo sạ mộng mạ Khi máy làm việc, bánh xe số lăn mặt ruộng, truyền chuyển động cho trục số Trục mang gầu định lượng 3, quay vận tốc góc với bánh xe Khi trục quay, gầu định lượng múc mộng mạ ngăn định lượng vị trí A, bắt đầu đổ mộng mạ vị trí B, kết thúc q trình đổ vị trí C, mộng mạ qua cửa D rơi xuống mặt ruộng M B n 360 β C 650 b A c Hình Vách ngăn ngăn Tiết diện ngang ngăn định lượng thùng có hai phần, phần định lượng phần gieo sạ mộng mạ (Hình 4) Phần định lượng mộng mạ hình trịn, tương ứng với quỹ đạo chuyển động gầu định lượng Phần gieo sạ mộng mạ hình phễu, có cửa để mộng mạ rơi xuống mặt ruộng d D 1: Bánh xe ; 2: Trục ; 3: Gầu định lượng Hình Quá trình hoạt động máy sạ Giá trị thông số chọn sau [4] : Đường kính bánh xe 650 mm, tốc độ quay n = 30 v/ph; độ lún lớn bánh xe bùn c = 145 mm; chiều cao lớp mộng mạ b = 42 mm; khoảng cách từ miệng gieo đến mặt ruộng d = 30 mm; mộng mạ đổ khỏi gầu từ vị trí B đến C, ứng với góc β = 400 Quỹ đạo chuyển động phận định lượng, miền rơi mộng mạ xác định sau (Hình 6): Nguyễn Văn Yến 126 Chọn hệ tọa độ vuông góc Oxy, có gốc tọa độ qua điểm O Hình Quỹ đạo chuyển động điểm M bánh xe đường cycloid (Hình 6), xác định phương trình tham số [2]: trình bày Hình Đảm bảo khoảng cách hai hàng sông 200 mm Đây khoảng cách hợp lý cho lúa phát triển đạt suất cao y = R.(1-cos) y 150 70 150 50 150 50 650 650 505 505 132 Với R bán kính bánh xe (R = 325 mm),  góc cung OM 362 x = R.(-sin) 50 150 150 70 1090 Hình Kích thước mặt cắt dọc thùng 145 145 x 1941 2300 00  2700 1: Quỹ đạo chuyển động bánh xe : Quỹ đạo chuyển động gầu định lượng : Miền rơi mộng mạ Hình Qũy đạo chuyển động Chế tạo thùng Thùng máy gieo sạ mộng mạ gồm 15 ghép thép Các ghép với mối hàn mối ghép bu lông Thực theo hướng dẫn tài liệu [1], chọn vật liệu, tính tốn thiết kế chi tiết máy, thiết kế mối ghép, cụ thể sau: Tấm ghép lớn (Hình 9), số lượng 01, chế tạo thép dầy 0,5 mm Quỹ đạo chuyển động phận định lượng (Hình 6) xác định phương trình tham số [2]: R181 25 500 1090 Hình Tấm lớn Tấm ghép nhỏ (Hình 10), số lượng 01, chế tạo thép dày 0,5 mm Ghép với lớn mối hàn 335 x = R.(-sin) Trong r bán kính vịng trịn qua đỉnh phận định lượng (r = 180 mm) Trên quỹ đạo chuyển động bánh xe phận định lượng, điểm B phận định lượng ứng với góc  = 2300, điểm C ứng với góc  = 2700 Miền rơi mộng khỏi phận định lượng xác định Hình Sau phân tích chuyển động phận, xác định miền rơi mộng mạ, chúng tơi tính tốn kích thước mặt cắt ngang thùng Hình 362 365 y = (R-r) + r.(1-cos) 26 500 28 18 26 Hình Kích thước mặt cắt ngang thùng Kích thước mặt cắt dọc thùng máy sạ mộng mạ Tấm ghép mặt đầu (Hình 11), số lượng 02 chế tạo thép dầy mm Ghép với lớn nhỏ mối hàn Tấm ngăn lớn (Hình 12), số lượng 05, chế tạo thép dầy mm Các ngăn lớn ghép với 60 R181 365 R181 Hình 10 Tấm nhỏ 335 335 365 1090 500 26 25 Hình 11 Tấm mặt đầu TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(78).2014 nhỏ lớn mối hàn Tấm ngăn nhỏ (Hình 13), số lượng 05, chế tạo thép dầy mm Các ngăn nhỏ ghép với ngăn lớn 10 mối ghép bu lơng M6 Vị trí tương đối hai ngăn thay đổi, để điều chỉnh khe hở ngăn chứa ngăn định lượng mộng mạ Khe hở thay đổi kích thước từ đến 30 mm 25 115 26 25 Hình 12 Tấm ngăn lớn R181 125 125 6,5 30 lỗ 25 6,5 105 40 125 500 90 R181 Hình 13 Tấm ngăn nhỏ Sau hồn thành thiết kế, thực chế tạo 02 thùng lắp ráp cho máy sạ mộng mạ Hình ảnh thùng trình bày Hình Kết luận Bài báo trình bày kết nghiên cứu thiết kế chế 127 tạo thùng chứa cho máy sạ mộng mạ Hình dạng kích thước thùng tính tốn dựa kết phân tích chuyển động máy mặt ruộng chuyển động phận định lượng máy Hình dạng thùng đảm bảo cho mộng mạ rơi mặt ruộng theo yêu cầu kỹ thuật gieo sạ Kích thước thùng phù hợp với khả kéo người làm việc lâu dài ruộng bùn Các phận thùng có kết cấu đơn giản, dễ gia cơng, lắp ghép Kết nghiên cứu trình bày báo giúp sở sản xuất khí địa phương chế tạo máy gieo sạ mộng mạ đạt u cầu, góp phần thực việc khí hóa ngành Nơng nghiệp trồng lúa nước Việt Nam Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, Thiết kế chi tiết máy, NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp, 1993 [2] TS Phan Văn Đồng; Lý thuyết tạo hình; Khoa Cơ khí trường Đại học Bách khoa Hà Nội; Hà Nội 1990 [3] Nguyễn Văn Yến, Nguyễn Thị Phương Thảo, Thiết kế máy sạ mộng mạ sử dụng nông nghiệp trồng lúa nước, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Đại học Đà Nẵng, số 2(25)/2008 (trang 71-75), 2008 [4] Nguyễn Văn Yến, Nghiên cứu thiết kế phận định lượng máy sạ mộng mạ, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Đại học Đà Nẵng, số 3(64)/2013 (trang 120-124), 2013 (BBT nhận bài: 14/04/2014, phản biện xong: 13/05/2014) ... tạo 02 thùng lắp ráp cho máy sạ mộng mạ Hình ảnh thùng trình bày Hình Kết luận Bài báo trình bày kết nghiên cứu thiết kế chế 127 tạo thùng chứa cho máy sạ mộng mạ Hình dạng kích thước thùng tính... dụng cho máy gieo sạ Trong trình gieo sạ mộng mạ, gầu định lượng quay tròn múc mộng mạ ngăn định lượng Gầu khuấy đảo mộng mạ, có tác dụng đánh tơi mộng mạ, dễ làm gẫy mộng mạ Lượng mộng mạ ngăn... nhiều, khả làm tổn thương cho mộng mạ lớn Để trì số lượng mộng mạ cần thiết ngăn định lượng, thiết kế ngăn định lượng ngăn chứa mộng mạ liền kề Giữa ngăn chứa mộng mạ ngăn định lượng có vách