NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN
LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Hiện nay, Việt Nam đã chuyển mình thành một nền nông nghiệp đa ngành, không còn chỉ tập trung vào cây lúa nước như trước đây Thay vào đó, các loại cây công nghiệp ngắn ngày như mía, bắp lai và đậu nành đang ngày càng phổ biến Đồng Bằng Sông Cửu Long, với vai trò là vựa lúa lớn nhất cả nước, đã áp dụng hình thức luân canh và tăng vụ, mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn nhiều so với việc chuyên canh cây lúa.
Nhằm tận dụng lợi ích từ việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng, nông dân ở nhiều vùng ĐBSCL đã tích cực thay đổi phương thức canh tác, hình thành các vùng chuyên canh rau màu nổi tiếng như Vĩnh Châu, An Hiệp (Sóc Trăng), Bình Minh, Long Mỹ, và Mang Thít (Vĩnh Long) Các loại cây trồng phổ biến trong khu vực này bao gồm rau cải, dưa, đậu phộng và hành tím, góp phần nâng cao giá trị kinh tế cho nông dân.
Cây củ cải trắng là một loại cây trồng mang lại hiệu quả kinh tế cao cho người dân nhờ vào đặc tính sinh trưởng ngắn ngày và năng suất cao Với sản phẩm thu hoạch chủ yếu là phần củ, cây củ cải trắng có khối lượng lớn và dễ chăm sóc hơn nhiều loại rau cải khác Sau khi thu hoạch, công đoạn làm sạch cũng đơn giản, khiến nhiều nông dân lựa chọn cây này làm đối tượng canh tác chính, và ở một số địa phương, nó còn được xem là cây trồng chủ lực.
Cây cải củ phát triển tốt trên đất tơi xốp, đặc biệt là ở các vùng đất pha cát và bãi bồi Gần đây, người dân đã trồng cải củ trên đất thịt ở Mang Thít, Tam Bình (Vĩnh Long) với diện tích hàng trăm ha, mang lại hiệu quả tương đương với đất pha cát Tuy nhiên, việc canh tác trên đất ruộng khiến công lao động trong khâu gieo trồng tăng cao, dẫn đến chi phí sản xuất cao và hiệu quả kinh tế chưa cao Do đó, việc chế tạo máy gieo hạt cải củ là cần thiết, giúp giảm công lao động và tạo điều kiện thuận lợi cho việc chăm sóc và thu hoạch.
Hình 1.2: Trồng củ cải trắng với quy mô lớn
Sự phát triển của khoa học kỹ thuật đã cải thiện đáng kể quy trình tính toán và thiết kế sản phẩm cơ khí, mang lại hiệu quả cao hơn và tiết kiệm thời gian cũng như chi phí Các phần mềm như Inventor, Solidworks và Catia hiện đang được sử dụng rộng rãi trong ngành cơ khí Trong số đó, Inventor nổi bật với khả năng đáp ứng các yêu cầu thiết kế và tính toán sản phẩm cơ khí Vì lý do này, chúng tôi đã chọn đề tài “Sử dụng phần mềm Inventor tính toán thiết kế máy gieo hạt cải củ”.
GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ PHẦN MỀM INVENTOR
Inventor là phần mềm thiết kế sản phẩm cơ khí phổ biến, được nhiều tác giả trong và ngoài nước giới thiệu trong sách và nghiên cứu Dưới đây là những đặc tính chính của Inventor hỗ trợ trực tiếp cho quá trình thiết kế.
Xây dựng mô hình 3D nhanh chóng.
Hệ thống thư viện với nhiều chi tiết theo các tiêu chuẩn.Hình 1.4: Xây dựng mô hình 3D của chi tiết
Hình 1.5: Thư viện tiêu chuẩn
Tính toán thiết kế chi tiết máy linh hoạt bằng nhiều công cụ trên các môi trường khác nhau.
Lắp ráp, mô phỏng động học trực quan
Thiết kế hệ thống đường ống
Hình 1.6: Tính toán thiết kế chi tiết máy
Hình 1.7: Môi trường lắp ráp
Xuất bản vẽ nhanh chóng và chính xác, có khả năng xuất sang các dạng file khác như: dwg, bmp, pnj, pdf…
MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
Mục tiêu chung: tính toán thiết kế máy gieo hạt cải củ bằng phần mềm Inventor.
Mục tiêu cụ thể: sử dụng phần mềm Inventor để tính toán, thiết kế và mô phỏng hoạt động của máy.
Giới hạn đề tài: thực hiện tính toán thiết kế và mô phỏng máy gieo trên máy tính.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Dựa trên cơ sở lý thuyết và thực nghiệm kết hợp với sử dụng phần mềm Inventor để tính toán thiết kế.
Hình 1.9: Xuất bản vẽ trong Inventor
LƯỢT KHẢO TÀI LIỆU
3.1 Sơ lược về cây cải củ
So với các loại rau ăn lá và quả như hành, cải xanh, cải ngọt, cà chua và dưa leo, số lượng và chủng loại cây ăn củ ít hơn nhiều Theo tài liệu “sổ tay người trồng rau”, các loại cây ăn củ thuộc nhiều loại thực vật khác nhau, bao gồm những cây trồng phổ biến như cải củ, cà rốt, củ đậu và các loại khoai.
.trong đó cây cải củ là một đối tượng được trồng phổ biến ở nhiều vùng.
3.1.1 Nguồn gốc cây cải củ
Cải củ, hay còn gọi là White Radish hoặc Turnip, là một loại cây thuộc họ thập tự (Cruciferae), bao gồm nhiều loại rau như cải xanh, cải ngọt và bắp cải Họ thập tự này chứa nhiều loài có giá trị kinh tế cao, cung cấp đa dạng rau củ cho toàn cầu, bao gồm cải bắp, cải bông xanh, cải xoăn và cải brussels.
Hình 2.1: Cải củ và một số loại cải khác
Hình 2.1a: cải củ, hình 2.1b: cải xanh, hình 2.1c: súp lơ, hình 2.1d: cải bắp a b c d
3.1.2 Tình hình gieo trồng cây cải củ:
Cây cải củ hiện nay được trồng rộng rãi từ Bắc vào Nam, nhưng các vùng trồng hiệu quả nhất tập trung ở những khu vực có đất phù sa và đất pha cát như An Hiệp, Vĩnh Châu (Sóc Trăng) cùng một số vùng đất thịt như Măng Thít, Tam Bình (Vĩnh Long), với diện tích trồng lên đến hàng trăm ha.
Vào ngày 10 tháng 5 năm 2010, việc canh tác loại cây hoa màu này đã chứng minh hiệu quả kinh tế cao cho người dân, dẫn đến xu hướng gia tăng mạnh mẽ về diện tích trồng trong tương lai.
3.1.3 Công dụng cây cải củ
Củ cải trắng, thuộc cây cải củ, không chỉ được sử dụng làm thực phẩm mà còn có thể chế biến từ lá như luộc hay muối dưa Củ cải có thể được chế biến thành nhiều món ăn đa dạng như thái mỏng để muối dưa, luộc, kho với thịt, xào với trứng hoặc thịt, nấu canh, làm gỏi, và ngâm nước mắm Ngoài việc là thực phẩm cho con người, củ cải trắng còn là nguồn thức ăn giá trị cho gia súc và gia cầm.
Cây cải củ không chỉ được sử dụng làm thực phẩm cho con người và động vật mà còn có tác dụng chữa bệnh trong y học Theo Đông y, củ cải tươi sống có vị cay và tính mát, trong khi củ cải nấu chín có vị ngọt và tính bình Với những đặc tính này, củ cải có khả năng điều trị nhiều loại bệnh khác nhau.
Nhóm bệnh chủ yếu được đề cập bao gồm các vấn đề về hô hấp như ho, hen suyễn, tức ngực, khản tiếng, và ho ra máu, cùng với các bệnh lý liên quan đến bộ máy tiêu hóa như đau vùng thượng vị, ợ chua, nôn, khó tiêu, chướng bụng và táo bón.
Ngoài việc chữa trị các bệnh liên quan đến bộ máy tiết niệu do thấp nhiệt như tiểu ít, tiểu dắt, buốt, tiểu đục và sỏi, bài thuốc còn hỗ trợ điều trị một số bệnh chuyển hóa như béo phì, trệ và đái tháo đường Nó cũng có tác dụng trong việc điều trị các bệnh về máu như hoạt huyết và cầm máu khi gặp tình trạng chảy máu trong đại tiểu tiện hoặc lao Đặc biệt, bài thuốc còn có công dụng giải độc hiệu quả đối với ngộ độc khí độc từ than, gas, rượu, cà và hàn the, cũng như ngộ độc nhân sâm.
Củ cải chứa 93,5g nước, 0,06g protein, 0,1g chất béo và 5,3g đường dễ hấp thụ như glucose và fructose trong mỗi 100g Ngoài ra, củ cải còn cung cấp các khoáng chất thiết yếu như canxi (32mg), photpho (21mg), sắt (0,6mg), mangan (0,41mg) và bromine (7mg) Bên cạnh đó, nó cũng chứa các vitamin nhóm B như B1 (0,02mg), B2 (0,03mg), niacin (0,3mg) và vitamin C (25mg), cùng với nhiều loại axit amin.
3.1.4 Đặc điểm sinh trưởng và phát triển của cây cải củ
Cải củ là loại cây có rễ cái phình to, tạo thành củ dùng làm thực phẩm, có thể có hình dạng tròn hoặc dài Cây cải củ có rễ dinh dưỡng kém phát triển, nên chịu hạn và úng kém, do đó thích hợp với đất pha cát, đất phù sa và đất thoát nước nhanh Độ ẩm đất lý tưởng cho sự phát triển của cây là 60-65%, trong khi nhiệt độ thích hợp là từ 18-25 độ C; nhiệt độ trên 30 độ C sẽ ức chế sự hình thành củ.
Cây cải củ có thời gian sinh trưởng đến khi thu hoạch củ trung bình từ 35-
Thời gian sinh trưởng của cây phụ thuộc vào từng loại giống và điều kiện như khí hậu và kỹ thuật canh tác Trung bình, thời gian này khoảng 45 ngày kể từ khi gieo hạt, đặc biệt đối với các giống mới hiện nay.
3.1.5 Kỹ thuật gieo trồng và chăm sóc a Thời vụ Ở ĐBSCL cây cải củ được trồng rải đều quanh năm, tuy nhiên vụ chính là từ tháng 5-tháng 9. Ở các tỉnh miền Bắc vụ chính bắt đầu từ tháng 8 đến tháng 9, vụ muộn từ tháng 10 đến tháng 11 và vụ hè (vụ chiêm) là từ tháng 4 đến tháng 5. b Làm đất Đối với đất pha cát, đất phù sa tơi xốp sẵn thì chỉ cần làm vệ sinh cỏ dại, nhặt sạch sỏi đá, gạch vụn ( nếu có) sau đó lên liếp, rạch hàng và gieo hạt. Đối với các loại đất thịt, cần cày sâu phơi đất, làm nhỏ và tơi xốp đất Sau đó vun liếp, có thể bón lót phân chuồng ủ với 5% lân và kali. c Gieo trồng
Cải củ là loại cây được trồng từ hạt và việc gieo trồng ảnh hưởng lớn đến sự phát triển của cây Do đó, phân bố hạt giống để đảm bảo mật độ là một bước quan trọng trong canh tác, với mật độ gieo trồng khoảng 5-6 kg/ha Có nhiều kỹ thuật gieo hạt, và dưới đây là một số phương pháp gieo hạt phổ biến nhất.
Luận văn tốt nghiệp này tập trung vào việc tính toán và thiết kế máy gieo hạt cải củ Hình thức gieo vãi được áp dụng, trong đó hạt được phân bố đều trên bề mặt liếp Trong quá trình phát triển của cây, người canh tác sẽ tiến hành tỉa thưa để đảm bảo mật độ cây trồng thích hợp.
- Ưu điểm: của hình thức gieo này là đơn giản, ít tốn thời gian và công lao động.
Cây trồng có thể phát triển không đồng đều nếu mật độ hạt giống phân bố không đồng đều, gây khó khăn cho việc làm sạch cỏ dại, chăm sóc và thu hoạch sau này Đối với phương pháp gieo hạt theo từng hốc, hạt được đặt trong các hốc được sắp xếp thẳng hàng và cách đều nhau.
- Ưu điểm: mật độ cây trồng được đảm bảo, giúp công đoạn chăm sóc và thu hoạch thuận lợi hơn.
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY GIEO
BỘ PHẬN GIEO
Hạt cải củ có kích thước từ 3-4mm và khối lượng trung bình khoảng 0,013g, khác với các loại cây gieo trồng bằng củ lớn như khoai tây hay hạt nhỏ như cải ngọt, xà lách Bộ phận gieo hoạt động theo nguyên lý khí động, mang lại ưu điểm là phân phối hạt đồng đều và lực tác động nhỏ, giúp hạn chế hư hỏng hạt trong quá trình gieo.
Chọn thùng chứa hạt kiểu máng do kết cấu đơn giản, hiệu quả làm việc khi lấy hạt cao.
Khi trồng cải củ theo liếp từ 4 đến 6 hàng, nên sử dụng ống gieo chân không thay vì đĩa gieo Ống gieo có cấu trúc đơn giản, dễ chế tạo và giúp bảo vệ hạt không bị va đập trước khi gieo xuống đất.
Chọn loại ống tôn vì có đặc tính ổn định nên không làm ảnh hưởng đến quá trình dẫn hạt từ trên bộ phận gieo xuống mặt liếp.
Quạt hút đóng vai trò quan trọng trong việc tạo áp suất thấp trong ống phân phối hạt, giúp hút hạt lên thành ống Với kích thước và khối lượng nhỏ của hạt, quạt li tâm là sự lựa chọn tối ưu cho hiệu suất hút.
2 BỘ PHẬN PHÂN PHỐI TRO
Chọn bộ phận phân phối tro kiểu máng vì cấu tạo đơn giản, đáp ứng yêu cầu của việc phân phối tro.
BỘ PHẬN TẠO LỖ
Do đặc điểm của đất canh tác là đất thịt, người dân đã sử dụng tro trấu làm chất mồi dưới mỗi hốc với độ sâu khoảng 120mm, vì vậy không cần dùng lưỡi sẻ rãnh.
Sử dụng lưỡi sẻ rãnh có thể tạo ra các rãnh liên tục, gây hư hại cho bề mặt liếp và làm cho việc loại bỏ tro trở nên khó khăn Để khắc phục điều này, nên chọn kết cấu bộ phận tạo lỗ kiểu guồng quay lệch tâm và sử dụng dụng cụ "nọc" để tạo lỗ hiệu quả hơn.
BÁNH XE LẤP ĐẤT
Do đặc điểm gieo hạt yêu cầu hạt được gieo xuống dưới mặt tro khoảng 10mm, phương pháp lấp đất bằng bánh xe không được sử dụng Thay vào đó, con lăn được dùng để làm giẻ mặt tro và tạo rãnh gieo hạt, giúp đảm bảo hạt được đặt ở độ sâu thích hợp.
CẦN GẠCH TIÊU
Máy gieo hạt cải củ hoạt động hiệu quả trên địa hình đã được vun liếp sẵn, giúp tiết kiệm công sức vì không cần sử dụng cần rạch tiêu Thiết kế của máy cho phép di chuyển linh hoạt theo rãnh giữa các liếp, đảm bảo quá trình gieo hạt diễn ra thuận lợi.
Bộ phận phân phối tro
Chọn bộ phận phân phối tro kiểu máng vì cấu tạo đơn giản, đáp ứng yêu cầu của việc phân phối tro.
Đặc điểm đất canh tác chủ yếu là đất thịt, do đó người dân thường sử dụng tro trấu làm chất mồi dưới mỗi hốc, với độ sâu khoảng 120mm, và không áp dụng lưỡi sẻ rãnh trong quá trình canh tác.
Sử dụng lưỡi sẻ rãnh có thể gây ra các rãnh liên tục, làm hư hại bề mặt liếp và gặp khó khăn trong việc loại bỏ tro Do đó, nên chọn kết cấu bộ phận tạo lỗ kiểu guồng quay lệch tâm và sử dụng dụng cụ "nọc" để tạo lỗ hiệu quả hơn.
Do đặc điểm gieo hạt yêu cầu hạt được gieo xuống sâu khoảng 10mm dưới mặt tro, nên không sử dụng bánh xe để lấp đất Thay vào đó, con lăn được sử dụng để làm phẳng mặt tro và tạo rãnh gieo hạt.
Máy gieo hạt cải củ hoạt động hiệu quả trên địa hình đã được vun liếp sẵn, giúp tiết kiệm thời gian và công sức, vì không cần sử dụng cần rạch tiêu Thiết kế của máy cho phép di chuyển linh hoạt theo rãnh giữa các liếp, đảm bảo quá trình gieo hạt diễn ra thuận lợi.
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY GIEO
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy gieo
Như phần chọn nguyên lý hoạt động phía trên, bộ phận tạo lỗ hoạt động theo kiểu guồng quay lệch tâm.
Nguyên lý hoạt động của guồng quay dựa trên việc trục chính quay, kết hợp với cấu trúc đĩa lệch tâm giúp các nọc luôn duy trì vị trí vuông góc với mặt đất Điều này làm giảm thiểu tình trạng trượt của nọc so với bề mặt đất Các bộ phận chính của guồng quay bao gồm:
3) Đĩa và thanh mang trục phụ
5) Đĩa lớn (chuyển động đồng tâm với đĩa lệch tâm)
7) Nọc (dùng để tạo lỗ)
Hình 4.1: Cấu tạo và hoạt động của máy gieo
Kết cấu guồng quay được minh họa rõ ràng trên bản vẽ, do đó phần thuyết minh chỉ cần tập trung vào những chi tiết thiết yếu phục vụ cho quá trình tính toán.
1.1 Chọn hình dáng và kích thước nọc
Kích thước lỗ cần cấy được xác định là 70x70x120mm Để ngăn ngừa sự co rút của đất trong quá trình tạo lỗ, chúng ta lựa chọn kích thước và hình dáng của nọc theo hình 4.1 Vật liệu chế tạo nọc là thép tấm C45 với độ dày 1,5mm.
Chiều cao từ đáy đến mặt trên của nọc là h0mm
Chiều dài và rộng của nọc như nhau (tiết diện vuông) và l 1 =l 2 mm
Khi chọn số nọc bố trí trên vòng tròn guồng quay là 3 nọc, mỗi vòng quay của trục chính sẽ tạo ra 3 lỗ trên bề mặt liếp Để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật gieo hạt cải củ, khoảng cách giữa các lỗ theo chiều ngang cần đạt 200mm, trong khi khoảng cách theo chiều dọc phải nằm trong khoảng từ 220-240mm Do đó, khoảng cách của các lỗ khi nọc cấy xuống đất phải đảm bảo các tiêu chí này.
Ta chọn bánh xe chế tạo sẵn có đường kính ngoài cùng là 370mm Do đó khi bánh xe quay một vòng xe đi được quãng đường là: mm d
Để tính tỉ số truyền giữa bánh xe và trục chính, khoảng cách giữa các lỗ theo hàng dọc dao động từ 220-240mm Khi bánh xe quay một vòng, quãng đường xe đi được được chia thành 5 phần bằng nhau, từ đó ta có công thức tính là mm x 232,48 chia cho 5.
= (Với x là khoảng cách 2 lỗ kế tiếp nhau).
Với giá trị của x đã xác định, khoảng cách yêu cầu được đảm bảo Khi bánh xe quay một vòng, sẽ tạo ra 5 lỗ tương ứng Mỗi vòng quay
Hình 4.2: Hình dáng sơ bộ nọc cấy lỗ
Hình 4.3: Hình dạng và kích thước bánh xe quay của trục chính tạo được 3 lỗ Ta tính được tỉ số truyền giữa bánh xe và trục chính:
= 3 i (tức khi trục chính quay 1vòng thì bánh xe quay tương ứng
Thực nghiệm cho thấy, khi nọc được lắp đặt với khoảng cách 167mm so với tâm, quá trình cấy lỗ diễn ra ổn định, hạn chế tình trạng trượt và đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật.
Theo thiết kế, máy gieo hoạt động với vận tốc 2,5 km/h và bánh xe có đường kính 370mm, tốc độ quay của bánh xe được tính là s rad p vong n = 35,82 / Ûw = 3,75 /.
Vậy tốc độ quay của trục chính là: s rad p vong n 59 , 7 / 6 , 25 /
Ta làm tròn tốc độ quay của trục chính n = 60 vong / p Ûw = 6 , 28 rad / s
Trục phụ có chức năng mang nọc cấy lỗ Do đó trục chịu tác động trực tiếp của lực cấy.
Chọn trục rỗng với đường kính lớn hơn trục đặc trong cùng điều kiện làm việc sẽ tạo thuận lợi cho việc lắp đặt bộ phận cấy lỗ lên trục.
Chiều dài toàn trục: 840 mm Tính sức bền cho trục phụ mang dụng cụ cấy lỗ.
Theo kết quả thực nghiệm, lực cấy lớn nhất trên mỗi nọc đạt 300 N Để đảm bảo trục đủ bền khi tải trọng tăng cao, ta lựa chọn Fmax@0 N Mô-men lớn nhất tác động lên trục được ước lượng là NN.m Cuối cùng, việc tính toán trục được thực hiện trên phần mềm Inventor.
Mở phần mềm Inventor ta vào thẻDesign sau đó chọn mụcFrame/ Beam/ column calculator.
Hình 4.4: Bộ phận guồng quay
Sau khi nhập các thông số về lực, mô-men cho trục ta có bảng kết quả như sau:
Beam and Column Calculator (Version: 2012 (Build 160160000, 160))
Yield Strength Sy 689 MPa Modulus of Elasticity E 206700 MPa Modulus of Rigidity G 41000 MPa
Beam Calculation Calculation Properties Include
Yes Shear Displacement Ratio β 1.484 ul Number of Divisions 1000 ul Mode of reduced stress HMH
Hình 4.5: Môi trường tính toán trục
Hình 4.7: Biểu đồ lực cắt
Hình 4.8: Biểu đồ mô-men uốn
Hình 4.9: Biểu đồ chuyển vị góc
Hình 4.10: Biểu đồ chuyển vị đứng
Hình 4.11: Biểu đồ ứng suất xoắn
Luận văn tốt nghiệp Tính toán, thiết kế máy gieo hạt cải củ
Hình 4.12: Biểu đồ ứng suất cắt Shear Stress
Hình 4.13: Biểu đồ ứng suất xoắn
Qua các biểu đồ trên cho thấy đường kính lý tưởng nhất cho trục là f23, dựa vào kích thước phôi thép thực tế ta chọn trục có đường kính f25.
Trục chính có vai trò quan trọng trong việc nhận chuyển động từ hộp giảm tốc và truyền động quay cho các bộ phận như bánh xe, bộ phận phân phối tro và hạt, cùng với trục đảo tro Công suất lớn nhất mà trục chính cần đảm bảo là công suất di chuyển xe và công suất cấy lỗ Do đó, việc tính toán độ bền cho trục chính yêu cầu xác định công suất cần thiết để quay bánh xe, công suất cấy lỗ, và công suất dẫn động từ hộp giảm tốc đến trục chính.
1.3.1 Tính công suất cần thiết để xe di chuyển:
Qua mô hình vẽ trên máy tính ta tính được khối lượng gần đúng của máy gieo là m50kg Ta tính được lực tác dụng lên bánh xe là
Xe di chuyển trên bốn bánh với lốp cao su nên ta lấy hệ số ma sát giữa lốp với đất k=1,2
Lực ma sát lăn sinh ra cản lại sự di chuyển của bánh xe là
F ms = 0 500.1,2B00 Để xe có thể di chuyển được thì cần có lực kéo thắng được lực ma sát trên,
Hình 4.14: Biểu đồ thể hiện đường kính lý tưởng
Mô-men tác dụng lên bánh xe là : M = 4200 0 , 185 = 777 N m
Theo yêu cầu thiết kế xe di chuyển với vận tốc v = 2,5 km/h = 0,69m/sta tính được vận tốc quay của bánh xe là n5,4 vòng/p hay vận tốc gócw = 3 , 7 rad / s
Mô-men xoắn được tính theo công thức w
N ct Trong đó: M là mô-men tác dụng lên trục bánh xe, wlà vận tốc góc của bánh xe. kW W
Gọi N1 và N2 lần lượt là công suất truyền động ở mỗi bánh xe sau Máy gieo truyền động bằng 2 bánh xe sau nên công suất truyền động ở mỗi bánh là :
1.3.2 Tính toán, thiết kế các bộ truyền cho trục chính
Chọn loại truyền động là truyền xích do tỉ số truyền ổn định, lực tác dụng lên trục nhỏ hơn so với bộ truyền đai.
1.3.2.1 Truyền động từ trục chính đến bánh xe
Trục đảo tro
Để tro không bị vón cục hay nén chặc gây khó khăn trong quá trình phân phối tro, ta thiết kế trục đảo tro.
Trục đảo tro được thiết kế với các cánh trộn nhằm mục đích làm xốp tro trước khi đưa vào máng chứa Thực nghiệm cho thấy vận tốc quay của trục đạt n = 60 vòng/phút, đáp ứng đầy đủ yêu cầu làm việc.
Kích thước trục và cánh trộn:
Trục làm việc với tải không lớn nên ta chọn trục có đường kính ngoài mm
= 22 f , tại vị trí ngoài ta lắp ổ bi nên trục được hạ bậc xuống còn f = 20 mm
Và vị trí lắp đĩa xích là f18 mm
Cánh trộn: chọn kiểu cánh trộn hình trụ, chiều dài và đường kính cánh
Hình 4.61: Sơ đồ vị trí tương đối giữ ống phân phối tro và bộ phận cấy lỗ
Sơ đồ kết cấu trục và bố trí cánh trộn được trình bày như hình 4.61
Trong thiết kế bộ truyền động cho trục đảo tro, chúng ta lựa chọn bộ truyền xích do tốc độ làm việc của trục không cao và lực tác dụng lên trục ít Với công suất nhỏ của trục, bộ truyền được thiết kế phù hợp với điều kiện làm việc cụ thể Các thông số của bộ truyền đã được xác định sau khi hoàn tất quá trình thiết kế.
Chain : ISO 10190:1992 - Motor cycle chains Chain size designation 08 MA-52
Number of Chain Links X 52.000 ul Number of Chain Strands k 1.000 ul Minimum width between inner plates b1 6.250 mm
Maximum Roller Diameter d1 7.770 mm Maximum pin body diameter d2 4.000 mm Maximum inner plate depth h2 12.100 mm Maximum outer or intermediate plate depth h3 12.100 mm
Maximum width over bearing pins b 12.600 mm
Maximum inner plate width t1 1.270 mm Maximum outer or intermediate plate width t2 1.270 mm
N Specific Chain Mass m 0.400 kg/m Chain construction factor φ 1.000 ul
Hình 4.62: Sơ đồ kết cấu trục đảo tro
Required service life Lh 1700.000 hr Maximum chain elongation ΔLmax 0.030 ul
Lubrication Recommended (see notes below)
Shock factor Y 1.000 ulService factor f1 1.000 ulSprocket size factor f2 1.000 ulStrands factor f3 1.000 ulLubrication factor f4 1.000 ulCenter distance factor f5 1.299 ulRatio factor f6 1.200 ulService life factor f7 0.419 ul
Maximum tension in chain span FTmax 49.557 N Static safety factor SS > SSmin 302.684 ul >7.000 ul Dynamic safety factor SD > SDmin 302.684 ul >5.000 ul Bearing pressure pB < p0 * λ 1.339 MPa
Design power PD < PR 0.130 kW
Chain power rating PR 8.403 kW
Chain service life for specified elongation th > Lh 70346 hrChain link plates service life thL > Lh 2777778 hrRoller and bushing service life thr > Lh 73975 hr
Bộ phận gieo
Chọn ống trụ nhựa PVC có đường kính ngoài 150 mm để làm trục lấy hạt, vì ống nhựa nhẹ, dễ gia công và dễ thay thế khi sửa chữa Thiết kế máy gieo thực hiện việc gieo trên liếp với 4 hàng dọc, mỗi hàng cách nhau một khoảng x 0 mm, giúp thuận lợi cho việc lắp đĩa xích.
Biểu đồ trong Hình 4.63 minh họa phạm vi sử dụng của bộ truyền xích với chiều dài ống là l 0mm Trên bề mặt ống, các lỗ được bố trí nhằm giữ hạt cho đến khi chúng đến vị trí ống dẫn và được thả xuống Đường kính của các lỗ này phải nhỏ hơn kích thước nhỏ nhất của hạt cải để tránh lực hút làm hạt dính chặt, đồng thời phải đủ lớn để tạo áp suất hút cần thiết để giữ hạt.
Kích thước của hạt cải củ được xác định với cạnh lớn nhất d max = 4mm và cạnh nhỏ nhất d min = 2.2mm Để phù hợp với kích thước này, chúng ta cần khoan lỗ có đường kính f2 (mm) trên thân ống.
Bố trí lỗ hút hạt trên thân ống phân phối hạt là thiết kế quan trọng, nơi ống nhận truyền động trực tiếp từ bộ phận phân phối tro Mỗi vòng quay của ống phân phối sẽ phân phối cho ba lỗ dưới mặt liếp, do đó, cần bố trí số lượng lỗ trên ống sao cho mỗi vòng quay cũng gieo được ba lỗ, đảm bảo hiệu quả trong quá trình phân phối.
Vậy số lỗ trên một vòng tròn của ống phân phối hạt là ba lỗ.
4.2 Cụm con lăn trong thân ống Để hạt sau khi được hút và giữ trên thân ống có thể rơi xuống tại vị trí ống dẫn hạt thì cần có cơ cấu làm mất áp suất hút tại các lỗ Ta chọn cơ cấu kiểu con lăn như hình 78.
Khi chọn lò xo cho con lăn, cần lưu ý rằng có nhiều loại lò xo như lò xo kéo, lò xo nén và lò xo xoắn Trong đó, lò xo xoắn được ưa chuộng vì kích thước nhỏ gọn nhưng vẫn đảm bảo hiệu suất làm việc Để tăng cường khả năng che kín lỗ khi con lăn di chuyển trên thành ống, vật liệu cao su đàn hồi là lựa chọn lý tưởng cho con lăn.
Hình 4.64: Sơ đồ bố trí lỗ trên thân ống
4.3 Thùng chứa hạt và ống dẫn hạt
Thùng chứa hạt có vai trò quan trọng trong việc cung cấp hạt cho ống gieo, giúp dẫn hạt từ ống gieo xuống mặt liếp một cách hiệu quả Hình dáng và kết cấu của thùng cần phải phù hợp với ống gieo để đảm bảo việc lấy hạt diễn ra dễ dàng, không gây thất thoát hay hư hỏng hạt Ống dẫn hạt cũng phải đảm bảo dẫn hạt đồng loạt tại các vị trí gieo Chúng tôi đã chọn ống nhựa PVC có đường kính ngoài 150mm làm vật liệu cho ống gieo, dẫn đến hình dạng của thùng chứa hạt và ống dẫn hạt như hình 4.65 và hình 4.66.
Kích thước thùng chứa hạt cần phải đủ lớn để chứa hạt trong quá trình gieo, nhưng không nên quá cồng kềnh để tránh lãng phí vật liệu Để xác định kích thước thùng chứa hạt hợp lý, cần tính toán kỹ lưỡng các yếu tố liên quan.
Số lượng hạt trong 1cm³ thùng chứa được ký hiệu là s, với giá trị trung bình s tb = 90 hạt/cm³ được xác định qua khảo sát thực tế Chúng ta sẽ lựa chọn thùng chứa có thể tích phù hợp để đảm bảo hiệu quả trong việc lưu trữ hạt.
Chọn kích thước thùng chứa như hình vẽ:
Hình 4.66: kích thước sơ bộ thùng chứa hạt
Bộ phận phân phối hạt có công suất nhỏ yêu cầu chọn trục phù hợp với điều kiện làm việc, trong đó trục rỗng được ưu tiên để lấy không khí từ ống phân phối hạt nhằm tạo áp suất hút Trên thân trục, các lỗ được khoét để dẫn không khí ra ngoài, với kích thước và số lượng lỗ phụ thuộc vào thiết kế của ống phân phối hạt Để đảm bảo lực hút hạt hiệu quả, tổng diện tích mặt cắt ngang của các lỗ trên trục phải lớn hơn tổng diện tích mặt cắt ngang của các lỗ trên thân ống Kích thước lỗ sẽ được tính toán trong phần thiết kế quạt hút.
Kết cấu trục được thển hiện trên bản vẽ
4.5 Thiết kế bộ truyền cho bộ phận phân phối hạt
Bộ phận phân phối hạt yêu cầu độ chính xác cao trong tỉ số truyền và không cho phép sự trượt trong quá trình truyền động Để đáp ứng yêu cầu này, chúng ta lựa chọn hệ thống truyền động bằng xích Với công suất nhỏ của bộ phận phân phối hạt, thiết kế bộ truyền được điều chỉnh phù hợp với các điều kiện hoạt động cụ thể.
Ta thiết kế được bộ truyền có các thông số như sau:
Hình 4.67: Kính thước ống dẫn hạt
Chain : ISO 10190:1992 - Motor cycle chains Chain size designation 05 MB-114
Number of Chain Links X 114.000 ul Number of Chain Strands k 1.000 ul Minimum width between inner plates b1 5.720 mm
Maximum Roller Diameter d1 4.770 mm Maximum pin body diameter d2 3.300 mm Maximum inner plate depth h2 7.600 mm Maximum outer or intermediate plate depth h3 7.600 mm
Maximum width over bearing pins b 9.720 mm
Maximum inner plate width t1 0.800 mm Maximum outer or intermediate plate width t2 0.800 mm
Chain bearing area A 28.000 mm^2 Tensile Strength Fu 8900.000 N Specific Chain Mass m 0.350 kg/m Chain construction factor φ 1.000 ul
Required service life Lh 1700.000 hr Maximum chain elongation ΔLmax 0.030 ul
Lubrication Recommended (see notes below)
Power correction factorsShock factor Y 1.000 ulService factor f1 1.000 ulSprocket size factor f2 1.000 ulStrands factor f3 1.000 ulLubrication factor f4 1.000 ulCenter distance factor f5 0.949 ulRatio factor f6 1.200 ul
Maximum tension in chain span FTmax 156.125 N
Static safety factor SS > SSmin 57.005 ul >7.000 ul Dynamic safety factor SD > SDmin 57.005 ul >5.000 ul
Design power PD < PR 0.024 kW
Chain power rating PR 0.211 kW
The service life of chain components is critical, with specified elongation for chains exceeding Lh 2777778 hours Chain link plates also have a service life requirement of over Lh 2777778 hours, while rollers and bushings must meet a minimum service life of thr exceeding Lh 2777778 hours Proper adjustment of the tube position is essential when installing the chain transmission system.
Hình 4.68 : Biểu đồ thể hiện khả năng hoạt động của bộ truyền
Dựa vào mô hình lắp ráp, khoảng cách từ vị trí hạt bắt đầu rơi đến mặt tro được đo là x0mm Đồng thời, khoảng cách từ vị trí hạt rơi đến nọc cấy lỗ khi nọc đang ở phương đứng là lC7mm.
Để đảm bảo hạt rơi đúng vị trí cần gieo, cần tính toán góc b giữa đường tâm lỗ giữ hạt và phương ngang, từ đó xác định vị trí ống phân phối hạt một cách chính xác.
Theo công thức tính rơi tự do ta có:
S = Trong đó g là gia tốc trọng trường, t là thời gian rơi và S là quãng đường vật rơi s g t roi S 0 , 17
= ị (thời gian hạt bắt đầu rơi đến chạm mặt tro).
Như vậy khi hạt bắt đầu rơi thì vị trí lỗ chuẩn bị gieo hạt cần cách vị trí hạt rơi xuống một khoảng là mm m t v
S 1 = maygieo roi = 0 , 69 0 , 17 = 0 , 117 = 117 Với v maygieo là vận tốc tiến của máy gieo, t roi là thời gian cần thiết để hạt rơi chạm mặt tro.
Do khoảng cách giữa vị trí hạt rơi và vị trí nọc cấy lỗ là cố định, nên việc điều chỉnh góc b là cần thiết để đảm bảo hạt rơi đúng vị trí mong muốn.
Ta tính giá trị góc b như sau:
Gọi a là khoảng cách từ tâm lỗ chuẩn bị gieo hạt đến vị trí hạt rơi. mm a 1 , theo tính toán ta cần một khoảng S 1 7mm ị khoảng dư là d 1-117mm
Khi ống phân phối hạt quay
1vòng (120 0 ) thì tương ứng với một khoảng di chuyển của xe là 232mm Ta có quy tắc tam suất sau:
Tính toán thiết kế quạt hút
5.1 Nhiệm vụ và yêu cầu quạt hút
Quạt tạo áp suất thấp trong ống phân phối hạt để hút hạt dính vào lỗ trên thân ống.
Quạt cần tạo áp suất vừa đủ để hút và giữ hạt, tránh công suất quá lớn để không làm tổn hao năng lượng máy Nếu áp suất hút quá cao, hạt sẽ dính chặt vào lỗ trên ống phân phối, gây ra sự không chính xác trong quá trình gieo hạt.
5.2 Tính toán quạt hút và thiết kế truyền động cho quạt hút
Chọn quạt li tâm kiểu kín Gọi: FH là lực hút tác dụng lên mỗi hạt
H là áp suất hút do quạt tạo ra d tx : là diện tích bề mặt hạt tiếp xúc giữa hạt với lỗ trên thân ống
Ta có công thức: F H =H.d tx (1) Ước lượng bề mặt hạt tiếp xúc với lỗ trên thân ống nhỏ nhất bằng tiết diện cắt ngang của lỗ
Ta có : S lô =p.r 2 (r là bán kính lỗ)
Từ (1) và (2) ta có: F H = H.p.r 2 (3) Để giữ được hạt trên ống phân phối hạt trong lúc ống quay thì l
F > + (4) Trong đó : G = g m : trọng lượng của hạt
F i = : lực li tâm m: khối lượng của hạt m=0,072.10 - 3 kg
R : bán kính của ống phân phối hạt ( R = 0 , 1 m ) w:vận tốc góc của ống phân phối (w =prad/s)
Ta tính được tốc độ dòng khí qua lỗ theo công thức sau: b r H
Trong đó : rlà trọng lượng riêng của không khí b'là hệ số co hẹp dòng, chọn b ' =1 s m
Lưu lượng dòng khí qua lỗ:
Q = Với S là tiết diện mặt cắt ngang của lỗ giữ hạt, lỗ có đường kính d =2mm
Theo thiết kế, trên ống gieo có tất cả là 24 lỗ nên Lưu lượng tổng cộng qua các lỗ là s m Q
Q tc = 24 = 24 276 , 46 10 - 6 = 6335 10 - 6 3 / ị Lưu lượng ở cửa ra ống hút s m Q
Q ra = 2 tc = 2 6335 10 - 6 = 12670 10 - 6 = 12 , 7 10 - 3 3 / ị Công suất quạt cần thiết được tính theo công thức h r k quat
= (công thức 5.24 trang 154-TL8) Hay ta có công thức tương đương như sau: h 1000
N quat = g (với H là áp suất tính theo chiều cao cột nước) Trong đó hlà hiệu suất của quạt,h = 0 , 4 - 0 , 5, ta lấyh= 0 , 4 kW
Công suất động cơ kéo quạt là td đc
= (công thức 5.25-TL8) hay td quat đc m N
Trong công thức này, hệ số dự trữ công suất m có giá trị từ 1,05 đến 1,2, với m càng lớn khi công suất càng nhỏ Chúng ta chọn m = 1,1 Hiệu suất truyền động h tđ được xác định khi chọn loại truyền động là truyền động đai, với h tđ nằm trong khoảng từ 0,95 đến 0,98 Cuối cùng, chúng ta lựa chọn h tđ = 0,96.
Vậy công suất động cơ kéo quạt là kW
Ta chọn số vòng quay của quạt là n%00 vòng/p
Vận tốc không khí ở ống hút V ' chọn 0 , 5 V tb < V ' < V tb , (trang 135_TL9)
V tb là vận tốc làm việc theo yêu cầu, theo kết quả tính toán trên ta có s m
V tb " / , ta chọn V ' = 12 m / s Đường kính trong của quạt tính theo công thức n mm
Khi lựa chọn đường kính ống vào, thường sử dụng công thức D1 = 3D = - = , và chọn D1 bằng 1 pmm Đối với đường kính ngoài của quạt, D2 thường được xác định dựa trên số liệu thực nghiệm, với giá trị phổ biến cho máy nông nghiệp là từ 1,75 đến 2.
Do đó ta chọn D 2 =2.D 1 0mm
Chiều dài cánh được tính theo công thức sau
5.2.2 Thiết kế bộ truyền cho quạt hút
Quạt hút có công suất động cơ N = 0,113 kW và tốc độ quay trục quạt n = 2500 vòng/phút, trong khi tốc độ quay trục động cơ là n = 1800 vòng/phút Chúng tôi chọn truyền động đai để thiết kế bộ truyền dựa trên các thông số này.
Display name V-Belt ANSI/RMA IP-20
External line offset Hw 2.682 mm
Minimum recommended pulley datum diameter Dwmin 76.200 mm
Maximum flex frequency fmax 60.000 Hz
Maximum belt speed vmax 30.480 mps
Grooved Pulley 2 Properties Strength check
Arc of contact correction factor c1 0.986 ul
Resultant service factor cPR 16.546 ul Length correction factor c3 0.890 ul Number of belts correction factor c4 1.000 ul Number of pulleys correction factor c5 1.000 ul Modify friction with speed factor fmod 0.012 s/m
Belt flex frequency fb 14.683 Hz Number of belts required zer 0.073 ul
Belt installation tension Ft 20.470 NMaximum tension in belt span Ftmax 27.468
Kiểm nghiệm bộ truyền trục vít
Bộ truyền trục vít được thiết kế và sản xuất theo tiêu chuẩn Để đảm bảo các yêu cầu khi hoạt động ta kiểm tra lại bộ truyền.
Công suất truyền động tại trục lắp bánh vít là N = 4,1 kW Với hiệu suất của bộ trục vít bánh vít đạt 76%, công suất ở trục vít được tính là Ntv = 4,1 / 76% = 5,39 kW.
Số vòng quay của bánh vít được tính bằng công thức n bv = n đĩa xích x i, trong đó n đĩa xích là số vòng quay của đĩa xích lắp trên trục Với bộ truyền có tỉ số truyền i = 0, số vòng quay của trục vít sẽ là n tv = 3000 vòng/phút.
Dựa vào các thông số trên ta kiểm bộ truyền trục vít được kết quả như sau:
Axis Circular Pitch px 19.7920 mm
Base Circular Pitch pb 18.598 mm
Limit Deviation of Shaft Angle Fβ 0.0090 mm
Limit Deviation of Center Distance fa 0.032 mm
Type of model Component Component
Outside Diameter da 57.330 mm 207.341 mm Root Diameter df 29.610 mm 179.621 mm
Base Circle Diameter db 42.032 mm 177.602 mm Work Pitch Diameter dw 50.471 mm 189.000 mm
Worm gear Chamfer Angle δ 31.55 deg
Root Fillet rf* 0.3000 ul 0.3000 ul
Axial Tooth Thickness sx 9.896 mm 11.986 mmLimit Circumferential Run-out Fr 0.0130 mm 0.0400 mm
Virtual Number of Teeth zv 30.897 ul Min Recommended Correction xmin -1.345 ul
Tangential Force Ft 967.041 N 5677.245 N Axial Force Fa 5677.245 N 967.041 N
Hardened Steel brass CuZn35AlFe3
Ultimate Tensile Strength Su 700 MPa
Modulus of Elasticity E 206000 MPa 103000 MPa
Bending Fatigue Strength Sn 200.0 MPa
Contact Fatigue Strength Kw 1.6 MPa
Bending Fatigue Limit σFlim 270.0 MPa
Contact Fatigue Limit σHlim 200.0 MPa
Hardness in Tooth Side VHV 150 ul
Base Number of Load Cycles in Bending NFlim 250000000 ul Base Number of Load Cycles in Contact NHlim 250000000 ul
W?hler Curve Exponent for Bending qF 9.000 ul
W?hler Curve Exponent for Contact qH 8.000 ul
Max Slide Speed vmax 4.000 mps
Factors of Additional Load Overload Factor Ko1.200 ul Dynamic Factor Kv1.030 ul Lewis Form Factor y 0.125 ul
Surface-fatigue Limiting Load Fw 9343.281 N Bending-fatigue Limiting Load Fs 14844.025 N
Qua kiểm nghiệm bộ truyền thỏa yêu cầu
6.1 Kiểm nghiệm sức bền trục lắp bánh vít:
Trục lắp trục vít chịu lực tại hai vị trí: vị trí lắp bánh vít và vị trí lắp đĩa xích.
Theo kết quả tính toán các bộ truyền, lực tác dụng lên trục tại vị trí lắp bánh vít được xác định như sau: Lực vũng F t là 77,245 N, mô men xoắn M là 6,5 N.m; lực dọc trục F a đạt 7,041 N; và lực hướng kính F r là 44,293 N.
Kết cấu và sơ đồ bố trí lực được trình bày theo sơ đồ hình 81 Lực tác dụng lên trục tại vị trí lắp đĩa xích:
Theo kết quả kiểm nghiệm bộ truyền trục vít bánh vít trên ta có mô-men xoắn M ằ557N.m
Qua tính toán ta có kết quả như sau: preview
Hình 4.71 : Biểu đồ lực cắt
Hình 4.73: Biểu đồ chuyển vị góc
Hình 4.75: Biểu đồ ứng suất cắt
Hình 4.76: Biểu đồ ứng suất xoắn
Hình 4.77: Biểu đồ thể hiện đường kính trục lý tưởng tại các tiết diện
Dựa vào biểu đồ trên so với kích thước trục trong hộp giảm tốc thì trục thỏa yêu cầu thiết kế.
6.2 Kiểm nghiệ m trục vít bằng phương pháp phân tích ứng suất
Các thông số về lực tác dụng lên trục vít:
Lực vòng trên trục vít bằng lực dọc trục trên bánh vít:
F t _ trutvit ằ 967 Lực dọc trục trên trục vít bằng lực vòng trên bánh vít:
F a _ trutvit ằ 5677 Lực hướng tâm trên trục vít bằng lực hướng tâm trên bánh vít
Ta tiến hành tính toán trục vít như sau:
Mở file ipt chứa chi tiết trục vít, sau đó vào đường dẫn:
Environment/ Stress analysis/create Simulation ta tiến hành đặt lực và mô phỏng kết quả tính toán ta được kết quả như sau:
Ultimate Tensile Strength 345 MPa Stress
Young's Modulus 220 GPa Poisson's Ratio 0.275 ul Shear Modulus 86.2745 GPa Stress Thermal
Expansion Coefficient 0.000012 ul/c Thermal Conductivity 56 W/( m K ) Specific Heat 460 J/( kg c ) Part Name(s) Worm
Hình 4.79: Ứng suất thứ nhất
Các biểu đồ chỉ ra rằng ứng suất trên trục vít luôn ở mức thấp hơn ứng suất cho phép, điều này chứng tỏ trục vít đáp ứng đầy đủ yêu cầu về độ bền trong quá trình hoạt động.
Hình 4.81 : Hệ số an toàn đối với trục vít
Tính và chọn hộp đảo chiều
Máy gieo hạt cần có khả năng di chuyển lùi trong một số trường hợp vận hành, với tốc độ lùi được chọn bằng 2,5 km/h Do không yêu cầu tốc độ cao khi di chuyển lùi, hộp đảo chiều quay được thiết kế với tỷ số truyền i=1:1 để đảm bảo hiệu quả hoạt động.
Tính công suất trên các trục hộp đảo chiều:
Gọi n1, n2, n3 và N1, N2, N3 lần lượt là số vòng quay trong một phút và công suất của các trục: trục 1, trục 2 và trục 3
Dựa vào sơ đồ động bên dưới ta tính được công suất và số vòng quay các trục như sau:
Trục 3: trục 3 truyền động cho trục vít với tỉ số truyền i 3 =1:1, theo kết quả tính trong phần trên, trục vít có công suất là N tv =5,39kW và số vòng quay trục vít là n tv 00vong/p Do đó trục 3 có công suất và số vòng quay là: p vong n n 3 = tv 00 / , N 3 = N tv h xich =5,39/98%=5,5kW
Trục 2: trục 2 là trục trung gian để lắp bánh răng trung gian , tỉ số truyền giữa trục 2 và trục 3 là i 2 , 3 = 3 : 2 Do đó số vòng quay và công suất trên trục 2 là: p vong i n n 2700 /
Trục 1: tỉ số truyền trục 1 và trục 2 là i 1 , 2 = 2 : 3, ta tính được số vòng quay và công suất của trục 1 là : p vong i n n 1800 /
Chúng ta lựa chọn hộp đảo chiều với công suất trục vào là N = 5,73 kW và vận tốc quay n = 1800 vòng/phút Ở đầu trục ra, công suất đạt N = 5,39 kW với vận tốc quay cũng là n = 1800 vòng/phút.
Chọn động cơ
Dựa vào công suất tính được ở hộp đảo chiều ta chọn loại động cơ là động cơ diezen có công suất N đc =9HP=6,84kW.
Chọn li hợp từ động cơ đến hộp đảo chiều
Dựa vào đặc điểm làm việc không yêu cầu bôi trơn, chúng tôi đã chọn kiểu li hợp ma sát khô Li hợp được thiết kế để truyền công suất cho trục với công suất N = 4,69 kW và số vòng quay n = 1800 vòng/phút Do kết cấu li hợp rất phức tạp, bản vẽ chỉ thể hiện hình khối.
Chọn cơ cấu lái
Cơ cấu lái kiểu vô-lăng sử dụng hộp trục vít truyền động cho các thanh lái tới trục bánh xe, mang lại ưu điểm lực lái nhẹ và khả năng tự hãm khi không có lực tác động từ người điều khiển Hình 95 minh họa hình dáng bên ngoài của cụm cơ cấu lái này.
Chọn li hợp cho bánh xe
Máy gieo thường hoạt động trên các đoạn đường thẳng, giúp việc điều khiển xe trở nên dễ dàng Tuy nhiên, khi cần quay đầu ở cuối đoạn gieo, nếu không có bộ phận li hợp, bánh xe có thể trượt Vì vậy, việc thiết kế bộ phận li hợp cho bánh xe là rất cần thiết.
Kết cấu li hợp được thể hiện trên bản vẽ lắp
Hình 4.83 : Hình dáng bộ phận lái
Kiểm nghiệm bền cho trục bánh xe sau
Trục bánh xe đóng vai trò quan trọng trong việc chịu tải trọng phía sau của xe Nó cũng phải chịu lực từ bộ truyền xích, trong khi đĩa xích được lắp đặt có khả năng xoay tròn trên trục Điều này dẫn đến việc trục không chịu mô-men xoắn mà chỉ phải đối mặt với lực cắt.
Gọi F là lực do trọng lượng xe tác dụng lên trục, ta ước lượng F 00N, lực này được chia thành hai lực nhỏ F F 750 N
1 = = = tác dụng lên trục tại vị trí lắp ổ bi đỡ.
Lực tác dụng lên trục được tính trong phần thiết kế bộ truyền xích,
Ta tính bền cho trục được kết quả sau:
Maximal Bending Stress σB 61.336 MPa Maximal Shear Stress τS 6.268 MPa Maximal Torsional Stress τ 0.000 MPa Maximal Tension Stress σT 0.000 MPa Maximal Reduced Stress σred 61.895 MPa Maximal Deflection fmax 208.009 microm
Hình 4.84: Sơ đồ phân bố lực
Hình 4.86: Biểu đồ mô-men uốn
Hình 4.88: Biểu đồ chuyển vị đứng
Hình 4.89: Biểu đồ ứng suất uốn
Theo biểu đồ, đường kính trục lớn nhất là f42,8 mm Chúng ta chọn đường kính trục lớn nhất là f44 mm Tại vị trí lắp ổ bi, đường kính được chọn là f30 mm và f25 mm Cuối cùng, để gắn nắp chụp cho ổ bi, chúng ta tạo ren ở đoạn ngoài cùng của trục với đường kính f20 mm.
Kết cấu trục được trình bày trên bản vẽ.
Kiểm nghiệm bền khung sườn máy gieo
Khung sườn máy gieo được chế tạo từ vật liệu thép hình V6.3, đảm bảo độ bền và khả năng chịu lực Do cấu trúc máy khá phức tạp, việc tính toán độ bền chỉ được thực hiện cho những điểm chịu lực lớn nhất tác động lên khung sườn.
Ta tính toán được kết quả như sau:
Hình 4.91: Biểu đồ thể hiện đường kính trục lý tưởng
Hình 4.92: Chuyển vị của khung sườn
Hình 4.96: Ứng suất uốn My
Qua các biểu đồ cho thấy khung sườn đảm bảo yêu cầu chịu tải trọng.
Sau quá trình thực hiện đề tài, chúng em đã thiết kế và mô phỏng được quá trình hoạt động của máy gieo hạt cải củ như hình
Hình 5.1: Mô hình lắp ráp máy gieo hạt cải củ
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
Qua quá trình thực hiện đề tài chúng em đã thiết kế được mô hình và mô phỏng hoạt động của máy gieo hạt cải củ.
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Võ Thành Bắc, thầy Nguyễn Bồng cùng các thầy cô và bạn bè đã hỗ trợ và hướng dẫn trong quá trình thực hiện đề tài Dù đã hoàn thành đúng thời hạn, nhưng do khối lượng công việc lớn, thời gian hạn chế và kiến thức còn thiếu sót, chúng em không thể tránh khỏi một số sai sót Vì vậy, chúng em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu từ quý thầy cô và các bạn để hoàn thiện đề tài hơn nữa.
Hướng phát triển đề tài:
Do tính ứng dụng cao của đề tài này và nhu cầu thực tế về máy gieo, em kính mong nhận được sự hỗ trợ từ ban chủ nhiệm khoa và xưởng cơ khí trường Đại Học Cần Thơ để tiến hành chế tạo thử nghiệm máy gieo, phục vụ cho nghiên cứu và học tập của sinh viên.
Cần thơ, 04/05/2012 Sinh viên thực hiện
Nguyễn Vũ lâm Nguyễn Đình Khiêm
