Nghiên cứu các thông số tối ưu của bộ phận tách ngọn và lá mía bằng phưong pháp qui hoạch hóa thực nghiệm

NGHIÊN CỨU-TRAO ĐỔI NGHIÊN CỨU CÁC THÔNG SỐ TỐI ưu CỦA Bộ PHẬN TÁCH NGỌN VÀ LÁ MÍA BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUI HOẠCH HÓA THỰC NGHIỆM RESEARCH ON OPTIMUM PARAMETERS OF THE PARTS SHORT CANE BREAKING AND LEAF OF CANE BY THE EXPERIMENT PLANNING METHOD Nguyễn Đức Thật1, TSKH Bạch Quốc Khang2, PGS,TS Lương Văn Vượt3 'Nghiên cứu sinh, Viện Cơ điện Nông nghiệp Công nghệ Sau thu hoạch 2Viện Cơ điện Nông nghiệp Công nghệ Sau thu hoạch 3Học viện Nơng nghiệp Việt Nam TĨM TẮT Bài báo giới thiệu kết nghiên cứu thông số tối ưu phận tách mía băng phương pháp qui hoạch hóa thực nghiệm Kết quà nghiên cứu đơn yếu tố xác định khoảng biến thiên thông sổ đầu vào là: Vận tốc cấp liệu V = 4+5m/s; số động học 7=3,75 +5,25; mật độ mỉa có buồng cơng tác q=3 +4kg/m2; khoảng cách từ tâm lô bẻ đến tám lô kẹp, Lm=0,5 +0,7m Kết nghiên cứu qui hoạch hóa thực nghiệm đa yếu tơ giải toán tối ưu xác định giá trị tối ưu thông so đầu vào Vc=4,33m/s; 7=4,33; q=3,63 kg/m2; Lm=0,584m Kết nghiên cứu sở đế thiết kế, chế tạo Liên hợp máy thu hoạch mỉa nguyên Từ khóa: Tối ưu; Tách mỉa ABSTRACT This paper introduces the results of research on optimal parameters of cane tops and leaves by experimental planning method The results of the single-factor study determined the optimal domain of the input parameters: Feed speed Vc — 4+5m/s; kinematic index 7=3.75 +5.25; density of sugarcane in the working space q=3 +4 kg/m2; distancefrom center ofroll top to center of clamping roller, Lm=0.5 +0.7 m The results ofmultifactorial experimental planning and optimization problem solving have determined that the optimal value of input parameters is v=4.33m/s; 7=4.33; q=3.63 kg/m2; Lm=0.584m Research results are the basis for designing and manufacturing the whole sugarcane harvesting machine complex Keywords: Optimal: Break the tops of sugar cane ISSN 2615 - 9910 (bản in), ISSN 2815 - 5505 (online) TẠP CHÍ Cơ KHÍ VIỆT NAM, SỐ 291, tháng năm 2022 cokhivietnam.vn / tapchicokhi.com.vn 39 NGHIÊN CỨU-TRAO ĐỔI tác; vật liệu làm công tác; thông số động học; chế độ làm việc l.ĐẶT VẤN ĐÈ Kết nghiên cứu [1], [2] xác định quy luật ảnh hưởng thông số kết cấu thông số làm việc phận tách lá, mía tới tiêu hệ số quét lặp, chiều dài đường quét, ứng suất uốn Các quy luật quan trọng việc xác định giới hạn thông số xu ảnh hưởng chúng trình làm việc máy Tuy nhiên, tiêu vần tiêu gián tiếp ảnh hưởng tới khả tách lá, mía khả phân ly chúng chi phí lượng trình Trong q trình xây dựng mơ hình lý thuyết, mặt phải chấp nhận số giả thiết nhàm đon giản hóa tốn để giải được, mặt khác mơ hình lý thut hồn tồn có thê bỏ qua tác động ngầu nhiên yếu tố, kết mơ hình lý thuyết cịn sai số mà chưa kiểm chứng Ngoài ra, thực tiền tiêu trực tiếp ảnh hưởng tới hiệu q trình tách lá, mía khỏi khối thân mía là: tỷ lệ tạp chất cùa ngọn, mía; tỷ lệ tổn thất; chi phí lượng riêng Đây tiêu mà tốn lý thuyết khơng thể giải trực tiếp Do đó, để có sở xác ứng dụng vào thực tế, tiến hành nghiên cứu thực nghiệm nhàm xác định thông số tối ưu phận tách mía ĐĨI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỬU 2.1 Đối tượng, thiết bị phục vụ nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu thơng số phận tách mía Liên hợp máy thu hoạch mía ngun Các thơng số nghiên cứu trực tiếp là: kết cấu lô công - Thiết bị phục vụ nghiên cứu: thiết bị đo số vòng quay Beha Unitest 93412; đồng hồ bấm giây; cân điện tử; đồng hồ đo dòng điện, điện áp - Dàn thí nghiệm có câu tạo thê hình Hình Sơ đồ bố trí dàn thi nghiệm: Băng tải cấp liệu; Modul số tách ỉá mía; Modul bẻ mía; Modul vận chuyển mía - Phương pháp đo: Đo trực tiếp xác định cơng thức tính tốn sau đo trực tiếp số liệu thành phần 2.2 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm đa yếu tố Trước áp dụng phương pháp này, sử dụng phương pháp thực nghiệm đơn yếu tố để nhận diện sơ quy luật tương tác mức độ ảnh hưởng thông số đến tiêu, làm sở để xác định khoảng nghiên cứu, khoảng biến thiên, mức biến thiên thích hợp Trong nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố cần cố định yếu tố khác, thay đổi số yếu tố vào để xác định ảnh hưởng đến thơng số Khoảng biến thiên mức sở thông số xác định qua kết nghiên cứu lý thuyết thí nghiệm thăm dị mơ hình nghiên cứu Mồi thí nghiệm lặp lại lần Mục tiêu nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố theo phương pháp qui hoạch hóa thực nghiệm (QHTN) nhằm xem xét tương tác ISSN 2615 - 9910 (bản in), ISSN 2815 - 5505 (online) 40 TẠP CHỈ Cơ KHÍ VIỆT NAM, số 291, tháng năm 2022 cokhivietnam.vn / tapchicokhi.com.vn NGHIÊN CỨU-TRAO ĐỔI tổ hợp thông số đầu vào, từ xác định tiêu tối ưu chung phương pháp thương lượng giừa giá trị tối ưu riêng tiêu mức châp nhận khoảng biến thiên, E=0,5m/s; (mức sở V = 4,5); Hệ số động học: Ầ=3-^6, khoảng biến thiên £-0,75 (mức sở x=4,5); Áp dụng chương trình tính tốn Viện Cơ điện Nơng nghiệp Cơng nghệ Sau thu hoạch [5] chương trình Table Curve kết nối với chương trình xử lý phương sai thực nghiệm đề xử lý kết tính tốn - Mật độ mía có buồng cơng tác: q=2+5kg/m2, khoảng biến thiên e=0,75kg/m2; (mức sở q=3,5); - Vị trí đặt lô bẻ ngọn: Lm=0,4^0,8m, khoảng biến thiên £=0,1 m; (mức sơ L =0,6) KÉT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Tương tự với [4], tiêu đê đánh giá chât lượng làm việc phận tách mía Liên họp máy thu hoạch mía là: tỷ lệ tạp chất (q); tỷ lệ hao hụt (V) chi phí lượng riêng (Ne) Qua kết nghiên cứu [2], [3], [4] qua thí nghiệm thăm dị sơ ban đầu, thơng số ảnh hưởng đến chi tiêu làm việc phận tách mía là: vận tốc cấp liệu (Vc); hệ số động học (X), (X=tobR1A^c, (ừb vận tơc góc lơ cơng tác, Rị bán kính đỉnh cơng tác); mật độ mía có buồng cơng tác (q), (q=Qc/Vc.bk, Qc lượng cung cấp, bk bề rộng buồng cơng tác); vị trí đặt lơ bẻ (Lm) (khoảng cách từ tâm lô bẻ đến tâm lô kẹp) Với thông số nghiên cứu tiêu xác định trên, kết nghiên cứu thực nghiệm đơn, đa yếu tố trình bày a) Kết nghiên cứu ảnh hưởng vận tốc cấp (Vc) đến tiêu chất lượng trình bày hình 2, 3, Ket thực nghiệm cho thấy Vc3% (hình 2), theo [1] chất lượng mía ngun liệu khơng đạt loại Khi Vc>5m/s tỷ lệ tạp chất