Luận văn thạc sĩ kỹ thuật cơ khí nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy thái cỏ làm thức ăn cho chăn nuôi hộ gia đình

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM PHAN VĂN TÂN NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY THÁI CỎ LÀM THỨC ĂN CHO CHĂN NI HỘ GIA ĐÌNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ VÀ CƠ KỸ THUẬT Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ HUẾ - 2018 ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM PHAN VĂN TÂN NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY THÁI CỎ LÀM THỨC ĂN CHO CHĂN NI HỘ GIA ĐÌNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ VÀ CƠ KỸ THUẬT Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ Mã số: 8.52.01.03 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS ĐỖ MINH CƯỜNG HUẾ - 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết tơi trình bày luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Huế, ngày tháng năm 2018 Tác giả luận văn Phan Văn Tân ii LỜI CẢM ƠN Để hồn thành luận văn tơi xin bày tỏ chân thành lòng biết ơn sâu sắc đến Ban giám hiệu, q Thầy cơ, gia đình bạn bè, đồng nghiệp Lời xin cảm ơn sâu sắc tới Thầy hướng dẫn khoa học TS.Đỗ Minh Cường, người trực tiếp định hướng khoa học trình nghiên cứu, tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi suốt q trình thực đề tài Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, Phịng Đào tạo, Khoa Cơ khí – Cơng nghệ, qúy thầy cô giảng viên Trường Đại học Nông Lâm Huế, tạo điều kiện, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm quý báu thời gian học tập nghiên cứu Qua xin cảm ơn tới BGH trường Cao Đẳng Cơ Điện Xây Dựng & Nông Lâm Trung Bộ, lãnh đạo khoa Cơ khí chế tạo tạo điều kiện giúp đỡ Cuối cùng, xin cảm ơn người thân, bạn bè người động viên tơi q trình học tập thời gian làm luận văn Mặc dù cố gắng với tất nỗ lực thân chắn luận văn cịn thiếu sót Kính mong nhận ý kiến đóng góp, phê bình quý Thầy cô, nhà khoa học, đọc giả bạn đồng nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn! Huế, ngày 20 tháng năm 2018 Học viên Phan Văn Tân iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN .ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v DANH MỤC BẢNG BIỂU vi DANH MỤC HÌNH ẢNH vii MỞ ĐẦU 1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 3.1 Ý nghĩa khoa học 3.2 Ý nghĩa thực tiễn NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1.1 Tổng quan thức ăn chăn nuôi nước 1.1.2.Tình hình trồng cỏ phục vụ chăn ni trâu bị hộ gia đình 1.1.3.Cơ sở lý thuyết trình cắt thái 1.2 CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 12 1.2.1 Tầm quan trọng máy thái cỏ 12 1.2.2 Một số máy thái rau củ 12 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 22 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 22 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 22 2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 22 iv 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.3.1 Phương pháp nghiên cứu tài liệu máy thái 22 2.3.2 Phương pháp tính tốn thiết kế 22 2.3.3 Phương pháp gia công chế tạo 22 2.3.4 Phương pháp khảo nghiệm 23 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 24 3.1 PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 24 3.1.1 Những yêu cầu 24 3.1.2 Chọn phương án thiết kế 24 3.2.TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC HỌC THIẾT BỊ 28 3.2.1 Cơ sở tính tốn 28 3.2.2 Tính tốn động lực học thiết bị 31 3.3 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY 37 3.3.1 Chọn động dẫn động 37 3.3.2 Thiết kế truyền đai 38 3.3.3 Thiết kế bánh trụ 43 3.3.4 Tính chọn cặp bánh côn 48 3.3.5 Thiết kế trục dao 48 3.3.6 Tính chọn then 54 3.3.7 Chế tạo khung máy số phận khác 55 3.4 KHẢO NGHIỆM MÁY 58 3.4.1 Mục đích, yêu cầu tiêu chí thực nghiệm 59 3.4.2 Nội dung kết khảo nghiệm 60 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 66 KẾT LUẬN 66 ĐỀ NGHỊ 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt CT TNHH Ý nghĩa từ viết tắt Tên Tiếng anh đơn vị Thép cacbon chất lượng thường Công ty Trách nhiệm hữu hạn f Hệ số ma sát q Áp suất cắt thái riêng, N/cm α Góc cắt thái độ (˚) τ Góc trượt độ (˚) φ Góc ma sát độ (˚) mct Mô men trục Nm Mđc Mô men động Nm A Cơng cắt thái J/cm2 R Bán kính mm h Chiều cao tâm dao mm n Số vòng quay trục dao v/ph a Chiều dài họng thái mm b Chiều cao họng thái mm γ Khối lượng riêng kg/m3 Qn Năng suất máy kg/h Nđc Công suất động kW λ Hiệu suất truyền động V Vận tốc m/s, v/ph L Chiều dài mm T Mô men xoắn Nm l Chiều dài dao mm i Tỉ số truyền A Khoảng cách trục Z Số z Số đai W Độ ẩm % σ Ứng suất N/mm2 mm vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Khẩu phần thức ăn xanh số vật nuôi Bảng 1.2 Các thơng số hình học máy 19 Bảng 1.3 Các thơng số hình học máy TC-500 21 Bảng 2.1 Thơng số yếu tố thí nghiệm 23 Bảng 3.1 Khẩu phần ăn gia súc 28 Bảng 3.2 Chiều dài đoạn cắt loại gia súc 29 Bảng 3.3 Các thông số truyền đai thang 43 Bảng 3.4 Các thơng số hình học chủ yếu truyền 47 Bảng 3.5 Thông số ổ lăn 48 Bảng 3.6 Chọn chiều dài trục 49 Bảng 3.7 Thông số then 51 Bảng 3.8 Thông số yếu tố thí nghiệm 60 Bảng 3.9 Số liệu trung bình vận tốc dao 650 vịng/phút 64 Bảng 3.10 Số liệu trung bình vận tốc dao 900 vòng/phút 64 Bảng 3.11 Số liệu trung bình vận tốc dao 1045 vòng/phút 64 Bảng 3.12 Số liệu trung bình vận tốc dao 1200 vịng/phút 64 vii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Cỏ voi tên khoa học Penisetum purpuseum Hình 1.2 Tác dụng cắt thái lưỡi dao Hình 1.3 Đồ thị phụ thuộc lực cắt thái R vào độ dịch chuyển S Hình 1.4 Tác dụng cắt trượt giảm chiều rộng lát thái Hình 1.5 Sơ đồ trình cắt thái lưỡi dao với lưỡi dao có góc mài  Hình 1.6 Cạnh sắc lưỡi dao Hình 1.7 Góc cắt thái Hình 1.8 Đồ thị phụ thuộc lực cắt với độ thái sâu Hình 1.9 Đồ thị phụ thuộc áp suất cắt thái riêng vận tốc dao thái Hình 1.10 Vận tốc điểm M cạnh sắc lưỡi dao 10 Hình 1.11 Phân tích lực tác động lưỡi dao vật thái 10 Hình 1.12 Máy thái sắn quay tay 12 Hình 1.13 Máy thái chuối 13 Hình 1.14 Máy thái kiểu sợi FC 501 14 Hình 1.15 Máy thái cỏ dạng đĩa 14 Hình 1.16.Máy cắt thái đa 15 Hình 1.17 Máy băm thái thức ăn gia súc theo kiểu lô trụ thẳng 16 Hình 1.18 Máy băm thái thức ăn gia súc lô dao trụ, dao gá nghiêng kiểu Yash H2 16 Hình 1.19.Máy băm thái thức ăn gia súc mặt đầu theo kiểu Yash-T-75 dao gá mặt đầu mâm quay 17 Hình 1.20 Máy băm thái kiểu KOHINOOR dao gá mặt đầu mâm quay 18 Hình 1.21 Máy băm thái rơm khoa Cơ khí Cơng nghệ, HUAF chế tạo 18 Hình 1.22 Sơ đồ cấu tạo máy thái chuối TC-500 20 Hình 3.1 Dao cắt chuyển động tịnh tiến 24 Hình 3.2 Dao cắt bố trục quay 25 Hình 3.3: Sơ đồ cấu tạo máy thái cỏ 26 Hình 3.4: Sơ đồ truyền động bánh côn 26 viii Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lý truyền động máy 27 Hình 3.6: Sơ đồ cấu tạo dao thái 30 Hình 3.7 Kích thước lưỡi dao 30 Hình 3.8 Sơ đồ truyền động phận cắt 31 Hình 3.9 Sơ đồ thí nghiệm cắt cỏ voi 32 Hình 3.10 Sơ đồ trục Ru lô 35 Hình 3.11 Đai hình thang thường 39 Hình 3.12 Phản lực nút trục 50 Hình 3.13 Biểu đồ mơ men uốn trục 50 Hình 3.14 Bản vẽ phách trục 51 Hình 3.15 Kích thước khung máy 55 Hình 3.16 Chế tạo khung máy 55 Hình 3.17 Lưỡi dao trục dao sau chế tạo 56 Hình 3.18 Tấm kê thái sau chế tạo 56 Hình 3.19 Trục dao sau chế tạo 57 Hình 3.20 Bộ phận cung cấp nguyên liệu vào 57 Hình 3.21 Bộ truyền đai thang 57 Hình 3.22 Bộ truyền bánh côn thẳng 58 Hình 3.23 Bộ truyền bánh trụ thẳng 58 Hình 3.24 Mẫu máy thái cỏ chế tạo 59 Hình 3.25 Chuẩn bị nguyên liệu cỏ voi 59 Hình 3.26 Hình ảnh máy làm việc 61 Hình 3.27 Bộ phận dao cắt kê 61 Hình 3.28 Bộ phận cung cấp nguyên liệu họng thái 62 Hình 3.29 Bộ phận truyền động 62 Hình 3.30 Sản phẩm sau thái 63 Hình 3.31 Sản phẩm sau thay đổi chế độ làm việc 63 Hình 3.32 Đồ thị biểu diễn thơng số góc đặt dao 00 65 MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Ngành chăn ni gia súc số ngành chăn nuôi phát triển mạnh nước giới Hiện nay, sản lượng chăn nuôi nước ta thấp số lượng chất lượng thức ăn khơng đảm bảo Nguồn thức ăn cho chăn nuôi gia súc chủ yếu đồng cỏ tự nhiên, số địa phương nghiên cứu trồng số giống cỏ có khả sinh trưởng tốt cho hàm lượng dinh dưỡng cao, để bổ sung vào phần thức ăn gia súc Nước ta nước nông nghiệp phát triển, năm gần sách đổi mà nơng nghiệp nước nhà có bước phát triển vượt bậc Tuy nhiên chăn nuôi đại gia súc nước ta chủ yếu theo qui mơ hộ gia đình mơ hình phổ biến mơ hình phù hợp nước phát triển Để góp phần đẩy mạnh giới hóa chăn ni, nhiều mẫu máy nhập nước nước thiết kế đưa vào sử dụng để nâng cao suất, chất lượng hiệu kinh tế máy băm thái, máy trộn, máy nghiền, máy sấy máy cắt thái ngun liệu đóng vai trị quan trọng Tuy nhiên, vùng miền có tập qn quy mơ chăn ni khác nhau, việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo mẫu máy cắt thái phù hợp với vật liệu cắt thái nhằm giảm giá thành, tăng suất chất lượng cắt thái, góp phần giới hóa chăn ni quy mơ nơng hộ, giảm nhẹ sức lao động cho người nông dân cấp thiết Chính vậy, việc nghiên cứu thiết kế chế tạo mẫu máy thái cỏ để cung cấp thức ăn cho gia súc vấn đề đặt Xuất phát từ yêu cầu cấp thiết thực tiễn nói tơi thực luận văn: “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy thái cỏ làm thức ăn cho chăn ni hộ gia đình” MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Thiết kế chế tạo máy thái cỏ cung cấp thức ăn cho trâu, bò với kết cấu gọn nhẹ, đơn giản, sử dụng cho hộ nhóm hộ gia đình, trang trại vừa nhỏ chăn ni trâu, bị Cụ thể sau: Cơ cấu khung thép vững chắc, nhỏ gọn, dễ sử dụng di chuyển Có thiết bị an toàn để tránh tai nạn lao động; toàn máy phải đảm bảo an tồn khí, điện đáng tin cậy để hoạt động Có cấu cấp nguyên liệu tự động bán tự động; đảm bảo chất lượng vật thái 2 Có thiết kế phù hợp với suất quy mô nông hộ Hiệu suất truyền động cao Lưỡi dao có tính chịu mài mịn độ dẻo dai cao để an tồn vận hành Vật liệu, phụ tùng sẵn có, giá thành thấp Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 3.1 Ý nghĩa khoa học Kết nghiên cứu đề tài góp phần nghiên cứu chuyên sâu việc thiết kế chế tạo máy cắt thái nói chung máy thái cỏ nói riêng 3.2 Ý nghĩa thực tiễn Đề tài góp phần tạo sản phẩm thiết thực, góp phần giới hóa chăn nuôi, đáp ứng kịp thời nhu cầu đời sống kinh tế - xã hội NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI - Thiết kế chế tạo mẫu máy cắt thái cỏ phù hợp quy mô hộ chăn nuôi; - Nghiên cứu hệ thống điều khiển linh hoạt thay đổi chiều dài đoạn thái phù hợp với đối tượng vật nuôi 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1.1 Tổng quan thức ăn chăn nuôi nước Chăn nuôi nước ta đưa lên thành ngành nơng nghiệp, nhằm đáp ứng nhu cầu thực phẩm ngày tăng yêu cầu sức kéo phân bón phục vụ cho trồng trọt Sản lượng chăn ni trước hết phụ thuộc vào việc cung cấp đắn thức ăn cho gia súc Việc cung cấp thức ăn đắn có nghĩa phù hợp với nhu cầu chức gia súc với mức tiêu thụ thức ăn lại cho sản lượng có ích lớn Thức ăn dạng tự nhiên chưa thể đáp ứng yêu cầu dinh dưỡng đa dạng theo chức lứa tuổi gia súc, phải tiến hành chế biến thái nhỏ nhằm đáp ứng nhu cầu Đồng thời với ngành chăn nuôi chăn nuôi với quy mô lớn theo kiểu trang trại, khơng cịn chăn thả tự nhiên trước Nên đòi hỏi thức ăn xanh phải trồng trọt với qui mô lớn suất cao đủ lượng thức ăn cho gia súc Các loài cỏ trồng suất cao nay, thân có kích thước lớn khối lượng lớn nên để đáp ứng nhu cầu tiêu hố cho gia súc phải có thiết bị máy móc cắt thái thành đoạn thức ăn có độ dài vừa phải Từ yêu cầu xúc trên, nên máy thái rau cỏ phục vụ cho trang trại chăn nuôi thiết kế chế tạo Hiện nay, lĩnh vực máy công tác phục vụ cho chăn ni có máy thái rau cỏ Nhưng máy thái rau cỏ phục vụ cho chăn ni sản xuất nước ngồi có giá cao không phù hợp với nông dân nước ta Còn nước ta máy thái rau cỏ phục vụ cho chăn ni có hoạt động với suất nhỏ, khả tự động hóa khâu tiếp liệu không cao khả điều chỉnh độ dài đoạn cắt thái không linh hoạt Ở nội dung đề tài này, thiết kế chế tạo mẫu máy thái rau cỏ mới, với tham khảo nguyên lí cắt máy có, với suất phù hợp Để công việc thiết kế dễ dàng sát thực tế, việc tìm hiểu đặc tính thức ăn xanh nguyên liệu máy thái quan trọng Thức ăn xanh tất loại cỏ trồng, cỏ tự nhiên, loại rau xanh cho gia súc ăn trạng thái tươi xanh bao gồm: rau muống, bèo hoa dâu, bắp cải, xu hào, cỏ voi, cỏ pagola, rau dừa nước, rau dền, rau lắp, cỏ bắp, cỏ sữa Thức ăn xanh có đặc điểm chứa nhiều nước, nhiều chất xơ, tỉ lệ nước trung bình 80-90%, tỉ lệ xơ trung bình giai đoạn non 2-3%, trưởng thành 6-8% Theo khảo sát thực tế trang trại cụ thể tỉnh Bình Định, tỉnh có ngành chăn ni phát triển; cụ thể chăn ni trâu, bị, dê, cừu, lợn…Các trang trại vừa nhỏ có số lượng gia súc khoảng 100-200 Khẩu phần ăn chủ yếu thức ăn xanh, cụ thể theo bảng điều tra sau: Bảng 1.1 Khẩu phần thức ăn xanh số vật nuôi Loại gia súc % tính theo phần ăn Lợn 20-30 Trâu bị (cao sản) 70-80 Trâu bò (thấp sản) 100 Dê cừu 100 Gia cầm lớn 5-10 Gà thịt Các loại thức ăn xanh trồng để phục vụ cho chăn nuôi trang trại chủ yếu là: Cỏ voi, cỏ bắp, cỏ sữa, rau muống, rau dền, rau lang… Do trang trại hầu hết chưa có máy thái rau cỏ, tình trạng sử dụng trang thiết bị giới không mạnh Cho nên người nông dân cho gia súc ăn cách bỏ trực tiếp vào với kích thước lớn, mà khơng cắt thái có kích thước vừa phải, nên gia súc ăn khơng hết Vì phần thức ăn thừa lại nhiều, gây lãng phí lớn Vì đưa máy thái rau cỏ vào thực tế trang trại chăn nuôi này, giảm khối lượng thức ăn lớn, mang lại nguồn lợi kinh tế cao cho người nơng dân ngành chăn ni 1.1.2.Tình hình trồng cỏ phục vụ chăn ni trâu bị hộ gia đình Hoạt động chăn ni trâu, bị địa phương người dân tiến hành từ lâu với nhiều hình thức khác Tuy nhiên mơ hình chăn ni dừng lại quy mơ hộ gia đình nhằm mục đích phục vụ cho hoạt động trồng trọt, sử dụng trâu bị làm sức kéo Chính mà người dân trọng đến lợi ích từ gia súc đem lại người dân không trọng vào vấn đề dinh dưỡng cho gia súc (trâu, bò) mà tận dụng sản phẩm phụ trình sản xuất sinh hoạt làm thức ăn cho chúng Thời gian gần với đổi thay nhận thức nhu cầu sản phẩm từ trâu bị thị trường nên tình hình chăn ni bị người dân địa bàn xã có nhiều thay đổi Số trang trại chăn nuôi tập trung với số lượng lớn tăng lên nhanh chóng, số hộ chăn ni theo tính chất hàng hóa xuất ngày nhiều Khi loại hình chăn ni theo hình thức hàng hóa phát triển áp lực thị trường địi hỏi người dân phải tính đến giải pháp để tăng thêm hiệu sản xuất đồng thời giảm thiểu chi phí Và vấn đề người dân quan tâm tìm kiếm nguồn thức ăn cho chăn ni vừa có giá trị dinh dưỡng cao chi phí đầu vào cho chăn nuôi thấp Trước đây, người dân địa phương thường sử dụng nguồn thức ăn có giá trị dinh dưỡng thấp chủ yếu nguồn thức ăn tận dụng lại từ hoạt động khác Cỏ loại thức ăn thiếu phần ăn chăn ni trâu bị, với loại hình chăn thả tận dụng sức kéo người dân sử dụng đồng cỏ tự nhiên để chăn thả Tuy nhiên diện tích đồng cỏ tự nhiên ngày giảm dần nhu cầu sử dụng đất người dân ngày tăng Hình thức sử dụng đồng cỏ tự nhiên phù hợp với hộ chăn ni nhỏ lẻ khơng thích hợp với hình thức chăn ni cơng nghiệp, mang tính hàng hóa cao Hiện tình hình chăn ni trâu bị địa bàn Bình Định chuyển sang hình thức sản xuất hàng hóa, nên địi hỏi người dân cần quan tâm đến việc giải vấn đề thức ăn chăn nuôi Người dân tiếp cận với nhiều loại giống cỏ có giá trị dinh dưỡng khác thông qua khuyến cáo trung tâm khuyến nông huyện cán phụ trách khuyến nông xã Nhiều loại cỏ người dân tiến hành trồng thử nghiệm cỏ voi, cỏ sả dần mang lại hiệu định chăn nuôi, phần đáp ứng yêu cầu người dân nguồn thức ăn cho trâu bò vừa đem lại hiệu kinh tế cao vừa giảm thiểu chi phí cho chăn ni Hình 1.1 Cỏ voi tên khoa học Penisetum purpuseum 1.1.3.Cơ sở lý thuyết trình cắt thái 1.1.3.1.Cơ sở lý thuyết trình cắt thái Các phận làm việc máy cắt thái rau cỏ, củ thường dựa theo nguyên lý cắt thái cạnh sắc lưỡi dao Quá trình cắt thái thường thực cách di chuyển cạnh góc nhị diện AB (cạnh sắc) hợp hai mặt phẳng lưỡi dao theo hướng P pháp tuyến với cạnh theo hai hướng vng góc với cạnh đó: Vừa theo hướng P (hướng cắt pháp tuyến), vừa theo hướng q vng góc với hướng P (hướng cắt tiếp tuyến), nghĩa theo hướng chéo tổng hợp r, hướng cắt nghiêng (hình 1.2) 6 Hình 1.2 Tác dụng cắt thái lưỡi dao Viện sĩ V.P.Gơriatkin chứng minh q trình cắt thí nghiệm có trượt làm giảm đáng kể lực cắt tăng chất lượng thái mơ tả phương trình có dạng: S  A.e  N N S = C Trong đó: te (1.1) A- số S – độ dịch chuyển (mm) N – lực cắt thái (N) V.P.Gơriatkin gọi trường hợp cắt pháp tuyến (theo thí nghiệm S = 0) q trình chặt bổ, cắt thái khơng có trượt; (máy thái trống dao thẳng) trường hợp cắt nghiêng (theo thí nghiệm S ≠0) q trình cắt thái có trượt (máy thái kiểu đĩa dao trống dao cong) Rõ ràng cắt thái có trượt, lực cần thiết để cắt thái giảm so với cắt thái khơng trượt (Hình 1.3) Hình 1.3 Đồ thị phụ thuộc lực cắt thái R vào độ dịch chuyển S bp = = b ncos F AA  bn p AA AA (2.2) n p Hình 1.4 Tác dụng cắt trượt giảm chiều rộng lát thái Do tính chất đàn hồi vật thái làm giảm lực cắt thái Các vật thái nông nghiệp thường có tính đàn hồi nhiều thớ tạo điều kiện thuận lợi cho trình lưỡi dao vừa nén vừa trượt tương chỗ tiếp xúc với vật thái Nếu vật cứng rắn khơng đàn hồi, thớ cắt trượt lưỡi dao khơng có tác dụng 1.1.3.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến trình cắt thái lưỡi dao a Áp suất cắt thái riêng Áp suất cắt thái riêng q yếu tố trực tiếp đảm bảo trình cắt đứt vật liệu liên quan đến yếu tố khác thuộc phạm vi dao thái vật liệu thái q Q N/cm S Trong đó: (1.2) Q – lực cắt thái cần thiết (N) – độ dài đoạn lưỡi dao (cm) Theo viện sĩ V.P.Gơriatkin cắt thái khơng có trượt (chặt bổ τ= 0), rau cỏ q= 30 - 80 (N/cm), củ q= 20 - 40 (N/cm) Cịn cắt có trượt q thay đổi phụ thuộc vào góc trượt τ Trong trình thái lưỡi dao vào vật thái phải khắc phục lực ma sát T1 áp lực cản vật thái tác dụng vào mặt bên dao T2 vật thái dịch chuyển bị nén ép tác động vào mặt vát cạnh sắc lưỡi dao Nếu gọi Pt lực cản cắt thái thì: Q = Pt + T1 + T2cos   - Góc mài dao lưỡi dao (1.3) Hình 1.5 Sơ đồ trình cắt thái lưỡi dao với lưỡi dao có góc mài  b Các yếu tố ảnh hưởng dao thái - Độ sắc lưỡi dao Độ sắc lưỡi dao bề dày s (mm) cạnh sắc lưỡi dao Đối với máy cắt thái s không vượt 100μm, s 100μm lưỡi dao coi bắt đầu cùn thái Rõ ràng độ sắc s lớn áp suất riêng q tăng Nếu gọi ứng suất cắt vật liệu  c q  s. c Hình 1.6 Cạnh sắc lưỡi dao - Góc cắt thái Góc cắt thái α góc hợp góc đặt dao β góc mài dao σ Trị số góc cắt thái xác định sau: (1.4)     Hình 1.7 Góc cắt thái Góc đặt dao β phải tính toán thiết kế cho lớp rau củ dao thái xong tiếp tục vào khơng chạm vào mặt dao, tránh ma sát vơ ích, dao thái kiểu đĩa dao dùng cắt thái củ quả: góc β phải tính tốn để lớp trượt tỳ êm nhẹ lên mặt dao mà không gây tưởng nảy khỏi mặt dao, đảm bảo q trình cắt ổn định Vấn đề tính tốn góc đặt dao β phụ thuộc vào vận tốc quay dao thái, vận tốc đưa vật thái vào phận thái dạng cạnh sắc lưỡi dao Còn dao thẳng tuỳ theo cách lắp dao mà thực cắt thái có trượt cắt thái chặt bổ (lắp dao theo hướng kính ) Số dao lắp đĩa hay trống thường 2, dao Khi lắp vào máy vị trí dao đặt nghiêng so với mặt phẳng thẳng đứng kê góc  ( gọi góc đặt dao) Nếu gọi α góc cắt thái α =  + Thơng thường = 1218 góc  =360 Đối với máy thái củ quả, góc mài dao  = 18  25 o - Độ bền vật liệu làm dao Dao có độ bền cao lâu cùn, thái tốt Khi công nén lớp vật thái lưỡi dao tác động lúc bắt đầu cắt tốn cơng cản cắt thái nhỏ Các lực công thể đồ thị phụ thuộc vào độ thái sâu λ lưỡi dao vào vật thái Hình 1.8 Đồ thị phụ thuộc lực cắt với độ thái sâu - Vận tốc dao thái Hình 1.9 Đồ thị phụ thuộc áp suất cắt thái riêng vận tốc dao thái 10 Vận tốc dao thái ảnh hưởng trình cắt thái, thể cụ thể đồ thị thực nghiệm biểu diễn biến thiên áp suất riêng q (hoặc lực cắt thái pt công cắt thái Act) với vận tốc dao thái vt Vận tốc tối ưu vt = 35÷40 m/s - Điều kiện trượt lưỡi dao vật liệu Khi đường trượt lưỡi dao vật thái hay vật thái lưỡi dao dài lực cản cắt giảm Để thể hiện tượng trượt nói chung lưỡi dao lớp vật thái, ta vẽ phân tích vận tốc v điểm M cạnh sắc lưỡi dao cong AB tác động vào lớp vật thái Hình 1.10 Vận tốc điểm M cạnh sắc lưỡi dao Vận tốc v phân tích làm thành phần: thành phần vận tốc pháp tuyến (vng góc với lưỡi dao) thành phần vận tốc tiếp tuyến vt (theo cạnh sắc lưỡi dao) Vận tốc pháp tuyến vận tốc dao thái gập sâu vào vật thái gây nên tác động cắt thái Vận tốc tiếp tuyến vt gây nên chuyển động trượt tương đối lưỡi dao vật thái Theo định nghĩa Gơriatskin, góc hợp vận tốc v với thành phần pháp tuyến gọi góc trượt τ, tỷ số trị số vận tốc tiếp tuyến vt vận tốc pháp tuyến gọi hệ số trượt  :  vt  tg Hình 1.11 Phân tích lực tác động lưỡi dao vật thái (1.5) ... HỌC NÔNG LÂM PHAN VĂN TÂN NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY THÁI CỎ LÀM THỨC ĂN CHO CHĂN NI HỘ GIA ĐÌNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ VÀ CƠ KỸ THUẬT Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ Mã số: 8.52.01.03... nghiên cứu thiết kế chế tạo mẫu máy thái cỏ để cung cấp thức ăn cho gia súc vấn đề đặt Xuất phát từ yêu cầu cấp thiết thực tiễn nói tơi thực luận văn: ? ?Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy thái cỏ. .. thái cỏ làm thức ăn cho chăn ni hộ gia đình? ?? MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Thiết kế chế tạo máy thái cỏ cung cấp thức ăn cho trâu, bò với kết cấu gọn nhẹ, đơn giản, sử dụng cho hộ nhóm hộ gia đình, trang