(Luận văn) nghiên cứu động học và động lực học cơ cấu cắt hom của máy trồng sắn

1 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Cây sắn có nguồn gốc vùng nhiệt đới châu Mỹ Latin (Crantz, 1976) trồng cách khoảng 5.000 năm (CIAT, 1993) Ở châu Á, khoai mí du nhập vào Ấn Độ khoảng kỷ 17 (P.G Rajendran et al, 1995) du nhập vào Việt Nam khoảng kỷ 18, (Phạm Văn Biên, Hoàng Kim, 1995) [8, 9] Hiện chưa có tài liệu chắn nơi trồng năm trồng nước ta Hiện tại, sắn trồng 100 nước vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới lu an nguồn thực phẩm 500 triệu người Năm 2006 2007, sản lượng sắn n va giới đạt 226,34 triệu củ tươi so với 2005/06 211,26 triệu 1961 đến Thái Lan (22,58 triệu tấn) Indonesia (19,92 triệu tấn) Nước có suất gh tn to 71,26 triệu Nước có sản lượng sắn nhiều Nigeria (45,72 triệu tấn), kế p ie sắn cao Ấn Độ (31,43 tấn/ha), Thái Lan (21,09 tấn/ha), so với suất sắn bính quân giới 12,16 tấn/ha (FAO, 2008) Việt Nam đứng thứ nl w mười sản lượng sắn (7,71 triệu tấn) giới Tại Việt Nam, sắn canh d oa tác phổ biến hầu hết tỉnh tám vùng sinh thái Diện tìch sắn trồng nhiều an lu Đông Nam Bộ Tây Nguyên va Trồng sắn máy nhiều nước nghiên cứu sớm Điển hính u nf Ấn Độ, Brazin, Malaisia, Thái Lan gần Trung Quốc với hướng ll giới hóa trồng sắn liên hợp máy rạch hàng trồng hom sắn kết hợp thủ công, m oi liên hợp máy trồng sắn bán tự động máy trồng sắn tự động (dạng liên hợp máy z at nh máy tự hành) Nhưng chưa thấy có cơng bố khoa học hay z thương mại mẫu máy trồng sắn tự động mà giai đoạn gm @ nghiên cứu ngun lý, mơ hính l Ở liên hợp máy trồng sắn bán tự động gồm có hai loại chình sau liên hợp m co máy trồng từ hom sắn bán tự động liên hợp máy trồng từ thân sắn bán tự động (không cần phải chuẩn bị hom trồng) Với liên hợp máy trồng từ hom sắn bán an Lu tự động thực công đoạn trồng sắn sở hom chuẩn bị (cắt thân n va ac th si sắn thành hom trồng), với liên hợp máy trồng từ thân sắn bán tự động thực công đoạn trồng sắn không cần chuẩn bị hom trồng Trong sản xuất nông nghiệp nước ta sắn lương thực quan trọng thứ ba sau lúa ngô Hiện sắn có xu hướng tăng diện tìch sản lượng, cạnh tranh với loại trồng khác lúa, mìa Tuy nhiên sắn loại trồng có mức độ giới hóa thấp Ngay việc trồng sắn cịn theo lối thủ công theo kiểu rạch hàng, bỏ hom kể vùng chuyên canh sắn nước Đông Nam Bộ, Tây Nguyên, vùng núi trung du Bắc Bộ Mặc dù thời điểm có nhiều đề tài khoa học lu cấp giới hóa canh tác khoai mí, có 01 đề tài cấp nhà nước an n va giới hóa canh tác khoai mí, (thực từ năm 2007 – 2010, nghiệm thu năm làm chủ nhiệm đề tài [16] Một sản phẩm khoa học chình đề tài cấp gh tn to 2011) trường đại học Nông nghiệp Hà Nội quan chủ trí TS Hà Đức Thái ie nhà nước máy cắt hom máy trồng sắn Hai máy cắt hom sắn máy trồng p sắn đề tài cấp nhà nước nằm chung hệ thống phục vụ trồng sắn giới nl w hóa Tuy nhiên tất sản phẩm khoa học đề tài không triển khai ứng d oa dụng vào sản xuất Nguyên nhân chủ yếu máy trồng sắn đề tài thực an lu trồng hom cắt sẵn cho suất thấp, giá thành trồng cao (thậm chí va cao trồng phương pháp giới kết hợp thủ công) khoảng cách u nf hom hàng trồng khơng ví phụ thuộc vào thao tác thả hom người lao ll động theo trồng, cường độ người lao động theo trồng cao, phải đầu tư thêm máy m oi cắt hom mà thời gian sử dụng thấp Ví hệ thống máy trồng sắn nên máy z at nh cắt hom sắn ứng dụng vào sản xuất Giống mìa, sắn trồng hom, nên có giống z gm @ nguyên lý làm việc máy trồng Các điểm khác biệt chình chỗ hom sắn thường dễ bị thương tổn so với hom mìa u cầu nơng học có khác biết l m co Tuy nhiên ựa vào mẫu máy trồng mìa mà số quốc gia giới đưa mẫu máy trồng sắn tương tự ứng dụng có hiệu vào sản xuất Nhờ sử dụng an Lu máy trồng mìa bán tự động trồng sắn thẳng từ nguyên liệu hom không qua cắt n va ac th si hom trồng trước góp phần gia tăng suất, sản lượng, giảm chi phì canh tác, giá thành sắn Điểm đặc biệt máy trồng hom cứng mìa sắn cấu cắt hom trồng Nhiệm vụ cấu cắt hom không đảm bảo độ dài hom trồng, hom không bị dập nát mà đảm bảo khoảng cách hom trồng hàng theo quy định Quá trính làm việc, hom trồng cắt rải tự động xuống rãnh trồng Cơ cấu cắt hom trồng cho mìa sắn theo nguyên lý cắt kiểu trục cán Nguyên lý cắt ứng dụng số ngành hẹp sản xuất thực phẩm để cắt bánh kẹo, thực vật Ví lý thuyết cắt kiểu trục cán chưa nghiên cứu lu đầy đủ Do trính thiết kế, chế tạo máy trồng sắn (hay mìa) từ nguyên an n va liệu hom, cán chuyên gia kỹ thuật thiếu sở khoa học xác định học hom trồng Điều dẫn đến tượng hom cắt khơng đứt, chiều dài gh tn to thông số làm việc cho cấu cắt hom nhằm đảm bảo đầy đủ yêu cầu nông ie hom không đảm bảo, hom bị dập nát không tiết diện cắt mà có thân p hom, truyền động cho cấu cắt khơng hợp lý Ví việc nghiên cứu động học nl w động lực học cấu cắt hom sắn máy trồng sắn có tình cấp thiết, mang tình thời d oa sự, có ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn cao Đây sở khoa học để thiết kế an lu cấu cắt hom nói riêng máy trống sắn nói chung va Được chấp thuận khoa Sau đại học, Ban Giám hiệu trường đại học ll m thực đề tài: u nf Lâm nghiệp Hà Nội hướng dẫn PGS.TS Trần Thị Thanh, xin oi “Nghiên cứu động học động lực học cấu cắt hom sắn máy trồng Mục đích nghiên cứu đề tài z at nh sắn” z kiểu trục cán máy trồng sắn m co l Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu gm @ Nghiên cứu số thông số động học động lực học cấu cắt hom sắn Đối tượng nghiên cứu cấu cắt hom sắn kiểu trục cán an Lu n va ac th si Phạm vi nghiên cứu trính động học động lực học cấu cắt hom sắn kiểu trục cán Phƣơng pháp nghiên cứu Áp dụng phương pháp điều tra thống kê, tra cứu tài liệu để nghiên cứu phần nội dung tổng luận sở lý luận đề tài Áp dụng phương pháp giải tìch tốn học, học giải tìch nghiên cứu động học động lực học cấu cắt kiểu trục cán Áp dụng phương pháp QHTN việc xây dựng hàm mục tiêu Các thông số TƯH xác định tối ưu hóa mơ hính tốn học mơ tả lu hàm mục tiêu Q trình tính tốn TƯH tiến hành máy tình điện tử an n va phần mềm tác giả Nguyễn Như Nam, Trần Thị Thanh, Nguyễn Trì Tấn Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài gh tn to (1998) kiểm tra lại thực nghiệm p ie  Ý nghĩa khoa học đề tài là: Bổ sung phát triển lý thuyết tình tốn cấu cắt kiểu trục cán chưa đề nl w cập nước, cấu bắt đầu ứng dụng số máy d oa móc nơng nghiệp máy trồng sắn, máy trồng mìa, máy cắt bánh kẹo, cắt bún, … an lu  Ý nghĩa thực tiễn đề tài là: va Kết nghiên cứu sử dụng làm sở tình tốn thiết kế cấu cắt thân ll u nf thực vật kiểu trục cán lựa chọn chế độ làm việc tối ưu cho cấu cắt oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si Chƣơng TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Tổng luận cơng trình cơng bố vấn đề nghiên cứu 1.1 1.1.1 Tổng luận kết nghiên cứu nước Cũng Việt Nam, chưa có máy trồng sắn, việc cắt hom sắn làm hom trồng thực thủ cơng (hính 1.1) Việc cắt hom dao thủ công cho suất thấp, người lao động tốn nhiều sức, chiều dài hom không đồng đều, dao cùn hay kê không tốt làm dập hom làm ảnh hưởng đến sinh trường lu an phát triển sắn sau Cắt hom sắn bàng dao thủ công phù hợp với phương n va thức trồng sắn thủ cơng hay trồng sắn kiểu giới hóa kết hợp thủ cơng tn to Trong cơng việc giới hóa trồng rạch hàng tạo rãnh, cịn lại lao động thủ công p ie gh d oa nl w ll u nf va an lu m oi Hình 1.1 Cắt hom khoai sắn thủ công nông dân Thái Lan z at nh Từ nhu cầu trồng sắn tập trung sử dụng máy trồng sắn từ hom bán tự động, nên có u cầu cung cấp khối lượng hom lớn thí công tác cắt hom thủ công z @ không thìch hợp Từ nhu cầu làm xuất máy cắt hom sắn l gm Là Quốc gia đứng hàng thứ hai giới suất lẫn sản lượng sắn, Thái Lan nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy cắt hom để phục vụ cho việc m co trồng sắn vùng chuyên canh Hính 1.2 trính bày cấu tạo máy cắt hom sắn an Lu Thái Lan [6] Cấu tạo máy gồm có khung máy, lắp đĩa cắt, đĩa đỡ hom, n va ac th si ống nạp hom ống thoát hom, trục cắt, trục cam, cấu cam Động truyền động cho cấu cam có cơng suất 0,37 kW, cịn cho đĩa cắt có cơng suất 0,75 kW Bộ phận cắt sử dụng nguyên lý cắt “đĩa cưa”, cắt thực hai chuyển động chuyển động quay tròn chuyển động tịnh tiến Đĩa cắt quay với vận tốc từ 1.200 † 1.700 vg/ph Thân sắn thả vào ống nạp chặn lại đĩa đỡ cắt đĩa cắt Cơ cấu cam làm nhiệm vụ điều khiển số lần cắt đĩa cắt Máy thực cắt hom với độ dài từ 150 † 300 mm, suất đạt 5.000 hom/h gấp nhiều lần so với thủ công Máy cắt hom Thái Lan số tồn trầy xước đầu hom cắt lưỡi cưa hay dễ vỡ đầu hom khơng có phận lu giữ hom, làm thân sắn quay lung tung trính cắt an n va p ie gh tn to d oa nl w va an lu u nf Hình 1.2 Máy cắt hom sắn Thái Lan ll a Sơ đồ truyền động; b.Máy cắt hom sắn m oi 1.Động truyền động cho cấu cam; Cơ cấu cam; Trục đĩa cắt; z at nh Phễu cấp liệu;5 Đĩa cắt; Đĩa phía dưới; 7.Động truyền động cho đĩa cắt; 8.Trục cam z @ (Theo Development of a Stem Cutting Unit for a Cassaca Planter, J, Lungkapin, gm V.M Solokhe, R Kalsirilp and H Nakashima, 2007) m co l Hính 1.3 giới thiệu máy cắt hom sắn Malaysia [6].Cấu tạo máy gồm đĩa cắt sang đĩa cưa (cũng Thái Lan), hai truyền động xìch có gắn an Lu tay gạt làm nhiệm vụ băng chuyền gạt thân sắn phìa đĩa cắt Hệ n va ac th si thống kẹp cắt bao gồm phần kẹp tay kẹp Tay kẹp quay quanh trục ép thân khoai mì vào lưỡi dao khoai mí băng truyền di chuyển đến đĩa cắt Các phận cắt truyền động từ động xăng công suất nhỏ Khoảng cách hai đĩa cưa kề chiều dài hom sắn cắt lu an n va (Theo Mechanization Possibilites for Cassava Production Malaysia H Md Akhir gh tn to Hình 1.3 Máy cắt hom sắn Malayxia p ie and A, B Sukra) Máy cắt hom sắn Malayxia có nguyên lý làm việc sau: Cây sắn nl w đặt băng chuyền chuyển đến gần phìa phận cắt để lưỡi cưa quay cắt d oa câysắn Hom sắn rơi xuống máng nghiêng rơi vào thùng chứa hom Với đĩa an lu dao cắt, máy cắt hom cắt đồng thời hom loại bỏ phần gốc thân va Năng suất máy đạt 3.300 hm/h Mấu máy cắt hom khoai mì Malaixia giống u nf cấu tạo nguyên lý máy cắt hom mìa đề tài cấp Thành phố Hồ Chí Minh ll TS Phan Hiếu Hiền ThS Trần Văn Khanh (trường đại học Nông Lâm Thành m oi phố Hồ Chì Minh) chủ trí Giá chào hàng máy cắt hom sắn Malaixia 1.316 z at nh USD Máy cắt hom khoai mì Malayxia chế tạo tồn máy cắt z hom sắn Thái Lan chế tạo hom sắn rơi xuống không xếp theo trật tự đầu gm @ l Ngồi máy cắt hom sắn theo nguyên lý cưa đĩa kể cấu cắt m co hom sắn máy trồng sắn từ nguyên liệu hom Sự đời máy trồng sắn chiếm toàn thị trường trồng sắn nước phát triển an Lu chấm dứt hoạt động loại máy trồng sắn phải cắt hom trước người lao n va ac th si động phải thả tay xuống rãnh trồng máy trồng sắn từ hom Malaysia (hình 1.4), Nigeria (hình 1.5), Braxin (hình 1.6) [6],… Hình 1.4 Máy trồng từ hom sắn Malayxia lu an n va p ie gh tn to d oa nl w Hình 1.5 Máy trồng từ hom sắn Nigeria va an lu u nf Hình 1.6 Máy trồng từ hom sắn ll Braxin oi m z at nh z @ gm Từ năm 2008, giới bắt đầu xuất mẫu máy trồng sắn có l nguyên lý làm việc máy trồng mìa từ ngun liệu hom có nguồn gốc từ an Lu theo nguyên lý cắt kiểu trục cán (trính bày mục 1.2.1) m co Braxin (hình 1.7) [6] Cơ cấu cắt hom thiết kế máy trồng sắn làm việc n va ac th si Hình 1.7 Máy trồng sắn bán tự động hàng từ nguyên liệu hom Braxin Mặc dù nghiên cứu muộn hơn, năm 2012, Trung Quốc đưa thị lu trường mẫu máy trồng sắn bán tự động hàng từ nguyên liệu homlà 2BMSU an va (hính 1.8) 2ABMSU (hính 1.9) [6] để thương mại hóa xuất Cơng ty n TNHH Thiết Bị Tân An Phát (Hà Nội ) nhập thương mại mẫu máy p ie gh tn to 2BMSU với giá bán 12.000 USD d oa nl w va an lu ll u nf Hình 1.8 Máy trồng sắn hai hàng bán tự độngtừ nguyên liệu hom 2BMSU oi m z at nh z m co l gm @ Hình 1.9 Máy trồng sắn hai hàng bán tự động từ nguyên liệu hom 2AMSU an Lu n va ac th si 10 Ngồi tập đồn cơng nghiệp Sheng Qian, Thượng Hải, Trung Quốc giới thiệu mẫu máy trồng sắn hai hàng bán tự động từ nguyên liệu hom model : SQTP01 SQTP02 (hình 1.10) [6] lu an n va tn to a) b) p ie gh Hình 1.10 Máy trồng sắn bán tự động từ nguyên liệu hom tập đồn cơng nghiệp Sheng Qian, Thượng Hải, Trung Quốc a) model SQTP01; b) model SQTP02 w oa nl Với phát triển phong phú mẫu máy trồng sắn bán tự động từ nguyên d liệu hom cho thấy khả chiếm lĩnh thị trường trồng sắn loại máy lu an Qua thấy cấu cắt hom kiểu trục cán máy trồng có vai trị u nf va quan trọng việc định chất lượng trồng sắn 1.1.2 Tổng luận kết nghiên cứu nước ll oi m Cho đến năm 2010, việc trồng sắn nước dù tập trung hay rải z at nh rắc chủ yếu thủ cơng kết hợp giới hóa cho khâu rạch hàng Ví vậy, việc cắt hom sắn hồn tồn thủ công Phương pháp trồng sắn máy rạch z hàng trồng kết hợp thủ cơng cho chi phì lao động cao tới 15 ÷17 cơng/ha, chi phí gm @ trồng từ 3.000.000 †4.000.000 đồng/ha l Năm 2010 TS Hà Đức Thái (là chủ nhiệm) với tập thể cán giảng m co dạy khoa Cơ Điện trường đại học Nông nghiệp Hà Nội thực đề tài cấp nhà an Lu nước mã số KC.07/06-10: “Nghiên cứu lựa chọn công nghệ, thiết kế, chế tạo máy để giới hóa canh tác thu hoạch sắn vùng sản xuất tập trung ”[16] n va ac th si 62 Đồ thị y – x1 – x2 biểu diễn khơng gian chiều hính 3.8 khơng gian chiều (phẳng) hính 3.9 cho mơ hính dạng mã hóa Đồ thị y-x1-x2 Đồ thị y-x1-x2 1.5 lu an 0.5 673.957 617.885 561.813 730.029 786.101 -0.5 842.172 898.244 954.316 1010.39 1066.46 x2 y[W] 1100 1000 900 800 700 600 500 -1.5 -1 -0.5 n va 0.5 1.5 x1 1.5 0.5 -0.5 -1 x2 -1.5 -1 -1.5 -1.5 -1 -0.5 0.5 x1 1.5 Hình 3.9 Đồ thị quan hệ y – x1 – x2 dạng không gian chiều dạng phẳng ie gh tn to Hình 3.8 Đồ thị quan hệ y – x1 – x2 p  Nhận dạng đồ thị hàm y (Ncs): w Nhận dạng bề mặt đáp ứng y – x1 – x2 (hay Ncs –  – s ) cách đưa bề oa nl mặt đáp ứng (hay phương trính biểu diễn) y – x1 – x2 (hay Ncs –  – s ) dạng d chình tắc Để đơn giản xét phương trính biểu diễn bề mặt đáp ứng y – x1 – x2 dạng va an lu mã hóa u nf Phương trính đặc trưng để nhận dạng phương trính (3.56) là: ll 2 – (60,04 + 50,54)*  + (60,04*50,54– 0,25*55,502) = m 2 – 110,58*  + 2.264,36 = oi (3.58) z at nh Phương trính (3.58) cho nghiệm 11 = +83,45, 22 = +27,14 (3.79) Từ (3.59) cho thấy đồ thị biểu diễn cơng suất chi phì cho trính cắt thân z gm @ sắn cấu cắt hom sắn kiểu trục cán y (Ncs) [W] theo góc mài dao  [độ] (x1)  Khảo sát cực trị hàm y (Ncs) m co trình (3.56) hay (3.57) có cực tiều l độ chập dao cắt s [mm] (x2) có dạng paraboloid elliptic Như phương an Lu n va ac th si 63 Sử dụng chương trính tình tốn TƯH [14] để xác định cực trị cho hàm y (Ncs) Lời giải tối ưu y trình bày hính (3.10) lu an n va p ie gh tn to Hình 3.10 Kết tình tốn TƯH oa nl w Kết toán TƯH sau: + Giá trị bé hàm y (Ncs): ymin hay Ncs = 505 [W] (3.60) d Góc mài dao có giá trị tối ưu dạng mã hóa x1tư = –0,6601 hay giá trị thực (3.61) ll Độ chập dao cắt có giá trị tối ưu dạng mã hóa x2tư = 0,1477 hay giá (3.62) z at nh trị thực stư = 3,6 [mm] oi m - u nf tư = 15,4[0]; va - an lu + Các thông số tối ưu: g) Thực nghiệm kiểm định chế độ tối ƣu z  Bố trí thí nghiệm @ gm Thiết bị tham gia nghiệm cấu cắt thân sắn hom trồng máy trồng Góc mài dao cắt hom  = 15,4 [0]; - Độ chập dao cắt s = 3,6 [mm] an Lu - m co 3.61, 3.62 Nghĩa là: l sắn MTM – có thơng số kết cấu thơng số tối ưu, thỏa công thức n va ac th si 64 Chọn số lần lặp lại  Kết thí nghiệm Kết nghiệm với cấu cắt hom sắn máy trồng sắn MTM – làm việc chế độ tối ưu ghi nhận bảng 3.11 Bảng 3.11 Kết nghiệm chế độ làm việc tối ưu Thông số đo, đơn vị TT Kết đo đạc mẫu tính L.1 L.2 L.3 L.4 L.5 TB Cơng suất chi phì cho 522 491 480 495 507 499 cấu cắt hom sắn Ncs lu an [W] va n  Xử lý số liệu phân tích kết thí nghiệm tn to + Độ lệch tiêu chuẩn thực nghiệm cơng suất chi phì cho q trính cắt thân sắn ie gh cấu cắt hom sắn kiểu trục cán máy MTM – chế độ làm việc tối ưu tình p theo cơng thức:  (N csi  N cs ) nl w i 1 = 16,0779 [W] n 1 d oa S= lu Ncsi – cơng suất chi phì cho q trính cắt thân sắn va an Trong đó: (3.63) u nf cấu cắt hom sắn mẫu đo thứ i, [W]; ll N cs – mức chi phì điện riêng để ép trung bính mẫu, m oi N cs = 499 [W]; z at nh n – số lần nghiệm, n = z + Khoảng tin cậy (vùng) cho cơng suất chi phì cho trính cắt thân sắn p – mức ‎nghĩa, p = 0,05; an Lu n – dung lượng mẫu, n = 5; m co Trong đó: S S  Ncs [W]  N cs + t p/2 n n l N cs – t p/2 gm @ cấu cắt hom sắn kiểu trục cán máy MTM – chế độ làm việc tối ưu là: n va ac th si 65 tp/2 – chuẩn số theo tiêu chuẩn student tra theo số bậc tự k = n – = – = mức ‎nghĩa p/2 = 0,025, tp/2 = 2,776 499 – 2,776 16,0779 16,0779 [W]  Ncs  499 + 2,776 [W] 5 479 [W]  Ncs  519 [W] (3.64) + Đánh giá sai số kết thực nghiệm mơ hính (tối ưu) cơng suất chi phì cho q trính cắt thân sắn cấu cắt hom sắn kiểu trục cán máy MTM – chế độ làm việc tối ưu là: lu 100 an (3.65) NcstưTN – giá trị trung bính cơng suất chi phì cho trính cắt thân sắn cấu cắt hom sắn kiểu trục cán máy MTM – chế độ n va Trong đó: N cstýT T  N cstýT N 505  499 = 1,19 [%]  100 N cstýT T 505 to gh tn làm việc tối ưu, NcstưTN = 499 [W]; p ie NcstưTT – cơng suất chi phì cho q trính cắt thân sắn cấu NcstưTT = 505 [W] nl w cắt hom sắn kiểu trục cán máy MTM – tình tốn chế độ tối ưu, d oa  Nhận xét: 3.2.4 Ý kiến thảo luận va an lu Có phù hợp giữa lý thuyết (tình tốn tối ưu) với thực nghiệm u nf + Nghiên cứu động học cấu cắt hom sắn theo nguyên lý trục cán cho thấy cần ll thiết phải có độ chập dao cắt nhằm đảm bảo điều kiện cắt hết (cắt đứt) hom m oi Độ chập dao cắt phụ thuộc vào hai thông số kết cấu dao cắt độ hở z at nh hai dao cắt kết thúc trính cắt hom góc mài dao thể công thức (1.6) (1.8) Đây sở để tình tốn, thiết kế cấu cắt hom sắn máy trồng z gm @ sắn MTM – + Quỹ đạo cạnh sắc lưỡi dao thân hom sắn cắt đường xyclơìt l m co + Vận tốc cắt hom đạt bé thời điểm cạnh sắc lưỡi dao bằt đầu chạm vào thân sắn để cắt, vận tốc cắt lớn đạt thời điểm lưỡi dao nằm ngang an Lu n va ac th si 66 + Mô men truyền động cho trống cắt (hay mô men cản chuyển động) cấu cắt hom sắn kiểu trục cán Mc đường cong không liên tục Hàm biểu diễn Mc có điểm gián đoạn loại II (đạo hàm trái phải điểm gián đoạn không có bước nhẩy) + Việc thành lập biểu đồ mô men cản Mc để xác định công dư sở tình tốn mơ men qn tình bánh đà nhằm làm chuyển động quay cho trống cắt + Từ đặc điểm hàm Mc cho thấy tình tốn tối ưu lý thuyết mơ men cản trung bính hay cơng suất chi phì cho q trính cắt hom sắn cấu cắt hom kiểu trục cán Để tình tốn cần xây dựng mơ hính cơng suất chi phì cho q trính cắt lu hom sắn ( mơ hình hàm Mc) thực nghiệm an n va + Cơng suất chi phì cho q trính cắt hom sắn Ncs xác định phương pháp quy góc mài dao  độ chập dao cắt s Hàm mơ tả có độ xác cao gh tn to hoạch thực nghiệm có dạng đa thức bậc II hai thông số kết cấu dao cắt p ie + Cơng suất chi phì cho q trính cắt hom sắn Ncs đạt tối ưu hay thấp góc mài dao  = 15,4 [0] độ chập dao cắt s = 3,6 [mm] Thực nghiệm chế độ nl w tối ưu cơng suất chi phì cho q trính cắt hom sắn Ncs cho thấy khơng có khác d oa biệt kết tình tốn tối ưu thực nghiệm ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 67 Chƣơng KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận 4.1 1) Đối với cấu cắt thân thực vật nói chung cắt thân sắn làm hom trồng theo nguyên lý trục cán cần thiết phải có độ chập hai dao cắt nằm hai trống đối đỉnh nhằm đảm bảo điều kiện cắt đứt thân thực vật Độ chập cần thiết có dao thơng số phụ thuộc vào hai thông số kết cấu khác dao cắt độ hở hai dao cắt kết thúc q trính cắt hom góc mài dao Mối quan hệ lu thỏa điều kiện: 2e.cos  , với e [mm] – tâm sai dao, [độ] – góc mài an n va dao, [mm] – khe hở dao thân hom Tại thời điểm mà vị trì lưỡi dao bắt đầu tác động vào thân hom gh tn to 2) Vận tốc dao cắt hom sắn khơng đều, phụ thuộc vào vị trì lưỡi dao tác động vào p ie có vận tốc bé kết thúc cắt thí vận tốc lớn 3) Mô men cản trống dao cắt hàm khơng liên tục có điểm gián đoạn nl w loại II lân cận điểm có giá trị trái phải khác đạo hàm theo d oa hai hướng khác an lu 4) Công suất cần thiết để cắt thân sắn làm hom trồng Ncs[W] máy trồng sắn va MTM – có mơ hính tốn học dạng đa thức bậc II hai thông số kết cấu ll u nf dao cắt góc mài dao [0] độ chập dao cắt s[mm] xây dựng oi m phương pháp QHTN có độ chình xác cao, phù hợp lý thuyết thực nghiệm z at nh 5) Các thông số TƯH cho cấu cắt hom sắn theo nguyên lý trục cán xác định từ kết tính tốn TƯH mơ hính tốn học mơ tả cơng suất cần thiết để cắt z thân sắn làm hom trồng Ncs[W] phụ thuộc vào hai thông số kết cấu dao cắt gm @ góc mài dao [0] độ chập dao cắt s[mm] Kết tình tốn TƯH cho Ncstư m co tối ưu stư = 3,6 [mm] l = 505 [W], góc mài dao có giá trị tối ưu tư = 15,4[0], độ chập dao cắt có giá trị an Lu 6) Kiểm định thực nghiệm chế độ làm việc tối ưu cho thấy có phù hợp lý thuyết (tình tốn tối ưu) với thực nghiệm Sai số lý thuyết (tình toán tối ưu) n va ac th si 68 với thực nghiệm công suất cần thiết để cắt thân sắn làm hom trồng 1,19 [%] Kiến nghị 4.2 Tiếp tục nghiên cứu động học động lực học cấu cắt kiểu trục cán nói chung cơ cấu cắt thân sắn làm hom trồng nói riêng để hệ thống hóa thành lý thuyết tình toán cấu cắt Ứng dụng kết nghiện cứu vào loại máy, thiết bị có ứng dụng cấu cắt theo nguyên lý trục cán máy trồng sắn, máy trồng mìa, chế biến thực phẩm, Đồng thời thông qua thực tế sản xuất đề kiểm nghiệm hoàn thiện cấu lu cắt an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 1.Nguyễn Bảng, Đoàn Văn Điện (1979) Cấu tạo máy nông nghiệp tập I, NXB Nông nghiệp, Hà Nội Nông Thế Cận, Bùi Huy Thanh, Nguyễn Duy Lân, Vũ Quốc Trung (1981) Hoa Màu (tập 1) Sơ chế bảo quản, NXB Nông nghiệp, Hà Nội Đường Hồng Dật (2004) Cây sắn từ lương thực chuyển thành công nghiệp NXB Lao động – Xã hội, Hà Nội Bùi Huy Đáp(1987) Hoa màu Việt Nam Tập - Cây Sắn, NXB Nông nghiệp, lu Hà Nội an va Đoàn Văn Điện, Nguyễn Bảng(1987) Lý thuyết tính tốn máy nơng nghiệp, n Trường đại học Nơng lâm Thành phố Hồ Chì Minh máy trồng khoai mì hàng MTM – Báo cáo tổng kết đề tài khoa học cấp ie gh tn to Nguyễn Thị Kiều Hạnh, Nguyễn Như Nam, 2015 Nghiên cứu thiết kế, chế tạo p Thành phố Hồ Chì Minh 2014 – 2015, Sở Khoa học Công nghệ Thành phồ nl w Hồ Chì Minh oa Phan Quốc Hùng, 2015 Nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm phận cắt hom d máy trồng khoai mì MTKM – Luận văn thạc sĩ ngành kỹ thuật khì lu va an khóa 22, trường đại học Lâm nghiệp Việt Nam, Hà Nội ll Chí Minh u nf Hoàng Kim, Phạm Văn Biên (1995), Cây sắn, NXB Nông nghiệp, Thành phố Hồ m oi Hồng Kim, Phạm Văn Biên (1996), Cây Sắn, NXB Nơng nghiệp, Thành phố z at nh Hồ Chì Minh 10 Hồng Kim, Nguyễn Đăng Mãi (2001), Thơng tin hội thảo sắn Việt Nam lần z gm @ thứ 10 tổ chức Tp Hồ Chí Minh ngày 13 – 14/03/2001 11 Korn G., Korn T, 1977 Sổ tay toán học dùng cho cán khoa học kỹ sư tập l I (Người dịch Phan Văn Hạp Nguyễn Trọng Bá),NXB Đại học Trung m co học chuyên nghiệp, Hà Nội, Việt Nam an Lu n va ac th si 70 12 Đinh Thế Lộc CS(1997), Giáo trình lương thực, tập 2, NXB Nơng nghiệp, Hà Nội 13 Nguyễn Văn Muốn, Nguyễn Viết Lầu, Trần Văn Nghiễn, Hà Đức Thái (1999), Máy canh tác nông nghiệp,NXB Giáo dục, Hà Nội 14 Nguyễn Như Nam, Trần Thị Thanh Nguyễn Trì Tấn, 1998 Lập chương trính giải toán tối ưu phương pháp qui hoạch thực nghiệm cực trị Tập san Khoa học kỹ thuật nông lâm ngư số tháng 1998 NXB Nông nghiệp, trang 225 – 227 15 Nguyễn Như Nam Trần Thị Thanh, 2000 Máy gia công học nông sản lu thực phẩm NXB Giáo dục, Thành phố Hồ Chì Minh, Việt Nam, 286 trang an để giới hóa thu hoạch sắn vùng sản xuất sắn tập trung, Báo cáo tổng n va 16 Hà Đức Thái (2010), Nghiên cứu lựa chọn công nghệ, thiết kế, chế tạo máy to quan chủ trí – trường đại học Nông nghiệp Hà Nội ie gh tn hợp kết khoa học công nghệ đề tài cấp nhà nước mã số KC.07/06-10,Cơ p 17 Psilvesre, Maurraudau (2006),Cây sắn, NXB Nông nghiệp, Hà Nội (Người nl w dịch: Vũ Công Hậu Trịnh Thương Mại) d oa 18 Nguyễn Cơng Vinh, Mai Thạch Hồnh, Trần Thị Tâm(2002), Quản lý tổng hợp an lu độ phì nhiêu đất để thâm canh sắn, NXB Nông nghiệp, Hà Nội va 19 VNCP-IAS-CIAT-VEDAN Hồng Kim, Nguyễn Đăng Mãi (1997), Chương ll m Chí Minh u nf trình sắn Việt Nam hướng tới năm 2000, NXB Nông nghiệp, Thành phố Hồ oi 20 VNCP-IAS-CIAT-VEDAN Hoàng Kim, Nguyễn Đăng Mãi, (1998), Sắn Việt z at nh Nam vùng sắn châu Á, hội thách thức trước kỷ 21, NXB Nông nghiệp, Thành phố Hồ Chì Minh z gm @ 21 VNCP-IAS-CIAT-VEDAN Hồng Kim, Nguyễn Đăng Mãi (1999) Kết nghiên cứu khuyến nông sắn Việt Nam, NXB Nông nghiệp, Thành phố Hồ m co l Chí Minh an Lu n va ac th si 71 22 VNCP-IAS-CIAT-VEDAN, Hoàng Kim, Nguyễn Đăng Mãi (2001), Sắn Việt Nam: Hiện trạng, định hướng giải pháp phát triển năm đầu kỷ 21 NXB Nơng nghiệp, Thành phố Hồ Chì Minh 23 Phạm Trường Sơn, 2015 Nghiên cứu thiết kế chế tạo khảo nghiệm máy trồng khoai mí từ thân khoai mí MTKM – Luận văn thạc sĩ ngành kỹ thuật khì khóa 12, trường đại học Nơng Lâm Tp Hồ Chì Minh Tiếng Anh 24 Mandal S.K and Maji P.K (2008), “Design Refinement of Row Tractor Mounted Sugarcane Cutter Planter”,Engineering International: the CIGR lu Ejournal, Manuscript PM 06 020, Vol (X), February, pp – – 14 an 2004, “Evaluation, Refinement and Development of Tractor Operated n va 25 Yaday R.N.S., Chaudhuri D., Sharma M P., Kamthe P R and Tajuddin A , to gh tn Sugarcane Cutter Planters”,Sugar Tech, Vol (6), pp – 14 ie TiếngNga p 26 Азарова Б М., Аурих Х., Дичев С., Александрова И Ф., Анистратенко В nl w А., Арет В А., Балашов В Е., Жидонис В Ю., Зайчик Ц Р., Калунянц d oa К А., Кретов И Т., Лезер Э Лунин О Г., Остапенков А М., Панфцлов Хëниг И., 1988 an lu В А., Рогов И А., Рябов А Б., Хабова и Н Г va Технологическое оборудование пищевых производств Москва во u nf “Аггрпроомиздат”, CCCP ll 27 Босой E.C., Верняев О В., Смирнов И И., Султан−Шаах Е Г., 1978 m oi Теория конструкция и расчет сельскхозяйственных машин Москва 28 Василенко z at nh “Машиностроение”, CCCP П М, 1960 Теория движения частицы по шероховатым z gm @ поверхностям сельскохозяйственых машин Киев Изд – во УАСХН 29 Высоцкий А А., 1954 Динамометрирование сельскохозяственных машин m co l Москва “Машгиз”, CCCP an Lu n va ac th si 72 30 Красников В В., Дубинин В Ф., Акимов В Ф., Волков Ю И., Криловецкий В В., Кунц Д А., Юдаев Н В., 1987 Подъемно – транспортные машины Москва “Агроопроммиздат”, CCCP 31 Резник Н Е., 1964 Силлособборочные Комбайны – Теория и расчет Машиностроение Москва, СССР 32 Резник Н Е., 1975 Теория резания лезвием и основы расчета режуцих аппаратов Машиностроение Москва, СССР lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 73 PHỤ LỤC Phụ lục QHTN P1.1 MTTN kết thực nghiệm dạng mã hóa STATC1 04/18/16 factor study Page 1-1 Thông số vào Run Thông số y [W] x2 0,0000 0,0000 538 0,0000 -1,4142 707 1,4142 0,0000 795 1,0000 1,0000 617 0,0000 0,0000 512 -1,4142 0,0000 518 ie 1,0000 -1,0000 836 -1,0000 1,0000 574 0,0000 0,0000 563 0,0000 1,4142 568 -1,0000 571 lu X1 an n va gh tn to p lu -1,0000 va an 11 d 10 oa nl w u nf P1.2 Kết xử lý số liệu ll P1.2.1 Kết phân tích phương sai dạng mã hóa Page oi 10:49:24 PM m 04/24/16 z at nh ANOVA for y - factor study DF Mean Sq F-Ratio @ Sum of Squares z Effect P-value l gm 61204.011 61204.011 94.11 0105 B:x2 21277.337 21277.337 32.72 0292 AB 12321.000 12321.000 18.95 0489 m co A:x1 an Lu n va ac th si 74 AA 20357.657 20357.657 31.30 0305 BB 14425.186 14425.186 22.18 0422 Lack-of-fit 936.152 312.051 48 7292 Pure error 1300.667 650.333 -Total (corr.) 124080.909 R-squared = 0.981973 10 R-squared (adj for d.f.) = 0.963946 P1.2.2 Kết phân tích phương sai dạng thực 04/24/16 10:53:35 PM Page lu an ANOVA for Ncs - factor study n va Sum of Squares DF Mean Sq F-Ratio P-value A:  61204.011 p ie d oa AA nl w AB B:s 61204.011 94.11 0105 21277.337 21277.337 32.72 0292 12321.000 12321.000 18.95 0489 20357.657 20357.657 31.30 0305 14425.186 14425.186 22.18 0422 936.152 312.051 48 7292 1300.667 650.333 lu BB an gh tn to Effect va Lack-of-fit ll u nf Pure error Total (corr.) 124080.909 oi m 10 z at nh R-squared = 0.981973 R-squared (adj for d.f.) = 0.963946 z P1.2.3 Kết tính tốn hệ số hồi quy dạng mã hóa 10:49:44 PM Page gm @ 04/24/16 Regression coeffs for y - factor study l = A:x1 = 537.667 87.4671 an Lu constant m co n va ac th si 75 B:x2 = -51.572 AB = -55.5 AA = 60.0417 BB = 50.5417 -P1.2.4 Kết tính tốn hệ số hồi quy dạng thực 04/24/16 10:53:52 PM Page Regression coeffs for Ncs - factor study an n va A: = -64.6645 B:s = -155.614 AB = -13.875 = 3.7526 = 50.5417 tn to = gh lu constant BB p ie AA 1285.42 d oa nl w ll u nf va an lu Phụ lục Một số hình ảnh hoạt động đề tài oi m z at nh z l gm @ Hình P1 Máy khảo nghiệm Hình P2 Máy khảo nghiệm m co an Lu n va ac th si 76 Hình P3 Thiết bị đo áp suất cắt thái Hình P4 Màn hính hiển thị máy tình riêng ( lực cắt thái riêng ) kết nôi với thiết bị đo áp suất cắt thái lu riêng (lực cắt thái riêng) an n va p ie gh tn to d oa nl w lu Hính P6 Thiết bị đo hệ số ma sát ngồi va an Hình P5 Thước đo ma sát ll u nf phễu đo khối lượng thể tìch oi m z at nh z m co l gm @ Hính P8 Cơ cấu cắt hom sắn kiểu trục cán cán an Lu Hính P7 Cơ cấu cắt hom sắn kiểu trục n va ac th si