MỞ ĐẦU: Việt Nam nước sản xuất nông nghiệp chủ yếu, chiếm tới gần 75% sản xuất nước Vì việc khí hố nơng nghiệp vấn đề cấp bách để thay sức lao động người máy móc nâng cao suất Thực tế nước ta việc sử dụng máy móc sản xuất nơng nghiệp, đặc biệt nông nghiệp lúa nước phần địa hình nước ta phức tạp, mặt khác máy móc đắt so với suất sản phẩm Vì vấn đề đặt phải lam đưa máy móc vừa suất cao mà giá thành rẻ đáp ứng nhu cầu sản suất Máy thu hoạch lúa đời nhằm nâng cao suất giảm sức lao động cho người, nước ta giống lúa phức tập điều kiên địa hình khác nên việc thu hoạch lúa gặp nhiều khó khăn Việc thiết kế tính toấn cho máy phức tạp Đặc biệt phận cắt máy yêu cầu độ xác cao để cắt nhanh mà lại không làm hư hỏng lúa việc tính tốn thiết kế cho phận cắt cần thiết Bài 1: XÁC ĐỊNH NHỮNG ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC CỦA BỘ PHẬN CẮT Các số liệu cho trước Kiểu phận cắt: Kiểu dao phận cắt máy gặt đập lien hợp TC1200K Nhật Bản Chiều cao cắt: Dựa vào đặc tính lúa điển hìng Việt Nam Vận tốc cắt máy: Chọn Vm = 1,7 (m/s) Chế độ cắt: S = t = t0 Các yêu cầu : Tính tốn lựa chọn vận tốc, tốc độ quay hợp lý tay quay Xây dựng đồ thị: đồ thị đường chạy phần cắt cạnh sắc đồ thị vận tốc làm việc dao sơ đồ động gốc rạ vận tốc dọc theo cạnh sắc lưỡi cắt 60 65 10 20 20 35 50 30 Đặc điểm số giống lúa điển hình nước ta Ở nước ta giống lúa chủ yếu lúa nhiệt đới nóng ẩm Xi 23, khang dân, quy… có số giống lúa ngắn ngày như: khang dân có thân ngắn khoảng 90 – 100 cm cịn giống lúa dài ngày thường có thân dài khoảng từ 100 – 120 cm (nềp Hải Phòng; xi 23, … ) 1.1 Đặc điểm giống lúa nếp ngắn ngày VK-1 Loại lúa có thời gian sinh trưởng ngắn Cây thấp : 90 100 cm, cứng Mật độ 300 bông/m2 Bông ngắn 10 cm, tỷ lệ hạt 60-70 hạt/bong Ít dụng 7-18 % Trọng lượng 1000 hạt 300 g Giống lúa gieo trồng chủ yếu tỉnh miền núi trung du, đồng miền bắc tổng diện tích khoảng 5000 1.2 Giống lúa IR42 Thời gian sinh trưởng 145-150 ngày Chiều cao 85-100 cm, cứng Mật độ 280 bông/m2 Trọng lượng 1000 hạt 20-25 g Chiều dài bong 10-12 cm 2.Lựa chọn chiều cao cắt số thông số khác phận cắt Để lựa chọn đượưc chiều cao cắt hợp lý vừa đảm bảo suất cắt cao, độ rụng hạt sót tối thiểu người ta phải cắn vào giống lúa cụ thể đặc điểm thân dai hay giòn, độ rụng hạt (độ rụng hạt phụ thuộc vào giai đoạn chin lúa; giai đoạn lúa chin hoàn toàn dễ rụng ; … ) Ngồi cịn phụ thuộc vào mật độ lúa, độ dài lúa, … cần phải có điều chỉnh định chiều cao phận cắt tốc độ tiến máy vận tốc dao Nếu cắt thấp lực cắt phải lớn hơn, chi phí nhiên liệu nhiều khó khăn q trình đập có nhiều rơm, rạ … đảm bảo dược độ an tồn hạt hơn, giảm độ rụng hạt Ngược lại cắt cao q giảm lực cắt, cắt lúa ( ngắn …) làm hạt nhiều vận tốc tiến máy nhanh hay chậm, vận tốc dao nhanh, chậm ảnh hưởng trực tiếp đến trình cắt lúa cơng suất máy Vì tất thông số cần phải lựa chọn tính tốn cách cẩn thận hợp lý Ở ta chọn chiều cao cắt H =25 cm Vận tốc tiến máy vm =1.7 m/s chế độ cắt S = t0 = t kiểu dao dao - kê (dao có băm chấu ) 2.Tính toán lựa chọn vận tốc tay quay A1 l l O h A2 B B1 x Một điểm lưỡi dao đặt vào hệ trục toạ độ hình vẽ Như điểm O thực hai chuyển động: + Chuyển động theo máy với vận tốc vm + Chuyển động qua lại theo dao với vận tốc vd Tổng hợp hai vận tốc ta vận tốc v, v lệch so với Oy góc Chiếu vd lên Ox vt’và chiếu lên Oy vp’ Chiếu vm lên Oy vt”, chiếu vmlên Ox vt’’ tương tự ta chiếu v lên hai trục vt vp Trong q trình xét coi vm khơng đổi vm = const Vd = R ω Sinωt Dựa vào hình vẽ có Vt’ = vd sin α Vt’’ = vm cos α Vt= vt’ – vt’’ = vd sin α – vm cos α Điều kiện cắt tốt vt ln hướng xuống phía đáy dao suốt q trình làm việc ( cắt ) tức vt’ > vt’’ => vd sin α => vd>vm/tg α Mặt khác ta có tg α= 20/40 = 0,5 => vd > vm = 2.1,7 = 3,4 m/s chọn vd = 3,5 m/s vt = 3,5 sin α – 1,7 cos α = 3,5 0,4472 – 1,7.0,5528 = 0,63 m/s Ta có cấu biên tay quay lệch tâm có S > 2T Chọn : e = r Độ lệch tâm l = 10r Độ dài biên Có s = 1,01 2r Mặt khác theo giả thiết có S = t = t0 = 50 (cm) Vậy có r = S/1,01.2 = 25 (cm) Quãng đường máy sau nửa vòng quay biên tay quay: h = Vm T/2 = Ta có : Vd = r Vậy nên h = 1,7 .Vm = 1,7 = vd/r = 3,5/0,25 = 14 (rad/s) = 0,38 (m) Phương trình chuyển động máy: y = Vm.t = h .t = 0,38.14 t = 5,32 t 4.Tính tốn xây dựng đồ thị 4.1 Đồ thị đường chạy phần cắt lưỡi sắc Xác định độ dịch chuyển x dao tốc độ v q trình làm việc, phụ thuộc vào góc tay quay Góc quay tay quay Góc biên đường nằm ngang Độ dịch chuyển x xác định x= - rcos - lcos Từ hình vẽ ta có lsin = h + rcos sin cos = = Thay cos x= sin rcos vào biểu thức x ta có: -l Khai triển theo chuỗi ta có Nếu sử dụng thành phần đầu chuỗi x= rcó Vx = dx/dt=r (sin cos ) Trường hợp h= x=r V=r Trong thực tế giá trị r/l = 0,04 0,1 bỏ qua Vậy ta có Đồ thị đường chạy phần cắt cạnh sắc Cho x y t= có giá trị 0 0.03 0.065 0.125 0.13 0.25 0.196 0.375 0.26 0.47 0.325 0.5 0.39 10 Y 40 38 31,6 25,3 19 12,6 6,3 25 O 3,35 12,5 X 25 37,5 46,6 50 4.2.Đồ thị vận tốc làm việc dao 2b 2b C B o k y m C Y A b 40 R25 2a A A o 2a o X A o b X k 4.3 Đồ thị chiều cao gốc rạ Xét chuyển động dao chu kì Trong trình cắt bị dao kê xô nghiêng thường bị cắt trạng thái thường bị cắt trạng thái Quá trình cắt trình phức tạp chiều cao gốc rạ đồng phân thành nhóm: Nhóm khơng uốn :I Nhóm uốn ngang :II Nhóm uống dọc: III - Chiều cao gốc rạ vẽ mm’ Để xác định giới hạn nhóm ta xét giao điểm phần quét cạnh sắc với kê bên cạnh Chiều cao cắt chọn ban đầu H Nửa chu kỳ đầu, lưỡi cắt gặp kê vị trí a1, a2 tương đương ta có a1’,a2’ giới hạn phần cắt khơng bị uốn nửa chu kỳ lại lưỡi cắt gặp kê a3: a2’a3’ giới hạn phần cắt bị uốn ngang Nửa chu kỳ lưỡi cắt gặp kê hai điểm (a1, a2) tương ứng a3’a4’ : giới hạn phần cắt bị uốn dọc; a4’a5’ giới hạn phấn cắt không bị uốn lập lại chu kỳ + Chiều cao gốc rạ ứng với trường hợp nhóm I: bị cắt trạng thái khơng bị uốn, gốc rạ có chiều cao H + Chiều cao gốc rạ trường hợp nhóm II: bị cắt uốn ngang cực đại xác định tựa vào góc xơ Từ vị trí giao điểm kê dao (M) ta xác định độ uốn ngang cực đại MN tạo với phương ngang góc Để xác định chiều cao gốc rạ nhóm ta đặt đoạn MN theo phương tạo chiều cao H góc vng Cạnh huyền OP có chiều dài chiều cao gốc rạ ứng với nhóm II + Chiều cao gốc rạ nhóm III: bị cắt uốn dọc, bị cắt chiều cao khác lần quét lưỡi cắt Độ uốn dọc 1max = a3a4 Do bị cắt chiều cao khác nên ta chia a3a4 thành phần Chiều cao gốc rạ xác định cạnh huyền tam giác vng 00Q,O1Q… Vì chiều cao cắt khơng đổi bị xô theo chiều tiến máy Chiều cao gốc rạ phần giới hạn a4’a5’ chiều cao cắt dao quay lại chu kỳ cắt, cắt không bị uốn - Đồ thị uốn theo cạnh sắc dao Để biểu diễn tốc độ dọc theo cạnh sắc dao ta xét hai thành phần vận tốc thời gian nửa chu kỳ v1 = vm cos = 1,7.cos26,5o = 1,07 (m/s) = const v2 = vd sin = 3,5 sin sin = 1,08 sin t Ta thấy vm/vdmax < tg Trong trình cắt đảm bảo cho vận tốc hướng đáy lớn dao, điều kiện tốt để cắt Để xác định giới hạn nhóm ta xét giao điểm phần quét cạnh sắc với kê bên cạnh - Chiều cao cắt chọn ban đầu: H - Nửa chu kỳ đầu, lưỡi cắt gặp kê hai vị trí a1;a2 tương ứng ta có a1’; a2’ giới hạn phần cắt khơng bị uốn - Nửa chu kỳ cịn lại lưỡi cắt gặp kê a3 a2’ a3’ giới hạn phần cắt bị uốn ngang