Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy thu hoạch nghêu tại huyện cần giờ

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BÁO CÁO NGHIỆM THU ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY THU HOẠCH NGHÊU TẠI HUYỆN CẦN GIỜ CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI (Ký tên) CƠ QUAN QUẢN LÝ (Ký tên/đóng dấu xác nhận) CƠ QUAN CHỦ TRÌ (Ký tên/đóng dấu xác nhận) THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 05 NĂM 2017 i TĨM TẮT NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Đề tài “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy thu hoạch nghêu huyện Cần Giờ” thực từ 2015 đến 2017 Kết tóm tắt sau: Tại vùng bờ biển có điều kiện tự nhiên phù hợp, nghề ni nghêu mang lại hiệu kinh tế cao Tuy nhiên việc thu hoạch cực nhọc tốn nhiều lao động Một vài thiết bị thu hoạch ứng dụng, chưa đáp ứng số yêu cầu thực tế, đặc biệt yêu cầu làm việc ruộng khô (sau thủy triều rút) Nghiên cứu nhằm thiết kế, chế tạo ứng dụng máy thu hoạch nghêu tự hành, làm việc ruộng khô, suất 1000 m 2/giờ, thoả mãn tiêu độ vỡ (< 2%), độ sót nghêu (< 1%) Kết thiết kế - chế tạo máy với thông số kỹ thuật: Nguồn động lực máy động diesel, cơng suất định mức 30HP, dẫn động cho tồn hệ thống thuỷ lực Hệ thống thuỷ lực dẫn động độc lập cho hệ thống di động (gồm bánh hệ thống lái), cụm thu hoạch (nâng hạ & tốc độ quay bánh cào nghêu), sang phân ly, băng tải Hệ thống di động loại bánh xích cao su, điều chỉnh tốc độ máy từ km/h (khi làm việc) đến km/h (khi chạy không) Cụm thu hoạch gồm trống có bề rộng làm việc 1m, điều chỉnh để đạt độ sâu cào từ – 15 cm Kết ứng dụng cho thấy rằng: máy hoạt động ổn định ruộng khơ biển Cần Giờ, Hồ Chí Minh, thoả mãn tiêu kỹ thuật đề Việc điều chỉnh thông số kỹ thuật máy tương đối dễ dàng thông qua hệ thống tiết lưu thuỷ lực ii SUMMARY OF RESEARCH CONTENT Project: "The study for designing and manufacturing a machine for harvesting clams in Can Gio District" has been conducted from 2015 to now The results are summarized as the following: In the coastal region with advantages of natural condition, breeding clam can bring to a high benefit, however, the stage for harvesting clams need many labors and to be a laboring work Some types of clam harvesters have been applied but they have not met the farmer’s requirements, especially the requirement about working well on sand farms (clam fields after the tide recedes) The aim of this study is to design, manufacture, and apply a machine for harvesting clams with 1000 m2/h in capacity, and satisfy in clam break rate (< 2%) and loss rate ( < 2%) Machine must be self-acting and operate well on sand farms The result of design and manufacture to be: dynamic source of machine is a 20hp diesel engine driving independent for all hydraulic systems which make the operation to system of moving (wheel and steering component), harvesting drum, separating sifter, and a conveying belt System of moving is type of rubber chainwheel that makes a forward speed of km/h (no-working) and km/h (in working) Component for harvesting is a raking tooth – drum, having 1m in operation width and adjusting easily in raking depth (from – 15 cm) The result of applying has presented that machine works stably on the sand farms at Can Gio seacoast, Ho Chi Minh City, and satisfies the proposed technical criteria Machine’s operational parameters are adjusted easily based on a hydraulic throttle-valve system iii MỤC LỤC Trang TÓM TẮT NỘI DUNG NGHIÊN CỨU iii MỤC LỤC vii DANH SÁCH BẢNG viii PHẦN MỞ ĐẦU 1 Tên đề tài Mục tiêu đề tài Nội dung đề tài (Theo đề cương duyệt) Sản phẩm đề tài CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Giới thiệu tổng quan huyện Cần Giờ 1.3 Giới thiệu nghêu 10 1.4 Thực trạng thu hoạch nghêu 12 1.4.1 Thu hoạch nghêu nước 12 1.4.2 Tình trạng thu hoạch nghêu nước 15 CHƯƠNG NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 19 2.1 Nội dung I: Điều tra tình hình ni nghêu tính chất – lý ruộng nghêu Cần Giờ 19 2.2 Nội dung II: Tính tốn thiết kế máy thu hoạch nghêu 20 2.3 Nội dung III: Hoàn thiện tập ban vẽ thiết kế Máy thu hoạch nghêu, qui trình chế tạo; Chế tạo máy lắp ráp Máy 21 2.4 Nội dung IV: Khảo nghiệm máy, hiệu chỉnh; ứng dụng máy vào thực tế; đánh giá hoàn thiện 22 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 24 3.1 Nội dung I : Điều tra tình hình ni nghêu tính chất – lý ruộng nghêu Cần Giờ 24 3.2 Nội dung II : Tính tốn thiết kế máy thu hoạch nghêu 31 3.2.1 Chọn nguyên lý làm việc máy yêu cầu thiết kế ban đầu 31 iv 3.2.2 Kết thiết kế trống cào nghêu 33 3.2.3 Kết thiết kế sàng phân ly 38 3.2.4 Kết thiết kế băng tải nghêu 46 3.2.5 Kết thiết kế hệ thống xích di động 48 3.2.6 Kết thiết kế hệ thống thuỷ lực điều khiển 52 3.3 Nội dung III : Hoàn thiện tập vẽ thiết kế Máy thu hoạch nghêu, qui trình chế tạo; Chế tạo máy lắp ráp Máy 57 3.3.1 Tập vẽ thiết kế toàn máy 58 3.3.2 Qui trình cơng nghệ chế tạo máy 58 3.3.2.1 Qui trình cơng nghệ chế tạo trống cào 58 3.3.2.2 Qui trình cơng nghệ chế tạo sàng phân ly 60 3.3.2.3 Qui trình cơng nghệ chế tạo băng tải nghêu 62 3.3.2.4 Qui trình chế tạo hệ xích cao su di động 63 3.3.2.5 Qui trình chế tạo khung máy 64 3.3.3 Lắp ráp toàn máy 65 3.4 Nội dung IV : Khảo nghiệm máy, hiệu chỉnh; ứng dụng máy vào thực tế; đánh giá hoàn thiện 66 3.4.1 Kết khảo nghiệm trống cào 66 3.4.2 Kết khảo nghiệm sàng phân ly 68 3.4.3 Kết khảo nghiệm băng tải nghêu 69 3.4.4 Kết khảo nghiệm hệ thống di động: chạy khơng có tải 70 3.4.5 Kết khảo nghiệm toàn tải 72 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74 4.1 Kết luận 74 4.2 Kiến nghị 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 PHỤ LỤC v DANH SÁCH BẢNG TÊN BẢNG SỐ LIỆU SỐ TRANG 1.2 Khai thác nuôi trồng thủy sản Thành phố Hồ Chí Minh Tổng sản lượng thuỷ sản TPHCM thống kê theo tháng 1.3 Tổng sản lượng thuỷ sản TPHCM thống kê theo năm 3.1 Hệ số ma sát đất – đất: f2 đất – thép: f1 39 3.2 Lực liên kết C 40 1.1 vi DANH SÁCH HÌNH TÊN HÌNH ẢNH SỐ TRANG 1.1 Thủy triều biển Cần 1.2 Bản đồ Huyện Cần Giờ - Tp Hồ Chí Minh 1.3 Hình thái cấu tạo nghêu dầu 10 1.4 Hình thái cấu tạo nghêu mật 11 1.5 Hình thái cấu tạo nghêu Bến Tre 11 1.6 Công cụ thu hoạch nghêu nước ngồi 13 1.7 Cơng cụ thu hoạch nghêu đại học Florida công bố 14 1.8 Mô tả cấu tạo máy thu hoạch nghêu Trung Quốc 14 1.9 Máy thu hoạch nghêu Canada công bố 15 1.10 Thu hoạch nghêu thủ công 16 1.11 Máy thu hoạch nghêu tác giả Lan Anh, Thái Bình 17 1.12 Thu hoạch nghêu máy phun nước áp lực cao Cần Giờ 1.13 Mơ hình máy thu hoạch nghêu Viện phát triển công nghệ Cơ - Điện, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội 3.1 Bản đồ vùng nuôi nghêu huyện cần - TP Hồ Chí Minh 3.2 Các bước qui trình nuôi nghêu từ nghêu cám lên nghêu thịt 18 18 26 27 3.3 Sơ đồ nguyên lý máy cào nghêu đề xuất thiết kế 31 3.4 Mơ hình trống cào với thẳng 33 3.5 Mơ hình cào kiểu sợi plastic hai dãy 33 3.6 Mơ hình trống cào với trụ kim loại lắp kiểu xoắn 34 3.7 Quĩ đạo chuyển động lưỡi phay 34 3.8 Lượng cung cấp cho lưỡi phay 35 3.9 Cấu tạo trống cào sử dụng sợi plastic 37 3.10 Cấu tạo trống cào sử dụng kim loại 38 3.11 Đo độ chặt đất 39 3.12 Tổng lực tác dụng lên vật liệu sàng 41 3.13 Mơ hình mặt sàng 42 vii 3.14 Cấu tạo mặt lưới sàng 43 3.15 Kết cấu khung sàng thiết kế 48 3.16 Kết thiết kế sàng 48 3.17 Băng tải thiết kế hồn chỉnh 51 3.18 Xích di động 52 3.19 lực cản ma sát lưỡi cắt 53 3.20 Kích thước, cấu tạo xích cao su động 55 3.21 Sơ đồ nguyên lý hệ thống thuỷ lực 57 3.22 Bản vẽ lắp toàn máy 61 3.23 Cấu tạo trống cào dạng sợi plastic 62 3.24 Chế tạo trống cào 63 3.25 Kết cấu sàng 63 3.26 Chế tạo sàng phân ly 64 3.27 Kết cấu băng tải 65 3.28 Chế tạo băng tải nghêu 66 3.29 Kết cấu xích di động 66 3.30 Chế tạo cụm xích cao su di động 67 3.31 Kết chế tạo khung máy 68 3.32 Máy sau lắp ráp hoàn chỉnh 69 viii PHẦN MỞ ĐẦU Tên đề tài: "Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy thu hoạch nghêu huyện Cần Giờ" Chủ nhiệm đề tài: Th.S Nguyễn Văn Cơng Chính Cơ quan chủ trì: Trường Đại học Nơng Lâm Thành phố Hồ Chí Minh Thời gian thực hiện: 11/2015 – 05/2017 Kinh phí duyệt: 590.000.000 đồng (Năm trăm chín mươi triệu đồng) Trong đó, ngân sách Nhà nước: 590.000.000 đồng Mục tiêu đề tài 2.1 Mục tiêu tổng quát Thiết kế, chế tạo, khảo nghiệm ứng dụng máy thu hoạch nghêu tự hành suất 1000 m2/giờ (tương đương khoảng nghêu/giờ), làm việc ruộng khô 2.2 Mục tiêu cụ thể - Máy thu hoạch nghêu suất 0,1ha/giờ làm việc ruộng khô - Máy vận hành dễ dàng, cần nhân công theo máy - Máy thu gom vỏ nghêu chết tạp chất khác để cải tạo môi trường - Máy hỗ trợ người nuôi nghêu chủ động qui hoạch vùng thu hoạch Nội dung đề tài (Theo đề cương duyệt) TT Các nội dung, công việc Kết chủ yếu cần thực cần đạt Điều tra tình hình ni nghêu Cần Giờ Báo cáo kết điều tra Nghiên cứu thu thập tính chất lý ruộng nuôi Báo cáo số liệu thu thập nghêu có ảnh hưởng đến q trình thu hoạch nghêu Nghiên cứu lựa chọn nguyên lý máy thu hoạch nghêu Sơ đồ nguyên lý máy thu hoạch Tính tốn thiết kế phận cào nghêu Thuyết minh tính tốn Tính tốn thiết kế phận sàng nghêu Thuyết minh tính tốn Tính tốn thiết kế phận tải nghêu, vơ bao Thuyết minh tính tốn Nghiên cứu lựa chọn hệ thống di động Sơ đồ hệ thống di động Xây dựng tập vẽ máy thu hoạch nghêu Tập vẽ chế tạo Chế tạo máy Toàn chi tiết 10 Lắp ráp máy, chạy thử máy Máy thu hoạch nghêu 11 Khảo nghiệm sơ bộ, hiệu chỉnh Báo cáo kết khảo nghiệm sơ bộ, đề xuất 12 13 Khảo nghiệm thức, thu thập kết đánh giá Báo cáo kết khảo kết nghiệm Báo cáo tổng kết Bản báo cáo tổng kết làm mặt chuẩn + Bước 2: Khoan lỗ 6 làm lỗ chống tâm + Bước 3: Gá lắp lại phơi có chống tâm Thực tiện thô suốt chiều dài trục 50mm từ 25 xuống 21 +0,01 + Bước 4: Tiện tinh từ 21 +0,01 xuống ∅20 ,, suốt chiều dài 50mm kiểm tra: thước kẹp + Máy tiện 1A616 Mũi khoan 6mm Máy tiện 1A616 Thông số dao P9, h = 25mm, b = 16mm, L = 140mm, R = 1mm Dụng cụ kiểm tra: thước panme + Chiều sâu cắt t = 20 mm; lượng chạy dao S = 0,36 mm/vòng, tốc độ cắt Vb = 14,5 m/ph + Tiện tinh lần Zth = 0,5mm + Tiện tinh lần Zt = 0,5mm + Bước 5: Tiện tinh từ ∅20 ,, xuống ∅19 ,, chiều dài 25mm đầu trục + Tiện thô lần Zth = 1,5mm Tiện bán tinh lần Zth = 0,5mm + Gá lắp phơi theo đường kính ngồi ∅35 ,, Tiện thơ lần Zth = 1,5mm +Bước 6: tiện vát mặt đầu trục 2X45o + Bước 7: Trở đầu, gá lắp trục với mâm cặp Tiện thô suốt chiều dài 50mm từ 25 xuống 21 +0,01 + Tiện bán tinh lần Zth = 0,5mm + Bước 8: Tiện tinh từ ∅21 ,, xuống ∅20 ,, chiều dài 50mm đầu trục + Bước 9: Tiện tinh từ ∅20 ,, xuống , ∅19 , chiều dài 83 25mm đầu trục Nguyên công 2: Phay rãnh then đoạn trục có đường kính ∅35 ,, Dài 25mm Ngun công 3: ta rô ren đầu cốt M8 x 20 - Ngun cơng 4: Gia cơng bích tang băng tải + Bước 1: Lấy mặt ngồi bích làm mặt chuẩn, khoan lỗ qua tâm đĩa suốt 6 + Bước 2: khoan lỗ qua tâm bích suốt 16 + Bước 3: Tiện thơ bán tinh bề mặt lỗ bích từ 16 lên 200,05 + Vận tốc cắt 28,3 + Máy phay m/ph Chiều sâu 6H11 Định vị bước cắt t = chữ V Dao phay 0,2mm ngón, mác thép P9 Thông số dao D=10mm, L = 120mm, + Dùng dầu bôi + Êtô Bộ tarô M8 trơn AK30 Máy tiện 1A616 + Mũi khoan 6, L = 130mm + Mũi khoan 16, L = 130 mm + Thông số dao: P9, h = 25 mm, b = 16mm, L = 140mm, n = 6mm, l = 20 mm, R = 1mm Dụng cụ kiểm tra: thước kẹp + Chiều sâu cắt t = mm, lượng chạy dao: S = 0,36mm/vg, tốc độ cắt: Vb = 12,1 m/ph + Chiều sâu cắt t = mm, lượng chạy dao: S = 0,12 mm/vg, tốc độ cắt: Vb = 6,08 m/ph + Tiện lần thô Zth = 1,5 mm lần bán tinh Zbt = 0,5mm - Ngun cơng 5: hàn + Dùng que hàn bích với tang băng + Máy hàn xoay Inox 3,2, I = chiều tải 120A + Bước 1: Hàn đính bích với tang băng tải + Bước 2: Hàn hồn thiện + Dùng que hàn 84 - Ngun cơng 6: hàn bích với trục tang + Bước 1: Hàn đính bích với trục tang + Bước 2: Hàn hồn thiện Inox 3,2, I = 120ª Tiến trình cơng nghệ chế tạo khung xích di động TT Tên nguyên công, bước, chi tiết Cắt phôi thép khơng rỉ SUS-304 5mm làm khung xích tải Cắt phôi thép không rỉ SUS-304 10mm mặt bích chịu lực mặt bích lắp mơ tơ thủy lực Cắt thép khơng rỉ SUS-304 định hình hộp 40x20 làm dẫn hướng xích Làm phơi Thiết bị công Chế độ công nghệ nghệ Kéo cắt tay Yêu cầu kỹ thuật Sai số kích thước 1mm Máy cắt Plasma Sai số kích KH-40, compa thước 1mm cắt quay, đột dấu, búa, thước kẹp kiểm tra Máy cắt đá 350 Vận tốc cắt  30 Mặt cắt phẳng, vng góc trục m/s Máy mài tay Chế tạo khung xích Ngun cơng 1: Cắt rãnh lắp bánh đè + Bước 1: Định vị trí, boong tu, khoan mồi 6mm + Bước 2: khoan lỗ 20 + Bước 3: cắt rãnh lắp bánh đè Máy khoan bàn, mũi khoan 6, L= 130mm Mũi khoan 20, L = 130mm Máy mài tay Đá cắt 130 Dụng cụ kiểm tra: thước kẹp Nguyên công 2: Chấn + Máy dập thủy khung xích tải lực 200 Tấn; Dụng cụ kiểm tra 85 Cơng suất ½ HP Vết cắt Sai số kích thước 1mm + Chiều sâu cắt t = Sai số kích mm, lượng chạy thước 0,5mm dao: S = 0,36mm/vg, tốc độ cắt: Vb = 12,1 m/ph Sai số góc + Lượng chia chấn  1o dao 500 mm, chiều thước mét dài dao 3000 mm thước Eke 900 Nguyên công 3: hàn + Máy hàn xoay chiều mặt bích đầu khung + Que hàn Inox + Bước 1: hàn đính 3,2, cường độ hàn mặt bích vào đầu 120A khung xích Kiểm tra kích thước + Bước 2: Hàn hồn thiện Ngun cơng 3: hàn mặt bích lắp mơ tơ + Máy hàn xoay + Bước 1: hàn đính chiều + Que hàn Inox mặt bích vào bích đầu 3,2, cường độ hàn khung xích Kiểm tra 120A kích thước + Bước 2: Hàn hồn thiện Ngun cơng 4: lắp ráp hồn chỉnh xích di động + Bước 1: lắp bánh đè vào khung + Bước 2: Lắp bánh mô tơ thủy lực vào bích + Bước 3: lắp bánh dẫn + Bước 4: chỉnh tăng căng xích + Sai số kích thước  1mm + Sai số kích thước  1mm Sai lệch góc  1o Tiến trình cơng nghệ chế tạo khung máy TT Tên ngun công, bước, chi tiết Cắt phôi thép không rỉ SUS-304 định hình U180 làm khung Cắt phơi thép khơng rỉ SUS-304 định hình Thiết bị cơng Chế độ công nghệ nghệ Máy cắt đá 350 Vận tốc cắt  30 m/s Máy cắt đá 350 86 Yêu cầu kỹ thuật Mặt cắt phẳng, vng góc trục Vận tốc cắt  30 Mặt cắt phẳng, vng góc trục hộp 80 x 40 làm khung đỡ cụm sàng Cắt phôi thép không Máy cắt đá 350 rỉ SUS-304 định hình vng 50x50 làm khung phụ treo trống cào Lãm phôi Máy mài tay m/s Vận tốc cắt  30 Mặt cắt phẳng, vuông góc trục m/s Cơng suất ½ HP Vết cắt Sai số kích thước 1mm Chế tạo khung máy + Bước 1: hàn đính + Máy hàn xoay + Que hàn Inox + Sai số kích tất phôi tạo chiều 3,2, cường độ hàn thước  2mm khung theo vẽ 120A Kiểm tra kích thước + Bước 2: Hàn hoàn thiện 87 PHỤ LỤC CÁC HỒ SƠ VÀ HÌNH ẢNH LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI Bài báo 88 Đăng ký giải pháp hữu ích 89 90 91 Hướng dẫn tốt nghiệp kỹ sư 92 93 Khảo nghiệm máy thu hoạch nghêu Cần Giờ 94 Hiện trạng bãi nuôi nghêu xã Long Hoà, Cần Giờ Mặt ruộng nghêu sau thuỷ triều rút Mặt ruộng nghêu sau máy thu hoạch 95 Sản phẩm thu hoạch Kiểm tra lượng nghêu sót 96 Máy khảo nghiệm làm việc vào ban đêm 97