Máy thái rau cỏ rơm có nhiệm vụ làm nhỏ rau cỏ tươi, khô thành những đoạn ngắn, với kích thước đoạn thái điều chỉnh được theo quy định đối với các loại vật nuôi.. Để nâng cao hiệu quả sử
Trang 11 ĐẶT VẤN ĐỀ
Việc cung cấp thức ăn chăn nuôi có ý nghĩa rất quan trọng, có tính chất quyết định đến số lượng và chất lượng sản phẩm chăn nuôi Cho súc vật ăn đủ chất dinh dưỡng và đúng chế độ, tức là thích ứng với các yêu cầu của cơ thể con vật, tăng được sản lượng chăn nuôi lớn nhất với mức thức ăn ít nhất Trong việc cung cấp thức ăn, ngoài vấn đề sản xuất thức ăn thì vấn đề chế biến thức ăn có ý nghĩa quan trọng:
-Tăng khả năng tiêu hóa thức ăn của cơ thể vật nuôi
-Tăng chất lượng thức ăn
-Súc vật đỡ tốn sức nhai thức ăn
-Ngăn ngừa bệnh tật cho vật nuôi
-Tận dụng được phụ phế phẩm trong công nghiệp
Hiện nay máy thái được sử dụng nhiều trong công nghệ chế biến thức ăn gia súc phần lớn các nguyên liệu sử dụng làm thức ăn gia súc, nhất là thức ăn tươi, như các loại rau cỏ, củ, quả đều phải trải qua công đoạn thái Vì thế máy thái có ý nghĩa quan trọng trong dây chuền chế biến thức ăn chăn nuôi
Máy thái rau cỏ rơm được sử dụng rộng rãi trong các trang trại chăn nuôi bò
và lợn, đặc biệt là chăn nuôi bò lấy thịt và lấy sữa Máy thái rau cỏ rơm có nhiệm
vụ làm nhỏ rau cỏ tươi, khô thành những đoạn ngắn, với kích thước đoạn thái điều chỉnh được theo quy định đối với các loại vật nuôi
Để nâng cao hiệu quả sử dụng máy thái rau cỏ rơm, tôi thực hiện đề tài: " Phân
tích, tính toán động lực học của máy thái kiểu đĩa.Từ đó tính toán các thông số
cơ bản cho máy thái rau cỏ rơm " nhằm góp phần đưa lại thuận lợi cho công
nhân và nông dân trong quá trình sử dụng máy
Trang 22 NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
2.1 Nguyên lý cấu tạo
Máy thái rau cỏ rơm thường gồm : Bộ phận thái có một số dao 1 và một tấm
kê 2, dao được lắp vào đĩa 3 hoặc trống 6, bộ phận cung cấp gồm hai trục cuốn 4 kết hợp với dây chuyền cung cấp 5để nén và đưa rau cỏ vào bộ phận thái.Việc điều chỉnh độ dài đoạn thái được thực hiện bằng hai cách : hoặc thay đổi số dao lắp trên đĩa hoặc thay đổi tỷ số truyền cho bộ phận cung cấp
2.1 Nguyên lý cấu tạo
Bộ phận thái rau cỏ rơm thường có nguyên lý làm việc là thái bằng một lưỡi dao chuyển động và một lưỡi đao cố định
a) b) c)
Hình 1:Sơ đồ cấu tạo các bộ phận thái rau cỏ rơm
a) Sơ đồ máy thái rau cỏ; b) Bộ phận đĩa dao; c) Bộ phận trống dao
Trang 32.3 Một số máy thái kiểu đĩa
Máy thái rau cỏ rơm PCC – 6 :kiểu đĩa đứng, có động cơ, di động được
Hình 2: Máy thái rau cỏ rơm PCC-6
Máy thái củ quả PKP-2,0 : Kiểu đĩa đứng, quay tay và có động cơ
Trang 4Hình3: Máy thái củ quả PKP-2,0
2.4 Phân tích, tính toán động lực học của máy thái kiểu đĩa
Xét đồ thị mômen cắt thái ( hình vẽ) được xây dựng bằng cách tính toán mômen cắt thái theo công thức :
cos ( 1 ' )
f tg r
S q
M ct (2-1) Ứng với Từng trị số góc quay của dao trên cơ sở sơ đố thiết kế cụ thể của bộ phận thái Các đại lượng S, r, góc trượt , áp suất riêng riêng q, hệ số trượt f”, được đo và tính với từng vị trí của dao ứng với các góc quay
Tương ứng với đồ thị mômen cắt thái và từng trị sốcủa góc của dao, ta
có thể xác định được các vận tốc góc và vẽ được đồ thị biến thiên vận tốc góc ( hình vẽ) Từ đồ thị mômen cắt thái có thể tính được trị số mômen cắt thái trung bình Mcttb :
ct
k ct
M
2 2
/ 2
0
k - số dao; – góc quay của dao ( rad )
d M
ct 2
/
2
0
thể hiện diện tích tạo bởi đồ thị mômen cắt thái (ứng với
rad
k
2
cho một dao và trục hoành
Do đó, dùng diện tích kế đo diện tích này và với tỷ lệ xích xác định, ta sẻ tính được Mcttb Đó là mômen mà động cơ cung cấp cho máy thái Mômen của động
cơ bằng :
Mdc = Mcttb + Mck + Mcc (2-3)
Mck - mômen chạy không của máy thái;
Mcc – mômen cung cấp vật thái vào máy
Có thể tính gần đúng các mômen Mcc, Mck theo tỷ lệ Mcttb : Mck : Mcc= 3:1:1; Khi đó : M dc M cttb
3
5
Trang 5
Hình 4:
a) Đồ thị mômen cắt thái ; b) Đồ thị biến thiên vận tốc góc
Về sự biến thiên của vận tốc góc ( hình vẽ), ta có thể thấy rằng khi Mct >
Mcttb thì vận tốc góc giảm, còn khi Mct < Mcttb thì vận tốc góc lại tăng Điều này liên quan tới vai trò của bánh đà : khi mômen quay Mdc của động cơ lớn hơn mômen cản ( lúc Mcttb > Mct ) là lúc dao cắt thái ít hoặc không cắt thái, thì bánh đà phải tích lũy động năng dự trữ Đến khi mômen động cơ Mdc nhỏ hơn mômen cản ( Mcttb <
Mct) là lúc dao cắt thái nhiều, quá tải, bánh đà sẽ cấp phát động năng dự trữ đủ để khắc phục được mômen cản.Lượng động năng dự trữ này phải bằng công dư Adư, thể hiện bằng phần diện tích nằm trên đường Mcttb và giới hạn bởi đồ thị Mct
Các trị số vận tốc góc tăng giảm từ maxđến minsẽ được xác định trên
cơ sỡ vận tốc góc trung bình tb và độ quay không đều cho phép của các bộ phận quay, theo các công thức :
30
2
min
t
(2-5)
max min 0 , 03 0 , 07
tb
Nếu gọi J – mômen quán tính của bánh đà ( kể cả đĩa hay trống dao), ta sẽ có công dư :
2
2
min
2 max
tb
Từ đó ta có thể xác định mômen quán tính của bánh đà ( kể cả đĩa hay trống dao) :
tb
d
A
J (2-8)
Để bảo đảm điều kiện làm việc bền vững của máy, phải gới hạn gia tốc góc ở trị số cực đại d /dt 10 30s -2 Như vậy :
dt d
M
(2-9)
Phương trình năng lượng cơ bản thể hiện mối liên quan giữa động cơ , máy thái và vật thái, có dạng :
Trang 6.( 1 ' )
dt
dF q dt
d J
N dc (2-10)
Tuy nhiên, công suất động cơ còn tiêu thụ để cung cấp vật thái cho máy và
chạy không, vì vậy còn cần phải tính theo mômen động cơ Mdc :
30
.
M
tb dc dc
(2-11)
n - số vòng quay trong 1 phút của máy thái
Các thành phần thẳng đứng của lực N và fN sẽ nén ép lớp cỏ rau xuống Còn để cuốn được rau cỏ vào họng thái thì điều kiện cần thiết là thành phần chiếu nằm ngang của lực ma sát fN phải lớn hơn thành phần chiếu nằm ngang của lực
N, tức là lớn hơn thành phần lực hướng ngược chiều cuốn và cản trở tác dụng cuốn, nghĩa là :
fN.cos 1 > N.sin 1 hay f > tg 1(2-12)
Góc ma sát ( phi) củấcc trục cuốn với lớp rau cỏ phải lớn hơn góc 1 : 1
Nếu gọi chiều dày ban đầu của lớp rau cỏ là A và chiều dày cuối cùng là a, thì :
A a 2 (r r cos 1) (2-13)
Do đó, đường kính của các trục cuốn sẽ bằng :
1 2
1
1
1 1
cos 1
tg
a A a
A d
(2-14)
Nghĩa là phải có điều kiện :
2
1
1 1
f
a A d
(2-15)
Thông thường 17 0 27 0 đối với cỏ, rơm khô, 18 0 30 0 đối với rau cỏ tươi, vậy :
d ( 10 20 ).(A a) (2-16)
Nếu tính như vậy thì đòi hỏi đường kính d quá lớn, cho nên người ta phải làm các trục cuốn có những răng mấu hay múi khế để dễ cuốn thức ăn với đường kính
Trang 7trục nhỏ hơn Do đó công thức trên chỉ dùng để tính toán sơ bộ Thực tế, đường kính d của trục cuốn thường nằm trong giới hạn 80 160mm
Độ nén rau cỏ của trục cuốn có thể tính như sau :
Hình 5: Tính các trục cuốn rau cỏ rơm
d f a
d f A
a A
K
2 2
1
1 1
1
1 1
(2-17)
Hay có thể tính bằng :
1
1 2
K (2-18) 1 và 2 là mật độ của lớp thức ăn trước và sau khi nén
Thực nghiệm chứng tỏ rằng công mà các trục cuốn tiêu thụ để nén lớp vật thái và cuốn vào họng thái khá lớn, đối với máy thái rau cỏ rơm chiếm tới 30
50o/o toàn bộ công của máy thái
2.5 Tính toán các thông số cơ bản cho máy thái rau cỏ rơm
a) Năng suất của các máy thái rau cỏ rơm
- Năng suất lý thuyết được tính như sau :
Trang 8Q =60.atb.b.l.k..n (2-19)
atb - chiều cao trung bình của họng thái,
2
max
a
a tb , ( m )
b - chiều rộng của họng thái, m ;
l - độ dài đoạn thái, m;
k - số dao ;
- khối lượng thể tích của lớp rau cỏ được trục cuốn nén, kg/m3 ;
n- số vòng quay của máy trong 1 phút
- Năng suất thuần túy và năng suất thực tế được xác định bằng đo cụ thể khi cho máy làm việc
b) Độ dài đoạn thái l
+Tính theo lý thuyết bằng công thức sau đây :
l =
k i
r c
.
) 1 (
.
2
( mm )(2-20)
rc – bán kính của trục cuốn ( mm )
- độ trượt của trục cuốn trên lớp rau cỏ ( 0 , 05)
i - tỷ số truyền từ trục máy đến trục cuốn
+ Đo thực tế : xác định bằng trị số độ dài trung bình ltb của các đoạn thái được phân loại theo các trị số li, rồi tính theo công thức:
P
l l P l
n
i i i tb
1
2 , ( mm ) (2-21)
P - khối lượng mẫu rau cỏ đã thái,P P i ( có thể lấy P = 100g) ;
Pi - khối lượng các đoạn tháicó độ dài từ li đến li+1
c) Tỷ số truyền i :
Trang 9Tỷ số truyền i là tỷ số giữa vận tốc góc trung bình của máytb với vận tốc góc c của trục cuốn cung cấp rau cỏ :
c
tb
i
Vận tốc góc c của trục cuốn tính bằng : .(1 )
c
c c
r V
vc - Vận tốc dài của trục cuốn lớp rau cỏ vào họng thái, có thể tính từ năng suất
lý thuyết Q :
3600a b
Q V
tb
i cũng có thể rút từ công thức (2-20) :
2.. .(.1 )
c
r
l k
i (2-22)
d) Đặc tính kỹ thuật của máy thái rau cỏ PCC-6:
Năng suất thuần túy
- thái rau cỏ
- thái rơm Công suất động cơ điện Mức tiêu thụ điện năng riêng
Độ dài đoạn thái hay bề dày lát thái
Tốc độ trục của máy
Số và kiểu dao thái
t/h
kW kWh/t mm
vòng/ph
5÷6 1,5÷2,5 7
1,5÷5 6;15;25;27;
40;104 450 2dao cong
Trang 10Trên đây là một số thông số về động lực học của máy thái kiểu đĩa và một số thông số sử dụng đã được nghiên cứu và tính toán trên cơ sơ lý thuyết và thực nghiệm
Hiện nay các loại máy này đang được sử dụng rộng rãi trong các nông trường
và trang trại chăn nuôi, đã góp phần nâng cao năng suất lao động, giảm chi phí sản xuất
Do tính vạn năng và dễ sử dụng nên việc sử dụng các máy này cũng đã tiết kiệm được sức lao động của công nhân và giảm được số nhân công cho các trang trại và nông trường
Vì vậy cần phổ biến rộng rãi để phát huy hiệu quả của các loại máy này ở cả quy mô các hợp tác xã và trang trại nhỏ nhằm đẩy nhanh quá trình công nghiệp hóa nông thôn
Tuy nhiên các loại máy này vẫn còn những nhưọc điểm và hạn chế Như công
mà các trục cuốn tiêu thụ để nén lớp vật thái và cuốn vào họng thái khá lớn, đối với máy thái rau cỏ rơm chiếm tới 30÷50% toàn bộ công của máy thái.Do vậy cân có thêm những nghiên cứu để chúng được hoàn thiện hơn và phù hợp hơn nữa với công nhân và nông dân
Trang 11MỤC LỤC
1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1
2 NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊNCỨU 2
2.1 Nguyên lý cấu tạo 2
2.1 Nguyên lý cấu tạo 2
2.3 Một số máy thái kiểu đĩa 2
2.4 Phân tích, tính toán động lực học của máy thái kiểu đĩa 4
2.5 Tính toán các thông số cơ bản cho máy thái rau cỏ rơm 7
3.KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 10
