Nghiên cứu, tính toán, chế tạo một số bộ phận làm việc chính trong máy liên hợp cắt trồng hom sắn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI *** NGUYỄN THANH TÙNG NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN, CHẾ TẠO MỘT SỐ BỘ PHẬN LÀM VIỆC CHÍNH TRONG MÁY LIÊN HỢP CẮT TRỒNG HOM SẮN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Kỹ Thuật máy và thiết bị cơ giới hoá nông lâm nghiệp Mã số: 60.52.14 Người hướng dẫn khoa học: TS. HÀ ðỨC THÁI HÀ NỘI – 2012 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… i LỜI CAM ðOAN Em xin cam ñoan ñây là kết quả nghiên cứu của bản thân. Tuy nhiên, trong quá trình nghiên cứu em ñã than khảo, sử dụng một số tài liệu, kết quả liên quan ñến ñề tài, ñược trích dẫn cụ thể trong luận văn và phần tài liệu tham khảo. Vì vậy, các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và do quá trình nghiên cứu mang lại. Học viên Nguyễn Thanh Tùng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… ii LỜI CẢM ƠN ðể hoàn thành luận văn này em ñã nhận ñược sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của Thầy giáo TS. Hà ðức Thái. Bên cạnh ñó em còn nhận ñược sự quan tâm chỉ bảo của các Thầy, Cô giáo trong Bộ môn Máy nông nghiệp – Khoa Cơ ðiện – Trường ðại học Nông nghiệp Hà nội. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc ñến Thầy giáo TS. Hà ðức Thái cùng các Thầy, Cô giáo trong Bộ môn máy Nông nghiệp và Thầy, Cô trong Khoa Cơ ðiện, lãnh ñạo cơ quan nơi em công tác, thực tập, khảo nghiệm, các ñồng nghiệp, bạn bè và ñặc biệt là gia ñình ñã giúp ñỡ, ñộng viên và tạo ñiều kiện ñể em hoàn thành luận văn. Hà nội, ngày 28 tháng 08 năm 2012 Học viên Nguyễn Thanh Tùng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… iii MỤC LỤC Lời cam ñoan…………………………………………………………….i Lơi cảm ơn………………………………………………………………ii Mục lục…………………………………………………………………iii Danh mục bảng……………………………………………………….…v Danh mục hình………………………………………………………….vi LỜI NÓI ðẦU 1 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT SẮN VÀ CƠ GIỚI HÓA TRỒNG SẮN 3 1.1. Tổng quan về quá trính sản xuất sắn: 3 1.1.1 Nguồn gốc và sự phát triển cây sắn: 3 1.1.2 Giá trị dinh dưỡng và giá trị kinh tế của cây sắn: 4 1.1.3 Tình hình sản xuất, tiêu thụ sắn trên thế giới và Việt Nam 4 1.2. Cơ giới hóa trồng sắn trên thế giới và Việt Nam: 6 1.2.1. Cơ giới hóa trồng sắn trên thế giới: 6 1.2.2. Tình hình cơ giới hóa trồng sắn tại Việt Nam: 8 1.3. Kết luận 9 CHƯƠNG II LỰA CHỌN NGUYÊN LÝ CẤU TRÚC MÁY LIÊN HỢP CẮT VÀ TRỒNG HOM SẮN 11 2.1. Cấu trúc của một số máy trồng hom sắn trên thế giới: 11 2.1.1. Máy trồng hom sắn của Malayxia: 11 2.1.2. Máy trồng hom sắn của Brazin: 12 2.2. Lựa chọn cấu trúc liên hợp máy cắt trồng hom sắn: 13 2.2.1. Nguồn ñộng lực: 13 2.2.2. Sơ ñồ tổng thể: 14 2.2.3. Sơ ñồ cấu trúc từng bộ phận: 14 2.3. Kết luận: 31 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… iv CHƯƠNG III TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MỘT SỐ BỘ PHẬN CẮT CỦA LIÊN HỢP MÁY CẮT TRỒNG HOM SẮN 33 3.1 Thiết kế dao cắt: 33 3.1.1. Cơ sở lý thuyết của quá trình cắt thái bằng lưỡi dao: 33 3.1.2. Lựa chọn kết cấu lưỡi dao cắt: 34 3.1.3. Tính toán và chọn các kích thước của dao cắt, ñĩa ñỡ: 37 3.2. Xác ñịnh giá trị lực cắt hom sắn: 41 3.3. Chọn kích thước tai hàn và tính toán bu lông lắp dao và tai hàn: 42 3.3.1. Chọn kích thước tai hàn lắp dao và tai hàn lắp ñĩa ñỡ: 42 3.3.2. Tính toán bulông lắp dao cắt với tai hàn: 43 3.4. Tính và chọn kích thước bảng lắp dao cắt và ñĩa ñỡ: 45 3.5. Thiết kế cơ cấu truyền ñộng cho bảng lắp dao cắt và ñĩa ñỡ: 46 3.5.1. Lựa chọn cơ cấu truyền ñộng: 46 3.5.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc: 47 3.5.3. Tính toán cho cơ cấu biên tay quay: 48 3.5.4 Thiết kế trục lắp tay quay: 49 3.5.5. Thiết kế gối ñỡ trục: 51 3.6. Thiết kế bộ truyền dẫn ñộng từ trục bánh lấp hàng lên trục biên tay quay:52 3.6.1. Tính tốc ñộ các trục, xây dựng sơ ñồ bộ truyền: 52 3.6.2. Thiết kế bộ truyền xích từ trục 1 tới trục 2: 54 3.6.3. Thiết kế bộ truyền xích từ trục 2 tới trục 3: 56 3.7. Chế tạo một số bộ phận cắt của liên hợp máy cắt trồng hom sắn: 59 3.7.1. Quy trình công nghệ chế tạo khung bộ phận cắt hom: 59 3.7.2 . Quy trình công nghệ chế tạo thanh ray: 65 3.8. Kết luận: 69 CHƯƠNG IV KHẢO NGHIỆM BỘ PHẬN CẮT TRONG LIÊN HỢP MÁY CẮT TRỒNG HOM SẮN 70 4.1. Mục ñích khảo nghiệm: 70 4.2. Nội dung khảo nghiệm 70 4.3 Phương pháp khảo nghiệm và gia công số liệu 70 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… v 4.3.1. Phương pháp xác ñịnh ñộ vỡ ñầu hom. 70 4.3.2. Phương pháp xác ñịnh số mầm hom bị dập sau khi cắt 70 4.3.3. Phương pháp xác ñịnh chiều dài hom sau khi cắt. 70 4.4. Trang thiết bị khảo nghiệm. 71 4.5. Kết quả khảo nghiệm: 72 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 76 KẾT LUẬN: 76 ðỀ NGHỊ 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… vi DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Bản ñồ diện tích, sản lượng các nước trồng sắn trên thế giới 3 Hình 2.1. Máy trồng hom sắn của Malayxia 11 Hình 2.2. Máy trồng hom sắn Brazin 12 Hình 2.3. Cấu tạo liên hợp máy cắt trồng hom sắn 14 Hình 2.4: Sơ ñồ bộ phận cắt chuyển ñộng quay 15 Hình 2.5. Sơ ñồ bộ truyền ñộng cho bộ phận cắt chuyển ñộng quay 16 Hình 2.6. Bộ phận cắt theo nguyên lý chuyển ñộng tịnh tiến 17 Hình 2.7. Cấu tạo bộ phận cắt sử dụng cơ cấu cam 18 Hình 2.8. Sơ ñồ bộ truyền cho bộ phận cắt chuyển ñộng tịnh tiến sử dụng cơ cấu cam 19 Hình 2.9. Cấu tạo bộ phận cắt sử dụng cơ cấu biên tay quay 20 Hình 2.10. Sơ ñồ bộ truyền cho bộ phận cắt chuyển ñộng tịnh tiến sử dụng cơ cấu biên tay quay 22 Hình 2.11. Kết cấu của cum bánh lấp hàng 23 Hình 2.12. Cấu tạo cụm bánh lấp hàng 23 Hình 2.14. Cấu tạo cụm bón phân lò xo 25 Hình 2.15. Cấu tạo cụm bánh xe 26 Hình 2.16. Cụm rạch hàng 27 Hình 2.17. Cụm rạch luống 28 Hình 2.18. Thùng ñựng hom 29 Hình 2.20. Cấu tạo cụm khung máy 30 Hình 3.1. Mô hình thiết kế bộ phận cắt 33 Hình 3.2. Tác dụng cắt trượt giảm chiều rộng lát cắt 34 Hình 3.3. Sơ ñồ nguyên lý cắt của dao 34 Hình 3.4. Dao lưỡi thẳng 35 Hình 3.5. Dao lưỡi cong 35 Hình 3.6. Sơ ñồ thiết kế lưỡi dao 36 Hình 3.7. Thông số kích thước lưỡi dao 37 Hình 3.8. Sơ ñồ tính toán hành trình H của dao 38 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… vii Hình 3.9. Tính ñộ chập của dao cắt và ñĩa 39 Hình 3.10. Sơ ñồ tính kích thước của dao và ñĩa ñỡ 39 Hình 3.11. Dao cắt 40 Hình 3.12. ðĩa ñỡ 41 Hình 3.13. Dụng cụ ño lực cắt hom sắn 41 Hình 3.16 Tính toán chọn bulông 43 Hình 3.20. Bản vẽ khung bộ phận cắt 59 Hình 3.21. Sơ ñồ gá kẹp cho nguyên công cắt 60 Hình 3.22. Hàn cụm khung của bộ phận cắt hom (cụm khung 1) 63 Hình 3.23. Hàn cụm khung thứ 2 của bộ phận cắt hom 63 Hình 3.23. Hàn cụm khung bộ phận cắt hom sắn. 63 Hình 3.24. Bản vẽ chi tiết thanh ray 65 Hình 3.25. Sơ ñồ kẹp chặt trong quá trình bào 66 Hình 4.3. Dao cắt 72 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… 1 LỜI NÓI ðẦU Cây sắn là một trong những cây công nghiệp quan trọng ở nước ta. Sắn ñược trồng nhiều ở các vùng ðông Nam Bộ, Tây Nguyên, vùng núi và trung du phía bắc, vùng ven biển Nam Trung Bộ và vùng ven biển Bắc Trung Bộ. Sắn cũng là cây công nghiệp có giá trị xuất khẩu và tiêu thụ trong nước. sắn là nguồn nguyên liệu chính ñể chế biến bột ngọt, bio – ethanol, mì ăn liền, bánh kẹo, siro, nước giải khát, phụ gia dược phẩm, màng phủ sinh học và chất giữ ẩm cho ñất. Toàn quốc hiện có trên 60 nhà máy chế biến tinh bột sắn với tổng công suất khoảng 3,8 triệu tấn củ tươi/ năm và nhiều cơ sở chế biến thủ công rải rác tại hầu hết các tỉnh trồng sắn. Việt nam hiện sản xuất mỗi năm khoảng 800.000 – 1.200.000 tấn tinh bột sắn, trong ñó trên 70% xuất khẩu và gần 30% tiêu thụ trong nước. Sản phẩm sắn xuất khẩu của Việt nam chủ yếu là tinh bột, sắn lát và bột sắn.Thị trường chính là Trung Quốc, ðài Loan, Nhật Bản, Singapo, Hàn Quốc… Năm 2010 nước ta có diện tích trồng sắn là 496.200 ha, năng suất ñạt 17,13 tấn/ha, sản lượng 8,5 triệu tấn. theo ñịnh hướng phát triển chung của ngành thì diện tích trồng sắn nước ta dự kiến ổn ñịnh khoảng từ 400 - 450 nghìn ha. Tuy vậy việc cắt và trồng hom sắn của nước ta vẫn thủ công, cường ñộ lao ñộng nặng nhọc, năng xuất thấp. Dẫn tới không kịp thời vụ, không ñáp ứng ñươc yêu cầu cơ giới hoá nông nghiệp. ðể 60 nhà máy chế biến tinh bột sắn, 3 nhà máy sản xuất bio - Ethanol nên nhu cầu nguyên liệu sắn rất lớn, ñể các nhà máy ñủ nguyên liệu hoạt ñộng thường xuyên chỉ có con ñường sản xuất sắn tập trung và cơ giới hoá ñồng bộ từ làm ñất tới thu hoạch, trong ñó có khâu trồng sắn. Năm 2009, nhóm cán bộ ñề tài KC 07.07/06-10, TS. Hà ðức Thái – Chủ nhiệm ñề tài ñã thiết kế chế tạo 2 máy : Máy cắt và xếp hom sắn giống vào thùng và máy liên hợp trồng hom sắn. ðã mở ra một trang mới cho việc áp dụng máy móc vào phục vụ cơ giới hoá trồng sắn ở Việt nam. ðể giảm bớt thời gian và ñảm bảo tính liên tục của 2 khâu cắt hom và trồng hom. Vấn ñề ñặt ra cần thiết kế liên hợp máy kết hợp cả 2 khâu cắt và trồng khi ñó Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… 2 sẽ giảm ñược số lao ñộng cũng như tần suất lao ñộng của người lao ñộng, giảm chi phí sản xuất và nâng cao hiệu quả kinh tế của máy. Xuất phát từ những lý do trên và yêu cầu của thực tế, ñược sự hướng dẫn của thầy giáo TS. Hà ðức Thái, Trường ðại học Nông nghiệp Hà nội, chúng tôi thực hiện nghiên cứu ñề tài: “Nghiên cứu, tính toán, chế tạo một số bộ phận làm việc chính trong máy liên hợp cắt và trồng hom sắn”. [...]... nông dân trên máy ñơn gi n và nông dân d dàng s d ng chúng, làm vi c tho mái hơn và c i thi n hi u su t làm vi c c a h ⇒ Xu t phát t hi n tr ng tình hình nghiên c u và s hom s n d ng liên h p máy tr ng nư c ta Liên h p máy tr ng hi n có ph i yêu c u là chu n b hom s n trư c ð gi m b t th i gian và ñ m b o tính liên t c c a 2 khâu c t hom và tr ng hom V n ñ ñ t ra c n thi t k liên h p máy k t h p c... ñuôi ð chu n b hom s n có th dùng lao ñ ng th công ho c máy chu n b hom s n Nhưng vi c chu n b hom s n b ng lao ñ ng th công cho k t qu chi u dài hom không ñ u gây khó khăn cho vi c tr ng máy ð ti n t i cơ gi i hóa ñ ng b , gi m nh cư ng ñ lao ñ ng, m t s nư c ñã s d ng máy chu n b hom s n riêng Malaysia ñã dùng máy ñ c t hom Máy có 4 dao ñĩa và c t ñư c 4 hom ñ ng th i V i máy c t hom s n như c a... ñ ng, gi m chi phí s n xu t và nâng cao hi u qu kinh t c a máy Góp ph n nhanh chóng ñưa máy tr ng s n vào s n xu t là bư c kh i ñ u có tính ch t quy t ñ nh cho toàn b quá trình cơ gi i hóa canh tác s n Chúng tôi quy t ñ nh th c hi n nghiên c u ñ tài: Nghiên c u, tính toán, ch t o m t s b ph n làm vi c chính trong máy liên h p c t và tr ng hom s n” Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c... TRÚC MÁY LIÊN H P C T VÀ TR NG HOM S N 2.1 C u trúc c a m t s máy tr ng hom s n trên th gi i: 2.1.1 Máy tr ng hom s n c a Malayxia: Hình 2.1 Máy tr ng hom s n c a Malayxia a C u t o: Lư i r ch lu ng d ng lư i cày ñĩa; Bánh xe ñi u ch nh ñ sâu tr ng hom s n nó có nhi m v d n ñ ng cho ñĩa l p hàng quay ñ y ñ t l p g c hom s n; B ph n phân ph i hom d ng tr ng quay; lư i r ch hàng b Nguyên lý ho t ñ ng: Máy. .. lư ng sét ít 2.2 L a ch n c u trúc liên h p máy c t tr ng hom s n: 2.2.1 Ngu n ñ ng l c: Ngu n ñ ng l c dùng v i liên h p máy c t tr ng hom s n là máy kéo c l n như MTZ50,MTZ80… và v i máy kéo c nh hơn Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ khoa h c k thu t ………………………… 13 2.2.2 Sơ ñ t ng th : Hình 2.3 C u t o liên h p máy c t tr ng hom s n 1 B ph n c t hom s n 6 B ph n bón phân 2 C m bánh... Bánh xe CT3 7 1 Tr c (l p bánh xe) C45 ñ Nhi m v : Khi tách r i v i máy kéo, ñ t liên h p máy c t tr ng hom m t nơi nào ñó thì bánh xe t o nên 1 ñi m t a làm cho liên h p máy có th v ng ch c Khi làm ngoài ñ ng ru ng khô, bánh xe t o nên th n ñ nh cho liên h p máy vì t a lên m t ñ ng ñ ng th i gi cho lư i r ch hàng và lư i r ch t o lu ng làm vi c ñ sâu c n thi t Bánh xe còn có nhi m v truy n chuy n ñ ng... ………………………… 7 + Tr ng hom s n bao g m: r ch hàng, bón lót, ñ t hom, tư i nư c, ph và nén ñ t (ñ i v i vùng tr ng xen canh, máy c n l p b ph n giao h t) Hom s n ñư c tr ng theo 3 cách ph bi n nh t: ñ t n m, ñ t nghiêng, ñ t th ng ñ ng Hom s n ñ t nghiêng ch ng ñư c úng nư c, cho năng su t cao và d thu ho ch sau này Tuy v y n u vùng ñ t khô h n nên ñ t hom s n n m Do v y máy tr ng s n ph i làm ñư c các vi... t o g m nhi u ng ch a hom ñáy h , ñư c g n trên tr ng quay, dư i các ng ch a hom là ñĩa ph ng c ñ nh, có khoét 1 l tròn thông v i ng d n hom Khi làm vi c ngư i lao ñ ng th hom vào các ng ch a hom, tr ng quay làm ng ch a hom d ch chuy n cùng tr ng, t i v trí ñáy ng trùng v i l khoét trên ñĩa c ñ nh, hom rơi xu ng rãnh ñã ñư c ñ t s n, sau ñó các ñĩa l p hàng s nén ñ t gi ch t hom s n Tr ng quay ñư c... nhi u lư t và làm ñ t t i thi u (làm ñ t b o t n) Làm ñ t t i thi u ñang là v n ñ th i s , hi n ñang phát tri n m nh các nư c châu Âu và châu M Theo d ñoán c a các chuyên gia nông nghi p Italia thì trong th i gian không xa s có 43% di n tích ñ t canh tác ñư c áp d ng phương pháp làm ñ t t i thi u * Khâu chu n b hom s n và tr ng hom s n: + Chu n b hom s n gi ng: Bao g m c t hom, x p hom theo th t ñ... ng i 8 C m bánh xe 4 C m r ch hàng 9 C m khung máy 5 Thùng ñ ng hom 2.2.3 Sơ ñ c u trúc t ng b ph n: 2.2.3.1 L a ch n k t c u, nguyên lý b phân c t hom s n: Yêu c u k thu t c a b ph n c t trong liên h p máy c t tr ng hom s n: - C t g n thân cây s n và không làm d p lát thân cây nơi có nhát c t - Chi u cao c t có th ñi u ch nh trong kho ng 18 ñ n 22 cm - Hom s n sau khi c t không ñư c d p thân cây và . nghiệp Hà nội, chúng tôi thực hiện nghiên cứu ñề tài: Nghiên cứu, tính toán, chế tạo một số bộ phận làm việc chính trong máy liên hợp cắt và trồng hom sắn . . NGUYÊN LÝ CẤU TRÚC MÁY LIÊN HỢP CẮT VÀ TRỒNG HOM SẮN 11 2.1. Cấu trúc của một số máy trồng hom sắn trên thế giới: 11 2.1.1. Máy trồng hom sắn của Malayxia: 11 2.1.2. Máy trồng hom sắn của Brazin:. nước trồng sắn trên thế giới 3 Hình 2.1. Máy trồng hom sắn của Malayxia 11 Hình 2.2. Máy trồng hom sắn Brazin 12 Hình 2.3. Cấu tạo liên hợp máy cắt trồng hom sắn 14 Hình 2.4: Sơ ñồ bộ phận cắt