Nghiên cứu xác định một số thông số chính của bộ phận băm thái rơm trong máy đập lúa và băm rơm tĩnh tại

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI        NGUYỄN TUẤN DŨNG NGHIÊN CỨU XÁC ðỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ CHÍNH CỦA BỘ PHẬN BĂM THÁI RƠM TRONG MÁY ðẬP LÚA VÀ BĂM RƠM TĨNH TẠI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành : Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hóa nông lâm nghiệp Mã số : 60.52.54 Người hướng dẫn khoa học: TS. LÊ MINH LƯ HÀ NỘI - 2012 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan rằng những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam ñoan rằng mọi thông tin giúp cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả luận văn Nguyễn Tuấn Dũng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình học tập và nghiên cứu tại lớp Cao học Khóa 19 chuyên ngành Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hóa Nông – Lâm nghiệp, Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội. Tôi nhận ñược sự giúp ñỡ, giảng dạy nhiệt tình của các thầy giáo, cô giáo trong trường. Nhân dịp này tôi xin ñược bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới các thầy, các cô. Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn tới gia ñình và biết ơn sâu sắc ñối với TS Lê Minh Lư – người thầy trực tiếp hướng dẫn và giúp ñỡ tôi trong thời gian thực hiện luận văn, cùng các thầy: PGS.TS. Lương Văn Vượt; TS. Nguyễn Xuân Thiết; ThS. ðặng ðình Trình ñã tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành ñề tài nghiên cứu này. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể giáo viên Bộ môn Cơ học kỹ thuật, Khoa cơ ñiện, Viện ñào tạo sau ðại học Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã giúp ñỡ và tạo ñiều kiện cho tôi trong quá trình học tập và hoàn thành ñề tài này. Trong quá trình thực hiện ñề tài, bản thân tôi có nhiều cố gắng, song không thể tránh khỏi thiếu sót. Tôi rất mong tiếp tục nhận ñược các ý kiến ñóng góp của các thầy giáo, cô giáo và của các ñồng nghiệp ñể ñề tài nghiên cứu của tôi ñược hoàn thiện hơn. Tác giả Nguyễn Tuấn Dũng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… iii MỤC LỤC Lời cam ñoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt v Danh mục bảng vi Danh mục hình vii MỞ ðẦU 1 NỘI DUNG CỦA LUẬN VĂN BAO GỒM 2 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 3 1.1 Tổng quan về tình hình khai thác và xử lý rơm, rạ ở Việt Nam và thế giới 3 1.1.1 Tình hình khai thác và xử lý rơm, rạ trên thế giới 3 1.1.2 Tình hình sản xuất, thu hoạch và xử lý rơm trong nước 8 1.1.3 Một số máy băm thái trong sản xuất nông nghiệp 14 1.2 Tính cấp thiết của ñề tài 16 CHƯƠNG 2. ðỐI TƯỢNG VÀ | PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 2.1 ðối tượng nghiên cứu. 18 2.1.1 ðặc ñiểm cơ lý tính của rơm, rạ sau khi qua máy ñập lúa. 18 2.1.2 Cơ sở lý thuyết của quá trình cắt thái. 19 2.1.3 Yêu cầu kỹ thuật của bộ phận băm thái rơm, rạ (bộ phận cắt rơm) 23 2.1.4 Lựa chọn nguyên lý cho bộ phận băm thái 23 2.2 Phương pháp nghiên cứu 28 2.2.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 28 2.2.2 Phương pháp xác ñịnh các số liệu thực nghiệm 29 CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ CHÊ TẠO MÔ HÌNH BỘ PHẬN BĂM THÁI RƠM, RẠ 31 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… iv 3.1 Xác ñịnh các thông số chính của bộ phận băm thái. 31 3.1.1 Nguyên lý hoạt ñộng của bộ phận băm thái rơm, rạ (Bộ phận cắt rơm): 31 3.1.2 Xác ñịnh các thông số cấu tạo của bộ phận cắt rơm 34 3.2 Thiết kế, chế tạo mô hình bộ phận băm thái rơm 42 3.2.1 Chọn ñộng cơ và thiết kế bộ truyền ñộng 42 3.2.2 Thiết kế chế tạo bộ phận trống cánh gạt và dao cắt cố ñịnh. 45 3.2.3 Thiết kế khung 52 3.2.4 Thiết kế hệ thống băng tải cấp liệu 53 CHƯƠNG 4. KHẢO NGHIỆM BỘ PHẬN BĂM THÁI RƠM, RẠ 55 4.1 Xác ñịnh vận tốc cắt tối ưu 57 4.2 Thí nghiệm xác ñịnh lượng cung cấp 60 4.3 Thí nghiệm sự ảnh hưởng của góc nghiêng cánh gạt ñến bộ phận cắt 63 4.4 Sự ảnh hưởng của khe hở δ giữa dao và cánh gạt ñến khả năng cắt 65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 Phụ lục : 71 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TT Ký hiệu Tên gọi ðơn vị 1 B tcg Bề rộng trống cánh gạt mm 2 B bt Bề rộng băng tải mm 3 D tcg ðường kính trống cánh gạt mm 4 L cg Chiều cao cánh gạt mm 5 m Khối lượng rơm thí nghiệm kg 6 q Lượng cung cấp Kg/s 7 Q Năng suất bộ phận cắt Kg/h 8 x Khả năng cắt % 9 W Chi phí năng lượng riêng W/kg 10 α Góc nghiêng cánh gạt ðộ 11 ϕ Góc quay cánh gạt rad 12 ϖ Vận tốc góc trống cánh gạt Rad/s Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… vi DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang 4-1 Bảng quy ñổi từ tần số ra vận tốc cắt. 58 4-2 Kết quả thí nghiệm với bộ phận cắt làm việc với vận tốc khác nhau. 58 4-3 Xác ñịnh các hệ số trong hệ (I) 60 4-4 Kết quả thí nghiệm với mật ñộ rơm khác nhau. 61 4-5 Xác ñịnh các hệ số trong hệ (III) 62 4-6 Sự ảnh hưởng của góc nghiêng cánh gạt α tới khả năng cắt rơm 63 4-7 Sự ảnh hưởng của khe hở giữa dao và cánh gạt ñến khả năng cắt 66 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… vii DANH MỤC HÌNH STT Tên bảng Trang 1-1 Nguyên lý hoạt ñộng máy băm rơm dạng trống 3 1-2 Nguyên lý của máy băm rơm dạng ñĩa 4 1-3 Máy thu gom và băm rơm 5 1-4 Máy vùi rơm ñã ñược băm kết hợp khi làm ñất 6 1-5 Máy băm rơm và tung rơm làm thức ăn cho gia súc 7 1.5 Tình trạng ñốt rơm, rạ trên ñồng ruộng ở ðBSCL và ðBSH 9 1-7 Máy cắt rơm theo nguyên lý dao cắt quay, tấm kê cố ñịnh 14 1-8 Máy băm thái rơm rạ theo nguyên lý dao cắt dạng cầu quay và tấm kê cố ñịnh 15 1-9 Máy thái rau cỏ rơm PCC-6 16 2-1 Sự ảnh hưởng của cung lưỡi dao lên vật thái 19 2-2 Góc kẹp χ và ñiều kiện kẹp ' 2 ' 1 ϕϕχ +≤ 21 2-3 Sơ ñồ cấu tạo các bộ phận máy thái rau cỏ rơm 24 2-4 Sơ ñồ các bộ phận chính của máy cắt thái 26 2-5 Mô hình bộ phận ñập- cắt rơm liên hợp máy ñập lúa tĩnh tại 27 3-1 Mô hình bộ phận băm thái rơm, rạ 31 3-2 Sơ ñồ cánh gạt vơ mô hình khối rơm ñưa vào buồng cắt. 33 3-3 Phương của cọng rơm so với lưỡi dao 34 3-4 ðồ thị xác ñịnh q, f’ theo ñộ trượt τ 35 3-5 Sơ ñồ miền giới hạn tác dụng của lưỡi dao 36 3-6 Sơ ñồ dao thái lưỡi cong theo vòng tròn lệch tâm. 37 3-7 Cơ cấu bộ truyền ñai 45 3-8 Thông số cấu tạo cần xác ñịnh của bộ phận trống cánh gạt 46 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… viii 3-9 Chi tiết cánh gạt. 46 3-10 Biểu ñồ mô men tính trục 47 3-11 Bộ phận trống cánh gạt của bộ phận băm thái rơm, rạ. 48 3-12 Mô hình toán xác ñịnh biên dạng lưỡi dao cắt cố ñịnh 49 3-13 Hình vẽ và mẫu chế tạo dao cắt cố ñịnh 52 3-14 Khung bộ phận cắt. 53 3-15 Băng tải cấp liệu 54 3-16 Mẫu thí nghiệm bộ phận băm thái rơm, rạ 54 4-1 Cân lượng rơm cần thiết thí nghiệm ñể dải ñều lên băng tải 55 4-2 Xếp ñều lượng rơm lên băng tải 56 4-3 Nhặt cọng rơm sau khi qua bộ phận cắt có chiều dài ≤ 10mm 56 4-4 Cân lượng rơm cắt ñạt sau khi nhặt thủ công 57 4-5 Quan hệ thực nghiệm giữa vận tốc cắt v và khả năng cắt x 59 4-6 ðồ thị thực nghiệm ñánh giá khả năng cắt x theo lượng cung cấp m 61 4-7 Sự ảnh hưởng của góc nghiêng cánh gạt ñến ñiều kiện kẹp 63 4-8 Hiện tượng hắt rơm lại khi cánh gạt có góc α = 0 0 64 4-9 Khe hở giữa dao cắt cố ñịnh và cánh gạt 65 4-10 Thí nghiệm tổng thể bộ phận cắt 67 4-11 Khối rơm trước và sau khi qua bộ phận cắt. 67 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… 1 MỞ ðẦU ðất nước ta ñang trong thời kỳ phát triển mạnh mẽ do mở cửa và hội nhập, song môi trường hiện ñang bị ô nhiễm nặng nề. ðó là những vấn ñề có tính thời sự. Yêu cầu phát triển cân bằng môi trường ñang ñược ñặt ra hơn bao giờ hết. Nước ta vốn là một nước nông nghiệp trong ñó ngành trồng lúa là một ngành chủ yếu. Theo [10] diện tích trồng lúa của cả nước 3 vụ năm 2011 là 7,7 triệu hecta với năng suất bình quân 5,5 tấn lúa/ha. Với tỷ lệ rơm tương ứng với 1 tấn lúa cho ta 1,2 tấn rơm [10], như vậy mỗi năm cả nước sẽ tạo ra khối lượng rơm khoảng 5.082.000 tấn. Phụ phẩm rơm, rạ làm chất ñốt truyền thống ñến nay hầu như ít ñược sử dụng. Các loại phụ phẩm này ñược thải trực tiếp ra ñồng ruộng và ñể giải phóng ruộng ñất cho canh tác, các loại phụ phẩm này ñược ñốt gây ô nhiễm môi trường, cản trở giao thông nhất là vùng ven ñô thị. Ngành chăn nuôi hiện nay cũng rất phát triển xuất hiện các nông trại chăn nuôi ñại gia súc (trâu, bò…) ngày càng nhiều yêu cầu thức ăn vào mùa ñông là một vấn ñề ñược ñặt ra. Hiện nay với tình trạng ñốt rơm gây ô nhiễm môi trường và lãng phí nguồn nguyên liệu phong phú, ñồng thời với nhu cầu cắt nhỏ rơm làm phân vi sinh, làm nấm và giảm thể tích cho quá trình tích trữ rơm hay quá trình ép. ðể giảm căng thẳng trong việc xử lý rơm rạ thì rơm rạ cần ñược cắt nhỏ… Xuất phát từ những yêu cầu cấp thiết trên chúng tôi thực hiện ñề tài: “Nghiên cứu xác ñịnh một số thông số chính của bộ phận băm thái rơm trong máy ñập lúa và băm rơm tĩnh tại” do TS. Lê Minh Lư hướng dẫn. [...]... (ủ m) v C trong ủ t Vi c vựi ph ph m rm r cú u ủi m lm cho ủ t s n sng cú nhi u N hn t v t ch t h u c trong ủ t L ng N thờm vo s ủ c gi l i trong ủ t v v t ch t h u c trong ủ t tr thnh ngu n quan tr ng c a N s n cú cho v lỳa ti p theo Vỡ th , vựi rm r vo ủ t cú th tr thnh l i ớch b n v ng lõu di v ngu n cung c p Nit Sau quỏ trỡnh bm rm v tung ngay t i ru ng ng i ta ti n hnh vựi rm k t h p trong quỏ... u trong ủ t (vi sinh v t l y u t vụ cựng quan tr ng trong vi c chuy n hoỏ phõn bún thnh th c n cho cõy tr ng), gi m t i thi u cỏc lo i vi khu n cú h i, cỏc lo i m m m ng sõu v n m b nh gõy h i cho cõy õy cng l gi i phỏp quan tr ng t o nờn m t n n nụng nghi p s ch, an ton v b n v ng sang tr ng thỏi b k t trong quỏ trỡnh c t B o qu n ch bi n rm cho trõu bũ - Cú th rm l m t thnh ph n khụng th thi u trong. .. n c t thỏi cú tr t cũn ph thu c vo v trớ tõm quay c a l i dao - i u ki n k p trong quỏ trỡnh c t thỏi C T M F S' R' Vật thái N' O A ao id ỡ 2 L 2 N R S lỡi tấm kê thái F' M' T' B Hỡnh 2-2 Gúc k p v ủi u ki n k p 1' + 2' Gúc k p v ủi u ki n k p v t thỏi gi a c ch s c l i dao v c nh s c t m kờ õy l m t y u t nh h ng trong tr ng h p c t thỏi ki u kộo c t, cú m t c nh s c n a ( ủõy l c nh s c t... ủ ti Trong s n su t nụng nghi p, ph ph m sau khi thu ho ch bao g m r t nhi u lo i nh: rm r , thõn cõy ngụ, l c ,ủ v i kh i l ng r t l n Vi c ỏp d ng rm, r cho m c ủớch lm gi y, s n su t ethanol cha ủ c ỏp d ng n c ta L ng ph ph m ny th ng xuyờn ủ c x lý b ng cỏch phi khụ lm th c n d tr trong chn nuụi, lm n m rm, lm ch t ủ t Tr ng i h c Nụng nghi p H N i Lu n vn th c s khoa h c k thu t 16 trong. .. ph n bm thỏi rm trong mỏy ủ p lỳa v bm rm tnh t i ta th y u ủi m n i b t sau: - L i d ng nng l ng tung rm c a b ph n ủ p ủ ủa vo b ph n c t, ủi u ny lm gi m chi phớ nhõn cụng trong quỏ trỡnh c t rm, ủ ng th i l ng rm ủa vo b ph n bm thỏi ủ c thu n l i hn - C t rm ti ngay sau khi lỳa ủ c ủ p tỏch h t, khi ủú rm cú ủ m cao v ủ dai c a c ng rm lỳc ny cha l n do ủú lm gi m chi phớ nng l ng trong quỏ trỡnh... ng v i t l phự h p em h n h p nguyờn li u ny ủi ủ ng 2 ữ 3 ngy, trong quỏ trỡnh Tr ng i h c Nụng nghi p H N i Lu n vn th c s khoa h c k thu t 13 ph i th ng xuyờn t i m B nguyờn li u ra, ủúng vo cỏc khay hay tỳi nilon, khi ủúng c n nộn ch t cỏc khay, tỳi nguyờn li u ủ c ủ t thnh t ng dóy trong nh kho v c y n m vo 1.1 3 M t s mỏy bm thỏi trong s n xu t nụng nghi p - Mỏy C t rm lm n m Nm 2010 Cụng ty... hỡnh khai thỏc v x lý rm, r Vi t Nam v Th gi i 1.1.1 Tỡnh hỡnh khai thỏc v x lý rm, r trờn th gi i - M t s n c trờn th gi i s d ng rm, r r t tri t ủ , cú cụng ngh cao ủ ch bi n rm dựng trong s n xu t ethanol, gi y, vỏn ộp trong xõy d ng * n : Nh n c khuy n cỏo nụng dõn khụng nờn ủ t rm r vỡ m c ủớch ch ng ụ nhi m mụi tr ng H khuy n cỏo nụng dõn vựi rm r vo ủ t ủ tng c ng dinh d ng cho ủ t, ho c dựng... húa h c Canada, ng i ủó lm ch m t cụng ngh ủ bi n rm r c a nụng dõn thnh Gi y giỳp cho nụng dõn vựng California ễng ta cú 10 nm kinh nghi m trong vi c bi n ph ph m nụng nghi p nh r lỳa mỡ tr thnh Gi y ch t l ng cao 1.1.2.Tỡnh hỡnh s n xu t, thu ho ch v x lý rm trong n c - Hi n nay, m i nm Vi t Nam s n xu t ra hng ch c tri u t n lỳa, t ủú cho ra m t s l ng rm kh ng l nhng tr c ủõy rm v n b coi l ph... ho ch thnh phõn bún cho cõy tr ng Cỏc lo i cõy tr ng núi chung, cõy lỳa núi riờng sau khi thu ho ch ủó l y ủi c a ủ t ngu n dinh d ng r t l n M t ph n dinh d ng ủú n m trong s n ph m thu ho ch ph c v con ng i, ph n khụng nh cũn l i trong ph th i nụng nghi p Hi n nay nh ng ph th i nụng nghi p ny th ng ủ c nụng dõn ủ t (do chn nuụi ki u chu ng chỡm khụng cũn, thay vo ủú l hỡnh th c chn nuụi bỏn cụng... ph n rm, r v ph n b ph n c t rm, r Trong t ng ủ i t ng ủ nghiờn c u ta cú th th c hi n cỏc n i dung nghiờn c u sau: i v i rm r ta ủi nghiờn c u ủ c ủi m c lý tớnh c a rm, r sau khi qua mỏy ủ p lỳa i v i b ph n bm thỏi rm, r , ta ủi nghiờn c u c s lý thuy t c a quỏ trỡnh bm thỏi, t ủú ta l a ch n nguyờn lý phự h p v ủ ng th i d ng mụ hỡnh v xỏc ủ nh cỏc thụng s trong quỏ trỡnh bm thỏi sao cho phự . của bộ phận băm thái rơm, rạ (Bộ phận cắt rơm) : 31 3.1.2 Xác ñịnh các thông số cấu tạo của bộ phận cắt rơm 34 3.2 Thiết kế, chế tạo mô hình bộ phận băm thái rơm 42 3.2.1 Chọn ñộng cơ và. cấp thiết trên chúng tôi thực hiện ñề tài: Nghiên cứu xác ñịnh một số thông số chính của bộ phận băm thái rơm trong máy ñập lúa và băm rơm tĩnh tại do TS. Lê Minh Lư hướng dẫn. Trường. các bộ phận chính của máy cắt thái 26 2-5 Mô hình bộ phận ñập- cắt rơm liên hợp máy ñập lúa tĩnh tại 27 3-1 Mô hình bộ phận băm thái rơm, rạ 31 3-2 Sơ ñồ cánh gạt vơ mô hình khối rơm ñưa vào