Nghiên cứu thiết kế một số bộ phận làm việc của máy thu hoạch cà rốt liên hợp với máy kéo MTZ 50

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI    LƯU ðÌNH THI NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MỘT SỐ BỘ PHẬN LÀM VIỆC CỦA MÁY THU HOẠCH CÀ RỐT LIÊN HỢP VỚI MÁY KÉO MTZ-50 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI – 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI    LƯU ðÌNH THI NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MỘT SỐ BỘ PHẬN LÀM VIỆC CỦA MÁY THU HOẠCH CÀ RỐT LIÊN HỢP VỚI MÁY KÉO MTZ-50 CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ Mà SỐ: 60520103 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. LÊ MINH LƯ HÀ NỘI - 2014 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam ñoan mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc. Thanh Hóa, ngày 10 tháng 06 năm 2014 Tác giả luận văn Lưu ðình Thi Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình học tập và thực hiện ñề tài, tôi ñã nhận ñược sự giúp ñỡ, giảng dạy nhiệt tình của các thầy giáo, cô giáo trong trường. Chính những hỗ trợ này ñã giúp tôi nâng cao hiểu biết, tiếp thu thêm những kiến thức bổ ích về nghề nghiệp và tạo ñiều kiện thuận lợi trong việc hoàn thành luận văn của mình. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới TS. Lê Minh Lư ñã tận tình giúp ñỡ với tinh thần trách nhiệm cao và ñóng góp nhiều ý kiến quý báu giúp tôi hoàn thành luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể giáo viên Bộ môn Cơ học kỹ thuật, Khoa Cơ – ðiện, Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã ñóng góp ý kiến giúp ñỡ tôi trong quá trình nghiên cứu, thực hiện luận văn. Tôi xin cảm ơn gia ñình, bạn bè, ñồng nghiệp ñã luôn bên cạnh ñộng viên, giúp ñỡ, tạo ñiều kiện thuận lợi ñể tôi hoàn thành luận văn. Trong quá trình thực hiện ñề tài bản thân ñã có nhiều cố gắng, song không thể tránh khỏi thiếu sót. Rất mong nhận ñược sự ñóng góp ý kiến của các thầy giáo, cô giáo và các ñồng nghiệp ñể ñề tài nghiên cứu của tôi ñược hoàn thiện hơn. Thanh Hóa, ngày 10 tháng 06 năm 2014 Tác giả Lưu ðình Thi Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật iii MỤC LỤC LỜI CAM ðOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vi DANG MỤC BẢNG vii DANH MỤC HÌNH viii MỞ ðẦU 1 Chương 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 3 1.1. TỔNG QUAN VỀ CANH TÁC CÂY CÀ RỐT TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 3 1.1.1. Nguồn gốc, sự phát triển và tầm quan trọng của cây cà rốt 3 1.1.2. Tình hình canh tác cây cà rốt trên thế giới và ở Việt Nam 5 1.1.3. Quy trình canh tác cây cà rốt 10 1.1.4. Tình hình cơ giới hóa thu hoạch cà rốt trên thế giới và ở Việt Nam 14 1.2. NGHIÊN CỨU CÁC LOẠI MÁY THU HOẠCH CÂY CÓ CỦ 18 1.2.1. Máy thu hoạch củ ña năng 18 1.2.2. Máy thu hoạch lạc 19 1.2.3. Máy thu hoạch sắn 21 1.3. NGHIÊN CỨU, LỰA CHỌN NGUYÊN LÝ VÀ THIẾT KẾ TỔNG THỂ LIÊN HỢP MÁY THU HOẠCH CÀ RỐT 22 1.3.1. Nghiên cứu lựa chọn nguyên lý làm việc của máy 22 1.3.2. Nguyên lý cấu tạo, quá trình làm việc của máy thu hoạch cà rốt 25 1.3.3. Yêu cầu kỹ thuật 27 Chương 2. ðỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 2.1. ðối tượng 28 2.2. Phương pháp nghiên cứu 28 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật iv 2.2.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 28 2.2.2. Phương pháp ñiền dã 28 2.2.3. Phương pháp xử lí số liệu ño ñạc 28 2.2.4. Phương pháp thiết kế máy nông nghiệp 29 Chương 3. NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MỘT SỐ BỘ PHẬN LÀM VIỆC TRONG LIÊN HỢP MÁY THU HOẠCH CÀ RỐT 30 3.1. KHẢO SÁT CÁC THÔNG SỐ HÌNH HỌC, CƠ LÝ TÍNH CỦA CÁC ðỐI TƯỢNG 30 3.1.1. Khảo sát khoảng cách cây, luống và hàng trồng cà rốt 30 3.1.2. Khảo sát cơ lý tính của ñất 31 3.1.3. Khảo sát ñặc ñiểm, cơ lý tính của cây cà rốt 31 3.2. MÔ HÌNH VÀ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ PHẬN ðÀO 31 3.2.1. Nhiệm vụ, yêu cầu kỹ thuật 31 3.2.2. Lựa chọn nguyên lý và kết cấu cho bộ phận ñào 32 3.2.3. Nghiên cứu thiết kế lưỡi ñào 33 3.2.4. Xác ñịnh lực tác dụng lên tấm kê, kiểm tra bền, xác ñịnh các thông số tấm kê 39 3.2.5. Kiểm tra bền cho mối hàn 41 3.2.6. Tính kích thước trụ ñào 43 3.3. MÔ HÌNH VÀ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ PHẬN KẸP NHỔ 46 3.3.1. Xác ñịnh một số thông số cơ bản ảnh hưởng ñến quá trình làm việc của giàn kẹp 46 3.3.2. Lựa chọn nguyên lý kẹp nhổ 52 3.3.3. Sơ ñồ nguyên lý cấu tạo của giàn kẹp 54 3.3.4. Tính toán một số thông số cho giàn kẹp 55 3.3.5. Tính toán hệ dẫn ñộng cho giàn kẹp 58 3.3.6. Tính toán thiết kế một số chi tiết cụm chủ ñộng 63 3.3.7. Tính toán thiết kế một số chi tiết cụm dẫn 70 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật v 3.3.8. Nghiên cứu thiết kế cụm ñè ñai 72 3.3.9. Nghiên cứu thiết kế cụm căng ñai 72 3.4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ PHẬN CẮT 73 3.4.1. Nhiệm vụ, yêu cầu kỹ thuật 73 3.4.2. Phân tích lựa chọn nguyên lý làm việc cho bộ phận cắt 73 3.4.3. Nguyên lý làm việc và nguyên lý cấu tạo của bộ phận cắt 76 3.4.4. Xác ñịnh các thông số ñộng học cơ bản của bộ phận cắt kiểu dao ñĩa 78 3.4.5. Thiết kế một số chi tiết chính của bộ phận cắt 80 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT b t : Bề dầy trụ ñào CT: Công thức FAO: Food and Agriculture Organization G: Lực kẹp nhổ cây khi ñã làm vỡ sơ bộ ñất G nh : Lực kẹp nhổ cây khi chưa làm vỡ sơ bộ ñất h t: Bề rộng trụ ñào k: Lực cản riêng Nxb: Nhà xuất bản N ct : Công suất cần thiết p: ðộ chặt của ñất TS: Tiến sĩ TT: Thứ tự R: Lực cản của ñất tác dụng lên lưỡi ñào V: Vận tốc tổng hợp V d : Vận tốc của ñai kẹp V n : Vận tốc nhổ cây V m : Vận tốc tiến của máy φ: Góc ma sát α: Góc nghiêng của lưỡi ñào so với phương ngang β: Góc nghiêng của bộ phận kẹp nhổ so với phương ngang. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Diện tích, sản lượng và năng suất cà rốt của một số nước Châu Âu 6 Bảng 1.2. Sản lượng cà rốt của một số nước trên thế giới giai ñoạn 1997 – 2007 7 Bảng 1.3. Diện tích cà rốt của các huyện, thị xã, thành phố trên ñịa bàn tỉnh Bắc Ninh giai ñoạn 2005-2010. 9 Bảng 1.4. Lượng phân bón cho 1 ha cà rốt 12 Bảng 3.1. Phân loại ñất khô theo lực cản riêng khi cày 39 Bảng 3.2 Các hệ số α; β; γ chọn theo tỉ số h/b 46 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật viii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Hình ảnh cây và ruộng cà rốt 3 Hình 1.2 Biểu ñồ sản lượng cà rốt trung bình trong các năm từ 2003-2005 5 Hình 1.3 Bản ñồ diện tích canh tác cây cà rốt trên thế giới 8 Hình 1.4 Quy trình canh tác cây cà rốt 10 Hình 1.5 Thiết bị gieo hạt cà rốt tự chế 12 Hình 1.6 Một số mẫu máy thu hoạch cà rốt của nước ngoài 14 Hình 1.7 Thu hoạch cà rốt thủ công 16 Hình 1.8 Máy thu hoạch củ do công ty Việt Hưng và REMECO chế tạo 19 Hình 1.9 Máy thu hoạch khoai tây KCT- 1,4 19 Hình 1.10 Máy thu hoạch lạc 20 Hình 1.11 Liên hợp máy thu hoạch sắn 22 Hình 1.12 Máy thu hoạch cà rốt theo nguyên lý ñào và phân ly bởi sàng lắc 23 Hình 1.13 Máy thu hoạch cà rốt theo nguyên lý ñào phân ly nhờ băng tải 24 Hình 1.14 Máy thu hoạch cà rốt bằng phương pháp kẹp nhổ 25 Hình 1.15 Liên hợp máy thu hoạch cà rốt theo hàng 25 Hình 3.1 Khảo sát xác ñịnh các thông số cơ bản 30 Hình 3.2 Cấu tạo bộ phận ñào 32 Hình 3.3 Lưỡi ñào phẳng 33 Hình 3.4 Cấu tạo lưỡi ñào phân ñoạn 34 Hình 3.5 Cấu tạo lưỡi ñào lòng máng 35 Hình 3.6 Các lực tác dụng lên lưỡi ñào 37 Hình 3.7 Cấu tạo lưỡi ñào 38 Hình 3.8 Lực tác dụng lên lưỡi ñào 39 Hình 3.9 Sơ ñồ lực tác dụng lên tấm kê 40 Hình 3.10 Lực, mô men tác dụng lên mối hàn 41 Hình 3.11 Sơ ñồ các lực tác dụng lên trụ ñào 44 Hình 3.12 Biểu ñồ mô men tác dụng lên trụ ñào 45 Hình 3.13 Sơ ñồ nguyên lý làm việc của bộ phận kẹp nhổ 46 [...]... s m u máy thu ho ch cà r t a) b) d) c) e) Hình 1.6 M t s m u máy thu ho ch cà r t c a nư c ngoài a) máy thu ho ch cà r t 1 hàng; b) máy thu ho ch cà r t 2 hàng; c) máy thu ho ch cà r t 3 hàng; d) máy thu ho ch cà r t 4 hàng; e) máy thu ho ch cà r t 6 hàng 14 Ngu n ñ ng l c ñư c trang b t i hàng trăm mã l c, ñi u ki n ñ ng ru ng t p trung nên các lo i máy nông nghi p nói trên có năng su t cao Máy có... 1.11 Liên h p máy thu ho ch s n 1.3 NGHIÊN C U, L A CH N NGUYÊN LÝ VÀ THI T K T NG TH LIÊN H P MÁY THU HO CH CÀ R T 1.3.1 Nghiên c u l a ch n nguyên lý làm vi c c a máy Qua tìm hi u m t s m u máy thu ho ch cà r t ñang ñư c s d ng r ng rãi, ta th y các máy làm vi c d a trên m t s nguyên lý như sau 1.3.1.1 Máy thu ho ch cà r t theo nguyên lý ñào, phân ly b i sàng l c Máy g m có hai b ph n làm vi c chính... lý Tôi l a ch n phương án thu ho ch theo hàng; làm vi c theo nguyên lý ñào và k p nh ñ thi t k cho liên h p máy thu ho ch cà r t 1.3.2 Nguyên lý c u t o, quá trình làm vi c c a máy thu ho ch cà r t 1.3.2.1 Nguyên lý c u t o Sơ b thi t k liên h p máy thu ho ch cà r t theo hàng có c u t o cơ b n g m nh ng b ph n sau: Hình 1.15 Liên h p máy thu ho ch cà r t theo hàng 1- máy kéo; 2- b ph n ñào; 3- b ph... cao… ð thu ho ch theo phương pháp này thì c n thêm công ño n c t thân cây cà r t trư c khi máy làm vi c Hình 1.13 Máy thu ho ch cà r t theo nguyên lý ñào phân ly nh băng t i 1.3.1.3 Máy thu ho ch cà r t theo nguyên lý k p nh Máy thu ho ch cà r t t i các nư c có vùng chuyên canh cà r t l n ñư c s n xu t theo nguyên lý k p nh Máy có th t hành ho c liên k t v i máy kéo Theo nguyên lý này, b ph n làm vi... c năng tương ñương Máy giúp gi m trên 90% công lao ñ ng và 30 - 40% chi phí so v i thu ho ch b ng phương pháp th công hi n nay a) b) Hình 1.10 Máy thu ho ch l c 20 1.2.3 Máy thu ho ch s n M u máy ñào s n ðS-1 do cán b B môn Cơ h c k thu t, khoa Cơ ñi n, Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i ch t o [8] Máy ñào s n ðS-1 là máy ñào m t hàng, ñư c liên h p v i máy kéo MTZ5 0 khi làm vi c Máy có c u t o ñơn... khâu thu ho ch cây cà r t Xu t phát t nh ng nhu c u c p thi t trên tôi th c hi n ñ tài: Nghiên c u thi t k m t s b ph n làm vi c c a máy thu ho ch cà r t liên h p v i máy kéo MTZ- 50 M c tiêu c a ñ tài Làm cơ s ñ t o ra m u máy dùng cơ gi i hóa canh tác cây cà r t phù h p v i ñi u ki n s n xu t Vi t Nam và ñáp ng ñư c nhu c u s n xu t công nghi p hi n nay t i các vùng chuyên canh cây cà r t N i dung nghiên. .. trên m t ñ ng Máy liên k t v i ngu n ñ ng l c như máy kéo Kubota, Yanmar 25 Hp, máy kéo MTZ 50 M t s m u máy gi i thi u như hình 1.8, hình 1.9 18 Hình 1.8 Máy thu ho ch c do công ty Vi t Hưng và REMECO ch t o Hình 1.9 Máy thu ho ch khoai tây KCT- 1,4 1-bánh xe t a ñ ng; 2-lư i ñào; 3-băng giũ th nh t; 4-khung máy; 5-bánh lăn; 6- băng giũ nâng; 7-băng giũ ph ; 8-tr c các ñăng 1.2.2 Máy thu ho ch l c... kỳ 240000 232000 239000 2 3500 0 230000 2 3500 0 4 0500 0 439000 390300 402405 4 0500 0 Mexico 306753 319926 363368 376847 355903 370652 338865 38 5502 370768 381804 3 8500 0 Indonesia 227322 332846 286536 326693 300648 282248 355802 423722 440001 391371 360000 nð 340000 340000 340000 3500 00 3500 00 3500 00 3500 00 3500 00 3500 00 3500 00 3500 00 Belarus 205700 222200 200200 1 8500 0 171000 200000 346327 296301 280897... t hàng ho c nhi u hàng Theo phương pháp thu ho ch này, năng su t máy cao, kh năng làm s ch c t t và m c ñ cơ gi i cao Tuy nhiên ñ máy làm vi c t t ñòi h i quá trình canh tác ph i có m c ñ ñ ng b cơ gi i hóa cao t khâu làm ñ t, gieo h t ñ n khâu thu ho ch, kho ng cách hàng ñ l n ñ máy làm vi c ñư c 24 Hình 1.14 Máy thu ho ch cà r t b ng phương pháp k p nh Qua nghiên c u, xét ñ n ưu ñi m, như c ñi m... i hóa ñ ng b t i nh ng vùng s n xu t cà r t nguyên li u t p trung V m t nghiên c u thi t b cho ñ n nay nư c ta chưa có ñơn v nào nghiên c u máy thu ho ch cà r t Vì th ñây là hư ng phát tri n cho các nhà khoa h c cũng như các doanh nghi p, ñơn v s n xu t 1.2 NGHIÊN C U CÁC LO I MÁY THU HO CH CÂY CÓ C 1.2.1 Máy thu ho ch c ña năng Trên th gi i các ch ng lo i v máy thu ho ch c r t ña d ng, phong phú kích . nguyên lý làm việc của các bộ phận: bộ phận ñào, bộ phận kẹp nhổ, bộ phận cắt. - Tính toán thiết kế một số bộ phận làm việc chính của máy: bộ phận ñào; bộ phận kẹp nhổ; bộ phận cắt. Học viện. việc cơ giới hóa sản xuất khâu thu hoạch cây cà rốt. Xuất phát từ những nhu cầu cấp thiết trên tôi thực hiện ñề tài: Nghiên cứu thiết kế một số bộ phận làm việc của máy thu hoạch cà rốt liên. BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI    LƯU ðÌNH THI NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MỘT SỐ BỘ PHẬN LÀM VIỆC CỦA MÁY THU HOẠCH CÀ RỐT LIÊN HỢP VỚI MÁY KÉO MTZ-50