Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý của liên hợp máy phay đất thực hiện cơ giới hóa sản xuất mía. Ứng dụng cụ thể cho miền núi tỉnh Cao Bằng

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGUYỄN THỊ HIÊN NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ HỢP LÝ CỦA LIÊN HỢP MÁY PHAY ĐẤT THỰC HIỆN CƠ GIỚI HOÁ SẢN XUẤT MÍA ỨNG DỤNG CỤ THỂ CHO TỈNH MIỀN NÚI CAO BẰNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy Mã số: 625204011 Người hướng dẫn khoa học: GS.TSKH PHẠM VĂN LANG THÁI NGUYÊN, NĂM 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGUYỄN THỊ HIÊN NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ HỢP LÝ CỦA LIÊN HỢP MÁY PHAY ĐẤT THỰC HIỆN CƠ GIỚI HOÁ SẢN XUẤT MÍA ỨNG DỤNG CỤ THỂ CHO TỈNH MIỀN NÚI CAO BẰNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT THÁI NGUYÊN, NĂM 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC BẢNG ĐƠN VỊ CÁC ĐẠI LƢỢNG …………………………….…….3 DANH MỤC CÁC BẢNG …………………………… …….……… DANH MỤC CÁC HÌNH ……………………………… …………….5 ĐẶT VẤN ĐỀ CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ LÀM ĐẤT CHO VÙNG MÍA Ở VIỆT NAM 1.1 Tình hình sản xuất yêu cầu kỹ thuật máy làm đất trồng mía giới Việt Nam 1.2 Một số công nghệ làm đất trồng mía tiêu biểu giới Việt nam 13 1.2.1 Một số công nghệ làm đất trồng mía tiêu biểu giới 13 1.2.2 Một số công nghệ máy làm đất trồng mía chủ yếu Việt Nam 16 1.2.3 Kết nghiên cứu khoa học lĩnh vực giới hóa khâu làm đất trồng mía 28 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN ĐỂ CHỌN DÃY MÁY PHAY PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN CANH TÁC 32 2.1 Cơ sở lý thuyết đồng dạng - mô hình - phép phân tích thứ nguyên 32 2.1.1 Ứng dụng lý thuyết đồng dạng mô hình phƣơng pháp nghiên cứu máy móc dùng nông nghiệp 32 2.1.2 Mô hình, chất dạng mô hình 33 2.1.3 Chuẩn số đồng dạng 35 2.1.4 Lý thuyết thứ nguyên 35 2.1.5 Nguyên lý lý thuyết đồng dạng - Định lý đồng dạng 37 2.3.6 Phƣơng pháp xác định chuẩn số đồng dạng 38 2.2 Tính chất lý đất: 39 2.2.1 Độ cứng đất (hay gọi hệ số nén thể tích): 40 2.2.2 Lực cản đất: 41 2.2.3 Lực cản chuyển động công cụ, máy móc tác động vào đất: 42 2.3 Mối quan hệ đất - máy khâu phay làm nhỏ đất để trồng mía 48 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.3.1 Nguồn động lực dùng cho máy phay làm đất trồng mía…………………47 2.3.2 Thông số ảnh hƣởng tới chất lƣợng làm việc phay: 54 2.3.3 Kết thiết kế phay đất máy băm gốc mía 61 2.4 Đặc điểm kết cấu máy phay đất 62 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM MÁY PHAY ĐẤT TRÊN RUỘNG TRỒNG MÍA TẠI CAO BẰNG .70 3.1 Mục đích 70 3.2 Nội dung thí nghiệm .70 3.2.1 Trình diễn máy canh tác mía huyện Phục Hoà .71 3.2.2 Thiết bị thí nghiệm; 77 3.3 Kết thực nghiệm điều kiện sản xuất - Phân tích hiệu kinh tế khâu phay đất máy; 82 3.3.1 Xây dựng mô hình thí nghiệm 82 3.3.2 Xây dựng quy trình canh tác mía áp dụng cho mô hình: 83 3.3.3 Đặc điểm ruộng trồng mía: 84 3.3.4 Năng suất liên hợp máy: 84 3.3.5 Hiệu kinh tế 85 KẾT LUẬN CHUNG - KIẾN NGHỊ 82 Kết luận: .87 Kiến nghị: 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO .89 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn BẢNG ĐƠN VỊ CÁC ĐẠI LƢỢNG Ký hiệu Chú thích M Khối lƣợng kg L Chiều dài m T Thời gian s P Công suất cần thiết cho phay D Đƣờng kính trống phay m B Bề rộng làm việc phay m Tốc độ tịnh tiến liên hợp máy m/s v Tốc độ chuyển động m/s n Tốc độ quay trục phay v/ph G Khối lƣợng phay kg h Độ sâu làm đất m W Năng suất lý thuyết Q Khối lƣợng đất làm đƣợc P/Q Chi phí lƣợng riêng đơn vị thể tích đất P/B Chi phí lƣợng riêng đơn vị bề rộng kW/m P/W Chi phí lƣợng riêng đơn vị diện tích kWh/ha  Tốc độ góc J Mô men quán tính trống phay kg.m2 k Lực cản riêng đất N/m2  Khối lƣợng riêng đất kg/m3 g Gia tốc trọng trƣờng m/s2 F Diện tích mặt cắt đầu đo cm2 H Độ dịch chuyển đầu đo cm hcp Chiều cao (hay tung độ t.bình) đồ thị đo cm C Độ cứng lò xo thiết bị Z Số dao mặt phẳng dọc  Lực cản cắt đất N Lực kéo 1,2…n Các chuẩn số đồng dạng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Đơn vị kW ha/h m3 kWs/m3 1/s N/cm kG/cm2 N http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Diện tích, sản lƣợng mía ép đƣờng vụ 2006-2007 kế hoạch 2007-2008 Bảng 1.2: Bảng tổng hợp diện tích sản lƣợng mía vụ 2009 – 2010 11 Bảng 1.3: Dự kiến diện tích sản xuất mía vụ 2010 – 2011 12 Bảng 1.4: Kết thí nghiệm độ sâu làm đất ảnh hƣởng tới suất mía29 Bảng 2.1: Một số thông số máy kéo Foton FT 324 53 Bảng 2.2: Các đại lƣợng phay 64 Bảng 3.1: Dãy máy phay cho máy kéo bốn bánh 73 Bảng 3.2: Quy trình canh tác mía áp dụng hệ thống máy canh tác 83 Bảng 3.3: Năng suất liên hợp máy chi phí nhiên liệu 84 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Nhiệt độ trung bình tháng năm 22 Hình 1.2 Số nắng tháng năm 23 Hình 1.3 Lƣợng mƣa trung bình tháng năm 24 Hình 1.4 Độ ẩm trung bình tháng năm 24 Hình 2.1 Độ cứng đất p (kg/cm2) phụ thuộc vào độ ẩm W% 46 Hình 2.2 Quan hệ lực cản riêng đất cày k0 (kg/cm2) 47 độ ẩm đất W% 47 Hình 2.3 Máy kéo bánh Foton FT 324 54 Hình 2.4 Các loại lƣỡi dao phay 55 Hình 2.5 Đƣờng tròn đỉnh tốc độ tuyệt đối 57 Hình 2.6 Sơ đồ xác định góc đặt dao β góc đặt dao γ 58 Hình 2.7 Sơ đồ xác định góc đặt dao 59 Hình 2.8 Máy phay đất thiết kế 61 Hình 3.2 Máy cày không lật làm việc ruộng 73 Hình 3.3 Máy phay đất làm việc ruộng 74 Hình 3.4 Máy rạch hàng trồng mía làm việc ruộng 76 Hình 3.6 Chi tiết nối ghép trục thu công suất sensor 79 Hình 3.7 Chi tiết nối ghép sensor trục máy phay 80 Hình 3.8 Lắp sensor đo momen lên trục động máy phay 80 Hình 3.9 Kết đo: momen xoắn, tốc độ công suất máy phay 82 Hình 3.10 Các liên hợp máy canh tác mía làm việc mô hình thí nghiệm 83 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẶT VẤN ĐỀ Mía công nghiệp ngắn ngày có hiệu kinh tế cao Ở nƣớc ta mía nguyên liệu ngành công nghiệp sản xuất đƣờng nguyên liệu cho số ngành công nghiệp giấy, hoá dƣợc khác Để đáp ứng nhu cầu đƣờng, năm gần mía đƣợc phát triển nhiều vùng nƣớc, góp phần xoá đói giảm nghèo nông thôn, vùng sâu, vùng xa Hiện sản xuất mía, giới hoá khâu chƣa đồng bộ, có số vùng trồng mía tập trung đƣợc giới hoá canh tác tƣơng đối khâu làm đất, khâu thu hoạch nhƣ cắt gốc, làm lá, cắt ngọn, bó cây, gom đống, chất lên xe hoàn toàn lao động thủ công với công cụ chủ yếu dao, cuốc bàn Năng suất lao động thấp, cƣờng độ lao động cao, tổn thất nhiều… Trên giới mía đƣợc coi lƣợng kỷ tới Ngoài việc chế biến đƣờng, mía nguyên liệu cho nhiều sản phẩm khác ngành nhƣ: dệt, giấy, mực, hóa dƣợc… Nghề trồng mía đƣợc phát triển lâu đời nƣớc ta Cây mía đƣợc trồng khắp nơi đất nƣớc từ vùng đất phèn mặn vùng đất khô cằn đồi dốc núi cao Phải công nhận mía dễ trồng, không kén đất, cần đủ ánh sáng độ ẩm mía nảy mầm mọc lên thành Nhƣng để mía mọc phát triển tốt, cho suất hiệu kinh tế cao vấn đề tổng hợp phức tạp ngành có liên quan tới mía, tất nhiên cần thiết có đóng góp ngành giới hóa nông nghiệp 2 Do chọn đề tài: “Nghiên cứu lựa chọn thông số hợp lý liên hợp máy phay đất thực giới hóa sản xuất mía.” *Mục tiêu: Nghiên cứu sở khoa học lựa chọn yếu tố ảnh hƣởng đến khả làm việc liên hợp máy canh tác cho vùng trồng mía Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn *Nội dung nghiên cứu: - Phân tích tổng hợp quy trình làm đất, chăm sóc mía đƣợc áp dụng sở sản xuất - Xây dựng quy trình làm đất máy phay đất chăm sóc mía nhằm tăng suất bảo vệ đất - Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo sử dụng liên hợp máy canh tác mía phù hợp với điều kiện đất trồng mía Cao Bằng *Phƣơng pháp nghiên cứu: - Phƣơng pháp sử lý số liệu thống kê đánh giá kết thu đƣợc thông qua chƣơng trình tính toán quy hồi - Phƣơng pháp quy hoạch thực nghiệm lý thuyết đồng dạng phân tích thứ nguyên - Phƣơng pháp đánh giá so sánh loại máy phay - Phƣơng pháp đo đạc thực tế đồng ruộng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ LÀM ĐẤT CHO VÙNG MÍA Ở VIỆT NAM 1.1 Tình hình sản xuất yêu cầu kỹ thuật máy làm đất trồng mía giới Việt Nam Diện tích trồng mía giới lớn (khoảng 20 triệu ha) nhƣng phân bố không Trên 95% diện tích trồng mía tập trung Châu Á - Thái Bình Dƣơng, nƣớc khác thuộc châu Âu, Châu Phi, Châu Mỹ chiếm khoảng 5% Khoảng 20 nƣớc trồng nhiều mía, có nƣớc diện tích trồng lớn nhƣ Trung Quốc - 1,35 triệu ha, Ấn độ - 4,10 triệu ha, Thái Lan 1,05 triệu ha, Ôxtrâylia - 0,41 triệu ha, Việt nam - 0,315 triệu Những nƣớc có suất mía cao Ôxtrâylia - 83 tấn/ha, Inđônêxia - 82 tấn/ha, Philippin - 78,8 /ha, Nhật Bản - 71,6 /ha, Papua New Ginê - 69,3 tấn/ha Trong có nƣớc suất mía thấp nhƣ Butan - 30 tấn/ha, NêPan - 31 tấn/ha, Srilanka - 35,8 tấn/ha, Việt nam - 42,2 tấn/ha Việt Nam nƣớc có diện tích trồng mía đứng vào loại trung bình giới, tập trung khu vực phía Bắc, phía Nam Trung Bộ Nam Bộ Trong năm qua, nhờ có giá trị kinh tế cao, cộng với mục tiêu sản suất triệu đƣờng Nhà nƣớc, diện tích sản lƣợng mía tăng đáng kể Theo số liệu thống kê vụ mía năm 2006-2007, diện tích trồng mía nƣớc đạt gần 310.067 ha, sản lƣợng mía đạt khoảng 17,0 triệu So với vụ 20042005 diện tích tăng 45.000 (17%); suất mía tăng 3,9 tấn/ha (7,6%); sản lƣợng mía tăng 3,5 triệu (25,9%) Diện tích vùng nguyên liệu nhà máy ký hợp đồng đầu tƣ tiêu bao 219.752 Sản xuất mía đƣờng nƣớc ta có từ lâu đời nhƣng bắt đầu phát triển vào cuối thập kỷ 80 năm 1998 Việt Nam nƣớc nhập đƣờng Vào năm 1994, nƣớc sản xuất đƣợc khoảng 300.000 đƣờng (gần 100.000 đƣờng công nghiệp lại đƣờng thủ công) phải nhập 124.000 đủ tiêu dùng Tháng 10/1994 Thủ tƣớng Chính phủ thông qua chƣơng trình Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read ... CÔNG NGHIỆP NGUYỄN THỊ HIÊN NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ HỢP LÝ CỦA LIÊN HỢP MÁY PHAY ĐẤT THỰC HIỆN CƠ GIỚI HOÁ SẢN XUẤT MÍA ỨNG DỤNG CỤ THỂ CHO TỈNH MIỀN NÚI CAO BẰNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT... thông số hợp lý liên hợp máy phay đất thực giới hóa sản xuất mía. *Mục tiêu: Nghiên cứu sở khoa học lựa chọn yếu tố ảnh hƣởng đến khả làm việc liên hợp máy canh tác cho vùng trồng mía Số hóa Trung... tốt, cho suất hiệu kinh tế cao vấn đề tổng hợp phức tạp ngành có liên quan tới mía, tất nhiên cần thiết có đóng góp ngành giới hóa nông nghiệp 2 Do chọn đề tài: Nghiên cứu lựa chọn thông số hợp