NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG LÀM VIỆC CỦA MÁY TUNG BÃ BÙN MÍA TRONG CANH TÁC MÍA TẠI TÂY NINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH ****************** TƠN THẤT HẢI NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG LÀM VIỆC CỦA MÁY TUNG Bà BÙN MÍA TRONG CANH TÁC MÍA TẠI TÂY NINH Chun ngành : Cơ Khí – Công Nghệ Mã số : 60.52.14 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC KỸ THUẬT Hướng dẫn khoa học PGS.TS NGUYỄN HAY Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 11/2008 i NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG LÀM VIỆC CỦA MÁY TUNG Bà BÙN MÍA TRONG CANH TÁC MÍA TẠI TÂY NINH TƠN THẤT HẢI Hội đồng chấm luận văn: Chủ tịch : TS NGUYỄN NHƯ NAM Trường Đại học Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh Thư ký : PGS.TS BÙI VĂN MIÊN Trường Đại học Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh Phản biện 1: TS DƯƠNG THÁI CÔNG Trường Đại học Cần Thơ Phản biện 2: TS PHAN HIẾU HIỀN Hội Cơ khí Nơng nghiệp Việt Nam Ủy viên : PGS.TS NGUYỄN HAY Trường Đại học Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH HIỆU TRƯỞNG ii LÝ LỊCH CÁ NHÂN Tôi tên Tôn Thất Hải, sinh ngày 27 tháng năm 1968 Sóc Trăng, Ơng Tơn Thất Sum Bà Nguyễn Thị Hồng Vân Tốt nghiệp trung học phổ thông Trường trung học phổ thông Trần Hưng Đạo, tỉnh Tây Ninh Tốt nghiệp Đại học chun ngành Cơ khí Nơng nghiệp hệ quy trường Đại học Nơng Lâm TP.Hồ Chí Minh, năm 1993 Hiện làm việc Phân Viện Cơ Điện Nông nghiệp & Công nghệ Sau thu hoạch TP.Hồ Chí Minh Năm 2005 theo học Cao học ngành Cơ khí Nơng nghiệp Đại học Nơng Lâm TP.Hồ Chí Minh Tình trạng gia đình: độc thân Địa liên lạc: 274C Bùi Đình Túy, quận Bình Thạnh, TP.Hồ Chí Minh Điện thoại: 0902953123 Email: hai_tonthat@yahoo.com iii LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả Tôn Thất Hải iv LỜI CẢM TẠ Tôi xin chân thành bày tỏ lòng kính trọng biết ơn sâu sắc đến: - Thầy PGS.TS Nguyễn Hay, Phó Hiệu trưởng, Giám đốc Trung tâm Công nghệ Thiết bị Nhiệt lạnh Trường Đại học Nơng Lâm TP.Hồ Chí Minh tận tình hướng dẫn động viên tơi suốt trình thực luận văn - Ban Giám hiệu, Phòng Sau Đại học, Ban Chủ nhiệm Khoa Cơ khí – Cơng nghệ Trường Đại học Nơng Lâm TP.Hồ Chí Minh cho phép tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành luận văn - Cơ PGS.TS Trần Thị Thanh, Trưởng Khoa Cơ khí – Cơng nghệ Trường Đại học Nơng Lâm TP.Hồ Chí Minh tạo điều kiện tốt trình thực - Thầy Th.S Đặng Hữu Dũng, Phó Khoa Cơ khí – Cơng nghệ Trường Đại học Nơng Lâm TP.Hồ Chí Minh giúp đỡ sở vật chất , trang thiết bị suốt trình thực luận văn - Thầy Kiều Công Đức, Chuyên viên kỹ thuật, Khoa Cơ khí – Cơng nghệ Trường Đại học Nơng Lâm TP.Hồ Chí Minh tận tình giúp đỡ tạo điều kiệu thuận lợi máy móc thiết bị cho tơi suốt q trình thực - Tồn thể quý Thầy Cô giảng dạy truyền đạt kiến thức vô quý báu cho thời gian học Cao học Tôi xin chân thành cảm ơn: - Các bạn học lớp Cao học khóa 2005 phối hợp giúp đỡ trình học tập nghiên cứu - Các anh em công nhân Xưởng Cơ Điện tử chế tạo hồn chỉnh máy nghiên cứu v TĨM TẮT Đề tài : Nghiên cứu số thông số ảnh hưởng đến chất lượng làm việc máy tung bã bùn mía canh tác mía Tây Ninh Luận văn tiến hành Bộ môn Công thôn thuộc Khoa Cơ khí – Cơng nghệ, Trường Đại học Nơng Lâm TP.Hồ Chí Minh từ tháng năm 2007 đến tháng 10 năm 2008 Quá trình từ nghiên cứu đến khảo nghiệm chia làm giai đoạn, bao gồm nội dung sau: - Giai đoạn 1: Nghiên cứu tổng quan đối tượng tung rải bã bùn mía loại máy tung rải có - Giai đoạn 2: Thiết kế chế tạo hoàn chỉnh máy tung bã bùn mía làm phương tiện nghiên cứu - Giai đoạn 3: Tiến hành khảo nghiệm máy Bộ mơn Cơng thơn thuộc Khoa Cơ khí – Cơng nghệ Trường Đại học Nơng Lâm TP.Hồ Chí Minh Sau tiến hành xử lý số liệu, xác định thơng số tối ưu cho máy Các thí nghiệm bố trí theo kiểu ngẫu nhiên hồn tồn Một số thông số tối ưu xác định phương pháp quy hoạch thực nghiệm đa yếu tố Kết đạt sau: - Đã thiết kế chế tạo hồn chỉnh máy tung rải thích hợp cho việc tung rải bã bùn mía dùng canh tác mía - Kết thực nghiệm đa yếu tố tìm mơ hình tốn thực nghiệm biểu diễn phụ thuộc chất lượng làm việc máy (độ đồng đều), chi phí nhiên liệu vận hành máy vào vận tốc xích tải cung cấp (lượng cấp liệu), tốc độ tiến liên hợp máy số vòng quay trục tung: vi ƒ Hàm biểu diễn phụ thuộc chất lượng làm việc: D = – 234,681 + 10646,5.vcc + 25,1348.vm + 1,84321.nt – 121,289.vcc.vm – 4,89333.vcc.nt – 203843.vcc2 – 1.8037.vm2 – 0,00683925.nt2 ƒ Hàm biểu diễn phụ thuộc chi phí nhiên liệu: F = – 30,629 + 254,453.vcc + 21,0992.vm + 0,0721154.nt – 2,03968 vm2 - Đã xác định thông số làm việc tối ưu cho máy sau: Độ đồng đạt sau tung rải từ 80% trở lên mức chi phí nhiên liệu 32,25 ml/50 m đường chạy (7,5 l/ha), ứng với vận tốc xích tải cung cấp vcc = 0,02242 m/s; tốc độ tiến liên hợp máy vm = 6,95 km/h số vòng quay trục tung nt = 125,63 v/ph vii SUMMARY Title: The Studying of some affecting parameters to the operation quality of the sugarcane mud manure spreading machine serving to the sugarcane plantation in Tay Ninh The thesis was elaborated at the Department of Agricultural Engineering, Faculty of Engineering, at Nong Lam University of Hochiminh City, from May 2007 to October 2008 The scientific works from studying process to testing can be divided into three phases, with contents as described in the following: - Phase 1: General study of the sprayed material: the sugarcane manure, and the existing spraying and spreading machines - Phase 2: Design and fabrication of a sugarcane mud manure spreading machine - Phase 3: The machine testing at the Department of Agricultural Engineering, Faculty of Engineering, Nong Lam University of Hochiminh City After that the data was treated, for optimum parameters definition for the machine operation The tests are made along with the random principle The optimum parameters are defined through tests combining many elements in consideration The work results are summarized as follows: - A complete operational sugarcane manure spraying and spreading machine is designed and manufactured, and is in well compliance with the spraying and spreading of sugarcane manure during sugarcane growing season - The combining multi factor tests had led to the forming of a formula to describe the function of the quality of the machine work (the regularity), and the fuel consummation during machine operation, to the speed of the conveying chain of the viii feeder (the feeding volume), to the speed of the combinat and to the working speed of spreading rotor • The describing formula of the work quality function: D = – 234,681 + 10646,5.vcc + 25,1348.vm + 1,84321.nt – 121,289.vcc.vm – 4,89333.vcc.nt – 203843.vcc2 – 1.8037.vm2 – 0,00683925.nt2 • The describing formula of the fuel consummation function: F = – 30,629 + 254,453.vcc + 21,0992.vm + 0,0721154.nt – 2,03968 vm2 - The optimum parameter is defined for machine operation are as follows: The regularity can be attained after the spreading and spraying of 80 % of the designed quantity and the fuel consummation is 7,5 l/ha in respect with the feeding chain speed of 0,02242 m/s and the speed of the combinat 6,95 km/h and the working speed of spreading rotor 125,63 rpm ix MỤC LỤC TRANG Trang tựa i Trang chuẩn y ii LÝ LỊCH CÁ NHÂN iii LỜI CAM ĐOAN iv LỜI CẢM TẠ v TÓM TẮT vi MỤC LỤC x DANH SÁCH CÁC BẢNG xiv DANH SÁCH CÁC HÌNH xv DANH SÁCH CÁC PHỤ LỤC xviii MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu TỔNG QUAN 2.1 Đối tượng nghiên cứu 2.1.1 Hiện trạng sử dụng bã bùn mía 2.1.2 Một số tính chất lý bã bùn mía 2.1.2.1 Hình dạng kích cỡ bã bùn mía 2.1.2.2 Thành phần hóa học bã bùn mía 2.1.2.3 Độ ẩm khối lượng riêng 2.1.2.4 Hệ số ma sát bã bùn mía 2.1.3 Yêu cầu kỹ thuật nông học sử dụng bã bùn mía làm phân bón 2.1.4 Cấu tạo chung máy bón phân hữu 2.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 10 x 97 26 Ø30 -0,13 A 2.5 65 1.5 Ø40 127 Ø35 -0,06 44 A G4- 410 1190 410 40 Ø82 Ø90 Ø90 Ø82 G4- 45 Ø40 1.5 12 B FORD Ø35 -0,06 TRUÏC GẠT DẠNG VÍT B Ø410 Thép CT3 Ø10 : 10 Phụ lục 15: Trục gạt có cánh dạng vis máy FORD 98 A G4- Ø90 A 410 1144 410 Ø90 Ø110 Ø130 40 G4- 45 Ø40 1.5 12 B Ø35 -0,06 FORD B TRỤC TUNG DẠNG VÍT Ø410 Thép CT3 Ø10 : 10 Phụ lục 16: Trục tung có cánh dạng vis máy FORD 50 45° A 50 70 50 50 50 50 600 50 50 50 50 50 HÌNH KHAI TRIỂN BỐ TRÍ CÁNH GẠT TRÊN TRỤC 50 1200 1190 600 P TY-2 26 Ø30 -0,13 2.5 B 65 1.5 Ø90 TRỤC GẠT DẠNG BẢN Ø410 44 A 45 12 70 G4- Ø82 Thép CT3 Ø40 1.5 CÁNH GẠT 40 B 127 Ø40 G4- Ø35 -0,06 Ø82 99 168 160 p.90 Ø90 : 10 Ø35 -0,06 Phụ lục 17: Trục gạt có cánh dạng máy РПТУ-2 50 45° A 50 70 50 50 50 50 600 50 50 50 50 50 HÌNH KHAI TRIỂN BỐ TRÍ CÁNH TUNG TRÊN TRỤC 50 1200 1144 600 Ø130 P TY-2 G4- Ø410 70 CAÙNH TUNG Ø90 TRỤC TUNG DẠNG BẢN A B Ø90 100 168 160 Ø110 p.90 G4- 12 45 Ø40 1.5 Theùp CT3 40 B Ø10 : 10 Ø35 -0,06 Phụ lục 18: Trục tung có cánh dạng máy РПТУ-2 50 45° A 50 70 50 50 50 50 600 50 50 50 50 50 HÌNH KHAI TRIỂN BỐ TRÍ CÁNH GẠT TRÊN TRỤC 50 1200 1190 600 MTU-1 26 Ø30 -0,13 2.5 B 65 1.5 Ø90 TRỤC GẠT DẠNG BẢN Ø410 44 A 45 12 70 G4- Ø82 Theùp CT3 Ø40 1.5 CÁNH GẠT 40 B 127 Ø40 G4- Ø35 -0,06 Ø82 101 168 160 p.90 Ø90 : 10 Ø35 -0,06 Phụ lục 19: Trục gạt có cánh dạng máy MTU-1 50 45° A p.90 50 70 50 50 50 50 600 50 50 50 50 50 HÌNH KHAI TRIỂN BỐ TRÍ CÁNH TUNG TRÊN TRỤC 50 1200 1144 600 Ø130 MTU-1 G4- Ø410 70 CÁNH TUNG Ø90 TRỤC TUNG DẠNG BẢN A B Ø90 102 168 160 Ø110 G4- 12 45 Ø40 1.5 Theùp CT3 40 B Ø10 : 10 Ø35 -0,06 Phụ lục 20: Trục tung có cánh dạng máy MTU-1 Phụ lục 21: Sơ đồ phương án làm việc liên hợp máy Làm việc độc lập Sử dụng máy kéo đảm nhiệm công việc: - Tiếp liệu đầu lô (khi máy tung tháo rời đứng độc lập) - Vận chuyển làm việc 2 Làm việc có hổ trợ Sử dụng hai máy kéo riêng biệt: - Máy kéo 1: tiếp liệu đầu lô - Máy kéo 2: vận chuyển làm việc Phương thức làm việc LHM đồng l=5m l B = 1,2 m 10 32 21 R = 4m L' = 100 m L = 2E + L' = 122 m 103 E = 11 m Phụ lục 22: Bảng số liệu đo độ ẩm bã bùn mía - Vật liệu: Bã bùn mía - Ngày: 4/6/2007 - Địa điểm: Trung tâm Năng lượng Máy nông nghiệp, ĐH Nông lâm TP.HCM Cân đo Mẫu a (g) 40.61 40.75 40.66 Tính tốn b (g) c (g) 217.82 211.44 208.19 d (g) 149.20 68.62 145.20 66.24 143.06 65.13 Tổng: Trung bình: Độ lệch chuẩn: Hu (%) 38.72 38.81 38.88 116.41 38.80 0.08 Phương pháp đo: − Lấy mẫu ngẫu nhiên nhiều vị trí khối bã bùn, sau trộn mẫu Lấy mẫu khối bã vừa trộn đưa vào tủ sấy sấy với nhiệt độ 100 oC − Thời gian sấy 72 giờ, thời gian kiểm tra cân khối lượng mẫu nhiều lần (bằng cân điện tử, độ xác 0,01g) khối lượng mẫu khơng giảm tiến hành cân lấy số liệu để tính tốn xác định độ ẩm − Cách tính tốn xác định độ ẩm: Hu = (d/(b-a))*100, % Trong đó: a – khối lượng lon chứa mẫu, g b – khối lượng tổng ban đầu, g c – khối lượng tổng sau sấy, g d = (b-c) – khối lượng nước , g 104 Phụ lục 23: Bảng số liệu đo khối lượng riêng bã bùn mía - Vật liệu : Bã bùn mía - Ngày : 4/6/2007 - Địa điểm: Bộ môn công thôn, khoa Cơ khí-Cơng nghệ, ĐH Nơng lâm TP.HCM Lần đo Cân đo a (kg) b (kg) Tính tốn c (m3) ρ d (kg) (kg/m3) 1.20 10.75 0.019 9.55 502.63 1.20 10.80 0.019 9.60 505.26 1.20 10.70 0.019 9.50 500.00 1.20 10.85 0.019 9.65 507.89 1.20 10.70 0.019 9.50 500.00 Tổng: 2515.79 Trung bình: 503.16 Độ lệch chuẩn: 3.43 Phương pháp đo: − Lấy mẫu ngẫu nhiên nhiều vị trí khối bã bùn, sau trộn mẫu Lấy mẫu khối bã vừa trộn, cân (độ xác 0,05 kg) để xác định khối lượng riêng bã − Cách tính tốn xác định khối lượng riêng: ρ = d / c, kg/m3 Trong đó: a – khối lượng thùng chứa mẫu, kg b – khối lượng tổng ban đầu, kg c – thể tích chứa thùng, m3 d = (b-a) – khối lượng bã , kg 105 Phụ lục 24: Bảng số liệu đo hệ số ma sát bã bùn mía với bề mặt thép - Vật liệu: Bã bùn mía - Ngày: 5/6/2007 - Địa điểm: Xưởng thực nghiệm Cơ Điện tử, Phân Viện Cơ Điện nông nghiệp Cơng nghệ sau thu hoạch TP.HCM Lần Cân đo Tính toán TN Lực ép (kG) Lực kéo (kG) Hệ số ma sát 4.80 5.15 0.54 4.80 5.40 0.56 4.80 5.25 0.55 4.80 5.30 0.55 4.80 5.10 0.53 4.80 5.35 0.56 4.80 5.00 0.52 4.80 5.10 0.53 4.80 5.30 0.55 10 4.80 5.40 0.56 Tổng: 5.45 Trung bình: 0.55 Độ lệch chuẩn: 0.02 Ghi chú: - Ẩm độ bã bùn mía lúc thí nghiệm: 38,8 % - Cân đo lực kéo có độ xác 0,05 kg - Sử dụng thép CT3 thí nghiệm (thép chế tạo cánh tung) 106 Phụ lục 25: Phiếu thu thập số liệu thí nghiệm tiêu biểu PHIẾU THU THẬP SỐ LIỆU Thí nghiệm số: - Người thực hiện: Tôn Thất Hải, Kiều Công Đức cộng tác viên - Địa điểm: Bộ môn Công thôn, khoa CK - CN, ĐH Nông Lâm TP.HCM - Ngày: 26/5/2008 - Chế độ làm việc: - Dạng cánh: Cánh máy MTU-1, góc nghiêng 450 - Vị trí điều chỉnh xích tải: số (0,02358 m/s) - Vận tốc LHM: số (6,5 km/h): 50 m/ 27,56 s - Số vòng quay trục tung: Z = 20 (130 v/ph) - Vận tốc PTO: 521 v/ph KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: 1/ Chi phí nhiên liệu: 35 ml/50 m 2/ Khối lượng phân bố mặt cắt ngang (g): Số Vị trí lấy mẫu Lần 10 11 L1 25.9 32.1 40.8 39.3 43.1 36.7 43.6 39 29.8 30.6 23.6 L2 25.8 27.5 29.8 40.7 38.2 43.6 42.3 35.6 39.7 32.5 25.7 L3 25.7 35.2 42.6 36.8 39.3 28.9 37.6 41.1 36 27.1 23.1 107 Phụ lục 26: Bảng tính tốn độ đồng thí nghiệm tiêu biểu 108 Phụ lục 27: Một số hình ảnh thực luận văn 27.1 Phương tiện san bã bùn Bộ phận san lắp máy kéo (sử dụng nhà máy đường) Máy bốc mía tận dụng làm phương tiện san (Nhà máy đường Bourbon) 27.2 Hình ảnh chế tạo máy tung Triển khai chế tạo máy tung Máy tung lắp ráp Máy tung bã bùn mía chế tạo hồn chỉnh 109 27.3 Một số hình ảnh khảo nghiệm Đo độ ẩm bã bùn thí nghiệm Đo hệ số ma sát bã bùn với thép Đo độ đồng Đo chi phí nhiên liệu Kiểm tra số vòng quay PTO Máy tung khảo nghiệm 110 Cánh tung dạng vít liên tục Bã bùn sau tung cánh vít Cánh tung dạng Bã bùn sau tung cánh Bã bùn cánh gạt hất ngược thùng Mặt cắt lớp bã sau tung với cánh 111 ... Địa liên lạc: 274C Bùi Đình Túy, quận Bình Thạnh, TP.Hồ Chí Minh Điện thoại: 0902953123 Email: hai_ tonthat@yahoo.com iii LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận... thí nghiệm xử lý kết thực nghiệm mơ hình bậc hai 61 4.3.4.3 Phân tích kết thực nghiệm mơ hình bậc hai 65 4.3.4.4 Tối ưu mục tiêu 67 4.3.4.5 Tối ưu hai mục tiêu 69 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 71 5.1 Kết... Phía hai trống hai đĩa tung bề mặt có gờ Hình 2.10 Bộ phận cung cấp máy Meyer Hình 2.11 Bộ phận tung máy Meyer Hình 2.12 Máy bón phân Meyer 11 b Nguyên lý hoạt động Phân bón cấp vào thùng chứa Hai