Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy chăm sóc giữa hàng mía

Luận văn, thạc sĩ, tiến sĩ, khóa luận, cao học, đề tài

bộ giáo dục và đào tạo trờng đại học nông nghiệp I ---------------------------------- tô văn hởng Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy chăm sóc giữa hàng mía luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: cơ khí nông nghiệp M số: 60.52.14 Ngời hớng dẫn khoa học: PGS. TS. phạm văn tờ Hà Nội, 2005 Trng i hc Nụng nghip 1 - Lun Vn Thc s k thut ----------- ------------------------------------i Lời cam đoan Tôi xin cam đoan rằng những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và cha hề sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đ đợc cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều đ đợc chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả Tô Văn Hởng Trng i hc Nụng nghip 1 - Lun Vn Thc s k thut ----------- ------------------------------------ii Lời cảm ơn Trong quá trình học tập và nghiên cứu tại lớp cao học khoá 12 chuyên ngành cơ khí nông nghiệp Trờng đại học Nông nghiệp I Hà Nội tôi đ nhận đợc sự giúp đỡ, giảng dạy nhiệt tình của các thầy giáo, cô giáo trong nhà trờng. Nhân dịp này tôi xin chân thành cảm ơn tới tập thể các thầy giáo, cô giáo trong nhà trờng và trực tiếp là PGS.TS. Phạm Văn Tờ đ hớng dẫn tôi thực hiện và hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo Khoa Cơ điện và Bộ môn Cơ học kỹ thuật - Trờng Đại học Nông nghiệp I đ giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn cán bộ Trung tâm Giám định máy Nông nghiệp đ tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi hoàn thành việc khảo nghiệm máy phục vụ cho đề tài. Trong quá trình thực hiện đề tài không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận đợc sự đóng góp ý kiến của các thầy giáo, cô giáo và các đồng nghiệp đối với đề tài nghiên cứu của tôi để đề tài đợc hoàn thiện hơn. Tác giả Tô Văn Hởng Trng i hc Nụng nghip 1 - Lun Vn Thc s k thut ----------- ------------------------------------iii Mục lục Lời cam đoan .i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục các bảng . Danh mục các hình Mở đầu 1 1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 3 1.1. Lợi ích và triển vọng của nghề trồng mía 3 1.1.1. Mía là cây cao sản và có li suất lớn .3 1.1.2. Sản phẩm của mía là mặt hàng có nhu cầu ngày càng tăng và có thị trờng tiêu thụ sản phẩm .3 1.1.3. Mía là cây có khả năng bảo vệ đất 4 1.1.4. Mía là cây năng lợng của thế kỷ 21 .5 1.1.5. Mía là cây lấy xơ làm giấy của tơng lai .6 1.2. Một số đặc điểm hình tháI có liên quan đến kỹ thuật chăm sóc mía 7 1.2.1. Thân mía 7 1.2.2. Lóng mía 8 1.2.3. Đốt mía 8 1.2.4. Mầm mía 8 1.2.5. Lá mía 9 1.2.6. Rễ mía 10 1.3. Kỹ thuật chăm sóc mía .11 1.3.1. Diệt cỏ dại 12 1.3.2. Xới xáo điều hoà không khí .13 1.3.3. Phòng chống đổ ngả, vun gốc 14 1.4. Quy trình chăm sóc mía 15 Trng i hc Nụng nghip 1 - Lun Vn Thc s k thut ----------- ------------------------------------iv 1.4.1. Đối với mía tơ 15 1.4.2. Đối với mía lu gốc .15 1.5. Tình hình cơ khí hoá khâu chăm sóc mía .15 1.5.1 Máy xới chủ động .16 1.5.2. Máy xới thụ động 16 1.5.3. Một số máy xới cho mía trong và ngoài nớc hiện nay 18 1.6. Mục tiêu đề tài 24 2. Lựa chọn đối tợng nghiên cứu và xây dựng cơ sở lý thuyết thiết kế máy xới giữa hàng mía 25 2.1. Lựa chọn đối tợng nghiên cứu 25 2.2. Mô hình cơ học mẫu máy xới giữa hàng miá .26 2.3. Cơ sở lý thuyết thiết kế máy xới giữa hàng mía .27 2.3.1. Cơ sở tính toán dàn phay .27 2.3.2. Cơ sở lý thuyết tính toán bánh xe bị động .39 2.3.3 Cơ sổ tính toán lỡi xới vun 41 2.3.4. Phơng pháp xác định phản lực pháp tuyến của mặt đồng tác dụng lên các bánh xe hoặc dàn phay. .42 2.3.5. Động lực học hệ thống máy .45 3. Tính toán thiết kế máy 49 3.1. Lựa chọn mô hình và nguyên lý làm việc của máy 49 3.1.1. Lựa chọn kết cấu dàn phay 49 3.2. Thiết kế dàn phay 51 3.2.1. Kết cấu trống phay .51 3.2.2. Tính toán các thông số hình học và động hoc của dàn phay .54 3.3. Thiết kế hệ thống truyền động 57 3.4. Thiết kế lỡi xới vun .58 4. Kết quả khảo nghiệm giám định máy 63 4.1. Phần chung .63 Trng i hc Nụng nghip 1 - Lun Vn Thc s k thut ----------- ------------------------------------v 4.2. Các bớc tiến hành xác định .64 4.2.1. Xác định một số thông số cấu tạo chính 64 4.2.2. Xác định điều kiện ruộng mía trớc khi thử 65 4.2.3. Xác định vận tốc làm việc .66 4.2.4. Xác định độ xới sâu .67 4.2.5. Xác định chiều cao vun luống .67 4.2.6. Xác định bề rộng làm việc .68 4.2.7. Xác định khối lợng cỏ sau khi xới .68 4.3. Tổng hợp kết quả giám định tính năng làm việc của máy 68 4.3.1. Điều kiện thử .68 4.3.2. Kết quả khảo nghiệm kiểm tra tính năng làm việccủa máy .69 4.4. Tính kinh tế khi áp dụng máy xới gi hàng 71 Kết luận và đề nghị 73 Kết luận 73 Đề nghi 73 Tài liệu tham khảo .74 Phụ lục 77 Trng i hc Nụng nghip 1 - Lun Vn Thc s k thut ----------- ------------------------------------vi Danh mục các bảng Bảng 4.1. Xác định điều kiện ruộng mía trớc khi thử 66 Bảng 4.2. Xác định vận tốc làm việc .66 Bảng 4.3. Xác định độ xới sâu .67 Bảng 4.4. Xác định chiều cao vun luống .67 Bảng 4.5. Xác định bề rộng làm việc .68 Bảng 4.6. Xác định khối lợng cỏ sau khi xới .68 Bảng 4.7. Điều kiện thử .69 Bảng 4.8. Kết quả khảo nghiệm kiểm tra tính năng làm việccủa máy .70 Trng i hc Nụng nghip 1 - Lun Vn Thc s k thut ----------- ------------------------------------vii Danh mục các hình Hình 1.1. Máy xới lò xo 18 Hình 1.2 Máy xới XM-6 19 Hình 1.3 Máy xới bón mía XBM-2,4 20 Hình 1.4 Xới bằng trâu bò cày .21 Hình 1.5 Máy xới cỡ nhỏ liên hợp với Máy kéo BS-12 .23 Hình 2.1 : Mô hình cơ học máy xới giữa hàng mía .26 Hình 2.2: Sơ đồ vận tốc và quỹ đạo chuyển động của bánh xe chủ động .29 Hình 2.3: Sơ đồ lực và mô men tác dụng lên bánh xe chủ động 30 Hình 2.4: Sơ đồ làm việc của lỡi phay .36 Hình 2.5. Sơ đồ lực tác dụng lên bánh xe đàn hồi khi lăn trên đờng mềm 39 Hình 2.6: Sơ đồ lực tác dụng lên máy khi làm việc .42 Hình 2.7 : Mô hình động lực học máy .45 Hình 3.1. Máy xới chủ động 50 Hình 3.2. Máy xới chủ động có tấm đỡ .51 Hình 3.4. Lỡi phay dạng dao thẳng 52 Hình 3.5. Lỡi phay dạng dao cong 52 Hình 3.5. Lỡi phay dạng móng 52 Hình 3.6. Lỡi phay dạng dao cắt .52 Hình 3.7. Cách lắp lỡi phay .54 Hình 3.8. Trống phay .54 Hình 3.9. Kêt cấu hệ thống dàn phay .57 Hình 3.10 : Thí nghiệm xác định góc ma sát .59 Hình 3.11 Hệ thống lỡi xới vun .60 Hình 3.12. Bản vẽ lắp tổng thể máy XGH-0,6 61 Hình 3.13 Máy XGH-0,6 .62 Hình 3.14 Máy XGH-0,6 làm việc trên đồng 62 Hình 4.1 Khảo nghiệm máy XG H-0,6 65 Trng i hc Nụng nghip 1 - Lun Vn Thc s k thut ----------- ------------------------------------1 Mở đầu Thâm canh tăng năng suất cây mía là một giải pháp quan trọng để ngời nông dân nâng cao thu nhập. Để thâm canh tăng năng suất mía cần giống tốt, phân bón đủ, chăm sóc đúng kỹ thuật đồng thời cần phải áp dụng cơ giới hoá vào các khâu canh tác trong đó có khâu chăm sóc. Chăm sóc mía bằng máy sẽ giải quyết tốt tình trạng thiếu lao động ở các vùng nguyên liệu mía, thực hiện tốt các yếu tố của các quá trình chăm sóc mía theo hớng thâm canh, góp phần tích cực nâng cao năng suất và hiệu quả trồng mía. Vấn đề cơ khí hoá các khâu canh tác mía ở các nớc trên thế giới đ đợc giải quyết triệt để. ở Việt Nam vấn đề này còn đamg ở giai đoạn nghiên cứu. Trong các khâu chăm sóc, khâu xới và vun đất là một trong những khâu quan trọng nhất cho sự phát triển của cây mía, đồng thời là khâu vất vả nhất của ngời nông dân. Xới diệt cỏ, phá váng giữa hàng cho mía đặc biệt là khi mía đ vơn lóng còn nhiều trở ngại. Những máy cỡ lớn liên hợp với máy kéo bốn bánh là không phù hợp, những máy xới cỡ nhỏ liên hợp với máy kéo hai bánh, mặc dù có thể đi giữa hai hàng mía nhng vì kích thớc cha đủ nhỏ gọn nên việc điều khiển máy rất khó khăn. Vì vậy,đối tợng nghiên cứu của đề tài là thiết kế chế tạo ra một mẫu máy xới cỡ nhỏ, có khả năng đi giữa hai hàng mía và dứa, điều khiển dễ dàng để chăm sóc giữa hàng cho mía khi cây đ vơn lóng cao . Máy làm việc theo nguyên lý tự hành có bộ phận làm việc tích cực . Phơng pháp nghiên cứu : Phân tích u nhợc điểm của các máy xới tích cực hiện có đề tài lựa chọn mô hình kết cấu máy (Động cơ , dàn xới , bánh xe và Trng i hc Nụng nghip 1 - Lun Vn Thc s k thut ----------- ------------------------------------2 các bộ phận phụ trợ) . Từ mô hình đề tài xây dựng phơng trình cân bằng công suất của liên hợp máy (Xem liên hợp máy nh máy kéo có một cầu chủ động).Trên cơ sở đó chọn động cơ , tính toán thiết kế dàn xới và bộ phận vun đất phía sau . Máy xới tự hành điều khiển bằng tay lần đầu sử dụng ở nớc ta và cũng là lần đầu sử dụng để xới giữa hàng mía . Do sử dụng ngay dàn xới chủ động làm bánh chủ động cho liên hợp máy nên kết cấu máy đơn giản gọn nhẹ phù hợp với chăm sóc giữa các hàng cây nh mía và dứa . Luận văn đợc trình bầy trong 4 phần: 1. Giới thiệu tổng quan về cây mía , các đặc điểm của cây mía có liên quan đến khâu chăm sóc và tình hình cơ khí hóa khâu này ở trong và ngoài nớc . 2. Lựa chọn đối tơng nghiên cứu và xây dựng cơ sở lý thuyết tính toán thiết kế máy xới giữa hàng . 3 . Tính toán thiết kế máy xới giữa hàng . 4 . Kết quả khảo nghiệm máy xới giữa hàng . Cuối cùng là phần kết luận và đề nghị . . tơng nghiên cứu và xây dựng cơ sở lý thuyết tính toán thiết kế máy xới giữa hàng . 3 . Tính toán thiết kế máy xới giữa hàng . 4 . Kết quả khảo nghiệm máy. đề tài là thiết kế chế tạo ra một mẫu máy xới cỡ nhỏ, có khả năng đi giữa hai hàng mía và dứa, điều khiển dễ dàng để chăm sóc giữa hàng cho mía khi cây