NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHẢO NGHIỆM MÁY THÁI KIỂU ĐĨA 12 DAO

TÓM TẮT Đề tài “ Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo, khảo nghiệm máy thái kiểu đĩa 12 dao” được thực hiện tại khoa Cơ khí – Công nghệ, trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh, thời gia

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

******************

NGUYỄN THANH PHONG

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHẢO NGHIỆM MÁY THÁI

KIỂU ĐĨA 12 DAO

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT

Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 11/2011

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

********************

NGUYỄN THANH PHONG

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHẢO NGHIỆM MÁY THÁI

KIỂU ĐĨA 12 DAO

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, KHẢO NGHIỆM

MÁY THÁI KIỂU ĐĨA 12 DAO

NGUYỄN THANH PHONG

Hội đồng chấm luận văn:

4 Phản biện 2: PGS TS NGUYỄN NGỌC PHƯƠNG

Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM

5 Ủy viên: PGS.TS TRẦN THỊ THANH

Đại học Nông Lâm TP HCM

ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

HIỆU TRƯỞNG

Tốt nghiệp giáo viên dạy nghề, ngành sửa chữa ô tô, hệ cao đẳng của trường

Sư Phạm Kỹ Thuật IV, thành phố Vĩnh Long, tỉnh Vĩnh Long, năm 1990

Tốt nghiệp đại học ngành Cơ khí động lực hệ tại chức tại Đại học Sư Phạm

Kỹ Thuật Thủ Đức, Thành Phố Hồ Chí Minh năm 2001

Năm 1990 làm giáo viên trường Công nhân kỹ thuật, tỉnh Bến Tre

Năm 1998 làm giáo viên trường TH Kỹ thuật công nghiệp, tỉnh Bến Tre Năm 2004 làm giảng viên trường Cao Đẳng Bến Tre

Tháng 09 năm 2008 theo học Cao học ngành Cơ Khí Công Nghệ tại đại học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh

Tình trạng gia đình: Vợ Nguyễn Thanh Lan kết hôn năm 2000, 2 con trai Nguyễn Nhật Quang sinh năm 2001, Nguyễn Nhật Tùng sinh năm 2003

Địa chỉ liên lạc: 50/2 đường Phan Đình Phùng, khu phố 2, phường 4, thành phố Bến Tre, tỉnh Bến Tre

Điện thoại: 0918683781

Email: nguyenphong1966@gmail.com

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi

Các số liệu, kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận văn

Nguyễn Thanh Phong

LỜI CẢM TẠ

Để thực hiện và hoàn thành luận văn thạc sĩ này tôi xin bày tỏ lòng kính trọng

và biết ơn sâu sắc đến:

* Cô PGS TS Trần Thị Thanh, Trưởng khoa Cơ khí – Công nghệ Trường Đại học Nông lâm thành phố Hồ Chí Minh – Giáo viên hướng dẫn đề tài Cô đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình làm đề tài Qua thời gian làm việc cùng Cô, tôi đã có được những kiến thức nghiên cứu khoa học cơ bản, cách nhận định đánh giá một vấn đề,… Đó là nền tảng giúp cho tôi tiếp bước vững chắc trong công tác giảng dạy của mình sau này

* Ban Giám hiệu, Phòng Sau đại học, Thầy TS Nguyễn Như Nam và tập thể Giảng viên của Khoa Cơ khí - Công nghệ, Trường Đại học Nông Lâm thành phố

Hồ Chí Minh đã tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức quí báu và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình học Cao học cũng như thực hiện luận văn

* Ban giám hiệu và các bạn đồng nghiệp trường Cao đẳng Bến Tre đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình học tập và thực hiện đề tài

* Tập thể học viên lớp cao học Cơ Khí Khóa 2008 đã hỗ trợ, giúp đỡ, động viên chia sẻ kinh nghiệm trong học tập và làm việc

* Cảm ơn cha mẹ, anh chị em, vợ tôi đã chia sẻ, gánh vác trách nhiệm gia đình và động viên tôi trong suốt quá trình học Cao học

TÓM TẮT

Đề tài “ Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo, khảo nghiệm máy thái kiểu đĩa 12

dao” được thực hiện tại khoa Cơ khí – Công nghệ, trường Đại học Nông Lâm Thành

phố Hồ Chí Minh, thời gian từ tháng 03 năm 2010 đến tháng 10 năm 2011 với kết

quả được tóm tắt như sau:

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy thái cỏ có khả năng thái nhỏ theo yêu cầu công nghệ ủ bằng túi ủ các nguyên liệu làm thức ăn xanh đạt năng suất 6 tấn/h Luận văn đã kế thừa lý thuyết tính toán sơ đồ dao thái lưỡi thẳng

đã được Резник (1964) và nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước nghiên cứu xây dựng, biên soạn để phát triển thành lý thuyết tính toán thiết kế sơ đồ dao thái lưỡi thẳng làm cơ sở khoa học thiết kế, chế tạo máy thái MTC – 12 – 6 Luận văn đã sử dụng máy thái MTC – 12 – 6 làm máy mô hình trong nghiên cứu thực nghiệm bằng phương pháp qui hoạch thực nghiệm với hai thống số ra là độ không đồng nhất về kích thước chiều dài sản phẩm thái và chi phí điện năng riêng, ba thông số vào là tỉ số giữa vận tốc dài trục cuốn và vận tốc băng tải i, chiều dài lò xo ép Llx(mm) và số vòng quay của đĩa dao thái n (vg/ph)

Mô hình thống kê mô tả độ không đồng nhất về kích thước chiều dài sản phẩm thái và chi phí điện năng riêng ở máy thái MTC – 12 – 6 có dạng:

a = – 684,9680 + 565,0900*i + 4,0098*Llx + 0,0204*n – 3,0050*i*Llx – 0,2017*i*n + 2,4648* 10-4* n2

Ar = – 15,8735 + 15,8981*i – 0,0705 *Llx + 0,0555*n + 0,0465*i*Llx – 1,4583*10-4*Llx*n – 9,2192*i2 + 2,4252*10-4*Llx2 – 3,5057*10-5*n2

Kết quả tính toán tối ưu hoá đã xác định được các chỉ tiêu tối ưu cho máy thái MTC – 12 – 6 là độ không đồng nhất sản phầm đạt atư = 2,63 %, tương ứng chỉ tiêu mức tiêu thụ điện năng riêng Artư = 1,038 kWh/t Thông số tối ưu đã xác định được là tỉ số tối ưu giữa vận tốc dài trục cuốn và vận tốc băng tải itư = 1,216

chiều dài lò xo ép tối ưu Llxtư = 143,2 mm và số vòng quay tối ưu của đĩa dao thái

ABSTRACT

The Master’s thesis: "Studying, designing, manufacturing, and experimental investigation for the cutter with 12 knifes on a disk" has been

conducted in the Faculty of Engineering and Technology, Nong Lam University

Ho Chi Minh city, from March 2010 to October 2011 with its summarized results are as follows:

The objective of this thesis was to study, design, and manufacture a cutter with its capacity is 6 tons per hour The cutter can cut the grass, corn body, and others into small units in order to passing the requirements of the technology incubation using bag material which is served for castle feeding The thesis has referenced some previous studies like the theory calculation for straight blade cutter from Резник (1964) and some design knowledge in similar cutter as MTC –

12 -6 developed by local and foreign researchers The MTC -12 – 6 cutter has been used as a model for experimental planning study in which (i) two output optimal parameters are the heterogeneous of dimension of the cutting product and the specific energy consumption, and (ii) three input parameters are the ratio velocity between the rewinding axis and feeding belt, the length L1x of pressured spring (mm), and the rotation n (rpm) of the cutter disk

The statistical model shows the heterogeneous of dimension of the cutting product and the specific energy consumption of the MTC - 12 - 6 cutter as:

a = – 684,9680 + 565,0900*i + 4,0098*Llx + 0,0204*n – 3,0050*i*Llx – 0,2017*i*n + 2,4648* 10-4* n2

Ar = – 15,8735 + 15,8981*i – 0,0705 *Llx + 0,0555*n + 0,0465*i*Llx – 1,4583*10-4*Llx*n – 9,2192*i2 + 2,4252*10-4*Llx2 – 3,5057*10-5*n2

The multi-objective optimization calculating shows that the optimal parameter of heterogeneous of dimension of the cutting product is atư = 2,63 %

with the specific energy consumption of Artư = 1,038 kWh/t The optimal input parameters are:

- The ratio velocity between the rewinding axis and feeding belt is itư = 1,216

- The length L1x of pressured spring is Llxtư = 143,2 mm, and

- The rotation n(rpm) of the cutter disk is ntư = 399,6 rpm

The technological requirements of the cutter are ensured when it works in the optimal working regime such as:

+ Its capacity is Q = 6,185  6,649 tons/h; and

+ The length of cutting product is l = 10,7  13,8 mm

2.1.1 Công nghệ sản xuất thức ăn ủ xanh dạng túi ủ 42.1.2 Một số tính chất của cây bắp và yêu cầu công nghệ của sản phẩm được

thái từ cây bắp làm thức ăn ủ xanh dạng túi ủ 7

2.1.2.2 Yêu cầu công nghệ của sản phẩm được thái từ cây bắp làm thức ăn ủ

xanh dạng túi ủ 10

2.1.4 Lý thuyết tính toán sơ đồ dao thái lưỡi thẳng 14

2.1.7 Độ dài đoạn thái 192.2 Các kết quả nghiên cứu về máy thái cây bắp làm thức ăn ủ xanh dạng túi

2.2.1 Các kết quả nghiên cứu về máy thái cây bắp làm thức ăn xanh dạng túi

2.2.2 Các kết quả nghiên cứu về máy thái cây bắp làm thức ăn xanh dạng túi

2.3 Ý kiến thảo luận và hướng nghiên cứu của đề tài 27

3.2.1.1 Yêu cầu công nghệ của máy thái cây bắp làm thức ăn xanh dạng túi ủ 29

3.2.1.2 Phương pháp nghiên cứu sơ đồ dao thái 303.2.1.3 Phương pháp thiết kế máy thái cây bắp làm thức ăn xanh dạng túi ủ 30

4.1.1 Xây dựng mô hình toán mô tả các thông số hình học của bộ phận thái

4.1.2 Tính toán thiết kế sơ đồ dao thái cho máy thiết kế 38

4.1.2.2 Dữ liệu thiết kế xác định qua thực nghiệm 394.1.2.3 Tính toán vùng làm việc của góc trượt  cho sơ đồ dao thái của máy

4.1.2.6 Tính toán kiểm tra độ quay không đều 44

4.2.1 Nghiên cứu máy thái cỏ MTC – 12 – 6 bằng phương pháp quy hoạch

4.2.1.3 Lập mô hình thống kê thực nghiệm bậc II 55

4.3.1 Khái niệm thông số tối ưu và chỉ tiêu tối ưu 68

4.3.3 Xác định các thông số làm việc theo chỉ tiêu độ không đều sản phẩm

7.1.1 Tính toán thiết kế dao thái 787.1.1.1 Xác định góc đặt dao, góc cắt thái 787.1.1.2 Xác định các kích thước của dao thái 787.1.2 Tính toán thiết kế trục cuốn chủ động 787.1.3 Công nghệ chế tạo các chi tiết của máy thái MTC – 12 – 6 797.1.4 Công nghệ lắp ráp máy thái MTC – 12 – 6 807.1.5 Công nghệ sơn máy thái MTC – 12 – 6 80

7.2.3.1 Kết quả phân tích phương sai hàm độ không đồng nhất về kích thước

chiều dài sản phẩm thái y1 với mô hình thống kê bậc I có số hạng chéo 93

7.2.3.2 Kết quả phân tích phương sai hàm chi phí điện năng riêng để thái y2

với mô hình thống kê bậc I không có số hạng chéo 947.3 Kết quả thực nghiệm và xử lý số liệu với mô hình thống kê bậc II 957.3.1 Ma trận thí nghiệm và kết quả thực nghiệm theo phương án bậc II ở

7.3.2 Kết quả xử lý số liệu hàm độ không đồng nhất về kích thước chiều dài

sản phẩm thái y1 với mô hình thống kê bậc II 967.3.2.1 Kết quả phân tích phương sai hàm độ không đồng nhất về kích thước

chiều dài sản phẩm thái y1 với mô hình thống kê bậc II 96

7.3.2.2 Kết quả xác định hàm hiệu y1 với mô hình thống kê bậc II 977.3.3 Kết quả xử lý số liệu hàm chi phí điện năng riêng để thái y2 với mô

7.3.3.1 Kết quả phân tích phương sai hàm chi phí điện năng riêng để thái y2 987.3.3.2 Kết quả xác định hàm hiệu quả hàm chi phí điện năng riêng để thái y2

7.4.1 Kết quả tính toán tối ưu hóa hàm độ không đồng nhất về kích thước

7.4.2 Kết quả tính toán tối ưu hóa hàm chi phí điện năng riêng để thái y2 1017.4.3 Kết quả tính toán tối ưu hóa với độ không đồng nhất về kích thước

chiều dài sản phẩm thái và chi phí điện năng riêng để thái thấp nhất 101

DANH SÁCH LIỆT KÊ CÁC KÝ HIỆU

Ký

a Độ không đồng nhất về kích thước chiều dài sản phẩm thái %

atb Chiều cao trung bình của họng thái m

Ký

h Khoảng cách từ tâm quay đến tấm kê theo đường thẳng đứng m

j Mô men quán tính của máy thái kg.m2

j0 Mô men quán tính của đế đối với khối tâm của nó kg.m2

Ký

Mcc Mômen cung cấp vật thái vào máy Nm

Mvc Mô men vận chuyển sản phẩm thái Nm

n Số vòng quay trong một phút của máy thái vg/ph

Pi Khối lượng các đoạn thái có độ dài từ li đến li+1 Kg

Q Năng suất tính toán của máy thái Kg/h

r Bán kính từ tâm quay của dao đến đểm giữa của S m

Ký

S Diện tích một dao thái được tính bằng diện tích giới hạn bởi đường moment cắt thái và trục hoành (trục biểu diễn góc ) mm2

Sd Diện tích giới hạn bởi đường cong mô men cắt thái Mct và

u Khoảng cách từ trục quay của đường nằm ngang tới điểm

dịch chuyển của lưỡi dao theo cạnh sắc của họng thái m

v Khoảng cách từ đường thẳng góc với lưỡi dao (kể từ tâm

quay) tới điểm của lưỡi dao mà ta xét m

x1 Tỉ số giữa vận tốc dài trục cuốn và vận tốc băng tải

x3 Số vòng quay của đĩa dao thái Vg/ph

y1 Độ không đồng nhất về kích thước chiều dài sản phẩm thái %

y2 Mức tiêu thụ điện năng riêng kWh/t

 Khối lượng thể tích của lớp rau cỏ được trục cuốn nén Kg/m3

Ký

S Độ dài đoạn lưỡi dao ngập vào vật thái cm

c Độ trượt của trục cuốn trên lớp cỏ

' Góc ma sát giữa cạnh sắc lưỡi dao và vật thái Độ

 Góc hợp bởi giữa cạnh sắc lưỡi dao và cạnh sắc tấm kê Độ

tb Vận tốc góc trung bình trục máy rad/s

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.2 Sơ đồ cấu tạo máy thái cỏ kiểu đĩa trục nằm ngang 12

Hình 2.3 Sơ đồ tổng quát của dao thái lưỡi thẳng 14

Hình 2.6 Máy thái cỏ theo mẫu INRI của Trung tâm Năng lượng và Máy

Nông Nghiệp (trường đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh) 20

Hình 2.7 Máy thái cỏ của Công ty Cổ Phần Quốc Tế Xanh 21

Hình 2.9 Các bộ phận cung cấp và thái của máy thái rau cỏ rơm PCC-6,0 25

Hình 2.10 Sơ đồ dẫn động của máy thái rau cỏ rơm PCC-6 26

Hình 3.1 Thước kẹp, thước kéo và đồng hồ bấm giây 31

Hình 3.3 Đồng hồ đo cường độ dòng điện KYORITSU – 2017 32

Hình 4.4 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc chi phí năng lượng riêng của Ar

Hình 4.7 Biểu đồ biểu diễn sự ảnh hưởng của các thông số vào đến độ

không đồng đều sản phẩm thái ở dạng mã 60

Hình 4.8 Biểu đồ biểu diễn sự ảnh hưởng của các thông số vào đến độ

không đồng đều sản phẩm thái ở dạng thực 60

Hình 4.9 Đồ thị quan hệ a – i – Llx ở dạng không gian 3 chiều 61

Hình 4.21 Biểu đồ biểu diễn sự ảnh hưởng của các thông số vào đến chi phí

điện năng riêng để thái ở dạng mã 64

Hình 4.22 Biểu đồ biểu diễn sự ảnh hưởng của các thông số vào đến chi phí

điện năng riêng để thái ở dạng thực 64

Hình 4.23 Đồ thị quan hệ Ar – i – Llx ở dạng không gian 3 chiều 65

Hình 4.34 Đồ thị quan hệ y2 – x2 – x3 ở dạng phẳng 67

Hình 7.13 Cơ cấu truyền động băng tải – trục cuốn 103

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Thành phần hóa học trong thân lá và lõi bắp (% chất khô) 09

Bảng 4.1 Sự phụ thuộc của áp suất cắt thái q vào góc trượt  39

Bảng 4.2 Sự phụ thuộc của hệ số cắt trượt f’ vào góc trượt  39

Bảng 4.3 Sự phụ thuộc của năng lượng cắt thái Ar vào góc trượt  41

Bảng 4.4 Giá trị Ar ở vùng lân cận Armin 41

Bảng 4.5 Sự phụ thuộc của mô men cắt thái vào góc quay  43

Bảng 4.6 Miền thực nghiệm theo phương án thực nghiệm bậc I 52

Bảng 4.7 Ma trận thí nghiệm và kết quả thực nghiệm 52

Bảng 4.8 Miền thực nghiệm theo phương án quay bậc II Box –Hunter 56

Bảng 4.9 Ma trận thí nghiệm và kết quả thực nghiệm 57

Bảng 7.2 Kết quả phân tích phương sai hàm độ không đồng nhất về kích

thước chiều dài sản phẩm thái y1 với mô hình thống kê bậc I không

Bảng 7.3 Kết quả phân tích phương sai hàm chi phí điện năng riêng để thái

y2 với mô hình thống kê bậc I không có số hạng chéo 93

Bảng 7.4 Kết quả phân tích phương sai hàm độ không đồng nhất về kích thước

chiều dài sản phẩm thái y1 với mô hình thống kê bậc I có số hạng chéo 93

Bảng 7.5 Kết quả phân tích phương sai hàm chi phí điện năng riêng để thái y2 với mô hình thống kê bậc I không có số hạng chéo 94

Bảng 7.6 Ma trận thí nghiệm và kết quả thực nghiệm theo phương án bậc II

Bảng 7.7 Kết quả phân tích phương sai hàm độ không đồng nhất về kích

thước chiều dài sản phẩm thái y1 với mô hình thống kê bậc II 97

Bảng 7.8 Kết quả xác định hàm độ không đồng nhất về kích thước chiều dài

sản phẩm thái y1 với mô hình thống kê bậc II ở dạng mã hóa 97

Bảng 7.9 Kết quả xác định hàm độ không đồng nhất về kích thước chiều dài

sản phẩm thái y1 với mô hình thống kê bậc II ở dạng thực 98

Bảng 7.10 Kết quả phân tích phương sai hàm chi phí điện năng riêng để thái

y2 với mô hình thống kê bậc II 98

Bảng 7.11 Kết quả xác định hàm chi phí điện năng riêng để thái y2 với mô

hình thống kê bậc II ở dạng mã hóa 99

Bảng 7.12 Kết quả xác định hàm chi phí điện năng riêng để thái y2 với mô

hình thống kê bậc II ở dạng thực 100

Trong 20 năm gần đây, đàn bò sữa của nước ta phát triển khá nhanh, năm

1990 cả nước chỉ có 11.000 con thì năm 2000 đã tăng lên 35.000 con Từ khi có quyết định số 167/2001/QĐ-TTg ngày 26/10/2001 về một số giải pháp phát triển chăn nuôi bò sữa, đàn bò năm 2004 tăng lên 95.794 con và năm 2008 đạt 107.983 con Như vậy trong vòng 20 năm đàn bò sữa đã tăng gấp 10 lần so với năm 1990 (Nguồn Cục chăn nuôi 2008)

Đạt được những thành công ấy, ngoài các yếu tố quản lý, thú y thì yếu tố quyết định vẫn là cung cấp đầy đủ, kịp thời thức ăn cho bò nhất là thức ăn thô xanh Đây là loại thức ăn rất cần thiết cho đại gia súc nói chung và bò nói riêng Tuy nhiên, có nhiều loại cỏ là thức ăn thô xanh có thân cứng và dài nên việc cho

ăn trực tiếp không qua làm nhỏ, làm mềm sẽ gây lãng phí và hiệu suất sử dụng thức ăn của vật nuôi thấp Mặt khác, do đặc điểm về điều kiện tự nhiên, khí hậu mà việc canh tác, thu hoạch các loại thực vật làm thức ăn chăn nuôi ở các tỉnh Phía Nam thường chỉ tập trung vào mùa mưa, còn các tỉnh Phía Bắc không thể canh tác thu hoạch trong những ngày đông rét mướt Vì vậy, để có thức ăn thô, người sản xuất chăn nuôi phải bảo quản, tồn trữ thức ăn chăn nuôi dạng ủ xanh (ủ tươi) hay bảo quản khô dạng đóng bánh hay đánh đống Với thức ăn chăn nuôi là các loại cỏ

có thân đốt cứng như cỏ voi hay thân cây bắp và một số loại cỏ có thân mềm khác

tươi thành hố hay đống hoặc dạng túi hút chân không Còn các loại cỏ thân mềm, chất xơ chiếm chủ yếu thì được bảo quản dưới dạng phơi sấy khô đánh đống hay đóng bánh Để ủ tươi thì công đoạn chế biến không thể thiếu được là làm nhỏ bằng cách thái Để ủ thì độ nhỏ của thức ăn càng nhỏ càng tốt

Như vậy, ta có thể thấy tầm quan trọng của việc sử dụng các máy thái cỏ trong qui mô chăn nuôi đại gia súc hiện nay là rất cần thiết Các máy thái được sử dụng hiện nay thường là ngoại nhập và có giá thành rất cao Hầu hết các máy thái được sản xuất trong nước lại chưa đạt được yêu cầu kỹ thuật là máy có năng suất cao (trên 4 tấn/h) nhằm phục vụ qui mô chăn nuôi lớn như công ty cổ phần sữa Đà Lạt – Đức Trọng – Lâm Đồng có qui mô chăn nuôi 750 con, trang trại Công ty Cổ phần DELTA - Huyện Hóc Môn - Thành phố Hồ Chí Minh với qui mô 1000 con, trại bò sữa Nghệ An có qui mô chăn nuôi 3000 con cung ứng mỗi ngày 30 tấn sữa cho nhà máy chế biến sữa Vinamilk tại Nghệ An Thực tế chăn nuôi bò sữa có dấu hiệu đáng mừng là mô hình chăn nuôi nhỏ lẻ đã giảm và xu hướng chăn nuôi tập trung phát triển Trong số hơn 80.000 con bò sữa của thành phố, hiện có hơn 41.00 con đang trong giai đoạn vắt sữa, mỗi năm cung cấp cho thị trường hơn 200.000 tấn sữa Hiện tại, chăn nuôi bò sữa ở Thành phố Hồ Chí Minh tập trung nhiều nhất

ở huyện Củ Chi, Hóc Môn, Bình Chánh và quận 12

Thành phố đang khuyến khích người dân tận dụng nguồn đất trống và mạnh dạn chuyển diện tích trồng lúa kém hiệu quả sang trồng cỏ phục vụ cho đàn bò Đến nay, diện tích trồng cỏ của thành phố đạt gần 3.800 ha với sản lượng cỏ cung cấp ước đạt 750.000- 800.000 tấn/năm Các loại máy thái hiện nay chủ yếu là các máy có năng suất thấp (dưới 2 tấn/h) phục vụ qui mô chăn nuôi hộ gia đình Đây là một trở ngại kỹ thuật rất lớn cho các máy thái hiện nay nhằm phục vụ yêu cầu chăn nuôi trang trại

Để đảm bảo dự trữ thức ăn tươi xanh theo yêu cầu kỹ thuật mới chế biến thức ăn ủ tươi của công nghệ mới dạng túi ủ mà không cần qua công đoạn nén, ép như ủ hầm, hố, silô chứa hay đánh đống thì vật thái có độ dài đoạn thái ≤ 15 mm là tốt nhất Năm 2004, Nguyễn Như Nam thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học cấp

Bộ Giáo dục và Đào tạo : “Nghiên cứu công nghệ và thiết kế, chế tạo dây chuyền

chế biến thức ăn gia súc cho chăn nuôi đại gia súc và xuất khẩu” với Mã số: B

2004 – 21 – 62 Kết quả của đề tài đã chuyển giao thiết kế cho công ty TNHH một thành viên Cơ khí Tây Ninh chế tạo thành công máy thái cây bắp kiểu đĩa trục ngang đạt được năng suất 6 tấn/h nhưng độ dài đoạn thái > 20 mm không phù hợp với công nghệ chế biến thức ăn ủ tươi của công nghệ dạng túi ủ

Để giải quyết trở ngại này, đã có hướng nghiên cứu kết hợp thái và nghiền (băm) Tuy nhiên sẽ làm cho kết cấu máy phức tạp, giá thành đầu tư, chi phí sản xuất cao Hướng nghiên cứu đặt ra là nâng cao khả năng làm việc của máy thái kiểu đĩa thông thường nhằm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật chế biến thức ăn ủ tươi theo công nghệ mới dạng túi ủ

Từ yêu cầu thực tế của sản xuất, được sự chấp thuận của Hội đồng khoa học Khoa Cơ Khí – Công Nghệ, và Ban Giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh, dưới sự hướng dẫn của Trần Thị Thanh, tôi thực hiện đề tài:

“Nghiên cứu thiết kế, chế tạo, khảo nghiệm Máy thái kiểu đĩa 12 dao năng suất 6 tấn/h”

1.2 Mục tiêu của đề tài

Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy thái cỏ có khả năng thái nhỏ theo yêu cầu công nghệ ủ bằng túi ủ các nguyên liệu làm thức ăn xanh đạt năng suất 6 tấn/h

Tính khoa học của đề tài là lần đầu tiên ở trong nước có mẫu máy thái

năng suất cao có khả năng thái nhỏ đảm bảo yêu cầu công nghệ sản xuất thức ăn xanh dạng túi ủ mà không phải qua thực hiện thêm khâu băm nghiền

Tôi xin chân thành cám ơn sự quan tâm và chỉ dẫn của Quí Thầy – Cô trong

và ngoài trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh, của Ban chủ nhiệm khoa Cơ khí – Công nghệ và phòng Sau Đại học

Chương 2 TỔNG QUAN

2.1 Đối tượng nghiên cứu

2.1.1 Công nghệ sản xuất thức ăn ủ xanh dạng túi ủ

Thức ăn ủ xanh dạng túi ủ là một kỹ thuật bảo quản thức ăn thô xanh hiện đại

 Mục đích:

+ Bảo quản giá trị dinh dưỡng của cây thức ăn không bị mất chất lượng so với thời điểm thu cắt để có thể sử dụng lâu dài trong nhiều tuần hoặc nhiều tháng + Bằng quá trình lên men yếm khí làm cho thức ăn trở nên dễ tiêu hóa, các phần cứng của thân cây bắp, cỏ voi, đọt mía… sẽ bị mềm ra kích thích gia súc thích ăn và tiêu hóa tốt hơn

+ Kỹ thuật “ ủ xanh dạng túi ủ ” thức ăn thô xanh có thể giúp người chăn nuôi hoàn toàn chủ động trong việc bảo đảm nguồn cung cấp thức ăn thô xanh ổn định cho đại gia súc và có thể khai thác sử dụng có hiệu quả các nguồn nguyên liệu phụ phế phẩm nông nghiệp

 Nguyên tắc ủ xanh dạng túi ủ:

- Hạn chế triệt để sự có mặt của ôxy khí quyển trong khối thức ăn ủ

- Tăng cường quá trình lên men kỵ khí bằng các chất xúc tác

 Bản chất của quá trình ủ xanh dạng túi ủ:

Quá trình ủ xanh là quá trình lên men yếm khí trong túi ủ khi có đủ độ ẩm Giữ vai trò chính trong quá trình ủ là các vi khuẩn lên men lactic có sẵn trong cây bắp Những quá trình chính sau đây xảy ra trong quá trình ủ xanh:

+ Hoạt động hiếu khí:

Những tế bào trong cây bắp tiếp tục hô hấp, tiêu thụ oxy còn lại trong túi ủ tạo ra khí CO2 và nước, kèm theo toả nhiệt lượng đó là dấu hiệu đầu tiên của sự hô

hấp Nguyên nhân chủ yếu là do những tế bào thực vật còn sống nhờ ôxy của không khí còn xót lại trong túi ủ vẫn tiếp tục hô hấp và sản sinh ra năng lượng

Đường + O2 CO2 + H2O + nhiệt (2.1) Nấm men và nấm mốc

Giai đoạn hoạt động hiếu khí kéo dài hay ngắn tùy thuộc vào sự có mặt của ôxy trong túi ủ Thức ăn bị tổn thất về chất dinh dưỡng, chủ yếu là hydratcacbon

do quá trình hô hấp này

+ Hoạt động yếm khí:

Khi toàn bộ lượng ôxy còn lại trong túi ủ đã bị tiêu diệt hết ở giai đoạn trên,

vi khuẩn yếm khí bắt đầu hoạt động và sinh sôi nhanh Đồng thời nấm men và mốc

bị chết đi, tế bào vẫn có thể tiếp tục sống thêm được một thời gian nhất định nữa Trong quá trình này chất đường tích lũy trong thức ăn tiếp tục bị phân giải cho ra rượu và các axit hữu cơ

+ Phân giải prôtêin:

Trong thức ăn đem ủ xanh dạng túi ủ có khoảng 75 – 90% Nitơ tổng số tồn tại ở dạng prôtêin Khi thức ăn được ủ xanh dạng túi ủ, quá trình phân giải prôtêin vẫn tiếp tục mặc dù có giảm xuống khi pH giảm Sản phẩm của quá trình phân giải prôtêin này là các axit amin và peptit có độ dài khác nhau Quá trình biến đổi tiếp tục đối với các axit amin sinh ra amôniac hoặc do các enzim thực vật, nhưng chủ yếu là do hoạt động của vi sinh vật

+ Lên men vi sinh vật:

Nấm và vi khuẩn hiếu khí là những vi sinh vật chủ yếu có trong cây cỏ xanh, nhưng trong điều kiện yếm khí chúng bị thay thế bởi vi khuẩn có khả năng sinh trưởng trong điều kiện thiếu ôxy Các vi khuẩn này bao gồm vi khuẩn lactic, vi khuẩn clostridia và enterobacteria

Vi khuẩn lactic:

- Vi khuẩn lactic thường có trong cây bắp đang sinh trưởng với số lượng nhỏ, nhưng chúng tăng nhanh sau khi thu hoạch, đặc biệt là cây đã bị chặt nhỏ

Hô hấp tế bào

hoặc làm nát Trong quá trình ủ xanh dạng túi ủ, quá trình thủy phân hemixenluloza cũng xảy ra, giải phóng đường pentôza và đường này cũng có thể được lên men để tạo thành axit lactic và axit axêtic

- Các loài vi khuẩn thuộc loại lên men đồng chất (homofermentative) như

Lactobacillus plantarium, Pediococcous pentosaceus, Enterococcus faecalis biến

đổi:

Glucôza → 2 axit lactic

Fructôza → 2 axit lactic

Pentôza → axit lactic + 2 axit axêtic (2.2)

- Các loài vi khuẩn thuộc loại lên men dị chất (heterofermentative) như

Lactobacillus brevis, Leuconostoc mesenteroidos biến đổi:

Glucôza → axit lactic + entano + CO2

3 Fructôza → axit lactic + 2 manitol + axit axêtic + CO2

Pentôza → axit lactic + axit axêtic (2.3)

Vi khuẩn clostridia:

- Vi khuẩn clostridia có mặt trong cây bắp dưới dạng bào tử và chỉ phát triển dưới điều kiện yếm khí Clostridia phân giải axit lactic tạo thành axit butyric làm tăng giá trị pH Clostridia còn có khả năng phân giải prôtêin thành axit lactic

và axit butyric, amin và amôniac

- Các loài phân giải đường (Saccharolytic) như Clostridium butyricum,

Clostridium tyrobutyricum biến đổi:

2 axit lactic → axit butyric + 2CO2 + 2H2 (2.4)

- Các loài phân giải prôtêin (Prôtêolytic) như Clostridium bifermentans,

Clostridium sporogenes có thể khử amin hoặc khử cacboxyl:

Khử amin:

Amin glutamic → axit axêtic + axit pyruvic + NH3

Lysin → axit axêtic + axit butyric + NH3 (2.5) Khử cacboxyl:

Axit glutamic → axit aminobutyric + CO

Histidin → histamin + CO2 (2.6) Ôxy hóa khử:

Alanin + 2 glyxin → 3 axit axêtic + 3NH3 + CO2 (2.7)

Enterobacteria:

- Enterobacteria thường có số lượng rất ít trong cây bắp Chúng là những vi khuẩn yếm khí tùy tiện và có khả năng phân giải đường dể tan để tạo ra axit axêtic, ethanol và hydrô:

Glucôza → axit axêtic + enthanol + 2CO2 + 2 H2 (2.8)

2.1.2 Một số tính chất của cây bắp và yêu cầu công nghệ của sản phẩm được thái từ cây bắp làm thức ăn ủ xanh dạng túi ủ

tới 8.600 ha (tính đến năm 1996)

Từ năm 2006, năng suất và sản lượng bắp của Việt Nam đã có những bước tiến nhảy vọt cao nhất từ trước đến nay Tốc độ tăng trưởng diện tích, năng suất và sản lượng bắp của Việt Nam cao hơn nhiều lần của thế giới, lợi nhuận trồng bắp lai cao hơn hẳn các loại cây trồng khác Năm 2008, diện tích trồng bắp của cả nước (trong đó 90% diện tích là bắp lai) đạt 1.126.000 ha, tổng sản lượng trên 4.531.200 tấn Năm 2009, diện tích đạt 1.170.900 ha, tổng sản lượng lên tới trên 5.031000 tấn, cao nhất từ trước tới nay Các giống bắp lai của Việt Nam bước đầu cũng đã xuất bán sang các nước Bangladesh, Cam-pu-chia, Lào, Quảng Tây -Trung Quốc,

Pakistan, Indonesia, Ấn Độ…(Theo Viện nghiên cứu ngô) Từ đây ta thấy các loại

phụ phẩm từ bắp là rất lớn có thể đáp ứng được cho ngành chăn nuôi với qui mô

lớn nói chung và chăn nuôi bò sữa nói riêng của nước ta

Hình 2.1 Đặc điểm hình thái cây và quả bắp

- Quả bắp bóng, cứng, có màu vàng, trắng, đôi khi màu nâu, đỏ, tím, xếp

thành 8 – 10 dãy

- Quả được bao bọc bởi mày (còn gọi là vỏ), trên đầu có vòi còn lại dài

thường gọi là râu bắp

 Điều kiện sống

- Ở nước ta cây bắp có thể trồng ở tất cả các độ cao, có thể trồng trên nhiều

loại đất khác nhau, nhưng tốt nhất là đất phù sa màu mỡ

- Cây bắp chịu hạn tốt

- Cây bắp sinh trưởng nhanh, có thể thu hoạch trong thời gian ngắn Năng

suất chất xanh của bắp thay đổi nhiều tùy theo mục đích sử dụng và mật độ trồng

 Thành phần

Ở nước ta hiện nay cây bắp sau thu hoạch có giá trị dinh dưỡng cao nhất

trong tất cả các loại phụ phế phẩm từ ngũ cốc, vì thế nó có tiềm năng lớn trong

việc cải thiện dinh dưỡng cho gia súc và phù hợp với nhu cầu của vật nuôi để phục

vụ cho việc chế biến thức ăn cho gia súc Trong cây bắp chứa nhiều vật chất khô,

prôtein thô, lipid thô, xơ thô, dẫn xuất không đạm, chất khoáng, canxi, phôtpho…

Kết quả phân tích thành phần hóa học trong thân lá và lõi bắp ghi nhận được trình

bày ở bảng 2 1

Bảng 2.1: Thành phần hóa học trong thân lá và lõi bắp

Thành phần Thân và lá bắp sau thu hoạch % Lõi bắp %

(Nguồn: Kỹ thuật sản xuất thức ăn thô xanh ngoài cỏ - NXB NN 2009)

Cản trở lớn nhất đối với việc sử dụng thân cây bắp sau thu hoạch là khô

cứng vì vậy cần thiết bị cán dập, chặt ngắn trước khi cho ăn hoặc ủ bằng túi ủ các

nguyên liệu làm thức ăn xanh để dự trữ và dùng dần

 Một số tính chất cơ lý của thực vật làm thức ăn cho đại gia súc

- Mặt cắt ngang thân cỏ được tạo thành bởi các mô được sắp xếp theo một

dãy xác định Các mô cơ là những bó sợi dọc thân, phân bố đều trên toàn mặt cắt,

vì vậy để thái người ta phải phá vỡ mối liên kết này

+ Thời gian tiến hành ủ xanh dạng túi ủ:

Nếu thao tác ủ quá lâu không những thức ăn không tốt làm mất chất dinh dưỡng mà còn sinh nhiều nhiệt, nhiệt độ cao trong bao ủ sẽ làm thức ăn bị hỏng

+ Độ kín khí:

Điều kiện không khí không có trong bao ủ là rất cần thiết để thức ăn lúc đầu khỏi sinh nhiệt lượng cao do vi khuẩn hoạt động và về sau vẫn giữ được phẩm chất tốt Muốn vậy, cần phải nén chặt thức ăn (tốt nhất là dùng máy nén ép định lượng)

để giảm thiểu những kẻ hở, không cho không khí tồn tại trong bao ủ

+ Nhiệt độ:

Nhiệt độ thích hợp trong bao ủ là từ 200  600 C Nếu ủ vài ngày mà nhiệt

độ trong túi ủ lên quá cao là do thức ăn không được nén chặt, hoặc do bao ủ không được kín để không khí lọt vào nhiều, hoặc do ánh nắng mặt trời trực tiếp chiếu vào túi ủ quá mạnh Nhiệt độ trong khối thức ăn ủ cao sẽ làm hỏng thức ăn, phản ứng Milliard sẽ xảy ra, thức ăn bị đen

 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cây bắp ủ xanh dạng túi ủ

+ Thành phần nguyên liệu

+ Hàm lượng ẩm:

Để ủ xanh dạng túi ủ tốt, các nguyên liệu đem đi ủ phải đạt độ ẩm từ

65  75% Giá trị pH của thức ăn ủ đóng gói chân không phụ thuộc vào hàm lượng

ẩm ban đầu, hàm lượng ẩm càng thấp thì pH phải xuống càng thấp thì mới có giá trị bảo quản lâu dài

+ Hàm lượng đường:

Nếu hàm lượng đường trong nguyên liệu quá thấp thì quá trình lên men lactic không đủ để hạ pH xuống mức cần thiết để bảo quản được thức ăn Khi nguyên liệu ủ có lượng nước cao, đường dễ tan thấp dẫn đến chất lượng thức ăn ủ kém và không còn đường dễ tan trong thức ăn ủ

+ Khả năng đệm:

Nếu nguyên liệu có tính đệm cao thì việc giảm pH sẽ khó khăn hơn Ngược lại khi khả năng đệm quá thấp, thức ăn dễ bị chua hóa, làm giảm khả năng thu nhận thức ăn của gia súc Vì vậy nguyên liệu có tính đệm vừa phải thì thức ăn ủ sẽ đạt chất lượng tốt

Khi chất lượng thức ăn không đáp ứng được các yêu cầu cho quá trình lên men lactic được tốt, một số biện pháp hỗ trợ sau đây có thể áp dụng:

- Bổ sung đường dễ lên men như rỉ mật

- Phơi héo sơ bộ đưa độ ẩm của cây bắp nguyên liệu về khoảng 70%

- Bổ sung thêm muối hoặc CaCO3 để đệm đề phòng cây ủ chua quá và tăng

áp suất thẩm thấu

- Bổ sung vi sinh vật lên men lactic

- Bổ sung axit hữu cơ để hạ nhanh pH

2.1.3 Máy thái cây bắp làm thức ăn ủ xanh

Hầu hết các máy thái thức ăn chăn nuôi là máy thái kiểu đĩa trục nằm ngang làm việc theo nguyên tắc cắt thái có tấm kê, quá trình cắt thái đảm bảo điều kiện cắt thái có trượt

Máy thái cỏ kiểu đĩa trục nằm ngang có bộ phận nạp liệu dạng băng tải 1 (hình 2.2) Nhiệm vụ của bộ phận nạp liệu là cung cấp liên tục vật thái cho bộ phận cung cấp Vì vậy bộ phận nạp liệu thường là băng tải Ở những máy thái có năng suất thấp (dưới 2 tấn/h), người ta thường sử dụng bộ phận nạp liệu kiểu máng nghiêng, nhằm đơn giản máy Băng tải thường là băng tải có bộ phận kéo dạng xích ống con lăn trên có gắn các thanh sắt dập định hình tạo thành dải băng như máy thái PCC – 6, PCБ – 3,5, PKC – 12,0 do Liên Xô (cũ) sản xuất

Hình 2.2: Sơ đồ cấu tạo máy thái cỏ kiểu đĩa trục nằm ngang

1 Băng tải cấp liệu; 2 Bộ phận cuốn ép vật thái; 3 Lò xo; 4 Tấm kê thái;

5 Dao thái; 6 Đĩa lắp dao; 7 Ống thu vật thái

Một số máy thái khác, băng tải là băng đai như máy thái Ấn Độ nhập vào Việt Nam trong giai đoạn 1980, hay hầu hết các máy thái có băng tải nạp liệu do Việt Nam sản xuất như máy thái cỏ MTC – 2, MTC – 4, MTC – 6 do trường đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh thiết kế tự chế tạo hay chuyển giao cho công ty Cổ phần Cơ khí Tây Ninh sản xuất So sánh cấu tạo hai loại nạp liệu này cho thấy, băng tải xích có cấu tạo phức tạp, yêu cầu trình độ công nghệ chế tạo cao Ngoài ra chi phí công suất lớn, giá thành cao, gây tiếng ồn trong quá trình làm việc, tuổi thọ thấp do dễ bị sét gỉ, khó lắp ráp, bảo dưỡng, thay thế so với loại cung cấp bằng băng tải đai Vì thế xu hướng hiện nay các loại máy thái cỏ thường dùng băng tải đai làm bộ phận nạp liệu

Bộ phận cung cấp 2 có nhiệm vụ cung cấp ổn định vật thái thực hiện quá trình cắt thái Bộ phận cung cấp có 2 nguyên lý làm việc là kiểu trục cuốn hoặc băng truyền ép Nếu băng tải cấp liệu dạng xích ống con lăn thì bộ phận cung cấp 2 thường dùng kiểu băng truyền ép Với bộ phận cung cấp dạng băng truyền ép thì

chế độ cung cấp ổn định hơn so với kiểu trục cuốn Vì khả năng giữ chặt dòng chuyển động của vật thái tốt hơn Băng truyền ép làm việc như một nêm ép di động Nhưng cấu tạo của bộ phận ép kiểu băng truyền ép phức tạp hơn cả về mặt kết cấu lẫn công nghệ chế tạo Trình độ sản xuất cơ khí trong nước hiện chưa có khả năng sản xuất bộ phận ép kiểu băng truyền ép Vì nếu sản xuất thì hầu hết các chi tiết của băng truyền ép phải nhập khẩu để lắp ráp là chính Vì vậy hướng của

đề tài là sử dụng nguyên lý ép kiểu trục cuốn để làm bộ phận cung cấp Dù là băng truyền ép hay trục cuốn thì chúng đều làm việc theo nguyên lý “bơi” nhằm ổn định lực ép lên dòng vật thái khi làm việc Để “bơi” được, trục cuốn trên hay khe hở ra của băng truyền ép chịu tác động của lực nén lò xo 3 Để tăng khả năng kéo giữ vật thái, vận tốc dài của bộ phận cung cấp thường chậm hơn vận tốc dịch chuyển của vật thái (vận tốc băng tải)

Tấm kê thái 4 có nhiệm vụ kê cắt vật thái Nhờ có tấm kê mà chất lượng thái tốt hơn và lực cắt thái nhỏ làm giảm được chi phí năng lượng cho quá trình cắt thái Giữa tấm kê thái và lưỡi dao trong quá trình làm việc có một khe hở  cần thiết để dao không chạm vào tấm kê và hạn chế hiện tượng uốn gây kéo đứt vật thái Khe hở  điều chỉnh bằng cách dịch tấm kê thái Khe hở cần thiết này bằng từ 0,5 1 mm

Dao thái 5 dạng dao phẳng có lưỡi dao thẳng hoặc cong (ví dụ như vòng tròn lệch tâm hay đường xoắn Acsimet,…) Dao được lắp trên một đĩa, nên gọi là dao đĩa Số dao lắp trên đĩa thường là 2, 3, 4, 6 dao Khi số dao tăng thì độ quay đều của máy càng tăng do mô men quán tính của máy tăng, mô men cản cắt thái thay đổi ít hơn ở mỗi vòng quay của máy Các dao 5 được lắp trên đĩa 6 nhờ mối ghép bu lông với góc nghiêng  đảm bảo cho vật thái không tỳ vào bề mặt dao gây

ma sát vô ích

Đĩa dao 6 là đĩa phẳng có tâm là một moay ơ để lắp đĩa lên trên trục Moay

ơ lắp chặt với trục bằng mối ghép then và cố định với trục nhờ các ống cách từ ổ bi đến moay ơ Trên đĩa dao 6 có gắn các cánh hất làm nhiệm vụ như cánh quạt ly

Trục được đặt trên hai gối đỡ với ổ bi dạng tự lựa và nhận truyền động từ động cơ điện qua bộ truyền động đai

Ống thu vật thái 7 cĩ tiết diện hình chữ nhật và cĩ thể xoay quanh một gĩc tới 1800 nhằm vận chuyển vật thái theo yêu cầu cơng việc Để hạn chế hiện tượng nghẹt ống, phần bụng ống được để hở

2.1.4 Lý thuyết tính tốn sơ đồ dao thái lưỡi thẳng

Một sơ đồ dao thái hợp lý phải thoả mãn các điều kiện sau:

+ Chi phí năng lượng cắt thái phải thấp nhất Muốn vậy, quá trình cắt thái phải là cắt thái cĩ trượt và gĩc trượt  phải tăng lên theo hướng tăng của bán kính quay r

Điều kiện để quá trình cắt thái cĩ trượt là: gĩc trượt  > ’ (2.9) Trong đĩ:  - gĩc hợp bởi giữa véc tơ vận tốc pháp tuyến và véc tơ vận

tốc tuyệt đối của lưỡi dao tại điểm và thời điểm xét;

’ – gĩc ma sát giữa cạnh sắc lưỡi dao và vật thái

Hình 2.3: Sơ đồ tổng quát của dao thái lưỡi thẳng

c- khoảng cách từ trục quay tới mép họng thái theo đường nằm ngang;  - gĩc quay của dao;  - gĩc quay của bán kính véctơ (trong tọa độ cực); u - khoảng cách

từ trục quay của đường nằm ngang tới điểm dịch chuyển của lưỡi dao theo cạnh sắc của họng thái; - khoảng cách từ đường thẳng gĩc với lưỡi dao (kể từ tâm

x

B Lưỡ i dao thẳ ng

I

I I

I I I

I V

quay) tới điểm của lưỡi dao mà ta xét;  - góc trượt;  - góc kẹp; a h - Chiều cao họng thái; b - Chiều rộng họng thái

+ Vật thái phải được kẹp trong suốt quá trình cắt thái

Điều kiện kẹp là: góc kẹp  < 2’ (2.10) Trong đó:  – góc hợp bởi giữa cạnh sắc lưỡi dao và cạnh sắc tấm kê

+ Tải trọng tác dụng lên trục máy phải đều đặn Để đảm bảo điều kiện này thì trong quá trình cắt thái độ ngập sâu của dao vào vật thái phải giảm đi khi bán kính r tăng, hay tỉ số d/du phải tăng khi u tăng và độ dài đoạn lưỡi dao ngập vào vật thái phải ít thay đổi

Các kích thước cơ bản của sơ đồ dao thái lưỡi thẳng (hình 2.3) liên hệ với nhau theo các hệ thức hình học và lượng giác như sau:

u = r.cos(-) (2.12)

h = r.sin(-) = u.tg(-) (2.13) Hay:  = - arccos(u/r) = - arcsin(h/r) =  - arctg(h/u)

v r

dr p

(2.15)Thay các trị số có liên quan vào phương trình ta có:



h u h

Ta được:  2 2

u h v

u p h v du

Tử số : h – pu = r2[ cos*sin ( –  ) – sin *cos (–  )] = – r2*sin

Mẫu số : (h2 + u2 ) = r3*cos  Vậy: