Tính toán thiết kế xe tưới nước tự cuốn phục vụ nông nghiệp

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ XE TƯỚI NƯỚC TỰ CUỐN PHỤC VỤ NÔNG NGHIỆP Sinh viên thực hiện: PHAN HỮU LÂM VÕ VĂN LỘC Đà Nẵng – Năm 2018 Tính tốn thiết kế xe tưới nước tự phục vụ cho nơng nghiệp TĨM TẮT Tên đề tài: Tính tốn thiết kế xe tưới nước tự phục vụ cho nông nghiệp Sinh viên thực hiện: Phan Hữu Lâm Võ Văn Lộc Số thẻ SV: 103130146 Lớp: 13C4B 103130138 Lớp: 13C4B Việc tưới tiêu chăm sóc loại trồng nông nghiệp nước ta đa số thực thủ công, tức sức người Do hiệu thực không cao, mặt khác lại tốn nhiều công lao động suất mùa vụ thấp Để góp phần giảm nhẹ sức lao động nâng cao suất thu được, nhóm em thực đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Tính tốn thiết kế xe tưới nước tự phục vụ cho nông nghiệp” Nguyên lý áp dụng cho xe tưới nước tự phương pháp tưới phun mưa, với nhiều ưu điểm trội phương pháp tưới thông thường khác Sự hoạt động bơm nước cung cấp dòng nước có lưu lượng cột áp thích hợp đến súng phun mưa Ở đây, dòng nước xé tơi thành hạt mưa nhỏ dọc theo bán kính tưới súng Để thực trình tưới di động, nhằm mục đích làm tăng diện tích tưới, xe tưới nước có cấu thu dây cuộn tang trống Quá trình làm việc xe hồn tồn tự động sau người sử dụng khởi động cài đặt thông số làm việc ban đầu cho xe lưu lượng tưới, tốc độ cuộn dây,…Do người sử dụng tranh thủ làm cơng việc khác chờ xe kết thúc vận hành, điều giúp làm tăng suất lao động mà hiệu việc tưới cao Sinh viên thực hiện: Võ Văn Lộc – Phan Hữu Lâm Hướng dẫn: Dương Đình Nghĩa Tính tốn thiết kế xe tưới nước tự phục vụ cho nông nghiệp ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ GIAO THƠNG CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TT Họ tên sinh viên Võ Văn Lộc Số thẻ SV 103130146 Lớp 13C4B Ngành Kỹ thuật khí Phan Hữu Lâm 103130138 13C4B Kỹ thuật khí Tên đề tài đồ án: Tính tốn thiết kế xe tưới nước tự phục vụ cho nông nghiệp Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: Lưu lượng tưới: 49.1 [ m3 /h] Bán kính tưới súng phun mưa: 49.5 [m] Nội dung phần thuyết minh tính toán: a Phần chung TT Họ tên sinh viên Võ Văn Lộc Phan Hữu Lâm Nội dung Chương 1: Mở đầu Chương 2: Các thơng số tính tốn ban đầu Kết luận b Phần riêng TT Họ tên sinh viên Võ Văn Lộc Phan Hữu Lâm Nội dung Chương 4: Tính tốn thiết kế hệ động lực Chương 3: Tính tốn thiết kế kết cấu bố trí chung Các vẽ, đồ thị: TT Họ tên sinh viên Võ Văn Lộc Nội dung Bản vẽ lắp hộp giảm tốc (1 A3) Bản vẽ lắp tuabin nước (1 A3) Bản vẽ chi tiết trục (5 A3) Bản vẽ chi tiết bánh (2 A3) Bản vẽ chi tiết vỏ hộp giảm tốc (2 A3) Bản vẽ chi tiết vỏ tuabin (1 A3) Bản vẽ chi tiết bánh công tác tuabin (1 A3) Sinh viên thực hiện: Võ Văn Lộc – Phan Hữu Lâm Hướng dẫn: Dương Đình Nghĩa Tính tốn thiết kế xe tưới nước tự phục vụ cho nông nghiệp TT Họ tên sinh viên Võ Văn Lộc Nội dung Bản vẽ chi tiết bích ghép vỏ tuabin (1 A3) Bản vẽ chi tiết pát đỡ trục tuabin (1 A3) Phan Hữu Lâm Bản vẽ bố trí chung (1 A3) Bản vẽ tổng thể (1 A3) Bản vẽ khung xe (1 A3) Bản vẽ tang trống (1 A3) Bản vẽ thành bên tang trống (1 A3) Bản vẽ tổng thể xe mang súng tưới (1 A3) Bản vẽ khung bên xe mang súng tưới (1 A3) Bản vẽ khung xe mang súng tưới (1 A3) Bản vẽ cụm ống nước (1 A3) Bản vẽ chi tiết khác (13 A3) Họ tên người hướng dẫn: Ngày giao nhiệm vụ đồ án: Ngày hoàn thành đồ án: Trưởng Bộ mơn ThS Dương Đình Nghĩa 19/01/2018 25/05/2018 Đà Nẵng, ngày 24 tháng 05 năm 2018 Người hướng dẫn PGS TS Dương Việt Dũng Sinh viên thực hiện: Võ Văn Lộc – Phan Hữu Lâm ThS Dương Đình Nghĩa Hướng dẫn: Dương Đình Nghĩa Tính tốn thiết kế xe tưới nước tự phục vụ cho nông nghiệp LỜI NĨI ĐẦU VÀ CẢM ƠN Thực tế ln cho thấy, thành công gắn liền với hỗ trợ, giúp đỡ người xung quanh giúp đỡ hay nhiều, trực tiếp hay gián tiếp Trong suốt thời gian từ bắt đầu làm đồ án đến nay, chúng em nhận nhiều quan tâm, bảo, giúp đỡ thầy cơ, gia đình bạn bè xung quanh Với lòng biết ơn sâu sắc, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý Thầy Cô trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng dùng tri thức tâm huyết để truyền đạt cho chúng em vốn kiến thức quý báu suốt thời gian học tập trường Đặc biệt, chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Dương Đình Nghĩa tận tâm bảo, hướng dẫn nhóm qua buổi nói chuyện, thảo luận đề tài nghiên cứu Nhờ có lời hướng dẫn đó, nội dung đồ án tốt nghiệp nhóm hồn thành cách tốt Một lần nữa, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Trong tháng thực hiện, chúng em phấn đấu nỗ lực để hồn thành đồ án tốt nghiệp Tuy nhiên vốn kiến thức chúng em cịn hạn chế, khơng tránh khỏi thiếu sót, chúng em mong nhận ý kiến đóng góp quý Thầy Cơ để nội dung đề tài nhóm hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Võ Văn Lộc Phan Hữu Lâm Sinh viên thực hiện: Võ Văn Lộc – Phan Hữu Lâm Hướng dẫn: Dương Đình Nghĩa Tính tốn thiết kế xe tưới nước tự phục vụ cho nông nghiệp CAM ĐOAN Chúng em xin cam đoan: Những nội dung nội dung đồ án chúng em thực hướng dẫn trực tiếp thầy ThS Dương Đình Nghĩa Đây đề tài riêng nhóm, đề tài không trùng lặp với đề tài đồ án tốt nghiệp trước Các thông tin, số liệu sử dụng tính tốn từ tài liệu có nguồn gốc rõ ràng theo quy định Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá, chúng em xin chịu hoàn tồn trách nhiệm Nhóm sinh viên thực Võ Văn Lộc Phan Hữu Lâm Sinh viên thực hiện: Võ Văn Lộc – Phan Hữu Lâm Hướng dẫn: Dương Đình Nghĩa Tính tốn thiết kế xe tưới nước tự phục vụ cho nơng nghiệp MỤC LỤC Tóm tắt Nhiệm vụ đồ án Lời nói đầu cảm ơn Lời cam đoan liêm học thuật i ii Mục lục iii Danh sách bảng biểu, hình vẽ sơ đồ iv Trang Chương 1: MỞ ĐẦU 1.1 Mục đích ý nghĩa đề tài 1.2 Tổng quan 1.2.1 Các phương pháp tưới 1.2.1.1 Phương pháp tưới ngập nước 1.2.1.2 Phương pháp tưới rãnh 1.2.1.3 Phương pháp tưới dải 1.2.1.4 Phương pháp tưới nhỏ giọt 1.2.1.5 Tưới ngầm 1.2.1.6 Phương pháp tưới phun mưa 1.2.2 Nhu cầu nước số loại trồng 1.3 Các bước thực đề tài Chương 2: CÁC THƠNG SỐ TÍNH TOÁN BAN ĐẦU 2.1 Sơ đồ, nguyên lý hoạt động xe tưới nước tự 2.2 Bán kính tưới lượng nước tưới cần thiết 11 2.3 Chọn súng tưới ống dẫn 13 2.3.1 Chọn súng tưới 13 2.3.2 Chọn ống dẫn 14 Sinh viên thực hiện: Võ Văn Lộc – Phan Hữu Lâm Hướng dẫn: Dương Đình Nghĩa Tính tốn thiết kế xe tưới nước tự phục vụ cho nơng nghiệp 2.3.3 Tính tốn thơng số xe tưới nước tự 15 Chương 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ KẾT CẤU VÀ BỐ TRÍ CHUNG 19 3.1 Phân tích kết cấu chọn phương án bố trí xe 19 3.1.1 Phân tích kết cấu xe 19 3.1.2 Chọn phương án bố trí thiết bị xe 22 3.1.2.1 Phương án bố trí cụm tua động - bơm 22 3.1.2.2 Phương án bố trí tuabin hộp số khung xe 24 3.2 Tính tốn, thiết kế kết cấu phận xe tưới nước 26 3.2.1 Phương pháp công cụ thiết kế thiết kế 26 3.2.2 Các modul CATIA sử dụng để thiết kế đề tài 27 3.2.3 Thiết kế tang trống 29 3.2.3.1 Khái quát tang trống 29 3.3.3.2 Xác định thông số tang trống 30 3.2.3.3 Thiết kế kết cấu tang trống 32 3.2.4 Thiết kế khung xe 36 3.2.4.1 Nhiệm vụ yêu cầu khung xe 36 3.2.4.2 Lựa chọn kiểu kết cấu khung xe 36 3.2.4.2 Thiết kế kết cấu khung xe 38 3.2.5 Thiết kế xe kéo mang súng tưới 46 3.2.5.1 Khái quát xe mang súng tưới 46 3.2.5.2 Lựa chọn kiểu xe 46 3.2.5.3 Thiết kế kết cầu xe tưới nước tự 48 3.2.6 Phân tích lựa chọn truyền 54 3.2.6.1 Bộ truyền bánh 54 3.2.6.2 Bộ truyền đai 54 Sinh viên thực hiện: Võ Văn Lộc – Phan Hữu Lâm Hướng dẫn: Dương Đình Nghĩa Tính tốn thiết kế xe tưới nước tự phục vụ cho nơng nghiệp 3.2.6.3 Bộ truyền xích 55 3.2.6.4 Chọn kiểu truyền 56 3.2.7 Tính tốn truyền bánh hộp số tang trống 56 3.2.8 Tính toán thiết kế cấu xếp ống 58 3.2.9 Tính tốn thiết kế truyền xích 62 3.2.9.1 Chọn loại xích 62 3.2.9.2 Xác định tỉ số truyền truyền 64 3.2.9.3 Chọn số đĩa xích 65 3.2.9.4 Xác định bước xích 65 4.2.10 Hoàn thiện khung xe 66 3.2.11 Phân tích, tính tốn, kiểm tra độ bền khung xe 68 Chương 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ ĐỘNG LỰC 74 4.1 Tính tốn giới hạn trọng lượng xe để sử dụng nguồn động lực kéo xe xe máy 74 4.2 Tính tốn mơ men yêu cầu dẫn động quay tang trống 77 4.2.1 Xác định lực tổng cộng cản lại chuyển động quay tang trống 77 4.2.2 Xác định cánh tay đòn momen cản tổng cộng cản lại chuyển động quay tang trống 81 4.2.3 Xác định momen yêu cầu dẫn động quay tang trống 83 4.3 Tính tốn thiết kế tuabin 86 4.3.1.1 Chọn sơ đồ bố trí hệ dẫn động quay tang trống 86 4.3.1.2 Xác định kiểu tuabin thiết kế 87 4.3.2 Tính tốn thiết kế bánh công tác tuabin 89 4.3.2.1 Tính tốn cơng suất trục bánh công tác tuabin 89 5.3.2.2 Xác định lưu lượng cột áp cung cấp cho tuabin 91 4.3.2.3 Xác định thông số bánh công tác tuabin 93 4.3.3 Tính tốn thiết kế buồng tuabin 106 Sinh viên thực hiện: Võ Văn Lộc – Phan Hữu Lâm Hướng dẫn: Dương Đình Nghĩa Tính tốn thiết kế xe tưới nước tự phục vụ cho nông nghiệp 4.3.3.1 Các thông số buồng tuabin 106 4.3.3.2 Tính tốn thủy động buồng xoắn 107 4.4 Tính toán thiết kế hộp giảm tốc cho dẫn động quay tang trống 113 4.4.1 Phân phối tỷ số truyền cho cặp bánh 113 4.4.2 Chọn sơ đồ bố trí cặp bánh 114 4.4.3 Xác định thông số truyền bánh hộp giảm tốc 116 4.4.4 Tính tốn thiết kế trục ổ đỡ 127 4.4.4.1 Tính tốn trục bánh bị động 127 4.4.4.3 Tính chọn ổ đỡ 135 4.4.5 Tính chọn thơng số khác 136 4.5 Tính chọn bơm nước cung cấp cho vận hành xe 138 4.6 Vấn đề ổn định tốc độ quay tang trống 154 KẾT LUẬNy 164 TÀI LIỆU THAM KHẢO 166 Sinh viên thực hiện: Võ Văn Lộc – Phan Hữu Lâm Hướng dẫn: Dương Đình Nghĩa hdL'' = 89,5 − 67, = 22,3 [m] Suy chiều dài đường ống đẩy cực đại tính theo cơng thức: L''max = hdL '' d 2.g  ''.v (4.93) Trong đó: L''max - Chiều dài đường ống đẩy cực đại bơm ứng với bơm hoạt động với cột áp lớn nhất, [m] hdL '' - Tổn thất cột áp dọc đường đường ống đẩy bơm, [m] d – Đường kính ống đẩy [m] g- Gia tốc trọng trường, [m / s ]  '' - Hệ số tổn thất dọc đường đường ống đẩy bơm v- Vận tốc đường ống đẩy, [m/s] Thay số vào (4.93) ta được: L''max = 22,3.0,056.2.9,81 = 63 [m] 0,013.5,542 Tuy nhiên để loại trừ ảnh hưởng sai số, bơm không hoạt động với tối đa công suất, ta chọn chiều dài lớn đường ống đẩy bơm L''max = 60 [m] Sinh viên thực hiện: Võ Văn Lộc – Phan Hữu Lâm Hướng dẫn: Dương Đình Nghĩa 153 4.6 Vấn đề ổn định tốc độ quay tang trống - Xác định phương pháp điều chỉnh tốc độ quay tang trống: Ở chương 2, ta biết tốc độ quay tang trống ảnh hưởng đến lượng nước tưới lần tưới V’ Khi xe vận hành chế độ thiết kế, tốc độ quay tang trống bị sai khác so với giá trị tính tốn, giả sử lớn nhiều, kết lượng nước tưới V’ bị giảm đáng kể, không đáp ứng yêu cầu tưới Điều dễ dàng nhận ra, tốc độ quay tang trống tăng lên, tức cuộn ống diễn nhanh hơn, xe mang súng tưới bị kéo nhanh nên chưa kịp tưới đủ lượng nước tưới Mặt khác, tốc độ quay tang trống lại phụ thuộc vào giá trị mô men dẫn động mô men cản Giả sử tang tống quay đều, tức gia tốc quay 0, xảy trường hợp chênh lệch mô men dẫn động mô men cản, điều dẫn đến gia tốc tốc quay khác 0, tang trống tăng giảm tốc độ quay tùy theo gia tốc dương hay âm Gia tốc quay tang trống phụ thuộc vào giá trị mô men dẫn động mô men cản, xác định qua biểu thức tài liệu [8]: J d = M dd − M c dt Trong đó: J- Mơ men quán tính phần chuyển động quay, tang trống cuộn ống dây quấn nó, [kg/ m2 ] d - Gia tốc góc chuyển động quay, [rad / s ] dt M dd - Mô men dẫn động quay tang trống, [N.m] M c - Mô men cản quay tang trống, [N.m] Như biết, mô men cản trường hợp số suốt trình vận hành tưới, mà biến thiên theo đồ thị hình 4.6 Do đó, ta cung cấp giá trị mơ men dẫn động định, giả sử mô men dẫn động M dd max = 130 [N.m], sau mô men cản nhỏ lại, nhỏ mô men dẫn động nên xuất gia tốc quay dương, tức tang trống quay nhanh dần Do ta cần phải ổn định tốc độ quay tang trống, thông qua việc điều chỉnh mô men dẫn động cho phù hợp với biến thiên mô men cản, nghĩa mô men dẫn động phải giảm theo mô men cản Sinh viên thực hiện: Võ Văn Lộc – Phan Hữu Lâm Hướng dẫn: Dương Đình Nghĩa 154 Từ phương trình định lý mơ men động lượng dòng chảy tuabin thiết lập phần trên, ta thấy mô men tuabin phát để dẫn động quay tang trống tỷ lệ bậc với lưu lượng cung cấp Do cách dễ để điều chỉnh mơ men dẫn động điều chỉnh lưu lượng cung cấp cho tuabin, thông qua việc bố trí van điều chỉnh lưu lượng đường ống trước vào tuabin Tín hiệu cho điều chỉnh tốc độ quay tang trống, tức phát thay đổi tốc độ quay điều chỉnh van để thay đổi lưu lượng cho phù hợp Nguyên lý điều chỉnh kiểu giống với điều tốc thơng thường Ví dụ điều tốc khí, thay đổi tốc độ quay trục làm thay đổi lực ly tâm tác dụng lên văng Do nâng hạ văng tác động lên van điều chỉnh thông qua đòn dẫn động Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh thể hình 4.32 Hình 4.32 Sơ đồ điều tốc khí 1- Trục quay nối với trục tang trống; 2- Cơ cấu văng; 3- Van điều chỉnh lưu lượng Tuy nhiên nhược điểm phương án điều tốc khí tốc độ quay trục nhỏ nên lực ly tâm của văng không lớn Mặt khác lực tác động lên van lớn van ngập dịng chảy áp lực, nên với cách khơng khả thi Ta khắc phục nhược điểm điều tốc khí, cách sử dụng điều tốc kiểu – điện tử Tức cấu nhận biết thay đổi tốc độ quay khơng thiết phải liên hệ khí với van Ví dụ ta bố trí cảm biến tốc độ kiểu điện từ trục quay, tín hiệu tốc độ quay truyền xử lý Bộ xử lý có chức xử lý tín hiệu truyền từ cảm biến tốc độ, sau truyền tín hiệu điện cho cấu chấp hành, động điện để dẫn động cấu điều chỉnh van Sinh viên thực hiện: Võ Văn Lộc – Phan Hữu Lâm Hướng dẫn: Dương Đình Nghĩa 155 Khi với động điện có cơng suất đủ lớn, dễ dàng dẫn động van điều chỉnh lưu lượng Nhược điểm phương án địi hỏi tính cơng nghệ cao Mặt khác lại khó bố trí nguồn lượng cho điều tốc làm việc Hơn có nhiều linh kiện điện, điện tử nên khó đảm bảo vận hành tin cậy điều kiện làm việc tiếp xúc với nước thời tiết khắc nghiệt Một cách khả thi cho trường hợp ta lợi dụng hoạt động cấu xếp ống (đã tính tốn thiết kế chương 3) để phục vụ cho việc điều chỉnh lưu lượng Ta thấy chất thay đổi mô men cản nhảy bậc (như đồ thị hình 4.6) thay đổi cánh tay đòn lực cản Mà chiều dài cánh tay đòn thay đổi thay đổi số lớp ống tang trống Sự thay đổi số lớp ống lại diễn cấu xếp ống đổi chiều hoạt động Do lớp ống định, ta tiến hành điều chỉnh cấu xếp ống bắt đầu di chuyển, kết thúc trình điều chỉnh lúc cấu xếp ống dừng lại để đổi chiều Theo đồ thị hình 4.6 ta thấy, biên độ thay đổi giá trị mô men cản không lớn lần cuộn lớp ống thứ lớp ống thứ Do để đơn giản ta chọn mô men cung cấp giai đoạn số có giá trị M dd max = 130 [N.m] Tại lần cuộn ống lớp cuối (lớp thứ 3), ta thấy mô men cản giảm nhanh giá trị M c = 20 [N.m] Do điều chỉnh tiến hành giai đoạn Do mơ men cản giảm theo đường tuyến tính, nên ta điều chỉnh giảm lưu lượng theo quy luật - Xác định lưu lượng cung cấp cho tuabin lúc kết thúc trình điều chỉnh: Ta có mơ men dẫn động lúc bắt đầu điều chỉnh: M dd max = 130 [N.m] Tương ứng với lưu lượng qua tuabin là: Q2 = 0,003 [m / s ] Mô men dẫn động lúc kết thúc trình điều chỉnh: M dd = M c = 20 [N.m] Thay số vào (4.18), ta được: Ndd = 20.0,034 = 0,68 [W] Tiếp tục thay số vào (4.19) ta được: Sinh viên thực hiện: Võ Văn Lộc – Phan Hữu Lâm Hướng dẫn: Dương Đình Nghĩa 156 NT = 0,68 = 0,88 [W] 0,995.0,96.0,89.1 Từ biểu thức (4.33) ta suy ra: u1.(u1 + c1m cotg 1 ) = NT  Q2' (4.94) Thay (4.29) vào (4.94) ta được: u1.(u1 + Q2' N cot g  ) = T ' 2. R1.b.  Q2 (4.95) Thay số vào (4.95) ta được: 1, 28.(1, 28 + Q2' 0,88 cot g 70o ) = 2. 0, 09.0, 05.0,9 1000.Q2' (4.96) Đây phương trình có ẩn Q2' , để giải phương trình này, ta dùng phương pháp giải phương trình cơng cụ MS Excel để tìm nghiệm gần Q2' Do ta tìm được: Q2' = 0,000533 [m / s ] = 1,92 [m3 / h] Từ (4.23) ta suy ra: Q2 = Q2' Q (4.97) Thay số vào (4.97) ta được: Q2 = 0,000533 = 0,00059 [m / s ] = 2,133 [m3 / h] 0,9 Vậy cuối trình điều chỉnh ta phải cung cấp cho tuabin lưu lượng vào Q2 = 2,133 [m3 / h] Như đề cập, để giảm lưu lượng cung cấp cho tuabin ta sử dụng van cản, mục đích tạo sức cản thủy lực từ giảm lưu lượng Đặc trưng thủy lực Sinh viên thực hiện: Võ Văn Lộc – Phan Hữu Lâm Hướng dẫn: Dương Đình Nghĩa 157 van cản hệ số cản thủy lực  k Theo tài liệu [17], tùy theo góc mở van  mà ta có giá trị  k thích hợp, xác định thực nghiệm Hình 4.33 Sơ đồ van điều chỉnh lưu lượng 1- Đường ống nước; 2- Van điều chỉnh lưu lượng - Xác định giá trị góc mở  van lúc kết thúc trình điều chỉnh: Ứng với giá trị Q2 = 2,133 [m3 / h] , ta cần đặt trước đường ống vào tuabin van cản có giá trị  k , xác định cách viết phương trình Béc-nu-li cho hai mặt cắt a-a b-b theo hai đoạn đường ống, đoạn qua tuabin đoạn nối tắc qua tuabin, tương tự lập phần Phương trình Béc-nu-li cho hai mặt cắt a-a b-b theo đoạn ống nối tắc tuabin, giả thiết với dòng chất lỏng lý tưởng bỏ qua tổn thất cục bộ: v  ''.L ''.v .l.v12 H b = Z + + + +  2g d 2.g d1.2.g p (4.98) Trong đó: H b - Cột áp cung cấp bơm đoạn ống hai mặt cắt a-a b-b, [m] Z - Chênh lệch độ cao hình học (hay chênh lệch vị năng) hai mặt cắt a-a b-b, [m] p  - Chênh lệch áp hai mặt cắt a-a b-b, [m] v - Chênh lệch động hai mặt cắt a-a b-b, [m] 2g Sinh viên thực hiện: Võ Văn Lộc – Phan Hữu Lâm Hướng dẫn: Dương Đình Nghĩa 158  ''.L ''.v d 2.g  l.v12 d1.2.g - Tổn thất cột áp dọc đường đoạn ống đẩy bơm, [m] - Tổn thất cột áp dọc đường đoạn ống nối tắc qua tuabin, [m] Hình 5.34 Sơ đồ mạch thủy lực xe tưới nước tự 1- Bơm; 2- Van điều chỉnh lưu lượng; 3- Tuabin; 4- Súng phun mưa Sinh viên thực hiện: Võ Văn Lộc – Phan Hữu Lâm Hướng dẫn: Dương Đình Nghĩa 159 Viết phương trình Béc-nu-li cho hai mặt cắt a-a b-b theo đoạn ống qua tuabin, giả thiết với dòng chất lỏng lý tưởng bỏ qua tổn thất cục đường ống gấp khúc: v  ''.L ''.v .l.v2 v22 v22 H b = Z + + + + H tb + +  +k  2g d 2.g d 2.g 2g 2g p (4.99) Trong đó: H b - Cột áp cung cấp bơm đoạn ống hai mặt cắt a-a b-b, [m] H tb - Cột áp cung cấp cho tuabin, [m] .l.v2 d 2.g  - Tổn thất cột áp dọc đường đoạn ống qua tuabin, [m] v22 - Tổn thất cột áp tuabin, ảnh hưởng cản trở dòng chảy bánh 2g công tác tuabin buồng xoắn, [m] v22  k - Tổn thấy cột áp van điều chỉnh lưu lượng, [m] 2g Từ (4.98) (4.99) ta suy ra: Z + p  + v  ''.L ''.v .l.v12 p v  ''.L ''.v .l.v2 v2 v + + = Z + + + + H tb + +  +  k 2g 2g 2g  2g 2g 2g 2g Qua rút gọn ta được:  l.v12 2g = H tb + .l.v2 2g +  v22 v2 +k 2g 2g (4.100) Từ (4.100) ta suy ra:  l  v  2.g H tb 2l  k =   − − − d1  v2  v22 d2 (4.101) Trong đó: Sinh viên thực hiện: Võ Văn Lộc – Phan Hữu Lâm Hướng dẫn: Dương Đình Nghĩa 160  k - Hệ số cản thủy lực van điều chỉnh lưu lượng 1 - Hệ số tổn thất dọc đường đường ống nối tắc qua tuabin 2 - Hệ số tổn thất dọc đường đường ống qua tuabin l - Chiều dài đoạn ống nối tắc qua tuabin hay chiều dài đoạn ống qua tuabin, [m] v1 - Vận tốc đoạn đường ống nối tắc qua tuabin, [m/s] v2 - Vận tốc đoạn đường ống qua tuabin, [m/s] d1 - Đường kính đoạn ống nối tắc qua tuabin, [m] d - Đường kính đoạn ống qua tuabin, [m] g – Gia tốc trọng trường H tb - Cột áp cung cấp cho tuabin, [m] Ta có: Vận tốc đoạn đường ống nối tắc qua tuabin xác định theo công thức: v1 = Q1 d2  (4.102) Mà lại có: Q1 = Q − Q2 (4.103) Thay số vào (4.103) ta được: Q1 = 0,014 − 0,000533 = 0,013046 [m / s ] Thay số vào (4.102) ta được: v1 = 0,013046 = 8,58 [m/s] 0,052  Sinh viên thực hiện: Võ Văn Lộc – Phan Hữu Lâm Hướng dẫn: Dương Đình Nghĩa 161 Tương tự ta có vận tốc đường ống qua tuabin tính theo cơng thức: v2 = Q2 d2  (4.104) Thay số vào (4.104) ta được: v2 = 0,000533 = 0, 27 [m/s] 0,0442  Số Rê-nôn đoạn đường ống nối tắc qua tuabin tính theo cơng thức: Re1 = v1.d1  (4.105) Thay số vào (4.105) ta được: Re1 = 8,58.0,05 = 535920,9 0,0000008005 Suy hệ số tổn thất dọc đường đoạn đường ống nối tắc qua tuabin, giả thiết chảy rối thành trơn thủy lực: 1 = 0,3164 Re10,25 Thay số vào ta được: 1 = 0,3164 = 0,012 53520,90,25 Tương tự ta xác định hệ số cản dọc đường đường ống qua tuabin: 2 = 0,029 Từ (4.24) ta suy cột áp thực tuabin trường hợp tính theo cơng thức: HT = NT  Q2'  H  (4.106) Sinh viên thực hiện: Võ Văn Lộc – Phan Hữu Lâm Hướng dẫn: Dương Đình Nghĩa 162 Thay số vào (4.106) ta được: HT = 0,88 = 0, 235 [m] 9810.0, 000533.0,9.0,8 Do thay số vào (4.101) ta tìm được: 0,012.1  0,58  2.9,81.0, 235 0,029.1 k = − − − 0,15 = 170 0,05  0, 27  0, 27 0,044 Tra bảng số liệu thực nghiệm tài liệu [17] ta tìm góc mở van là:  = 59o Vậy ta điều chỉnh tuyến tính từ vị trí góc mở  = đến vị trí góc mở  = 59o , tương ứng với thời điểm tang trống bắt đầu cuộn lớp ống thứ đến kết thúc trình tưới Sinh viên thực hiện: Võ Văn Lộc – Phan Hữu Lâm Hướng dẫn: Dương Đình Nghĩa 163 KẾT LUẬN Sau tháng tập trung cao độ, cố gắng nỗ lực vượt qua khó khăn vướng mắc, cuối nhóm chúng em hoàn thiện xong nội dung đồ án tốt nghiệp Trong đề tài này, thực nhóm chúng em áp dụng kiến thức tích lũy suốt q trình học tập, từ mơn khoa học bản, sở ngành đến chuyên ngành Vì vậy, thực đề tài, bên cạnh thách thức gặp phải hội quý báu để chúng em ôn tập, củng cố lại kiến thức học, tổng hợp vận dụng vào đời sống thực tế Cụ thể là: Khi thực phần tính tốn thiết kế khung xe bố trí chung, nhóm chủ yếu dựa vào sở lý thuyết môn Cơ học lý thuyết, Sức bền vật liệu, Chi tiết máy,… để phân tích tổng quan lựa chọn kết cấu phận xe tưới nước tự cuốn, tính tốn thơng số bản, tính tốn kiểm nghiệm bền khung xe Trong phần tính tốn thiết kế hệ động lực, vấn đề liên quan chủ yếu đến thủy động lực học Vì giải tốn thuộc lĩnh vực này, chúng em áp dụng hầu hết kiến thức có từ mơn Thủy khí máy thủy khí, để tìm thơng số yêu cầu bơm, trạng thái làm việc dòng chất lỏng xe vận hành thông số kỹ thuật khác liên quan đến hệ động lực xe Mặt khác, việc ứng dụng phần mềm thiết kế Dassualt Catia để phục vụ cho công việc thiết kế sản phẩm 3D, mang ý nghĩa to lớn chúng em Vì dịp để chúng em tiếp tục trao đồi, rèn luyện kỹ sử dụng phần mềm cách thành thạo Hơn nữa, điểm nội dung đề tài chúng em tự nghiên cứu, tìm tịi hiểu phương pháp tính bền khung xe mơ đun GERNERATIVE STRUCTURAL ANALYSIS có phần mềm Catia Đây có lẽ thành không nhỏ mà chúng em thu được, đặc biệt cịn hữu ích cho công việc chúng em sau Sở dĩ Catia cơng cụ thiết kế dùng phổ biến nhiều công ty lớn thuộc lĩnh vực khí nói chung khí tơ nói riêng Cụ thể có mặt hầu hết phận Nghiên cứu phát triển (R&D) – nơi tập trung nhân lực chất xám cao nhân tố quan trọng nhà máy Vì với khả thiết kế thành thạo nắm phương pháp tính bền phần mềm Catia, điều thuận lợi, mở nhiều hội việc làm cho tân kỹ sư chúng em sau trường Đó chưa kể hiệu từ việc Sinh viên thực hiện: Võ Văn Lộc – Phan Hữu Lâm Hướng dẫn: Dương Đình Nghĩa 164 trình thực đề tài, nhóm chúng em sử dụng nhiều phần mềm khác Microsoft Office (MS Word, MS Excel, MS Powerpoint), AutoCad, … Và kỹ quan trọng người kỹ sư Sinh viên thực hiện: Võ Văn Lộc – Phan Hữu Lâm Hướng dẫn: Dương Đình Nghĩa 165 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] http://nongdanmuado.vn/uncategorized/tuoi-tieu-nuoc-cho-cay-mia-ky-3-cacyeu-cau-khi-tuoi-cho-cay-mia.html [2] http://www.tuoiphunmua.com/sung-tuoi-ban-kinh-lon-ducar-atom-42fc.html [3] http://etechcompany.com.vn/co-khi/ong-nhua-mem-loi-thep-phi-64.html [4] Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng (2005), Lý thuyết ô tô máy kéo, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [5] https://vi.wikipedia.org/wiki/Nha_Trang [6] https://www.slideshare.net/sunguyen5099/chng-8-ln [7] Giáo trình tuabin thủy lực [8] Phạm Thị Kim Loan, Máy truyền động thủy khí, Giáo trình lưu hành nội Khoa Cơ khí Giao thơng-trường Đại học Bách Khoa, Đà Nẵng [9] Lê Cung (2006), Giáo trình nguyên lý máy, Giáo trình lưu hành nội trường Đại học Bách Khoa, Đà Nẵng [10] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm (1999), Thiết kế chi tiết máy, Nhà xuất Giáo dục [11] Phan Thành Long, Giáo trình thủy khí, Giáo trình lưu hành nội Khoa Cơ khí Giao thơng-trường Đại học Bách Khoa, Đà Nẵng [12]https://www.engineeringtoolbox.com/water-dynamic-kinematic-viscosityd_596.html?vA=30&units=C# [13] http://hangnhapgiagoc.net/san-pham/may-bom-chua-chay-diesel-hyundai- 30hp-225kw [14] Đặng Việt Cương, Sức bền vật liệu, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Sinh viên thực hiện: Võ Văn Lộc – Phan Hữu Lâm Hướng dẫn: Dương Đình Nghĩa 166 [15] Lê Văn Tụy (2009), Hướng dẫn thiết kế tơ, Giáo trình lưu hành nội Khoa Cơ khí Giao thơng-trường Đại học Bách Khoa, Đà Nẵng [16]http://www.skf.com/group/products/bearings-units-housings/ballbearings/deep-groove-ball-bearings/deep-groove-ballbearings/index.html?designation=W%206002&unit=metricUnit [17] https://websrv1.ctu.edu.vn/coursewares/congnghe2/thuyluccoso/ch4.htm#VIII.3 [18] http://www.vingal.com/bang-quy-chuan-trong-luong-ong-tron-tcvn-3783-83 [19] http://hungthuanplastic.com.vn/banh-xe-250-4-mh-id474.html [20] http://hungthuanplastic.com.vn/banh-xe-400-8-2m-id468.html [21] http://xedienmotordien.com/pro/banh-xe-gofl-18x8-50-8-xe-tuan-tra-xe-baibien/ [22] Nguyễn Xuân Tiệp, Một số phương pháp tưới nước cho loại trồng, Nhà xuất Nông Nghiệp [23] nghiep http://tuoinongnghiepvn.com/nhu-cau-nuoc-cua-cay-ca-phe-cay-cong- [24] https://tailieu.vn/doc/che-do-tuoi-cho-mia-889493.html Sinh viên thực hiện: Võ Văn Lộc – Phan Hữu Lâm Hướng dẫn: Dương Đình Nghĩa 167 .. .Tính tốn thiết kế xe tưới nước tự phục vụ cho nơng nghiệp TĨM TẮT Tên đề tài: Tính toán thiết kế xe tưới nước tự phục vụ cho nông nghiệp Sinh viên thực hiện: Phan... Đình Nghĩa Tính tốn thiết kế xe tưới nước tự phục vụ cho nông nghiệp 2.3.3 Tính tốn thơng số xe tưới nước tự 15 Chương 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ KẾT CẤU VÀ BỐ TRÍ CHUNG 19 3.1 Phân tích kết cấu... án tốt nghiệp với đề tài: ? ?Tính tốn thiết kế xe tưới nước tự phục vụ cho nông nghiệp? ?? Nguyên lý áp dụng cho xe tưới nước tự phương pháp tưới phun mưa, với nhiều ưu điểm trội phương pháp tưới thông