Nghiên cứu ổn định tốc độ quay của bộ phận làm việc dẫn động thuỷ lực trên máy nông nghiệp tự hành

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

Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO Trờng đại học nông nghiệp hà nội = = = = = = = = NGUYễN VĂN THÔNG LUậN VĂN THạC sĩ Kỹ THUậT NGHIấN CU N NH TC QUAY CA B PHN LM VIC DN NG THU LC TRấN MY NễNG NGHIP T HNH Chuyờn ngnh: K thut mỏy v Thit b c gii hoỏ nụng - lõm nghip Mó s: 60.52.14 Ngi hng dn khoa hc: PGS.TS. BI HI TRIU Hà nội 2011 Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn thc s khoa hc k thut i Lời cam đoan Tôi xin cam đoan, những số liệu và kết quả nghiên cứu Tôi xin cam đoan, những số liệu và kết quả nghiên cứu Tôi xin cam đoan, những số liệu và kết quả nghiên cứu Tôi xin cam đoan, những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và cha hề đợc sử trong luận văn này là trung thực và cha hề đợc sửtrong luận văn này là trung thực và cha hề đợc sử trong luận văn này là trung thực và cha hề đợc sử dụng để bảo vệ dụng để bảo vệ dụng để bảo vệ dụng để bảo vệ một học vị nào. một học vị nào.một học vị nào. một học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã đợc cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn văn này đã đợc cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn văn này đã đợc cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn văn này đã đợc cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã đợc chỉ rõ nguồn gốc. đều đã đợc chỉ rõ nguồn gốc.đều đã đợc chỉ rõ nguồn gốc. đều đã đợc chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày 25 tháng 04 năm 2011 Tác giả Nguyễn Văn Thông Trng i hc Nụng nghip H Ni - Lun vn thc s khoa hc k thut ii Lời cảm ơn Trong quá trình thực hiện đề tài này, tôi đã nhận đợc sự Trong quá trình thực hiện đề tài này, tôi đã nhận đợc sự Trong quá trình thực hiện đề tài này, tôi đã nhận đợc sự Trong quá trình thực hiện đề tài này, tôi đã nhận đợc sự hớng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tận tình của các thầy, cô giáo trong hớng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tận tình của các thầy, cô giáo trong hớng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tận tình của các thầy, cô giáo trong hớng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tận tình của các thầy, cô giáo trong Khoa Cơ Điện và các thầy cô trong trờng. Nhân dịp này, cho phép Khoa Cơ Điện và các thầy cô trong trờng. Nhân dịp này, cho phép Khoa Cơ Điện và các thầy cô trong trờng. Nhân dịp này, cho phép Khoa Cơ Điện và các thầy cô trong trờng. Nhân dịp này, cho phép tôi đợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến: tôi đợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến:tôi đợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến: tôi đợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến: T TT Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS. Bùi Hải Triều đã ôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS. Bùi Hải Triều đã ôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS. Bùi Hải Triều đã ôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS. Bùi Hải Triều đã trực tiếp hớng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tôi thực hiện đề tài này. trực tiếp hớng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tôi thực hiện đề tài này.trực tiếp hớng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tôi thực hiện đề tài này. trực tiếp hớng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tôi thực hiện đề tài này. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ, giáo viên bộ môn Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ, giáo viên bộ môn Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ, giáo viên bộ môn Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ, giáo viên bộ môn Động Lực Động Lực Động Lực Động Lực - -- - Khoa Cơ Điện và toàn thể các thầy cô giáo trong Khoa Cơ Khoa Cơ Điện và toàn thể các thầy cô giáo trong Khoa Cơ Khoa Cơ Điện và toàn thể các thầy cô giáo trong Khoa Cơ Khoa Cơ Điện và toàn thể các thầy cô giáo trong Khoa Cơ Điệ ĐiệĐiệ Điện n n n - -- - Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội. Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội. Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội. Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các thầy cô giáo đã Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các thầy cô giáo đã Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các thầy cô giáo đã Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các thầy cô giáo đã trực tiếp giảng dạy tôi trong quá trình học tập tại trờng và các thầy trực tiếp giảng dạy tôi trong quá trình học tập tại trờng và các thầy trực tiếp giảng dạy tôi trong quá trình học tập tại trờng và các thầy trực tiếp giảng dạy tôi trong quá trình học tập tại trờng và các thầy cô giáo Viện Sau Đại Học cô giáo Viện Sau Đại Học cô giáo Viện Sau Đại Học cô giáo Viện Sau Đại Học - -- - Trờng Đại học nông nghiệp Trờng Đại học nông nghiệp Trờng Đại học nông nghiệp Trờng Đại học nông nghiệp- -- - Hà Nội. Hà Nội. Hà Nội. Hà Nội. Tôi xin chân thành Tôi xin chân thànhTôi xin chân thành Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô Khoa cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô Khoa cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô Khoa cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô Khoa Động Lực Động Lực Động Lực Động Lực - -- - Trờng Cao đẳng nghề Cơ khí Nông nghiệp đã tạo điều Trờng Cao đẳng nghề Cơ khí Nông nghiệp đã tạo điều Trờng Cao đẳng nghề Cơ khí Nông nghiệp đã tạo điều Trờng Cao đẳng nghề Cơ khí Nông nghiệp đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài này. kiện giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài này.kiện giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài này. kiện giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài này. Hà Nội, ngày 25 tháng 04 năm 2011 Tác giả Nguyễn Văn Thông Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… iii MỤC LỤC PHẦN I: MỞ ðẦU 1 1.1 ðặt vấn ñề . 1 1.2 Mục tiêu của ñề tài 3 1.2.1 Mục tiêu . 3 1.2.1 Yêu cầu 3 1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài . 3 PHẦN II: NỘI DUNG . 4 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÁC BỘ PHẬN LÀM VIỆC CHỦ ðỘNG TRÊN MÁY NÔNG NGHIỆP TỰ HÀNH 4 1.1 Máy làm ñất 4 1.1.1 Máy phay . 4 1.1.2 Máy ñào hố trồng cây . 6 1.2 Máy gieo trồng chăm sóc . 7 1.2.1 Máy bón phân 8 1.2.1.1 Máy bón phân hữu cơ . 8 1.2.1.2. Máy bón phân vô cơ . 10 1.3 Máy thu hoạch 13 1.3.1 Máy gặt lúa 13 1.3.1.1 Guồng gạt 14 1.3.1.2 Bộ phận cắt . 15 1.3.1.3 Vận tốc cắt 16 1.3.1.4 Bộ phận chuyển lúa . 18 1.3.2 Một số loại máy gặt lúa thường gặp trong sản xuất . 19 1.3.2.1 Máy ñập lúa dọc trục 20 1.3.2.2 Máy gặt ñập liên hợp 21 1.3.3 Máy thu hoạch ngô lấy hạt . 23 1.3.3.1 Bộ phận cắt . 24 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… iv 1.3.3.2 Bộ phận gạt và cung cấp cây ngô . 25 1.3.3.3 Bộ phận tách bắp . 25 1.3.3.4 Bộ phận làm sạch bắp 26 1.3.3.5 Bộ phận thái 26 1.3.4 Máy thu hoạch mía . 26 1.3.4.1 Mét sè lo¹i m¸y thu ho¹ch mÝa trªn thÕ giíi . 27 1.3.4.2 Máy sử dụng công nghệ ñể nguyên cây 27 1.3.4.3 Máy sử dụng công nghệ thu hoạch cắt cây thành ñoạn 30 1.3.4.4 ðặc ñiểm cơ tính của cây mía ở giai ñoạn thu hoạch . 32 1.4 Vấn ñề ổn ñịnh tốc ñộ quay các bộ phận làm việc trên máy nông nghiệp . 33 1.5 Trang bị thuỷ lực trên máy nông nghiệp tự hành . 34 1.5.1 Khái quát về truyền ñộng thuỷ lực . 34 1.5.2 Trang bị thủy lực trên các liên hợp máy nông lâm nghiệp . 35 1.5.3 Thị trường thuỷ lực ở Việt Nam . 40 1.6.1 Mục ñích 41 1.6.2 Nhiệm vụ . 41 CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TRUYỀN ðỘNG THUỶ LỰC 42 2.1 Lựa chọn các phương án mạch truyền ñộng thuỷ lực cho các máy nông nghiệp tự hành. . 42 2.1.1 Mạch ñiều khiển truyền ñộng 2 ñiểm, tốc ñộ quay ñược phép thay ñổi trong khoảng rộng 42 2.1.1.1 Mạch một bơm cung cấp cho 2 ñộng cơ phụ tải . 43 2.1.1.2 Mạch hai bơm cung cấp cho hai ñộng cơ phụ tải . 43 2.1.2 Mạch ñiều khiển truyền ñộng 2 ñiểm có yêu cầu chính xác về tỷ lệ tốc ñộ quay của phụ tải 43 2.1.2.1 Mạch ñiều khiển một bơm cung cấp cho 2 ñộng cơ phụ tải . 44 2.1.2.2 Mạch ñiều khiển truyền ñộng 2 ñiểm có yêu cầu ổn ñịnh tốc ñộ quay của cả hai phụ tải . 44 2.1.2.3 Mạch ñiều khiển truyền ñộng trên 2 ñiểm có yêu cầu ổn ñịnh tốc . 45 ñộ quay ở một số phụ tải. 45 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… v 2.2 Các phần tử thuỷ lực trong mạch chuyển ñộng quay . 46 2.2.1 Bơm trong mạch thủy lực 46 2.2.2 ðộng cơ thuỷ lực . 48 2.2.2.1 ðộng cơ bánh răng . 48 2.2.2.2 ðộng cơ cánh gạt 48 2.2.2.3 ðộng cơ piston . 49 2.2.3 ðường ống dẫn từ van chia dòng tới ñộng cơ 50 2.2.4 Van chia dòng . 52 2.2.5 Van phân phối . 52 2.2.6 Van tiết lưu . 54 2.2.7 Van áp suất . 55 2.2.8 Thùng dầu . 56 2.2.8.1 ðặc ñiểm cấu trúc thùng dầu . 56 2.2.8.2 Bộ lọc dầu 56 2.2.9 ðồng hồ ño áp suất 57 2.3 Phân tích các mạch ñiều khiển thuỷ lực thông dụng . 58 2.3.1 Mạch hệ thống thuỷ lực . 58 2.3.1.1 Mạch kín và mạch hởñối với hệ thống thuỷ lực không ñảo chiều . 59 2.3.1.2 Mạch hở và mạch kín có thể ñảo chiều dòng 59 2.3.1.3 Mạch kín truyền ñộng di ñộng trên xe hơi . 60 2.3.1.4 Mạch lưu lượng không ñổi . 61 2.3.1.5 Mạch áp suất không ñổi . 62 2.3.1.6 Mạch thuỷ lực nhạy tải . 62 2.3.1.7 So sánh các hệ thống . 63 2.4 Các phương pháp ổn ñịnh tốc ñộ quay của ñộng cơ thuỷ lực . 64 2.4.1 Thay ñổi các thông số của hệ thống 64 2.4.2 Mắc thêm van ñiều chỉnh dòng 65 2.4.2.1 Van ñiều chỉnh dòng 2 ngả mắc nối tiếp trước phụ tải 65 2.4.2.2 Van ñiều chỉnh dòng mắc nối tiếp sau phụ tải . 65 2.4.2.3 Van ñiều chỉnh dòng mắc song song với phụ tải . 66 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… vi 2.4.2.4 Van ñiều chỉnh dòng 3 ngả mắc nối tiếp trước phụ tải 67 2.4.3 Lựa chọn cấu trúc hệ thống thuỷ lực . 67 2.4.4 Các phương án ñiều chỉnh tần số quay trên hệ thống thuỷ lực có áp suất không ñổi 70 CHƯƠNG III: KHẢO SÁT ðỘNG LỰC HỌC BỘ PHẬN LÀM VIỆC CHỊU TẢI TRỌNG BIẾN ðỘNG MẠNH 73 3.1 Xây dựng hệ thống truyền ñộng thuỷ lực cho bộ phận làm việc chuyển ñộng quay 73 3.2 Khảo sát ñộng lực học hệ thống truyền ñộng thuỷ lực cho một số bộ phận chuyển ñộng quay thường gặp trong các máy nông nghiệp. 75 3.2.1 Lựa chọn, tính toán các bộ phận cho máy cắt mía . 76 3.2.1.1 Lựa chọn hệ thống thuỷ lực cho máy cắt mía: 76 3.2.1.2 Tính toán ñộng cơ thuỷ lực theo yêu cầu vận tốc cắt 77 3.2.1.3 Tính toán thông số của ñộng cơ . 77 3.2.1.4 Tính toán chọn kích thước ñường ống dẫn từ van chia dòng tới ñộng cơ80 3.2.1.5 Tính toán hao tổn ñường ống từ van phân phối tới ñộng cơ thuỷ lực 81 3.2.1.6 Lựa chọn van phân phối . 82 3.2.1.7 Tính toán hao tổn ñường ống từ van phân phối tới bơm 83 3.2.1.8 Tính toán chọn loại bơm trong mạch thủy lực . 84 3.2.1.9 Chọn loại van tiết lưu . 88 3.2.1.10 Lựa chọn van áp suất 88 3.2.1.11 Thùng dầu . 89 3.2.2 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới ñộ ổn ñịnh vận tốc dao cắt của máy thu hoạch mía . 90 3.2.2.1 Hệ thống truyền ñộng thuỷ lực cho bộ phận ñiều khiển vận tốc bộ phận cắt của máy thu hoạch mía . 90 3.2.2.2 Khảo sát sự ảnh hưởng của mômen quán tính tới ñộ ổn ñịnh vận tốc bộ phận cắt mía 94 3.2.2.3 Khảo sát sự ảnh hưởng của thể tích V 0 tới ñộ ổn ñịnh vận tốc bộ phận cắt mía 98 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… vii 3.2.2.4 Khảo sát sự ảnh hưởng của mômen cản tới ñộ ổn ñịnh vận tốc bộ phận cắt mía 101 3.2.2.5 Khảo sát sự ảnh hưởng của ñộ mở van tiết lưu tới ñộ ổn ñịnh vận tốc bộ phận cắt mía 105 3.2.3 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng ñến vận tốc cắt khi cắt lúa 108 3.2.3.1 Lựa chọn hệ thống thuỷ lực cho máy cắt lúa: . 108 3.2.3.2 Khảo sát sự ảnh hưởng của mômen quán tính tới ñộ ổn ñịnh vận tốc bộ phận cắt lúa . 109 3.2.3.3 Khảo sát sự ảnh hưởng của việc thay ñổi giá trị mômen cản tới ñộ ổn ñịnh của bộ phận cắt lúa 112 3.2.3.4 Khảo sát sự ảnh hưởng của ñộ mở van tiết lưu tới ñộ ổn ñinh của vận tốc bộ phận cắt lúa 115 3.2.4 Mạch truyền ñộng thuỷ lực cho máy cắt có van ñiều chỉnh dòng 118 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ . 119 4.1 Kết luận 119 4.2 ðề nghị . 120 TÀI LIỆU THAM KHẢO 121 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… viii DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật một số loại bơm . 47 Bảng 2.2: Ký hiệu, thông số kỹ thuật của van phân phối . 53 Bảng 2.3: Ký hiệu của các loại van phân phối . 54 Bảng 2.4: Ký hiệu tiêu chuẩn một số van tiết lưu 55 Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật của một số loại bơm thuỷ lực . 78 Bảng 3.2: Thông số kỹ thuật một số loại bơm . 85 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… ix DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Sơ ñồ truyền ñộng máy phay ñất 6 Hình 1.2 Sơ ñồ truyền ñộng máy ñào hố trồng cây 7 Hình 1.3: Sơ ñồ làm việc của máy tung phân chuồng PΠTM-2,0 8 Hình 1.4: Sơ ñồ truyền ñộng của máy tung phân chuồng . 9 Hình 1.5: Sơ ñồ bộ phận làm việc loại trục tung . 11 Hình 1.6: Sơ ñồ bộ phận làm việc loại ñĩa tung . 12 Hình 1.7: Sơ ñồ truyền ñộng máy tung phân hoá học 13 Hình 1.8: Sơ ñồ truyền ñộng của máy gặt xếp dải 19 Hình 1.9. Sơ ñồ truyền ñộng của máy ñập lúa dọc trục 20 Hình 1.10. Sơ ñồ truyền ñộng máy gặt ñập liên hợp . 22 Hình 1.11. Sơ ñồ làm việc chung của một máy thu hoạch ngô lấy hạt. 23 Hình 1.12. Máy chặt dải hàng liên hợp máy kéo 4 bánh NB-15T (Nhật) . 28 Hình 1.13: Máy thu hoạch mía Thái Lan Super Cane Cuter K-80 28 Hình 1.14: Sơ ñồ liên hợp máy thu hoạch ñể nguyên cây, xả ñống ñịnh kỳ (úc)29 Hình 1.15: LHTHM cắt ñoạn chuyển theo băng tải nghiêng 31 Hình 1.16: LHTH mía cắt ñoạn chuyển cây dưới gầm máy bằng hệ thống các cặp ru lô (sáng chế của nhiều nước úc, Mỹ, Nga, Nhật, ðức…) 31 Hình 2.1: Mạch ñiều khiển một bơm cung cấp cho hai ñộng cơ phụ tải 42 Hình 2.2: Mạch ñiều khiển 2 bơm cung cấp cho 2 ñộng cơ phụ tải . 43 Hình 2.3: Mạch ñiều khiển một bơm cung cấp cho 2 ñộng cơ phụ tải . 44 Hình 2.4: Mạch ñiều khiển một bơm cung cấp cho 2 ñộng cơ phụ tải bằng van ñiều chỉnh dòng 3 ngả . 44 Hình 2.5: Mạch ñiều khiển một bơm cung cấp cho 3 ñộng cơ phụ tải bằng van chia dòng 3 ngả . 45 Hình 2.6: Sơ ñồ cấu tạo bơm bánh răng ăn khớp trong . 47 Hình 2.7: ðộng cơ bánh răng 48 Hình 2.8: ðộng cơ cánh gạt . 49 Hình 2.9: ðộng cơ pittông hướng kính 49