Nghiên cứu một số thông số làm việc của máy băm rơm lô kiện

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 NGUYN C THT Nghiên cứu một số thông số làm việc của máy băm rơm lô kiện LUN VN THC S K THUT Chuyên ngành: K thut mỏy v thit b c gii hoỏ nụng-lõm nghip Mó s : 60 52 14 Ngi hng dn khoa hc: TS. Đậu Thế Nhu Hà nội, 2010 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng ñược ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này ñều ñã chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả luận văn Nguyễn ðức Thật Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . ii LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình học tập tại trường và làm luận văn tốt nghiệp tôi luôn nhận ñược sự giúp ñỡ nhiệt tình của Viện ñào tạo sau ñại học, khoa Cơ ñiện Trường ñại học nông nghiệp Hà Nội, bộ môn Máy Nông nghiệp, Viện Cơ ñiện nông nghiệp và công nghệ sau thu hoạch. ðặc biệt tôi luôn nhận ñược sự chỉ bảo tận tình chu ñáo của các thầy trong bộ môn Máy Nông Nghiệp – Khoa cơ ñiện và của TS. ðậu Thế Nhu-Viện Cơ ñiện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch. Qua ñây tôi xin ñược bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc với những sự giúp ñỡ của các tập thể và cá nhân nói trên. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày .tháng năm 2010 Tác giả luận văn Nguyễn ðức Thật Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . iii MỤC LỤC trang Lời cam ñoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục các chữ viết tắt vi Danh mục bảng ix Danh mục hình x ðẶT VẤN ðỀ 1 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU 3 1.1. Khái quát chung về tình hình sử dụng rơm 3 1.2. Tình hình nghiên cứu, sử dụng máy băm rơm 5 1.2.1. Tình hình nghiên cứu các thông số làm việc, ứng dụng máy băm rơm trên thế giới 5 1.2.2. Tình hình nghiên cứu các thông số làm việc, ứng dụng máy băm rơm, cỏ trong nước 10 1.2.3. Tình hình nghiên cứu các thông số làm việc, ứng dụng máy băm rơm lô kiện trên thế giới và Việt Nam 15 1.3. Lựa chọn nguyên lý làm việc 19 1.4. Xác ñịnh các thông số cần nghiên cứu 21 Chương 2 ðỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.1. ðối tượng nghiên cứu 24 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . iv 2.1.1. ðối tượng nghiên cứu 24 2.1.2. ðịa ñiểm, thời gian nghiên cứu 25 2.2. Nội dung nghiên cứu 25 2.3. Phương pháp nghiên cứu 26 2.3.1. Phương pháp xác ñịnh hệ số ma sát của rơm 26 2.3.2. Phương pháp xác ñịnh lực cản cắt của rơm 27 2.3.3. Phương pháp xử lý số liệu thí nghiệm 30 2.3.4. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm ñơn yếu tố 32 2.3.5. Phương pháp qui hoạch thực nghiệm ña yếu tố 33 2.4. Phương pháp xác ñịnh các thông số ra của quá trình băm 39 2.4.1. Phương pháp xác ñịnh chi phí năng lượng riêng 39 2.4.2. Phương pháp xác ñịnh chiều dài trung bình ñoạn băm 40 Chương 3 XÁC ðỊNH CÁC THÔNG SỐ LÀM VIỆC CỦA MÁY BĂM RƠM LÔ KIỆN 41 3.1. Cơ sở vật lý của quá trình cắt thái 41 3.2. các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình cắt thái bằng lưỡi dao 42 3.2.1. áp suất riêng q (N/cm) của cạnh sắc lưỡi dao trên vật thái 42 3.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng chính của dao thái 43 3.2.3. ðiều kiện trượt của lưỡi dao trên vật thái 45 3.3. Nghiên cứu các lực tác dụng giữa dao và rơm 47 3.4. Tính toán, lựa chọn các thông số làm việc 50 3.4.1. Tính toán, lựa chọn một số thông số của bộ phận băm 51 3.4.2. Tính toán lựa chọn bộ phận thùng cấp liệu 52 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . v 3.4.3. Tính toán lựa chọn sơ bộ ñộng cơ 53 3.5. Nghiên cứu quỹ ñạo chuyển ñộng của lưỡi dao so với kiện rơm 55 Chương 4 KHẢO NGHIỆM, ðÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ XÁC ðỊNH CÁC THÔNG SỐ TỐI ƯU CỦA MÁY BĂM 58 4.1. Vật liệu và dụng cụ thí nghiệm 58 4.1.1. Vật liệu và ñiều kiện thí nghiệm 58 4.1.2. Dụng cụ thí nghiệm. 59 4.2. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm ñơn yếu tố 60 4.2.1. Ảnh hưởng của tốc ñộ thùng quay tới các thông số ra 61 4.2.2. Ảnh hưởng của chiều cao cấp liệu tới các thông số ra 64 4.2.3. Ảnh hưởng của tốc ñộ trống băm tới các thông số ra 67 4.3. Kết quả nghiên cứu xác ñịnh các thông số tối ưu của máy băm rơm lô kiện bằng phương pháp qui hoạch hoá thực nghiệm ña yếu tố 70 4.3.1 Kết quả thu thập số liệu thí nghiệm, xử lý ñồng nhất phương sai 71 4.3.2. Kết quả xác ñịnh mô hình hồi qui quy hoạch hoá thực nghiệm (QHHTN) ña yếu tố cho hàm Y 1 73 4.3.3. Kết quả xác ñịnh mô hình hồi qui quy hoạch hoá thực nghiệm (QHHTN) ña yếu tố cho hàm Y 2 77 4.3.4. Giải bài toán tối ưu bằng phương pháp thương lượng có ñiều kiện 81 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tên gọi ðơn vị n th Tốc ñộ quay của thùng cấp liệu Vg/ph n tr Tốc ñộ quay của trống dao Vg/ph h chiều cao cấp liệu mm l tb Chiều dài trung bình ñoạn băm mm N e Chi phí năng lượng riêng kWh/tấn F c Lực cản N N b Phản lực N G Trọng lượng vật liệu kg ϕ Góc ma sát ° f Hệ số ma sát p cr lực cản cắt riêng của rơm F cr lực cản cắt của rơm N b cr bề rộng của lớp rơm A Công cắt S 2 i Phương sai thí nghiệm của ñiểm i m Số lần lặp thí nghiệm y ij Giá trị thông số ra ở ñiểm thứ i, lần lặp thứ j; i y Giá trị trung bình thông số ra ở ñiểm thứ i S 2 tn phương sai thí nghiệm S 2 yt phương sai yếu tố F chuẩn Fisher tính toán F b chuẩn Fisher tra bảng G Chuẩn Kohren tính toán G b Chuẩn Kohren tra bảng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . vii S 2 imax phương sai thí nghiệm lớn nhất trong số các S 2 i x 1 Mã hoá của tốc ñộ quay của thùng cấp liệu Vg/ph x 2 Mã hoá của chiều cao cấp liệu mm x 3 Mã hoá của tốc ñộ quay của trống dao Y 1 Mã hoá của hàm chiều dài trung bình ñoạn băm mm Y 2 Mã hoá của hàm chi phí năng lượng riêng kWh/tấn x i Giá trị mã hoá của yếu tố thứ i X i Giá trị thực của yếu tố thứ i X oi Giá trị thực mức cơ sở của yếu tố thứ i ε i Khoảng biến thiên của yếu tố thứ i N Số thí nghiệm N α Số thí nghiệm ở mức phụ N 0 Số thí nghiệm ở mức cơ sở k Số yếu tố ñầu vào b 0 b i b ij b ii Các hệ số của phương trình hồi qui y s cực trị của hàm mục tiêu X ~ Các thông số vào theo hệ toạ ñộ mới B ii Hệ số của phương trình chính tắc q Áp suất riêng N/cm P ct Lực cắt cần thiết N ∆S ñộ dài lưỡi dao cm P t lực cản cắt thái N σ góc mài dao của lưỡi dao ° Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . viii S Chiều dày cạnh sắc lưỡi dao mm σ c ứng suất cắt của vật thái α Góc cắt thái ° β Góc ñặt dao ° τ Góc trượt ° v t vận tốc tiếp tuyến m/s v n Vận tốc pháp tuyến m/s ε hệ số trượt ω’ Góc cắt trượt ° S r diện tích ñáy của kiện rơm m 2 ρ r khối lượng riêng kiện rơm kg/m 3 K r hệ số ñánh giá ñộ trượt của thùng và kiện rơm R tr Bán kính trống băm m ω tr Vận tốc góc của trống băm 1/s ω th Vận tốc góc của thúng quay 1/s R k khoảng cách từ tâm kiện rơm ñến ñĩa dao ñang xét mm Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp . ix DANH MỤC BẢNG Số bảng Tên bảng trang 1.1 Thành phần hoá học và giá trị dinh dưỡng của một số loại thức ăn cho gia súc 4 2.1 Thông số kỹ thuật của máy băm rơm lô kiện MBK.01 25 2.2 Hệ số ma sát của rơm khô với rơm và thép 27 4.1 Tính năng kỹ thuật của các thiết bị, dụng cụ ño lường thử nghiệm 59 4.2 Kết quả thử nghiệm máy khi thay ñổi vận tốc quay của thùng cấp liệu 62 4.3 Kết quả thử nghiệm máy khi thay ñổi chiều cao cấp liệu 65 4.4 Kết quả thử nghiệm máy khi thay ñổi tốc ñộ quay của trống băm 67 4.5 sự biến thiên các thông số nghiên cứu 70 4.6 ma trận thí nghiệm 71 4.7 ma trận kết quả thí nghiệm hàm Y 1 72 4.8 ma trận kết quả thí nghiệm hàm Y 2 73 4.9 ma trận kết quả tính toán và xử lý số liệu với hàn Y 1 74 4.10 ma trận kết quả tính toán và xử lý số liệu với hàm Y 2 78 [...]... b 1.7 Tên hình Máy băm rơm - c khô d ng tr ng Trang 6 Máy băm rơm d ng ñĩa (Renn-Canada) Sơ ñ nguyên lý máy băm d ng ñĩa Máy băm rơm khô d ng liên hoàn Máy thái c TC 8 8 9 Máy băm rơm năng su t 100kg/h 11 12 14 1.8 Máy băm rơm lô ki n model TOMAHAWK 8080 16 1.9 1.10 H ng c p li u c a máy băm model TOMAHAWK 8080 Máy băm rơm lô ki n d ng lô 16 17 1.11 Máy băm rơm - c khô d ng lô (băm rơm ki n vuông)... sĩ nông nghi p 16 làm kh i rơm quay theo nh tr ng lư ng c a kh i rơm ñè lên lô dao l p phía dư i qua ngu n ñ ng l c (ñ ng cơ) v i máy năng su t nh ho c máy kéo (máy năng su t l n) làm lô g n các dao quay v i t c ñ 540 – 700 vòng/phút rơm ñư c c t nh Hình 1.10 Máy băm rơm lô ki n d ng lô Hình 1.11 Máy băm rơm - c khô d ng lô (băm rơm ki n vuông) S n ph m băm thái sau khi qua lô băm ñưa ra ngoài nh... u máy băm rơm lô ki n, bên c nh ñó các thi t b nh p ngo i giá thành cao, chưa phù h p v i tình hình s n xu t ð có cơ s thi t k , ch t o máy băm rơm lô ki n phù h p v i ñi u ki n Vi t Nam, chúng tôi ñã l a ch n ñ tài: Nghiên c u m t s thông s làm vi c c a máy băm rơm lô ki n” M c tiêu c a ñ tài là: 1.L a ch n ñư c nguyên lý làm vi c c a máy băm rơm lô ki n; 2 Nghiên c u xác ñ nh ñư c m t s thông s làm. .. khí trong nư c Máy có như c ñi m: không băm ñư c rơm lô ki n 1.2.3 Tình hình nghiên c u các thông s làm vi c, ng d ng máy băm rơm lô ki n trên th gi i và Vi t Nam Trên th gi i, nhi u nư c có ngành chăn nuôi ñ i gia súc phát tri n ñã nghiên c u các thông s làm vi c, thi t k , ch t o và ng d ng nhi u m u máy băm rơm lô ki n v i các thông s c u t o và qui mô năng su t khác nhau a Máy băm lô ki n model... n băm làm vi c như m t máy băm rơm r i bình thư ng Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ nông nghi p 15 Hình 1.8 Máy băm rơm lô ki n model TOMAHAWK 8080 Hình 1.9 H ng c p li u c a máy băm model TOMAHAWK 8080 Máy có các thông s làm vi c: b ph n băm d ng ñĩa, ñư ng kính ñĩa băm 1,5m, t c ñ quay c a ñĩa băm là 540vg/ph, c p li u d ng cư ng b c thông qua 1 tr ng c p li u có răng vơ Máy. .. tham kh o catalog c a m t s m u máy băm rơm lô ki n, chúng tôi nh n th y: ð băm rơm lô ki n thì có các nguyên lý ph bi n hi n nay: băm d ng ñĩa có lô c p li u cư ng b c, băm d ng lô (trên lô băm có nhi u ñĩa b t dao) và nguyên lý băm k t h p thùng quay l ch tâm Nguyên lý băm d ng ñĩa có lô c p li u cư ng b c có c u t o ph c t p (tr ng c p li u cư ng b c), năng su t máy, giá thành cao, qui trình công... không b quá t i Máy băm có th băm ñư c rơm ki n tròn ho c ki n vuông Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ nông nghi p 20 3 4 2 5 6 1 Hình 1.14 C u t o c a máy băm rơm lô ki n 1 Khung b máy 2 Thùng ch a li u 3 Thanh ñ lô 4 Lô b t dao băm 5 ð ng cơ c p li u 6 ð ng cơ băm 1.4 Xác ñ nh các thông s c n nghiên c u ð i v i b t kỳ m t thi t b máy móc ph c v chăn nuôi thì thông s ñ u ra quan... rơm - c khô d ng lô (băm rơm ki n vuông) 17 1.12 1.13 1.14 Máy băm rơm lô ki n d ng thùng quay C u t o c a máy băm rơm lô ki n 18 20 21 2.1 Máy băm rơm lô ki n MBK.01 24 2.2 2.3 D ng c Giêlil pski 27 28 Máy băm ki u tr ng l p dao th ng C u t o tr ng b t dao băm Sơ ñ nguyên lý h th ng ño, truy n và lưu gi d li u v l cc nc t 2.4 2.5 3.1 B ph n gi rơm ñ c t Tác d ng c t thái c a lư i dao 28 30 41 3.2 ð th... 1.2 Máy băm rơm d ng ñĩa (Renn-Canada) Hình 1.3.Sơ ñ nguyên lý máy băm d ng ñĩa Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c sĩ nông nghi p 8 - Hình 1.4 Máy băm rơm khô d ng liên hoàn Liên h p máy: Các liên h p máy thu ho ch rơm s d ng nguyên lý băm c t d ng tr ng, dao cong có b ph n cu n và nén ép ñưa vào b ph n băm rơm sau khi băm nh ñư c ñưa vào các xe ch a Vì tính ch t liên hoàn và làm vi... u dùng làm th c ăn cho gia súc là vi c làm h t s c c n thi t 1.2 Tình hình nghiên c u, s d ng máy băm rơm 1.2.1 Tình hình nghiên c u các thông s làm vi c, ng d ng máy băm rơm trên th gi i ð i v i nhi u nư c trên th gi i, ñ c bi t là nh ng nư c công nghi p phát tri n như Tây Âu, B c M , Châu Úc hay các nư c có n n s n xu t chăn nuôi hi n ñ i như Israel t lâu ngư i ta ñã nghiên c u các thông s làm vi . nguyên lý làm việc của máy băm rơm lô kiện; 2. Nghiên cứu xác ñịnh ñược một số thông số làm việc làm cơ sở cho việc thiết kế máy băm rơm lô kiện; 3. Vận. (băm rơm kiện vuông) 17 1.12 Máy băm rơm lô kiện dạng thùng quay 18 1.13 Cấu tạo trống bắt dao băm 20 1.14 Cấu tạo của máy băm rơm lô kiện 21 2.1 Máy băm