luận văn
bộ giáo dục và đào tạo trờng đại học nông nghiệp I ------------ phan văn bảo nghiên cứu một số thông số làm cơ sở thiết kế hoàn thiện hệ thống thu dọn phân trong chuồng nuôi gà lồng công nghiệp luận văn thạc sĩ kĩ thuật Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và cơ giới hóa nông, lâm nghiệp Mã số: 60.52.14 Ngời hớng dẫn khoa học: pgs.ts.trần nh khuyên Hà nội - 2007 i Lời cam Đoan Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và cha đợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin cam đoan các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đ đợc chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả luận văn Phan Văn Bảo ii lời cảm ơn Tác giả luận văn xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới: - PGS.TS. Trần Nh khuyên đ hớng dẫn tận tình, chỉ bảo cặn kẽ tác giả trong suốt quá trình hoàn thành luận văn này. - Tập thể các thầy, cô giáo Khoa Cơ điện, Khoa Sau Đại học, đặc biệt là các thầy, cô Bộ môn Chế biến và bảo quản - Khoa Cơ điện - Trờng Đại học Nông nghiệp I, đ trực tiếp đóng góp và tạo điều kiện giúp tác giả hoàn thành luận văn. - Ban lnh đạo, các thầy cô giáo và tập thể cán bộ công nhân viên Trờng Trung học kinh tế - kỹ thuật Vĩnh Phúc đ động viên tinh thần, tạo điều kiện về cơ sở vật chất, cho tác giả hoàn thành luận văn. - Cảm ơn các đồng nghiệp, những ngời thân d giúp đỡ tôi tận tình trong quá trình thực hiện luận văn. Một lần nữa xin chân thành cảm ơn. Tác giả luận văn Phan Văn Bảo iii Mục lục Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục bảng vi Danh mục hình vii Mở đầu 1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài 1 1.2. Đối tợng, mục tiêu, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2 1.3. Tóm tắt nội dung luận văn 2 Chơng 1 Tổng quan nghiên cứu 3 1.1. Tình hình phát triển chăn nuôi gia cầm trên thế giới 3 1.2. Tình hình phát triển chăn nuôi gia cầm ở nớc ta hiện nay 4 1.3. Tình hình áp dụng cơ khí hoá trong các chuồng trại chăn nuôi gia cầm ở trong và ngoài nớc 7 1.4. Tình hình áp dụng cơ khí hoá khâu thu dọn phân trong các chuồng nuôi gia cầm ở trong và ngoài nớc 13 1.5. Một số hệ thống thu dọn phân đợc áp dụng phổ biến trong sản xuất 16 Chơng 2 Đối tợng và phơng pháp nghiên cứu 22 2.1. Đối tợng nghiên cứu 22 2.2. Phơng pháp nghiên cứu 26 Chơng 3 Cơ sở lý thuyết xác định các thông số cơ bản của hệ thống thu dọn phân 31 3.1. Động lực học di chuyển trên đờng ray 31 3.2. Lực cản chuyển động của xe di chuyển 35 3.3. Quá trình mở máy và phanh 37 3.4. Kiểm tra lực bám 40 iv 3.5. Chọn động cơ điện và phanh 41 Chơng 4 Xác định các thông số cơ bản của hệ thống thiết bị thu dọn phân 43 4.1. Các thông số tính toán ban đầu 43 4.1.1 Khối lợng phân cần thu dọn trong một ngày đêm 43 4.1.2 Thời gian và vận tốc chuyển động của xe ủi phân 44 4.2. Xác định các thông số cơ bản của hệ thống thu dọn phân trong chuồng nuôi gà lồng 2000con 45 4.2.1. Xe ủi phân 45 4.2.2. Hệ thống thu phân 59 4.3. Phơng án cải tiến xe ủi phân 64 4.3.1. Phân tích điều kiện làm việc của xe ủi phân 64 4.3.2. Sơ đồ kết cấu của xe ủi phân cải tiến 65 4.3.3. Xác định các thông số cơ bản của xe ủi phân 66 4.3.4. Công suất cần thiết của động cơ điện 68 Chơng 5 Kết quả nghiên cứu thực nghiệm 71 5.1. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm xe ủi phân 71 5.1.1. ảnh hởng của khe hở giữa lỡi bàn ủi và nền chuồng 71 5.1.2. ảnh hởng của vận tốc xe ủi phân 73 5.1.3. ảnh hởng của chiều dày của lớp phân trên nền chuồng 75 5.2. Kết quả nghiên cứu hệ thống thiết bị thu dọn phân trong thực tế sản xuất 77 5.2.1. Xe ủi phân 77 5.2.2. Kết quả thực nghiệm bơm nớc 78 Kết luận và đề nghị 80 Tài liệu tham khảo 81 Phụ lục 83 v Danh mục bảng STT Tên bảng Trang 4.1 Lợng phân cần thu dọn cho các chuồng nuôi gia cầm khác nhau 44 4.2. Các thông số cơ bản của xe ủi phân ở các chuồng nuôi có qui mô khác nhau 70 5.1. ảnh hởng của khe hở giữa lỡi bàn ủi với nền chuồng 71 5.2. ảnh hởng của vận tốc xe ủi phân 73 5.3. ảnh hởng của độ dày lớp phân 75 5.4. Các chỉ tiêu kinh tế 77 5.5. Kết quả thực nghiệm độ sạch của nền chuồng 78 5.6 Kết quả thực nghiệm hoạt động của bơm nớc xối phân 78 vi Danh mục hình STT Tên hình Trang 1.1 Chuồng lồng để nuôi gà mái đẻ của hng BigDucthman (Đức) 8 1.2 Chuồng nuôi gà mái đẻ của Faming scientific Co.Ltd Trung Quốc 9 1.3 Sơ đồ cấu tạo chuồng nuôi gà nền xí nghiệp gà Tam Dơng 10 1.4 Sơ đồ cấu tạo chuồng nuôi gà lồng Viện chăn nuôi Quốc gia 11 1.5 Chuồng nuôi gà lồng x Quảng Vinh - huyện Quảng Điền tỉnh Thừa thiên Huế 12 1.6 Sơ đồ qui trình công nghệ thu dọn phân 14 1.7 Hệ thống ngăn gạt tời kéo 16 1.8 Hệ thống thu phân kiểu tay gạt 17 1.9 Hệ thống thu dọn phân kiểu băng tải 18 1.10 Hệ thống thu dọn phân kiểu thuỷ lực 19 1.11 Hệ thống thu dọn phân kiểu bàn ủi 20 2.1 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo hệ thống thu dọn phân 22 2.2 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo xe ủi phân 23 2.3 Sơ đồ nguyên lý mạch địên điều khiển hệ thống thu dọn phân 24 3.1 Sơ đồ tính động lực học xe ủi phân 31 4.1 Sơ đồ thành lực kéo 47 4.2 Sơ đồ lực tác động lên bàn ủi 49 4.3 Sơ đồ tính toán lực cản ma sát 50 4.4 Sơ đồ lực chuyển động phụ thuộc vào lực bám 58 4.5 Các kích thớc chính của bể chứa phân Biogaz kiểu KT2 63 4.6 Sơ đồ cơ cấu di chuyển xe ủi phân bằng dây cáp kéo 65 5.1 ảnh hởng của khe hở giữa lỡi bàn ủi và nền chuồng đến độ sạch của nền chuồng 72 vii 5.2 ảnh hởng của khe hở giữa lỡi bàn ủi và nền chuồng đến chi phí năng lợng riêng. 72 5.3 ảnh hởng của vận tốc chuyển động của xe ủi phân đến độ sạch nền chuồng 74 5.4 ảnh hởng của vận tốc chuyển động của xe ủi phân đến chi phí năng lợng riêng 74 5.5 ảnh hởng của độ dày lớp phân trên nền chuồng đến độ sạch nền chuồng 76 5.6 ảnh hởng của độ dày lớp phân trên nền chuồng đến chi phí năng lợng riêng 76 1 1. Mở đầu 1.1. Tính cấp thiết của đề tài Chăn nuôi gia cầm giữ một vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế nông nghiệp của nớc ta. Đây là ngành sản xuất mang lại hiệu quả kinh tế tơng đối cao, chu kỳ sản xuất ngắn, thu hồi vốn nhanh, lợi nhuận cao. Trong những năm qua Đảng và nhà nớc ta đ có chính sách nhằm chuyển dịch cơ cấu kinh tế nông nghiệp nông thôn theo hớng dịch vụ, trong đó có nhiều chính sách u đi về vốn cho phát triển ngành chăn nuôi gia cầm, chú trọng việc cải tạo giống, áp dụng công nghệ chăn nuôi mới, phòng trừ dịch bệnh, bởi vậy ngành chăn nuôi gia cầm đ có những bớc phát triển rất nhanh. Theo số liệu thống kê của cục khuyến nông, khuyến lâm tổng đàn gia cầm của nớc ta hiện nay khoảng 219,9 triệu con, chăn nuôi gia cầm phát triển ở hầu hết các địa phơng trong cả nớc, dới nhiều hình thức. Hộ gia đình, Trang trại, Công ty trách nhiệm hữu hạn, Công ty Liên doanh với nớc ngoài. Qui mô chăn nuôi gia cầm ở nớc ta hiện nay ngày càng đợc mở rộng, xu hớng chuyển dần từ chăn nuôi nhỏ lẻ, phân tán sang chăn nuôi tập trung theo hớng công nghiệp. Chuồng nuôi, các thiết bị chăn nuôi gà ở nớc ta hiện nay hầu hết cha đợc cơ giới hóa, chuồng trại thô sơ, chăn nuôi theo phơng pháp chăn thả tự nhiên, gà nuôi thả trực tiếp trên nền chuồng, việc thu dọn phân đợc thực hiên bằng phơng pháp thủ công, đây là công việc nặng nhọc độc hại ảnh hởng nhiều đến sức khỏe của ngời lao động. Do đó để tiến đến qui mô sản xuất lớn theo hớng công nghiệp thì việc cơ giới hóa khâu này là một vấn đề thiết yếu. Cơ giới hóa khâu thu dọn phân sẽ tạo ra hiệu quả kinh tế kỹ thuật, giảm cờng độ lao động nặng nhọc và độc hại cho ngời chăn nuôi, đảm bảo vệ sinh phòng bệnh cho vật nuôi, góp phần tăng năng suất, chất lợng, hạ giá thành sản phẩm, bảo vệ môi trờng. Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó với sự giúp đỡ của PGS.TS.Trần Nh Khuyên tôi thực 2 hiện đề tài: Nghiên cứu một số thông số làm cơ sở thiết kế hoàn thiện hệ thống thu dọn phân trong chuồng nuôi gà lồng công nghiệp 1.2. Đối tợng, mục tiêu, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Đối tợng nghiên cứu của đề tài là các thông số cơ bản của hệ thống thiết bị thu dọn phân trong chuồng nuôi gà lồng công nghiệp 2000 con, nghiên cứu cải tiến hệ thống truyền động xe ủi phân nhằm khắc phục hiện tợng trợt trơn ở bánh xe uỉ phân với đờng ray, khi mở rộng qui mô chuồng nuôi lên 4000 con, 6000 con, 8000 con. - Xác định các thông số cơ bản về cấu tạo và chế độ làm việc của hệ thống thu dọn phân trong chuồng nuôi gà lồng công nghiệp làm cơ sở cho việc cải tiến hệ thống thiết bị để có thể mở rộng qui mô chuồng nuôi. - Các thông số đợc nghiên cứu trong đề tài làm cơ sở hoàn thiện thiết kế hệ thống thu dọn phân trong chuồng nuôi gà lồng công nghiệp. - Đề tài đợc đi vào thực tế góp phần cơ giới hoá, tự động hoá ngành chăn nuôi gia cầm, giảm nhẹ sức lao động nặng nhọc cho ngời chăn nuôi, tăng năng suất, hạ giá thành sản phẩm. 1.3. Tóm tắt nội dung luận văn Đề tài: Nghiên cứu một số thông số làm cơ sở thiết kế hoàn thiện hệ thống thu dọn phân trong chuồng nuôi gà lồng công nghiệpgồm: 5 chơng Chơng 1: Tổng quan nghiên cứu; Chơng 2: Đối tợng và phơng pháp nghiên cứu; Chơng 3: Cơ sở lý thuyết xác định các thông số cơ bản của hệ thống thu dọn phân; Chơng 4: Xác định các thông số cơ bản của hệ thống thiết bị thu dọn phân; Chơng 5: Kết quả nghiên cứu thực nghiệm; Kết luận và đề nghị [...]... một số thông số cơ bản của xe ủi phân đ dợc cải tiến nhằm lựa chọn động cơ có công suất phù hợp ; - Nghiên cứu thực nghiệm xác định ảnh hởng của một số thông số đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thu t của hệ thống thu dọn phân 2.2 Phơng pháp nghiên cứu 2.2.1 Phơng pháp nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố Phơng pháp nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố nhằm nghiên cứu ảnh hởng của từng yếu tố tới các thông số... Mục đích v nhiệm vụ nghiên cứu a) Mục đích nghiên cứu Xác định các số thông số cơ bản về cấu tạo v chế độ l m việc của hệ thống thu dọn phân l m cơ sở cho việc cải tiến hệ thống thiết bị để có thể mở rộng qui mô lên 4000 con, 6000 con, 8000 con 25 b) Nhiệm vụ nghiên cứu - Xác định một số tính chất cơ - lý của phân; - Nghiên cứu động học, động lực học của hệ thống thu dọn phân; - Nghiên cứu cải tiến... rỉ ở cơ cấu truyền động - Nhợc điểm: có thể xảy ra hiện tợng trợt trơn bánh xe với đờng ray, khi lỡi b n ủi di chuyển đến vị trí mặt nền có độ mấp mô lớn 21 chơng 2 Đối tợng và phơng pháp nghiên cứu 2.1 Đối tợng nghiên cứu 2.1.1 Hệ thống thu dọn phân trong chuồng nuôi g lồng 2000 con Đối tợng nghiên cứu của đề t i l các thông số cơ bản của hệ thống thiết bị thu dọn phân trong chuồng nuôi g lồng công. .. phân l vấn đề cần thiết 1.4.2 Qui trình công nghệ thu dọn phân 1.4.2.1 Mục đích v yêu cầu công nghệ a) Mục đích Cơ khí hoá khâu thu dọn phân nhằm giảm công lao động nặng nhọc, tránh độc hại cho công nhân chăn nuôi, đảm bảo vệ sinh phòng bệnh tốt cho vật nuôi, không gây ô nhiễm môi trờng, tạo điều kiện thu đợc nhiều phân với chất lợng tốt b) Yêu cầu công nghệ - Thu dọn h ng ng y thờng xuyên, sạch sẽ;... ở nớc ta, việc việc thu dọn phân trong chuồng nuôi gia cầm hầu nh cha đợc cơ khí hoá Trong các chuồng nuôi g nền ngời ta thờng rải một lớp độn chuồng, thờng bằng chấu hoặc mùn ca Trong quá trình nuôi khi lớp phân d y nên ngời ta tiến h nh đảo trộn thủ công từ hai đến ba lần Phân v chất độn chuồng chỉ đợc thu một lần sau khi thanh lý đ n g v việc thu dọn phân ho n to n bằng thủ công dùng xẻng xúc đổ... nuôi g lồng 1.5.4 Hệ thống máy thu dọn phân kiểu thu lực Hình 1.10 Hệ thống thu dọn phân kiểu thu lực 1- ống phân phối; 2- ống tự chảy; 3- ống dẫn; 4- Hố thu tạp chất; 5- Hố phân; 6,- Bơm; 8- Van; 9- Các miệng hố Cấu tạo hệ thống gồm trạm bơm 6, hố thu phân 5, các ống dẫn có áp 3, ống dẫn tự chảy 2, ống thu tạp chất lớn 4, khi bắt đầu thu dọn, ngời ta bơm nớc v o hố thu phân 5 (khoảng 8- 10m3) Sau... phí cho hệ thống thu phân kiểu thu lực v o khoảng 0,4 - 0,5 giờ công/ t (Hình.1.10) - Ưu điểm: Tận dụng đợc nguồn khí l m chất đốt trong sinh hoạt - Nhợc điểm: Cấu tạo phức tạp 1.5.5 Hệ thống thu dọn phân trong chuồng nuôi g lồng 2000con 1 2 3 4 5 Hình 1.11 Hệ thống thu dọn phân kiểu b n ủi 1- Động cơ điện; 2 - Đờng ray; 3 - Khung xe; 4- Bánh xe; 5 - B n ủi phân Đây l hệ thống thiết bị thu dọn phân kiểu... thiết bị đợc chế tạo trong nớc sao cho vẫn đáp ứng đợc yêu cầu kỹ thu t chăn nuôi nhng thu n tiện cho sử dụng v đặc biệt l giá th nh phù hợp, nghĩa l sản xuất có thể chấp nhận đợc Từ mô hình thí điểm n y, tiếp tục ho n thiện về kết cấu, sau đó có thể nhân rộng cho các cơ sở chăn nuôi trong cả nớc 1.4 Tình hình áp dụng cơ khí hoá khâu thu dọn phân trong các chuồng nuôi gia cầm ở trong v ngo i nớc 1.4.1... quan trọng của việc thu dọn phân Thu dọn phân trong chuồng nuôi gia cầm nói chung v nuôi g nói riêng l công việc tốn sức lao động, nặng nhọc v độc hại Việc cơ khí hoá khâu thu dọn phân nhằm giảm công lao động nặng nhọc, tránh độc hại cho ngời nuôi, góp phần tăng năng suất, hạ giá th nh sản phẩm chăn nuôi, đảm bảo vệ sinh cho vật nuôi v không gây ô nhiễm môi trờng Việc cơ khí hoá khâu thu dọn phân l vấn... pháp công nghiệp v bán công nghiệp, còn lại 70% nuôi theo phơng pháp chăn thả tự nhiên Mức độ cơ khí hoá nói chung còn thấp Tất cả các công vịệc nh: Phân phối thức ăn, cung cấp nớc uống, thu dọn phân đều thực hiện bằng thủ công, một số nơi có sử dụng máng ăn, máng uống tự động nhng việc cung cấp thức ăn, nớc uống lại bằng thủ công việc điều tiết tiểu khí hậu trong chuồng nuôi (l m mát, sởi ấm, thông . và phơng pháp nghiên cứu; Chơng 3: Cơ sở lý thuyết xác định các thông số cơ bản của hệ thống thu dọn phân; Chơng 4: Xác định các thông số cơ bản của hệ. cứu 22 2.1. Đối tợng nghiên cứu 22 2.2. Phơng pháp nghiên cứu 26 Chơng 3 Cơ sở lý thuyết xác định các thông số cơ bản của hệ thống thu dọn phân 31 3.1.