luận văn
Bộ giáo dục đào tạo trờng đại học nông nghiệp i Nguyễn hoàng đại Nghiên cứu thiết kế, chế tạo v khảo nghiệm máy băm thái rơm rạ khí hoá khâu sản xuất nấm v mạ thảm Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ng nh: kỹ thuật máy thiét bị giới hoá Nông l©m nghiƯp M· sè: 60.52.14 Ng−êi h−íng dÉn khoa häc: TS Lê minh l Hà nội - 2007 i L I CAM ðOAN Tơi xin cam đoan r ng nh ng s li u k t qu nghiên c u lu n văn trung th c chưa h s d ng ñ b o v m t h c v Tơi xin cam đoan r ng m i s giúp cho vi c th c hi n lu n văn ñã ñư c c m ơn thơng tin trích d n lu n văn ñ u ñã ñư c ch rõ ngu n g c Tác gi Nguy n Hồng ð i ii L I C M ƠN Tơi xin bày t lòng bi t ơn sâu s c t i th y giáo TS Lê Minh Lư, ngư i th y tr c ti p hư ng d n giúp đ tơi th i gian th c hi n ñ tài, th y giáo PGS-TS Lương Văn Vư t, TS ð H u Quy t, Th c sĩ ð ng ðình Trình th y cô b môn Cơ h c k thu t, Khoa ñi n, Khoa sau ð i h c trư ng ð i h c Nông nghi p I – Hà N i ñã giúp ñ t o u ki n cho tơi q trình h c t p hoàn thành lu n văn Tác gi Nguy n Hoàng ð i iii M CL C Trang L I CAM ðOAN .i L I CÁM ƠN ii M C L C .iii DANH M C CÁC B NG .v DANH M C CÁC HÌNH .vi M ð U i Chương 1: T NG QUAN NGHIÊN C U 1.1T NG QUAN V PH PH M RƠM R TRONG NÔNG NGHI P.3 1.2 M T S QUY TRÌNH K THU T X LÝ RƠM R .5 1.2.1 X lý rơm r sau thu ho ch thành phân bón cho tr ng [10] .5 1.2.2 X lý rơm r sau thu ho ch ưng d ng K thu t tr ng n m [1] 1.2.3 X lý rơm ng d ng trình gieo m th m 10 1.3 M T S MÁY BĂM THÁI NG D NG TRONG S N XU T NÔNG NGHI P 10 1.3.1 Máy băm c c a anh “Hai lúa” (22/03/07) 10 1.3.2 M t s máy băm khác 12 1.4 YÊU C U CƠNG NGH C A Q TRÌNH BĂM THÁI 12 1.5 M C TIÊU VÀ NHI M V C A LU N VĂN 13 Chương 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U 14 2.1 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U LÝ THUY T 14 2.2 PHƯƠNG PHÁP ðI U TRA KH O SÁT 14 2.3 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ðÁNH GIÁ 15 2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U KH O NGHI M [7] 15 Chương 3: L A CH N NGUYÊN LÝ LÀM VI C VÀ TÍNH TỐN M TS THƠNG S CHÍNH C A MÁY BĂM THÁI RƠM R 17 iv 3.1 ð C ðI M CƠ LÝ TÍNH C A RƠM R 17 3.1.1 ð m yêu c u c a rơm r trư c băm thái 17 3.1.2 Kh i lư ng riêng c a rơm khô tr ng thái t nhiên 17 3.1.3 H s ma sát tĩnh c a rơm r 18 3.1.4 Kh ch u c t khơng có trư t c a rơm r [7] 18 3.2 L A CH N NGUYÊN LÝ LÀM VI C C A MÁY 19 3.2.1 Các nguyên lý c t thái rau, c , rơm 19 3.3 XÁC ð NH CÁC THÔNG S CƠ B N C A MÁY C T THÁI 21 3.3.1 Sơ ñ c u t o nguyên lý làm vi c c a máy c t thái 21 3.3.2 Cơ s lý thuy t v c t thái 21 3.3.3 Xác đ nh thơng s c a máy c t thái 42 3.3.4 Xác đ nh mơ men c t thái cơng su t ñ ng 48 3.4 THÀNH L P BÀI TỐN PASSCAL TÍNH CÁC THƠNG S C A MÁY 54 Chương 4: THI T K CH T O VÀ KH O NGHI M MÁY 60 60 4.1 THI T K CH T O B PH N C T THÁI 60 4.1.1 Dao c t thái 60 4.1.2 T m kê 61 4.1.3 Bu ng c t thái 61 4.2 THI T K CH T O B PH N CUNG C P 62 4.2.1 H tr c cu n 62 4.2.2 Băng t i 64 4.3 THI T K B PH N TRUY N ð NG 64 4.3.1 Ch n ñ ng 64 4.3.2 Tính tốn b truy n cho dao thái 65 4.4 TÍNH TỐN THI T K TR C 72 v 4.4.1 Thi t k ch t o tr c dao [3],[4] 72 4.4.2 Tr c lô ép, tr c tr ng tang tr c truy n khác 73 4.5 THI T K KHUNG MÁY 74 4.6 KH O NGHI M MÁY 75 4.6.1 M c đích u c u kh o nghi m 75 4.6.2 N i dung kh o nghi m 76 K T LU N VÀ KI N NGH 83 TÀI LI U THAM KH O 84 Ph l c 85 vi DANH M C CÁC B NG S b ng Tên b ng Trang B ng 1.1 Di n tích s n lư ng lúa c a nư c ta t (2001- 2006) [ 8] B ng 1.2 Kh i lư ng ph ph m sau thu ho ch lúa t năm 2001 ÷ 2006 B ng 2.1 K t qu kh o nghi m 15 B ng 3.1 Xác ñ nh kh i lư ng riêng c a rơm 17 B ng 3.2 H s ma sát c a rơm khô v i lo i v t li u 18 B ng 3.3 S liên h gi a l c c t N ñ d ch chuy n c a dao S 23 B ng 4.1 Kích thư c ti t di n c a ñai thang 65 B ng 4.2 Chi u dài s n ph m ñ i v i rơm sóng có đ m W = 70% 79 B ng 4.3 Chi u dài s n ph m ñ i v i rơm r i có đ m W = 58% 79 B ng 4.4 Chi u dài s n ph m đ i v i rơm r i có ñ m W = 85% 79 vii DANH M C CÁC HÌNH S hình Tên hình Trang Hình 1.1 Máy bm c 10 Hình 3.2 Sơ đồ trình cắt th¸i b»ng l−ìi dao 18 Hình 3.3 Sơ đ c u t o b ph n máy thái rau c rơm 19 Hình 3.4 Sơ đ c u t o b ph n thái c qu ki u bào g 20 Hình 3.5 Sơ đ c u t o b ph n c a máy c t thái 21 Hình 3.6 Tác d ng c t thái c a lư i dao 22 Hình 3.7 M u sơ đ thí nghi m v c t thái 22 Hình 3.8 ð th ph thu c c a l c c t thái N vào ñ d ch chuy n S 23 Hình 3.9 Tác d ng c t trư t gi m chi u r ng lát thái 24 Hình 3.10 Sơ đ q trình c t thái b ng lư i dao 25 Hình 3.11 ð th ph thu c c a q τ 26 Hình 3.12 C nh s c lư i dao 26 Hình 3.13 Góc c t thái 27 Hình 3.14 ð th ph thu c l c c t v i ñ thái sâu 27 Hình 3.15 ð th ph thu c q, Act, pt v i v 28 Hình 3.16 Phân tích v n t c c a m M c nh s c lư i dao AB tác đ ng vào v t thái 28 Hình 3.17 Phân tích tác đ ng gi a lư i dao v t thái 30 Hình 3.18 D ng c ño l c c t thái áp su t c t thái riêng 33 Hình 3.19 Tác d ng gi m l c c t thái pháp n τ ≤ϕ , 33 Hình 3.20 ð th ph thu c δ v i N 35 Hình 3.21 Góc k p χ ñi u ki n χ ≤ϕ , 1+ϕ , 35 Hình 3.22 ð th ph thu c c a q v i W% 38 Hình 3.23 Sơ đ dao thái đ tính lư ng 38 Hình 3.24 Xét đo n dao thái S v i góc quay d θ 39 viii Hình 3.25 đ th q= F( τ ) 40 Hình 3.26 D ng c đo góc c t trư t 41 Hình 3.27 ð th f, = F (tg τ ) 41 Hình 3.28 S ph thu c c a Ar v i góc τ 42 Hình 3.29 ð th xác đ nh q, f’ theo đ trư t τ 43 Hình 3.30 Mi n gi i h n tác d ng c a lư i dao 44 Hình 3.31 Sơ đ dao thái lư i cong theo vòng tròn l ch tâm 45 Hình 3.32 Sơ đ xác đ nh v trí c a dao 48 Hình 3.33 Xác đ nh to ñ ñi m vùng c t thái c a lư i dao 51 Hình 3.34 ð th cơng c t thái riêng 57 Hình 3.36 ð th tính mơmen c t thái 57 Hình 4.1 B n v ch t o dao 60 Hình 4.2 B n v ch t o t m kê 61 Hình 4.3 kích thư c ch t o bu ng c t thái 61 Hình 4.4 kích thư c ch t o lơ m t bích 63 Hình 4.5 Cơ c u lị xo ép 63 Hình 4.6 k t c u l p ghép tr ng băng t i ch đ ng (a), b đ ng (b) 64 Hình 4.7 Bi u đ l c mơ mem tr c dao 72 Hình 4.8 B n v ch t o tr c dao 73 Hình 4.9 Kích thư c k t c u khung máy 74 Hình 4.10 Máy băm thái rơm r 75 Hình 4.12.Băng t i 77 Hình 4.13 B ph n truy n đ ng 77 Hình 4.14 B ph n c t thái 78 M ð U ð t nư c ta ñang th i kỳ phát tri n m nh m m c a h i nh p, song mơi trư ng hi n b nhi m n ng n ðó nh ng v n đ có tính th i s , u c u s phát tri n cân b ng ñang ñư c ñ t bao gi h t Nư c ta m t nư c nơng nghi p phát tri n, nh ng năm g n ñây sách đ i m i mà n n nơng nghi p nư c nhà có m t bư c phát tri n ngo n m c, tr thành m t nh ng nư c xu t kh u g o hàng ñ u th gi i (trung bình kho ng 3,5 tri u t n g o ñư c xu t kh u hàng năm) Nông nghi p phát tri n ñã t o m t lư ng l n ph ph m ph th i c thu ho ch sau ch bi n (trên 50 tri u t n/năm) N u ñư c khai thác s d ng ngu n lư ng có kh tái t o, s d ng mà khơng m t kh d tr ð ng b ng sông C u Long v a lúa c a c nư c (chi m 50% s n lư ng), nơi có m t lư ng tr u, rơm r dư th a l n Tuy nhiên, ñ t chúng d ng thô thư ng không h p d n ngư i s d ng, m t khác vi c v n chuy n xa khó khăn khơng kinh t Chính v y vi c s d ng rơm r ph ph m c a s n xu t lúa vào s n xu t s n ph m nông nghi p khác v n ñ r t c n thi t mang tính c p thi t Vi c s d ng rơm r cho s n xu t n m m t nh ng hư ng có tri n v ng ñang ñư c phát tri n m nh m , mang l i hi u qu kinh t ñáng k cho s n xu t nơng nghi p Trong qui trình s n xu t n m m th m cơng đo n băm thái rơm r khâu r t n ng nh c t n cơng lao đ ng ð phát tri n s n xu t n m m th m v i giá th rơm r địi h i ph i t o máy băm thái rơm r ñáp ng ñư c nhu c u s n xu t yêu c u c p thi t có ý nghĩa to l n Ngành chăn nuôi hi n r t phát tri n xu t hi n nông tr i chăn nuôi ñ i gia súc (trâu, bò…) ngày nhi u, v n đ địi h i ph i tích 85 Ph l c Bài tốn l p trình xác đ nh thơng s c a máy b ng ph n m m Pascal Program Thiet_Ke_Dao_Thai; uses crt, graph, printer; const m=240; n=200; var delX, s, eta, X1, X2, Y1,Y2, l1, delSi, Ri, Ti, Ari, Mcti, Mcttb, Mdc, Ndc, U1, U2, u, t, Ar, t1, min, Tmin, Tmax, e, R, Rmin, Rmax, h, b, b1, c, a, no, R1, teta, Xi1, Xi, Z1, Z2, Z3, Z4, Z5, Z6, Z7, Z8, Z9, Z10, Z11, f, q, R2, R3, Xi2, Qn, V, gama, k, Ro, l, qo, fi1, fi2, fi, max1, max2, S1, S2, S3, S4, S5, R4, R5, R6 :real; i, j, m1, xo, yo, lo, l2, l3, l4, l5, h1, h2, h4, x, y, x3, y3 :integer; procedure DoThi; var manhinh, chedo :integer; begin Manhinh:=detect; Initgraph (manhinh, chedo,'c:\tp\bgi'); if graphresultGROK then halt(1); end; procedure rado(t:real); var gdo, ph, gi, pt:integer; gocdo:real; goc:longint; begin gocdo:=(t*180*3600)/pi; pt:=round(100*frac(gocdo)); if pt=100 then begin gocdo:=trunc(gocdo)+1; pt:=0; end; gdo:=trunc(gocdo) div 3600; ph:=(trunc(gocdo) mod 3600) div 60; gi:=trunc(gocdo) mod 60; write(gdo:3,'do,',ph:3,'phut,',gi:3,'giay,',pt:3,'phan tram giay'); end; function tan(t:real) :real; var x:real; begin x:=sin(t)/cos(t); tan:=x; end; function Ctri(a,b:real):real; const Del=0.000001; var X, q1, f1, q2, f2:real; begin while abs(a-b)>Del begin 86 q1:=qo*((2*u1-fi)-a)/(2*(u1-fi)); f1:=(tan(fi)*(tan(u1)-0.31-tan(fi))+0.31*tan(a))/(tan(u1)-tan(fi)); q2:=qo*((2*u1-fi)-(a+b)/2)/2*(u1-fi); f1:=(tan(fi)*(tan(u1)-0.31-tan(fi)+0.31*tan((a+b)/2))/(tan(u1)-tan(f1))); if(q1*(1+f1*sin(a)/cos(a))-1.05*min)* (q2*(1+f2*tan((a+b)/2))-1.05*min)Ar then min:=Ar; if min=Ar then t1:=t; end; writeln('Armax=',max1:10:4,'N/cm'); writeln('Armin=',min:10:4,'N/cm'); write('t1=');rado(t1);writeln; tmin:= Ctri(fi,t1); write('tmin=');rado(tmin);writeln; tmax:= Ctri(t1,u2); write('tmax=');rado(tmax);writeln; e:=ro*cos(tmin); writeln('e=',round(e):10,'mm'); Rmax:=Ro*(sin(tmax)+sqrt(sqr(sin(tmax))-sqr(sin(tmin)))); Rmin:=sqr(Ro*Ro-e*e); writeln('Rmax=',round(Rmax):10,'mm'); writeln('Rmin=',round(Rmin):10,'mm'); h:=Rmax*sin(tmax-(fi1+fi1)); writeln('h=',round(h):10,'mm'); c:=Rmin+10;writeln(lst,'c=',round(c):10,'mm'); b1:=Rmax*cos(tmax-(fi1+fi1))-c;b:=b1-10; writeln('b=',round(b):10,'mm'); no:=1000*60*v/(pi*(Rmax+Rmin)); writeln('no=',trunc(no):10,'v/ph'); 88 a:=10E+7*Qn/(b*k*l*gama*no*60); writeln('a=',round(a):10,'mm'); if (a>h)then write('chon lai cac thong vao (vi h>a)')else begin R1:=sqrt(c*c+sqr(h-a)); Z1:=arccos((e*e+R1*R1-Ro*Ro)/(2*e*R1)); Z2:=arctan((h-a)/c); teta:=pi/2+z2-z1; R4:=sqrt(sqr(b+c)+sqr(h)); Z3:=arcsin(Ro*cos(tmax/e)); xi:=pi-teta-arctan((b+c)/h)-arccos((e*e+r4*r4-Ro*Ro)/(2*e*r4)); write('Xi=');rado(xi);writeln; R2:=sqrt(h*h+c*c); R3:=sqrt(sqr(b+c)+sqr(h-a)); Z4:=arccos((e*e+r2*r2-ro*ro)/(2*r2*ro)); Z5:=arctan(c/h); xi1:=pi-Z4-Z5-teta; Z6:=arccos((e*e+r3*r3-ro*ro)/2*e*r3); Z7:=arctan((b+c)/(h-a)); xi2:=pi-Z6-Z7-teta; delx:=xi/n;s:=0;max2:=0; for j:=0 to n begin eta:=j*delx; if eta=xi1)and (etaxi2 then begin x1:=b+c; y2:=h; y1:=sqrt(Ro*Ro-sqr((b+c)-e*sin(teta+eta)))-e*cos(teta+eta); x2:=e*sin(teta+eta)+sqrt(Ro*Ro-sqr(h+e*cos(teta+eta)));end; l1:=sqrt(sqr(x1-x2)+sqr(y1-y2)); Z8:=arcsin(l1/(2*Ro)); delsi:=Ro*2*Z8; Z9:=arccos((e*e+Ro*Ro-X1*X1-Y1*Y1)/(2*e*Ro)); 89 Z10:=Z9-Z8; Ri:=sqrt(e*e+Ro*Ro-2*e*Ro*cos(Z10)); ti:=arcsin((Ro*Ro+Ri*Ri-e*e)/(2*Ro*Ri)); If t=fi then begin q:=qo*((2*u1-fi)-t)/(2*(u1-fi)); f:=(tan(fi)*(tan(u1)-0.31-tan(fi))+0.31*tan(t))/(tan(u1)-tan(fi)); Ari:=q*(1+f*tan(t)); end; Mcti:=delsi*Ri*cos(ti)*Ari/10000; If max2h) then write('chon lai cac thong so vao (vi h>a)')else begin R1:=sqrt(c*c+sqr(h-a)); Z1:=arccos((e*e+R1*R1-Ro*Ro)/(2*e*R1));Z2:=arctan((h-a)/c); teta:=pi/2+Z2-Z1; R4:=sqrt(sqr(b+c)+sqr(h)); Z3:=arcsin(ro*cos(tmax)/e); xi:=pi-teta-arctan((b+c)/h)-arccos((e*e+R4*R4-Ro*Ro)/(2*e*R4)); write('Xi ='); rado(xi);writeln; R2:=sqrt(h*h+c*c); R3:=sqrt(sqr(b+c)+sqr(h-a)); Z4:=arccos((e*e+R2*R2-Ro*Ro)/(2*e*R2)); Z5:=arctan(c/h); xi1:=pi-Z4-Z5-teta; Z6:=arccos((e*e+R3*R3-Ro*Ro)/(2*e*R3)); Z7:=arctan((b+c)/(h-a)); xi2:=pi-Z6-Z7-teta; delx:=xi/n; s:=0; max2:=0; 97 for j:=0 to n begin eta:=j*delx; if eta= xi1) end (eta xi2 end then begin x1:=b+c; y2:=h; y1:=sqrt(Ro*Ro-sqr((b+c)-e*sin(teta+eta)))-e*cos(teta+eta); x2:=e*sin(teta+eta)+sqrt(Ro*Ro-sqr((h+e*cos(teta+eta))); end; l1:=sqrt(sqr(x1-x2)+sqr(y1-y2)); Z8:=arcsin(l1/(2*Ro)); delsi:=ro*2*Z8; Z9:=arccos((e*e+Ro*Ro-X1*X1-Y1*Y1)/(2*e*Ro)); Z10:=Z9-Z8; Ri:=sqrt(e*e+Ro*Ro-2*e*Ro*cos(Z10)); ti:=arcsin(Ro*Ro+Ri*Ri-e*e)/(2*Ro*Ri)); if t=fi then begin q:=qo*((2*u1-fi)-t)/(2*(u1-fi)); f:=(tan(fi)*(tan(u1)-0.31-tan(fi))+0.31*tan(t))/(tan(u1)-tan(fi)); Ari:=q*(1+f*tan(t));end; Mcti:=delsi*Ri*cos(ti)*Ari/10000; if max2Ndc then begin Nmin:=Ndc; Vmin:=V; Romin:=Ro; lmin:=l; a:=a; b:=b c:=c ;h:=h; no:=no;e:=e; Rmax:=Rmax;Rmin:=Rmin;end; end; end; end; end; wrieln('Nmin =',Nmin:2:2,' kW'); wrieln('Vmin =',Vmin:4:2,' m/s'); wrieln('Romin =',Romin:5:2,' mm'); wrieln('Rmax =',Rmax:5:2,' mm'); wrieln('Rmin =',Rmin:5:2,' mm'); wrieln('lmin =',lmin:5:2,' cm'); wrieln('a =',a:5:2,' mm'); wrieln('b =',b:5:2,' mm'); wrieln('c =',c:5:2,' mm'); wrieln('e =',e:5:2,' mm'); wrieln('h =',h:5:2,' mm'); wrieln('no =',no:5:2,' mm'); wrieln; readln; END ... 2.51 2,4 44 0,7 45 7,5 48 8,2 54 8,8 54 6,2 2.96 6,9 3.15 6,0 3.22 1,1 3.37 7,8 3.16 5,8 58 7,0 3.48 4,8 20.03 1,5 21.70 6,9 21.89 7,0 23.02 1,5 23.34 2,1 22.71 4,6 1.70 7,1 1.71 1,0 1.87 8,3 1.89 0,8 1.77 4,8 64 6,2 60 6,6 ... 32.10 8,4 34.44 7,2 34.56 8,8 36.14 8,9 35.79 0,8 35.82 7,6 12.07 6,9 12.74 0,3 12.67 1,8 13.12 7,4 12.44 8,7 13.11 3,0 6.41 9,4 6.75 2,2 6.48 7,3 6.71 0,2 6.19 9,0 6.52 8,8 2.24 9,9 2.37 4,6 2.47 5,2 2.49 0,6 2.53 7,7 ... x1x1 m 4 4,8 4 4,8 H p x1x1 m 4 7,3 4 7,3 H p x1x1 m 5,9 5 300 5 0,4 2 Thùng xe 1,4 x 2,5 cao 1,7 m 6,4 75 300 4 6,3 3 Thùng xe 1,4 x 2,5 cao 1,8 5 m 4,2 200 4 7,6 2 Thùng xe 1,4 x 2,5 cao 1,2 m 1 1,5 5 1000 4 8,1 0 Thùng