Thiết kế máy phun thuốc bảo vệ thực vật cho cây lâm nghiệp tại trung tâm nghiên cứu ứng dụng khoa học công nghệ lâm nghiệp thanh hóa

LỜI CẢM ƠN Sau tháng thực tập tốt nghiệp với tinh thần khẩn trương nghiêm túc, đến tơi hồn thành đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế máy phun thuốc bảo vệ thực vật cho lâm nghiệp trung tâm nghiên cứu ứng dụng khoa học cơng nghệ lâm nghiệp Thanh Hóa” Trong q trình thực tốt nghiệp, giúp đỡ thầy giáo mơn Kỹ thuật khí, đặc biệt bảo tận tình thầy giáo hướng dẫn TS Lê Văn Thái, với cố gắng nỗ lực thân giúp đỡ bạn bè giúp đỡ tơi hồn thành đề tài tốt nghiệp thời gian quy định Nhân dịp cho tơi bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới thầy bạn bè giúp đỡ q báu Tơi xin chân thành cảm ơn! Xuân Mai, ngày 28 tháng năm 2013 Sinh viên thực Hồ Văn Chung MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ Chƣơng TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình sản xuất thực trạng sâu bệnh phá hoại lâm nghiệp nước ta 1.1.1 Tình hình trữ lượng rừng nước ta 1.1.2.Thực trạng sâu bệnh phá hoại lâm nghiệp 1.2 Tổng quan vấn đề bảo vệ thực vật lâm nghiệp 1.2.1 Thuốc bảo vệ thực vật lâm nghiệp 1.2.2 Công nghệ bảo vệ thực vật cho lâm nghiệp 1.2.3 Thiết bị bảo vệ thực vật cho lâm nghiệp 11 1.3 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 20 1.4 Nội dung nghiên cứu đề tài 20 1.5 Đối tượng nghiên cứu phạm vi áp dụng đề tài 20 1.6 Phương pháp nghiên cứu đề tài 20 Chƣơng ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ 21 2.1 Sơ lược trình hình thành phát triển Trung tâm nghiên cứu, ứng dụng khoa học công nghệ Lâm Nghiệp Thanh Hóa 21 2.2 Lựa chọn thuốc bảo vệ thực vật 22 2.3 Lựa chọn nguyên tắc làm việc máy .23 2.4.1 Phương án 1: Máy phun thuốc bảo vệ thực vật lắp xe đẩy 23 2.4.2 Phương án 2: Máy phun thuốc bảo vệ thực vật lắp sau máy kéo 24 2.3.4 Ưu, nhược điểm phương án 26 2.3.5 Tiêu chí lựa chọn phương án 26 2.3.6.Kết luận lựa chọn phương án thiết kế 26 Chƣơng TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KỸ THUẬT 27 3.1 Tính tốn thiết kế hệ thống ống dẫn vịi phun 27 3.1.1 Chọn đường ống 27 3.1.2 Tính tổn thất ống dẫn 29 3.2 Tính tốn thiết kế quạt gió 32 3.2.1 Xác định số thơng số quạt gió 32 3.2.2 Tính tốn số kích thước quạt gió 36 3.3 Thiết kế thùng chứa 37 3.4 Tính tốn thiết kế phận trộn 38 3.4.1 Lựa chọn phận khuấy 38 3.4.2 Tính tốn phận trộn 39 3.5 Lựa chọn nguồn động lực 41 3.6 Thiết kế hệ thống dẫn động 42 3.6.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động 42 3.6.2 Hệ dẫn động cho quạt gió 44 3.6.3 Hệ thống dẫn động cho phận khuấy 48 Chƣơng SƠ BỘ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ 52 4.1 Năng suất .52 4.2 Sơ hoạch toán giá thành 53 4.3 Sơ đánh giá hiệu kinh tế 54 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO ĐẶT VẤN ĐỀ Cơng nghiệp hóa, đại hóa nơng – lâm nghiệp chủ trương lớn Đảng Nhà nước ta, nhằm thúc đẩy kinh tế phát triển, tạo công ăn việc làm, tăng thu nhập cho người dân tạo tiền đề để giải hàng loạt vấn đề trị - xã hội đất nước Từ đại hội Đảng lần thứ III, Đảng ta ln coi cơng nghiệp hóa, đại hóa nhiệm vụ trọng tâm, Đảng ta xác định thực chất cơng nghiệp hóa xã hội chủ nghĩa “Quyết tâm thực cách mạng kỹ thuật thực phân công lao động xã hội q trình tích lũy xã hội chủ nghĩa để không ngừng thực tái sản xuất mở rộng” Tiếp theo, đại hội Đảng lần thứ VIII xác định phải đặc biệt coi trọng công nghiệp hóa, đại hóa nơng – lâm nghiệp nơng thơn Trong năm gần nhờ có đổi nông – lâm nghiệp nước ta đạt thành tựu đáng khích lệ Tuy vậy, nơng – lâm nghiệp vấn đứng trước thách thức to lớn, vấn đề chăm sóc, bảo vệ, sản xuất thu hoạch chưa đạt suất cao, đặc biệt ngành lâm nghiệp Việt Nam nước có diện tích rừng rộng lớn, chiếm 2/3 lãnh thổ đồi núi, lại có khí hậu thay đổi từ nhiệt đới ẩm phía Nam, đến nhiệt đới vùng cao phía Bắc, tạo nên đa dạng hệ sinh thái tự nhiên phong phú lồi sinh vật [1]Tính đến ngày 31/12/2009 Việt Nam có 13.258.843 đất có rừng, nhiều 140.070 so với năm 2008, diện tích rừng tự nhiên 10.339.305 rừng trồng 2.919.538 ha, độ che phủ rừng toàn quốc năm 2009 39,1%; tăng 0,4% so với năm trước, thay đổi chủ yếu diện tích rừng trồng tăng Năm 2009, nước ta trồng 359.409 rừng, có 7.599 rừng đặc dụng, 70.826 rừng phòng hộ, 267.597 rừng sản xuất 13.387 loại rừng khác Tuy diện tích rừng có tăng chất lượng rừng chưa cao dịch bệnh, côn trùng gây Hàng năm, dịch sâu bệnh hại rừng trồng gây nên tổn thất lớn làm giảm chất lượng rừng, làm chết ước tính thiệt hại nhiều tỷ đồng mà cịn làm suy thối mơi trường Theo Nghị Quốc hội khóa X kỳ họp thứ hai ngày 5/12/1997, vấn đề sâu bệnh hại rừng vấn đề sinh học Rừng trồng quy mô lớn điều kiện thuận lợi thức ăn cho sâu bệnh phát sinh phát triển, tần suất dịch cao, hậu khó lường trước Ví dụ địa bàn tỉnh Lạng Sơn (huyện Đình Lập) xảy tượng sâu róm ăn trụi thơng, có nguy chết cây, tính 20 ngày đầu tháng năm 1999 có tới 450 rừng thơng bị thiệt hại, có khoảng 165 rừng bị sâu róm phá hoại nặng nề Mật độ sâu 411 Đây đợt dịch bệnh lớn từ trước tới nay, Đình Lập chưa có biện pháp để khoanh vùng ngăn chặn kinh phí phương tiện phun thuốc trừ sâu gần khơng có Từ thực trạnh để đáp ứng nhu cầu cấp thiết đó, đồng ý Khoa Cơ điện cơng trình, hướng dẫn thầy TS Lê Văn Thái, tiến hành thực đề tài: “Thiết kế máy phun thuốc bảo vệ thực vật cho lâm nghiệp trung tâm nghiên cứu ứng dụng khoa học công nghệ lâm nghiệp Thanh Hóa” Chƣơng TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình sản xuất thực trạng sâu bệnh phá hoại lâm nghiệp nƣớc ta 1.1.1 Tình hình trữ lượng rừng nước ta Việt Nam nước có diện tích rừng lớn Từ năm 1995, diện tích rừng Việt Nam khơng ngừng tăng lên, đến năm 2009, độ che phủ đạt 39,1%; nhiều khu rừng phòng hộ đặc dụng nước thiết lập sở quy hoạch chung quốc gia giúp cho việc bảo vệ có hiệu rừng đầu nguồn, bảo tồn hệ sinh thái rừng, loài thực vật, động vât rừng kết sách đắn Nhà nước cho bảo vệ phát triển rừng Theo Tổng Cục Thống Kê, sản xuất lâm nghiệp chín tháng năm 2011 bị ảnh hưởng thời tiết rét đậm kéo dài thời điểm đầu năm tỉnh phía Bắc khơ hạn khu vực miền Trung nên tiến độ trồng rừng chậm so với năm trước Diện tích rừng trồng tập trung nước chín tháng ước tính đạt 151,5 nghìn ha, 92,4% kỳ năm 2010; số lâm nghiệp trồng phân tán đạt 163,6 triệu cây, tăng 0,3%; diện tích rừng khoanh ni tái sinh đạt 1192 nghìn ha, tăng 1,2%; diện tích rừng chăm sóc 448,6 nghìn ha, tăng 1,6%; sản lượng gỗ khai thác đạt 3066 nghìn m 3, tăng 11,9%; sản lượng củi khai thác 21,5 triệu tấn, tăng 1,4% Khai thác lâm sản chín tháng đạt khá, đặc biệt khai thác gỗ địa phương tập trung khai thác diện tích rừng trồng sản xuất đến tuổi cho thu hoạch Một số tỉnh có sản lượng gỗ khai thác tăng cao là: Thừa Thiên - Huế 149,8 nghìn m3, tăng 259,9% so với kỳ năm trước; Quảng Ninh 190 nghìn m3, tăng 181,5%; Đồng Nai 88,3 nghìn m3, tăng 51,8%; Quảng Ngãi 171 nghìn m3, tăng 10,3%; Tuyên Quang 162,2 nghìn m3, tăng 8% Thời tiết hạn hán kéo dài không ảnh hưởng đến tiến độ trồng chăm sóc rừng mà cịn ngun nhân gây vụ cháy rừng nhiều địa phương, đặc biệt khu vực Trung Bộ Nam Bộ Ngồi ra, tình trạng chặt phá rừng trái phép để lấy gỗ lấy đất canh tác xảy số địa phương miền núi phía Bắc, Tây Ngun Đơng Nam Bộ Trong chín tháng năm 2011, nước có 1997 rừng bị thiệt hại, diện tích rừng bị cháy 983 ha; diện tích rừng bị chặt phá 1014 Một số địa phương có diện tích rừng bị chặt phá nhiều là: Lâm Đồng 194 ha; Đắk Nơng 178 ha; Bình Phước 158 ha; Sơn La 108 ha; Lai Châu 73 1.1.2.Thực trạng sâu bệnh phá hoại lâm nghiệp Theo tài liệu trước có ghi nhận từ năm 1937 sâu róm thơng phá hoại mạnh nhiều đồi thông thuộc dãy núi Nham Biển (Yên Dũng – Bắc Giang) Năm 1940, vùng Tây Bắc bị dịch châu chấu cào cào tàn phá cánh đồng lúa làm cho người dân phải nơi khác kiếm ăn Tháng 8/1958 sâu thông phá hại nghiêm trọng Phú Nham, Phú Điền, Sơn Viện thuộc tỉnh Thanh Hóa, ăn trụi thông khoảng gần 100 Năm 1958 1959 Bắc Giang, sâu róm thơng hại 160 rừng thông đuôi ngựa dãy núi Neo, khu vực bến Đám thuộc huyện Yên Dũng, sâu ăn đem trồng năm, làm thiệt hại nhiều cho công tác trồng rừng nơi Từ năm 1959 – 1960 Nghệ An phát sinh nạn sâu róm thơng lớn làm trụi 515 rừng thông lớn Những năm gần trận dịch sâu xanh ăn bồ đề, ong ăn mỡ, sâu đo ăn lim, sâu ăn muồng đen… thường xảy ra, ăn trụi hàng nghìn rừng Tháng 11/12 năm 2007, dịch sâu róm lan đến 985 rừng thông huyện Ngân Sơn (tỉnh Bắc Kạn) với mật độ trung bình từ 100 đến 200 con/cây Sâu róm lan đến đâu, rừng thơng bị ăn trụi đến Chỉ 15 ngày đầu xuất hiện, sâu róm làm cho hàng chục rừng thông bị ăn trụi Địa phương bị sâu róm phá hại nhiều rừng thơng xã Vân Tùng Đức Vân Hơn nữa, sâu già hóa thành bướm bay vào nhà đẻ trứng gây dị ứng da người dân nơi đây, gây nhiều khó khăn cho người dân sinh hoạt Dịch sâu róm bắt đầu xuất tiểu khu 314B, thuộc địa phận xã Cẩm Quan, huyện Cẩm Xuyên (Hà Tĩnh) Theo báo cáo Ban quản lý rừng phịng hộ Cẩm Xun mật độ kén trứng bướm thông nơi cao đạt 50 con/100 m2, nơi từ 5-10 con/100 m2 Theo ước tính, diện tích rừng bị sâu róm tàn phá lên tới 80 Được biết, đợt dịch thứ năm 2006 Trong lần dịch bùng phát trước đó, Ban Quản lý rừng phịng hộ Cẩm Xun gặp nhiều khó khăn cơng tác ngăn chặn dập dịch diện tích thơng bị tàn phá lớn đơn vị thiếu nhân lực, kinh phí hóa chất diệt dịch Nước ta xảy loại bệnh dịch nguy hiểm bệnh khô cành bạch đàn Đồng Nai làm cho 11.000 bị khô, Thừa Thiên Huế 500 ha, Quảng Trị 50 Bệnh khô xám thông, bệnh rơm thông, bệnh khô thông, bệnh thối cổ rễ thông, bệnh tua mực quế, bệnh sọc tím tre luồng… uy hiếp nghiêm trọng hàng nghìn rừng ảnh hưởng đến sản xuất lâm nghiệp nước ta Từ thực trạng sâu bệnh phá hoại trồng nêu cho thấy tình hình sâu bệnh diễn biến phức tạp tốc độ lây lan nhanh Hàng năm, dịch sâu bệnh hại rừng trồng gây nên tổn thất lớn làm giảm chất lượng rừng, làm chết ước tính thiệt hại nhiều tỷ đồng mà cịn làm suy thối mơi trường, ảnh hưởng đến đời sống người dân 1.2 Tổng quan vấn đề bảo vệ thực vật lâm nghiệp 1.2.1 Thuốc bảo vệ thực vật lâm nghiệp Hiện thị trường thuốc bảo vệ thực vật cho lâm nghiệp có nhiều loại chia thành nhóm sau: 1.2.1.1 Nhóm thuốc diệt nấm vô a/ Nước Brođô (Bordeaux) Tác dụng thuốc với việc phòng bệnh: Thối cổ rễ, mốc sương, đốm lá, đốm than, mốc xám, rụng lá, loét vô vi khuẩn tác dụng với bệnh phấn trắng, gỉ sắt Thời gian hữu hiệu 15 ngày Ngoài hồ Borđô pha nồng độ đặc thêm mỡ động vật để phòng trừ bệnh thân cành b/ Hợp chất lưu huỳnh – vôi (ISO) Tác dụng: Bảo vệ điều trị bệnh phấn trắng, gỉ sắt, đốm than, loét thân cành, thảm nhung vải, rệp, nhện đỏ xoăn đào khơng phịng trừ bệnh mốc sương 1.2.1.2 Nhóm thuốc diệt nấm hữu a/ Zineb: C4H6SZn Là thuốc bột màu trắng xám, vàng nhạt, mùi hắc Tác dụng phòng trừ bệnh: Khô sa mộc, đốm lá, đốm than trầu, gỉ sắt, rụng thông, rụng lá, khô cành, xoăn lá, thối hoa, thối nhũn Nồng độ dùng 0,4 – 0,8% b/ PCNB (Pentaclorua nitrobengen) C6Cl5NO2 Dạng bột vàng trắng xám, dùng để xử lý hạt, xử lý đất phòng trừ bệnh thối cổ rễ, thối gốc Tác dụng diệt nấm – NO2, - NH2 – SH tế bào nấm thay nguyên tử Cl mà gây độc cho nấm bệnh c/ Daconin, Chlorothalomin, TPN: C8N2Cl4 Daconin tinh thể màu trắng, không mùi, không vị, dạng thuốc sản phẩm công nghiệp mùi hắc, khơng tan nước, hịa tan chất hữu cơ, không ổn định môi trường kiềm mạnh dẫn đến khơng dùng với ISO Dùng phịng ngừa bệnh hại nấm gây bệnh rụng lá, phấn trắng, đốm quả, đốm than (thán thư), thối cổ rễ, khô d/ Formalin, CH2O Dạng dung dich, mùi hắc, ổ định, bảo quản khơng thích hợp biến đổi có bột lắng đọng màu trắng làm giảm hiệu thuốc Độc với động vật máu nóng, dễ bốc Tác dụng: Xử lý đất, xử lý hạt, phòng dụng cụ 1.2.1.3 Thuốc diệt nấm nội hấp Khi sử dụng thuốc hòa tan dịch cây, truyền đến phận để phịng trừ bệnh Có ưu điểm như: Phun lên thuốc ngấm vào mô biểu bì để tránh phân giải thuốc mơi trường, kéo dài thời kì hữu hiệu, giảm số lần phun thuốc; dẫn truyền đến phận chưa có thuốc; có tác dụng tốt với bệnh khó phịng trừ thân, cành, rễ, u cầu độ đồng phủ kín mặt đốm bệnh khơng cao thuốc khác Ví dụ: Phun vào phịng trừ bệnh hại thân, cành, rễ Xử lý hạt đất phịng trừ bệnh hại lá, thân cành 1.2.1.4 Chất kháng sinh thuốc diệt nấm cỏ - Cycloheximide C15H15O4N ổn định môi trường chua bị phân giải môi trường kiềm Tác dụng diệt nấm, diệt cỏ, động vật thân mềm An toàn với nên Châu Âu, Mỹ, Nhật hay dùng - Streptomyxin: Phòng trừ bệnh loét thân, đốm đen khoai, chổi sể, phấn trắng cao su 1.2.1.5 Thuốc diệt tuyến trùng Sử dụng hạt na, hạt củ đậu, xoan, cọng thuốc lào, thuốc chiết lấy nước phun hoắc tưới để trừ sâu xám, sâu non bọ ăn hại rễ 1.2.2 Công nghệ bảo vệ thực vật cho lâm nghiệp Cùng với nông nghiệp, rừng trồng bị sâu bệnh công ngày tăng diện tích, loại dịch hại tỷ lệ hại Để bảo vệ chăm sóc cho rừng tốt việc đưa biện pháp phịng trừ sâu, bệnh cần thiết Sau biện pháp phòng trừ sâu, bệnh cho rừng áp dụng phổ biến 1.2.2.1 Các biện pháp phòng trừ bệnh hại trồng a/ Biện pháp kiểm dịch thực vật Kiểm dịch thực vật biện pháp hữu hiệu để ngăn chặn lây lan bệnh hại nguy hiểm từ nơi đến nơi khác b/ Biện pháp kỹ thuật lâm nghiệp Là áp dụng biện pháp kinh doanh rừng xác phù hợp nhằm làm cho mơi trường thích nghi với sinh trưởng rừng mà bất lợi cho phát sinh, phát triển bệnh hại lỏng Khi tạo áp lực định lên bề mặt chất lỏng thuốc qua khóa (12) theo ống (11) Lúc thuốc phun khỏi miệng vịi phun gặp luồng khơng khí chuyển động với tốc độ cao, áp suất lớn thổi qua, đánh tơi thuốc thành hạt nhỏ theo bay phủ lên trồng 3.6.2 Hệ dẫn động cho quạt gió a/ Sơ đồ dẫn động quạt gió Hình 3.13 – Sơ đồ động cho quạt gió – Động – Bánh chủ động – Bánh bị động – Khớp – Quạt – Đai truyền động b/ Tính tốn, chọn loại dẫn động Chọn hệ thống dẫn động cho quạt hệ thống chuyển động đai truyền đai truyền chuyển động quay hai trục, truyền có kết cấu đơn giản khả giữ an toàn cho máy tải - Thông số đầu vào tính tốn truyền đai + Cơng suất động cơ: N = 6,3 (kW) + Số vòng quay động n1 = 3600 (vòng/phút) + Số vòng quay quạt n2 = 2750 (vòng/phút) 44 + Tỷ số truyền i = = = 1,3  Chọn loại đai Đai thang gồm loại chia từ nhỏ đến lớn: O, A, Ƃ , B, Ѓ, Δ, E Từ động máy dựa vào bảng III.2 với giả thiết vận tốc đai V m/s, chọn loại thang O có thơng số sau: STT Thông số Độ lớn Đơn vị a0 8,5 Mm H Mm A 10 Mm h0 2,1 Mm F 47 mm2 Sơ đồ tiết diện đai a ho h ao  Xác định đường kính bánh đai D1 bánh đai D2 Theo tiêu chuẩn Nga với D2 = 70 – 140 (mm), chọn D2 = 70 (mm) Ta có: i = – Hệ số trượt đàn hồi = 0,02 = Vậy ta có: D1 = = = 74,56 (mm) (3.39) (3.40) Chọn D1 = 75 (mm) (1 – Tính n2 = n1 ) = 3600 (1 – 0,02) = 2950 (vòng/phút) (3.41) Sai số 1,5% nằm phạm vi – 4%  Kiểm nghiệm vân tốc V= = = 10,2 (m/s) Vmax = 25 (m/s) (3.42)  Tính lực vịng bánh đai Lực vịng P tính theo cơng thức: P = 45 (3.43) Trong đó: N1 – Cơng suất động V – Vận tốc đai P= = 617,65 (N)  Chọn sơ khoảng cách trục A Chọn A theo bảng 4.14 [2] có: A = 1,5D1 = 1,5.75 = 113 (mm) (thỏa mãn)  Tính chiều L theo khoảng cách trục A sơ L = 2A + (D2 + D1) + L = 2.113 + (70 + 75) + = 476,91 (mm) Tra L theo tiêu chuẩn L = 480 (mm)  Xách định khoảng cách trục A theo chiều dài dây đai lấy tiêu chuẩn ] A = [2L – (D1 + D2)] + √[ ] (75 + 70)] + √[ A = [2.480 – (3.44) A = 573 (mm) (thỏa mãn điều kiện) - Khoảng cách A thỏa mãn điều kiện + Amin cần thiết để mắc đai Amin = A – 0,015L = 573 – 0.015.480 = 565 (mm) (3.45) + Amax cần thiết để mắc đai Amax = A + 0,03L = 573 + 0,03.480 = 588 (mm) (3.46)  Tính góc ơm Theo cơng thức ta có: = 1800 - 570 = 1800 – = 1800 + 570 = 1800 + Ta thấy thỏa mãn điều kiện 570 = 1790 570 = 1810 , (3.47) (3.48) 1200  Xác định hệ số Hệ số xét đến ảnh hưởng góc ơm Theo bảng – 18[3] 46 = 0,95 Hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc Theo bảng – 19[3] Hệ số xét đến ảnh hưởng chế độ tải trọng Theo bảng – 6[3] = 0,85 =1  Xác định số đai cần thiết Chọn ứng suất căng ban đầu = 1,2 N/mm2 tra bảng – 17[3] ứng suất cho phép [ ]po = 1,7 (N/mm2) Số dây đai là: Z = [ ] = =3 (3.49) Vậy chọn số đai là: Z = đai  Xác định kích thước chủ yếu bánh đai Chiều rộng bánh đai xác định theo công thức: B = (Z – 1).t + 2.s (3.50) Trong đó: t s tra bảng 10 – 3[3], t = 12 (mm), s = (mm), H = 10 (mm)  B = (5 – 1).12 + 2.8 = 64 (mm) (3.51) Đường kính ngồi bánh đai 1: Dn1 = D1 + 2.c = 70 + 2.2,5 = 75 (mm) Với c tra bảng 10 – 3[3], c = 2,5 (mm)  Tính lực căng ban đầu S0 = F = 1,2.47 = 56,4 (N) (3.52) = 3.56,4.3.sin (3.53)  Lực tác dụng lên trục Q = 3.S0.Z.sin = 491 (N) Hình 3.14 – Bánh đai chủ động 47 3.6.3 Hệ thống dẫn động cho phận khuấy a/ Sơ đồ dẫn động cho phận khuấy Hình 3.15 – Sơ đồ dẫn động phận khuấy – Động – Bánh chủ động – Bánh bị động – Trục khuấy – Khớp – Đai truyền động – Cánh quạt b/ Tính tốn, chọn loại dẫn động Bộ phân khuấy dẫn động qua hệ thống dây đai puly từ trục quạt gió - Thơng số đầu vào tính tốn truyền đai + Cơng suất quạt: P = 2,6 (kW) + Số vòng quay trục quạt n2 = 2750 (vòng/phút) + Số vòng quay phận khuấy n4 = 600 (vòng/phút) + Tỷ số truyền i = = = 4,58  Chọn loại đai Chọn loại đai theo tiêu chuẩn Nga vào chiều dài đai thang từ 400 – 2500 (mm), vận tốc đai – 10 (m/s), ta chọn loại đai thang O thông số đầu vào sau: 48 STT Thông số Độ lớn Đơn Sơ đồ tiết diện đai vị a0 8,5 Mm H Mm A 10 Mm h0 2,1 Mm F 47 mm2 a ho h ao  Xác định đường kính bánh đai D2 bánh đai D4 Theo tiêu chuẩn Nga với D2 = 70 – 140 (mm), chọn D4 = 71 (mm) Ta có: i = = – Hệ số trượt đàn hồi = 0,02 (3.54) = 71.4,58.(1 – 0,02) = 318,7 (mm) (3.55) Vậy ta có: D4 = Chọn D4 = 330 (mm) Tính n4 = n2 (1 – ) = 2750 (1 – 0,02) = 3597,9 (vòng/phút) (3.56) Sai số 0,03% nằm phạm vi – 4%  Kiểm nghiệm vân tốc V= = = 10,36 (m/s) Vmax = 25 (m/s) (3.57)  Tính lực vịng bánh đai Lực vịng P tính theo cơng thức: P = Trong đó: Nq – Cơng suất quạt Nq = 2,6 (kW) V – Vận tốc đai (m/s) P= = 250,97 (N)  Chọn sơ khoảng cách trục A 49 (3.58) Theo công thức 4.14 [2] có: 0,55.(D2 + D4) + h A 2.(D2 + D4) (3.59) 0,55.(71 + 330) + A 2.(71 + 330) 216,05 A 802 Chọn A theo bảng 4,14[2] có: A = 1,5D4 = 1,5.330 = 495 (mm) (thỏa mãn)  Tính chiều L theo khoảng cách trục A sơ L = 2A + (D2 + D4) + L = 2.495 + (71 + 330) + = 1700 (mm) Tra L theo tiêu chuẩn L = 1700 (mm)  Xách định khoảng cách trục A theo chiều dài dây đai lấy tiêu chuẩn A = [2L – (D2 + D4)] ] √[ + (3.60) ] (71 + 330)] + √[ A = [2.1700 – A = 495 (mm) (thỏa mãn điều kiện) - Khoảng cách A thỏa mãn điều kiện + Amin cần thiết để mắc đai Amin = A – 0,015L = 495 – 2.1700 = 469,5 (mm) (3.61) + Amax cần thiết để mắc đai Amax = A + 0,03L = 495 + 0,03.1700 = 546 (mm) (3.62)  Tính góc ơm Theo cơng thức ta có: = 1800 - 570 = 1800– = 1800 + 570 = 1800 + Ta thấy thỏa mãn điều kiện 570 = 1500 570 = 209,80 , (3.63) (3.64) 1200  Xác định hệ số Hệ số xét đến ảnh hưởng góc ơm Theo bảng – 18[3] 50 = 0,95 Hệ số xét đến ảnh hưởng vận tốc Theo bảng – 19[3] Hệ số xét đến ảnh hưởng chế độ tải trọng Theo bảng – 6[3] = 0,85 =1  Xác định số đai cần thiết Chọn ứng suất căng ban đầu = 1,2 N/mm2 tra bảng – 17[3] ứng suất cho phép [ ]po = 1,7 (N/mm2) Số dây đai là: Z = [ ] = = 1.05 (3.65) Vậy chọn số đai là: Z = đai  Xác định kích thước chủ yếu bánh đai Chiều rộng bánh đai xác định theo công thức: B = (Z – 1).t + 2.s (3.66) Trong đó: t s tra bảng 10 – 3[3], t = 12 (mm), s = (mm), H = 10 (mm)  B = (4 – 1).12 + 2.8 = 52 (mm) (3.67) Đường kính ngồi bánh đai 1: Dn2 = D2 + 2.c = 71 + 2.2,5 = 76 (mm) Với c tra bảng 10 – 3[3], c = 2,5 (mm) Đường kính ngồi bánh đai 4: Dn4 = D4 + 2.c = 330 + 2.2,5 = 335 (mm)  Tính lực căng ban đầu S0 = F = 1,2.47 = 56,4 (N) (3.68)  Lực tác dụng lên trục Q = 3.S0.Z.sin = 3.56,4.1.sin = 163.43 (N) Hình 3.16 – Bánh đai bị động 51 (3.69) Chƣơng SƠ BỘ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ 4.1 Năng suất Để tính hiệu kinh tế cho máy bơm ta phải biết suất máy Năng suất ca tính theo cơng thức sau: (m3/ca) Nca = (4.1) Trong đó: Q – Thể tích thùng thuốc Q = 0,7 (m3) - Hệ số sử dụng thời gian = 0,8 T – Thời gian ca máy T = (h) = t1 + t2 + 2t3 + 2t4 + t5 (4.2) t1 – Thời gian máy chạy từ nhà tới bồn nước t1 = 10 (phút) t2 – Thời gian chuẩn bị cho thiết bị lấy nước t2 = 10 (phút) t3 – Thời gian máy bơm hoạt động để hút đầy téc nước hay phun hết thùng thuốc t3 = 30 (phút) t4 – Thời gian cho máy chuyển động từ bồn nước tới rừng cần phun hay thời gian máy quay lấy nước t4 = 15 (phút) t5 – Thời gian làm việc phụ t5 = 15 (phút) = 10 + 10 + 2.30 + 2.15 + 15 = 125 (phút) = 2,15 (m3/ca) Nca = Diện tích đất phun ca máy là: S= (ha) Qct = 1,5 (m3/ca) – Lưu lượng nước cần thiết cho diện tích rừng S= = 1,43 (ha) 52 4.2 Sơ hoạch tốn giá thành Để tính tốn giá thành cho m3 thuốc nước phun ta phải xác định giá thành ca máy Giá thành ca máy bao gồm: - Nhiên liệu dầu mỡ bôi trơn cho ca máy - Tiền lương công nhân điều khiển máy cho ca - Bảo hiểm xã hội - Chi phí sử dụng cho thiết bị bao gồm: + Khấu hao cho ca máy + Chi phí sửa chữa bảo dưỡng Sau tính tốn cho chi phí:  Chi phí nhiên liệu dầu mỡ bơi trơn Số nhiên liệu dầu mỡ sử dụng ca máy sau: Xăng: (lít/ca) Dầu mỡ bơi trơn: 0,15 (lít/ca) Chi phí nhiên liệu dầu mỡ là: x 3000 + 0,15 x 15000 = 14250 (đồng)  Tiền lương công nhân Tiền lương công nhân điều khiển máy ta tính cho cơng nhân bậc theo định mức nhà nước 3108000 (đ/tháng) = 141272 (đồng)  Bảo hiểm xã hội 15% tiền lương 50000.15% = 21190 (đồng)  Chi phí sử dụng cho thiết bị + Giá xe dẩy triệu đồng + Giá động xăng 2000000 đồng + Ống dẫn vòi tưới 400000 đồng + Bộ truyền 350000 đồng 53 + Tiền lý thiết bị 10% giá thành + Thùng đựng thuốc 1000000 đồng + Thiết bị sử dụng 10 năm Áp dụng công thức khấu hao tài sản cố định: MKHTSCĐ = Nguyên giá TSCĐ/Thời gian cố định MKHTSCĐ = = 675000 (đồng) Mức khấu hao năm: 675000 (đồng) Mỗi năm làm việc khoảng 220 ca (thời gian sử dụng máy hiệu 10 tháng, tháng có 22 ngày, ngày làm giờ): Mức khấu hao máy ca là: = 3068 (đồng/ca) Mk =  Chi phí sửa chữa bảo dưỡng thường lấy 10% khấu hao thiết bị 10% x 3068 = 306,8 (đồng/ca) Vậy tổng chi phí cho ca máy là: 14250 + 141272 + 21190 + 3068 + 306,8 = 180086,8 (đồng) Vậy giá thành cho 1m3 thuốc nước phun là: 180086,8 x 12,8 = 2305111 (đồng/m3) 4.3 Sơ đánh giá hiệu kinh tế Để đánh giá hiệu kinh tế việc phun thuốc trừ sâu máy thủ công, với cơng nhân phun thuốc sâu với mức lương tính theo công nhân bậc với hệ số bậc lương là: Áp dụng công thức theo đơn giá tiền lương: Dg = (Kpc + k2)Mt Trong đó: Dg – Đơn giá sản phẩm – Mức lương tối thiểu k2 – Hệ số phụ cấp (coi k2 = 0) 54 = 540000 (đồng/tháng) Kpc – Hệ số bậc lương Kpc = 2,04 Mt – Số ca làm việc (Mt = 1) Dg = (2,04 + 0).1 = 50072,7 đồng Theo định mức 10 công lao động thủ công cho phun 1ha Giá thành phun thuốc thủ công: 10 x 12,8 x 50072,7 = 6409306 đồng/ha Do vậy, số tiền ca máy chi phí cho phun thuốc bảo vệ thực vật so với làm việc thủ công là: 6409306 – 2305111 = 411195 đồng Nếu coi phần chênh lệch lợi nhuận thu sử dụng máy thời gian thu hồi vốn là: = 2,3 tháng 55 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ Qua thời gian thực tập, hướng dẫn nhiệt tình thầy giáo TS Lê Văn Thái, thầy giáo mơn Kỹ thuật khí- Khoa Cơ điện Cơng trình, bạn bè đồng nghiệp, cố gắng thân, tơi hồn thành đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế máy phun thuốc bảo vệ thực vật lắp xe đẩy” Trên sở tìm hiểu kỹ thuật lâm sinh, thấy khâu bảo vệ thực vật khâu quan trọng định đến tỷ lệ thu hoạch công việc nặng nhọc độc hại Đặc biệt giai đọan nay, đất nước ta tiến hành công nghiệp hóa đại hóa, khâu sản xuất giới hóa góp phần nâng cao suất lao động hiệu sản xuất Do đó, áp dụng giới hóa vào bảo vệ thực vật điều cần thiết Qua tìm hiểu cấu tạo, đặc tính kỹ thuật máy phun thuốc bảo vệ thực vật có thị trường máy bảo vệ thực vật sử dụng phổ biến nước nay, số đề tài khoa Cơ điện Cơng trình, tơi chọn đề tài tốt nghiệp mình: “ Thiết kế máy phun thuốc bảo vệ thực cho lâm nghiệp trung tâm nghiên cứu ứng dụng khoa học công nghệ lâm nghiệp Thanh Hóa” Việc tính tốn thiết kế phận máy dựa phương pháp tính tốn mơn Chi tiết máy, Cơ sở thiết kế máy, Thiết kế máy có trợ giúp máy tính…Máy bảo vệ thực vật cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng, làm việc địa hình hiểm trở, phức tạp, chiều cao h ≤ 15 m Qua tính tốn sơ hiệu kinh tế cho thấy suất hiệu máy cao thời gian thu hồi vốn ngắn Trên kết đề tài tốt nghiệp đạt Do lần làm công việc thiết kế hạn chế lực thân, nên khóa luận cần bổ xung Do đó, khóa luận cịn nhiều thiếu sót cần 56 bổ sung, mong bảo thầy giáo giúp đỡ, đóng góp ý kiến bạn bè đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện Một lần nữa, tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn thầy mơn Kỹ thuật khí bạn bè đồng nghiệp suốt trình học tập thời gian thực khóa luận tốt nghiệp khóa học Tơi xin chân thành cảm ơn! Xn Mai, ngày 28 tháng năm 2013 Sinh viên thực Hồ Văn Chung 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đỗ Thị Kim Liên (2006), Thiết kế máy phun thuốc trừ sâu lắp máy kéo Bông Sen BS-8 trang trại, Khóa 47 CNPTNT, ĐHLN, Hà Nội Đặng Xuân Thuấn (2009), Thiết kế thiết bị chuyên dùng lắp máy kéo JOHN DEER để bảo vệ thực vật, Khóa 50 CNPTNT, ĐHLN, Hà Nội Ngô Duy Nguyện (2011), Thiết kế hệ thống phun thuốc trừ sâu lắp sau máy kéo SHIBAURA 3100 phục vụ chăm sóc vải thiều Lục Ngạn – Bắc Giang, Khóa 52 CGHLN, ĐHLN, Hà Nội Nguyễn Trọng Hiệp – Nguyễn Văn Lẫm(1998), Thiết kế chi tiết máy, NXB Giáo dục, Hà Nội TS Lê Văn Thái (2009), Máy chuyên dùng, ĐHLN, Hà Nội Trần Công Hoan, Lý thuyết ôtô máy kéo Lâm nghiệp, NXB Nông thôn, Hà Nội Trịnh Chất – Lê Văn Chuyển, Thiết kế hệ thống dẫn động khí (tập 1, tập 2), NXB Giáo dục, Hà Nội ... quan vấn đề bảo vệ thực vật lâm nghiệp 1.2.1 Thuốc bảo vệ thực vật lâm nghiệp 1.2.2 Công nghệ bảo vệ thực vật cho lâm nghiệp 1.2.3 Thiết bị bảo vệ thực vật cho lâm nghiệp ... ÁN THIẾT KẾ 2.1 Sơ lƣợc trình hình thành phát triển Trung tâm nghiên cứu, ứng dụng khoa học cơng nghệ Lâm Nghiệp Thanh Hóa Trung tâm nghiên cứu, ứng dụng Khoa học công nghệ Lâm Nghiệp Thanh Hóa. .. tiến hành thực đề tài: ? ?Thiết kế máy phun thuốc bảo vệ thực vật cho lâm nghiệp trung tâm nghiên cứu ứng dụng khoa học cơng nghệ lâm nghiệp Thanh Hóa? ?? Chƣơng TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình