Nghiên cứu xác định một số thông số hợp lý của máy băm thảm mục làm phân bón sâm ngọc linh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP TRẦN TIẾN ANH NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ HỢP LÝ CỦA MÁY BĂM THẢM MỤC LÀM PHÂN BÓN SÂM NGỌC LINH LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Đồng Nai, 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP TRẦN TIẾN ANH NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ HỢP LÝ CỦA MÁY BĂM THẢM MỤC LÀM PHÂN BÓN SÂM NGỌC LINH CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ MÃ SỐ: 60520103 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN: PGS.TS DƯƠNG VĂN TÀI Đồng Nai, 2014 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu Sâm Ngọc Linh loại Sâm quý Việt, loại Sâm phát năm 1973 vùng núi Ngọc Linh thuộc hai tỉnh Kon Tum Quảng Nam Đã có nhiều cơng trình nghiên cứu gây trồng, bảo tồn, thành phần hóa học dược lý loại sâm này, kết nghiên cứu cho thấy sâm Ngọc Linh loại sâm quí giới Do công dụng sâm Ngọc linh tốt cho sức khỏe người nên giá trị kinh tế sâm Ngọc Linh cao Từ phát năm 1973 năm 1995 lồi Sâm bị khai thác cạn kiệt có nguy tuyệt chủng nguồn gen quý Đứng trước nguy sâm Ngọc Linh bị tuyệt chủng tự nhiên, năm qua phủ ngành có chủ trương bảo tồn phát triển loại dược liệu q hiến này, có nhiều đề tài dự án cấp địa phương để bảo tồn phát triển sâm ngọc linh Hiện nay, sâm ngọc linh bảo tồn thành công phát triển để trở thành hàng hóa phục vụ cho nhu cầu nước xuất khẩu, song tồn lớn trình phát triển mở rộng vườn sâm khâu phát triển giống khâu chăm bón cho sâm Các kết nghiên cứu cho thấy sâm bón nhiều thảm mục cho chất lượng tốt, nhiều hạt củ lớn Đặc điểm Sâm Ngọc Linh sinh trưởng phát triển lớp thảm mục rừng tự nhiên, phân bón cho Sâm phải thảm mục khu rừng tự nhiên, song khối lượng thảm mục hạn chế, nên khối lượng thảm mục khơng đủ để bón cho sâm, chủ yếu sử dụng vườn ươm giống, đồng thời công thu gom thảm mục lớn, để khắc phục tồn số đơn vị thiết kế chế tạo dây chuyền sản xuất phân bón cho Sâm từ thảm mục rừng tự nhiên Với dây chuyền sản xuất phân bón tạo đủ khối lượng thảm mục để bón cho vườn sâm, từ có điều kiện tăng suất chất lượng vườn Sâm Hiện việc nghiên cứu máy dây truyền sản xuất phân bón chưa quan tâm, chưa có cơng trình nghiên cứu tồn diện, tối ưu thơng số kỹ thuật máy băm thảm mục làm phân bón cho sâm Với lý trình bầy chọn thực đề tài: “Nghiên cứu xác định số thông số hợp lý của máy băm thảm mục làm phân bón cho sâm ngọc linh" Mục tiêu nghiên cứu Xuất phát từ lý thực đề tài nêu đặt mục tiêu nghiên cứu là: Xác định thông sốhợp lý máy băm thảm mục làm phân bón cho sâm ngọc linh để tăng suất giảm chi phí lượng riêng Phạm vi nghiên cứu Do thời gian nghiên cứu có hạn, đề tài giới hạn nội dung sau: 3.1 Thiết bị nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu khảo sát thông số máy băm thảm mục là: Các lực tác dụng lên phần tử dao băm, thông số dao băm ảnh hưởng đến lực cắt, suất tiêu hao lượng băm 3.2 Đối tượng nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu loại thảm mục phổ biến, đặc trưng khu rừng vùng núi ngọc linh cành lá, thảm mục sau thu gom cho vào máy băm Nội dung nghiên cứu Với phạm vi nghiên cứu trình bày phần trên, để đạt mục tiêu đề tài tập trung giải nội dung sau: 4.1 Nghiên cứu lý thuyết Nội dung nghiên cứu lý thuyết cần giải vấn đề sau: -Xây dựng mơ hình tính tốn lực tác dụng lên phần tử dao cắt trình băm thảm mục - Lập cơng thức tính tốn lực cắt q trình băm, suất chi phí lượng riêng q trình băm thảm mục - Xác định chi phí lượng riêng, khảo sát thông số ảnh hưởng đến chi phí lượng riêng để làm sở tính tốn thơng số hợp lý máy băm 4.2 Nghiên cứu thực nghiệm Nghiên cứu thực nghiệm để xác định suất chi phí lượng riêng q trình băm thảm mục Từ kết làm sở để xác định số thông số hợp lý máy băm, nội dung nghiên cứu thực nghiệm bao gồm vấn đề sau: -Xác định số tính chất vật lý thảm mục trước mang vào băm -Xác định số tính chất học thảm mục để phục vụ cho việc tính tốn q trình băm - Xác định suất chi phí lương riêng để làm sở tính tốn thơng số hợp lý máy băm Phương pháp nghiên cứu 5.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Dựa vào lý thuyết cắt gọt gỗ lý thuyết tính tốn máy gia cơng chế biến gỗ để thiết lập cơng thức tính lực tác dụng lên dao cắt 5.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm - Thực nghiệm để xác định hàm mục tiêu, sở thiết lập tương quan hàm mục tiêu với tham số ảnh hưởng - Sử dụng phương pháp giải toán tối ưu để tìm thơng số hợp lý máy băm Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Khái quát rừng tự nhiên nơi trồng sâm ngọc linh tỉnh Kon Tum Sâm ngọc linh sảm phẩm đặc hữu vùng núi ngọc linh, nguồn gốc loài sâm phát vùng núi ngọc linh, tỉnh Kon Tum qui hoạch 170.000 rừng tự nhiên để phụ vụ cho bảo tồn phát triển loại sâm 1.1.1 Điều kiêṇ tư ̣nhiên Vi ̣tríđiạ lý: Kon Tum làtỉnh miền núi vùng cao, biên giới, nằm ởphía bắc Tây Nguyên toa đ ̣ ô đ ̣ iạ lýtừ 107020'15" đến 108032'30" kinh đô ̣ đông vàtừ 13055'10" đến 15027'15" vi ̃đơ ̣bắc Kon Tum códiêṇ tích tư ̣ nhiên 9.676,5 km2, chiếm 3,1% diêṇ tích toàn quốc, phiá bắc giáp tỉnh Quảng Nam (chiều dài ranh giới 142 km); phi á nam giáp tinhh̉ Gia Lai (203 km), phiá đông giáp Quảng Ngaĩ (74 km), phiá tây giáp hai nước Lào vàCampuchia (cóchung đường biên giới dài 280,7 km) Điạ hinh:̀ phần lớn tinhh̉ Kon Tum nằm ởphiá tây daỹ Trường Sơn, điạ hinh̀ thấp dần từ bắc xuống nam vàtừ đông sang tây Điạ hinh ̀ tinhh̉ Kon Tum kháđa dang: ̣ đồi núi, cao nguyên vàvùng trũng xen ke ̃nhau Trong đó: 1) Điạ hiǹ h đồi, núi: chiếm khoảng 2/5 diêṇ tich́ toàn tinh,h̉ bao gồm đồi núi liền dải cóđơ ̣dốc 150 trởlên Các núi ởKon Tum cấu taọ đábiến chất cổnên códang ̣ khối khối Ngoc ̣ Linh (cóđỉnh Ngoc ̣ Linh cao 2.598 m) - nơi bắt nguồn nhiều sông chảy vềQuảng Nam, Đà Nẵng sông Thu Bồn vàsông Vu Gia; chảy vềQuảng Ngaĩ sông Trà Khúc Điạ hiǹ h núi cao liền dải phân bốchủyếu phiá bắc - tây bắc chaỵ sang phiá đơng tinhh̉ Kon Tum Ngồi ra, Kon Tum còn cómơṭ sốngoṇ núi như: ngoṇ Bon San (1.939 m); ngoṇ Ngoc ̣ Kring (2.066 m) Măṭđiạ hinh̀ bi ̣ phân cắt hiểm trở, taọ thành thung lũng hep, ̣ khe, suối Điạ hinh̀ đồi tâp ̣ trung chủyếu ởhuyêṇ Sa Thầy códang ̣ nghiêng vềphiá tây vàthấp dần phiá tây nam, xen vùng đồi làdaỹ núi Chưmomray 2) Điạ hiǹ h thung lũng: nằm doc ̣ theo sơng Pơ Kơ vềphi á nam tinh,h̉ códang ̣ lòng máng thấp dần vềphi á nam, theo thung lũng cónhững đồi lươṇ sóng Đăk Uy, Đăk Hàvàcónhiều chỗbềmăṭbằng phẳng vùng thành phố Kon Tum Thung lũng Sa Thầy đươc ̣ hi ǹ h thành daỹ núi kéo dài vềphiá đông chaỵ doc ̣ biên giới ViêṭNam - Campuchia 3) Điạ hiǹ h cao nguyên: tinhh̉ Kon Tum cócao nguyên Konplong nằm daỹ An Khê vàdaỹ Ngoc ̣ Linh cóđơ ̣cao 1.100 - 1.300 m, làcao nguyên nhỏ, chaỵ theo hướng tây bắc - đông nam Khih́ âu: ̣ Kon Tum thuôc ̣ vùng khih́ âụ nhiêṭđới giómùa cao ngun Nhiêṭđơ ̣trung biǹ h năm dao đông ̣ khoảng 22 - 230C, biên đô ̣ nhiêṭđô ̣dao đông ̣ ngày - 90C Kon Tum có2 mùa rõrêt: ̣ mùa mưa chủyếu tháng đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng năm sau Hàng năm, lương ̣ mưa trung binh̀ khoảng 2.121 mm, lương ̣ mưa năm cao 2.260 mm, năm thấp 1.234 mm, tháng cólương ̣ mưa cao làtháng Mùa khơ, gióchủyếu theo hướng đơng bắc; mùa mưa, gió chủ yếu theo hướng tây nam Đơ ̣ẩm trung binh̀ hàng năm dao đông ̣ khoảng 78 - 87% Đô ̣ẩm không khit́ háng cao làtháng - (khoảng 90%), tháng thấp làtháng (khoảng 66%) 1.1.2 Rừng vàtài nguyên rừng 1) Rừng: đến năm 2008, diêṇ tích đất lâm nghiêp ̣ Kon Tum 660.341 ha, chiếm 68,14% diêṇ tích tư ̣nhiên Kon Tum có kiểu rừng chinh́ sau: - Rừng kim nhiêṭđới hỗn hơp ̣ vàlárông: ̣ làkiểu rừng điển hinh̀ rừng tinhh̉ Kon Tum, phân bốchủyếu ̣cao 500 m, cóởhầu hết hun, ̣ thi ̣ tinhh̉ - Rừng lárộng nhiêṭđới: cóhầu hết tinhh̉ vàthường phân bốởven - Rừng thưa khô ho ̣dầu (rừng khôp ̣): phân bố chủ yếu huyêṇ sông Ngoc ̣ Hồi, huyêṇ Đăk Glei (doc ̣ theo biên giới ViêṭNam, Lào, Campuchia) 2) Tài nguyên rừng: - Thưc ̣ vât: ̣ theo kết quảđiều tra bước đầu, tinhh̉ Kon Tum cókhoảng 300 lồi, thc ̣ 180 chi và75 ho ̣thưc ̣ vâṭcóhoa Cây haṭtrần có12 lồi, chi, ho; ̣cây haṭkiń có305 lồi, 175 chi, 71 ho; ̣cây mơṭlámầm có 20 lồi, 19 chi, ho; ̣cây lácómầm 285 lồi, 156 chi, 65 ho ̣Trong đó, ho ̣nhiều làho ̣đâu, ̣ ho ̣dầu, ho ̣long nao, ̃ ho ̣thầu dầu, ho ̣trinh nữ, ho ̣đào lôṇ hôt, ̣ ho ̣xoan vàho ̣trám Nhiǹ chung, thảm thưc ̣ vâṭởKon Tum đa dang, ̣ thểhiêṇ nhiều loaịrừng khác cảnh chung đới rừng nhiệt đới giómùa, có3 đai cao, thấp khác nhau: 600 m trởxuống, 600 - 1.600 m 1.600 m Hiêṇ nay, trôịnhất vâñ làrừng râm, ̣ rừng râṃ cóquần hơp ̣ chủđaọ làthơng hai lá, dẻ, re, pơmu, đỗquyên, chua, ởđô ̣cao 1.500 - 1.800 m chủyếu làthông ba lá, chua, dẻ, re, kháo, chec, ̣ Nhắc đến nguồn lơị rừng ởKon Tum phải kểđến vùng núi Ngoc ̣ Linh với dươc ̣ liệu quýnhư sâm Ngoc ̣ Linh, đẳng sâm, hàthủô vàquế Trong năm gần đây, diêṇ tich́ rừng Kon Tum bi ̣thu hep ̣ chiến tranh, khai thác gỗ lâụ vàcác sản phẩm khác rừng Nhưng nhiǹ chung, Kon Tum vâñ làtinhh̉ có nhiều rừng gỗquývàcógiátri kinḥ tếcao 1.2 Tổng quan tình hình cơng nghệ trồng sâm Ngọc Linh tỉnh Kon Tum Sơ đồ công nghệ nhân giống, trồng chăm sóc cho sâm ngọc linh dự án thực sau: Hạt sâm sau thu hoạch Thu háiMang sâm chín giống đểđi trồng vườn sâm Phân bón cho sâm Ngọc Linh - Thuyết minh sơ đồ công nghệ Hạt giống sâm Ngọc Linh sau thu hoạch ủ cho chín đều, sau xát vỏ, rửa phân loại hạt chắc, hạt lép, sau hong phơi râm mát để khơ nước Để cho hạt nẩy mầm tốt cần có biện pháp thúc mầm ủ hạt vào cát có độ ẩm 40-50%, tỷ lệ phần hạt phần cát, nhiệt độ môi trường ủ hạt 18-20 C, sau hạt nẩy mầm ta gieo hạt khay túi bầu gieo luống vườn ươm Cây sâm non chăm bón nhà lưới với điều kiện chăm sóc theo quy trình yêu cầu kỹ thuật nghiêm nghặt), sau giống đạt yêu cầu đem trồng vường sâm chuẩn bị sẵn Sau năm trồng, chăm bón theo quy trình, Sâm cho hoa kết ( năm thứ sau trồng, bình quân sâm cho 5-7 hạt/cây năm sau sâm lại cho nhiều hạt hơn, chất lượng tốt năm trước) Sau tháng hoa kết ta thu hái quả, mang xử lý, 65 Kết luận: Từ kết thực nghiệm đơn yếu tố nhận có số kết luận sau: - Ảnh hưởng tham số ; ; đến hàm tiêu rõ nét - Từ hàm hồi quy đồ thị nhận cho thấy tương quan hàm số tham số ảnh hưởng với hàm tiêu dạng phi tuyến - Từ kết thu để chọn miền biến thiên tham số ảnh hưởng thí nghiệm đa yếu tố 4.6 Kết thực nghiệm đa yếu tố Kết thực nghiệm đơn yếu tố cho thấy ảnh hưởng tham số: ; vào hàm mục tiêu (Nr) (Ns) chủ yếu phi tuyến, theo 13 không tiến hành quy hoạch thực nghiệm bậc mà thực quy hoạch thực nghiệm bậc hai, bước thực nghiệm đa yếu tố tiến hành sau: 4.6.1 Chọn vùng nghiên cứu giá trị biến thiên của thông số đầu vào Từ kết thực nghiệm đơn yếu tố, chọn miền biến thiên thông số đầu vào sau: - Đối với góc cắt : từ phương trình hồi quy (4.15); ( 4.16) đồ thị hình 4.3 hình 4.4 nhận thấy góc cắt nhỏ 70 lớn 900 chi phí lượng riêng tăng lên suất giảm đi, chọn khoảng biến thiên góc cắt từ 700 đến 90o - Đối với góc mài cạnh cắt bên : từ phương trình hồi quy (4.17); (4.18) đồ thị hình 4.5; hình 4.6 thấy rằng góc mài nhỏ chi phí lượng riêng nhỏ suất tăng, góc mài nhỏ đến giá trị định độ cứng vững lưỡi cắt giảm, lưỡi cắt bị mẻ gẫy Để đảm bảo độ bền lưỡi cắt chi phí lượng riêng nhỏ chúng tơi chọn khoảng biến thiên góc mài từ 300 đến 40o Mức thí nghiệm giá trị mã hố thơng số đầu vào ghi vào bảng 4.1 66 Bảng 4.1 Mức thí nghiệm thơng số đầu vào Các mức Mức Mức sở Mức Khoảng biến thiên 4.6.2 Xây dựng ma trận thực nghiệm Theo 13 , chọn ma trận thực nghiệm trung tâm hợp thành trực giao với hai thông số đầu vào trình bày bảng 4.2 Bảng 4.2: Bảng ma trận thí nghiệm trung tâm hợp thành trực giao thông số đầu vào Số TN 4.6.3 Kết thí nghiệm đa yếu tố 4.6.3.1 Tiến hành thí nghiệm thăm dị Để kiểm tra kết đo có tuân theo qui luật phân bố chuẩn hay không cũng để xác định số lần lặp lại tối thiểu cho thí nghiệm chúng tơi tiến hành 30 thí nghiệm thăm mức sở (0; 0), phụ lục 01, thay kết thí nghiệm vào cơng thức (4.7), xác định tiêu Person 2tt X1 67 = 11,369, so sánh b tt với tiêu chuẩn Person tra bảng b = 21 nhận thấy tt < số đo thí nghiệm tuân theo giả thuyết luật phân bố chuẩn tính số lần lặp lại cho thí nghiệm theo cơng thức (4.8), xác định m =2,36 lấy m =3 Thiết bị thí nghiệm dụng cụ đo tiến hành thực nghiệm đơn yếu tố Quá trình thực nghiệm thể hình 4.9 Hình 4.8: Quá trình thí nghiệm đa yếu tố trung tâm thí nghiệm khoa Cơ điện cơng trình Trường Đại học Lâm nghiệp 4.6.3.2 Kết thí nghiệm theo ma trận lập Kết thí nghiệm ghi phần phục lục 4, sử dụng phần mềm chương trình xử lý số liệu thực nghiệm, sau tính tốn kết sau: a) Hàm chi phí lượng riêng -Mơ hình hồi quy: 2 Nr = 82,168 - 1,985X1+ 0,011.X1 + 0,533.X2 + 0,0001X1.X2 - 0,0047.X2 (4.19) - Kiểm tra tính đồng phương sai: 68 Giá trị chuẩn Kokhren tính theo cơng thức (4.10) Gtt = 0.121, với m = 27; n-1 = 2;=0,05, tra bảng VII 13 , ta tiêu chuẩn Kokhren : Gb = 0,264 So sánh với giá trị tính tốn ta G tt = 0.121 < Gb = 0,264, phương sai thí nghiệm đồng -Kiểm tra mức ý nghĩa hệ số mơ hình tốn: Theo tiêu chuẩn Student, hệ số mơ hình (4.19) có ảnh hưởng đáng kể đến đại lượng nghiên cứu thoả mãn điều kiện: tijtb ij = 0,4 đây: tb - hệ số tra bảng theo bậc tự độ tin cậy thí nghiệm tij - hệ số tính ứng với hệ số b ij mơ hình hồi qui, giá trị tính tốn tiêu chuẩn Student cho hệ số sau: t00 = 9; t10 =- 0,86; t11 = 3,54; t20 = 0,8; t21 = 2,84; t22 = 0,71 Giá trị tiêu chuẩn Student tra bảng ( tb) tra bảng tài liệu 13 , với mức độ tin cậy thí nghiệm 0,95, số bậc tự Kb =54 ta tìm tb =1,68 So với giá trị tính tốn ta thấy hệ số t10; ; t2.0; ; t2.2 không thoả mãn tiêu chuẩn Student (4.20) theo 13 , khơng bỏ hệ số để nhằm mục đích tìm giá trị tối ưu phần sau - Kiểm tra tính tương thích mơ hình: Giá trị tiêu chuẩn Fisher tính theo cơng thức (4.13): F tt = 2,91, giá trị tiêu chuẩn Fisher tra bảng tài liệu [13], với bậc tư = 12; = 54; =0,05 tìm đựơc Fb = 3,21, so sánh với giá trị tính tốn Ftt < Fb, mơ hình (4.19) coi tương thích - Kiểm tra khả làm việc mơ hình: hệ số đơn định (R 2) xác định theo cơng thức (4.14), sau tính tốn R = 0,868, mơ hình coi hữu ích sử dụng b) Hàm suất -Mơ hình hồi quy: 69 2 Ns =-316,49 + 9,78X1 – 0,055.X1 - 2,347.X2 + 0,005X1.X2 + 0,016.X2 (4.21) - Kiểm tra tính đồng phương sai: Giá trị chuẩn Kokhren tính theo cơng thức (4.10) Gtt = 0.147, với m = 27; n-1 = 2;=0,05, tra bảng VII 13 , ta tiêu chuẩn Kokhren : Gb = 0,264 So sánh với giá trị tính tốn ta G tt = 0.157 < Gb = 0,264, phương sai thí nghiệm đồng -Kiểm tra mức ý nghĩa hệ số mơ hình tốn: t00 = 17; t10 3,2; t11 = 6; t20 = 3; t21 = 0,65; t22 = 3,5 Giá trị tiêu chuẩn Student tra bảng ( tb) tra bảng tài liệu 13 , với mức độ tin cậy thí nghiệm 0,95, số bậc tự Kb =54 ta tìm tb =1,68 So với giá trị tính tốn ta thấy hệ số t21 không thoả mãn tiêu chuẩn Student (4.20) theo 13 , không bỏ hệ số để nhằm mục đích tìm giá trị tối ưu phần sau - Kiểm tra tính tương thích mơ hình: Giá trị tiêu chuẩn Fisher tính theo cơng thức (4.13): F tt = 2,37, giá trị tiêu chuẩn Fisher tra bảng tài liệu [13], với bậc tư = 12; = 54; =0,05 tìm đựơc Fb = 3,21, so sánh với giá trị tính tốn Ftt < Fb, mơ hình (4.21) coi tương thích - Kiểm tra khả làm việc mơ hình: hệ số đơn định (R 2) xác định theo công thức (4.14), sau tính tốn R = 0,812, mơ hình coi hữu ích sử dụng 4.6.3.3 Chuyển phương trình hồi quy dạng thực Mơ hình (4.18) phương trình hồi quy dạng mã, để chuyển phương trình dạng thực thay giá trị X 1; X2 bằng biến ; ; , theo công thức sau: X xi i đây: xio xi X1 - Giá trị thực biến Xi Xio - Giá trị thực biến Xi mức “ ” (4 22) 70 xi - số gia biến Xi Từ (4.22) ta có: X1 =0,1 -5; Thay giá trị X1; X2; vào (4.19) (4.21) sau tính tốn phương hồi quy dạng thực: Nr =255,3 - 6,97 + 0,04 + Ns =-1158,5-34,7 + 0,12 + 8,36 + 0,025 + 0,073 4.7 Xác định giá trị tối ưu tham số ảnh hưởng 4.7.1 Lựa chọn phương pháp giải toán tối ưu Việc xác định giá trị để hàm mục tiêu (4.23) đạt cực tiểu hàm (4.24) đạt cực đại, chúng tơi sử dụng phương pháp giải tốn tối ưu đa mục tiêu công nghiệp rừng [5] Sau xác định hàm mục tiêu, hàm mục tiêu có thứ nguyên khác nhau, tính chất cực trị khác Chúng tơi sử dụng phương pháp tìm lời giải tối ưu tổng quát có mặt nhiều hàm mục tiêu [5], nội dung phương pháp tóm tắt sau: - Chuyển hai hàm mục tiêu cực trị sau: + Lập hàm tỷ lệ: để hàm suất Ns +   Max hàm Y= Nsmax- Ns Min Hàm Y= Gmax- Ns Gmax giá trị suất lớn mong muốn - Xác định giá trị cực đại hàm mục tiêu: Nrmax; Ymax - Lập hàm tỷ lệ tối ưu: ; (4.25) - Lập hàm tỷ lệ tối ưu tổng quát: = 1+ - Xác định giá trị để tối ưu hàm tổng quát đạt giá trị cực tiểu - Thay giá trị vào hàm tỷ lệ tối ưu 1; - Nếu 1+ - Thay vào hàm Nr Ns tìm giá trị tối ưu hàm mục tiêu = giá trị giá trị cực trị cần tìm 71 - Nếu 1+ 2min cần tính tốn lại 4.7.2 Xác định giá trị tối ưu của máy băm cành thảm mục Lập hàm tỷ lệ Y - Y= =-216,49 + 9,78X1 – 0,055.X12 - 2,347.X2 + 0,005X1.X2 + 0,016.X22 - Lập hàm tỷ lệ tối ưu 1= 5,86 - 0,14X1+ 0.00078.X1 + 0,038.X2 2= -2,7 + 0,122X1 – 0,0006.X12 - 0,029.X2 - Lập hàm tối ưu tổng quát = 3,16 - 0,018X1= 0,00018 X12 + 0,009X2 + 0,00013.X22 - Khảo sát hàm tối ưu tổng quát (4.29) Lấy đạo hàm riêng phương trình (4.29) theo biến X1 X2, hệ phương trình, giả hệ phương trình ta X1 = 3,64 X2 = -0,62 - Thay giá trị X1 = 3,64 X2 = -0,62 vào phương trình (4.29) ta thấy phương trình đạt cực tiểu - Thay X1 = 3,64 X2 = -0,62 vào phương trình 1và phương trình ta có 1+ = , giá trị X1 = 3,64 X2 = -0,62 giá trị tối ưu hàm mục tiêu - Thay giá trị X1 = 3,64 ; X2 = -0,62 vào phương trình (4.22) ta tìm góc cắt góc mài sau:  X1 =0,1 -5 3,6= 0,1 -5 -  = 86,4 độ Như góc cắt dao băm = 86,40 góc mài dao băm =31,90 cho chi phí lượng riêng nhỏ suất băm cao nhất, giá trị thơng số tối ưu máy băm cành thảm mục phâm bón cho sâm Ngọc Linh 72 4.8 Thực nghiệm máy băm với thông số tối ưu Sau xác định số thông số tối ưu máy băm, tiến chế tạo lắp ráp máy theo thơng số tối ưu, sau tiến hành thí nghiệm theo thông số tối ưu Chúng đo chi phí lượng riêng xác định suất máy kết thí nghiệm sau xử lý ghi bảng 4.4 Để so sách máy chế tạo theo thông số nghiên cứu với máy chế tạo theo thông số thiết kế, tiến hành thí nghiệm máy với thơng số theo nhà chế tạo, kết thí nghiệm sau xử ký nghị bảng 4.4 Bảng 4.3: Bảng so sánh kết khảo nghiệm máy tính tốn theo thơng số tối ưu với máy theo thiết kế TT Chỉ tiêu đánh giá so sánh Chi phí lượng riêng Năng suất Nhận xét: Từ kết thu b - Chi phí lượng riêng máy băm theo thông số tối ưu nhỏ so với máy với thông số thiết kế - Năng suất máy băm theo thông số tối ưu lớn so với máy với thông số thiết kế Kết luận chương Từ kết nghiên cứu xác số thông số hợp lý máy băm cành thảm mục đến kết luận sau: Đã xây dựng mơ hình hồi qui thực nghiệm đa yếu tố hàm mục tiêu với tham số ảnh hưởng dạng mã: (4.19); (4.21) dạng thực (4.23); (4.24) áp dụng phương pháp giả toán tối ưu xác định thơng số tối ưu góc cắt là: = 86,40 ; góc mài dao băm là; =31,90; với 73 thơng số tối ưu cho chi phí lượng riêng nhỏ suất lớn Đã so sánh chi phí lượng riêng suất máy với thơng số tính tốn tối ưu với máy với thơng số theo tính tốn thiết kế, kết so sánh cho thấy máy tính tốn theo thơng số tối ưu cho chi phí lượng riêng nhỏ suất băm cao 74 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Sau nghiên cứu xong đề tài, có rút số lết luận sau: Đề tài tiến hành nghiên cứu tính chất vật lý, học nguyên liệu để băm làm phân bón cho sâm Ngọc Linh, kết nghiên cứu thu cho thấy nguyên liệu cho vào băm loại tổng hợp cành, lá, cỏ rác, cành để có khối lượng thể tích, lý tính tương đương với gỗ nhóm VII, với tính chất lý làm sở cho việc tính tốn thơng số máy băm Ứng dụng nguyên lý cắt gọt gỗ, lý thuyết tính tốn máy chế biến gỗ, đề tài xây dựng mơ hình tính tốn lực cắt, thiết lập cơng thức tính lực cắt (3.36), phân tích yếu tố ảnh hưởng đến lực cắt Bằng nghiên cứu thực nghiệm đề tài xác định hàm tương quan thông số ảnh hưởng đến suất băm chi phí lượng riêng dạng mã (4.19); (4.21) dạng thực (4.23); (4.24) đề tài xác định thông số hợp lý máy băm cành thảm mục làm phân bón cho sâm ngọc linh theo nuyên lý băm dạng trống góc cắt dao băm = 86,4 ; góc mài dao băm là; =31,90; với thông số hợp lý máy cho suất lớn chi phí lượng riêng nhỏ Đề tài thiết lập cơng thức tính cơng suất cần thiết động dùng cho máy băm cành thảm mục (3.39), công thức làm sở khoa học cho việc tính tốn thiết kế máy băm cành thảm mục dạng trống băm Kiến nghị Do thời gian nghiên cứu có hạn, đề tài chưa có điều kiện nghiên cứu số thơng số họp lý khác máy, để đề tài hoàn thiện cần tiếp tục nghiên cứu số nội dung sau: 75 Cần tiếp tục nghiên cứu thêm số thông số hợp lý khác bao gồm:, tốc độ vòng quay trống dao, đường kính trống dao, góc trước góc sau dao cắt, độ tù lưỡi cắt Cần tiếp tục nghiên cứu thêm số hàm mục tiêu khác rung động máy, chất lượng sản phẩm 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt 1.Vũ Khắc Bảy (2000), Toán kỹ thuật, Bài giảng cho cao học CGHLN KTG, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây Bộ môn công nghệ chế biến gỗ (1976), Giáo trình gỗ, Nxb Nơng nghiệp, Hà Nội Nguyễn Văn Bỉ (1987), "Phương pháp lập giải toán tối ưu công nghiệp rừng", Thông tin khoa học kỹ thuật Đại học Lâm nghiệp Nguyễn Văn Bỉ (1996)," Một số phương pháp tuyển chọn máy móc thiết bị khai thác lâm sản giới hố nơng thôn miền núi", Thông tin khoa học Lâm nghiệp tr 42 - 45, ĐHLN Nguyễn Văn Bỉ (1997), "Giải tốn tối ưu đa mục tiêu cơng nghiệp rừng", Thông tin khoa học Lâm nghiệp tr 42 - 47, Trường Đại học Lâm nghiệp Lê Văn Bình ( 2011), Nghiên cứu thơng số tối ưu xích cưa xăng để chặt hạ gỗ rừng tràm, Luận văn thạc sỹ Trường Đại học Lâm nghiệp Trần Chí Đức (1981), Thống kê tốn học, Nxb Nơng nghiệp, Hà Nội Phạm Thượng Hàn (1994), Kỹ thuật đo lường đại lượng vật lý, tập I Nxb Giáo dục Đặng Thế Huy (1995), Phương pháp nghiên cứu khoa học khí Nơng nghiệp, Nxb Nơng nghiệp, Hà Nội 10 Lê công Huỳnh (1995), Phương pháp nghiên cứu khoa học phần nghiên cứu thực nghiệm, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội 11 Doãn Tư Huệ (1996) Khoa học gỗ, (bản Trung văn), Nxb Lâm nghiệp Trung Quốc, Bắc Kinh 77 12 Ngơ Kim Khơi (1998), Thống kê tốn học Lâm nghiệp, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội 13 Phạm Văn Lang, Bạch Quốc Khang (1998), Cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm ứng dụng kỹ thuật Nông nghiệp, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội 14 Nguyễn Như Nam, Trần Thị Thanh, Máy gia công học nông sản thực phẩm, Nxb Giáo dục 15 Hoàng Nguyên (1980), Máy thiết bị gia công gỗ, tập I, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội 16 Dương Văn Tài (2005), Nghiên cứu cưa xăng để chặt hạ số loại tre có thân mọc cụm miền Bắc Việt Nam, Luận án tiến sỹ kỹ thuật, Viện khoa học Lâm nghiệp, Hà Nội 17 Dương Văn Tài (2000), Nghiên cứu tuyển chọn số loại cưa xăng chặt hạ gỗ rừng trồng Việt Nam, Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật trường Đại học Lâm nghiệp 18 19 Lê Xn Tình (1998), Khoa học gỗ, Nxb Nơng nghiệp, Hà Nội Trịnh Hữu Trọng, Nguyễn Kim, Ngô Văn Chỉnh, Trần Mỹ Thắng, Nguyễn Văn Quân, Dương Văn Tài (2001), Khai thác lâm sản, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội 20 Nguyễn Hải Tuất, Ngô Kim Khôi (1996), Xử lý thống kê kết nghiên cứu thực nghiệm máy vi tính, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội ... ? ?Nghiên cứu xác định số thông số hợp lý của máy băm thảm mục làm phân bón cho sâm ngọc linh" Mục tiêu nghiên cứu Xuất phát từ lý thực đề tài nêu đặt mục tiêu nghiên cứu là: Xác định thông s? ?hợp. .. thơng số hợp lý máy băm 4.2 Nghiên cứu thực nghiệm Nghiên cứu thực nghiệm để xác định suất chi phí lượng riêng trình băm thảm mục Từ kết làm sở để xác định số thơng số hợp lý máy băm, nội dung nghiên. .. ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP TRẦN TIẾN ANH NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ HỢP LÝ CỦA MÁY BĂM THẢM MỤC LÀM PHÂN BÓN SÂM NGỌC LINH CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ MÃ SỐ: 60520103 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT