Nghiên cứu động lực học quá trình ép rơm của máy ép rơm kiện vuông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP  - NGUYỄN ĐÌNH VIỆN NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC QUÁ TRÌNH ÉP RƠM CỦA MÁY ÉP RƠM KIỆN VUÔNG LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Hà Nội, năm 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP  - NGUYỄN ĐÌNH VIỆN NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC QUÁ TRÌNH ÉP RƠM CỦA MÁY ÉP RƠM KIỆN VUÔNG Chuyên ngành: Kỹ thuật máy thiết bị giới hóa nơng lâm nghiệp Mã số: 60.52.14 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Đậu Thế Nhu Hà Nội, năm 2011 ĐẶT VẤN ĐỀ Rơm rạ sản xuất lúa, lúa mì nguồn phụ phẩm có khối lượng lớn sử dụng, chế biến thành nhiều sản phẩm có hiệu kinh tế làm phân bón hữu cơ, thức ăn chăn nuôi, nhiên liệu, nguyên liệu sản xuất giấy Từ kết điều tra cho thấy, Việt Nam hàng năm có khoảng 20 triệu rơm nguồn thức ăn thô quan trọng cho chăn ni trâu bị, đặc biệt vào mùa khô mùa đông, lượng rơm sử dụng chưa nhiều Ở nước ta nay, việc xử lý sử dụng rơm chưa quan tâm mức, cịn mang tính tự phát, việc thu gom rơm đồng hồn tồn phương pháp thủ cơng Lượng rơm thu gom sử dụng không đáng kể, đại phận đốt đồng tự huỷ làm ô nhiễm mơi trường Đây lãng phí lớn phụ phẩm nông nghiệp Giải vấn đề thực yêu cầu xúc, có ý nghĩa kinh tế, xã hội môi trường Do đó, cần có giải pháp hợp lý, để tận thu sử dụng rơm rạ góp phần tăng thu nhập cho nông dân trồng lúa Việt Nam Ở nước phát triển việc sử dụng rơm quan tâm ngành cơng nghiệp Từ khâu thu gom, đóng kiện lớn, vận chuyển, bảo quản, chế biến giới hoá với hệ thống thiết bị đồng Ở nước việc thu hoạch lúa, lúa mì thực máy liên hợp thu hoạch, rơm rải đồng Ngoài việc sử dụng rơm làm thức ăn thơ cho ngựa, trâu, bị quan tâm đến việc chế biến rơm làm thức ăn gia súc có hiệu cao Việc chế biến rơm nhằm mục tiêu nâng cao tiêu dinh dưỡng, lượng hệ số tiêu hố Hiệu có nhiều công nghệ chế biến rơm làm thức ăn chăn ni xử lý hố học, lý hố kết hợp xử lý vi sinh Trong chủ yếu cơng nghệ xử lý hố học xử lý vi sinh Để sử dụng rơm có hiệu nước ta trước hết phải giải việc giới hố thu gom, đóng kiện, với cơng nghệ thiết bị phù hợp Việc nghiên cứu công nghệ hệ thống thiết bị để thu gom đóng kiện, bảo quản, sử dụng chế biến rơm theo hướng công nghiệp yêu cầu thực tế, cấp bách cần nghiên cứu giải đồng để mang lại hiệu kinh tế xã hội góp phần cơng nghiệp hố nông nghiệp, nông thôn Đây tiền đề đảm bảo nguồn nguyên liệu với giá rẻ ổn định để sản xuất, chế biến sản phẩm có giá trị hàng hoá Hiện giới phổ biến hai loại máy đóng kiện rơm: - Máy đóng kiện vng đóng kiện với độ chặt cao (khối lượng riêng lớn) điều chỉnh kích thước kiện, vận chuyển xếp kho bảo quản thuận lợi - Máy đóng kiện trịn, có kết cấu dơn giản hơn, nhiên độ chặt kiện thường nhỏ máy đóng kiện vng Trong thời gian qua, Viện Cơ điện Nông nghiệp Công nghệ sau thu hoạch nghiên cứu thành công máy thu gom rơm kiện vuông, nhìn chung đáp ứng yêu cầu sản xuất Tuy nhiên máy đóng kiện vng có cấu tạo phức tạp Hệ thống nén ép theo kết cấu pit-tông tay quay, việc cấp liệu theo chu kỳ nên gây xung lực lớn Q trình cấp liệu, ngồi trống vơ, máy sử dụng phận vơ cấu khâu có q trình Để máy làm việc ổn định, q trình cấp rơm khơng bị ứ tắc, máy làm việc không bị tải cần xây dựng sở khoa học trình làm sở cho việc thiết kế máy Được đồng ý Ban giám hiệu Trường Đại học Lâm nghiệp Ban chủ nhiệm khoa sau Đại học, thực luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật với tên đề tài: “Nghiên cứu động lựu học q trình ép rơm máy ép rơm kiện vng” Ý nghĩa khoa học đề tài: - Xây dựng mơ hình 3D, mơ động kết cấu máy thu gom rơm kiện vuông phần mềm Inventer, dynamic designer, cosmos motion - Ứng dụng phần mềm máy tính (Exel, dynamic designe, cosmos motion) tính tốn mơ động lực học trình ép rơm máy thu gom rơm kiện vuông - Kết nghiên cứu đề tài sở khoa học cho việc thiết kế máy Ý nghĩa thực tiễn đề tài: Kết nghiên cứu động lực học máy thu gom rơm kiện vng sở cho việc hồn thiện máy để đảm bảo độ bền, kiểu dáng công nghiệp máy làm việc ổn định giảm giá thành mẫu máy Từ đó, máy chế tạo hàng loạt có giá thành rẻ máy nhập ngoại nhiều hướng tới máy thu gom rơm kiện vng trở thành sản phẩm cơng nghiệp cạnh tranh thị trường nước quốc tế, góp phần mang lại hiệu kinh tế xã hội góp phần cơng nghiệp hố nơng nghiệp, nơng thơn Chương I TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NGOÀI NƯỚC VÀ TRONG NƯỚC 1.1 Nghiên cứu số thiết bị thu gom, đóng kiện rơm rạ nước ngồi: Để việc sử dụng rơm có hiệu quả, nước phát triển quan tâm trước hết tới việc giới hoá việc thu gom, vận chuyển bảo quản rơm Ở nước việc thu hoạch lúa, lúa mì thực máy liên hợp thu hoạch rơm rải đồng Mặt khác rơm có khối lượng thể tích nhỏ, tuỳ theo độ ẩm, điều kiện bình thường khơng nén ép, khối lượng thể tích rơm thường nhỏ 100 Kg/ m3 Vì vậy, cơng việc thu gom, vận chuyển, bảo quản rơm phương pháp thủ cơng có chi phí cao Dưới phương pháp thu gom rơm sử dụng rộng rãi nước phát triển * Phương pháp truyền thống: Phương pháp truyền thống nước Châu Âu sử dụng rộng rãi để thu hoạch rơm cỏ khô phương pháp tự chất vào rơmooc chuyên dùng (Self- loading wagon) Phương pháp sử dụng liên hợp máy làm việc theo nguyên lý vơ gom rơm đồng hệ thống xích có cánh vơ, đưa rơm lên phận băm đạt độ dài 8- 12 cm sau băng tải chuyển sang rơmooc chuyên dụng (Wagon) tích chứa 15- 20 m3 (tương đương 2- rơm) Máy liên hợp với máy kéo công suất 30 KW, chi phí lượng riêng 1- 1,2 KWh/ * Phương pháp đóng kiện thơng thường (conventional balers): Phương pháp đóng kiện vng (dạng khối hộp) John Applety (USA) đề xuất năm 1879 Nhưng phải tới năm 1950- 1960 loại máy thu gom đóng kiện rơm rạ dạng vuông sản xuất để thay cho phương pháp thu gom rơm rời truyền thống Máy làm việc theo nguyên lý rơm thu gom qua băng tải dọc chuyển đến vít tải ngang đưa rơm vào buồng ép, nhờ có cấu ép piston, rơm- cỏ khô nén chặt buộc lại nhờ có cấu buộc dây tự động Máy đóng kiện liên hợp với máy kéo cơng suất 50- 100 KW tuỳ theo kích thước kiện, độ chặt suất Với độ chặt 150- 250 Kg/ m3 chi phí lượng riêng 1,5- 2,5 KWh/ Các kích thước kiện vng phổ biến là: + Kiện trung bình 0,36 x 0,46 x 0,99 m, có khối lượng 18 Kg; + Kiện lớn 1,5 x 1,5 x 2,33 m, có khối lượng 600 Kg; 1,25 x 1,25 x 2,65 m, có khối lượng 300 Kg Các loại máy đóng kiện vng sử dụng rộng rãi giới chủ yếu hãng Hà Lan Mỹ sản xuất * Phương pháp đóng kiện trịn (khối trụ): Sáng chế (patent) nguyên lý máy đóng kiện trụ trịn đăng ký 1885 T Workman (USA) Tuy phải đến năm 1970 máy đóng kiện trụ trịn chế tạo đưa vào ứng dụng sản xuất Máy làm việc theo nguyên lý rơm rulô gom rơm chuyển vào buồng nén ép, buồng nén éo rơm cuộn tròn nén nhờ hệ thống dây đai, xích lăn Sau đạt yêu cầu kích thước độ chặt, kiện rơm tròn thả mặt ruộng Các loại máy đóng kiện trịn mỹ, Hà Lan sản xuất thường để đóng kiện có kích thước lớn, liên hợp máy kéo cơng suất 50 KW Kích thước kiện thơng thường là: Đường kính 1,4 m, rộng 1,5 m, khối lượng 340 Kg; Đường kính 2,4 m, rộng 1,2 m, khối lượng 700 Kg; Trong năm gần Trung Quốc nghiên cứu sản xuất máy đóng kiện trịn cỡ nhỏ Cơng ty Tractor Implement Manufacturing Star Machinery Corp.Ltd cung cấp cho sản xuất hai loại máy MRB0850, MRB0870 đóng kiện trịn mi ni liên hợp với máy kéo công suất 13- 22 KW 20- 30 KW Kiện có kích thước: Đường kính 0,5 m, rộng 0,7 m; Đường kính 0,5 m, rộng 0,7 m; Hiện nay, nước phát triển sử dụng đồng thời loại máy đóng kiện vng kiện trịn Mỗi loại có ưu riêng: Máy đóng kiện vng đóng kiện với độ chặt cao (khối lượng thể tích lớn) điều chỉnh kích thước kiện, vận chuyển xếp kho bảo quản thuận lợi Nhưng máy có cấu tạo phức tạp, kiện phải buộc dây, chi phí lượng cao Máy đóng kiện trịn có cấu tạo đơn giản, kích thước nhỏ gọn, kiện buộc dây Nhưng kiểu máy không đóng kiện yêu cầu có độ chặt cao khơng điều chỉnh kích thước kiện 1.2 Tổng quan tình hình thu gom, sử dụng rơm nước ta (Việt Nam) 1.2.1 Tình hình sử dụng rơm Trước thời kỳ sản xuất lúa mang tính chất tự cung, tự cấp với công nghệ thu hoạch thủ công hộ nông dân thu hoạch rơm, rạ Rơm phơi khô đánh đống để bảo quản sử dụng dần Rơm rạ sử dụng để đun nấu, lợp nhà, làm thức ăn cho trâu bò cày kéo, lót chuồng ni gia súc, làm phân chuồng v.v Trong 20 năm đổi mới, sản xuất lúa nước ta chuyển sang sản xuất lúa hàng hố, có bước phát triển vượt bậc So với năm 1983 diện tích trồng lúa tăng từ 5,9 triệu lên 7,3 triệu ha, sản lượng từ 14,500 triệu tăng lên 35 triệu theo hàng năm có khoảng 30 triệu rơm rạ Cùng với phát triển kinh tế xã hội mức độ giới hoá cao, nhu cấu sử dụng rơm rạ làm chất đốt, lợp nhà, khơng cịn nữa, đại phận rơm không thu gom sử dụng Những năm gần với phát triển ngành chăn ni bị sữa sản xuất nấm địa phương, hàng năm có vài chục ngàn rơm (chủ yếu rơm khô vụ đông xuân) thu gom hồn tồn phương pháp thủ cơng để làm thức ăn thơ cho bị chất trồng nấm: + Rơm sử dụng làm thức ăn thô cho bị sữa Trong năm gần ngành chăn ni bò sữa nước ta phát triển nhanh Tổng đàn 18.700 năm 1995 tăng tới 95.000 năm 2005 Để đáp ứng nhu cầu thức ăn, ngồi việc trồng cỏ làm thức ăn thơ việc sử dụng rơm trở thành nhu cầu thiếu Rơm làm thức ăn thơ cho bị cần thu gom phơi khô, chất đống bảo quản cho ăn dần Với bò vắt sữa phần ăn khoảng 20 - 25kg/ngày, rơm lúa thường chiếm 10 - 15% Như hàng năm cần thu gom sử dụng khoảng 70.000 rơm khô [1] + Rơm làm chất trồng nấm Việc trồng nấm phát triển hầu hết tỉnh vùng trồng lúa Rơm sử dụng làm chất để trồng loại nấm rơm, nấm bào ngư Việc xử lý rơm thực hộ gia đình Như vậy, đại phận rơm không thu gom Việc xử lý rơm không thu gom vùng sản xuất lúa nước ta có đặc điểm khác phụ thuộc vào quy mô sản xuất, mùa vụ thời tiết khí hậu phương pháp thu hoạch [2] Phương pháp xử lý rơm không thu gom vùng sản xuất nước ta có đặc điểm khác quy mơ sản xuất hộ gia đình, mùa vụ, thời tiết khí hậu phương pháp thu hoạch Ở vùng ĐBSH: Qui mô sản xuất nhỏ (khoảng - sào/hộ) Thu hoạch phương pháp gặt vận chuyển thủ công Đập lúa hầu hết máy đập lúa liên hồn thực đường, bờ mương, rơm phun thành đống nhỏ Vụ mùa, rơm khô xử lý cách đốt đống Vụ chiêm, thường để rơm tự huỷ gây ách tắc kênh mương, ô nhiễm môi trường Rơm rạ để lại đồng cày bừa lấp làm phân xanh Ở vùng ĐBSCL: Qui mơ sản xuất hộ gia đình lớn (một vài hecta/hộ), thu hoạch chủ yếu phương pháp hai giai đoạn, gặt tay máy gặt rải hàng, lúa đập đồng máy đập liên hợp suất lớn, rơm phun thành đống lớn Trong vài năm gần phương pháp thu hoạch giai đoạn máy gặt đập liên hợp bắt đầu phát triển, có khoảng 1000 máy Trong vài năm tới, tình trạng khan lao động nơng thơn việc ứng dụng máy liên hợp thu hoạch lúa tăng nhanh thu hoạch tới 10% diện tích Với phương pháp thu hoạch máy gặt đập liên hợp, rơm phun rải đồng Vụ đông xuân thu hoạch lúa khô, rơm phun rải đồng phơi khô để đốt gốc rạ Vụ hè thu rơm ướt, rơm rạ đồng máy làm đất nhấn xuống bùn làm phân xanh Tình hình sử dụng xử lý rơm rạ cho thấy việc thu gom, sử dụng rơm rạ nước ta vừa lãng phí nguồn tài ngun có giá trị vừa gây ô nhiễm môi trường Giải vấn đề thực yêu cầu xúc, có ý nghĩa kinh tế, xã hội môi trường 1.2.2 Một số kết nghiên cứu sử dụng rơm rạ năm gần - Sử dụng rơm rạ làm phân bón [3,4] Trước việc sử dụng rơm rạ làm phân xanh, phân chuồng để bón cho lúa ứng dụng rộng rãi nước ta tỉnh phía Bắc Đã có nhiều cơng trình nghiên cứu nhà khoa học nông nghiệp hàng đầu nước ta phương pháp chế biến, sử dụng hiệu loại phân 42 Hình 4.5 Sơ đồ với giả thuyết mơ động lực học 1- Động cơ; 2- Trục động cơ; 3- Damfer; 4- Bánh đà; 5- Pittong 4.3 Xây dựng mơ hình động lực học q trình ép rơm 4.3.1 Thiết lập mơ hình tính tốn động lực học cụm tay vơ trình ép rơm Bằng phần mềm thiết kế kỹ thuật Autodesk Inventor kết cấu cụm tay vơ mơ sau: Hình 4.6 Cụm tay vơ 1- Thanh cào rơm; 2- Trụ lệch tâm cụm vơ; 3- Tay trục khửu; 4- Tay định hướng ống trục vơ; 5- Ống trượt tay định hướng cụm trục vơ; 6- Tay định hướng cụm trục vơ; 7- Đế bắt tay dẫn hướng cụm trục vơ; 8- Ống trục cụm tay vơ Cụm tay vơ thiết kế theo nguyên lý khâu thể hình 4.5 Cụm tay vơ sau thiết kế chiều phần mềm đại Autodesk Inventor, trình cào rơm chuyển rơm vào buồng ép mô động phần mềm Dynamic designer Và quỹ đạo chuyển động đỉnh cào thể sau: 43 Hình 4.7 Cụm tay vơ quỹ đạo đỉnh cào rơm 1- Thanh cào rơm; 2- Trụ lệch tâm cụm vơ; 3- Tay trục khửu; 4- Tay định hướng ống trục vơ; Về mặt lý thuyết yêu cầu chuyển động tay cào rơm khơng có khác biệt so với chuyển động vơ rơm guồng cấp rơm là: giai đoạn cào rơm hướng tay cào gần vng góc với hướng chuyển động tay Tại giai đoạn rút, hướng tay cào gần không thay đổi góc, vận tốc gần trùng với phương tay cào Dựa vào phần mềm mô Dinamic Designer for Inventor, đề tài mô chuyển động tay cào xác định góc tay cào phương ngang; góc vận tốc tay cào phương tay cào theo góc quay trục khuỷu (hình 4.8) Quỹ đạo chuyển động tay vơ thể rõ hình 4.7 44 Góc quay 200 160 120 80 40 0 60 120 180 240 300 360 Góc tay quay Hình 4.8 Sự biến thiên góc phương tay cào phương ngang (1) vận tốc đỉnh tay cào (2) theo góc quay trục khuỷu Nhận xét kết đạt được: Qua đồ thị ta thấy giai đoạn cào rơm hướng tay cào gần vuông góc với hướng chuyển động tay Tại giai đoạn rút, hướng tay cào gần không thay đổi góc, vận tốc gần trùng với phương tay cào Như vậy, yêu cầu đặt hoàn toàn đảm bảo 4.3.2 Mơ hình động học cụm pittơng tay biên q trình ép rơm Mơ hình cụm pittơng tay biên thể sau (Hình 4.7): Hình 4.9 Cụm pittơng tay biên 1- Đĩa xích; 2- Tay quay; 3- Biên; 4, 9, 10- Các vòng bi; 5- Thanh dẫn hướng; 6- Tấm chặn cửa; 7- Các pittông; 8- Dao cắt 45 Bộ phận truyền lực truyền động cho cụm biên tay quay Theo đó, tay quay (2) cụm biên tay quay quay tròn đầu liên kết với cụm pittông biên (3) chuyển dịch tịnh tiến đẩy cụm pittông chuyển dịch tịnh tiến dọc cụm khung pittơng ép Nhờ có vịng bi (4, 9, 10) mà cụm pittông chuyển dịch cách dễ dàng (ma sát cụm pittông thành khung pittông ép ma sát lăn) Ở hành trình làm việc cụm pittông (cụm pittông chuyển dịch sang phải theo hình vẽ), chúng ép rơm rạ đồng thời dao (8) thực nhiệm vụ cắt rơm rạ Tấm chặn cửa (6) có nhiệm vụ ngăn khơng cho rơm rạ tiếp tục vơ vào khn ép q trình ép * Xác định hành trình làm việc cụm pittơng ép: Hình 4.10 Sơ đồ xác định hành trình làm việc cụm pittơng ép 1- Đĩa xích; 2- Tay quay; 3- Biên Tay quay quay theo quỹ đạo đường trịn có bán kính chiều dài tay quay (290mm) tâm quay trùng với tâm đĩa xích (1) Theo hành trình làm việc cụm pittông ép kiện đoạn AB= 580 mm 46 4.3.3 Mơ hình hình học khn ép: Khn ép thiết kế hình 4.11 Hình 4.11 Kết cấu khuôn ép Chuyển động từ hệ truyền lực thông qua cụm biên tay quay truyền động cho cụm pittông Nhờ truyền động mà cụm pittơng dịch chuyển tịnh tiến khung pittơng ép Trong q trình chuyển động, cụm pittông tiếp xúc với thành nắp khung thơng qua vịng bi Nhờ mà ma sát chúng ma sát lăn, hạn chế mài mòn bề mặt tiếp xúc Trong q trình hoạt động, mặt đáy cụm pittơng, thành bên khung cấu ép tạo thành khuôn ép kiện rơm Chiều rộng kiện rơm xác định khoảng cách hai thành bên khung Số vòng quay bánh xe nhọn định chiều dài kiện rơm điều chỉnh số vịng quay Pittơng chuyển động tiến thực việc ép rơm khuôn rơm vơ vào sau tiếp tục bị ép đẩy lượng rơm bị ép trước chuyển động phía cửa khn ép Rơm chuyển động tác động vào bánh xe nhọn làm cho quay Trong q trình quay đẩy xiên nâng lên làm ăn khớp đĩa dẫn tới hệ thống quay (chuyển động truyền xích truyền sang), cấu buộc dây làm việc 47 Để rơm vơ vào theo chiều, không bị trôi ngược trở lại, khn ép có trang bị phận cản hai bên thành vấu 4.3.4 Mơ hình hình học phận điều chỉnh độ chặt: Cơ cấu điều chỉnh độ chặt kiện rơm thể hình 4.12 Hình 4.12 Bộ phận điều chỉnh độ chặt 1-Tay ren ép ; 2-Lò xo ép; 3- Tấm cản Độ chặt điều chỉnh dựa vào thay lực cản kiện rơm buồng ép Ở phần cuối buồng ép đặt tầm cản Dựa vào lực lị xo điều chỉnh góc nghiêng cản từ thay đổi lực cản lên khối rơm Cơ cấu mặt kết cấu đơn giản qua khảo nghiệm máy mẫu cấu làm việc tốt nên đề tài không thay đổi phận 4.3.5 Xây dựng mơ hình tính tốn động lực học q trình ép rơm Mơ hình 3D cụm pittong tay biên mơ phần mềm Autodesk Inventor trình bày nội dung Từ mơ động lực học trình ép rơm Dynamic designer sau: Một số khai báo cần thiết: 48 Đáy hộp chủ động ràng buộc cố định Mô men chủ động đặt nối trục dẫn động guồng: Damper gán cho nối trục dẫn động guồng bánh đà 49 Lực đặt cho cụm pittong: Sau mơ hình mơ phần mềm Dynamic designer cụm pittong tay biên trình ép rơm: Hình 4.13 mơ hình mơ phần mềm Dynamic designer cụm pittong tay biên trình ép rơm 50 Qua mô đề tài xây dựng biểu đồ vận tốc tay quay mô men truyền cho máy phụ thuộc vào hàm thời gian chu trình làm việc (hình 4.14)  575 550 525 10 500 20 475 30 40 450 425 5.2 5.4 5.6 5.8 T,s 4500 4000 3500 M, Nm 3000 50 2500 100 2000 200 1500 300 400 1000 500 -500 5.2 5.4 5.6 5.8 t,s Hình 4.14 Biểu đồ vận tốc tay quay mô men truyền cho máy phụ thuộc vào hàm thời gian chu trình làm việc Mơ men qn tính phần chuyển dộng quy trục tay quay Trị số giả định là: 5, 10, 20, 30, 40 Nhận xét: từ đồ thị vận tốc tay quay đồ thị mô men cản trục tay quay nhận thấy Với Jbd=20 kgm2 vận tốc tay quay  thay đổi không đáng kể, nằm giới hạn cho phép Mô men cản trục tay quay không lớn ổn định J=20kgm2 51 Mơ men cực đại cực tiểu tác động vào tay quay phụ thuộc vào mơ men qn tính bánh đà quy trục tay quay thể hình 4.15 4000 3500 3000 M, Nm 2500 2000 1500 1000 500 -500 100 200 300 400 Jbd ,kg*m Hình 4.15 Mơ men cực đại (1) cực tiểu (2) tác động vào tay quay phụ thuộc vào mơ men qn tính bánh đà quy trục tay quay Mô men danh định động (công suất 30 mã lực) quy đổi trục tay quay 2224 Nm Như mơ men qn tính bánh đà quy trục tay quay phải lớn 20 kg*m2 Với tỷ số truyền từ bánh đà tới trục tay quay 5,9 nên bánh đà phải có mơ men qn tính là: 200/5,9 = kg*m2 Cách chọn mơ men qn tính cần thiết Jbd> 20 kgm2 mơ men qn tính Jbd bé góc quay  khơng ổn định nên ta cần phải tăng Jbd lên góc  ổn định tăng mức độ hợp lý tăng cao hao tốn vật liệu gia công bánh đà ảnh hưởng đến giá thành sản phẩm Kết luận chương IV: Trên sở phân tích q trình ép rơm máy ép rơm kiện vuông, Chương IV đề tài đưa sở khoa học luận giải cho việc xây dựng mơ hình động lực học trình ép rơm nêu mục 4.2 52 Bằng phần mềm thiết kế kỹ thuật Autodesk Inventor đề tài mơ mơ hình cấu cụm tay vơ, khuôn ép, phận điều chỉnh, cụm pittong tay biên máy ép rơm kiện vuông Cụm tay vơ sau thiết kế chiều phần mềm đại Autodesk Inventor, trình cào rơm chuyển rơm vào buồng ép mô động phần mềm Dynamic designer Kết thu đồ thị thể biến thiên góc phương tay cào phương ngang vận tốc đỉnh tay cào theo góc quay trục khuỷu Kết cho thấy giai đoạn cào rơm hướng tay cào gần vng góc với hướng chuyển động tay Tại giai đoạn rút, hướng tay cào gần khơng thay đổi góc, vận tốc gần trùng với phương tay cào Như vậy, yêu cầu đặt hoàn toàn đảm bảo Đề tài xây dựng mơ hình tính tốn động lực học q trình ép rơm Qua mơ đề tài xây dựng biểu đồ vận tốc tay quay mô men truyền cho máy phụ thuộc vào hàm thời gian chu trình làm việc (hình 4.14) Qua đề tài xác định mơ men danh định động (công suất 30 mã lực) quy đổi trục tay quay 2224 Nm Như mô men quán tính bánh đà quy trục tay quay phải lớn 20 kg*m2 Với tỷ số truyền từ bánh đà tới trục tay quay 5,9 nên bánh đà phải có mơ men qn tính là: 200/5,92 = kg*m2 53 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Bằng phần mềm thiết kế kỹ thuật Autodesk Inventor đề tài mơ mơ hình cấu cào rơm, cấu cụm tay vơ, khuôn ép, phận điều chỉnh, cụm pittong tay biên máy ép rơm kiện vuông Trên sở mơ hình Cơ cấu cào rơm sau thiết kế chiều phần mềm đại Autodesk Inventor, q trình cào rơm mơ động phần mềm Dynamic designer Kết thu biên quỹ đạo chuyển động tay vơ rơm Từ đó, đề tài phân tích chuyển động tay vơ rơm cấu cào rơm Kết phân tích cho thấy cấu vơ rơm đảm bảo yêu cầu đặt phận vơ rơm rạ: Đảm bảo việc thu vơ rơm giải phóng rơm hiệu quả, phù hợp chu trình hoạt động phận vơ rơm Cụm tay vơ sau thiết kế chiều phần mềm đại Autodesk Inventor, trình cào rơm chuyển rơm vào buồng ép mô động phần mềm Dynamic designer Kết thu đồ thị thể biến thiên góc phương tay cào phương ngang vận tốc đỉnh tay cào theo góc quay trục khuỷu Kết cho thấy giai đoạn cào rơm hướng tay cào gần vng góc với hướng chuyển động tay Tại giai đoạn rút, hướng tay cào gần khơng thay đổi góc, vận tốc gần trùng với phương tay cào Như vậy, yêu cầu đặt hoàn toàn đảm bảo Đề tài xây dựng mơ hình tính tốn động lực học q trình ép rơm Qua mơ đề tài xây dựng biểu đồ vận tốc tay quay mô men truyền cho máy phụ thuộc vào hàm thời gian chu trình làm việc Qua đề tài xác định mô men danh định động (công suất 30 mã lực) quy đổi trục tay quay 2224 Nm Như mơ men qn tính bánh đà quy trục tay quay phải lớn 20 kg*m2 Với tỷ số truyền từ bánh đà tới trục tay quay 5,9 nên bánh đà phải có mơ men qn tính là: kg*m2 54 Kiến nghị Đề tài giải phần vấn đề động lựu học cho máy ép rơm kiện vuông Đề tài nghiên cứu động lực học trình nén – ép rơm máy ép rơm kiện vuông Tuy nhiên, vấn đề gây áp suất cho rơm chưa nghiên cứu tối ưu hóa chi tiết, tính tốn thiết kế để đảm bảo độ bền Kiểu dáng mẫu mã Đề tài kiến nghị cho tiếp tục nghiên cứu vấn đề để máy hoàn thiện 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO Phùng Quốc Quảng, Nguyễn Xuân Trạch, 2004, Thức ăn ni dưỡng bị sữa, NXB Nơng nghiệp Hà Nội Trần Đức Dũng, 2005 “ Nghiên cứu thiết kế, chế tạo số loại máy để giới hóa thu hoạch số trồng chính, phù hợp với điều kiện sản xuất” Báo cáo tổng kết KH&KT đề tài cấp nhà nước KC - 07- 15 Vũ Quốc Bảo, 1997 “ Nghiên cứu sản xuất xenluloza”, Báo cáo tổng kết đề tài KH&CN, Bộ Công Nghiệp 4.Bùi Văn Chính Và Lê Viết Ly, Nghiên cứu sử dụng số phụ phẩm nông nghiệp làm thức ăn cho gia súc Việt Nam Hội nghị báo cáo khoa học tồn quoocsveef phát triển chăn ni Gia súc năm 2000, tổ chức Hội chăn nuôi Việt Nam Hà Nội Nguyễn Trọng Tiến, Nguyễn Xuân Trạch, 2001 Giáo trình chăn ni trâu bị NXBNN Hà Nội Đào Sỹ Sành, “ Nghiên cứu sử dụng hợp lý hiệu nguồn nguyên Liệu xơ sợi thực vật Việt Nam cho sản xuất bột giấy”, Báo cáo tổng kết đề tài KH&CN, Bộ Công nghiệp Nguyễn Chí Thành,(1988) Giáo trình phương pháp thí nghiệm đồng ruộng nhà xuất Nông nghiệp – Hà Nội Phạm Kim Cương, Vũ Chí Cương,(2001) Tỷ lệ rơm / thóc, tỷ lệ phân giải chất khô insacco in vitro gas production rơm số giống lúa không xử lý xử lý 4% uể Báo cáo khoa học Viện chăn nuôi – 2001 Nguyên Đức Long, 2004 Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy đóng kiện rơm, cỏ khô suất – 10 kiện/h Báo cáo khoa học đề tài, Viện Cơ điện nông nghiệp công nghệ sau thu hoạch 10 Nguyễn Đức Long, 2006 Nghiên thiết kế chế tạo máy trộn thức ăn tổng hợp TMR suất 100kg/ mẻ Báo cáo khoa học đề tài, Viện Cơ điện nông nghiệp công nghệ sau thu hoạch 11 TS Đậu Thế Nhu, 2011 Nghiên cứu công nghệ thiết bị thu gom, bảo quản chế biến rơm rạ sử dụng có hiệu Báo cáo khoa học Viện Cơ điện Công nghệ sau thu hoạch, đề tài cấp nhà nước mã số: KC.07.10/06-10 56 12 PGS.TS Nguyến Xuân Trạch: Chế biến phụ phẩm nông nghiệp làm thức ăn chăn nuôi trâu bị Báo cáo Trường đại học Nơng nghiệp Hà Nội 13 PGS TS Nguyễn Xuân Trạch: Sử dụng phụ phẩm nuôi gia súc nhai lại( Nhà xuất nông nghiệp, 2003) 14 Lê Minh Hoành, (2000), Chế biến thức ăn gia súc, gia cầm.NXB Văn hóa dân tộc 15 Trần Lý Tưởng, (2007) Nghien cứu tải trọng động lực học tác dụng lên tay thủy lực lắp máy kéo bánh bốc dỡ gỗ, Luận văn tốt nghiệp cao học ĐHLN TÀI LIỆU TIẾNG NƯỚC NGOÀI 16 doyle P.T., C Devendra, and GR Pearce, 1086 Rice Straw As Feed For Ruminats,IDP Canberra 17 Shyamal Das, Lamb and Beef Industry Development Officer,DPI Swan Hill, 2003 Rice straw as a feed for ruminants AG1197, ISSN 13298062 18 Sundstusl F, 1988 Straw and other fibrous by – products Livesock Production Scince Volume 19: 137- 158 19 Cavalchini, 1999, Forage crop CIG Hand book of Agricultural Engineering volume IV copyright by the American society of Agricultural Engineering 20 Badger P.C, 1999 solid fuels CIG Hand book of Agricultural Engineering volume V copyright by the American society of Agricultural Engineering 21 DevendraC 1997 Crop Residues for Feeding Animals in Asia: Technology Development and adoption in Crop/Livestock Systems In Renard C (ed.) 1997 Crop Residues in Sustainable Mixed Crop/Livestock Farming Systems CAB International ICRISAT-ILRI Pp: 241-267 22 Euna J.S., Beauchemin K.A., Hong S.H., Bauer M.W., 2006 Exogenous enzymes added to untreated or ammoniated rice straw: Effects on in vitro fermentation characteristics and degradability Animal Feed Science and Technology 131) 86–101 ... hình động lực học q trình cấp ép rơm máy thu gom rơm đóng kiện vuông - Kết nghiên cứu đề tài sở cho việc thiết kế hoàn thiện máy sau 2.2 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài Máy ép rơm. .. hướng tới máy thu gom rơm kiện vuông trở thành sản phẩm cơng nghiệp cạnh tranh thị trường nước quốc tế Kết khảo nghiệm máy cho thấy ? ?Nghiên cứu động lực học trình ép rơm máy ép rơm kiện vuông? ?? cần... NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP  - NGUYỄN ĐÌNH VIỆN NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC QUÁ TRÌNH ÉP RƠM CỦA MÁY ÉP RƠM KIỆN VUÔNG Chuyên ngành: Kỹ thuật máy thiết bị giới hóa nơng