Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu tính toán, thiết kế hoàn thiện máy bón phân viên nén lấp sâu tương thích với máy sạ hàng

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn nhằm thiết kế hoàn thiện máy bón phân viên nén lấp sâu để nâng cao độ tin cậy làm việc và giá thành của máy, làm việc tương thích với máy sạ hàng lúa. Mời các bạn cùng tham khảo!

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - PHẠM NGỌC TUẤN NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỒN THIỆN MÁY BĨN PHÂN VIÊN NÉN LẤP SÂU TƯƠNG THÍCH VỚI MÁY SẠ HÀNG LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Hà Nội, 2011 i LỜI NÓI ĐẦU Việt nam bước đường đẩy mạnh cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Phấn đấu đưa nước ta trở thành nước cơng nghiệp hóa theo hướng đại vào năm 2020 Sau nhiều năm đổi đất nước ta khơng ngừng phát triển khỏi tình trạng đói nghèo Các mặt hàng cơng nghiệp nước nhà đứng vững thị trường Các mặt hàng ngày đa dạng phong phú với công nghệ gia công khác Với nhiệm vụ luận văn tốt nghiệp“Nghiên cứu tính tốn, thiết kế hồn thiện máy bón phân viên nén lấp sâu tương thích với máy sạ hàng” Trong q trình tính tốn, thiết kế, em khơng tránh khỏi sai sót kiến thức hạn chế, em mong nhận giúp đỡ bảo thầy hội đồ ng Qua chúng em xin chân thành gửi lời cám ơn tới Nhà trường thầy giúp đỡ chúng em trình làm tốt nghiệp Cuối em xin kính chúc thầy gia đình ln ln mạnh khỏe, hạnh phúc Học viên Phạm Ngọc Tuấn ii MỤC LỤC Lời nói đầu i Mục lục ii Danh mục hình iv Mở đầu Chương 1: Tổng quan kỹ thuật trạng giới hố bón phân viên nén lấp sâu 1.1.Trên giới 1.2.Trong nước 11 Chương 2: Mục tiêu, đối tượng, nội dung phương pháp nghiên cứu 17 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 17 2.2 Đối tượng nghiên cứu .17 2.3 Nội dung nghiên cứu 17 2.4 Phương pháp nghiên cứu 17 Chương 3: Tính tốn thiết kế hồn thiện máy bón phân viên nén lấp sâu tương thích với máy sạ hàng lúa 23 3.1 Yêu cầu kỹ thuật khâu bón phân viên nén kết hợp sạ hàng 23 3.2 Thử nghiệm máy xác định nội dung hoàn thiện 24 3.3 Thiết kế hoàn thiện phận làm việc máy bón phân .26 3.3.1 Một số thông số viên phân ruộng lúa 26 3.3.2 Thiết kế hoàn thiện phận cung cấp (trống bón) máy bón phân 27 3.3.2.1 Chọn lựa nguyên lý làm việc 27 3.3.2.2 Chọn lựa vật liệu chế tạo 32 3.3.2.3 Xác định số thông số phận cung cấp 32 3.3.3 Bộ phận rạch vùi lấp viên phân 42 3.3.3.1 Lưỡi rạch thẳng 43 3.3.3.2 Bánh đè viên phân 44 3.3.3.3 Bộ phận vùi lấp viên phân kiểu dìm miết 45 3.3.3.4 Bộ phận vùi lấp kiểu lưỡi rạch nghiêng 46 3.3.4 Các phận khác 48 iii 3.3.5 Thiết kế kết cấu máy bón phân viên cho lúa 48 3.3.5.1 Kết cấu nhánh bón 48 3.3.5.2 Thiết kế máy bón phân 49 3.4 Thiết kế liên hợp máy .49 3.4.1 Giới thiệu máy sạ hàng lúa 49 3.4.2 Máy bón phân viên nén lấp sâu 51 3.4.3 Tổ chức sử dụng hai máy độc lập 51 3.4.4 Thiết kế máy liên hợp hai chức .52 3.4.4.1 Phương án 1: Phần sạ có bánh xe, phần bón ghép vào phần sạ (hình 3.29) 53 3.4.4.2 Phương án 2: Phần bón có bánh xe, phần sạ ghép vào phần bón54 3.4.4.3 Phương án 3: Ghép trống bón trống sạ trục 55 Chương 4: Phương pháp thử nghiệm máy 58 4.1 Thử nghiệm máy 58 4.2 Kết thử nghiệm 59 4.2.1 Thử nghiệm cứng (độ trượt  = 0): 60 4.2.2 Thử nghiệm máy xác định nội dung hoàn thiện 62 Kết luận kiến nghị 65 Kết luận .65 Kiến nghị .65 Tài liệu tham khảo Phụ lục iv DANH MỤC CÁC HÌNH TT Tên Hình Trang Hình 1.1 Máy ép viên kiểu trống quay viên phân hinh bàng 06 Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý làm việc máy ép viên kiểu bánh ép 07 Hình 1.3 Viên phân dạng “quả bàng” máy ép tạo 07 Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý máy bón phân kiểu píttơng 08 Hình 1-5 Máy bón phân viên nén có phận cung cấp kiểu đĩa 09 Hình 1.6.Bản đồ địa phương áp dụng phân viên nén lấp sâu (2007 12 Hình 1.7 Một sơ máy cơng cụ bón phân viên nén lấp sâu 13 Hình 1.8 Mẫu máy bón phân viên nén lấp sâu kiểu trống quay 14 Hình 1.9.Máy ép viên phân hệ 15 10 Hình 1.10 Máy bón phân viên nén máy sạ hàng liên hợp làm việc đồng ruộng 16 11 Hình 2.1 Hình dạng viên phân nén 18 12 Hình 2.2 Xác định kích thước viên phân 18 13 Hình 2.3 Sơ đồ xác định góc đổ tự nhiên khối viên phân 19 14 Hình 2.4 Sơ đồ xác định góc ma sát viên phân với vật liệu 20 15 Hình 3.1 Sơ đồ bón phân viên nén cho ruộng sạ hàng 23 16 Hình 3.2 Máy bón phân viên nén lấp sâu hàng 24 17 Hình 3.3 Cấu tạo phận cấp liệu 25 18 Hình 3.3 Hình dáng kích thước viên phân ép hệ 26 19 Hình 3.4 Bộ phận gieo chân khơng 28 20 Hình 3.5.Bộ phận gieo hạt kiểu đĩa máy gieo 28 21 Hình 3.6 Bộ phận gieo kiểu thìa múc (a) kiểu hốc chứa (b) 29 22 Hình 3.7 Cấu tạo phận cấp liệu kiểu trống quay 30 23 Hình 3.8 Bộ phận cung cấp viên phân (trạng thái làm việc) 31 24 Hình 3.9 Các kích thước trống cung cấp 33 25 Hình 3.10 Kiểm tra thể tích trống phẩn mềm inventor 35 v 26 Hình 3.11 Các phương án thử nghiệm số lượng cách bố trí gân dẫn hướng 37 27 Hình 3.12 Sơ đồ xác định vị trí cửa phân 38 28 Hình 3.13 Cơ sở chọn kích thước hốc chứa phân 41 29 Hình 3.14 Tấm che mềm vị trí đặt trống bón 41 30 Hình 3.15 Thử nghiệm phận cung cấp 42 31 Hình 3.16 Cụm lưỡi rạch thẳng 43 32 Hình 3.17 Cụm bánh đè 44 33 Hình: 3.18: Bộ phận vùi lấp viên phân kiểu dìm miết 45 34 Hình 3.19 Lưỡi rạch nghiêng 47 35 Hình 3.20 Cấu tạo nhánh bón phương án lắp ghép máy 48 36 Hình 3.21 Máy bón phân viên nén lấp sâu nhánh bón 49 37 Hình 3.22 Máy sạ hàng trống 50 38 Hình 3.23 Các kích thước máy sạ hàng trống 50 39 Hình 3.24 Các kích thước máy bón phân viên nén lấp sâu hàng 51 40 Hình 3.25 Bố trí kết hợp hai máy độc lập 52 41 Hình 3.26 Máy liên hợp phương án 53 42 Hình 3.27 Máy liên hợp phương án 54 43 Hình 3.28 Sơ đồ ghép đồng trục phận bón sạ hàng 55 44 Hình 3.29 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc máy liên hợp phương án 56 45 Hình 4-1: Tổng thể máy bón phân viên nén cho lúa sạ hàng 58 46 Hình -2 Bộ phận cung cấp viên phân kiểu trống quay 60 47 Hình 4-3: Máy chuẩn bị thử nghiệm cứng 60 48 Hình 4-4 Cấu tạo phận cấp liệu 63 MỞ ĐẦU Để trồng sinh trưởng phát triển tốt, cho suất cao, trình canh tác cần phải bón phân Đối với hầu hết loại trồng, phương pháp bón phân truyền thống bón vãi toàn bề mặt chia làm nhiều giai đoạn tương ứng với giai đoạn sinh trưởng phát triển trồng Với lúa giai đoạn thường bón lót, bón thúc, bón đón địng, bón ni hạt Tuy lần bón phương pháp bón phân truyền thống thích hợp với chu kỳ sinh trưởng, phát triển lúa đem lại hiệu kinh tế định lại chứa đựng khuyết điểm lớn Trong bốn lần bón cho lúa phương pháp bón truyền thống bón theo kiểu tung rải mặt ruộng canh tác nên chất dinh dưỡng tồn nước tưới phần hấp thụ vào lớp đất mặt ruộng Qua kết nghiên cứu biện pháp sử dụng phân bón cách bón phân truyền thống hiệu suất sử dụng phân thấp việc phân (chủ yếu đạm) qua đường: 1- Do bốc tự dạng NH3 2- Do rửa trơi theo dịng nước 3- Do rửa trơi theo chiều sâu, dạng nitơrat (NO3) 4- Bay dạng N2 tượng phản nitơrat hoá 5- Do tranh chấp dinh dưỡng cỏ dại mọc lớp đất mặt 6- Không hấp phụ keo đất Ngồi hiệu suất sử dụng thấp, phương pháp bón vãi truyền thống cịn gây tác hại đến mơi trường Trên giới, phương pháp bón phân lấp sâu đất nghiên cứu áp dụng từ năm 1930 Trong năm 70 kỷ XX, Việt Nam áp dụng phương pháp để bón cho lúa chưa áp dụng phổ biến tốn nhiều lao động thủ cơng, hiệu khơng cao (Nguyễn Tất Cảnh, 2006) Theo phương pháp viên phân gồm đạm, lân, kali chất phụ gia ép chặt lại thành viên vùi sâu đất độ sâu tọa độ thích hợp Các chất dinh dưỡng viên phân tan dần đất, đảm bảo cung cấp đủ dinh dưỡng cho suốt trình sinh trưởng phát triển từ gieo cấy đến thu hoạch Bón phân lấp sâu theo điểm dạng viên phương pháp bón phân mang lại hiệu sử dụng phân bón cao Những ưu điểm bón phân viên nén lấp sâu so với bón vãi truyền thống thể qua mặt sau: 1- Tiết kiệm phân đạm so với cách bón vãi thơng thường 2- Chỉ bón lần cho vụ, đơn giản, dễ làm, tốn cơng lao động 3- Bón phân viên nén lấp sâu không phụ thuộc vào thời tiết, đảm bảo cho việc bón lúc 4- Bón phân viên nén lấp sâu cho phép cân đối lượng định với tỷ lệ định chất, phù hợp với nhu cầu sinh trưởng loại 5- Giảm sâu bệnh cỏ dại, hạn chế phun thuốc bảo vệ thực vật, tiết kiệm chi phí, an tồn cho người lao động, giảm tác hại đến mơi trường sống 6- Tăng suất trồng so với bón phân vãi 7- Hạ giá thành nơng sản phẩm 8- Tăng thu nhập, cải thiện đời sống, điều kiện làm việc góp phần bước đổi mặt nơng thơn Phương pháp bón phân viên nén lấp sâu nhiều tổ chức quốc tế đề nghị áp dụng diện rộng, nông dân nước Nam Đông Nam châu Á chấp nhận Tuy nhiên mức độ phổ biến chưa rộng chủ yếu chưa có máy bón phân nén lấp sâu, việc bón phân phải làm tay, nặng nhọc gây căng thẳng nhân lực việc bón phải thực từ đầu vụ Các kết nghiên cứu cho thấy, mặt thời điểm bón, việc bón phân viên nén lấp sâu thực trước, sau cấy (hoặc sạ) không tuần lễ Tuy nhiên, theo kết nghiên cứu, thuận lợi kết hợp bón phân sạ (cấy) theo khóm theo hàng đồng thời sau làm đất đến ngày Khi này, viên phân vùi lấp tốt đưa xuống mặt ruộng theo tọa độ độ sâu, cách khóm lúa lúa hàng Trong canh tác lúa nước, tập quán điều kiện khí hậu thời tiết vùng phương pháp cấy lúa áp dụng phổ biến miền Bắc, sạ (gieo) lúa áp dụng phổ biến tỉnh phía Nam Việc sạ lúa thực hình thức sạ lan (gieo tồn bề mặt) sạ hàng (gieo theo hàng) sạ theo khóm Hiện phương pháp sạ hàng áp dụng phổ biến có nhiều ưu điểm so với sạ lan có cơng cụ (máy sạ hàng) phù hợp Những năm gần việc sạ hàng áp dụng phổ biến tỉnh phía Nam phía Bắc Như tương lai gần việc gieo (sạ) lúa theo hàng phương thức chủ yếu trồng cấy lúa nước ta Từ phân tích trên, thấy việc nghiên cứu thiết kế máy bón phân viên nén lấp sâu đáp ứng yêu cầu nơng học đồng thời liên hợp tương thích với máy sạ hàng cần thiết, mở đường cho tiến kỹ thuật bón phân viên nén lấp sâu ứng dụng rộng rãi sản xuất Để giải nhiệm vụ giới hóa khâu ép viên bón phân viên nén, giới nước sử dụng phổ biến máy ép viên kiểu bánh ép có nhiều loại máy bón phân viên nén lấp sâu nghiên cứu thiết kế, chế tạo Tuy nhiên máy bón phân viên tồn nhiều nhược điểm nên chưa ứng dụng rộng rãi sản xuất Nhược điểm lớn máy độ tin cậy làm việc chưa cao thường có tượng kẹt tắc phận làm việc mà chủ yêu phận cung cấp máy Một hướng nghiên cứu có tính khả thi cao, Viện Phát triển Công nghệ Cơ Điện, trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đề xuất, nghiên cứu thiết kế lại máy ép viên để tạo viên phân có hình dạng hợp lý, thuận tiện cho làm việc máy bón phân thiết kế máy bón phân khai thác triệt để lợi viên phân Hệ thống máy ép viên hệ máy bón phân viên nén Viện chế tạo đáp ứng yêu cầu đặt ra, cho thấy giải pháp chọn có tính khả thi cao (Đỗ Hữu Quyết, 2008) Tuy nhiên mẫu máy chưa nghiên cứu thiết kế hồn thiện nên cịn nhược điểm định Đáp ứng yêu cầu này, với mục đích thiết kế lại để máy có kết cấu hợp lý hơn, gọn nhẹ giá thành rẻ hơn, thương mại hóa được, chúng tơi tiến hành thực đề tài: “Nghiên cứu tính tốn, thiết kế hồn thiện máy bón phân viên nén lấp sâu tương thích với máy sạ hàng” ... tượng nghiên cứu .17 2.3 Nội dung nghiên cứu 17 2.4 Phương pháp nghiên cứu 17 Chương 3: Tính tốn thiết kế hồn thiện máy bón phân viên nén lấp sâu tương thích với máy sạ. .. phương áp dụng phân viên nén lấp sâu (2007 12 Hình 1.7 Một sơ máy cơng cụ bón phân viên nén lấp sâu 13 Hình 1.8 Mẫu máy bón phân viên nén lấp sâu kiểu trống quay 14 Hình 1.9 .Máy ép viên phân hệ 15... hóa khâu ép viên bón phân viên nén, giới nước sử dụng phổ biến máy ép viên kiểu bánh ép có nhiều loại máy bón phân viên nén lấp sâu nghiên cứu thiết kế, chế tạo Tuy nhiên máy bón phân viên tồn nhiều