Nghiên cứu phát triển thiết kế chế tạo máy cắt và băm cỏ voi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY CẮT VÀ BĂM CỎ VOI GVHD: ThS ĐẶNG MINH PHỤNG SVTH: HUỲNH NGỌC TIỂN MSSV: 11943052 SVTH: NGUYỄN THANH HÙNG MSSV: 11143009 SVTH: LÊ HOÀI HẬN MSSV: 11143018 SVTH: NGUYỄN THANH PHƯỚC MSSV: 11143007 SKL004194 Tp Hồ Chí Minh, tháng 1/2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH  KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY CẮT VÀ BĂM CỎ VOI Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: Lớp: Khố: Tp Hồ Chí Minh, tháng 1/2016 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MƠN CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Họ tên sinh viên: Họ tên sinh viên: Họ tên sinh viên: Lớp: Ngành đào tạo: Tên đề tài: Nghiên cứu phát triển thiết kế chế tạo máy cắt băm cỏ voi 2.Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Lắp máy cắt cỏ vào bên hông máy cáy - Sử dụng động từ trục PTO máy cày - Trục trích cơng suất (PTO): 30Hp (22,38kW) /2700RPM - Kích thước máy cày Shibaura SD3000A Yêu cầu sản phẩm chiều dài đoạn cỏ băm từ 3-5 cm, suất đạt 10 tấn/giờ 3.Nội dung đồ án: - Phát triển thiết kế chế tạo cấu cắt, băm thổi cỏ - Thiết kế chế tạo hệ thống truyền động từ cấu băm đến cấu cắt cỏ Thiết kế, mô hoạt động máy phần mềm Autodesk Invnetor 2014 Tính tốn thiết kế phận kết nối dẫn động từ máy cày sang máy cắt băm cỏ - Thực nghiệm máy Ngày giao đồ án: Ngày nộp đồ án: TRƯỞNG BỘ MÔN (Ký, ghi rõ họ tên)  Được phép bảo vệ ………………………………………… (GVHD ký, ghi rõ họ tên) LỜI CAM KẾT Tên đề tài: Nghiên cứu phát triển thiết kế chế tạo máy cắt băm cỏ voi GVHD: Họ tênsinh viên: Họ tên sinh viên: Họ tên sinh viên: Họ tên sinh viên: Địa sinh viên: Số điện thoại liên lạc: 0906499569 (Tiển); 0938567149 (Hùng); 01654246168 (Phước) ; 01694452169 (Hận) Email: ngoctien903ckm@gmail.com Thanhphuocbds@gmail.com Hoaihanleckm11943007@gmail.com jamesnguyen0404@gmail.com Lời cam kết: “Chúng xin cam đoan đồ án tốt nghiệp cơng trình nhóm chúng tơi nghiên cứu thực Nhóm chúng tơi khơng chép từ viết cơng bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc Nếu có vi phạm nào, nhóm chúng tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm” Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016 Ký tên NGUYỄN THANH PHƯỚC-NGUYỄN THANH HÙNG-HUỲNH NGỌC TIỂN- LÊ HOÀI HẬN LỜI CẢM ƠN Trong trình làm đồ án tốt nghiệp, chúng em gặp nhiều khó khăn kinh nghiệm cịn nhiều hạn chế, trang thiết bị phục vụ thực nghiệm chưa đầy đủ Thế nhưng, chúng em ln có hỗ trợ nhiệt tình từ q thầy khoa Cơ Khí Máy, giúp đỡ chân thành bạn bè người thân Chính điều tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành đồ án Nay chúng em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc tới: Giảng viên ThS Đặng Minh Phụng tận tình bảo, hướng dẫn, động viên cho chúng em suốt trình làm đồ án Với kinh nghiệm thiết thực mình, thầy giúp chúng em nhận hạn chế, khắc phục sai sót, tư vấn, định hướng chúng em trình thiết kế lẫn chế tạo Anh Tám, anh Long, anh Cảnh, anh Thảo, anh Hiền Bộ phận kỹ thuật Công ty TNHH TM CAO THÁI giúp đỡ, tư vấn cho nhóm chúng em q trình gia công, thực đề tài Anh Dũng – Chủ sở sản xuất Cơ Khí CAO THÁI hỗ trợ phần kinh phí địa điểm để chúng em chế tạo thành cơng thực nghiệm máy cắt băm cỏ voi phục vụ trang trại ni bị Tất q thầy khoa Cơ khí Chế Tạo Máy khuyến khích, tạo điều kiện, hỗ trợ kiến thức, kinh nghiệm cho chúng em thực đồ án Gia đình tồn anh chị em, bạn bè giúp đỡ từ vật chất đến tinh thần cho chúng em Sinh viên thực NGUYỄN THANH PHƯỚC-NGUYỄN THANH HÙNG-HUỲNH NGỌC TIỂN- LÊ HỒI HẬN TĨM TẮT ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, TÍNH TỐN VÀ CHẾ TẠO MÁY CẮT VÀ BĂM CỎ VOI Đất nước ta giai đoạn cơng nghiệp hóa đại hóa, nơng nghiệp chăn ni đóng vai trị quan trọng Trong năm qua, ngành chăn nuôi gia súc nước ta, mà chủ yếu heo, bò đạt thành tựu to lớn Tuy nhiên dịch chuyển cấu kinh tế, lực lượng lao động tham gia vào ngành phi nông nghiệp ngày tăng, việc khí hóa q trình sản xuất nơng nghiệp chăn ni có khâu sản xuất thức ăn phục vụ chăn ni dần trở thành nhu cầu thiết Từ yêu cầu nhóm nghiêng cứu định thực đề tài “Nghiên cứu, thiết kế, tính tốn chế tạo Máy Cắt Băm cỏ voi” Báo cáo kết qua sau thời gian tìm hiểu thực hiện, nội dung gồm phần chính: Tìm hiểu thực chăn nuôi nông thôn Vũng Tàu yêu cầu giới hóa khâu cắt cỏ băm cỏ Lựa chọn phương án thiết kế Thiết kế kỹ thuật Máy cắt cỏ băm cỏ Hướng dẫn lắp ráp sử dụng Sơ hạch toán giá thành Một số vẽ kèm theo Trong trình thực hiện, nhóm nghiên cứu tìm hiểu nguyên lý cắt băm Vận dụng kiến thức liên quan để chế tạo máy nhằm đánh giá kết thực tế Kết là, đề tài thiết kế chế tạo thành công máy cắt băm cỏ voi Tuy nhiên đề tài số hạn chế vấn đề tối ưu hóa vật liệu, giảm giá thành, độ xác gia cơng máy Trong tương lai, nhóm nghiên cứu cố gắng cải tiến thiết kế vật liệu chế tạo để đảm bảo hài hòa yếu tố kinh tế kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh, tháng 01-2016 NGUYỄN THANH PHƯỚC-NGUYỄN THANH HÙNG-HUỲNH NGỌC TIỂN- LÊ HOÀI HẬN MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT ĐỒ ÁN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 1.Tính cấp thiết đề tài: 2.Ý nghĩa khoa học thực tiễn đ 3.Phương pháp nghiên cứu 4.Kết cấu đồ án tốt nghiệp 5.Giới thiệu sơ lược: 6.Tình hình chăn ni trâu bị nước Tình hình chăn ni trâu bị th 7.Đặc tính máy cắt băm bắp, c 8.Kết cấu máy cắt, băm thổi c 9.Các nghiên cứu liên quan tới đề tài CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.Yêu cầu kỹ thuật máy thái thức 2.Nguyên lý làm việc cấu tạo: Lý thuyết cắt thái 26 Những yếu tố ảnh hưởng đến trình cắt thái lưỡi dao .29 Quan hệ dao thái kê 33 Độ bền chất lượng vật thái 36 Khả thổi trường vận tốc xoáy hộp dao băm .36 Tính tốn truyền cấu 40 Tính tốn sử dụng : 44 10 Phần mềm hỗ trợ thuyết kế Autodesk Inventor 2014: 46 CHƯƠNG : NHỮNG VẤN ĐỀ TỒN TẠI TRONG ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU TRƯỚC-QUÁ TRÌNH THỰC NGHIỆM-PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ MỚI 49 Những vấn đề tồn đề tài nghiên cứu trước 52 2.1 Về kết cấu máy 52 2.2 Về Nguyên lí hoạt động máy 54 Quá trình thực nghiệm 55 3.1 Thực nghiệm dãy tốc độ dao băm 55 3.2 Thực nghiệm khả cỏ cụm rulo cỏ 56 Lựa chọn phương án thiết kế máy 58 Phương án dao cắt cỏ: 61 5.1 Phương án 1: Cắt dao dạng đĩa lớn quay tròn 5.2 Phương án 2:Cắt cấu ghép nhiều dao tịnh tiến qua lại 61 62 Phương án dao băm cỏ: 63 6.1 Phương án 1: Băm lưỡi dao dạng trống Làm việc theo nguyên lí bào gỗ 63 6.2 Phương án 2: Băm lưỡi dao to dạng đĩa 64 Quá trình thiết kế - tính tốn – giải pháp cải tiến 64 7.1 Q trình tính tốn thơng số 64 7.2 Giải pháp cải tiến kết cấu máy 66 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ TÍNH TỐN MÁY CẮT VÀ BĂM CỎ 78 Nguyên lý máy cắt băm cỏ 78 Công suất trục: 79 Tỷ số truyền nhánh: 79 2 Tốc độ quay trục 80 Mômen xoắn trục : 80 Đường kính trục: 80 Tính tốn truyền đai trục dao băm : 82 Chọn loại đai 82 Xác định thông số truyền đai trục dao cắt: 82 Tính tốn truyền bánh 85 4.1 Bộ truyền bánh nón 85 4.2 Bộ truyền bánh trụ thẳng 89 Tính tốn truyền xích 96 5.1 Tính tốn truyền xích từ trục sang trục 2: 96 5.2 Tính tốn truyền xíchụ ctr truyền qua trục 5.(tương tự truyền xích từ trục sang trục 7) 101 5.3 Tính tốn truyền xíchụ ctr truyền qua trục 6.(tương tự truyền xích từ trục sang trục 8) 106 Thiết kế tính toán trục 111 6.1 Trục 6.2 Trục 6.3 Trục 6.6 Trục 6,8 111 115 119 131 6.7 Trục 135 Tính tốn ổ lăn trục 139 7.1 Trục 139 7.2 Trục 7.3 Trục 7.4.Trục 7.6 Trục 7.7 Trục 140 141 142 144 145 CHƯƠNG 5: CHẾ TẠO VÀ KIỂM NGHIỆM MÁY 152 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 153 BẢNG PHỤ LỤC 158 TÀI LIỆU THAM KHẢO 160 Chương 5: Chê tạo kiểm nghiêm máy Hình 5.4 Cắt tơn làm đáy thùng Hình 5.5 Tiện trục rulo 156 Chương 5: Chê tạo kiểm nghiêm máy Hình 5.6 Chia lỗ mặt bích Hình 5.7 Phay lỗ mặt hộp giảm tốc 157 Chương 5: Chê tạo kiểm nghiêm máy Hình 5.8 Hàn ống phung cỏ Hình 5.9 Hàn thùng cắt cỏ 158 Chương 5: Chê tạo kiểm nghiêm máy Hình 5.10 Lấy dấu mâm dao Hình 5.11 Khoan lỗ mâm dao 159 Chương 5: Chê tạo kiểm nghiêm máy Hình 5.12 Hàn ụ đỡ mâm Hình 5.13 Cụm dao băm cỏ 160 Chương 5: Chê tạo kiểm nghiêm máy Hình 5.14 Lắp bánh HGT Hình 5.15 Hàn ống thổi cỏ 161 Kết luận – kiến nghị KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN: Qua thời gian thực đề tài tốt nghiệp, nhóm nghiên cứu đạt kết sau:  Thực nghiệm, khảo sát máy cũ đề tài nghiên cứu trước, từ phát vấn đề khơng hợp lí điểm cốt yếu nguyên lí máy cắt băm cỏ voi Xác định dãy tốc độ phù hợp cho cấu cắt băm cỏ  Kết hợp kết trình thực nghiệm tảng lí thuyết nguyên lí cắt, băm thổi cỏ số đề tài nghiên cứu nước phát triển, kết hợp, sáng chế nguyên lí cho máy liên hợp cắt băm cỏ Khắc phục nhược điểm đề tài nghiên cứu trước đưa máy vào chạy thực tế  Thiết kế kết cấu, cụm chi tiết mô hoạt động máy phần mềm Autodesk Inventor 2014  Hoàn thành thuyết minh thiết kế, tính tốn kiểm nghiệm bền kết cấu khung máy, chi tiết máy quan trọng  Thiết kế, chế tạo thành công hộp giảm tốc đặc thù dành cho máy  Gia cơng lắp ráp hồn thiện máy cắt băm cỏ voi  Thực nghiệm máy cắt băm cỏ voi KIẾN NGHỊ Qua trình thực nhóm nghiên cứu có số kiến nghị sau: - Nếu có điều kiện nhà trường nên hỗ trợ máy móc, trang thiết bị tạo điều kiện để sinh viên làm đồ án tốt nghiệp - Nước ta nước mạnh nơng nghiệp, phát triển khí nơng nghiệp điều hồn tồn cần thiết Tuy nhiên hầu hết máy nông nghiệp đại nhập từ nước Bởi nguồn lí thuyết nghiên cứu nước ít, tài liệu nước ngồi hạn chế tính độc quyền.Vì nên bổ sung nguồn tài liệu chun mơn sinh viên có điều kiện tham khảo Đây bước đầu tìm hiểu, nghiên cứu, chế tạo, thiếu nhiều kinh nghiệm thực tế, kinh phí hạn chế nên đề tài cịn nhiều sai sót Tuy nhiên 162 Kết luận – kiến nghị tương lai có thêm nguồn kinh phí tài trợ máy móc đầy đủ nhóm cố gắng phát triển máy tốt nữa, giảm giá thành xuống để máy sử dụng rộng rãi nông trường cỏ Việt Nam, hạn chế việc nhập máy từ nước 163 BẢNG PHỤ LỤC + Bảng phụ lục P2.12 [3] 164 + Bảng phụ lục thành phần hoá học lý tính [12] Mác thép 20Cr 40Cr 20CrMo 35CrMo 42CrMo Mác thép 20Cr 40Cr 20CrMo 35CrMo 42CrMo + Bảng phụ lục khối lượng riêng độ ẩm thành phần có rác từ khu dân cư, rác vườn, khu thương mại, rác công nghiệp nông nghiệp.[13] Loại chất thải Rác khu dân cư (không nén) Thực phẩm Giấy Carton Nhựa Vải Cao su Da Rác vườn Gỗ Độ bề Thủy tinh Lon thiếc Nhôm Các kim loại khác Bụi, tro, Tro Rác Lá (xốp khô) Cỏ tươi (xốp ướt) Cỏ tươi (ướt nén) Rác vườn (vụn) Rác vườn (compost) Xe ép rác Tại bãi rác - Nén bình thường - Nén tốt Rác thực phẩm (ướt) Thiết bị gia dụng Thùng gỗ Phần rẻo Rác cháy Rác không cháy Rác hỗn hợp Rác khu phá dỡ (không cháy) Rác khu phá dỡ (cháy được) Rác xây dựng (cháy được) Bêtơng vỡ Bùn hóa chất (ướt) Tro Vụn da Vụn kim loại nặng Vụn kim loại nhẹ 166 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Tắc Ánh, Giáo Trình Cơng Nghệ Kim Loại, Đh Sư Phạm Kỹ Thuật 2004 [2] Trần Văn Địch, Nguyễn trọng Bình, Nguyễn Thế Đạt, Nguyễn Viết Tiếp, Trần Xuân Việt, Công Nghệ Chế Tạo Máy, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội 2008 [3] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí (Tập 1, 2), NXB Giáo dục, Hà Nội 2006 [4] Trần Quốc Hùng, Dung Sai Kỹ Thuật Đo, Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM, 2012 [5] Đoàn Văn Điện,Nguyễn Bảng, Lý Thuyết Tính Tốn Máy Nơng Nghiệp,Đại Học Nơng Lâm TPHCM 1987 [6] Trịnh Chất, Cơ sở thiết kế máy & Chi tiết máy, NXB Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội [7]Trần Minh Vượng, Nguyễn Thị Minh Thuận, Máy phục vụ chăn nuôi, NXb Giáo Dục, 1999 [8] Vũ Bá Minh, Hoàng Minh Nam, Cơ học vật liệu rời, NXB Khoa Học Kỹ Thuật Nguồn Khác [9] ISO 6020-hydrauliccylinder [10] Coefficient of Friction http://www.roymech.co.uk/Useful_Tables/Tribology/co_of_frict.htm#coef [11] Nguyễn Hoàng Đại- Luận văn Thạc Sĩ kỹ thuật - Khảo nghiệm máy băm thái rơm rạ, Hà Nội, 2007 [12] http://www.thaihoangsteel.com - Thành phần hóa học lý tính số mác thép thông dụng [13] TS Trần Thị Mỹ Diệu - Quản lí chất thải rắn thị,1993 [14] Tl Design And Evaluation Of Performance Of A Crop Processor For A FullType Forage Harvester – Dr Martin Roberge- Department of Agricultural and Biosystems Engineering, Macdonald Campus of McGill University; Montreal, Quebec, Canada 167 ... Căn vào nhu cầu thiết thực đó, nhóm nghiên cứu định thực đề tài: ? ?Nghiên cứu phát triển chế tạo máy cắt băm cỏ voi. ” Dựa sở phát triển nâng cấp máy cắt bắp cỏ voi nhóm nghiên cứu trước để đưa máy. .. Nguyên lý cắt, băm thổi cỏ thùng phụ liệu Máy cắt, băm thổi cỏ voi Phần mềm Inventor 2014 Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu, thiết kế, tính toán, cải tiến, nâng cấp chế tạo máy cắt, băm thổi cỏ voi phạm... GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH  KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY CẮT VÀ BĂM CỎ VOI Giảng