Thiết kế chế tạo máy đập đậu tương giống cỡ nhỏ với năng suất 1 tấn/giờ

Đậu t−ơng giống ở Việt Nam

Những năm gần đây cùng với khoa học kỹ thuật nông nghiệp ngày càng phát triển, diện tích trồng đậu t−ơng tăng nhanh nên nhiều giống mới do Việt Nam sản xuất đã được đưa ra thị trường. Cả nước đã hình thành nhiều trung tâm sản xuất giống đậu tương quy mô công nghiệp, chất l−ợng cao với nguồn giống bố mẹ do các viện khoa học và các trung tâm nghiên cứu lai tạo giống cung cấp. Tại các trung tâm này cây đậu t−ơng giống đ−ợc trồng liên tục nhiều vụ trong năm, giống đ−ợc sản xuất theo quy mô công nghiệp nên cơ giới hoá các khâu trong đó có thu hoạch dễ đ−ợc ứng dụng.

Vì vậy để cơ giới hoá một phần khâu này chúng tôi tiến hành nghiên cứu máy đập đậu t−ơng giống cỡ nhỏ phù hợp với điều kiện sản xuất ứng dụng tại các trung tâm sản xuất giống.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu Mục tiêu của luận văn

Tr−ớc đây do diện tích trồng đậu t−ơng còn ít nông dân th−ờng chọn hạt tốt trong sản phẩm thu hoạch vụ trước để làm giống cho vụ sau hoặc mua hạt giống nhập ngoại. Máy đập đậu t−ơng giống cỡ năng suất vừa phải đ−ợc sử dụng nhiều vụ trong năm nếu đ−ợc giải quyết tốt các vấn đề kỹ thuất sẽ phát huy hiệu quả kinh tế. - Tiến hành thực nghiệm thực nghiệm đơn yếu tố xác định một số thông số làm việc của máy và thăm dò khoảng làm việc của vận tốc tiếp tuyến đỉnh răng trèng.

Vì cây lúa và cây đậu t−ơng trước khi tách hạt có nhiều đặc điểm giống nhau như chiều dài cây khi thu hoạch, kích th−ớc thân cây, tỷ lệ quả (hoặc hạt) trên cây nên chúng tôi tiến hành nghiên cứu máy đập tách hạt đậu t−ơng trên cơ sở các mẫu máy đập lúa hiện có.

Cách lựa chọn sơ đồ nguyên lý làm việc của máy đập đậu tương giống

Chúng tôi nghiên cứu lựa chọn kết cấu bằng thu thập thông tin và tối −u các thông số làm việc chính của máy bằng thực nghiệm.

Cách xác định các chỉ tiêu đánh giá

Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng làm việc của máy chúng tôi chỉ chọn một số yếu tố có tác động nhiều nhất đến chất l−ợng làm việc của máy để nghiên cứu làm cơ sở cho việc nghiên cứu đa yếu tố và thiết kế máy. Sau khi khảo nghiệm, lựa chọn đ−ợc máy đập đậu t−ơng giống có chất l−ợng khả quan nhất, dựa vào kết quả các tài liệu tham khảo và kinh nghiệm để xác định mức và khoảng biến thiên của một số thông số chính, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đồng thời ảnh hưởng của nhiều yếu tố, tối ưu hoá chúng bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm, nhờ đó giảm đ−ợc số thí nghiệm và chi phí nghiên cứu. Nên độ ẩm hạt đậu tương và các đặc tính cơ lý khác của cây đậu tương thay đổi không đáng kể, điều kiện này vừa đảm bảo tính kinh tế của thực nghiệm, vừa hạn chế tối đa tác động nhiễu của các yếu tố không điều khiển đ−ợc khác.

Thực tế trong nhiều trường hợp, sau khi đã xây dựng được mô hình toán ở dạng ph−ơng trình hồi quy và chính tắc, các hệ số chính tắc Bii của các hàm chỉ tiêu vừa có dấu d−ơng vừa có dấu âm, nên bề mặt của hàm chỉ tiêu th−ờng có dạng minmax “hình yên ngựa”.

Thiết bị nghiên cứu thực nghiệm và khảo nghiệm

Hiện nay cơ giới hoá việc đập tách hạt ngũ cốc đã đ−ợc ứng dụng phổ biến trên thế giới. Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu đã có của thế giới, những năm qua Viện Cơ Điện Nông nghiệp, Khoa Cơ Điện Tr−ờng Đại Học Nông nghiệp I Hà Nội, Trường Đại Học Nông nghiệp 4 và một số cơ sở khoa học và sản xuất khác đã. Theo điều tra của Viện Cơ Điện Nông Nghiệp máy đập dọc trục đang thực hiện trên 90% việc đập tách hạt tại các vùng trồng lúa trọng điểm ở n−ớc ta.

Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu đã có và từ thực tế điều tra khảo sát việc. Trước hết chúng tôi phân tích đặc điểm cáu tạo và nguyên tắc làm việc của một số mẫu máy đập lúa chính đang ứng dụng rộng rãi trong sản xuất.

Máy đập lúa 1. Bé phËn ®Ëp

Trèng ®Ëp

Khi làm việc các răng bản cuốn lớp lúa chuyển động gây rung động lớn và tạo sự chà sát giữa lúa và máng trống và giữa các lớp lúa với nhau để tách hạt. Trống đập răng bản có −u điểm khi đập lúa là tỷ lệ hạt sót thấp, năng suất làm việc cao, chi phí năng l−ợng thấp. Bên cạnh đó còn tồn tại một số nh−ợc điểm cơ bản là kết cấu trống còn cồng kềnh, để phân ly hết hạt trong rơm thì trống phải tương đối dài, tỷ lệ hạt tróc vỡ tương đối cao.

Máy đập trống răng bản ứng dụng nhiều bằng các máy cỡ lớn năng suất từ 3 đến 5 tấn lúa giờ và đ−ợc gắn động cơ từ 12 đến 15 mã lực khi đập lúa th−ơng phẩm ở những vùng trồng tập trung. Răng trống có đường kính từ 14 đến 16mm, chiều dài từ 5 đến 7 cm đ−ợc gắn trên các thanh răng và bắt vào trống qua các moay ơ. Do răng trống hình trụ tròn và đ−ợc bắt thành hàng thẳng nên khả năng di chuyển khối lúa xuống cuối buồng đập thấp dẫn đến năng suất máy đập loại này th−ờng nhỏ.

Mặt khác do răng trống đi sâu vào giữa lớp lúa làm thân cây bị nát nhiều dẫn đến l−ợng tạp chất trong sản phẩm đập tăng. Trống đập răng tròn th−ờng đ−ợc ứng dụng trong các máy đập giống và các máy đập nhỏ năng suất từ 0,8 đến 1,5 tấn lúa giờ. Viện Cơ Điện Nông nghiệp đã tiến hành nghiên cứu và ứng dụng trên máy liên hợp gặt đập loại trống đập răng bản tròn kết hợp.

Các kết quả nghiên cứu cho thấy đa số hạt thóc đ−ợc tách khỏi cây lúa (khoảng 80%) ở một phần ba buồng đập phía cửa vào. Ưu điểm cơ bản của trống đập lúa loại này là năng suất cao, kết cấu nhỏ gọn (so với trống răng bản), tỷ lệ hạt sót thấp (so với trống răng tròn) và tỷ lệ theo rơm thấp (so với trống răng bản).

Máng và nắp trống đập

Phần còn lại của trống có nhiệm vụ đập tách nốt phần còn lại và phân ly hạt thóc khỏi rơm. Kết cấu nắp và máng trống ảnh h−ởng tới khả năng di chuyển dọc trục của khối lúa trong buồng đập và phân ly hạt khỏi rơm. - Máng trống bao phía dưới trống đập, tác động chủ yếu tới khả năng phân ly và độ sạch sản phẩm.

+ Máng trơn cấu tạo là các thanh tròn, trơn và thẳng bắt trên các cung tròn bao phÝa d−íi trèng. + Máng thanh gồm nhiều thanh thẳng gắn trên các cung tròn tạo nhiều khe hở nhỏ bao phía d−ới trống. Để tăng khả năng di chuyển dọc trục của khối lúa trong trống đập răng tròn nắp trống th−ờng có gân dẫn, máng trống là máng thanh [8].

Bộ phận làm sạch làm việc theo nguyên lý sàng dao động lắc truyền thống kết hợp với quạt thổi đ−ợc ứng dụng trên tất cả các loại máy đập lúa dọc trục. Thông th−ờng trên máy đập lúa dọc trục đ−ợc gắn sàng phẳng lỗ tròn hoặc dẹt. Sàng đ−ợc truyền động lắc dọc theo trục trống với biên độ dao động từ 30 - 50 mm.

Tác dụng cơ bản của sàng là loại bỏ các tạp chất có kích th−ớc lớn trong hỗn hợp đập. Quạt thổi dọc trục lắp d−ới mặt sàng có tác dụng loại bỏ các tạp chất nhỏ, thãc lÐp.

Thử nghiệm đập tách hạt đậu t−ơng bằng máy

Trong đó các thông số cơ bản là: đường kính trống, chiều dài và cách bố trí răng trống, loại răng, vận tốc trống, góc bao máng, bề rộng cửa cung cấp và bề rộng cửa ra. Trên cơ sở phân tích cấu tạo, nguyên tắc làm việc cơ bản các mẫu máy đập lúa và thử nghiệm đập đậu tương bằng máy đập lúa như đã trình bày ở trên. Trống đập có kích th−ớc cơ bản gần với kích th−ớc của máy đập lúa cùng cỡ năng suất: Chiều dài trống 1200 mm.

Phần cửa ra, 200 mm cuối trống đ−ợc gắn 4 cánh hất để đẩy nhanh khối cây đã tách hạt ra ngoài. Phần giữa trống đ−ợc tiếp tục nghiên cứu các cách bố trí răng và đ−ờng kính tối −u bằng nghiên cứu thực nghiệm đơn và đa yếu tố. Bên cạnh đó các yếu tố khác đ−ợc tiếp tục nghiên cứu là độ ẩm hạt khi đập tách và l−ợng cung cấp (năng suất máy).

Bộ phận làm sạch đ−ợc thiết kế theo nguyên lý sàng dao động rung truyền thống kết hợp với quạt thổi đ−ợc ứng dụng trên tất cả các loại máy đập. Các nghiên cứu mới đây cho thấy tỷ lệ chiều dài trên chiều rộng (L/B) cũng là một thông số ảnh hưởng đến tính năng phân ly của sàng. Mặt khác, TSKH Bạch Quốc Khang đã đ−a ra kết quả nghiên cứu là độ sạch sản phẩm lọt máng sau đập của trống đập lúa dọc trục dọc theo trục trống biến thiên theo dạng hàm mũ bậc hai.

Nghĩa là sản phẩm lọt máng ở phần trống đập cửa vào có độ sạch tương đối cao (90%) và giảm chậm. Do việc đập tách hạt đậu tương được thực hiện sau khi cây đã được phơi giảm độ ẩm, thân cây và lá tương đối khô nên tạp chất ở sản phẩm sau đập dễ dàng bị quạt thổi loại bỏ.