Bộ gieo hiện có là bộ gieo của nhóm đề tài Võ Thanh Lâm và Nguyễn Minh Thư lớp Cơ Khí Chế Tạo K37. Bộ gieo qua thiết kế và thử nghiệm thì cho kết quả tương đối tốt, tỉ lệ gieo được hai hạt khá cao và hầu như không có lỗ nào trống hạt. Từ thí nghiệm mà nhóm tiến hành thì cho thấy góc nghiêng 450 là góc kết quả tốt.
Tuy nhiên theo yêu cầu thiết kế thì phải là 5 bộ gieo nhưng nhóm chỉ mới tiến hành thí nghiệm được 2 bộ. Việc quay đầu chuyển luống còn khá khó khăn.
Hình 4.2 Bộ gieo hiện có 4.2.1 Các bộ phận chính của bộ gieo và chức năng 4.2.1.1 Thùng giống (Chưa thiết kế)
Thùng giống dùng để chứa hạt để cung cấp cho bộ phận gieo trong quá trong máy làm việc.
Dung tích thùng giống phải đủ gieo một diện tích nhất định (tùy theo loại máy súc vật kéo hay máy kéo mà dung tích khác nhau) để đạt năng suất cao.
Hình dáng thùng giống cần đảm bảo cho hạt chảy đều và chảy hết vào bộ phận gieo. Muốn vậy thường thành thùng thẳng đứng, hoặc nghiêng với góc lớn hơn góc ma sát giữa hạt và kim loại thành thùng.
4.2.1.1 Bộ phận gieo
Ngoài ra, yêu cầu chung của bộ phận gieo là có thể gieo được nhiều loại hạt với những mức gieo khác nhau (có thể điều chỉnh lượng gieo trong giới hạn rộng) và đảm bảo an toàn cho hạt giống.
Ở đây bộ phận gieo này làm việc theo nguyên tắc cơ học. Khi quay sẽ chuyển hạt thành dòng rơi vào ống dẫn.
a)Nhiệm vụ
Bộ phận gieo dùng xích này làm việc tương tự như loại trục cuốn. Xích được chế tạo theo kiểu một vận chuyển hạt và một trung gian không vận chuyển, vì vậy nên số mắc xích luôn là số chẳn.
Cấu tạo chung gồm một số bộ phận chính sau: 1. Mắc xích trơn. 2. Mắc xích có lỗ móc hạt. 3. Khuỷu cấp hạt. 4. Trục bánh xích bị dẫn. 5. Bộ phận tăng xích. 6. Khung lắp. 7. Bánh xích chủ động. 8. Chốt nối xích.
Hình 4.3 Bộ phận gieo
b) Thiết kế Xích Xích
Xích gồm 2 phần:
Mắc xích vận chuyển hạt: có chức năng vận chuyển hạt từ phễu hạt đến bộ phận gieo một cách đều đặn và liên tục. Trên mắc xích có rãnh rộng 25mm x 12mm đủ để vận chuyển cùng lúc hai hạt đậu phộng.
Hình 4.4 Xích móc hạt 50 30 30 25 40 12 R4
Mắc xích không vận chuyển hạt: có chức năng liên kết các mắc xích lại với nhau nhằm tạo chuyển động xích.
Kích thước của mắc xích 40mm x 50mm, được xác định dựa trên kích thước rãnh.
Chọn bước xích 32mm
Kích thước má âm, má dương 30mm
Chốt 4mm, chốt lắp vào má âm ( má có 2 hàm lồi ra) theo kiểu lắp lỏng, lắp vào má dương (má lồi ra ở giữa) kiểu lắp chặt trung gian.
Chọn kích thước rãnh móc hạt 25mm x 12mm, rãnh sâu 6.5mm.
c)Bánh xích chủ động
Hình 4.5 Bánh xích chủ động
Bánh xích gồm: 2 đĩa xích 2 bên và ống lót ở giữa. Khoan và mài răng xích cùng lúc cho 2 tấm bên, sau đó hàn 2 tấm bên cùng với ống lót lại với nhau.
Bề rộng xích 50mm nên chọn thiết kế ống lót dài 52mm.
Vì bước xích 32mm và bánh xích có 8 răng, nên chọn đường kính ngoài 90mm.
Kích thước răng xích 10mm, tạo khoảng hở để xích vào êm. Bánh xích lắp lên trục theo kiểu lắp trung gian sau đó hàn lại.
52 Ø15 32 3 Ø10 Ø90 60 42 3 2 54
d) Nguyên lí làm việc
Khi trục truyền động quay làm cho bánh xích dẫn quay theo và dây xích hoạt động. Khi đó các mắc xích vận chuyển (có hốc trên mắc xích) mang hạt giống cuốn theo và tuần tự như thế hạt giống chuyển động thành dòng rơi vào trong ống dẫn. Do các mắc xích cách khoảng đều nhau nên luồng hạt cung cấp vào ống dẫn sẽ đều nhau.
Điều chỉnh khoảng cách gieo của hai hạt giống trên cùng một hàng có hai cách sau:
Thay đổi bước xích hoặc lắp thêm mắc xích trung gian. Thay đổi tốc độ quay của trục gieo.
Hình 4.6 Kết cấu truyền động bộ gieo hiện có
4.2.1.2 Phễu cấp hạt
Phễu cấp hạt có nhiệm vụ chính là cung cấp hạt cho bộ phận gieo làm việc vì vậy dòng hạt phải đảm bảo liên tục.
Phễu gồm các bộ phận chính xuống hạt: thành phễu, lưỡi, tấm đệm xích. Thành phễu dày 1,4mm để giữ hạt bên trong đồng thời để cố định hai lưỡi xuống hạt.
Lưỡi xuống hạt dày 1mm nhằm dẫn hướng cho hạt xuống xích móc được tốt hơn .
Tấm đệm xích nhằm để xích hoạt động êm hơn tránh trường hợp xích rung làm rơi hạt ra khỏi rãnh móc.
Phễu cấp hạt có kích thước như sau:
Hình 4.7 Phễu chứa hạt
4.2.1.3 Ống dẫn hạt
Ống dẫn hạt là chi tiết được nối từ bộ phận gieo tới lưỡi rạch hàng để có thể thực hiện nhiệm vụ dẫn hạt từ bộ phận gieo đến rãnh do lưỡi rạch tạo nên.
Ở máy gieo hàng, ngoài nhiệm vụ trên ống dẫn hạt có nhiệm vụ làm tăng độ đều dòng hạt do bộ phận gieo cung cấp, để đạt được điều đó, bộ phận gieo cần phải rung động trong quá trình làm việc.
Cấu tạo
Phần hứng hạt: phần hứng được thiết kế miệng rộng 100mm để hứng hạt rơi tự do từ xích móc không rơi ra ngoài, phần hứng có miệng hình vuông trên lớn dưới nhỏ để tránh tình trạng hạt rơi trên thành và xung quanh thành kéo dài thời gian rơi làm sai lệch khoảng cách gieo.
Ống dẫn hạt: có kích thước 30 lmm (thép hộp 30mm x30mm) để nối với phần lưỡi rẽ rãnh thành bộ phận liên hợp, hứng hạt dẫn hạt và rẽ rãnh gieo.
340 240 1 4 0 12 74 25
Hình 4.8 Ống dẫn hạt
4.2.1.4 Lưỡi rạch gieo
Lưỡi rạch có nhiệm vụ rạch rãnh để gieo hạt vào, cần phải đạt các yêu cầu sau:
Không được lật đất lên làm mất ẩm mà chỉ tách đất thành rãnh. Làm việc ổn định, vững, không vướng cỏ rác, không dính đất. Nói chung cần đảm bảo: độ sâu và bề rộng rãnh.
Ngoài ra, lưỡi rạch làm sao tiếp dẫn hạt từ ống dẫn xuống đáy rãnh, đừng để hạt rơi trên thành rãnh mà độ gieo sâu sẽ không đều. Muốn thế lưỡi rạch có lưỡi hướng dẫn hạt xuống đáy rãnh.
Cấu tạo
Ống dẫn hạt nối với bộ phận hứng hạt: Dựa vào kích thước hạt giống (chiều rộng 6 -8mm, chiều dài 10 – 13mm) chọn kích thước cho phần ống dẫn hạt bên trong lưỡi rạch là: 30 mm, để đảm bảo trong tình huống gieo 3 hạt trên 1 hốc vẫn không xảy ra trường hợp kẹt hạt.
Ống dẫn hạt nằm bên trong và cần phải cao hơn lưỡi rạch 30mm để hạt được rơi ra ngoài dễ dàng.
Lưỡi rạch gieo: Chiều cao của lưỡi rạch 100mm, để đảm bảo khi làm việc đất không tràn vào bên trong làm lấp kín rãnh khi chưa có hạt giống.
Hình 4.9 Lưỡi rạch gieo
4.2.1.5 Bộ phận lấp hạt
Đối với máy gieo hạt giống như hạt đậu phộng, gieo sâu hơn, đất khô thiếu ẩm, lại không chịu được úng, vì thế bộ phận lấp hạt có nhiệm vụ: nén không quá chặt đất, để tạo độ ẩm cho hạt nảy mầm, ép thành hai mặt nghiêng để nước không đọng khi mưa.
4.2.1.6 Bộ li hợp
Bộ li hợp dùng để truyền hoặc ngắt chuyển động cho bộ gieo khi cần thiết. Nhóm đề tài trước đã dùng bộ li hợp ma sát. Bộ li hợp có cấu tạo như sau
1. Tay gạt hàn liền với má cam động 2. Trục ly hợp 3. Má cam tĩnh 4. Bạc đạn chà 5. Bánh xích 6. Bố (amiăng) chuyển động tự do 7. Bố chuyển động cùng trục 8. Chốt chặn dọc trục Hình 4.10 Li hợp đã có a)Nguyên lí hoạt động
Khi cần truyền chuyển động, gạt tay gạt xuống dưới một góc khoảng 300 cùng lúc đó má cam động tỳ vào má cam tĩnh làm cho cam động chuyển động dọc trục ra ngoài đẩy bạc đạn chà chuyển động ra tỳ vào bánh xích lắp trên đĩa ma sát chuyển động tự do. Sau đó đĩa ma sát chuyển động tự do ép chặt vào đĩa cố định trên trục, khi hai đĩa ép chặt vào nhau làm tăng lực ma sát làm cho đĩa lắp trên trục cùng chuyển động đồng thời với đĩa chuyển động tự do.
b) Thiết kế li hợp
Ly hợp ma sát khô được sử dụng để giúp cho quá trình điều khiển dễ dàng hơn.
𝑃 = 𝜔𝐷𝑡𝑏
2 𝑓𝑏𝑃
𝐿
𝑟(1 − 𝑓) cot 𝛼
Trong đó:
P: công suất của ly hợp (W)
Dtb: đường kính trung bình của bố ma sát (m). fb = 0.6: là hệ số ma sát của bố.
P: lực do tay người vận hành tác động vào (N). L: tay đòn của tay gạt (m).
r: bán kính tiếp xúc trung bình của má cam (m). f = 0.3: hệ số ma sát khô giữa hai bề mặt kim loại. α: góc nâng cam.
Thông số thiết kế:
Đường kính trung bình của bố ma sát Dtb = 85mm. Góc nâng cam: 15º.
Lực trung bình do người vận hành tác động được chọn là 20N. Tay đòn của tay gạt L = 0.25 m.
Bán kính tiếp xúc trung bình của má cam r = 0.015 m.
Vận tốc quay trung bình của ly hợp được tính dựa vào vận tốc tiến trung bình của máy V. 𝜔 = 2 𝑉 𝐷𝑏 𝑍1 𝑍2 = 2 0.5𝑥40 0.6𝑥15 = 4.444 𝑟𝑎𝑑 𝑠 ~42.46 𝑣ò𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡 Moomen do ly hợp ma sát tạo ra là: 𝑀 = 𝐷𝑡𝑏 2 𝑓𝑏𝑃 𝐿 𝑟(1 − 𝑓) cot 𝛼 = 0.3 𝑥 0.6 𝑥 20 𝑥 0.25 0.015 𝑥 0.7 𝑥 𝑐𝑜𝑡15 ° ~ 156 𝑁𝑚
Công suất truyền của bộ ly hợp là:
𝑃 = 𝜔𝐷𝑡𝑏 2 𝑓𝑏𝑃 𝐿 𝑟(1 − 𝑓) cot 𝛼 = 4.444 𝑥 0.3 𝑥 0.6 𝑥 20 𝑥 0.25 0.015 𝑥 0.7 𝑥 𝑐𝑜𝑡15 ° ~ 696.6 𝑊 4.2.1.7 Xích truyền động
Dùng để truyền chuyển động từ trục chính của bánh xe đến trục công tác của bộ phận gieo.
4.2.1.8 Khung máy gieo
Khung máy gieo giữ vai trò rất là quan trọng đối với máy gieo, khung là xương sống của máy nên cần phải được tính toán và bố trí phù hợp. Phải đảm bảo được không gian lắp đặt các bộ phận như: lưỡi rẽ rãnh, bộ gieo, thùng giống, bộ phận lắp đất,.. phù hợp và tương thích lẫn nhau để đảm bảo quá trình làm việc được nhịp nhàng và đồng bộ.
4.2.2 Mục đích cải tiến
Tích hợp bộ phận gieo với bộ phận lên luống để gắn lên máy cày Kubota L200.
4.3 Các bộ phận được cải tiến 4.3.1 Xích truyền động 4.3.1 Xích truyền động
Đường kính bánh xe dùng để lấy chuyển động cho bộ gieo la 416mm Số răng của bánh xích ở bộ phận gieo là 8 răng
Số răng của đĩa xích trên li hợp là 20 răng.
Khoảng cách giữa các hạt trên cùng 1 hàng phải đạt được 150mm, cho phép sai lệch 5%.
Do số răng của bánh xích bộ gieo là 8 răng, nên khi bánh xích quay một vòng thì bánh xe sẽ di chuyển được 600mm chiều dài ( hạt cách hạt trên một dòng là 150)
Bánh xe di chuyển một vòng thì sẽ tiến được 416 (mm) chiều dài. Ta lập tỉ số truyền để tìm được số răng trên bánh xích trên trục bánh xe.
600
416𝜋 =20
𝑋 => 𝑋 ≈ 43.56
4.3.2 Bộ li hợp
Ly hợp được dùng là hai đĩa ma sát cấu tạo đơn giản lắp ráp chính xác và không dùng được khi các trục bị nghiêng đối với nhau.
Bộ li hợp được sử dụng lại nên về mặt kết cấu không thay đổi, chỉ thay đổi vị trí lắp đặt và được gắn thêm cần gạt li hợp để truyền hoặc ngắt khi cần thiết.
4.3.3Khung bộ gieo
Khung bộ gieo được thiết kế:
Để gắn năm bộ gieo lên và khi gắn lên sẽ hợp với phương ngang một góc 45o vì nhóm để tài trước đã thử nghiệm hoạt động của bộ gieo ở ba trường hợp khi đặc nghiêng với phương ngang một góc 30o,45o và 60o kết quả cho thấy khi ở góc nghiêng 45o thì bộ gieo hoạt động tốt nhất trong ba trường hợp nên nhóm đã thiết kết khung của bộ gieo hợp với phương ngang một ngóc 45o.
Để gắn bánh xe bánh dẫn động lên bộ gieo. Để gắn li hợp của bộ gieo.
Để gắn máng dẫn hướng để hạt rơi đúng vị trí yêu cầu. Để gắn thanh gạt đất.
Để nối với bộ phận chỉnh cao độ của bộ gieo. Sau khi thiết kế ta được khung bộ gieo như sau.
4.3.4 Bánh xe và trục bánh xe của bộ gieo
Do kết cấu của khung bộ gieo đã được thiết kế lại nên bánh xe cũng đươc thay đổi cho phù hợp.
Bánh xe có đường kình 416 mm phần khía bám đất 15mm để bám vào đất trống trược, khoảng cách giữa hai khía bám đất là 30mm.
Ở giữa hai bánh xe được gắn một trục liền đường kính 30mm, một đầu tiện bậc 25mm dài 80mm để gắn bánh xe và đĩa xích, một đầu tiện bậc 25mm dài 64mm để gắn bánh xe.
Dùng để nối hai bánh bám đất và dẫn truyền động lên bộ gieo được nối với bánh xích và bánh bám bằng chốt.
Hình dạng và kích thước bánh xe như sau
4.3.5 Thanh gạt đất
Khi bộ phận rẻ đất làm việc và hạt đậu được geo vào nơi theo yêu cầu thì đất bị vung lên một lượng nhất định và hạt đậu bị phơi trên lòng đất nên ta cần bộ phận gạt đất để lấp phần đất bị vung lại vị trí của nó và giúp hạt đậu phộng nằm hoàn toàn trong lòng đất không bị các sinh vật khác làm hư hỏng
Là một thanh hàn với hai thanh sắt để gắn khung bộ gieo.
Hình 4.12 Thanh gạt đất Hình 4.11 Trục và bánh xe
4.3.6 khớp nối các bộ gieo
Nhóm quyết định dùng khớp nối mềm để truyền chuyển động từ ly hợp qua bộ gieo và các bộ gieo với nhau. Vì khớp nối mền có đặc điểm đảm bảo sự ổn định của hệ thống vận hành đặt biệt có thể bù sai lệch khi lắp ghép, trong quá trình chế tạo rất khó để lắp ghép sao cho các trục được đồng tâm như mong muốn nên dùng khớp nối mềm sẽ bù một phần sai lệch.
CHƯƠNG 5
KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ
5.1 Kết luận
Bộ phận lên luống được thiết kế theo yêu cầu kỹ thuật của luống trồng cây đậu phộng.
Kết cấu đã đượt thiết kế tương thích với quá trình nâng hạ và di chuyển của máy cày cũng như khi bộ phận lên luống và gieo hạt hoạt động.
Bộ phận gieo hạt đã được tích hợp lên khung của bộ phận xới và có thể cùng hoạt động để vừa lên luống và vừa gieo hạt.
5.2 Kiến nghị
Hoàn chỉnh kết cấu và điều chỉnh kết cấu cho nhỏ gọn hơn để thuận trong quá trình quay đầu và di chuyển.
Hoàn chỉnh bản vẽ cho phù hợp với tiêu chuẩn bản vẽ chế tạo. Đơn giản kết cấu bộ gieo.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Đoàn Văn Điện, Nguyễn Bảng ( 1991 ), Cấu tạo máy nông nghiệp, Nxb trường đại học Nông lâm Thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh.
2. Đoàn Văn Điện, Nguyễn Bảng, Lý thuyết và tính toán máy nông nghiệp, Nxb trường đại học Nông lâm Thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh.
3. Nguyễn Xuân Lựu, Bùi Đình Nghi (2002), Sức bền vật liệu, Nxb Giao thông vận tải, Hà Nội.
4. Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm ( 2010), Thiết kế chi tiết máy, NXb Giáo dục Việt Nam, Hà Nội.
5. Hà Văn Vui, ( 2003), Dung sai và lắp ghép, Nxb Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.