M ỞĐẦ U
2.2.6 Bánh xe gieo
Còn gọi là bánh đất . Có nhiệm vụ đỡ máy gieo và truyền lực quay cho bộ
phận gieo hạt.
2.2.7 Hệ thống truyền lực :
Gồm các bánh răng và xích truyền lực quay từ bánh xe gieo để làm quay bộ phần gieo hạt, có thể thay đổi được tỷ số truyền để điều chỉnh mức
gieo. Hoạt động của bộ phần gieo nhận lực truyền từ bánh xe gieo hoặc bánh
xe lấp đất để mức hạt gieo không thay đổi, không phụ thuộc và tốc độ máy
nhanh hay chậm.
2.2.8 Khung máy và bộ phận bắt vào máy kéo
Máy gieo có thể móc hoặc treo sau máy kéo, hoặc dung máy kéo làm
khung để bắt các bộ phận gieo, cũng có thể là máy gieo tự hành với khung và
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÁY GIEO
3.1 Bộ phận xẽ rãnh 3.1.1 Nguyên lý hoạt động
Lưỡi rạch nằm trong đất, khi chuy ển động nó tách đất sang hai bên tạo thành rãnh ở phía sau
3.1.2Chọn các thông số của đĩa
+ Độ sâu của rãnh 5 –6cm chọn đường kính của đĩa là 16cm vừa đảm bảo tạo được độ sâu của rãnh đồng thời đĩa dễ dàng quay quanh trục.
+ Góc hợp của 2 đĩa chọn δ = 24o.
+ Chiều dày của đĩa chọn đủ bền và lượng dự trữ do mòn: chọn 2,5mm
3.1.3 Tính toán lực cản của đĩa xẽ rãnh
+ Xét đất gieo độẩm 20-30% đối với đất này có hệ số ma sát với kim loại là:
tg φ= f =0.66 => φ = 33,42o = 0,58 rad
3.1 :Phản lực đĩa cắt
+ Áp lực tác dụng lên đĩa:
Xét trường hợp này ta xem đĩa cắt như một cái nêm và giả sử góc cắt là sắt tuyệt đối.Khi
dao ăn sâu vào đất thì dao chịu tác dụng của phản lực N của đất và lực ma sát Fms= f x N do phản lực N gây ra khi đất trượt dọc bề mặt của dao, f là hệ số ma sát của đất và vật liệu làm dao, chiếu N xuống phương chuyển động ta có:
Qy = N Sinδ
Qy: lực cản tiếp tuyến được xác định bằng lực kéo P của máy kéo cần thiết cho quá trình cắt.
Nsinδ -Lực cản riêng của đất.
Đặt NSinδ = ko
P= kox S [2]
S-Diện tích rãnh hình thang.
- Nếu kểđến lực ma sát người ta sử dụng công thức tính lực cản theo lực cản riêng: Ptc = P1 +Pms. [2] P1 =ko.S.n S: diện tích mặt cắt ngang của rãnh: cm2 n: Sốlượng lưỡi xẻ rãnh ko: Lực cản riêng N/cm2 Pms= φ.P1
φ -góc ma sát ngoài của đất, giá trị nhỏ của φ áp dụng đối với dao cắt còn sắt, giá trị lớn của φ áp dụng đối với dao cắt bị mòn cùn. ( đã tính ở trên phần chọn đất φ
= 33,42o = 0,58 rad).
Bảng hệ số lực cản riêng của đất: [2]
Bảng 3.1 : Thông số lực cản riêng của từng loại đất
Ta có:
P1 = ko.S.n = 3,5 x ( ) , x 10 = 673,75 (N) Pms= φ.P1 =0,58x 673,75 = 390,8 (N)
Ptc = 390,8+ 673,75 = 1064,55 (N)
Hình 3.2 : Kích thước rãnh gieo
- Tấm gạt đất: được lắp trên mỗi lưỡi xẻ rãnh, có tác dụng gạt đất cỏ rác dính vào
đĩa, có 3 loại tấm gạt đất: loại dùng diệp, loại lưỡi xới và loại đĩa. Loại diệp gạt đất
tốt hơn loại lưỡi xới làm việc tốt ở đất dính.
3.2 Tính toán bộ phận gieo
- Chọn sơ bộđường kính đĩa gieo: D = 160 mm
Đường kính lỗgieo trên đĩa : 15 mm
Khoảng từ trục tới tâm lỗ gieo : 65 mm
Bềdày đĩa gieo : 8 mm
Số lỗtrên đĩa: 12 lỗ.
Khi thiết kếđĩa quay cần chú ý đến kích thước lỗ, khoảng cách giữa các lỗ
phải lớn hơn kích thước của hạt giống đểđảm bảo hạt giống của lỗ này không che bít lỗ của nhau ảnh hưởng đến khảnăng lấy hạt.
Kiểm tra: ta có kích thước hạt giống 9 x 13 mm (hạt chất lượng tốt nhất ).
n =C a= π× d a = 3.14 × 130 13 = 31.4 > 12( ℎỏ đ ề ệ )
Trong đó: C - chu vi đĩa.
n - số lỗ trênđĩa.
D – khoảng cách tâm lỗ gieo hạt.
Thời gian mà hạt rơi từ lỗ xuống mặt đất :
= 2ℎ= 2 × 600
1000 = 1.095
Trong đó : h là chiều cao ống dẫn hạt tới mặt đất
g là gia tốc trọng trường , g = 10m/s2 = 1000 mm/s2
Chọn α = 0 tại mặt đất (α là góc hợp bởi phương lấy hạt ngang và phương rơi xiên của
hạt )
Vx = 20 t = V0
Lmax = V0 . = 20t2 = 24 mm
Khoảng cách để hạt rơi đúng hốc sau khi tính toán lại là : Xh = 200 – 24 = 176 mm
Tính sơ bộ số vòng quay của đĩa:
Ta chọn đĩa có 12 lỗ nên đĩa quay 1 vòng sẽ gieo được 12 hạt.
Quãng đường máy gieo được khi đĩa quay 1 vòng: S = 12 x 176 mm = 2112 mm.
Tốc độ tiến của máy chọn v = 5 km/h.
Để tính toán tỉ số truyền ta tính với vận tốc làm việc lớn nhất V = 5 km/h = 1.4 (m/s)
Nghĩa là trong 1 giây máy gieo được quãng đường là 1400 mm (Giả sử bánh tựa đồng quay không trượt)
Đường kính lăn của bánh tựa đồng chọn: Chọn bánh xe Attila Elizabeth D = 254 mm.
Chu vi bánh tựa đồng:
C = π D = 3.14 254 = 798mm
Trong 1 giây bánh tựa đồng quay được: 1400/798= 1.754 (vòng)
Trong 1 giây đĩa gieo quay được: 1400/2112= 0.663 (vòng) tỉ số truyền của chung của bộ truyền là:
= = .
. = 2.6 = ix x ic =2.6 x 1
n1- Số vòng quay trục bánh tựa đồng
n2 - Số vòng quay trục đĩa gieo
3.3 Thùng chứa hạt giống :
Kích thước thùng chứa thùng chứa là 170 x 170 mm , góc nghiêng 300, chiều cao thùng chứa 350 mm,vật liệu làm thùng chứa là tole dày 2.5 mm, có thể làm bằng nhựa.
3.4 Tấm chắn hạt : kích thước 50 x 150 với góc hợp bởi 2 cạnh 1200 , bề rộng 170 mm.
Hình 3.3 : Tấm chắn hạt 3.5 Các bộ phận truyền động
3.5.1 Thiết kế bộ truyền xích trục đĩa gieo
Trong trường hợp này công suất từ trục bánh tựa đồng truyền cho trục đĩa
gieo rất nhỏ mà vận tốc cũng không lớn nên để giảm chi phí và thuận lợi cho thiết kế ta chỉ cần đảm bảo các thông số lắp ráp, xác định sốrăng đĩa xích chủđộng và bịđộng. Vì vậy mà ta sẽ chọn xích trước sau đó tính toán cho xích này. Ta chọn xích ống con lăn vì rẻhơn xích răng vừa dễ tìm và dễ thay thế khi bị hỏng.
3.5.1.2 Các thông số:
Số vòng quay trục sơ cấp: 1.754 vòng/giây = 105 vòng/phút
Số vòng quay trục thứ cấp: 0.663 vòng/giây = 40 vòng/phút
3.5.1.3 Định sốrăng đĩa xích
Ta có tỉ số truyền ix= 2.6
Chọn sốrăng đĩa dẫn: Z1 =15 Sốrăng đĩa bị dẫn: Z2 = 39
- Chọn xích theo tiêu chuẩn:
xích công nghiệp tiêu chuẩn ANSI B29.1 ( American National Standard Institute)
Mã xích chuẩn ANSI bước xích P (mm) độ rộng trong con lăn W (mm) đường kính con lăn D (mm) đường kính trục trong con lăn d (mm) dài trục trong con lăn L1 (mm) dài trục trong khóa xích L2 (mm) độ dày má xích T (mm) 40 1R 12.7 7.9375 7.9248 3.9624 17.018 18.288 1.524
Bảng 3.2 : Các thông số của xích công nghiệp
Hình 3.4: Xích con lăn công nghiệp
3.5.1.4 Định khoảng cách trục A và số mắc xích X
Việc lắp bộ truyền được tiến hành sau khi thiết kế khung chính và lắp ráp
các chi tiết, hơn nữa do khoảng cách truyền không thể thiết kế gần vì vậy, đểđơn
giản cho việc thiết kế bộ truyền xích khoảng cách trục A sẽ chọn theo giá trị giới hạn.
Khoảng cách trục A chọn: Amin A Amax {6-14,tr108, [2]}
Amax = 80t – Giới hạn lớn nhất của khoảng cách trục Amin - Giới hạn nhỏ nhất của khoảng cách trục Tỉ số truyền i của bộ truyền, i = 2.25 < 3 = + (30 ÷ 50) Amax = 80 p = 12.7 x 80 = 1016 mm = 0,5 + = 12.7 × 0.5 + = 66,1 = 0,5 + = 12.7 × 0.5 + = 163,67 A = + (30 ÷ 50)mm = , , + (30 ÷ 50)mm = 164,885 mm Chọn khoảng cách trục của bộ truyền là : 422 mm, góc nghiêng 300
Khi thiết kế bộ truyền động xích nên thiết kế trong khoảng 165 – 1016 (mm) Sốbước xích tối đa tính với khoảng cách lớn nhất của trục A.
= 1 + 2 2 + 2 +( 2− 1) (2 ) × = 15 + 39 2 + 2 × 1016 12.7 + (39−15) 4 × 12.7 1016 = 187
Sốbước xích tối thiểu tính với khoảng cách nhỏ nhất của A.
= 1 + 2 2 + 2 +( 2− 1) (2 ) × = 54 Sốbước xích của bộ truyền : = 1 + 2 2 + 2 +( 2− 1) (2 ) × = 15 + 39 2 + 2 × 580 12.7 + (39−15) 4 × 12.7 580 = 119 Chọn X = 95
Kiểm nghiệm số lần va đập trong 1 giây
Trong trường hợp này ta kiểm tra với số xích nhỏ nhất
Công thức : = × = × = 29.1{6-16,tr108, [2]}
Số lần va đập cho phép trong 1 giây μ =60 nên điều kiện u < μ thỏa
Để tạo độ võng bình thường của xích ta giảm khoảng cách trục một khoảng
∆A = (0.002 : 0.004 )A
3.5.1.5 Tính đường kính vòng chia đĩa xích
Đĩa dẫn
= = 12.7 = 61
Đĩa bị dẫn
= = 12.7 = 158
Tính toán cặp bánh răng côn cấpnhanh:
3.5.1.6 Thông số hìnhhọc :
Chiều dài côn ngoài:
= √ + 1 × ×
( ) × × ×[ ]
KR = 0,5 x Kd = 0,5 x 100 = 50MPa1/3
(Với truyền động bánh răng côn răng thằng bằng thép Kd = 100 Mpa1/3 ) Kbe =0,275
Theo bảng 6.21 tài liệu [3] và Kbe.u / (2- Kbe) =0.46
Trục bánh răng lắp trên ổ đũa côn, HB < 350 nên ta có : KH = 1,1 Momen xoắn trên trục bánh dẫn T1 = 20007.9N
Tương ứng, theo bảng 6.2 tài liệu [3], ta có hệ số an toàn tương ứng: sH = 1.1 sF =1.75
Độ cứng chọn = 250 HB
= 2 250 + 70 = 570
[oK] =570x0.9x1/1.1= 466.36MPa
Thông số ăn khớp:
Đường kính chia sơ bộ bánh nhỏ :
= 2
√1 + =
2 × 50.37
1 + (1) = 71.23
Chọn Z1 = 25 theo nhà sản xuất (jisb 1704 )
Góc côn : = 1 = 1 1 = 45 = 90−45 = 45 Đường kính trung bình : = (1−0.5 ). = 61.43 Modun trung bình : = 1 1 = 61.43 25 = 2.457
Modun của cặp bánh răng côn :
= (1−0.5 × ) = 2.85 Số răng bánh bị dẫn : Z2 = u x z1 = 1 x 25 = 25 Đường kính trung bình: dm2 = mtmz2 = 2.5 x 25 = 50mm -Từ các thông số ta có bảng sau : Thông số Bánhdẫn Bánh bịdẫn
Chiều dài côn ngoài = 0.5 √ 1 + 2 = 53 mm
Chiều rộng vànhrăng b = KbeRe = 14 mm
Mođun vòngngoài mte = 3 mm
Tỉ sốtruyền ubr1 =1
Đường kính chiangoài de1 = mtez1 = 3 x 25 = 75mm Góc cônchia 45
Chiều caorăng he = 2mte + 0.2mte = 2x3 + 0.2x3 = 6.6 mm Chiều cao đầu răngngoài hae1 = mte =3 Hae2 = 2hte mte – hae1 =2 Chiều cao chân răngngoài hfe = he – hae = 3.6mm
Đường kính vòngđỉnh dae1 =de1 + 2 haecosδ1 = 81 Vận tốc trungbình
r = nn1Dm1
= 0.29 m/s 60000
Bảng 3.3 : Thông số của cặp bánh răng côn
- Sau khi tính toán toàn bộ nhóm quyết định chọn bánh răng côn ngoài thị trường có thông số gần bằng tính toán :
Hình 3.5 : Tên gọi và thông số cơ bản của bánh răng cônHình 3.6 : bản vẽ
Bảng 3.4 : thông số cặp bánh răng côn của nhà sản xuất chế tạo
3.5.1.7 Tính toán lực tác dụng lên trục của các bánh răng
- Lực hướng tâm:
Fa2 = Ft1tgα . cosð1 = 535.11 x tg20 x cos 38.7 = 152N - Lực dọctrục:
Fa1=Fr2=Ft1tgα.sinð1=535.11xtg20xsin38.7=121.77N - Lực vòng:
= 2 1 = 2 × 20007.9
74.78 = 535.11
- Lực tác dụng lên trục gồm trọng lượng của xích, lực căn nhánh chủ động
của xích. = × × . {6-17, tr 10,[2]} Trong đó: Kt - là hệ số xét đến trọng lượng xích tác dụng lên trục, chọn Kt=1.15 Z – Số răng đĩa chủ động t – bước xích = 6 × 10 × 1.15 × 0.03 10 × 185 × 12.7 = 88.1 3.6 Chọn ống dẫn hạt :
Chọn ống cao su bên trong có lõi kẽm xoắn, khi làm việc ở áp suất thấp ống không bị
3.7 Xà ngang
Xà ngang có vai trò nâng đỡ, và liên kết các nhánh gieo với nhau, xà gắn với máy kéo ở
dạng treo, nâng hạ nhờcơ cấu theo thủy lực của máy kéo.
Vật liệu làm khung chính là thép ống CT3 tiết diện cắt ngang có hình vuông 50x50 (mm), chiều dày thành ống là 5 mm, khung chính mang toàn bộ lực cản kéo của lưỡi xẻ rãnh và nâng toàn bộ máy gieo.
Máy gieo 5 hàng, khoảng cách hàng 180 (mm) và khoảng cách giữa cây và mép mương là
50 (mm), nên chiều dài của khung là 720 +100= 820(mm); ngoài ra máy gieo còn lắp thêm bộ phận lên luống và bánh xe ở ngoài cùng, chiều dài này lấy theo khoảng cách 2 thanh đỡ
trục bánh xe (tính cả bề rộng của 2 thanh đỡ) là 310 x2=620 (mm). Chiều rộng của khung là 820 +620 = 1440 (mm),
Khoảng cách từ trục xích dẫn đến trục xích bị dẫn là 422 (mm), chiều dài khung là: 422.5 (mm)
Chiều cao khung là 540.5 (mm) (kể cảkích thước của thép CT3 tiết diện cắt ngang có hình vuông)
Kết cấu xà ngang:
Hình 3.8 : Kết cấu xà ngang 3.8 Bộ phận tạo rãnh và lên luống
3.8.1Nhiệm vụ
Đất trồng đậu phộng yêu cầu phải lên luống để tránh ngập úng vào mùa mưa và tạo
đột hoáng khí cho đất trồng, với luống chiều sâu 12 cm, rộng 19 cm.
3.8.2Cấu tạo
Bộ phận làm việc chọn loại ch ảo thường có dạng chỏm cầu, khi làm việc chảo quay cùng với trục của nó, đểđảm bảo khảnăng làm việc của chảo có các thông số vị trí của chảo sau: - Góc tiến β: là góc hợp bởi đường kính nằm ngang của chảo và hướng chuyển động, có tác dụng tạo cho chảo có khảnăng ăn sâu vào đất và tác dụng làm tơi vỡđất, trong trường hợp
β=0 chảo không thểăn sâu và đất được.(hình a)
- Góc nghiêng βn: là góc tạo thành bởi mặt phẳng chảo và mặt phẳng thẳng đứng, tạo cho chảo có khảnăng lật thỏi đất, góc nghiêng càng lớn bừa làm việc càng nhẹnhưng cần vận
tốc lớn. Đối với máy vận tốc nhỏ đểđảm bảo khảnăng lật đất nên chọn góc βn nhỏ.(hình b)
Hình 3.9 : Ảnh hưởng của góc đến chất lượng làm việc
- Giá trị của góc β và βn ảnh hưởng đến chất lượng làm việc và chi phí năng lượng cho công cụ. Thông thường các máy công cụ chọn:
β (20 - 42o), βn (15 – 20o) chọn βn=15o [2]
3.8.3Nguyên lý làm việc
Bừa chảo chuyển động nghiêng một góc β so với phương chuyển động của
máy kéo, góc nghiêng có xu hướng lật đất sang một bên, phần đất bị lật đi được
đưa lên luống đồng thời để lại rãnh ởphía sau. Đất sau khi lật lên luống được san phẳng bằng một tấm cào đất cũng chuyển động theo máy bốtrí trước lưỡi xẻ
rãnh.
3.8.4Tính toán các thông số bộ phận lên luống.
Đường kính bừa chảo:
Giữa đường kính và độ cày sâu có mối liên hệ với nhau:
D = k.a = 4 x 12 = 48 (cm) {tr75-2, [2]} Trong đó:
- k: hệ số, chọn: 3.5 –5. - a: chiều sâu rãnh.
Vì luống rộng 19 cm nên ta có β= arcsin ( ) = 23o
Đường kính chảo và độ cong có mối liên hệ theo công thức:
D = 2RSin α => R = D/2Sinα {I-84,tr75-2, [2]}
= 48/2Sin(30o-10o-3o) = 120 (cm)
Trong đó:
α tính theo công thức: α= β-τ-ε τ: 10-20o
ε: 3-5o góc cắt phía sau, góc giữa mặt ngoài và thành luống
Độ dày chảo tính theo thực nghiệm:
δ = 0.008D = 0.008 x 48(cm) = 0.384 (cm) = 3.84 (mm) {tr76-2, [2]}
Vận tốc làm việc 5 km/h.
Khi làm việc phần chìm trong đất sẽ chịu tác dụng bởi lực cản của đất có khuynh
Bộ phận cày chảo khi làm việc sẽ chịu một lực dọc trục vì vậy, khi bố trí bộ phận lên luống ta bố trí hai bộ phận lên luống đối xứng ởhai đầu xà ngang, bốtrí như vậy các lực dọc trục sẽ triệt tiêu đảm bảo xà ngang cân bằng khi làm việc.
Chương 4: ĐIỀU CHỈNH, CHĂM SÓC VÀ VẬN HÀNH MÁY GIEO
4.1Những điều cần lưu ý trước khigieo
-Kiểm tra tổng thể đầy đủ các chi tiết, chất lượng lắp ráp của các chitiết.
-Kiểm tra khoảng cách hàng, đo áp suất buồng giảmáp.
-Kiểm tra các cơ cấu truyền động, độ võng của xích, độ căng đai
-Kiểm tra vòng bi và các chi tiết có chuyển động tươngđối với nhau, bôi đủ
dầumỡ.
-Cho máy chạy không trước khi ra đồng, nếu phát hiện có âm thanh lạ phải
dừng máy để kiểmtra.
4.2Điều chỉnh máygieo
Trước khi ra đồng máy gieo phải được chỉnh các thông số cho phù hợp với
yêu cầu về khoảng cách hàng và khoảng cách giữa hạt trên cùng một hàng. Để