- Máy thái rau cỏ rơm PCC
Cống suất ựộng cơ: Nực = 2,63 Kw.
3.2.2. Thiết kế chế tạo bộ phận trống cánh gạt và dao cắt cố ựịnh.
Các thông số cấu tạo cần xác ựịnh của bộ phận trống cánh gạt trình bày trên hình 3-8.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 46
Bằng thực nghiệm ta xác ựịnh ựược kắch thước của cửa thoát rơm trên máy ựập lúa tĩnh tại có chiều cao 250mm, chiều rộng 200mm. Do vậy ựể ựảm bảo ựược rơm sau khi qua máy ựập lúa ựược tung hoàn toàn vào bộ phận cắt rơm, từ số liệu tắnh toán
Dt Lcg ϖt α λ h Lt bcg 1 2 3 ncg
Hình 3-8: Thông số cấu tạo cần xác ựịnh của bộ phậntrống cánh gạt
trên ta có: Ltcg = 270mm.
đường kắnh trống cánh gạt lấy theo bán kắnh Rmin = 135, ta chọn ựường kắnh trống Dt = 2.Rmin = 270, chon theo TCVN lấy Dt = 273mm. để tăng mô men quán tắnh ta chọn trống có chiều dày 10mm.
- đối với cánh gạt: Số cánh gạt ncg ựược chọn theo số dao cố ựịnh lắp trên bộ phận cắt rơm, bề rộng cánh dạt bcg ựược chọn theo bề dày của thép làm dao và khe hở giữa dao và cánh gạt (tấm kê). Như trên ựã tắnh toán cánh gạt ựược chế tạo thành 8 cánh gạt trên một hàng cánh gạt lắp trên trống, bề rộng mỗi cánh gạt 25, khe hở giữa hai cánh gạt kề nhau 10, chiều dày cánh gạt là 5, chiều dài mỗi cánh gạt 85. Cánh gạt ựược thiết kế có thêm trống cánh gạt ựể tăng cứng cho cánh gạt trong quá trình cắt rơm. Kết cấu cánh gạt trình bày hình 3-9.
1025 25 10 25 270 Gẹn tẽng cụng MS liến kạt cịnh gỰt vộo trèng 80 3 8 5 25 10 25 10 25 10 25 10 25 10 25 5 30ồ Hình 3-9. Chi tiết cánh gạt.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 47
Góc nghiêng cánh gạt α so với phương hướng kắnh chọn sơ bộ 300. Dựa vào cơ sở lý thuyết trong quá trình cắt thái, dựa vào tắnh công nghệ , tắnh kinh tế ta có thể chọn các thông số cấu tạo bộ phận trống cánh gạt như sau:
để thiết kế bộ phận trống cánh gạt ta ựi thiết kế trục trống lắp cánh gạt, do trên trống phải có trục nhận truyền ựộng thông qua bộ truyền ựai, do vậy ta ựi xác ựịnh sơ bộ ựường kắnh trục của trống cánh gạt.
Sơ ựồ tắnh toán trục trống cánh gạt: Sơ ựồ cấu tạo trống cánh gạt và mô hình toán ựược trình bầy trên hình 3-10.
Như tắnh toán ở trên trục chịu mô men xoắn M =Mct = 35N.m tại ựiểm A, ựồng thời do lực căng của ựai tác dụng lên trục lực R tại ựiểm C. Thành phần phản lực tác dụng lên trống cáng gạt là lực P, lực P di dời về ựiểm A ta ựược mô men cản M và phành phần lực P. Ta ựược mô hình toán và biểu ựổ mô men trình bày trên hình 3-10b.
Giải phóng liên kết bằng phương trình cân bằng tĩnh học ta ựược tổng các lực tác dụng tên trục theo hình 3-10c. Dùng phương pháp mặt cắt và phương pháp ựộc lập tác dụng ta xác ựịnh ựược biểu ựồ mô men do các lực tương ứng gây ra với từng trục hình 3-10dcf. Từ biểu ựồ mô men ta thấy mặt cắt nguy hiểm nhất là mặt cắt Ạ 80 510 ử 2 7 3 + 35N.m - 13,1 Mz Mx y x 0 z A B C M R P x 0 z A B C M = 35N m R=145N P= 147N M = 35N m P 2 P 2 375 16 75R 91 75R 187.5 187.5 My 11,6 - a) b) c) d) e) f) 5,8
Hình 3-10. Biểu ựồ mô men tắnh trục
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 48
Ta có ứng suất tương ựương theo thuyết bền 3 là: ( chọn vật liệu là thép là CT3 có ứng suất bền cho phép 210 N/mm2).
σtự = = 210.106 N/m2
Wx =0,18.10-6m3; d 0,012m.
Vậy ựể ựảm bảo tắnh kết cấu ta chọn ựường kắnh trục trống cánh gạt d = 30mm. khi ựó ổ bi tại gối O và B chọn loại 46205, Bánh ựai chọn loại ựai thang B, Puly có ựường kắnh lỗ lắp trục ∅ = 24.
Sau khi thiết kế thông số cấu tạo trống, cánh gạt và xác ựịnh ựược ựường kắnh trống cánh gạt ta thiết kế bộ phận trống cánh gạt ựược trình bày trên hình 3-11.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 49
Xác ựịnh biên dạng lưỡi dao cắt theo ựiều kiện góc kẹp không ựổi:
M1M2 M2 N x y x y O O λ ϕ vq vt v M γ Rcg Rt
Hình 3-12. Mô hình toán xác ựịnh biên dạng lưỡi dao cắt cố ựịnh
Như tắnh toán ở trên ta ựã biết biên dạng lưỡi dao cắt cố ựịnh là một cung tròn với bán kắnh Ro và góc bao 1200, ựiểm ựặt lưỡi dao sao cho tâm của cung dao lệch so với tâm quay của trống cánh gạt là ẹ Song với tắnh toán ở trên mục ựắch là ta xác ựịnh vị trắ ựiểm ựầu và ựiểm cuối của dao, mômen cắt thái và công suất ựộng cơ, với lý do vậy ta thấy góc kẹp luôn thay ựổi trong quá trình cắt. Vấn ựề ựặt ra ta trong quá trình làm việc sao cho góc kẹp không ựổi ta có thể thay ựổi biên dạng lưỡi dao theo mô hình hình 3-6.
Dựa vào kắch thước trống cánh gạt, dựa vào vị trắ cấp liệu và vị trắ cửa thoát liệu cho phù hợp với cấu tạo, chọn cung cắt của cánh gạt với góc quay ϕ từ 0 ọ 1200 thì khối rơm ựược cắt hết bởi một hàng cánh gạt trên trống. Khi ựó lưỡi dao cắt phải xuất phát từ ựầu cánh gạt tại vị trắ M1 sau khi cắt hết lưỡi dao phải có vị trắ ở chân cánh gạt tại vị trắ N. Do vậy lưỡi dao phải có biên dạng ựường xoắn ốc theo cung M1N. Ta phải ựi xác ựịnh quỹ ựạo cung M1N sao cho góc kẹp ựược tạo bởi phương của cánh gạt và phương của tiếp tuyến tại một ựiểm xác ựịnh luôn thỏa mãn ựiều kiện góc kẹp λ = 35 ọ 450 khi cánh gạt nghiêng một góc 300 so với phương hướng kắnh. để thuận lợi cho việc xác
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 50
ựịnh góc kẹp ta xét mô hình toán với phương cánh gạt theo phương hướng kắnh.
Chọn tốc ựộ quay của trống cánh gạt n = 1080 v/p. Khi ựó vận tốc góc và
vận tốc dài ựầu cánh gạt là: ϖ = ; v = ϖ.Rcg = 113,5*0.217 = 27,5 m/s.
Vậy ựể cánh gạt quay ựược góc ϕ = thì mất thời gian t N = 0.017s. Xét chất ựiểm M tham gia hai chuyển ựộng: Chuyển ựộng quay với vận tốc góc ϖ ựồng thời chuyển ựộng tịnh tiến hướng vào tâm với vận góc vt. Vận tốc tuyệt ựối của chất ựiểm M là :
;
Chuyển phương trình véctơ về phương trình tham số theo thời gian trên hệ trục tọa ựộ ựề các ta có:
Sau một thời gian t chất ựiểm M chuyển ựộng từ M1 ựến M2, xét tại vị trắ M2 ta có:
phương trình véc tơ của chất ựiểm M2 tại thời gian t2 là: ; chiếu lên hệ trục xoy ta có:
vx = -vqsinϕ - vt.cosϕ ⇒ vy = vqcosϕ - vt.sinϕ Trong ựó: vq = ϖ.RM2 = ϖ.(Rcg Ờ vt.t); ϕ =
Phương của vận tốc tuyệt ựối tại ựiểm M2 chắnh là phương của tiếp tuyến với quỹ ựạo chuyển ựộng tại ựiểm M2. Khi ựó tang góc tạo bởi giữa tiếp tuyến với trục ox theo chiều dương chắnh là hệ số góc của phương trình tiếp tuyến.
Ta có tanΩ =
Góc kẹp λ là góc ựược tạo bởi hai véc tơ và ; theo công thức tắch của hai véc tơ ta ựược:
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 51
. = .cos(λ).
Ta có: . = vx.(-vt.cosϕ) + vy.(-vtsinϕ) =
= vq.vt.sinϕ.cosϕ + v2t.cos2ϕ - vq.vt.sinϕ.cosϕ +v2tsin2ϕ = v2t
Vậy cosλ =
Với ựiều kiện góc kẹp trong trường hợp phương của cánh gạt hợp với phương hướng kắnh một góc 300 thì góc kẹp ta cần xác ựịnh từ 30 ọ 450. Trong mô hình toán do phương cánh gạt theo phương hướng kắnh nên ta chọn góc kẹp trong khoảng từ 60 ọ 750, ựể khi chế tạo ta nghiêng cánh gạt 300 ta sẽ ựược góc kẹp theo ựiều kiện cắt.
Chọn λ trong mô hình toán λ = 600. Khi ựó ta có Ta có: 3v2t = [ϖ.(Rcg Ờ vt.t)]2 hay ϖ.(Rcg Ờ vt.t)
vt = ;
Tại thời ựiểm ban ựầu có ϕ = 0 ta có vt = 15,6 m/s.
Tại thời ựiểm cắt hết có ϕ = ta có vt = 7 m/s.
Vậy quỹ tắch của ựiểm M hay tập hợp các ựiểm trên lưỡi dao chắnh là tổng của một chất ựiểm trên ựầu cánh gạt tham gia ựồng thời 2 chuyển ựộng: chuyển ựộng quay với vận tốc góc = 125 rad/s, ựồng thời chuyển ựộng chậm dần ựều theo phương cánh gạt với vật tốc ban ựầu là 15,6m/s sau thời gian 0,017s vận tốc giảm xuống còn 7 m/s. Với hai chuyển ựộng này dựa vào phần mềm Inventor mô phỏng ựộng học ta sẽ có quỹ ựạo chuyển ựộng hay ta ựược biên dạng lưỡi dao cắt cố ựịnh trình bày trên hình 3-13.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 52 1 1 0 30 6 R 2 7 4 R 2 4 8 L−ìi dao Thanh liến kạt giọa cịc dao 25 386 60
Hình 3-13. Hình vẽ và mẫu chế tạo dao cắt cố ựịnh
Sau khi xác ựịnh ựược biên dạng của lưỡi dao, ta chọn chiều dày làm dao 5mm, chiều cao dao (từ lưỡi dao ựến ựáy dao thay ựổi theo cung của lưỡi dao) từ 30 ựến 110mm. Dao ựược thiết kế theo hình 3-13.