1. Đến nay việc thu hoạch lạc trờn thế giới theo hai cụng nghệ: thu hoạch quả tươi và quả khụ:
CHƯƠNG IV.PHÂN TÍCH LỰA CHỌN NHẬP MẪU VÀ KẾT QUẢ THỬ
NGHIỆM MẪU MÁY LIấN HỢP THU HOẠCH LẠC TPH-3252
Để lựa chọn được mẫu mỏy làm cơ sở đề nghiờn cứu thiết kế chế tạo, đề tài
đó phõn tớch, đỏnh giỏ ưu nhược điểm của cỏc m ỏy thu hoạch lạc.
4.1.Phõn tớch lựa chọn nhập mẫu mỏy liờn hợp thu hoạch lạc làm cơ sở để
nghiờn cứu
Dựa vào cỏc kết quả nghiờn cứu ứng dụng, cỏc đặc tớnh của cỏc kiểu mỏy thu hoạch lạc đang được ứng dụng trong và ngoài nước đó được trỡnh bày ở phần tổng quan, cú thể rỳt ra một số nhận xột sau:
-Cỏc mẫu mỏy thu hoạch quả khụ bằng phương phỏp hai giai đoạn : dựng mỏy
11
chứa hoặc đúng bao khụng phự hợp với điều kiện khớ hậu núng, ẩm, mưa nhiều ở
nước ta. Sử dụng cỏc mỏy này cú thể gõy tổn thất lớn vỡ lạc cú thể mọc mầm khi rải phơi trờn đồng gặp trời mưa.
-Cỏc mẫu mỏy thu hoạch quả tươi bằng phương phỏp nhiều giai đoạn: dựng mỏy đào lạc thu gom (thủ cụng), bứt quả (mỏy bứt quả tĩnh tại hoặc thủ cụng). Ưu
điểm của phương phỏp này là vốn đầu tư ban đầu thấp do tận dụng được nguồn
động lực sẵn cú và mỏy cú cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng… Tuy nhiờn cũn nhiều mặt hạn chế như: chi phớ lao động cao, tỷ lệ hao hụt cũn lớn vỡ qua nhiều khõu, năng suất thấp.
-Thu hoạch quả tươi bằng cỏc mỏy liờn hợp thu hoạch lạc: cựng một lỳc thực hiện cỏc cụng đoạn: đào lạc, rũ đất, chuyển tải, bứt quả, làm sạch, đúng bao (hoặc gom vào thựng chứa) ngay trờn đồng là phương phỏp tiờn tiến giảm được nhiều cụng lao động, giảm được tỷ lệ hao hụt…
Mỏy liờn hợp thu hoạch quả lạc tươi, trờn thế giới hiện cú hai dạng: -Dạng phối lắp với mỏy kộo
-Dạng tự hành
Dạng liờn hợp mỏy phối lắp với mỏy kộo 4 bỏnh cú ưu điểm là tận dụng được nguồn động lực sẵn cú nờn giảm được vốn đầu tư ban đầu, song nhược điểm cũn cồng kềnh do kớch thước lớn, thỏo lắp phức tạp, di chuyển trờn nền đất yếu cú tỏc
động xấu đến mặt ruộng…khú ỏp dụng trong điều kiện địa hỡnh đồng ruộng, giao thụng ở nụng thụn Việt nam hiện nay.
Trung tõm NCTN Đậu đỗ -Viện KHKTNN Việt nam cú cụng văn số
23/TTĐĐ-CV ngày 23/2/2004 gửi Viện Cơ điện nụng nghiệp về việc đề nghị
nghiờn cứu ứng dụng mỏy thu hoạch lạc liờn hoàn của Đài Loan.
Đoàn cỏn bộ của Viện nghiờn cứu cõy cú dầu (năm 2003) và đoàn cỏn bộ của Viện Cơ điện nụng nghiệp & Cụng nghệ STH (năm 2004) đó thăm quan khảo sỏt mỏy làm việc ở Đài Loan đó cú bỏo cỏo nhận xột mẫu mỏy liờn hợp thu hoạch lạc TPH-3252 của Đài Loan cú triển vọng ứng dụng cú hiệu quả ở Việt nam.
Mỏy liờn hợp thu hoạch lạc tự hành của Đài Loan hợp tỏc với Nhật cú cỏc tớnh năng tiờn tiến: di chuyển trờn hai dải xớch nờn khụng cú tỏc động xấu đến nền đất canh tỏc, kết cấu khỏ gọn, bề rộng làm việc 90-97cm (hai hàng trờn một luống), năng suất khỏ cao, chất lượng làm việc tốt nờn giảm được đỏng kể cụng lao động và tỷ lệ hao hụt. Loại mỏy này đang được sử dụng rộng rói ởĐài Loan, Hàn quốc…
Từ những phõn tớch nờu trờn, đề tài đó lựa chọn nhập mẫu mỏy liờn hợp thu hoạch lạc TPH-3252 của Đài Loan làm mẫu cơ sởđể nghiờn cứu.
4.2. Xỏc định vận tốc tiến lý thuyết của mỏy liờn hợp thu hoạch lạc TPH-3252
Vận tốc tiến của mỏy liờn hợp cú thể xỏc định trờn cơ sở cỏc kết quả nghiờn cứu lý thuyết trước đõy (Lý thuyết thiết kế mỏy nụng nghiệp). Để bộ phận xớch kẹp nhổ-chuyển cõy về phớa sau hoạt động tốt khụng bị ựn tắc khi mỏy làm việc, cần phải đảm bảo mối tương quan thớch hợp giữa vận tốc chuyển động của bộ phận
12
xớch kẹp nhổ - chuyển cõy và vận tốc tiến của mỏy. Mối tương quan này được thể
hiện bằng thụng số động học K=Vx / Vm.
Phõn tớch chuyển động của cõy lạc được kẹp ở bộ phận xớch kẹp nhổ cõy chuyển về phớa sau mỏy, bộ phận xớch kẹp-nhổ cõy được đặt nghiờng một gúc α so với mặt ruộng (mặt ruộng ở đõy được coi như phẳng) hỡnh 4.1.
Từ hỡnh 4.1 ta cú: Vrc Vrm Vrx + = ( )4.1 2 2 2 cosα x m x m c V V V V V = + − ( )4.2 ab =Vxsin(β −α)=Vmsinβ ( )4.3 V ( ) K V m x = − = α β β sin sin ( )4.4 Khi thụng số động học K > 1 ( Vx > Vm ) gúc β < 900, vận tốc tổng hợp chuyển (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
động của cõy Vc cú xu hướng chuyển cõy về phớa sau mỏy.
Khi thụng số động học K < 1 ( Vx < Vm ) gúc β > 900, vận tốc tổng hợp chuyển
động của cõy Vc cú xu hướng chuyển cõy về phớa trước mỏy, như vậy xớch kẹp chuyển cõy hoạt động khụng hiệu quả gõy ra ựn tắc. Để mỏy liờn hợp thu hoạch lạc vận hành tốt, khụng cú hiện tượng ựn tắc nhất thiết thụng số động học phải cú giỏ trị K ≥ 1, cú nghĩa là vận tốc tiến của mỏy liờn hợp Vm phải cú giỏ trị bằng hoặc nhỏ hơn vận tốc xớch kẹp chuyển cõy Vx. Để liờn hợp mỏy thu hoạch lạc làm việc
ổn định cần chọn thụng số K =1,2ữ1,5.
*Xỏc định vận tốc xớch kẹp chuyển cõy trờn mỏy liờn hợp thu hoạch lạc TPH- 3252:
Dựa vào số vũng quay định mức của động cơ: nđc= 2600v/ph và cỏc tỷ số
truyền chuyển động đến bộ phận xớch kẹp- nhổ chuyển cõy Ix=0,0546 ta cú thể xỏc
định được số vũng quay của trục chủ động bộ phận xớch kẹp ; nx= 2600v/ph x 0,0546 = 142v/ph;
Đường kớnh đĩa xớch chủ động Dx= 0,110m, Tớnh được vận tốc Vx theo cụng thức: 60 x x x n D V π = ( )4.5 Vx= 0,8174 (m/s)
13
Như vậy theo tớnh toỏn ở trờn, để mỏy hoạt động ổn định khụng cú hiện tượng ựn tắc vận tốc làm việc của mỏy liờn hợp thu hoạch lạc TPH-3252 khụng được vượt quỏ 0,8174 m/s (2,943 km/h).
Hỡnh 4.1.Sơđồ phõn tớch chuyển động của cõy lạc sau khi được đào -nhổ
(Vm-Vận tốc tiến của mỏy; Vx=Vận tốc xớch kẹp cõy; Vc- vận tốc tổng hợp)
4.3.Xỏc định năng suất làm việc thuần tỳy lý thuyết tối đa của liờn hợp mỏy TPH-3252
Ta cú thể xỏc định năng suất làm việc tối đa của liờn hợp mỏy theo cụng thức: Nmax= 0,1 x B x Vmax (4.6) Tong đú: 0,1-Hệ số quy đổi; B-Bề rộng làm việc (m); Vmax-Vận tốc làm việc tối đa của mỏy (km/h). Nmax= 0,1 x 0,9 (m) x 2,943(km/h)= 0,264 (ha/h) 4.4.Kết quả thử nghiệm trờn đồng mẫu mỏy TPH-3252
Mục đớch thử nghiệm là đỏnh giỏ trong thực tế mức độ hợp lý của nguyờn lý làm việc của mẫu mỏy đó chọn, xỏc định một số chỉ tiờu năng suất, chất lượng làm việc. Trờn cơ sở đú vạch ra hướng nghiờn cứu cải tiến cần thiết để thiết kế và chế
tạo mẫu mỏy liờn hợp thu hoạch lạc.
Mỏy liờn hợp thu hoạch lạc TPH-3252 đó được thử nghiệm trờn đồng tại xó Diễn Thịnh, huyện Diễn Chõu, Nghệ An. Cỏc chỉ tiờu đó xỏc định để đỏnh giỏ chất lượng làm việc của mỏy là: Tỷ lệ bứt sút Ys(%), tỷ lệ rơi vói trờn đồng Yrv(%), tỷ lệ
VcV V V α Vc V V α a b β
14
nhổ sút Yns(%) và năng suất thuần tuý N (ha/h). Từ kết quả thử nghiệm (chi tiết phụ
lục 2.1 và 2.2) cú thể rỳt ra một số nhận xột và kờt luận sau:
-Liờn hợp mỏy thu hoạch lạc TPH-3252 làm việc ở tầng thấp, vận hành tốt ở vị
trớ ga số 4 và số 5: ở vị trớ mức ga số 4 cú năng suất thuần tỳy 0,164ha/h (vận tốc TB 0,46m/s); mức ga số 5 năng suất 0,216ha/h (vận tốc TB 0,62m/s). ở mức ga số
6, vận tốc TB của mỏy 0,94m/s vượt quỏ tốc độ cho phộp đó được xỏc định bằng lý thuyết ở mục 4.2 (Vm=Vx= 0,8174 m/s), nờn cú hiện tượng ựn tắc.
-Mỏy liờn hợp TPH-3252 hoạt động ở vận tốc 0,62m/s, năng suất 0,216ha/h
đạt chỉ tiờu của mỏy, cú chất lượng làm việc: Tỷ lệ bứt sút Ybs= 5,34%, tỷ lệ rơi vói trờn đồng Yrv= 1,91% và tỷ lệ đào nhổ sút Yns= 1,14%:
+Tỷ lệ bứt quả sút Ybs cũn cao (5,34%): do lạc được gieo trồng bằng thủ cụng nờn khoảng cỏch giữa 2 hàng khụng đều, chưa đỳng quy cỏch, một số cõy lạc bịđổ, người vận hành mỏy chưa cú kinh nghiệm...;
+Tỷ lệ rơi vói Yrv trờn đồng 1,91%: bao gồm cả hạt (quả bị vỡ) lọt qua sàng. Lý do vỡ khe hở sàng làm sạch lớn (13-14mm) hơn kớch thước hạt lạc;
+Tỷ lệđào nhổ sút Yns thấp (1,14%) đạt yờu cầu. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hỡnh ảnh Mỏy liờn hợp hợp thu hoạch lạc TPH-3252 thử nghiệm trờn đồng ở Diễn Chõu –Nghệ An *Kết luận
-Mỏy liờn hợp thu hoạch lạc TPH-3252 của Đài Loan và Nhật bản chế tạo cú năng suất cao, triển vọng hoạt động tốt ở điều kiện thu hoạch lạc Việt nam. Tuy nhiờn để hạn chế tỷ lệ hao hụt, cần cơ giới hoa đồng bộ khõu làm đất, gieo trồng
đỳng quy cỏch giống lạc đứng cõy, chăm súc làm sạch cỏ...
- Mỏy liờn hợp thu hoạch lạc TPH-3252 của Đài Loan và Nhật bản chế tạo (Nhật chế tạo phần hộp số di động, hệ thống khung gầm di động và động cơ nổ) cú
15
kết cấu khỏ phức tạp, đũi hỏi kỹ thuật cụng nghệ chế tạo cao: Hộp số di động vụ cấp điều khiển bằng thủy lực, thựng chứa quả được nõng hạ xả liệu bằng thủy lực...Để cú thể chế tạo được mỏy liờn hợp thu hoạch lạc phự hợp với điều kiện, trỡnh độ và khả năng cụng nghệ chế tạo trong nước, cần cú những cải tiến thiết kế
sau :
-Thay hộp số di động vụ cấp, điều khiển bằng thủy lực bằng hộp số mỏy kộo tay cú cải tiến lắp thờm cỏc bộ phận phụ trợ : hệ thống phanh chuyển hướng cơ học, bộ phận truyền lực trục thu cụng suất, thay hai bỏn trục chủ động trờn hộp số và thay đổi kớch thước khung gầm mỏy;
-Thay thựng chứa quả xả liệu nõng hạ bằng thủy lực xả liệu vào ụ tụ bằng thựng đựng quảđúng bao bằng thủ cụng trờn đồng.
-Giảm khe hở sàng làm sạch từ 13ữ14mm xuống cũn 8ữ9 mm cho phự hợp với kớch thước quả lạc Việt nam;
CHƯƠNG V. NGHIấN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY LIấN HỢP THU HOẠCH LẠC THL-0.2
Dựa vào mẫu mỏy liờn hợp thu hoạch lạc TPH-3252 (Đài Loan-Nhật) làm cơ
sở nghiờn cứu chộp mẫu, đề tài chỉ tiến hành thiết kế cải tiến một số bộ phận như đó nờu trờn cho phự hợp với điều kiện, khả năng chế tạo ở việt nam, mà khụng làm thay đổi cỏc thụng số, chế độ làm việc của cỏc bộ phận làm việc trờn liờn hợp mỏy (cỏc bộ phận cũn lại thiết kế chế tạo theo nguyờn mẫu). Xõy dựng quy trỡnh cụng nghệ chế tạo và lắp rỏp một số cụm chi tiết của mỏy liờn hợp thu hoạch lạc.
5.1.Thiết kế cải tiến hộp số chớnh truyền chuyển động
a/Thụng số ban đầu hệ thống truyền chuyển động chớnh của mỏy liờn hợp
thu hoạch lạc TPH-3252.
*Bỏnh di động: 2 dải xớch bọc cao xu (rộng x chiều dài tiếp đất)mm: (420 x 1375)
*Trờn mỏy TPH-3252 cú 3 nhỏnh truyền chuyển động chớnh:
-Từ puly số 1 trục động cơ đến puly hộp số - qua hệ thống bỏnh răng hộp số - bỏn trục di động;
-Từ puly số 2 trục động cơđến puly truyền chuyển động cho: trống bứt quả, cơ
cấu giũ đất, hệ thống sàng-quạt làm sạch...;
-Từ puly số 3 trục thu cụng suất (trờn hộp số chớnh) đến puly truyền chuyển
động cho: hệ thống xớch kẹp-chuyển cõy, xớch vuốt dựng cõy, băng tải... * Nguyồn động lực: động cơ nổđiờzen S4QS (Nhật)
Cụng suất định mức/vũng quay: 40/2600 (HP/RPM)
-Puly số 1 cú Dđc1=169mm truyền chuyển động cho di động thụng qua hộp số
vụ cấp điều khiển bằng thủy lực. Mỏy liờn hợp TPH-3252 cú 2 cấp số tiến và 2 cấp số lựi: Số tiến I: 0,28 ữ0,96 m/s; Số tiến II: 0,59 ữ2.00m/s;
Số lựi I: 0,28 ữ0,96 m/s; Số lựi II: 0,59 ữ2.00m/s; -Puly số 2 cú Dđc2=128mm;
16
Khi động cơ hoạt động ở số vũng quay định mức nđc=2600v/ph, Trục thu cụng suất cú số vũng quay là ncs=792 v/ph.
-Chuyển hướng bằng cơ cấu phanh thủy lực. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
b/Tớnh toỏn thiết kế hệ thống truyền chuyển động chớnh mỏy liờn hợp thu
hoạch lạc THL-0.2.
*Chọn bỏnh di động: 2 dải xớch bọc cao su (rộng x chiều dài tiếp đất)mm: (420 x 1375)
*Chọn nguyồn động lực:động cơ nổđiờzen SL2105 ABN (Trung Quốc); Cụng suất định mức/vũng quay: 36,4/2400 (HP/RPM) * Chọn hộp số mỏy kộo tay 18HP (hỡnh 5.1.Sơđồ cấu tạo).
Dựa vào cỏc kết quả nghiờn cứu thiết kế chế tạo mỏy gặt đập liờn hợp GLH- 0.2, GLH-0.3 và GLH-0.3A (đó đo chi phớ cụng suất phần di động của mỏy GLH - 0.3 và đó chọn hộp số mỏy kộo tay 12 HP). Đề tài đó chọn hộp số cụng suất 18 HP nhằm đảm bảo độ bền cho liờn hợp mỏy thu hoạch lạc.
Trờn hỡnh 5.1. Puly cụn ly hợp chớnh của hộp số mỏy kộo tay cú Dlh=220mm Hộp số cú 2 cấp số tốc độ tiến và 2 cấp số tốc độ lựi:
-Số tiến tầng chậm: số 1, số 2 và số 3 - Số tiến tầng nhanh: số 4, số 5 và số 6 -Số lựi 2 số: Lựi chậm và lựi nhanh.
Dựa vào tỷ số chuyền giữa cỏc cặp bỏnh răng của hộp số ta xỏc định tỷ số
chuyền của cỏc số chuyển động:
-Tỷ số truyền chuyển động trung gian: itg= 16/30 x 30/37 x 18/49 x 13/44 =0,0575
*Tỷ số tiến tầng chậm *Tỷ số tiến tầng nhanh Tỷ số truyền vận tốc số 1: i1= 0,0138; Tỷ số truyền vận tốc số 4: i4= 0,0509 Tỷ số truyền vận tốc số 2: i2=0,0346; Tỷ số truyền vận tốc số 5: i5= 0,0909 Tỷ số truyền vận tốc số 3: i3= 0,0411; Tỷ số truyền vận tốc số 6: i6= 0,1428 -Tỷ số truyền chuyển động số lựi chậm:
ilc= 15/34 x 15/18 x 18/35 x itg= 0,0108 -Tỷ số truyền chuyển động số lựi nhanh: iln= 31/19 x 15/18 x 18/35 x itg= 0,0402
-Tỷ số truyền chuyển động số chậm trục truyền cụng suất: icsc= 15/34= 0,4412
-Tỷ số truyền chuyển động số nhanh trục truyền cụng suất: icsn= 31/19= 1,6316
*Tớnh toỏn xỏc định vận tốc lý thuyết di chuyển của mỏy liờn hợp thu hoạch lạc
THL-0.2.
-Chọn đường kớnh bỏnh sao di chuyển trờn bỏn trục chủđộng của hộp số
Dbs=210 mm;
-Chọn vận tốc tiến số 3 của mỏy Vm3=0,9 m/s (gần bằng vận tốc tối đa tầng thấp của mỏy TPH-3252).
17 60 3 3 bs dd m n D V = π
Hỡnh 5.1. Sơđồ cấu tạo hộp số mỏy kộo tay 18HP
Xỏc định được số vũng quay bỏn trục chủ động ndd3= 82 vũng/ph Tỷ số truyền vận tốc tiến số 3 là: i3= 0,0411;
Số vũng quay của puly cụn ly hợp sẽ là: nlh= 82 (v/ph)/ 0,0411=1995v/ph. *Đường kớnh puly trờn trục động cơ truyền chuyển động:
Dđc1= Dlh x nlh (v/ph)/nđc = 220 x 1995/ 2400 = 182,8 (mm); chọn Dđc1= 185 mm; nđc= 2400v/ph; Số vũng quay puly cụn ly hợp là: nlh =2018v/ph.
Cú được số vũng quay puly cụn ly hợp chớnh là 2018v/ph và cỏc tỷ số truyền chuyển động của cỏc số chuyển động đó được xỏc định ở trờn, ta cú thể xỏc định
được số vũng quay của bỏn trục chủ động di động tương ứng với cỏc số vận tốc và cỏc vận tốc di chuyển của mỏy:
18
Số tiến 1:
-Số vũng quay bỏn trục : n1= nlh x i1= 2018 v/ph x 0,0138 =27,85v/ph
-Vận tốc tiến số 1 : Vm1= 3,14 x 0,210m x 28 (v/ph)/60= 0,307 m/s;hay Vm1= 1,107km/h. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Cũng tớnh tương tự ta cú được giỏ trị cỏc vận tốc di chuyển cũn lại của mỏy liờn hợp THL-0.2: Số tiến 2: Vm2= 0,769 m/s; Tương đương 2,769 km/h Số tiến 3: Vm3= 0,912m/s; Tương đương 3,283 km/h. *Cấp số tiến tầng nhanh của mỏy Số tiến 4: Vm4= 1,132m/s; Tương đương 4,075 km/h. Số tiến 5: Vm5= 2,107m/s; Tương đương 7,585 km/h. Số tiến 6: Vm6= 3,369m/s; Tương đương 12,128 km/h. *Cấp số lựi
Số lựi tầng chậm: R1= 0,241m/s; Tương đương 0,868 km/h