Từ những gì đã phân tích ở trên cùng việc đi thực tế ở các cơ sở nuôi gà thực tế, cũng như một số máy đã được thiết kế.
Ở đây có 2 phương án, “Rèm cửa dạng cuốn” có khả thi hơn phương án còn lại và được thiết kế và đưa vào sử dụng một cách hiệu quả. Tuy nhiên, để áp dụng rèm cuốn cho một quy mô lớn trong trang trại lớn, thì cần phải thay đổi và sáng tạo thêm sao cho phù hợp. Nhóm thực hiên chúng em đã mạnh dạn chọn phương án này để làm tiền đề để tiến hành thiết kế dạng “Rèm cửa dạng ròng rọc cuốn kết hợp bạt xếp cùng các thanh rèm” (hay còn gọi là Rèm roman).
Hình 2.6(a) – Rèm roman. Hình 2.6(b) – Mô hình rèm roman.
Rèm roman là rèm xếp lớp, có dây kéo để điều chỉnh độ dài của rèm. Khi kéo lên, rèm sẽ xếp thành từng lớp, tạo sự trang nhã, thanh lịch cho khung cửa sổ. Rèm roman thường sử dụng vải có chất liệu dày dặn, có tác dụng cản nắng tốt. Rèm roman khá bền và có tuổi thọ cao.
Những điểm giống nhau giữa Rèm Roman và Rèm Cuốn:
Rèm roman cũng có những đặc điểm giống với rèm cuốn, khác ở chỗ khi kéo lên thì rèm cuốn sẽ cuộn tròn lại, còn rèm Roman sẽ thu xếp các bạt lên thành từng lớp. Hai loại rèm này là loại rèm rất linh hoạt, phù hợp với các khung cửa kính, cửa to. Rèm có khả năng chắn bao quát được cả khung cửa.
2.2.3 Phương án cung cấp thức ăn:a. Cung cấp thức ăn bằng tay: a. Cung cấp thức ăn bằng tay:
Nuôi gà thả vườn mỗi khi cần cho ăn, ta chỉ cần vốc ít nắm lúa hoặc bắp, gạo, thậm chí cơm nguội rải ra sân cho bầy gà bu lại giành ăn, coi như xong bữa. Thế nhưng, nuôi gà công nghiệp, nuôi nhốt một chỗ trong chuồng, cả ngày chúng không thể tìm được thức gì ăn ngoài khẩu phần ăn của chủ nuôi cung cấp.
Nếu khẩu phần ăn đó đủ chất bổ dưỡng với tỷ lệ pha trộn hợp lý giữa các chất đạm, bột đường, chất béo, khoáng chất, vitamin thì gà sẽ sinh trưởng tốt, khỏe mạnh, lớn nhanh, đẻ sai, trứng lớn.
Ngược lại, nếu khẩu phần ăn pha trộn cẩu thả, được chất này thiếu chất khác, thứ quá thừa thứ lại quá thiếu thì gà ăn vào sẽ bị ốm đau, bệnh tật, trống mái sinh sản đều không tốt.
Điều đó cho ta thấy, nuôi gà công nghiệp phải thường xuyên theo dõi sức khỏe của gà qua từng giai đoạn phát triển ra sao để theo đó mà tính khẩu phần ăn nuôi chúng cho hợp lý, cho có lợi. Vì gà có khỏe mạnh, chóng lớn, đẻ sai thì chủ nuôi mới thu được nhiều lời.
Ưu điểm: + Dễ dàng.
+ Có thể cho ăn nhiều hay ít tùy thích.
Nhược điểm: + Tốn công sức.
+ Lượng thức ăn không đồng đều. + Dễ lây truyền mầm bệnh cho gà.
+ Gà tranh giành nhau khi ăn gây hoảng loạn. Hình 2.7 – Cho gà ăn bằng tay
+ Mất thời gian.
+ Vệ sinh không sạch sẽ.
b. Cung cấp thức ăn dạng phễu:
Hình 2.8 - Sử dụng các phễu gia cầm để cho gà ăn.
Ưu điểm:
+ Phân phối thức ăn đều hơn.
+ Có phễu dự trữ nên không phải cho ăn thường xuyên như cho ăn bằng tay.
Nhược điểm:
+ Tốn thời gian đổ thức ăn vào từng phễu. + Tiếp xúc với gà nên dễ lây mầm bệnh.
+ Thức ăn luôn có trong phễu nên gà sẽ ăn một cách vô tội vạ tiêu hóa không tốt.
c. Cơ cấu cung cấp thức ăn tự động:
Quá trình cung cấp thức ăn tự động như sau:
Vít tải Phễu chứa thức ăn Cơ cấu cấp phôi (thức ăn) tự động Xích tải treo phân phối thức ăn đến từng phễu
Hình 2.10 – Vận chuyển thức ăn đến các phễu
Hình 2.11 – Tổng thể mô hình cơ cấu cung cấp thức ăn tự động.
Ưu điểm:
+ Khả năng tự động hóa cao, ít tốn nhân công.
+ Không tiếp xúc trực tiếp với gà tránh nguy cơ lây nhiễm bệnh. + Có thể điều chỉnh lượng thức ăn.
Nhược điểm:
d. Lựa chọn phương án cấp thức ăn:
Từ những gì đã phân tích ở trên cùng việc đi thực tế ở các cơ sở nuôi gà thực tế, cũng như một số máy đã được thiết kế.
Ở đây phương án “Cơ cấu cấp thức ăn tự động” có khả thi hơn các phương án còn lại và được thiết kế và đưa vào sử dụng một cách hiệu quả. Nhóm thực hiện chúng em đã mạnh dạn chọn phương án này để tiến hành thực hiện đề tài nghiên cứu thử nghiệm và phát triển thêm sáng tạo mới dựa vào phương án này.
CHƯƠNG 3:
THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC VÀ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA MÔ HÌNH 3.1. THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC CƠ CẤU MÁI CHE:
3.1.1. Phân tích yêu cầu động học của cơ cấu.- Thực hiện quá trình đóng mái che. - Thực hiện quá trình đóng mái che.
- Thực hiện quá trình mở mái che. - Đảm bảo che chắn nắng, mưa, gió tốt.
3.1.2. Sơ đồ nguyên lý:
Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý đóng mở mái che.
1 - Động cơ. 4 - Dây cáp.
2 - Bộ truyền trục vít bánh vít. 5 - Ray dẫn hướng.
3 - Tang. 6 - Bánh xe
3.1.3. Nguyên lý hoạt động:
Động cơ 1 quay làm cho bộ truyền trục vít bánh vít 2 hoạt động, bánh vít quay làm cho tang 3 được gắn cứng với bánh vít 2 quay theo. Khi tang 3 quay, dây cáp được cuộn vào/ nhả ra tạo lực kéo S lên dây, thông qua ròng rọc, lực kéo S tác động đến tấm mái động và kéo tấm mái động lên/ nhả tấm mái động xuống nhờ trọng lực. Các tấm mái di chuyển đúng hướng nhờ vào cơ cấu dẫn bao gồm bánh xe 6 và ray dẫn hướng 5.
3.2. THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC CƠ CẤU RÈM CỬA:3.2.1. Phân tích yêu cầu động học của cơ cấu: 3.2.1. Phân tích yêu cầu động học của cơ cấu:
- Thực hiện quá trình đóng mở rèm cửa.
- Đảm bảo che chắn nắng, mưa, gió tốt.
3.2.2. Sơ đồ nguyên lý:
Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý đóng mở rèm cửa.
1 - Động cơ. 4 – Tang. 7 - Ray trượt.
2 - Đai răng. 5 - Bánh đai răng. 8 - Dây nối.
3 - Hộp tốc độ. 6 - Dây kéo. 9 - Thanh rèm.
3.2.3. Nguyên lý hoạt động:
Động cơ 1 quay làm cho bộ truyền đai răng 3 hoạt động, bánh đai răng 5 quay làm cho tang 4 được gắn cứng với bánh đai 5 quay theo. Khi tang 4 quay, dây cáp được cuộn vào/ nhả ra tạo lực kéo S lên dây, lực kéo S tác động đến thanh rèm 9 kéo thanh rèm lần lượt lên/ nhả thanh rèm lần lượt xuống nhờ trọng lực. Các thanh rèm được kéo lên và nhả xuống đúng hướng nhờ vào cơ cấu dẫn là ray trượt 7.
5 4
2 3
3.3. THIẾT KẾ ĐỘNG HỌC CƠ CẤU CẤP THỨC ĂN:3.3.1. Phân tích yêu cầu động học của cơ cấu: 3.3.1. Phân tích yêu cầu động học của cơ cấu:
- Gồm cơ cấu vít tải và cơ cấu vận chuyển thưc ăn đến máng ăn. - Tự động cấp thức ăn đến từng phễu cho gà ăn, giảm nhân công. - Có phễu dự trự nên không phải cấp thức ăn thức xuyên.
3.3.2. Sơ đồ nguyên lý:
Hình 3.3 – Sơ đồ vận chuyển thức ăn bằng vít tải.
1 - Động cơ. 4 - Bộ phận nạp liệu.
2 - Hộp giảm tốc. 5 - Ống chứa liệu.
3 - Trục vít xoắn. 6 - Bộ phận tháo liệu.
1
Hình 3.4 – Cơ cấu xích tải treo
1 - Ray. 4 - Con lăn ngang.
2 - Con lăn. 5 - Móc xích.
7 8 2 1 4 5 3 9 10 6
Hình 3.5 - Sơ đồ tổng quát cơ cấu cấp thức ăn.
1, 10 - Động cơ. 6 - Phễu cấp thức ăn.
2 - Nhông xích dẫn động. 7 - Vít chuyển.
3 - Xích tải treo. 8 - Phễu đổ vào vít tải.
4 - Ray. 9 - Hộp giảm tốc.
5 - Phễu cho gà ăn.
3.3.3. Nguyên lý hoạt động:
Đổ thức ăn vào phễu 8 của vít tải sau đó thức ăn sẽ được vít tải chuyển lên phễu dự trữ 6 thông qua động cơ 10 (được giảm tốc nhờ hộp giảm tốc 9).
Sau đó thức ăn từ phễu dự trữ 6 cấp vào từng phễu được di chuyển đến bằng động cơ 1.
Động cơ 1 được điều khiển dẫn động cho cơ cấu xích treo trong Ray 4 di chuyển lần lượt từng phễu thức ăn đến phễu cấp thức ăn cho gà ăn cho đến khi đầy hết các phễu.
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT - THIẾT KẾ ĐỘNG LỰC HỌC CHO CƠ CẤU
4.1. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU MÁI CHE:4.1.1. Tính toán thiết kế kết cấu kim loại dầm chính: 4.1.1. Tính toán thiết kế kết cấu kim loại dầm chính:
- Vật liệu chế tạo kết cấu kim loại: Thép hợp kim.
- Chiều dài của dầm chính: L = 7m.
- Chiều dài của dầm cuối và các dầm phụ: 6m. - Tính toán phân tích phản lực liên kết:
L = 7000 (mm)
P = (Ptôn + Pgió) = 11567,5 (N)
4
Trong đó:
Ptôn = (Stôn x dtôn).g = [(9 x 6) x 2,35] x 9,8 = 1270 (N) Pgió = 45000 (N)
Tính phản lực liên kết: VA = VB = P/2 = 5783,75 (N)
Dầm vừa chịu tác dụng của Qy và Mx Uốn ngang phẳng. Mặt cắt ngang tại điểm chính giữa dầm là điểm nguy hiểm nhất. - Thiết kế mặt cắt ngang cho dầm:
Hình 4.1 – Các thông số mặt cắt ngang của dầm chính mái che.
Momen chống uốn: W Jx
ymax H Jx /2
Ứng suất uốn cực đại: Mx (max) < [σ] (Với M
P . L ) [σ] = 160 (N/mm2)
max Wu(min) x (max) 4
Dựa vào thực tế ta tra và tính ứng suất uốn các loại thép như sau: I100x75: σmax = 360,20 (N/mm2) > [σ] Loại.
I125x75: σmax = 235,17 (N/mm2) > [σ] Loại. I150x75: σmax = 185,38 (N/mm2) > [σ] Loại. I150x125: σmax = 86,26 (N/mm2) < [σ] Chọn.
Vậy ta chọn loại sắt I150x125 vừa đảm bảo bền, vừa đảm bảo hiệu quả nhất về mặt kinh tế
Sắt I150x125 có các thông số như sau: Bảng 4.1
H (mm) 150
B (mm) 125
t2 (mm) 14 r1 (mm) 13 r2 (mm) 6,5 Smcn (cm2) 46,15 Khối lượng (kg/m) 36,2 Jx (cm4) 1760 Jy (cm4) 385 Bán kính quán tính ix (cm) 6,18 Bán kính quán tính iy (cm) 2,89 Wx (cm3) 235 Wy (cm3) 61,6 4.1.2. Tính toán tải trọng: a. Tải trọng dầm chính: Loại: I150x125. Số lượng: 4. Chiều dài: 7m.
Khối lượng riêng: 36,2 kg/m. Khối lượng: 1013,6 kg.
b. Tải trọng mái tôn:
Loại tôn: 11 sóng. Kích thước: 7m x 6m. Khối lượng riêng: 2,35 kg/m2. Khối lượng: 127 kg.
c. Tải trọng dầm cuối:
Loại: H175x175.
Số lượng: 2. Chiều dài: 6m.
Khối lượng riêng: 40,2 kg/m. Khối lượng: 482,4 kg.
e. Tải trọng gió:
Tải trọng gió trung bình: 800 kg (150 N/m2)
Tải trọng gió lớn nhất có thể khi đang làm việc: 5 tấn (1000 N/m2)
f. Các tải trọng khác:
Tải trọng quán tính.
Tải trọng động (do rung động, va đập).
4.1.3. Phân tích động lực học cơ cấu kéo mái che:
Hình 4.2 - Sơ đồ phân tích động lực học cơ cấu đóng mở mái che.
Theo tiêu chuẩn, góc nghiêng α từ 15% – 25%. Chọn α = 20% ~ 11,3O.
P = m.g = 24230 (N)
Chiếu P lên Ox: Px = P. sin α = 4747,77 (N) Chiếu P lên Oy: N = Py = P. cos α = 23760,30 (N)
Bảng tra hệ số ma sát theo vật liệu. Bảng 4.2
Vật liệu Hệ số ma sát nghỉ Hệ số ma sát trượt
Thép trên thép 0,74 0,57
Gỗ trên gỗ 0,4 0,2
Cao su trên bê tông khô 0,9 0,7
Thủy tinh trên thủy tinh 0,9 0,4
Teflon trên teflon 0,04 0,04
Hệ số ma sát lăn:
Fms = ϻmsl. N = 541,73 (N)
Suy ra, T = Px + Fms = 5289,5 (N) 4.1.4. Tính chọn ray dẫn hướng:
Vật liệu chế tạo ray là thép có giới hạn bền kéo 750 MPa, giới hạn chảy 350 MPa.
Hình 4.3 – Hình dáng và kích thước ray chuyên dùng
Chọn kiểu ray P15 có các thông số sau: Bảng 4.3
Chiều cao h (mm) Chiều rộng của ray b1 (mm) Chiều rộng hữu ích b (mm) Chiều rộng đáy b2 (mm) Chiều dày thân ray T (mm) Khối lượng (Kg/m) 80 43 38 80 8,33 15 4.1.5. Tính chọn bánh xe: + Bánh xe dạng trụ, có hai thành bên.
+ Vật liệu chế tạo bằng thép C40. Bề mặt được nhiệt luyện đạt độ cứng 300~400 HB. Giới hạn bền: 569 MPa.
+ Đường kính bánh xe: Trong đó:
D Fmax
1,9bpL
Fmax = Py = 23760,3 (N)
b là chiều rộng hữu ích của ray; b = 35mm.
pL là áp suất giới hạn của bánh xe, phụ thuộc vào vật liệu chế tạo bánh xe; pL = 5,0 (MPa)
Suy ra, D 58,16(mm). Lấy D = 60 (mm)
+ Chiều rộng B của bánh xe: B = b + 15mm = 53 mm.
4.1.6. Tính chọn dây cáp:
- Chọn loại cáp: Cáp đơn.
- Tính chiều dài dây cáp: Lc = Llv + Lkc + Lat + Ldh Trong đó:
Llv là chiều dài làm việc của cáp. Llv = H.a; với a là số nhánh cáp treo vật. Lkc là chiều dài đoạn cáp nằm trong các kẹp cáp (Để cố định hai đầu cáp)
Lat là chiều dài đoạn cáp nằm trước các kẹp cáp, để giảm tải trọng tác dụng lên kẹp cáp, đảm bảo an toàn cho kẹp cáp.
Ldh là chiều dài đoạn cáp vòng qua các ròng rọc dẫn hướng.
Lc = 6800 + 660 + 660 + 4250 = 12370 (mm)
- Tính chọn đường kính của cáp:
Đường kính của dây cáp được chọn theo tiêu chuẩn theo điều kiện bền F0 <= [F] Trong đó, F0 là tải trọng tính, là lực kéo tính toán tác dụng lên cáp (N)
[F] là lực kéo cho phép F0 = Smax. Zp
Với Smax là lực căng lớn nhất trên dây cáp T, khi nâng tải (N)
Zp là hệ số an toàn sử dụng cáp. Giá trị của Zp được chọn tùy thuộc vào chế độ làm việc của cơ cấu nâng trong bảng sau:
Hệ số an toàn sử dụng cáp: Bảng 4.4
Vận tốc
nâng, m/s vn < 1 1 ≤ vn ≤ 2 2 ≤ vn ≤ 3 3 ≤ vn ≤ 4 4 ≤ vn ≤ 5
Zp 9 12 13 14 15
Suy ra Zp = 9
Vậy F0 = 5289,5 x 9 = 47605,54 (N)
Dựa vào bảng “Lực kéo cho phép của loại cáp theo tiêu chuẩn ӶOCT 30262-69 [1]”, ta chọn được loại cáp có các thông số sau:
Thông số cáp chọn được cho cơ cấu đóng mở mái che. Bảng 4.5
Đường kính cáp dc(mm) 6,7
Khối lượng tối thiểu/ 100m (kg) 23,45
Cấp độ bền (Mpa) 2000
Lực kéo cho phép [F] (KN) 48,5
4.1.7. Tính chọn tang quấn cáp:
- Chọn loại tang: Tang trơn.
- Chọn đường kính tang: D = D1 – dc. Trong đó D1 là đường kính tang kể đến tâm lớp cáp trong cùng.
Giá trị của D1 được lấy theo đường kính dc của cáp quấn trên tang, theo công thức D1 >= dc x e.
Giá trị của hệ số đường kính e được chọn tùy thuộc vào chế độ làm việc của cơ cấu, theo bảng sau:
Quan hệ tương ứng giữa chế độ làm việc và hệ số đường kính e. Bảng 4.6
Chế độ làm việc M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 Giá trị của e 11,2 12,5 14,0 16,0 18,0 20,0 22,4 25,0
Cơ cấu của chúng ta làm việc ở chế độ M1, giá trị của e = 11,2. Do đó, D1 >= 6,7 x 11,2 = 75,04 (mm)
Chọn D1 = 76,7 (mm)
- Chọn chiều dài của tang: (tang trơn) l = l0 + 2δ1;
Với δ1 là chiều dày thành tang của thành bên đầu tang;
δ1 = 0,01.D + 8 = 8,7 (mm). Lấy δ1 = 12 (mm) (để dễ điền đầy khuôn đúc)
l0 là chiều dài làm việc của tang (Chiều dài phần quấn cáp). Chiều dài l0 được tính như sau:
l0 = Z. (dc + 1,5 mm) (với Z là số vòng cáp quấn trên 1 lớp cáp)
Để tính Z, gọi m là số lớp cáp quấn trên tang, ta có công thức quan hệ giữa chiều dài cáp quấn trên tang và số lớp cáp m = 3:
Z = 9,56 (vòng). Lấy Z = 10 (vòng) Suy ra l0 = 82 (mm)
Suy ra Chiều dài tang: l = 82 + 2 x 12 = 106 (mm)