Bảng tổng hợp những cải tiến của máy đóng bầu đất
STT Chi tiết cải tiến Nội dung cải tiến Hiệu quả 1 Mâm xoay Tăng số lượng ống từ 6 lên
8 ống
Tăng năng suất 2 Cơ cấu đẩy mâm xoay Thay đổi kết cấu Cơ cấu hoạt động
tốt hơn 3 Bunke và cánh trộn
vật liệu
Thay đổi kết cấu cánh trộn và bunke
Tăng thể tích và trộn đều hơn 4 Cơ cấu ép liệu Thay đổi cơ cấu truyền
động
Cơ cấu hoạt động ổn định hơn 5 Cơ cấu định vị túi bầu Thay đổi cơ cấu truyền
động
Cơ cấu hoạt động hiệu quả hơn
83
5.3 Thực nghiệm:
Độ chặc hợp lý của ruột bầu là thông số quan trọng để tạo ra hỗn hợp ruột bầu có độ chặc đảm bảo cho việc gieo ươm cây giống phát triển tốt .
Đất có tính chất là dưới tác dụng của các tác động cơ học như rung nén,nên các hạt đất di chuyển tương đối với nhau tạo nên một kết cấu chặt hơn. Tính chất này của đất thuận lợi cho việc dùng đất làm vật liệu trong sản xuất nói chung.Đất để sử dụng trong sản xuất phải đạt đến độ chặc cần thiết mới đảm bảo tính thấm, tính mao dẫn nhỏ, vật liệu làm bằng đất mới bền vững và ổn định cần thiết.
Mục tiêu là xác định độ chặt hợp lý của đất, nếu độ chặt của bầu đất quá nhỏ thì năng lượng ép đất sẽ tiêu hao vào việc khắc phục lực ma sát giữa các hạt đất trong quá trình chuyển dịch mà khơng làm cho đất chặt lại với nhau dẫn đến bầu dễ vỡ. Ngược lại, khi độ chặt của bầu quá lớn sẽ ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát triển của cây, việc xác định độ chặt của đất được tiến hành trên cơ sở thí nghiệm như sau:
- Chuẩn bị mẫu làm thí nghiệm: sử dụng mẫu hỗn hợp ruột bầu cho cây giống bơ và xoài tại vườm ươm cây giống Ngọc Diệp(Tân Uyên-Bình Dương) để làm thí nghiệm trong thời điểm mà cơng nhân đang tiến hành đóng bầu và coi các mẫu đó là đảm bảo tiêu chuẩn về thành phần hỗn hợp cũng như độ ẩm và độ chặt cần thiết.Hỗn hợp bao gồm: 30% đất + 50% mụn dừa + 10% tro trấu + 5% phân bò(gà) + 5% thành phần khác
- Xác định tỷ khối của đất đã nén đến độ chặc cần thiết với vỏ bầu là vật liệu Polyetylen (P.E) kích thước (d=120mm, h=270mm) được xản xuất theo kinh nghiệm của các công nhân bằng phương pháp thủ cơng tại vườn ươm, với mẫu thí nghiệm là 50 bầu, kết quả thí nghiệm thể hiện trong bảng 5.2
- Cơng thức tính tỷ khối: 𝛾𝑑 =𝑚𝑑
𝑉𝑐 (5-1)
Trong đó md: khối lượng đất lấy theo thực nghiệm
Thí nghiệm trên máy được tiến hành trong 1 giờ với sự hổ trợ của 4 công,công suất máy được kiểm định theo số lượng bầu được đóng trong vịng 1 giờ
84 STT Mẫu Thử Chiều cao(mm) Đường kính túi (mm) Trọng lượng(kg) 1 MTT1 220 122 2.4 2 MTT2 190 121 1.8 3 MTT3 185 120.5 1.7 4 MTT4 210 123 2.3 5 MTT5 200 122 2.2 6 MTT6 185 121 1.9 7 MTT7 200 120 2 8 MTT8 175 120.6 1.7 9 MTT9 210 122 2.2 10 MTT10 190 121 1.8 11 MTT11 220 120 2.3 12 MTT12 200 121 2.1 13 MTT13 190 120 1.9 14 MTT14 195 122 2 15 MTT15 175 119.5 1.8 16 MTT16 205 121 2.1 17 MTT17 200 120.6 2 18 MTT18 205 122 2.2 19 MTT19 195 120.5 1.9 20 MTT20 170 121 1.8 21 MTT21 215 120.3 2 22 MTT22 209 121 2.1 23 MTT23 180 121 2 24 MTT24 175 123 1.9 25 MTT25 215 120 2 26 MTT26 204 120.6 2 27 MTT27 200 120.3 2.1 28 MTT28 185 120 1.9 29 MTT29 225 120.5 2.4 30 MTT30 200 120 2.2 31 MTT31 210 119.5 2 32 MTT32 190 120.1 1.9 33 MTT33 180 120.7 1.8
85 34 MTT34 208 120.5 2 35 MTT35 195 120 1.8 36 MTT36 190 121 1.9 37 MTT37 204 122 2.1 38 MTT38 200 120 1.9 39 MTT39 204 119.4 2 40 MTT40 195 120.5 2.4 41 MTT41 205 121 2.1 42 MTT42 210 120.3 2 43 MTT43 175 122 2.2 44 MTT44 200 120.1 1.9 45 MTT45 225 120.3 2.2 46 MTT46 195 121.5 2 47 MTT47 230 120.1 2.3 48 MTT48 190 122 2 49 MTT49 205 121.5 2.2 50 MTT50 215 121 2 Gía trị trung bình 199.08 120.818 2.028
Bảng 5.2: Bảng kết quả thí nghiệm tỷ khối đất ép bầu thủ cơng
Từ bảng 5.2 ta thấy rằng: trọng lượng trung bình của bầu đất md = 2028g, chiều cao trung bình của bầu h = 199 mm
Thể tích túi bầu: 𝑉𝑐 =3.14.122.19,9
4 = 2260 cm3
Thay vào cơng thức 5-1 ta tính được tỷ khối của đất bầu đã đóng:
𝛾𝑑𝑡 =𝑚𝑑
𝑉𝑐 =2028
86 1.Kết quả mẫu 1: Hình 5.15: Kết quả mẫu 1 2.Kết quả mẫu 2: Hình 5.16: Kết quả mẫu 2
87 3.Kết quả mẫu 3: Hình 5.17: Kết quả mẫu 3 4.Kết quả mẫu 4: Hình 5.18: Kết quả mẫu 4
88 5.Kết quả mẫu 5: Hình 5.19: Kết quả mẫu 5 6.Kết quả mẫu 6: Hình 5.20: Kết quả mẫu 6
89
Tiến hành đo 50 mẫu thí nghiệm và có kết quả như trong bảng 5.3 :
STT Mẫu Thử Chiều cao(mm) Đường kính túi (mm) lượng(kg) Trọng
1 MT1 200 120 2 2 MT2 205 120.5 2 3 MT3 198 120 2 4 MT4 200 120 1.9 5 MT5 200 121 2 6 MT6 201.5 119 1.85 7 MT7 203 120 2.2 8 MT8 199.6 120 1.8 9 MT9 200.5 120.3 1.95 10 MT10 204 120 2.2 11 MT11 200 120.4 2 12 MT12 203 120.5 2.1 13 MT13 201.4 120 1.9 14 MT14 200 120 2 15 MT15 202 120.5 2.05 16 MT16 200 120.2 2 17 MT17 198.5 120.1 1.8 18 MT18 201 121 2.3 19 MT19 195 120 1.85 20 MT20 198 120.3 1.9 21 MT21 203 120 2.1 22 MT22 199.7 120.5 1.96 23 MT23 196.4 120.5 1.9 24 MT24 200 120 2 25 MT25 200 120.2 2 26 MT26 201 120 2.2 27 MT27 199 120.3 1.9 28 MT28 197.5 120.6 1.8 29 MT29 200 120 2 30 MT30 200 120 2.2 31 MT31 187.3 120.4 1.86 32 MT32 201 120.1 2
90 33 MT33 203 120 2.3 34 MT34 198 120.5 1.94 35 MT35 196 120.4 1.92 36 MT36 204 120 2.2 37 MT37 198 120.2 2 38 MT38 200 119 2 39 MT39 200 120.1 2 40 MT40 200 120.1 2.2 41 MT41 199 120.2 1.97 42 MT42 198 120.3 1.95 43 MT43 200.5 120 2 44 MT44 205 120.1 2.3 45 MT45 199.5 120.2 2 46 MT46 200 120 2 47 MT47 201 120.1 2.1 48 MT48 196 120 1.98 49 MT49 204 120.3 2.2 50 MT50 202 120.2 2.1 Gia trị trung bình 199.988 120.162 2.0176
Bảng 5.3: Bảng kết quả thí nghiệm tỷ khối đất ép bầu bằng máy
Từ bảng 5.3 ta thấy rằng: trọng lượng trung bình của bầu đất md = 2018g, chiều cao trung bình của bầu h = 200 mm
Thể tích túi bầu: 𝑉𝑐 =3.14.122.20
4 = 2260,8 cm3
Thay vào cơng thức 5-1 ta tính được tỷ khối của đất bầu đã đóng:
𝛾𝑑𝑚 =𝑚𝑑
𝑉𝑐 = 2018
2260,8= 0,9 (𝑔/𝑐𝑚3)
So sánh 2 kết quả ta nhận thấy rằng : 𝛾𝑑𝑡 = 𝛾𝑑𝑚 = 0,9 (𝑔/𝑐𝑚3)
*Phân tích kết quả mẫu thu được:
Dùng phần mềm IBM SPSS Statistics 20 để phân tích các giá trị trung bình,min,max,sai lệch chuẩn,phương sai của 50 mẫu thực nghiệm ở trên và ta có kết quả trong bảng 5.4 và 5.5
91
Descriptive Statistics
N Minimum Maximum Mean Std. Deviation Variance
Chiều cao bầu máy đóng 50 187.3 205.0 199.988 2.9030 8.428
Đường kính bầu đóng 50 119.0 121.0 120.162 .3434 .118
Trọng lượng bầu máy đóng 50 1.80 2.30 2.0176 .13011 .017
Valid N (listwise) 50
Bảng 5.4: Thống kê mô tả mẫu thực nghiệm của máy Descriptive Statistics Descriptive Statistics
N Minimum Maximum Mean Std. Deviation Variance
Chiều cao bầu công nhân làm 50 170.00 230.00 199.0800 14.19664 201.544
Đường kính bầu cơng nhân làm 50 119.40 123.00 120.8180 .85850 .737
Trọng lượng bầu công nhân làm 50 1.70 2.40 2.0280 .17847 .032
Valid N (listwise) 50
Bảng 5.5: Thống kê mô tả mẫu của cơng nhân đóng Dùng hàm T-test trong SPSS 20 để so sánh kết quả giữa bầu đất do cơng nhân làm thủ cơng và do máy đóng bầu đất đóng,ta có kết quả so sánh như bên dưới:
Paired Samples Statistics
Mean N Std. Deviation Std. Error Mean
Pair 1
Chiều cao bầu máy đóng 199.988 50 2.9030 .4106
Chiều cao bầu công nhân
làm 199.0800 50 14.19664 2.00771
Pair 2
Đường kính bầu đóng 120.162 50 .3434 .0486
Đường kính bầu cơng nhân
làm 120.8180 50 .85850 .12141
Pair 3
Trọng lượng bầu máy đóng 2.0176 50 .13011 .01840
Trọng lượng bầu công nhân
92
Paired Samples Correlations
N Correlation Sig.
Pair 1 Chiều cao bầu máy đóng &
Chiều cao bầu công nhân làm 50 -.028 .845
Pair 2 Đường kính bầu đóng & Đường
kính bầu công nhân làm 50 .058 .687
Pair 3
Trọng lượng bầu máy đóng & Trọng lượng bầu công nhân làm
50 .153 .288
Paired Samples Test
Paired Differences t df Sig.
(2- tailed ) Mean Std. Deviation Std. Error Mean 95% Confidence Interval of the Difference Lower Upper Pair 1
Chiều cao bầu máy đóng - Chiều cao bầu cơng nhân làm .9080 14.57082 2.06063 -3.23298 5.04898 .441 49 .661 Pair 2 Đường kính bầu đóng - Đường kính bầu cơng nhân làm -.6560 .90580 .12810 -.91343 -.39857 -5.121 49 .000 Pair 3 Trọng lượng bầu máy đóng - Trọng lượng bầu cơng nhân làm
-.0104 .20412 .02887 -.06841 .04761 -.360 49 .720
Bảng 5.6: Bảng T-Test so sánh thông số bầu đất do cơng nhân và máy đóng
Từ bảng tổng hợp các mẫu thí nghiệm ta kết luận như sau:
- Máy hoạt động ổn định với các thành phần vật liệu trộn giống nhau với thời gian thí nghiệm trong 1h và số bầu đất thu được là 950 bầu đạt 95% công suất thiết kế.
93
- Chất lượng bầu có độ đồng đều cao.
- Với 1 máy đóng bầu đất có thể thay thế cho 5 người đóng bầu.
5.4 Tính tốn hiệu quả kinh tế:
* Chi phí đóng bầu thủ cơng:
Với 1 cơng lao động (150,000 đ/ngày) là được 1600 bầu.
Tổng số lượng đất đóng trong 1 ngày là: mdt = 2.1600 = 3200 kg Chi phí cho đất trồng là : 3,500 đ/kg
Chi phí giá thể cho 1600 bầu là : Tđ1 = 3,500.3200 = 11,200,000 đ Chi phí cho túi bầu (1000 đ/cái): Tt1 = 1000.1600 = 1,600,000 đ Tổng chi phí cho 1 cơng lao động trong 1 ngày là:
Tđ = 150,000 + 11,200,000 + 1,600,000 = 12,950,000 đ Giá bán 8,200 đ/bầu ta có tiền lãi của 1 cơng lao động/ngày: Tl1 = 1600.8,200 – 12,950,000 = 170,000 đ/người.
* Chi phí đóng bầu bằng máy:
Máy đóng bầu: 30,000,000 đ, thời gian dự trù thu hồi vốn 1 năm suy ra khấu trừ hao mịn máy/ngày là : 82,000 /ngày
Chi phí cho nhân công vận hành máy (2 người): 150,000.2 = 300,000 đ/ngày Số lượng bầu đóng trong 1 ngày (8h): 950.8 = 7600 bầu/ngày
Tổng số lượng đất đóng trong 1 ngày là: mdm = 2.7600 = 15,200 kg Tổng giá thể cho 7600 bầu là: Td2 = 15,200.3,500 = 53,200,000 đ Chi phí cho túi bầu (1000 đ/cái): Tt2 = 7600.1000 = 7,600,000 đ Chi phí điện năng cho ngày: 16kw.2,500 đ = 40,000 đ
94
Tm = 300,000 + 53,200,000 + 7,600,000 + 40,000 + 82,000 = 61,222,000 đ Giá bán 8,200 đ/bầu ta có tiền lãi của máy/ngày:
Tl2 = 7,600.8,200 – 61,222,000 = 1,098,000 đ
So sánh 2 giá trị 𝑇𝑙2
𝑇𝑙1 =1098000
170000 ≈ 6,5
95
Chương VI
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
6.1. Kết luận
Sau thời gian nghiên cứu, thiết kế, tính tốn, chế tạo và kiểm nghiệm q trình hoạt động của máy đóng bầu đất.Luận văn đã được hồn thành và đạt được các kết quả sau:
Đề xuất được qui trình cơng nghệ của máy, máy có khả năng vận hành dễ dàng. Xác định được ngun lý, đề xuất quy trình đóng bầu đất.
Phân tích, lựa chọn phương án thiết kế phù hợp với nhu cầu thực tế. Tính tốn và thiết kế các cụm chi tiết của máy.
Chế tạo thử nghiệm máy đóng bầu đất. Hồn chỉnh thiết kế máy đóng bầu đất.
6.2. Kiến nghị
Do thời gian, điều kiện nghiên cứu và chế tạo còn hạn chế nên đề tài còn một số điểm chưa được hồn thiện. Vì vậy, tác giả đề xuất một số giải pháp nhằm giúp đề tài hoàn thiện hơn:
Thiết kế tinh gọn hơn các kết cấu của máy;
Thêm bộ phận giảm chấn để chống rung khi máy hoạt động;
Nghiên cứu phát triển bộ truyền động để có cơ cấu gọn gàng và hoạt động ổn định hơn.
96
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Theo quyết định Số : 18/2007/QĐ-TTg của thủ tướng chính phủ ban hành ngày 5 tháng 2 năm 2007 phê duyệt chiến lược phát triển lâm nghiệp Việt Nam giai đoạn 2006 – 2020
2. Ngô Quang Đê, Nguyễn Hữu Vĩnh, 1997, Giáo trình trồng rừng trường đại học lâm nghiệp, nhà xuất bản Nông Nghiệp- Hà Nội
3. Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, 1999, Thiết kế chi tiết máy, nhà xuất bản giáo dục- Hà Nội
4. Tôn Thất Minh, 2000, Máy và thiết bị vận chuyển và định lượng, Đại học bách khoa- Hà Nội
5. Lê Văn Thái, 2003, Nghiên cứu áp dụng bầu không vỏ sản xuất cây giống lâm nghiệp
6. Lê Văn Thái, 2002, Nghiên cứu xác định một số tính chất cơ lý của hỗ hợp ruột bầu ươm cây giống lâm nghiệp, báo cáo khoa học đề tài cấp trường năm 2002 7. Nguyễn Thiện Luân, Trần Văn Tuấn, Nguyễn Thị Thanh Mai, Nguyễn Kiến
Anh, Máy sản xuất vật liệu và cấu kiện xây dựng, 1995, Nhà xuất bản xây dựng- Hà Nội
8. Dự án UNDP/FAO VIE/92/022, 1995, Kỹ thuật vườm ươm, nhà xuất bản Nông Nghiệp- Hà Nội
9. Hệ thống thiết bị trong dây chuyền sản xuất cây giống Hàn Quốc
10. Ake Wahlqrist, 1971, The Kopparfors system for the production of Plants and manual Planting- Stockholm Swenden.
11. C- Mac Nursery and Hoticultural Equiment
12. Hirayde Takeshi, 1995, Soi Supplying Device For Seedling- Raising Container, Patent abtracts.
13. Sato Kenjiro, 1992, Device For Filling Soil in Nursery Container, Patent JP 4237435
97
14. Takeno Sadao, Omae kensuke, 1997, Nutritive soil supplier For Pot Tray, Patent Abtracts of Japan.
15. Walter, L Geordgi, Apparatus For Filling and Packing Soil, United States Patent.
16. www.Blackmoreco.com
17.Trịnh Chất-Lê Văn Uyển.Tính tốn thiết kế hệ dẫn động cơ khí,2006, nhà xuất bản giáo dục.
98
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP ĐỂ CẢI TIẾN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY ĐÓNG BẦU ĐẤT ƯƠM CÂY GIỐNG NHẰM NÂNG CAO NĂNG
SUẤT HOẠT ĐỘNG.
RESEARCHING DESIGN DEVELOPMENT AND MANUFACTURING THE POTTING MACHINE FOR INCREASE THE EFFICIENCY OF WORK
Nguyễn Hữu Tấn1a, Trương Nguyễn Luân Vũ1b
1Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM
ahuutan2711@gmail.com,bvuluantn@hcmute.edu.vn
TÓM TẮT:
Hiện nay ở nước ta cần một số lượng rất lớn cây giống mỗi năm để đáp ứng nhu cầu trồng rừng và cây ăn quả, hầu hết các loại cây giống được sản xuất trong bầu ươm và ở nước ta hiện nay việc đóng bầu ươm cây giống vẫn cịn thực hiện một cách thủ công từ khâu trộn đất đến khâu đóng bầu, do đó để giảm chi phí, tăng hiệu quả cơng việc, nâng cao chất lượng bầu đất thì việc nghiên cứu và chế tạo máy đóng bầu đất cho việc ươm cây giống là rất cần thiết.
Thông số cơ bản của máy: Kích thướt máy: 1207x1440x1664(mm) Năng suất 1000 bầu/h
Độ chặc của bầu 2,1 kg/dm3
Độ không đồng đều 10%
Từ khóa: cây giống, bầu ươm, trộn đất… ABSTRACT
Currently, our country needs a large number of seedlings as per year to meet the needs of afforestation and fruit trees, most of the seedlings are produced in nurseries and in our country the current crop of nursery. The seeds are still handled from the stage of mixing the soil to the stage of potting, so to reduce costs, increase the efficiency of work and improve the quality of the soil, Therefore, the research and manufacture of soil compactors for seedling nursing is very necessary.
99
Specs: Dimensions: 1207L x 1440W x 1664H (mm)