PHẦN II : TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY GIEO
1. Bộ phận cấy lỗ
2.3. Mặt bích ống phân phối tro
Chọn vật liệu chế tạo mặt bích là thép tấm CT3 Ta chọn kích thước mặt bích như sau:
Phần vành lắp vào ống: May-ơ mặt bích: Ø 2 0 0 2.4. Bộ phận cam
Để tro có thể trút xuống nhanh hơn thì cần có bộ phận tác động vào đáy
máng chứa tro. Ta chọn cơ cấu cam vì cấu tạo đơn giản, hoạt động hiệu quả. Cam được lắp chặc với trục của bộ phận phân phối tro và tác động vào đáy máng tro khi máng quayHìnhđếv4ị.trí57:cầKíchntrútthtroướxucmốngặt lbíchỗnhưốnghìnhphân73. Hìnhphối trodạng và kích thước chi tiết của cam được trình bày trên bản vẽ.
2.5. Con lăn nén tro
Để tro sau khi được phân phối xuống lỗ có được độ giẻ và có rãnh cần thiết cho việc gieo hạt ta cần sử dụng con lăn để nén tro. Con lăn có cấu tạo và hình dạng như hình 4.58. Kích thước cụm con lăn được trình bày trên bản vẽ.
Hình 4.59: Cụm con lăn nén tro
CBHD: Võ Thành Bắc Nguyễn Bồng
2.6. Thiết kế bộ truyền cho bộ phận phân phối tro
Bộ phận phân phối tro làm việc với yêu cầu độ chính xác về tỉ số truyền so với bộ phận cấy lỗ nên ta chọn loại truyền động xích. Theo kết quả tính tốn trên
ta có mỗi vịng làm việc của trục chính có ba lỗ được tạo ra. Trên ống phân phối tro ta lắp tại một vị trí có ba máng tro. Do đó ta có tỉ số truyền giữa trục chính và ống phân phối tro là i = 1
Do bộ truyền có cơng suất nhỏ nên ta chỉ thiết kế cho phù hợp với điều kiện làm việc và lắp đặt.
Sau khi thiết kế ta có thơng số bộ truyền như sau:
Chain properties
Chain : ISO 10190:1992 - Motor cycle chains Chain size designation
Pitch
Number of Chain Links Number of Chain Strands Minimum width between inner plates
Maximum Roller Diameter Maximum pin body diameter Maximum inner plate depth Maximum outer or intermediate h3
plate depth
Maximum width over bearing pins
Maximum inner plate width Maximum outer or intermediate t2
plate width
Chain bearing area Tensile Strength Specific Chain Mass Chain construction factor
Sprocket 1 properties: Toothed sprocket Sprocket 2 properties: Toothed sprocket Working conditions
Power Torque Speed Efficiency
Application Environment Lubrication
Power correction factors
Shock factor Service factor Sprocket size factor Strands factor Lubrication factor Center distance factor f5 Ratio factor
Chain power rating
Hình 4.60: Biểu đồ thể hiện phạm vi sử dụng của bộ truyền xích Results
Chain Speed Effective pull Centrifugal force
Maximum tension in chain span Static safety factor
Dynamic safety factor Bearing pressure
Permissible bearing pressure Specific friction factor Design power
Chain power rating
Chain service life for specified elongation th > Lh Chain link plates service life
Roller and bushing service life
Điều chỉnh ống phân phối tro khi lắp đặt lên khung sườn:
Do kết cấu cấu của guồng quay không cho phép lắp ống phân phối tro đúng vị trí thuận lợi để phân phối tro xuống lỗ. Do đó khi lắp bộ truyền xích truyền động giữa trục chính và ống phân phối tro ta cần điều chỉnh sao cho vị trí các máng chứa tro phù hợp với bộ phận cấy lỗ để công đoạn phân phối tro chính xác. Dựa vào sơ đồ hình 4.60 ta tính khoảng điều chỉnh của ống phân phối tro như sau:
CBHD: Võ Thành Bắc Nguyễn Bồng
Gọi j là góc giữa đường tâm máng chứa tro và phương thẳng đứng. l là khoảng cách giữa trục ống phân phối tro và bộ phận cấy lỗ
Hình 4.61: S ơ đồ vị trí tương đối giữ ố ng phân phối tro và bộ phận cấy lỗ Sau khi lắp ống phân phối tro và bộ phận cấy lỗ lên khung sườn ta có
l = 333mm . Theo tính tốn trong mục 1.1 khoảng cách giữa các lỗ được gieo là x = 232mm . Như vậy đường tâm thẳng đứng của ống phân phối tro cách vị trí lỗ được cấy phía trước một khoảng là
l1 = 333 - 232 = 101mm
Như vậy ta cần tính được góc j để khi xe di chuyển về phía trước thì máng tro quay đúng vị trí lỗ.
Theo lý thuyết, khi ống phân phối tro quay một vịng (3600) ta có tương ứng bốn lỗ được phân phối tương ứng với quãng đường máy gieo di chuyển được là S = 232.3 = 696mm
Ta có quy tc tam sut sau
360 đ 696 ị j = 101.360 » 520
j101696
Như vậy khi lắp đặt ống phân phối tro ta lắp sao cho góc giữa đường tâm đi qua máng tro hợp với phương đứng một góc j = 520 .
3. Trục đảo tro
Để tro khơng bị vón cục hay nén chặc gây khó khăn trong q trình phân phối tro, ta thiết kế trục đảo tro.
Yêu cầu làm việc của trục đảo tro là làm xốp tro trước khi tro vào máng chứa. Do đó ta thiết kế trục đảo tro có các cánh trộn. Qua thực nghiệm cho thấy vận tốc quay của trục n = 60vong / p thỏa yêu cầu làm việc.
Kích thước trục và cánh trộn:
Trục làm việc với tải khơng lớn nên ta chọn trục có đường kính ngồi
f = 22mm , tại vị trí ngồi ta lắp ổ bi nên trục được hạ bậc xuống còn f = 20mm . Và vị trí lắp đĩa xích là f18mm .
Sơ đồ kết cấu trục và bố trí cánh trộn được trình bày như hình 4.61
Thiết kế bộ truyền truyền động đến trục đảo tro: ta chọn bộ truyền xích vì tốc độ làm việc của trục khơng cao, bộ truyền ít lực tác dụng lên trục. Do trục có cơng suất nhỏ nên ta thiết kế bộ truyền phù hợp với điều kiện làm việc. Sauk hi thiết kế ta có thơng số bHìnhộtruy4ề.62:nnhSươsau:đồkết cấu trục đảo tro
Chain properties
Chain : ISO 10190:1992 - Motor cycle chains Chain size designation
Pitch
Number of Chain Links Number of Chain Strands Minimum width between inner plates
Maximum Roller Diameter Maximum pin body diameter Maximum inner plate depth Maximum outer or
intermediate plate depth Maximum width over bearing pins
Maximum inner plate width Maximum outer or
intermediate plate width Chain bearing area
Tensile Strength Specific Chain Mass Chain construction factor
Working conditions
Power Torque Speed Efficiency
Required service life
Maximum chain elongation ΔLmax Application
Environment Lubrication
Power correction factors
Shock factor Service factor Sprocket size factor Strands factor Lubrication factor Center distance factor f5 Ratio factor
Service life factor
CBHD: Võ Thành Bắc Nguyễn Bồng
Chain power rating
Hình 4.63: Biểu đồ thể hiện phạm vi sử dụng của bộ truyền xích
Results Chain Speed Effective pull Centrifugal force
Maximum tension in chain span Static safety factor
Dynamic safety factor Bearing pressure
Permissible bearing pressure Specific friction factor Design power
Chain power rating
Chain service life for specified elongation th > Lh Chain link plates service life
Roller and bushing service life
4. Bộ phận gieo:
4.1. Ống phân phối hạt
Chọn loại ống trụ bằng nhựa PVC có đường kính ngồi 150 mm để làm trục lấy hạt.(ống nhựa có khối lượng nhỏ, gia công dễ dàng, dễ thay thế khi sửa chữa…), Theo thiết kế máy gieo thực hiện việc gieo trên liếp có 4 hàng dọc và mỗi
chọn chiều dài của ống là l = 800mm . Trên bề mặt ống ta bố trí các lỗ có nhiệm vụ giữ hạt cho đến vị trí ống dẫn hạt và thả hạt xuống. Để làm được điều đó lỗ được bố trí trên ống phải có đường kính nhỏ hơn kích thước nhỏ nhất của hạt cải để tránh trường hợp lực hút làm hạt bị dính chặt vào lỗ, nhưng lỗ phải đủ lớn để tạo đủ áp suất hút và giữ hạt.
Gọi dmax và dmin lần lượt là kích thước cạnh lớn nhất và cạnh nhỏ nhất của hạt. Hạt cải củ có kích thước cạnh lớn nhất d max = 4mm và kích thước cạnh nhỏ nhất của hạt cải là dmin = 2.2mm . Vì vậy ta khoan lỗ có đường kính f2(mm) trên thân ống.
Bố trí lỗ hút hạt trên thân ống: ống phân phối hạt nhận truyền động trực tiếp từ bộ phận phân phối tro. Theo thiết kế trên ta có mỗi vịng quay của ống phân phối tro sẽ phân phối cho ba lỗ dưới mặt liếp. Do đó, để đơn giản ta bố trí số lượng lỗ trên ống sao cho mỗi vòng quay của ống phân phối cũng gieo được ba lỗ.
Vậy số lỗ trên một vòng tròn của ống phân phối hạt là ba lỗ.
4.2. Cụm con lăn trong thân ống
Để hạt sau khi được hút và giữ trên thân ống có thể rơi xuống tại vị trí ống dẫn hạt thì cần có cơ cấu làm mất áp suất hút tại các lỗ. Ta chọn cơ cấu kiểu con lăn như hình 78. Hình 4.64: Sơ đồ bố trí lỗ trên thân ống
Chọn lị xo: lị xo có nhiệm vụ làm con lăn ln tì lên thành ống ta chọn có nhiều loại lị xo khác nhau: lò xo kéo, lò xo nén và lò xo xoắn.. ta chọn kiểu lị xo xoắn vì nó có kích thước nhỏ gọn nhưng vẫn đảm bảo khả năng làm việc, Để nâng cao khả năng che kín lỗ khi con lăn lăn trên thành ống ta chọn vật liệu làm con lăn là cao su có khả năng đàn hồi .
CBHD: Võ Thành Bắc Nguyễn Bồng
4.3. Thùng chứa hạt và ống dẫn hạt
Thùng chứa hạt có nhiệm vụ cung cấp hạt cho ống gieo, ống dẫn hạt dẫn hạt từ ống gieo xuống mặt liếp. Do đó hình dáng và kết cấu của thùng phải phù hợp với ống gieo để việc lấy hạt được thực hiện một cách dễ dàng nhất, khơng gây thất thốt hạt và không làm hư hỏng hạt, ống dẫn hạt phải đạt yêu cầu dẫn hạt đồng loạt tại các vị trí gieo. Theo như trên ta chọn vật liệu làm ống gieo là ống nhựa PVC có đường kính ngồi 150mm, do đó thùng chứa hạt và ống dẫn hạt có hình dạng như hình 4.65 và hình 4.66
Kích thước thùng chứa hạt: thùng chứa hạt có kích thước đủ để chứa hạt trong q trình gieo nhưng thùng chứa cũng khơng nên có kích thước lớn q vì như vậy sẽ làm cồng kềnh và hao phí vật liệu. Ta tính kích thước thùng chứa hạt như sau:
Gọi s là số lượng hạt chứa trong 1cm3 thùng chứa. Qua khảo sát thực tế ta có giá trị trung bình của s là stb = 90hat / cm3 . Ta chọn thùng chứa có thể tích
Vthungchua = 120cm3 .
Chọn kích thước thùng chứa như hình vẽ:
4.4. Thiết kế trục
Bộ phận phân phối hạt có cơng suất nhỏ nên ta chọn trục theo điều kiện làm việc. Chọn loại trục là trục rỗng vì ta cần lấy khơng khí từ trong ống phân phối hạt ra để tạo áp suất hút hạt. Trên thân trục ta kht các lỗ để đưa khơng khí từ trong ống phân phối hạt ra ngồi. Kích thước và số lượng các lỗ trên trục phụ thuộc vào kích và số lượng lỗ được khoét trên thân ống phân phối hạt. Tuy nhiên
Hình 4.67: Kính thước ống dẫn hạt
ln đảm bảo tồng diện tích mặt cắt ngang của các lỗ trên trục phải lớn hơn tổng diện tích mặt cắt ngang của các lỗ trên thân ống để đảm bảo lực hút hạt. Kích thước lỗ được tính trong phần tính tốn quạt hút.
Kết cấu trục được thển hiện trên bản vẽ
4.5. Thiết kế bộ truyền cho bộ phận phân phối hạt
Tương tự như bộ phận phân phối tro, bộ phận phân phối hạt cũng có u cầu về độ chính xác tỉ số truyền, khơng cho phép có sự trượt trong khi truyền động. Do đó ta chọn kiểu truyền động xích. Bộ phận phân phối hạt có cơng suất nhỏ nên ta thiết kế bộ truyền phù hợp với điều kiện hoạt động.
Ta thiết kế được bộ truyền có các thơng số như sau:
Chain properties
CBHD: Võ Thành Bắc Nguyễn Bồng
Chain : ISO 10190:1992 - Motor cycle chains Chain size designation
Pitch
Number of Chain Links Number of Chain Strands Minimum width between inner plates
Maximum Roller Diameter Maximum pin body diameter Maximum inner plate depth Maximum outer or intermediate h3
plate depth
Maximum width over bearing pins
Maximum inner plate width Maximum outer or intermediate t2
plate width
Chain bearing area Tensile Strength Specific Chain Mass Chain construction factor
Working conditions
Power Torque Speed Efficiency
Required service life
Maximum chain elongation ΔLmax Application
Environment Lubrication
Power correction factors Shock factor
Service factor Sprocket size factor Strands factor Lubrication factor
Service life factor
Chain power rating
Hình 4.68 : Biểu đồ thể hiện khả năng hoạt động của bộ truyền
Results
Chain Speed Effective pull Centrifugal force
Maximum tension in chain span Static safety factor
Dynamic safety factor Bearing pressure
Permissible bearing pressure Specific friction factor Design power
Chain power rating
Chain service life for specified elongation Chain link plates service life
Roller and bushing service life
Dựa vào mơ hình lắp ráp ta đo được khoảng cách giữa vị trí hạt bắt đầu rơi đến mặt tro là x = 150mm , khoảng cách từ vị trí hạt rơi đến nọc cấy lỗ khi nọc đang ở phương đứng là: l = 437mm
Gọi b là góc giữa đường tâm lỗ giữ hạt và phương ngang.Do đó ta cần tính được vị trí của ống phân phối hạt sao cho khi hạt rơi chạm mặt tro đúng vị trí cần gieo hạt.
Theo cơng thức tính rơi tự do ta có:
S = 1
.gt 2 . Trong đó g là gia tốc trọng trường, t là thời gian rơi và S là 2
quãng đường vật rơi. Þ troi chạm mặt tro).
Như vậy khi hạt bắt đầu rơi thì vị trí lỗ chuẩn bị gieo hạt cần cách vị trí hạt rơi xuống một khoảng là
S1 = vmaygieo .troi = 0,69.0,17 = 0,117m = 117mm
Với là vận tốc tiến của máy gieo, troi là thời gian cần thiết để hạt
rơi chạm mặt tro.
Do khoảng cách từ vị trí hạt rơi đến vị trí nọc cấy lỗ là cố định nên ta chỉ có thể điều chỉnh góc b để hạt rơi đúng vị trí
Ta tính giá trị góc b như sau:
Gọi a là khoảng cách từ tâm lỗ chuẩn bị gieo hạt đến vị trí hạt rơi.
a = 201mm , theo tính tốn ta cần một khoảng S1 = 117mm
Þ khoảng dư là d = 201-117 = 84mm
Khi ống phân phối hạt quay 1 vịng (1200) thì tương ứng với một khoảng 3
di chuyển của xe là 232mm. Ta có quy tắc tam sut sau: 120 đ b ị b = 120.84 = 43,4o
232 84 232
ß
CBHD: Võ Thành Bắc Nguyễn Bồng
Hình 4.69: Sơ đồ khoảng cách khi lắp đặt
v
5. Tính tốn thiết kế quạt hút.5.1. Nhiệ m v ụ và yêu cầ u quạt hút 5.1. Nhiệ m v ụ và yêu cầ u quạt hút
Q uạt tạo áp suất thấ p trong ố ng phân phối hạt để hút hạt dính vào lỗ trên thân ống.
Yêu cầu của qu ạt là tạ o áp suất v ừa đủ để hút và gi ữ hạt, quạt khơng nên có cơng su ất lớ n q vì nh ư vậ y sẽ làm tổ n hao công su ất máy. Mặt khác, khi áp suất hút quá cao s ẽ làm hạt dính ch ặc vào lỗ trên ống phân phố i làm cho q trình gieo hạt khơng chính xác.
5.2. Tính tốn quạt hút và thiết kế truyền động cho quạt hút5.2.1. Tính tốn quạt hút 5.2.1. Tính tốn quạt hút
Chọn quạt li tâm kiểu kín
Gọi: FH là lực hút tác dụng lên mỗi hạt H là áp suất hút do quạt tạo ra
dtx : là diện tích bề mặt hạt tiếp xúc giữa hạt với lỗ trên thân ống
Ta có cơng thức: FH = H .dtx (1)
Ước lượng bề mặt hạt tiếp xúc với lỗ trên thân ống nhỏ nhất bằng tiết diện cắt ngang của lỗ
Hay dtx = Slơ
Ta có : Slơ = p .r 2 (r là bán kính lỗ) Þ dtx = Slô = p (mm 2 )
Từ (1) và (2) ta có: FH = H .p.r 2 (3)
Để giữ được hạt trên ống phân phối hạt trong lúc ống quay thì FH > G + Fl (4)
Trong đó : G = g.m : trọng lượng của hạt Fi = m.R.w 2 : lực li tâm
m : khối lượng của hạt m = 0,072.10-3 kg
R : bán kính của ống phân phối hạt ( R = 0,1m ) w : vận tốc góc của ống phân phối (w = prad / s ) Từ (3) và (4) ta có : H .p .r 2 > G + Fl = m(g + R.w 2 ) Û H > m . (g + R.w 2 ) p.r 2 ÛH > 0,072.10-3 .(9,8 + 0,1.4p 2 ) » 315N / m2 p.0,0012
V = b ' . 2H
r
Trong đó : r là trọng lượng riêng của khơng khí
b ' là hệ số co hẹp dòng, chọn b ' = 1 Þ V = . 2.315 » 22m / s
1,3
Lưu lượng dịng khí qua lỗ:
Q =V.S
Với S là tiết diện mặt cắt ngang của lỗ giữ hạt, lỗ có đường kính d = 2mm