Sử dụng máy băm thái ngọn lá mắa ựể băm thái và rải sản phẩm trên mặt ựồng có bộ phận làm việc gồm roto trên có lắp dao bằng khớp bản lề. Khi làm việc roto quay dưới tác dụng của mômen truyền tới từ trục thu công suất của máy kéo, ngọn lá mắa sẽ ựược băm thái và tung sản phẩm thái ra mặt ựồng. Trong thời gian qua ựã có nhiều cơ quan ựơn vị ựầu tư nghiên cứu và chế tạo thử nghiệm loại máy này. Viện Cơ điện nông nghiệp ựã thiết kế mẫu băm thái kiểu hai giai ựoạn: Giai ựoạn 1 vơ gom vật liệu, giai ựoạn 2 cát thái
Mẫu máy có ưu ựiểm là cắt tốt nhưng bộ phận gom thường bị sót và hay hỏng. Mẫu máy ựã thử nghiệm tại Nông trường Hà Trung (Thanh Hóa) nhưng chưa ựược người sử dụng chấp nhận.
Khoa Cơ điện Ờ trường đại học Nông nghiệp Hà Nội ựã thiết kế mẫu máy băm thái BTLM-1,2 theo nguyên lý lắp dao khớp bản lề trên roto, có chiều quay ngược với chiều quay của phay ựất. Qua các lần thử nghiệm tại trại giống mắa của Công ty Cổ phần Mắa đường Lam Sơn (Thanh Hóa) cho thấy mẫu máy ựã khắc phục ựược các nhược ựiểm ở một số mẫu máy khác.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ...23
Máy ựáp ứng các yêu cầu cơ bản của khâu băm thái lá mắa và ựã ựược hội ựồng nghiệm thu cấp nhà nước công nhận. Song do thời gian còn hạn chế việc nghiên cứu ựể hoàn thiện thiết kế và công nghệ chưa ựược ựầu tư thắch ựáng. để mẫu máy này sớm chuyển giao vào sản xuất cần nghiên cứu tiếp ựể hoàn thiện thiết kế và công nghệ chế tạo mẫu máy.
Nhận xét:
- Cây mắa tiếp tục ựược quan tâm ựầu từ phát triển trong thời gian tới, Muốn tăng năng suất, giảm giá thành ựể tăng khả năng cạnh tranh của ngành mắa ựường nước ta với các nước trong khu vực và trên thế giới cần phải ựầu tư cơ giới hóa canh tác mắa cùng với các biệp pháp thâm canh và ứng dụng các tiến bộ khoa học khác như sinh học, hóa học Ầ.
- Nhu cầu sử dụng ngọn lá mắa ựể làm phân bón, che phủ ựất tăng lượng mùn hữu cơ, bổ xung các nguyên tố khoáng cải tạo ựất và tăng khả
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ...24
năng canh tác của ựất trồng mắa, bảo vệ tài nguyên ựất là rất cần thiết ựang ựược Nhà nước, ngành mắa ựường và người trồng mắa quan tâm ựặc biệt.
- Trong ựiều kiện tự nhiên, kinh tế, trình ựộ công nghệ, tập quán canh tác và khả năng lao ựộng của nước ta hiện nay, phương pháp xử lý ngọn lá mắa bằng công cụ băm thái và rải sản phẩn trên mặt ựồng như máy BTLM-1,2 của trường đại học nông nghiệp Hà nội có tắnh khả thi cao hơn các giải pháp khác và ựược các cơ sở trồng mắa ựón nhận.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ...25
CHƯƠNG 2
KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BĂM THÁI LÁ MÍA BTLM-1,2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
HOÀN THIỆN THIẾT KẾ VÀ CÔNG NGHỆ MẪU MÁY 2.1. Kết cấu và nguyên lý làm việc của máy băm thái lá mái BTLM Ờ 1,2
2.1.1. Kết cấu của máy băm thái lá mắa BTLM Ờ 1,2
Máy có bộ phận băm thái kiểu dao búa lắp trên rôto trục ngang treo sau máy kéo MTZ.80/82. Khi băm thái ngọn lá mắa, các dao cắt có thể cắt nhỏ và vò dập nát ngọn, lá mắa sau ựó trải ựều trên mặt ựồng. Kết cấu của máy ựược biểu diễn trên hình 2.1.
Máy băm thái lá mắa BTLM -1,2 gồm các bộ phận sau: 1. Khung máy. 2. Bộ truyền bánh răng côn. 3. Trục chủ ựộng . 4. Bộ truyền xắch.
5. Bánh xe. 6. Nắp che bộ truyền xắch. 7. Trục trống quay. 8. Trống quay
9. Dao. 10. Tấm kê. 11. Nắp che.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ...26
Hình 2.2 - Mô hình máy băm thái lá mắa
2.1.2. Nguyên lý làm việc.
Bộ phận công tác nhận nguồn ựộng lực từ máy kéo qua truyền ựộng bánh răng công 2 vào trục chủ ựộng 3, truyền ựộng từ trục 3 sang trục 7 nhờ bộ truyền ựộng xắch 4. Làm cho trống 8 trên ựó có lắp các dao cắt 9 quay theo ngược chiều với chiều phay ựất. Dưới tác dụng của lực ly tâm các dao ựược duỗi thẳng ra ở vị trắ làm việc theo hướng ựường kắnh ngoài của trống quay. Khi dao ựi xuống ở vị trắ thấp nhất sẽ gặp vật liệu cắt (ngọn lá mắa) và vơ vật
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ...27
liệu lên ựến tấm kê và thực hiện nhiệm vụ cắt nhỏ vật liệu rồi phun về phắa sau như hình 2.2.
2.1.3. Những ưu nhược ựiểm của mẫu máy BTLM Ờ 1,2 2.1.3.1 Ưu ựiểm 2.1.3.1 Ưu ựiểm
Qua nhiều thắ nghiệm ta thấy máy BTLM-1,2 có những ưu ựiểm sau: - Về nguyên lý hoạt ựộng của máy theo kiểu các dao ựược lắp lỏng trên trống quay theo chiều phay ngược có nhiều ưu việt hơn so với các nguyên lý của các máy khác. Kết quả khảo nghiệm mãu máy BTLM-1,2 cho trên bảng 2.1.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ...28
Bảng 2.1 Kết quả khảo nghiệm của máy
Số truyền của máy kéo Vm (m/s) Thông số ựộng học (λ = d m V V ) Lượng cung cấp (Kg/s) Chiều dài TB ựoạn thái (mm) độ dập nát (%) Lượng sản phẩm không ựạt yêu cầu (kg/m2) Tình trạng ựộng cơ Ghi chú I (0,576) 46.87 0.829 155 100 0.02 Bình thường đạt yêu cầu II (1,05) 25.7 1.512 197 100 0.18 Bình thường đạt yêu cầu III (1,7) 15.88 2.448 232 100 0.25 Bình thường đạt yêu cầu IV (2,14) 12.6 3.081 318 80 0.35 Bình thường Còn sót (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bảng 2.2 Bảng kết quả thắ nghiệp ở số truyền 3 và 4
Số truyền của máy kéo Vm (m/s) Thông số ựộng học (λ = d m V V ) Lượng cung cấp Kg/s Chiều dài TB ựoạn thái (mm) độ dập nát (%) Lượng sản phẩm không ựạt yêu cầu (kg/m2) Tình trạng ựộng cơ Ghi chú III(1,7) 20 2.448 190 100 0.21 Bình thường đạt yêu cầu IV(2,14) 15.9 3.08 218 100 0.25 Bình thường Máy rung Kết quả thử nghiệm cho thấy:
Ở chế ựộ Vd = 27 m/s máy làm việc ựảm bảo yêu cầu kỹ thuật ở số truyền I, II, III. Ở số truyền IV sản phẩm sau khi băm thái bị sót nhiều do chế ựộ ựộng học không ựúng.
Ở chế ựộ Vd = 34 m/s chỉ thử nghiệm ở số truyền III và IV máy làm việc ựạt yêu cầu, ở số truyền IV máy làm việc rung hơn do kết cấu chưa hợp lý.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ...29
Xem xét mặt ựồng sau khi băm thái một lượt, tiến hành lấy mẫu ựánh giá chất lượng băm thái. Ta có kết quả như bảng sau.
Bảng 2.3 Chất lượng băm thái
Kết quả lựa chọn Stt Trọng lượng mẫu (kg/m2) > 35cm (kg) (20- 34)cm (kg) < 20cm (kg) Tỷ lệ của K so với tổng số (%) Bề rộng trung bình (cm) độ dập nát (%) Số gốc bị dập 1 0.540 0.036 0.072 0.362 6.7 2.8 100 0 2 0.960 0.11 0.32 0.53 11.4 1.7 100 2 3 1.22 0.23 0.41 0.58 19 2.85 100 1 4 1.4 0.250 0.46 0.0696 17.8 2.5 100 0 5 1.31 0.212 0.61 0.488 16.2 3.8 100 1 TB 1.086 0.1676 2.73
Số lượng sản phẩm thu hồi ựược trung bình là 1.086 kg/m2 ựạt 90,5% so với khối lượng ngọn lá mắa xác ựịnh trước khi tiến hành băm thái ựiều ựó chứng tỏ 9,5% khối lượng lá mắa ựã bị nát vụn trộn vào trong ựất.
Gần 40% khối lượng ựoạn băm thái ựược trộn ựất và hơn 80% khối lượng ựoạn băm thái ựược băm nát. Bề rộng trung bình của ựoạn sản phẩm sau khi băm thái là 2.73 cm chứng tỏ 100% sản phẩm ựã ựược nứt dọc. Ruộng mắa sau khi băm thái ựủ ựiều kiện ựể tiến hành các khâu canh tác tiếp theo.
Số lượng gốc mắa hư hại: (những gốc mắa bị vỡ, dập, lốc Ầ) nằm trong khoảng cho phép 4 gốc/10m dài. Một số gốc bị cắt phần ruột, phần vỏ còn lại khi xem xét không bị hư hại vẫn còn khả năng nảy mầm.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ...30
Hình 2.5-Ảnh ngọn lá mắa sau khi băm thái Hình 2.4- Ảnh máy ựang công tác
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ...31
2.1.3.2 Nhược ựiểm
Qua các thắ nghiệm ta thấy mẫu máy còn có những tồn tại sau ựây: - Tỷ lệ lá ựược cắt nhỏ còn thấp, chủ yếu lá mắa mới bị vò nát do ựó sau khi băm thái các khâu canh tác tiếp theo như chăm xóc, làm ựất vẫn còn tình trạng lá quấn vào bộ phận làm việc của máy canh tác.
- độ bền của dao kém, lưỡi dao nhanh mòn, lỗ và chốt dao nhanh bị hỏng.
2.2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu hoàn thiện thiết kế và công nghệ chế tạo mẫu máy nghệ chế tạo mẫu máy
2.2.1. Mục ựắch nghiên cứu
để khắc phục các nhược ựiểm của mẫu máy hiện tại ựề tài cần phải tắnh toán kiểm tra xác ựịnh các thông số ựộng học, ựộng lực học và các thông số cấu tạo ựể lựa chọn chế ựộ làm việc hợp lý của máy ựồng thời nghiên cứu quy trình công nghệ chế tạo các bộ phận làm việc chắnh của mẫu máy làm cơ sở chuyển giao mẫu máy vào sản xuất.
2.2.2. Nội dung nghiên cứu
Do ựiều kiện thời gian còn hạn chế cho nên ựề tài chỉ tập trung hoàn thiện thiết kế và công nghệ chế tạo bộ phận băm thái của máy bao gồm dao, chốt dao và trống.lắp dao.
2.2.2.1. Hoàn thiện thiết kế
- Tắnh toán kiểm tra vận tốc cắt của dao.
- Tìm giải pháp hạn chế xung lực va chạm tại chốt dao ựể nâng cao ựộ bền. - Thiết kế lại kết cấu dao cắt và chốt thỏa mãn các yêu cầu ựặt ra.
2.2.2.2. Hoàn thiện công nghệ chế tạo dao và chốt dao
Nghiên cứu chọn vật liệu chế tạo dao và phương pháp gia công, nhiệt luyện dao và chốt dao.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ...32
2.2.3. Phương pháp nghiên cứu
để kiểm tra tắnh toán tốc ựộ cắt của dao ựề tài sử dụng các phương pháp tắnh toán trong ựộng lực học máy, cơ học giải tắch, cơ học lý thuyết. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
để tìm ra biện pháp hạn chế xung lực va chạm tại dao và chốt dao ựề tài sử dụng lý thuyết tắnh toán của bài toán va chạm của vật quay.
để tắnh toán các thông số: khối lượng, mô men quán tắnh, vị trắ khối tâm của dao ựề tài sử dụng phần mềm SolidWorks.
để mô phỏng nguyên lý hoạt ựộng của máy ựề tài ứng dụng Simulation trên phần mềm SolidWorks 2006.
để tắnh toán ứng suất, biến dạng và vị trắ nguy hiểm trên dao dùng ứng dụng Cosmos trên phần mềm SolidWorks 2006.
để thống kê tắnh toán dùng Excel.
Khi xây dựng quy trình công nghệ chế tạo dao và chốt. sử dụng một số công nghệ ựúc thép hợp kim, công nghệ nhiệt luyện và công nghệ cắt gọt.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ...33
CHƯƠNG 3
HOÀN THIỆN THIẾT KẾ BỘ PHẬN BĂM THÁI LÁ MÍA
3.1. Kết cấu, nguyên lý hoạt ựộng và ựiều kiện làm việc của bộ phận băm thái
3.1.1. Kết cấu và nguyên lý hoạt ựộng của bộ phận băm thái a/ Kết cấu
Kết cấu của bộ phận băm thái biểu diễn trên hình 3.1
Kết cấu bộ phận băm thái bao gồm: 1: Dao. 2: Chốt dao. 3: Tai dao. 4: Trống quay. 5: Bắch. 6: Trục.
Bộ phận băm thái gồm dao cắt 1 (24 dao) lắp bằng bản lề trên trống quay 4 thông qua chốt dao 2 và tai dao 3. Tang quay 4 ựược lắp trên trục 6 nhờ mặt bắnh 5. Khi làm việc tang quay nhận chuyển ựộng từ bộ truyền xắch ựến trục 6.
b/ Nguyên lý hoạt ựộng
Khi làm việc trống 4 quay với một vận tốc cần thiết tạo ra lực ly tâm làm cho lưỡi 1 duỗi thẳng ra theo hướng kắnh của trống và quay theo trống. Khi máy tiến về phắa trước, dao có tác dụng như một bàn tay vơ vật liệu cắt (ngọn,lá mắa) từ mặt ựồng ựưa lên ựến vị trắ có tấm kê cắt và ở ựấy dao thực
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ...34
hiện công việc cắt vật liệu sau ựó cuốn vật liệu ựã bị cắt chuyển ựộng theo nắp che của máy phun ra phắa sau và trải trên mặt ựồng. Khi dao gặp phải vật liệu cứng như gốc mắa, ựá v.v..dao có khả năng quay ngược trở lại mà không bị gẫy. Chất lượng cắt vật liệu phụ thuộc vào vận tốc cắt của dao. độ dài của vật liệu sau khi cắt phụ thuộc vào vận tốc trống và vận tốc tiến của liên hợp máy.
3.1.2 điều kiện làm việc và yêu cầu chế tạo bộ phận băm thái
Dao và chốt làm việc trong ựiều kiện va ựập và ma sát lớn giữa lưỡi dao, ựất và vật liệu cắt, giữa phần lưỡi cắt khi tham gia làm việc. Phần thân dao lắp với chốt và chi tiết chốt cũng chịu mài mòn, va ựập và cắt dập.
Từ ựiều kiện làm việc trên ta ựưa ra yêu cầu kỹ thuật cho dao như sau: - Phần lưỡi cắt phải sắc và có ựộ cứng cao ựể chống mài mòn nâng cao tuổi thọ của dao.
- để giảm ma sát giữa dao và chốt dao bằng kết cấu dùng rãnh bôi trơn. - Phần thân dao không ựược quá cứng vì nếu cứng sẽ dễ bị gẫy do dao va ựập với mặt ựồng khi làm việc.
3.2. Hoàn thiện thiết kế bộ phận băm thái
3.2.1.Nội dung hoàn thiện thiết kế bộ phận băm thái
để nâng cao chất lượng băm thái và ựộ bền của dao cần phải:
- Xây dựng lý thuyết tắnh toán, kiểm tra tốc ựộ cắt của dao khi làm việc - Tìm giải pháp tốt nhất hạn chế xung lực va chạm tại thân dao và chốt dao khi làm việc.
- Kiểm tra ứng suất, chuyển vị và vị trắ nguy hiểm phát sinh trên dao khi làm việc.
- Trên cơ sở ựó thiết kế lại kết cấu dao gồm: kiểu dáng và các thông số hình học và ựộng lực học của dao và chốt dao.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ...35
3.2.2. Xây dựng lý thuyết tắnh toán tốc ựộ cắt của dao khi làm việc a- Mô hình tắnh a- Mô hình tắnh (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hệ gồm: Trống quay và dao, trống quay xem như một ống trụ tròn có bán kắnh R, mô men quan tắnh Jo.
Dao AB có khối lượng m khối tâm C.
Hệ có hai bậc tự do. Chọn tọa ựộ suy rộng: q1 = ϕ (ϕ là góc quay của trống); q2 = θ (θ là góc lệch của dao với phương hướng kắnh)
b- Biểu thức ựộng năng của cơ hệ
Ta có biểu thức ựộng năng T Thệ = TTr + Tdao (3.1) 2 Tr O 1 T .J . 2 = ϕ& (3.2) 2 2 dao C C 1 1 T mv J ( ) 2 2 = + ϕ − θ& & (3.3) Trong ựó:
- Thệ động năng của cơ hệ - TTr động năng của trống quay - Tdao động năng của dao - m là khối lượng của dao
- JC là mô men quán tắnh của dao ựối với tâm C
O θ ϕ A M B C R
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ...36
- vC Vận tốc khối tâm C của dao.
Thay vrC=vrA +vrCA (3.4) → 2 2 2 C A CA A CA v =v +v +2v v cosθ (3.5) 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 R a ( ) 2R a( )cos R a a 2a 2R a( )cos