Đang tải... (xem toàn văn)
Luận văn
Trng i hc Nụng nghip 1 - Lun vn Thc s k thut ------------------------------------------- i Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO TRƯờNG ĐạI HọC NÔNG NGHIệP I Vũ HữU TíN NGHIÊN CứU,THIếT Kế HOàN THIệN MộT Số Bộ PHậN LàM VIệC CHíNH CủA MáY ĐóNG BầU MíA GIốNG TRUYềN ĐộNG KHí NéN LUậN VĂN THạC Sĩ Kỹ THUậT Hà NộI - 2006 Trng i hc Nụng nghip 1 - Lun vn Thc s k thut ------------------------------------------- ii Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO TRƯờNG ĐạI HọC NÔNG NGHIệP I Vũ HữU TíN NGHIÊN CứU,THIếT Kế HOàN THIệN MộT Số Bộ PHậN LàM VIệC CHíNH CủA MáY ĐóNG BầU MíA GIốNG TRUYềN ĐộNG KHí NéN LUậN VĂN THạC Sĩ Kỹ THUậT Chuyên nghành: kỹ thuật máy và cơ giới hoá nông, lâm nghiệp Mã số: 60.52.14 Ngời hớng dẫn: TS Đỗ HữU QUYếT Hà NộI - 2006 Trng i hc Nụng nghip 1 - Lun vn Thc s k thut ------------------------------------------- iii lời cam đoan Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn nàt là hoàn toàn trung thực cha hề đợc sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn này đều đã đợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều đã đợc chỉ rõ nguôn gốc. Tác giả luận văn Vũ hữu Tín Trng i hc Nụng nghip 1 - Lun vn Thc s k thut ------------------------------------------- iv lời cảm ơn lời cảm ơnlời cảm ơn lời cảm ơn Để có đợc luận văn này, tôi đã trải qua hai năm học tập tại Trờng Đại học Nông nghiệp I Hà Nội, dới sự quản lý của khoa sau Đại học, tôi đã nhận đợc các kiến thức khoa học qua sự truyền đạt của các Thày, các Cô trong Trờng Đại học Nông nghiệp I Hà Nội, Viện Cơ Điện Nông nghiệp thuộc Bộ Nông nghiệp và PTNT. Nhân dịp này tôi xin trân trọng cảm ơn các Thày, các Cô đã quản lý và giảng dạy tôi trong quá trình học tập tại trờng. Đặc biệt tôi xin trân trọng cảm ơn Tiến sĩ Đỗ Hữu Quyết ngời đã trực tiếp hớng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành Luận văn này cùng tập thể các Thày, Cô trong Bộ môn Cơ học kỹ thuật, trong khoa Cơ Điện đã đóng góp ý kiến và giúp đỡ tôi hoàn thành Luận văn này. Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn tới ban lãnh đạo Trờng Trung học và Dạy nghề Cơ Điện Xây dựng Nông nghiệp và PTNT các bạn đồng nghiệp và ngời thân đã tạo điều kiện về mọi mặt để cho tôi đợc hoàn thành khóa học. Tác giả Luận văn Vũ Hữu Tín Trng i hc Nụng nghip 1 - Lun vn Thc s k thut ------------------------------------------- v Mục lục Lời cam đoan iii Lời cảm ơn iv Mục lục . v Danh mục các bảng biểu và hình vẽ vii 1. Mở đầu . 1 1.1. Đặt vấn đề 1 1.2. Mục đích, yêu cầu của đề tài . 2 1.3. ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3 2. Tổng quan tài liệu . 4 2.1. Tình hình sản xuất mía, mía giống và giống cây ăn quả ở nớc ta. 4 2.2. Tình hình ứng dụng thiết bị cơ giới để sản xuất bầu cây giống trên thế giới và trong nớc 10 2.2.1. Trên thế giới 10 2.2.1.1. Hệ thống thiết bị chuẩn bị giá thể 10 2.2.1.2. Các loại vỏ bầu 12 2.2.1.3. Các loại máy đóng bầu. 14 2.2.2. Trong nớc . 20 3. Đối tợng, nội dung và phơng pháp nghiên cứu . 23 3.1. Yêu cầu kỹ thuật đối với khâu đóng bầu mía giống 23 3.2. Máy đóng bầu mía giống truyền động khí nén của Trờng ĐHNN I 24 3.2.1. Nguyờn lý lm vic v cu to ca mỏy .24 3.2.2. Cấu tạo và hoạt động của các bộ phận chính của máy 26 3.3. Những tồn tại cần khắc phục trên máy đóng bầu mía của Trờng ĐHNN I 35 3.4. Nhiệm vụ nghiên cứu 36 3.5. Phơng pháp nghiên cứu 37 Trng i hc Nụng nghip 1 - Lun vn Thc s k thut ------------------------------------------- vi 4. Tính toán thiết kế hoàn thiện một số bộ phận làm việc của máy . 39 4.1. Thiết kế hoàn thiện cơ cấu kẹp giữ miệng túi bầu . 39 4.1.1. Cơ cấu kẹp giữ túi bầu và những nhợc điểm cần khắc phục . 39 4.1.2. Thiết kế hoàn thiện cơ cấu kẹp giữ miệng túi bầu 39 4.1.2.1. Lựa chọn nguyên lí làm việc . 39 4.1.2.2 . Tính toán thiết kế má kẹp theo độ bền và độ cứng 41 4.2. Thiết kế hoàn thiện cơ cấu truyền động cho bàn quay 47 4.2.1. Kết cấu của bàn quay, cơ cấu truyền động cho bàn quay và những tồn tại cần khắc phục. 47 4.2.2.Tính toán thiết kế hoàn thiện cơ cấu truyền động cho bàn quay . 50 4.2.2.1. Một số thông số hình động học và động lực học của cơ cấu Man . 50 4.2.2.2. Tính toán trục bàn quay và các mối ghép then 55 4.2.2.3. Thiết kế chạc Man và chốt tay quay theo điều kiện bền mòn . 60 4.2.2.4. Tính toán thiết kế chạc Man và chốt tay quay theo điều kiện bền 63 4.3. Thiết kế cơ cấu hm bàn quay . 65 4.4. Kết luận cho chơng 3 66 5. Kết luận và kiến nghị 68 5.1. Kết luận . 68 5.2. Kiến nghị . 68 Tài liệu tham khảo 70 Phụ lục 71 Trng i hc Nụng nghip 1 - Lun vn Thc s k thut ------------------------------------------- vii Danh mục các bảng biểu và hình Vẽ Bảng 2.1. Diện tích, năng suất và sản lợng mía ở các vùng (1998 2005) . 5 Bảng 2.2. Tình hình sản xuất mía đờng trong nớc qua một số năm gần đây. . 5 Hình 2.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất bầu ơm cây giống thủ công . 7 Hình 2.2. Đóng bầu thủ công . 8 Hình 2.3. Sơ đồ công nghệ sản xuất bầu mía giống 9 Hình 2.4. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất giá thể . 11 Hình 2.5 Bầu cứng treo 13 Hình 2.6. Bầu giấy tổ ong 13 Hình 2.7. Khay bầu 14 Hình 2.8. Máy đóng bầu vỏ cứng độc lập của công ty BOULDIN&LAWSON . 15 Hình 2.9. Sơ đồ cấu tạo máy đóng bầu khay - Nhật Bản 16 Hình 2.10. Máy đóng khay hốc của Trung Quốc nhập từ Đan Mạch. . 16 Hình 2.11. Thiết bị sản xuất bầu ơm cây giống - Hàn Quốc. . 17 Hình 2.12. Cấy cây non vào bầu bằng tay [21] . 18 Hình 2.13. Cấy cây non vào bầu bằng máy trên băng chuyền tự động,[19] . 18 Hình 2.14. Máy đóng bầu mềm của hng Elegaard, Đan Mạch[19]. 19 Hình 2.15. Máy đóng bầu mía giống do Trờng ĐH Nông nghiệp I Hà Nội thiết kế, chế tạo trong vị trí sản xuất thử nghiệm tại Trung tâm sản xuất mía bầu giống Thành Vinh, Thạch Thành, Thanh Hoá. . 21 Hình 3.1. Các thông số kỹ thuật của bầu mía giống. . 23 Hình 3.2 Hom mía . 23 Hỡnh 3.3. S ủ nguyờn lý lm vic ca mỏy đóng bầu mía giống . 24 Hình 3.4. Bàn quay và cơ cấu truyền động cho bàn quay . 26 Hình 3.5. Bộ phận cung cấp ống. . 27 Hình 3.6. Cơ cấu mở ống . 28 Hình 3.7. Cơ cấu kẹp giữ miệng ống: 29 Hình 3.8. Bộ phận tạo vỏ bầu . 31 Hình 3.9. Sơ đồ cấu tạo và hoạt động của bộ phận tạo vỏ bầu: 32 Trng i hc Nụng nghip 1 - Lun vn Thc s k thut ------------------------------------------- viii Hình 3.10. Bộ phận nạp giá thể có cơ cấu định lợng kiểu trống quay: . 33 Hình 3.11. Bộ phận nạp hom kép 33 Hình 3.12. Sơ đồ cấu tạo và hoạt động của bộ phận nạp hom: 34 Hình 4.1. Kết cấu tay kẹp cũ (a) và tay kẹp thiết kế lại (b). 40 Hình 4.2. Cụm đầu đàn hồi tự lựa lắp trên má kẹp 40 Hình 4.3. Cơ cấu kẹp giữ túi bầu sau khi thiết kế lại . 41 Hình 4.4. Sơ đồ khảo sát động học cơ cấu Man 43 Hình 4.5. Khảo sát động động lực học bàn quay: . 44 Hình 4.6. Trích kết quả chạy ANSYS cho tay kẹp không tăng cứng 46 Hình 4.7. Trích kết quả chạy ANSYS cho tay kẹp có gân tăng cứng 46 Hình 4.8. Kết cấu bàn quay và cơ cấu truyền động cho bàn quay . 48 Hình 4.9. Đồ thị thay đổi vận tốc góc và gia tốc góc của chạc Man 51 Hình 4.10. Các chi tiết có chuyển động quay cần xác định mô men quán tính: . 53 Hình 4.11. Xác định mô men quán tính khối lợng nhờ phần mềm Inventor. . 55 Hình 4.12. Trục bàn quay cũ (bên trái) và trục bàn quay thiết kế lại (bên phải) 57 Hình 4.13. Mô men quán tính khối lợng đối với trục bàn quay sau khi thiết kế lại . 57 Hình 4.14. Kết quả tính toán độ bềnvà độ cứng trục bàn quay 59 Hình 4.15. Các vị trí mòn nhiều trên rnh chạc Man và trên chốt tay quay 60 Hình 4.16. Cụm chốt tay quay cũ (bên phải) và sau (bên trái) khi thiết kế lại: 62 Hình 4.17. Chạc Man sau khi thiết kế lại . 63 Hình 4.18. Kết quả tính toán chạc Man 64 Hình 4.19. Bàn quay và cơ cấu hm bàn quay. . 65 Trng i hc Nụng nghip 1 - Lun vn Thc s k thut ------------------------------------------- 1 1. mở đầu 1.1. Đặt vấn đề Trong những năm gần đây ngành công nghiệp mía đờng ở nớc ta phát triển mạnh, cùng với vic ủó diện tích trồng mía để làm nguyên liệu cho các nhà máy đờng cũng tăng nhanh. Với diện tích mía hiện nay ở nớc ta hàng năm có hơn 70.000 ha trồng lại nên nhu cầu về giống là rất lớn, vào khoảng 705.850 tấn mía giống/năm. Khâu sản xuất mía giống có ảnh hởng rất lớn đến sự phát triển của cây mía sau này. Hiện nay một số vùng trồng mía đ áp dụng công nghệ trồng mía giống trong bầu. Đây là phơng pháp nhân giống mía có hiệu quả đang đợc áp dụng trên các vùng mía nguyên liệu mía ở nớc ta. Phơng pháp nàycho phép đẩy nhanh tiến độ thay đổi cơ cấu giống, cũng nh đem lại hiệu quả kinh tế rõ rệt về năng suất và chất lợng cây mía nguyên liệu.Với 20.000 bầu cần thiết cho 1 ha và với diện tích mía toàn quốc nếu áp dụng quy trình này hàng năm chúng ta sẽ cần một lợng bầu giống rất lớn (khoảng 1,4 tỷ bầu). ở nớc ta hiện nay việc sản xuất các loại cây giống đợc thực hiện theo kiểu thủ công là chính, phơng thức sản xuất cây giống theo kiểu công nghiệp mới chỉ là bắt đầu. Trong quá trình sản xuất cây giống nói chung và mía giống nói riêng theo kiểu công nghiệp, bầu chứa giá thể là phần không thể thiếu đợc. Việc tạo bầu và đa giá thể vào bầu là công việc nặng nhọc tốn nhiều công lao động, việc trồng mía lại đòi hỏi thực hiện đúng thời vụ nên việc ứng dụng phơng pháp trồng mía bầu trong thực tế gặp nhiều khó khăn. Do đó hiện nay ở nớc ta việc đóng bầu chủ yếu vẫn đợc làm bằng tay. Vì vậy việc nghiên cứu thiết kế chế tạo ra loại máy đóng bầu phục vụ cho khâu sản xuất giống mía, cũng nh mở rộng khả năng để đóng bầu các loại cây giống khác (cây ăn quả, cây lâm nghiệp, v v) phù hợp với điều kiện Việt Nam là rất cần thiết. Hiện nay một số nớc trên thế giới đ chế tạo máy đóng bầu cây giống nhng cha có nớc nào sản xuất ra máy đóng bầu mía giống. Nếu chúng ta nhập máy của nớc ngoài thì không phù hợp và giá thành rất đắt, trong giai Trng i hc Nụng nghip 1 - Lun vn Thc s k thut ------------------------------------------- 2 đoạn hiện nay ở nớc ta do điều kiện kinh tế còn hạn hẹp, điều đó là không cho phép. Do đó việc nghiên cứu chế tạo máy đóng bầu mềm từ các loại túi PE và PVC rẻ tiền đáp ứng cho sản xuất giống mía hiện tại là rất cần thiết. Những nghiên cứu thiết kế máy đóng bầu mía giống truyền động khí động tiến hành tại Khoa Cơ Điện Trờng Đại học Nông nghiệp I trong 3 năm qua đ đa ra một mẫu máy có khả năng làm việc, đáp ứng đợc những yêu cầu nông học. Hiện tại, máy đang đợc chạy thử nghiệm trong điều kiện sản xuất tại trung tâm sản xuất mía giống x Thành Vinh, huyện Thạch Thành, Thanh Hoá. Tuy nhiên mẫu máy nói trên mới chỉ là thử nghiệm, còn phải tiếp tục nghiên cứu cải tiến, hoàn thiện. Những vấn đề nghiên cứu sâu hơn về động lực học máy và độ bền, về kết cấu hợp lý của một số bộ phận làm việc chính nhằm đảm bảo độ bền, độ tin cậy của máy cũng nh về các phép điều chỉnh khi máy làm việc cha đợc quan tâm đến trong mẫu máy nói trên. Vì vậy việc nghiên cứu thiết kế hoàn thiện một số bộ phận làm việc chính của máy là vấn đề cần thiết để đảm bảo cho máy đợc ứng dụng thực sự trong sản xuất. Xuất phát từ những lý do trên, đợc sự đồng ý của khoa Cơ Điện, bộ môn Cơ học kỹ thuật, dới sự hớng dẫn trực tiếp của thầy giáo, TS - Đỗ Hữu Quyết, tôi thực hiện đề tài: Nghiên cứu thit kế hoàn thiện một số bộ phận làm việc chính của máy đóng bầu mía giống truyền động khí nén 1.2. Mục đích, yêu cầu của đề tài * Mục đích - Nghiên cứu thiết kế hoàn thiện một số bộ phận làm việc chính của máy đóng bầu mía giống nhằm nâng cao khả năng làm việc và độ tin cậy của máy, góp phần chế tạo các máy đóng bầu mía giống có khả năng ứng dụng thực sự trong sản xuất.
![Hình 2.13. Cấy cây non vào bầu bằng máy trên băng chuyền tự động,[19]. - Nghiên cứu thiết kế hoàn thiện một số bộ phận làm việc chính của máy đóng bầu mía giống truyền động khí nén](https://media.store123doc.com/figures/003/550/hinh-cay-bau-may-bang-chuyen-tu-dong-3550276.png)
![Hình 2.12. Cấy cây non vào bầu bằng tay [21]. - Nghiên cứu thiết kế hoàn thiện một số bộ phận làm việc chính của máy đóng bầu mía giống truyền động khí nén](https://media.store123doc.com/figures/003/550/hinh-cay-non-bau-tay-3550277.png)
