Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Tr−êng ®¹i häc n«ng nghiÖp hµ néi LÊ VĂN AN NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY BĂM RƠM DỌC TRỤC NĂNG SUẤT 500 KG/H LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Hµ néi, 2014 Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Tr−êng ®¹i häc n«ng nghiÖp hµ néi LÊ VĂN AN NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY BĂM RƠM DỌC TRỤC NĂNG SUẤT 500 KG/H CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ MÃ NGÀNH: 60.52.01.03 HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. ðẬU THẾ NHU Hµ néi, 2014 Hc vin Nụng nghip Vit Nam Lun vn thc s Khoa hc K thut i Lời cam đoan Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn nay là trung thực và cha hề đợc sử dụng và bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đều đợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đợc chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày 05 tháng 05 năm 2014 Tác giả Lê Văn An Hc vin Nụng nghip Vit Nam Lun vn thc s Khoa hc K thut ii Lời cảm ơn Trong quá trình học tập và nghiên cứu tại lớp cao học khóa 21, chuyên ngành Kỹ thuật Cơ khí Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội. Tôi đ nhận đợc sự giúp đỡ, giảng dạy nhiệt tình của các thầy giáo, cô giáo trong trờng. Nhân dịp này tôi xin đợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các thầy giáo, cô giáo trong trờng. Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới gia đình và Tiến sĩ Đậu Thế Nhu, ngời đ tận tình hớng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài nghiên cứu này. Tôi xin chân thành cảm ơn Tiến sĩ Nguyễn Thanh Hải cùng tập thể các thầy giáo, cô giáo trong bộ môn Thiết bị bảo quản Khoa Cơ điện Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội. Tôi xin chân thành cảm ơn lnh đạo, các bộ công nhân viên Trung tâm chuyển giao công nghệ và T vấn đầu t Viện cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch đ tạo điều kiện cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 05 tháng 05 năm 2014 Tác giả Lê Văn An Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật iii MỤC LỤC Trang Lời cam ñoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục các chữ viết tắt vi Danh mục hình ix Danh mục bảng x ðẶT VẤN ðỀ 1 Chương 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 3 1.1. Khái quát tình hình rơm rạ trong nước và thế giới . 3 1.2. Khái quát tình hình chăn nuôi và thức ăn chăn nuôi cho ñại gia súc ở Việt nam và thế giới 5 1.2.1. Khái quát tình hình chăn nuôi và thức ăn chăn nuôi cho ñại gia súc trên thế giới 5 1.2.2. Khái quát tình hình chăn nuôi và thức ăn chăn nuôi cho ñại gia súc trong nước 7 1.3. Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy băm rơm trong nước và trên thế giới 10 1.3.1. Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy băm rơm rạ, cỏ trong nước 10 1.3.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy băm rơm trên thế giới 15 1.4. Lựa chọn nguyên lý 21 1.4.1. Bộ phận băm rơm 21 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật iv 1.5. Xác ñịnh các thông số cần nghiên cứu 23 Chương 2: ðỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 2.1. ðối tượng nghiên cứu 27 2.2. Phương pháp nghiên cứu 28 2.2.1. Phương pháp xác ñịnh hệ số ma sát của rơm 28 2.2.2. Phương pháp xác ñịnh lực cản cắt của rơm 29 2.2.3. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm ñơn yếu tố 32 2.2.4. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm ña yếu tố 33 2.2.5. Phương pháp xử lý và gia công số liệu thực nghiệm 39 2.3. Phương pháp xác ñịnh các thông số ra của quá trình băm 40 2.3.1. Phương pháp xác ñịnh chi phí năng lượng riêng 40 2.3.2. Phương pháp xác ñịnh chất lượng của sản phẩm băm 40 Chương 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ LÀM VIỆC CỦA MÁY BĂM RƠM DỌC TRỤC 42 3.1. Cơ sở vật lý của quá trình cắt thái [3] 42 3.2. Các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình cắt thái bằng lưỡi dao 43 3.2.1. Áp suất riêng q (N/cm) của cạnh sắc lưỡi dao trên vật thái 43 3.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng chính của dao thái 44 3.2.3. ðiều kiện trượt của lưỡi dao trên vật thái 46 3.3. Nghiên cứu các lực tác dụng giữa dao và rơm 48 3.4. Tính toán, lựa chọn các thông số làm việc 51 3.4.1. Tính toán, lựa chọn một số thông số của bộ phận băm 52 3.4.2. Tính toán lựa chọn bộ phận trống quay 53 3.4.3. Tính toán lựa chọn sơ bộ ñộng cơ 54 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật v Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 56 4.1. Vật liệu và dụng cụ thí nghiệm 56 4.1.1. Vật liệu và ñiều kiện thí nghiệm 56 4.1.2. Dụng cụ thí nghiệm 56 4.2. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm ñơn yếu tố 57 4.2.1. Ảnh hưởng của tốc ñộ trục quay tới các thông số ra 59 4.2.2. Ảnh hưởng của lượng cấp liệu tới các thông số ra 62 4.2.3. Ảnh hưởng của bước xoắn tới các thông số ra (h) 64 4.3. Kết quả nghiên cứu xác ñịnh các thông số tối ưu của máy băm rơm dọc trục bằng phương pháp qui hoạch hoá thực nghiệm ña yếu tố 67 4.3.1 Kết quả thu thập số liệu thí nghiệm, xử lý ñồng nhất phương sai 69 4.3.2. Kết quả xác ñịnh mô hình hồi qui quy hoạch hoá thực nghiệm (QHHTN) ña yếu tố cho hàm Y 1 71 4.3.3. Kết quả xác ñịnh mô hình hồi qui quy hoạch hoá thực nghiệm (QHHTN) ña yếu tố cho hàm Y 2 76 4.3.4. Giải bài toán tối ưu bằng phương pháp thương lượng có ñiều kiện 80 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 82 Kết luận 82 ðề nghị 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tên gọi ðơn vị Q Lượng cấp liệu Tấn/h n tr Tốc ñộ quay của trục Vg/ph h Bước xoắn dẫn hướng mm l tb Chiều dài trung bình ñoạn băm mm N e Chi phí năng lượng riêng kWh/tấn F c Lực cản N N b Phản lực N G Trọng lượng vật liệu kg ϕ Góc ma sát ° f Hệ số ma sát p cr Lực cản cắt riêng của rơm N F cr Lực cản cắt của rơm N b cr Bề rộng của lớp rơm mm A Công cắt N S 2 i Phương sai thí nghiệm của ñiểm i m Số lần lặp thí nghiệm y ij Giá trị thông số ra ở ñiểm thứ i, lần lặp thứ j; i y Giá trị trung bình thông số ra ở ñiểm thứ i S 2 tn Phương sai thí nghiệm S 2 yt Phương sai yếu tố F Chuẩn Fisher tính toán F b Chuẩn Fisher tra bảng G Chuẩn Kohren tính toán G b Chuẩn Kohren tra bảng S 2 imax Phương sai thí nghiệm lớn nhất trong số các S 2 i x 1 Mã hoá của lượng cấp liệu Tấn/h x 2 Mã hoá của tốc ñộ trục quay v/p Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật vii x 3 Mã hoá của bước xoắn cánh dẫn mm Y 1 Mã hoá của hàm chiều dài trung bình ñoạn băm mm Y 2 Mã hoá của hàm chi phí năng lượng riêng kWh/tấn x i Giá trị mã hoá của yếu tố thứ i X i Giá trị thực của yếu tố thứ i X oi Giá trị thực mức cơ sở của yếu tố thứ i ε i Khoảng biến thiên của yếu tố thứ i N Số thí nghiệm N α Số thí nghiệm ở mức phụ N 0 Số thí nghiệm ở mức cơ sở k Số yếu tố ñầu vào b 0 b i b ij b ii Các hệ số của phương trình hồi qui y s Cực trị của hàm mục tiêu X ~ Các thông số vào theo hệ toạ ñộ mới B ii Hệ số của phương trình chính tắc q Áp suất riêng N/cm P ct Lực cắt cần thiết N ∆S ðộ dài lưỡi dao cm P t Lực cản cắt thái N σ Góc mài dao của lưỡi dao ° S Chiều dày cạnh sắc lưỡi dao mm σ c Ứng suất cắt của vật thái α Góc cắt thái ° β Góc ñặt dao ° τ Góc trượt ° v t Vận tốc tiếp tuyến m/s v n Vận tốc pháp tuyến m/s Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật viii ε Hệ số trượt ω’ Góc cắt trượt ° S r Diện tích ñáy của kiện rơm m 2 ρ r Khối lượng riêng kiện rơm kg/m 3 K r Hệ số ñánh giá ñộ trượt của thùng và kiện rơm R tr Bán kính trống băm m ω tr Vận tốc góc của trống băm 1/s ω th Vận tốc góc của thúng quay 1/s R k Khoảng cách từ tâm kiện rơm ñến ñĩa dao ñang xét mm [...]... thái c d ng ñĩa 11 Hình 1.2: Máy thái c d ng tr ng 13 Hình 1.3 Máy băm rơm năng su t 100kg/h 15 Hình 1.4 Máy băm rơm - c khô d ng tr ng 17 Hình 1.5 Máy băm rơm d ng ñĩa (Renn-Canada) 19 Hình 1.6: Máy băm rơm khô d ng liên hoàn 20 Hình 1.7 Máy băm d ng ñĩa 21 Hình 1.8 Máy băm d ng tr ng ñ p 23 Hình 2.1: Máy băm rơm d c tr c MBR 2013 27 Hình... a rơm tương t như máy ñ p lúa d c tr c Trên cơ s nh ng phân tích trên chúng tôi ñ xu t ñ tài Nghiên c u thi t k , ch t o máy băm rơm d c tr c năng su t 500 kg/gi “ M c tiêu c a ñ tài là: 1 L a ch n ñư c nguyên lý làm vi c c a máy băm rơm d c tr c 2 Nghiên c u xác ñ nh ñư c m t s thông s làm vi c làm cơ s cho vi c thi t k máy băm rơm d c tr c 3 V n d ng các thông s ñã xác ñ nh vào ch t o máy băm rơm. .. ng băm t t, công ngh ch t o phù h p v i trình ñ gia công cơ khí trong nư c Máy có như c ñi m: không băm ñư c rơm lô ki n T i nhà máy tinh b t s n Intimex cũng ñã ch t o ñư c máy bơm c voi d ng ñĩa ñ ph c v chăn nuôi bò trong ñơn v 1.3.2 Tình hình nghiên c u và s d ng máy băm rơm trên th gi i Hi n nay ñã t n t i nhi u lo i máy băm rơm v m t nguyên lý băm có th chia thành các lo i sau: + Máy băm rơm. .. c ñi m: Máy có c u t o ph c t p, c ng k nh , ch t o ph c t p giá thành r t cao H c vi n Nông nghi p Vi t Nam – Lu n văn th c s Khoa h c K thu t 20 1.4 L a ch n nguyên lý 1.4.1 B ph n băm rơm Qua tìm hi u t ng quan v máy băm rơm trong nư c và trên th gi i ta có m t s nh n xét sau: - Các lo i máy băm rơm trong nư c và trên th gi i có th chia thành 3 d ng sau: + Máy băm rơm d ng ñĩa + Máy băm rơm d ng... ch - Ki u máy băm d ng tr ng (Hình 1.4): ðây là m u máy c a Vi n cơ ñi n nông nghi p và công ngh sau thu ho ch ñã th c hi n trong ñ tài máy băm rơm 100 kg/h V i s c i ti n c a tr ng dao, lo i máy này có th s ng d ng dao th ng ñ t nghiêng - Ưu ñi m c a lo i máy này là: + Dao d ch t o + Ch t lư ng c t ñ m b o + Chi phí năng lư ng th p Tuy nhiên cũng như v i lo i băm ñĩa, do ñ c tính cơ lý c a rơm, yêu... thu t 14 Hình 1.3 Máy băm rơm năng su t 100kg/h Máng c p li u b ng tay l p nghiêng so v i m t ph ng n m ngang m t góc l n hơn góc ma sát c a v t li u ñ l p nguyên li u khi n p t trư t vào b ph n lô c p ép Máy có các thông s làm vi c chính: ñư ng kính tr ng băm 350mm, t c ñ tr ng băm 700vg/ph, khe h dao và t m kê 0,5mm, ki u dao th ng l p trên các t m b t dao nghiêng ðây là m u máy băm rơm khô có nhi u... cao trong th c t ít s d ng nguyên lý này Hình 1.5 Máy băm rơm d ng ñĩa (Renn-Canada) H c vi n Nông nghi p Vi t Nam – Lu n văn th c s Khoa h c K thu t 19 Hình 1.6 Máy băm rơm khô d ng liên hoàn - Liên h p máy: Các liên h p máy thu ho ch rơm s d ng nguyên lý băm c t d ng tr ng, dao cong có b ph n cu n và nén ép ñưa vào b ph n băm rơm sau khi băm nh ñư c ñưa vào các xe ch a Vì tính ch t liên hoàn và làm... năng lư ng c t H c vi n Nông nghi p Vi t Nam – Lu n văn th c s Khoa h c K thu t 22 Hình 1.8 Máy băm d ng tr ng ñ p c Máy băm rơm d ng tr ng có dao l p theo d c c a tr ng ðây là m u máy c a Vi n ñã th c hi n trong ñ tài máy băm rơm 100 kg/h V i s c i ti n c a tr ng dao, lo i máy này có th s d ng dao th ng ñ t nghiêng, thu n l i cho vi c ch t o Yêu c u v khe h dao và t m kê r t cao, trong trư ng h p do... cung c p và ép rơm thành l p nguyên li u m ng theo yâu c u trư c khi ñưa vào băm Nh ng máy này có ưu ñi m do rơm ñã ñư c ép m ng có ñ ch t tương ñ i ñ ng ñ u nên vi c băm ñư c d dàng, s n ph m có ñ dài tương ñ i ñ ng ñ u nhưng chi phí năng lư ng cao, b ph n c p li u ñư c ch t o ph c t p g m c m lô nén và ép rơm vào h ng thái, băng t i xích ñưa t i rơm ñ n c m lô nén, ép V i các máy năng su t l n ngư... + Máy băm rơm d ng tr ng ñ p, các dao l p c ñ nh, hư ng c t vưông góc v i tr c tr ng + Máy băm rơm d ng tr ng có dao l p theo d c c a tr ng ð i v i nhi u nư c trên th gi i, ñ c bi t là nh ng nư c công nghi p phát tri n như Tây Âu, B c M , Châu Úc hay các nư c có n n s n xu t chăn nuôi hi n ñ i như Israel t lâu ngư i ta ñã nghiên c u các thông s làm vi c và ñưa vào ng d ng trên nhi u ki u máy băm rơm . xuất ñề tài Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy băm rơm dọc trục năng suất 500 kg/giờ “ Mục tiêu của ñề tài là: 1. Lựa chọn ñược nguyên lý làm việc của máy băm rơm dọc trục. 2. Nghiên cứu xác ñịnh. 1.2: Máy thái cỏ dạng trống 13 Hình 1.3. Máy băm rơm năng suất 100kg/h 15 Hình 1.4. Máy băm rơm - cỏ khô dạng trống 17 Hình 1.5. Máy băm rơm dạng ñĩa (Renn-Canada) 19 Hình 1.6: Máy băm rơm. hình nghiên cứu và sử dụng máy băm rơm trong nước và trên thế giới 10 1.3.1. Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy băm rơm rạ, cỏ trong nước 10 1.3.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy băm rơm