thiết kế kỹ thuật hệ thống dẫn thức ăn dạng khô cho heo thịt với quy mô 600 con, phục vụ cho công ty chăn nuôi miền trung, điện bàn, quảng nam

Riêng ngành chăn nuôi đã có nhiều cố gắng thực hiện Nghị quyết của Ban chấp hành Trung ương Đảng và các chủ trương của Nhà nước là tăng tỷ trọng chăn nuôi trong tổng sản lượng nông nghiệ

LỜI NÓI ĐẦU

ông cuộc đổi mới trong những năm qua ở nước ta về nhiều mặt trong đó có nông nghiệp đã thu được những thành tựu to lớn Các ngành trồng trọt và chăn nuôi đã phấn đấu đạt được những thành tựu đáng kể Riêng ngành chăn nuôi đã có nhiều cố gắng thực hiện Nghị quyết của Ban chấp hành Trung ương Đảng và các chủ trương của Nhà nước là tăng tỷ trọng chăn nuôi trong tổng sản lượng nông nghiệp, đa dạng hóa sản phẩm chăn nuôi, coi trọng cải tạo giống, áp dụng công nghệ chăn nuôi mới, kết hợp chăn nuôi công nghiệp với chăn nuôi truyền thống theo quy mô thích hợp, từng bước đẩy nhanh công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông nghiệp và nông thôn theo hướng hình thành nền nông nghiệp hàng hóa lớn phù hợp với nhu cầu thị trường

Mặt khác, nhu cầu sống của con người phụ thuộc vào hai nguồn cung cấp chính là năng lượng và đạm Nguồn năng lượng lấy từ ngũ cốc còn đạm dồi dào nhất lấy từ các sản phẩm chăn nuôi (thịt, trứng, sữa, cá…) Vì vậy chăn nuôi là một ngành quan trọng trong sản xuất nông nghiệp Mặc dù giữ vị trí quan trọng, nhưng chăn nuôi heo hiện nay đang gặp rất nhiều khó khăn Nguyên nhân cơ bản, sâu xa là do hệ thống chăn nuôi của chúng ta còn lạc hậu, chăn nuôi nhỏ lẻ phân tán Để khắc phục tình trạng trên, chúng ta buộc phải chuyển đổi phương thức chăn nuôi, từng bước chuyển sang mô hình chăn nuôi tập trung có áp dụng biện pháp an toàn sinh học và tăng cường đầu tư khoa học công nghệ

để tồn tại Do đó xu hướng tất yếu là các trung tâm, công ty, trang trại và hộ gia đình sẽ từng bước trang bị, cải tiến cơ sở vật chất, cơ khí hóa chăn nuôi

Nắm bắt được nhu cầu đó, được sự đồng ý của Ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí – Trường Đại học Nha Trang, tôi mạnh dạn thực hiện đề tài:

“Thiết kế kỹ thuật hệ thống dẫn thức ăn dạng khô cho heo thịt với quy mô 600 con, phục vụ cho Công ty chăn nuôi Miền Trung, Điện Bàn, Quảng Nam”

C

Nội dung thực hiện gồm:

1 Tổng quan về công nghệ chăn nuôi heo

2 Lựa chọn phương án thiết kế

3 Thiết kế kỹ thuật hệ thống

4 Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết điển hình

5 Sơ bộ hoạch toán giá thành

6 Hướng dẫn sử dụng và lắp ráp

7 Kết luận và đề xuất ý kiến

Vì tài liệu tham khảo còn hạn chế, trình độ và thời gian có hạn nên luận văn này không tránh khỏi những sai sót Kính mong thầy, cô trong bộ môn và các đơn vị có liên quan nhận xét, đánh giá, bổ sung để luận văn được hoàn thiện hơn

Nha Trang, ngày 24 tháng 11 năm 2007

Sinh viên thực hiện:

Dương Hiển Lâm

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CHĂN NUÔI HEO

1.1 Tình hình chăn nuôi trong nước và trên thế giới:

1.1.1 Sự phân bố đàn heo:

Chăn nuôi heo là nghề phổ biến, do đó heo được phân bố rộng rãi ở nhiều nơi, nhiều nước trên thế giới Các quốc gia ở Châu Âu, Châu Á và Châu Mỹ là những nước nuôi nhiều heo

Tuy thế, cũng có nhiều vùng hầu như không phát triển nghề chăn nuôi heo, do ảnh hưởng của đạo giáo hoặc tập quán cũng như điều kiện tự nhiên và kinh tế

Do điều kiện kinh tế, trình độ kỹ thuật của từng vùng có khác nhau, nên sự phát triển

và phân bố của các giống heo giữa mỗi vùng, mỗi quốc gia cũng khác nhau Những nước công nghiệp phát triển hầu hết đàn heo của họ là giống cao sản (Yorrshire, Landrace, Dure, Hampshire, Bershire, Pietrain…), các nước thế giới thứ ba phổ biến là các giống địa phương có năng suất thấp, nhất là các nước vùng Châu Phi và Châu Á Ở một số nước tuy

có tổng đàn heo cao, song sản phẩm thịt heo sản suất trong năm tính bình quân theo tổng đàn còn thấp

Ở các nước phát triển, do chăn nuôi các giống heo cao sản với trình độ tiên tiến nên năng suất heo thịt cao, do đó sản phẩm heo thịt sản xuất ra trong năm trên đầu heo cao sản gấp đôi hoặc gấp rưỡi so với các nước nuôi nhiều heo địa phương, có năng suất thấp Việt Nam là nước nông nghiệp trồng lúa nước Gắn liền với trồng lúa là ngành chăn nuôi Nghề chăn nuôi đã có lịch sử phát triển hàng nghìn năm Con người trong suốt quá trình tồn tại và phát triển đã không ngừng tạo ra các giống lợn mới, phù hợp với trình độ phát triển của từng phương thức sản suất

Như vậy, Việt Nam đã có lịch sử phát triển chăn nuôi từ rất sớm Do đó sẽ không là gì khi nói rằng Việt Nam có rất nhiều giống địa phương khác nhau Ngoài giống lợn mà tài liệu nào cũng thường nhắc tới là Móng Cái, nhất là phía Bắc và Nam Bộ, còn vùng nào, tỉnh nào cũng có giống lợn phù hợp với địa phương mình Lợn Mường Khương ở Lào

Cai, lợn mẹo ở Tây Nghệ An, lợn cỏ ở vùng Tây Nguyên, lợn lang hồng Hà Bắc, lợn lang Thái Bình, lợn lang Bắc Thái, lợn lang vùng An Khê, lợn trắng Phú Khánh, lợn lang vùng ven biển Miền Trung Nhằm nâng cao chất lượng thịt của đàn heo, nước ta những năm gần đây đã đẩy mạnh công tác tuyển chọn giống cao sản ở nước ngoài đưa vào chăn nuôi như: Yorrshire, Landrace, Dure…

1.1.2 Tình hình chăn nuôi heo trong nước và trên thế giới:

Ở các nước tiên tiến tỷ trọng ngành chăn nuôi chiếm khoảng 50% trong tỷ trọng ngành nông nghiệp Ở những nước này, chăn nuôi heo được sản suất theo hướng công nghiệp, được đầu tư bài bản và đồng bộ: từ khâu chọn giống, chuồng trại, kỹ thuật, thức ăn, hệ thống giết mổ và thị trường Chăn nuôi heo được tổ chức theo hình thức “ kinh tế tập thể” bậc cao, hiệp hội sẽ cung cấp hạn ngạch cho người chăn nuôi Khi cung vượt cầu, hạn ngạch sẽ được cắt giảm và ngược lại Vì vậy ngành chăn nuôi phát triển bền vững

Ở nước ta tỷ trọng thu nhập của ngành chăn nuôi mới chỉ chiếm khoảng 30% trong tổng thu nhập của ngành nông nghiệp Việt Nam hiện có khoảng 3,8 triệu con heo nái, mỗi năm sản xuất 26 triệu con heo thịt, tương đương 2,2 triệu tấn thịt Trong đó 50% số heo được sản xuất từ quy mô hộ gia đình, 40% từ quy mô trung bình (thâm canh hoặc bán thâm canh) và 10% từ quy mô công nghiệp Hệ thống chăn nuôi heo ở nước ta tồn tại ba phương thức, bao gồm nuôi heo nái sinh sản để bán heo con cai sữa; nuôi heo thịt không

tự túc con giống và nuôi heo thịt tự túc con giống

Quá trình chuyển dịch quy mô đàn trong chăn nuôi heo ở nước ta sẽ xảy ra tương tự như các nước phát triển Biến đổi nhanh và mạnh mẽ nhất vẫn là khu vực các trại chăn nuôi quy mô trung bình Dưới tác động của giá cả, dịch bệnh, sức ép của người tiêu dùng đòi hỏi loại hình này cần phải thay đổi quy mô, tăng đầu tư khoa học kỹ thuật để có thể tồn tại

Chăn nuôi quy mô hộ gia đình vẫn còn tồn tại và ít chịu tác động rủi ro của đầu vào nhưng khả năng tham gia thị trường của sản phẩm có nguồn gốc từ khu vực này giảm mạnh do lợi nhuận của thương lái Mỗi khi kinh tế nông thôn chưa phát triển, thì chăn nuôi nhỏ vẫn là nguồn cung cấp thực phẩm chính cho người dân Chăn nuôi công nghiệp bằng các giống cao sản nhập ngoại là nguồn cung cấp thực phẩm quan trọng cho các

thành phố lớn hiện nay và người tiêu dùng cùng như xuất khẩu trong tương lai Để giữ vững thị trường, tạo đà cho quá trình chuyển dịch sang nền chăn nuôi công nghiệp bền vững phải cần nguồn vốn lớn.Vì vậy phải có sự nổ lực mạnh mẽ của tất cả các nhà chăn nuôi heo và cơ quan quản lý Nhà nước

Hiện nay, ở nước ta mức độ cơ giới hóa trong chăn nuôi heo còn thấp Quy mô chăn nuôi hộ gia đình và trang trại nhỏ hầu như chưa được cơ giới hóa Ở quy mô chăn nuôi công nghiệp bước đầu đã được cơ giới hóa nhưng chủ yếu ở những doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài hoặc những trang trại lớn, tập trung ở những vùng có phong trào nuôi heo mạnh như: Đồng Nai và thành phố Hồ Chí Minh

1.2 Tìm hiểu thức ăn cho heo tại Công ty chăn nuôi Miền Trung:

Hiện nay ở Công ty chăn nuôi Miền Trung có các loại thức ăn và đặc tính như sau:

Bảng 1.1 Đặc tính của các loại thức ăn

STT Dạng

heo Loại thức ăn

Khối lượng thể tích (kg/m3)

Góc ma sát độ(0)

- Ngày đẻ nghỉ ăn (đề phòng viêm vú)

- Ngày thứ nhất sau ngày đẻ: 1 kg/ngày

- Ngày thứ hai sau ngày đẻ: 2 kg/ngày

-Ngày thứ ba sau ngày đẻ: 3 kg/ngày

- Ngày thứ tư đến ngày thứ bảy sau ngày đẻ: 3,5 kg/ngày

- Ngày thứ tám đến trước cai sữa 1 ngày: 1,5kg/ngày

- Ngày cai sữa: nhịn ăn (đề phòng viêm vú và gây hiện tượng stress cho heo nái)

- Sau khi phối giống cho đến một tháng trước khi đẻ: 2,5 ± 0,5kg/ngày

- Một tháng trước khi đẻ cho đến một tuần trước khi đẻ: 3 ± 3,5kg/ngày

- Một tuần cho đến một ngày trước khi đẻ: giảm dần thức ăn theo trình tự 3,5kg; 3kg; 2,5kg; 2kg; 1kg/ngày

* Số lần cho ăn/ngày

+ Nái khô và nái chửa: 1 lần

+ Nái nuôi con: 2 lần, mỗi lần 50% thức ăn Cần chú ý rằng: việc cung cấp không đủ nước uống sạch và mát là nguyên nhân quan trọng làm cho heo ăn không hết khẩu phần Điều này thường xảy ra ở xứ nóng và giải thích tại sao heo con thường phát triển chậm do thiếu sữa mẹ

Cùng với lý do trên dạng thức ăn cũng rất quan trọng: thức ăn dạng bột với dung tích lớn heo khó ăn hết, nhất là heo nái; thức ăn dạng viên dung tích nhỏ hơn, đồng thời ít hư hỏng vì được xử lý nhiệt qua chế biến Các thử nghiệm cho thấy tỉ lệ chuyển hoá thức ăn dạng viên tốt hơn dạng bột

1.3.2 Heo cai sữa:

Heo con dưới ba tháng tuổi thường được cho ăn tự do và cho ăn thức ăn dạng viên Trên thực tế khả năng tiêu thụ thức ăn như sau:

Bảng 1.2 Khả năng tiêu thụ thức ăn của heo cai sữa

Tuổi heo cai sữa

Lượng thức ăn tiêu thụ/ngày

% tổng thức ăn tiêu thụ

2 tuần tuổi Không đáng kể Không đáng kể

1.3.3 Heo thịt và heo choi:

Heo thịt và heo choi có thể cho ăn tự do hoặc cho ăn hạn chế Với phương pháp cho ăn hạn chế, cho ăn mỗi ngày 2 lần

Lượng thức ăn tiêu thụ (con/ngày) tuỳ thuộc yêu cầu tăng trọng cao hay thấp (dĩ nhiên

có giới hạn và chịu ảnh hưởng của các yếu tố khác nữa)

Cần thay đổi định lượng cho ăn hàng tuần để phù hợp với tốc độ ảnh hưởng của chúng

Bảng 1.3 Quy trình cho heo ăn

QUY TRÌNH CHO ĂN (Thức ăn 3.000 - 3.100 kcal DE/kg)

Tăng trọng 700 g/ngày Dạng heo Tuần nuôi

1.4 Cấu tạo chuồng nuôi heo thịt:

Trong kỹ thuật chăn nuôi có 3 khâu chính liên quan mật thiết với nhau ảnh hưởng đến năng suất chăn nuôi heo

Ba khâu đó là: giống, thức ăn và chuồng trại Chuồng trại coi là nhà ở lâu dài của heo nói riêng và cho gia súc nói chung Chuồng nuôi thích hợp sẽ đảm bảo sức khoẻ cho gia súc, do đó loại trừ được bệnh tật Nguyên tắc chung đối với chuồng nuôi heo là phải thông thoáng, ấm về mùa đông , thoáng về mùa hè, không khí trong chuồng trong lành, ít khí độc (NH3, H2S), ít bụi, ít vi trùng…

1.4.1 Cấu tạo chuồng nuôi heo thịt trên thế giới:

Cấu tạo chuồng nuôi heo thịt trên thế giới có hai loại cơ bản:

- Cấu tạo chuồng nuôi riêng lẻ: mỗi con được nuôi trong một chuồng riêng biệt

Hình 1.1 Hệ thống chuồng trại nuôi heo thịt riêng lẻ

Hình1.2 Kết cấu chuồng nuôi heo thịt riêng lẻ

- Cấu tạo chuồng nuôi theo nhóm: nhiều con được nuôi trong một ô chuồng, số lượng mỗi nhóm tuỳ thuộc vào kích thước của chuồng

Hình1.3 Kết cấu chuồng nuôi heo thịt theo nhóm

1.4.2 Cấu tạo chuồng nuôi heo thịt tại Công ty chăn nuôi Miền Trung:

Ở đây, chuồng được thiết kế cho 600 con gồm hai dãy có lối đi giữa rộng 1,2m, mỗi dãy 15 ô, mỗi ô nuôi 20 con cho đến khi xuất chuồng

Hình 1.4 Hệ thống chuồng nuôi heo thịt tại Công ty chăn nuôi Miền Trung

Hình 1.5 Kết cấu chuồng nuôi heo thịt tại Công ty chăn nuôi Miền Trung

Hình 1.6 Sơ đồ bố trí chuồng nuôi heo thịt tại Công ty chăn nuôi Miền Trung

Hình 1.7 Mặt bằng ô chuồng nuôi heo thịt tại Công ty chăn nuôi Miền Trung

1.5 Nhu cầu sử dụng hệ thống truyền dẫn thức ăn trong chăn nuôi heo ở nước ta: Hiện nay, ở nước ta, chăn nuôi heo nhỏ lẻ chiếm đến khoảng 90% ở phía Nam, 97%

ở phía Bắc Hạn chế lớn nhất của hình thức chăn nuôi này là làm theo phong trào, không kiểm soát được cung cầu thị trường, khó kiểm soát được dịch bệnh Khi giá thị trường xuống, hầu hết người chăn nuôi nhỏ đều có tâm lý chờ với hi vọng giá sẽ tăng lên mà không có biện pháp đối phó, trong khi càng giữ đàn heo thì chi phí càng tăng Chẳng hạn trong năm nay, hết dịch lở mồm long móng đến dịch tai xanh; rồi lũ lụt Miền Trung, giá heo cứ nằm ở mức thấp, ai giữ lại càng lâu thì càng thua lỗ Trong khi đó nếu chăn nuôi được tổ chức theo quy mô lớn Người chăn nuôi sẽ làm chủ được đầu vào và đầu ra cho sản phẩm Họ tổ chức tiêm phòng và kiểm soát dịch rất nghiêm ngặt Mặt khác nếu phát triển theo hướng này, chúng ta sẽ dễ dàng áp dụng thành tựu khoa học kỹ thuật vào chăn nuôi góp phần tăng năng suất, chất lượng và hạ giá thành sản phẩm

Nước ta đang trong thời kỳ hội nhập mạnh mẽ Hàng loạt công ty, nhà máy mọc lên mang đến hàng ngàn cơ hội việc làm, thu hút lượng lớn lao động từ khu vực nông thôn, đồng thời cũng giảm số hộ chăn nuôi theo phương thức tận dụng do giảm cơ học về dân

số

Từ những nguyên nhân trên, hiện nay Đảng và Nhà nước ta đã và đang cố gắng cùng các địa phương hướng dẫn bà con nông dân, tạo điều kiện cho họ thực hiện biện pháp chuyển đổi các phương thức chăn nuôi, từng bước chuyển sang chăn nuôi theo mô hình tập trung có áp dụng biện pháp an toàn sinh học và tăng đầu tư khoa học kỹ thuật để tồn tại Trước xu hướng đó sẽ xuất hiện nhu cầu rất lớn việc sử dụng máy móc thiết bị phục

vụ chăn nuôi Nhưng hầu hết các thiết bị này đều được nhập từ nước ngoài với giá thành cao nên không đem lại hiệu quả cao Vì vậy việc cấp thiết bây giờ là cần có hệ thống thiết

bị phục vụ chăn nuôi vừa đáp ứng được các yêu cầu trong chăn nuôi vừa hợp với khả năng tài chính của các chủ trang trại

Chương 2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1 Yêu cầu kỹ thuật của hệ thống dẫn truyền thức ăn:

Hệ thống dẫn truyền thức ăn chăn nuôi trong dẫy chuồng nuôi heo thịt thoả mãn các yêu cầu sau:

- Cung cấp tự động đầy đủ nhu cầu thức ăn chăn nuôi đã xác định cho từng ngăn chuồng

- Quá trình hệ thống làm việc không tạo ra những ảnh hưởng bất lợi đến đến sinh

lý gia súc

- Hệ thống được thiết kế, lắp đặt không làm ảnh hưởng đến cảnh quan chuồng nuôi, không làm phá vỡ kết cấu chuồng có sẵn

- Hệ thống phải đơn giản, dễ vận hành, sửa chữa

- Bằng các vật tư hiện có ở thị trường trong nước như: sắt – thép, ổ bi, …Hệ thống

có khả năng chế tạo hoàn toàn trong nước

- Chi phí đầu tư thấp hơn so với ngoại nhập

- Hệ thống có độ tin cậy làm việc cao

2.2 Các số liệu thiết kế ban đầu:

2.2.1 Nhu cầu cung cấp thức ăn trong chuồng nuôi:

Nhu cầu cung cấp thức ăn trong chuồng nuôi được tính toán dựa trên số lượng đầu heo theo qui mô kế hoạch, khối lượng khẩu phần ăn trung bình của đầu heo trong ngày, số lần cung cấp trong ngày Để hệ thống thoả mãn với bất kỳ thời gian nào của chu kỳ nuôi, nhu cầu cung cấp thức ăn trong chuồng nuôi được tính toán – thiết kế dựa trên các số liệu sau đây:

♦ Qui mô nuôi theo thiết kế: Toàn bộ chuồng chăn nuôi gồm 30 ngăn chuồng và được chia làm hai dãy Mỗi ngăn chuồng nuôi 20 con heo thịt Tổng số heo trong hai dãy chuồng là 600 con heo thịt

♦ Khẩu phần lớn nhất của heo thịt là 3 kg/ngày – con

♦ Số lần cung cấp thức ăn trong ngày là 1 lần vì cho ăn theo nhu cầu của heo 2.2.2.Các tính chất cơ lý của thức ăn chăn nuôi heo thịt: (đã nêu ở mục 1.3) 2.2.3 Sơ đồ mặt bằng và kiến trúc chuồng chăn nuôi: (đã nêu ở mục 1.5): 2.3 Lựa chọn phương án thiết kế:

2.3.1.Phương án 1: Hệ thống dẫn truyền thức ăn dạng khô kiểu cánh gạt

2.3.1.1.Cấu tạo:

Hình 2.1 Cấu tạo hệ thống dẫn truyền thức ăn dạng khô kiểu cánh gạt

1 Bộ phận dẫn động 5 Cảm biến đóng ngắt điện

3 Ống băng tải và xích 7 Động cơ

- Kết cấu đơn giản dễ thay đổi chiều dài

- Làm vỡ vụn thêm vật liệu

- Máng và xích chóng mòn

- Trọng lượng trên một mét chiều dài cao

- Trọng lượng bộ phận chuyển động lớn

- Chi phí năng lượng tương đối cao

- Tải trọng động của xích tương đối lớn, giá thành chế tạo cao

2.3.2 Phương án 2: Hệ thống dẫn truyền thức ăn dạng khô kiểu vít tải

2.3.2.1 Cấu tạo:

a Cấu tạo:

Hình3.1 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống

2 Hộp giảm tốc 6 Bộ phận đóng mở nguồn điện

3 Bun ke chứa 7 Bộ phận định lượng

4 Ống dẫn liệu 8 Máng ăn

9 Trục kéo cáp 10 Khớp nối

- Bộ phận công tác của máy nằm trong máng kín, cho nên có thể nối máng với một

vị trí nào đó của hệ thống thông gió

- Tốc độ quay của trục vít tương đối lớn, vì thế có thể cho nó làm việc với động cơ điện riêng

- So với các máy vận chuyển khác thì giá thành của vit tải ít hơn, việc sửa chữa vận hành đơn giản

- Vật liệu vận chuyển trong máng có thể nhận và đỡ tải ở các vị trí trung gian, không tổn thất rơi vải vật liệu, an toàn trong làm việc và sử dụng rất thận lợi cho vận chuyển vật liệu nóng và độc hại

- Làm việc tương đối yên tĩnh ít ồn, không gây bụi cho môi trường chung quanh 2.3.2.4 Nhược điểm:

- Chiều dài vận chuyển cũng như năng suất bị giới hạn Chiều dài lớn nhất của một vít tải không quá 40 m, năng suất tối đa không quá 100 T/h vì với chiều dài lớn, năng suất lớn thì trang thiết bị cũng phức tạp và tiêu hao năng lượng lớn

- Chỉ thuận lợi để vận chuyển những vật liệu tương đối đồng nhất Những vật liệu chứa tạp chất không thể vận chuyển bằng vít tải được vì có khả năng quấn vào trục vít (như thóc còn lẫn rác)

- Khi vít tải làm việc vật liệu được đảo trộn mạnh và một phần bị nghiền nát Vì vậy không dùng vít tải để vận chuyển những vật liệu không cho phép làm dập nát

- Cánh vít và máng dễ bị mòn khi vận chuyển những vật liệu cứng và sắc cạnh

- Năng lượng tiêu tốn nhiều hơn so với băng tải do vậy người ta không dùng vít tải

để vận chuyển những vật liệu dính và ẩm

** Qua phân tích trên tôi chọn phương án 2

Vì hệ thống này giá cả thấp, dễ chế tạo, thích hợp cho dạng thức ăn viên và thức ăn bột, tiện lợi, dễ sử dụng

2.4 Cách bố trí hệ thống trong chuồng trại:

Do cấu trúc dãy chuồng chăn nuôi gồm hai dãy chuồng song song với mái chuồng kép

và chiều dài của dãy chuồng 75m Vì vậy mỗi dãy chuồng ta phải bố trí hai hệ thống Các bun ke chứa phải đặt hai đầu dãy chuồng Chúng hoạt động độc lập với nhau Chiều dài ống của mỗi hệ thống lần lượt là 40 m và 35 m Để dễ dàng trong quá trình tính toán ta chỉ tính toán thiết kế cho hệ thống 40 m (tương đương với 8 ngang chuồng) Mỗi hệ thống được lắp lên cao khoảng 1,8 m so với nền chuồng

Do phải lắp đặt hệ thống theo cấu trúc chuồng có sẵn và cho heo ăn theo nhu cầu Vì vậy tôi bố trí mỗi ô chuồng 3 bộ phận định lượng cấp thức ăn xuống máng và 3 bộ phận này phải chứa đủ nhu cầu thức ăn cho 20 con heo thịt trong một ngày

Chương 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG

TRUYỀN DẪN THỨC ĂN

3.1 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống:

Hình3.1 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống

2 Hộp giảm tốc 6 Bộ phận đóng mở nguồn điện

3 Bun ke chứa 7 Bộ phận định lượng

4 Ống dẫn liệu 8 Máng ăn

9 Trục kéo cáp 10 Khớp nối

3.2 Tính toán bun ke chứa:

3.2.1.Cơ sở tính bun ke:

Mỗi ngang chuồng nuôi 20 con heo thịt, nhu cầu thức ăn lớn nhất của mỗi con là 3 kg/ngày (giai đoạn từ 100 kg) và số lần cấp thức ăn 1 lần/ngày Vậy lượng thức ăn cần cung vào bun ke là: 3x20x8 = 480 kg

3.2.2.Xác định thể tích của bun ke chứa:

Vì Bun ke chứa phải đảm bảo chứa đủ lượng thức ăn trong một ngày là 480 kg Do đó thể tích của bun ke được xác định như sau:

Vcbk – thể tích phần chứa thức ăn của bun ke, m3;

Q – khối lượng thức ăn cần cung cấp cho 8 ngang chuồng, kg;

γ - Khối lượng thể tích của thức ăn, kg/m3

; Dung tích tính toán của bun ke bằng:

Vtt = 1.121

8,0

897,0

Kích thước bun ke phải thỏa mãn hai điều kiện:

- Khả năng tự chảy: tức là góc tự chảy của bun ke lớn hơn góc tự chảy của vật liệu tải (53020’) Góc tự chảy được lấy từ [19, trang 20, bảng 2] trên cơ sở thực hiện thí nghiệm giữa cám ăn với tấm thép CT3 dày 2 mm

- Chứa đủ dung tích yêu cầu:

Nên bun ke được thiết kế với các kích thước như hình vẽ sau:

Hình 3.2 Hình dạng và kích thước của bun ke chứa

3.2.4 Kiểm tra lại kích thước của bun ke:

- Thể tích của bun ke chứa được tính theo công thức:

V = Vh + Vt

- Thể tích của hình hộp chữ nhật:

Vh = 30.100.155 = 465000 cm3 -Thể tích của hình thang:

Vt = (100.155 + (100 + 30).(155 + 40) + 40.30)= 682833,33 cm3Vậy thể tích thực của bun ke chứa:

Vth = 1147833,33 cm3 = 1,147833 m3 > Vtt = 1,121 m3 (thỏa mãn) 3.3 Tính toán vít tải dẫn truyền thức ăn:

3.3.1 Cơ sở thiết kế ban đầu:

- Năng suất: Với nhu cầu cung cấp thức ăn một lần là 480 kg, với thời gian vận chuyển thức ăn tới máng ăn là 20 phút, ta có năng suất:

Q = 480.60/20 = 1440 kg/h

- Chiều dài vận chuyển: Chiều dài vận chuyển bằng chiều dài 8 ngang chuồng là 40 m

3.3.2 Tính toán các thông số hình học của trục vít tải:

Hình3.3: Hình dạng của vít tải

- Đường kính ngoài của vít xác định theo công thức:

D = 0.28 3

Q

ψγ

= 96,1 vg/ph (phù hợp với lựa chọn)

- Chiều dày cánh vít: e = (2 ÷ 4 ), mm [1, trang 96 ], chọn e = 3 mm

- Đường kính đối với phần bao vít:

π

- Tính toán thông số của cánh xoắn: Theo

Bước vít: S = 0,104(m);

Chiều dài đường chân bước vít:

);

( 168 , 0 ) 042 , 0 14 , 3 ( 104 , 0 )

042 , 0 104 , 0

d D

Bán kính r1 của vành khăn khai triển bước vít:

);

( 03 , 0 168 , 0 342 , 0

168 , 0 031 , 0

1 2

1 '

l l

Hình 3.4 : Kích thước cánh xoắn và khai triển cánh xoắn

Bán kính R1 của vành khăn khai triển bước vít: xác định theo công thức:

R1 = r’1 + b = 0,03 + 0,031 = 0,061 (m);

Góc hở γ của vành khăn khai triển bước vít: xác định theo công thức:

o o

061 , 0 14 , 3 2

342 , 0 061 , 0 14 , 3 2 360 2

l R

π

πγ

Diện tích của một bước vít:

360

2 ' 1 2 1

Trong đó:

k - hệ số xét đến sự mất mát do ma sát trong ổ trục, k= 0,7;

Q - năng suất của vít, kg/h;

L - chiều dài vận chuyển vật liệu, m;

ω - hệ số lực cản sự di chuyển của vật liệu,ω = 1,3;

β - góc nghiêng đặt máy, β = 0o

; H- chiều cao nâng vật liệu, m;

7,0

3,1.40.1440.10)(

2

−

=+ HLk

Q

- Công suất cần thiết của động cơ:

Nđc = k Ntvt/η Trong đó:

k = 2 – hệ số tổn thất công suất;

η – hiệu suất truyền động của trục vít bánh vít, ổ đỡ

η = ηbộ truyền η2ổ ηkn = 0.85.0,992 = 0,83;

Nđc = 2 1,069/ 0,83 = 2,57 kw Theo (3, trang 29, bảng 3) chọn động cơ loại ĐK42 – 4 có các thông số sau:

Nđc = 2,8 kw, n = 1420 v/ph

- Mômen xoắn trên trục vít tải [2, Trang 408 ]

) ( 3 , 106 96

069 , 1 9550

n

N

- Lực dọc trục lớn nhất trên vít tải [2, trang 408 ]

Khi làm việc, trục vít vận chuyển vật liệu bằng cánh xoắn và đẩy dọc theo trục của nó

Do đó, lực dọc trục sinh ra rất lớn

rtg

M P

θ

α +

= [1, trang101, 5 - 6](*) Trong đó:

r: Bán kính đặt lực; r = (0,35 – 0,4)D = 0,4.0,104 = 0,042 (m);

α: Góc nâng của vít, α = 220

; θ: Là góc ma sát giữa vật liệu và cánh vít thép;

f = tg θ = 0.7 ⇒θ = 35o

⇒θ = 35o

) 35 22 ( 042 , 0

3 , 106

tg P

( ) ( )

[ µ λ µ α λ µ α µα µ α λ λ]

µλµλ

ln )

1 ( 4 ) 1

( 2 2

1 1 3

16

) 1

( 16

2 2 2

2 2

2 4

2 max

2 2

2 1 max

−

−

−

− +

−

−

− + +

=

r p

A R p

Mr

[ µ λ µ α λ α µ µα µ α λ λ]

µλµλ

ln )

1 ( 4 ) 2 2 1 ( 2 2

1 1 3

1 16

) 1

( 16

2 2 2

2 2 2

4 2

max

2 2

2 1 max

−

− +

+

−

− +

+

−

=

r p

A R p

Mt

Với A =

) 1 (

1

ln ) 1 (

4 4

) 1 (

3 1

2

2 4

µα

µ

αµµα

µα

µ

− +

h

M h

t r

P

−

6 , 1643

2

2 −

Ở đường viền trong r = R2 và λ = 1;

Ở đường viền ngoài r = R1 và λ = α = R1/R2 = 104/42 =2,5

Các mômen ở đường viền trong:

) 1 (

1

ln ) 1 (

4 4

) 1 (

3 1 8

.

2

2 4

1 max

µα

µ

αµµα

µα

µ

− +

+

−

R p

Mr

=

) 1 (

1

ln ) 1 (

4 4

) 1 (

3 1 8

.

2

2 4

1 max

µα

µ

αµµα

µα

µ

− +

+

−

−

R p

( )

[ + − − ]−

− +

µµ

αµ

αµµα

µα

µ

1 1

) 1 (

1

ln ) 1 (

4 4

) 1 (

3 1 8

2

2 4

1 max R p

td

2 2

4σσ

Thép CT3 lấy: [σ ] = 140 N/mm2

Thay (1),(2) và (3) vào (4) ta được:

t r

td

2 2

4σσ

- Mô men xoắn phân bố: mx = Mx/L = 106,3/40 = 2,66 Nm/m

- Mô men xoắn tập trung đặt tại đầu trên trục vít: Mx = 106,3 Nm

- Lực hướng tâm phân bố gồm hai thành phần: trọng lượng của vít tải và trọng lượng của vật liệu

+ Trọng lượng của vật liệu trên 1 mét chiều dài là:

q =

4

.

1π D2ϕγ g

N/m

Trong đó:

D = 0,104 m– đường kính ngoài của trục vít;

ϕ = 0,45 – hệ số điền đầy đối với thức ăn dạng bột hoặc hạt nhỏ;

γ = 535 kg/m3 – khối lượng thể tích của thức ăn chăn nuôi;

g = 9,81 m/s2- gia tốc trọng trường;

⇒q =

4

104 , 0 535 81 , 9 45 , 0 14 , 3

, khối lượng riêng của thép;

Vậy lực hướng tâm phân bố: P = p + q = 46 +20 = 66 N/m

Vì trên trục lắp hai loại ổ khác nhau: ổ đỡ chặn ở trục trái và ổ lăn ở ổ phải nên ta chọn sơ bộ cả hai loại ổ này

Theo [3, trang 112, bảng 7.5, cỡ trung], chọn ổ đũa côn đỡ chặn có

B1 = 19 mm Còn ổ lăn có B2 = (0,5 ÷0,9) dsb = 30.0,6 = 18 mm

d Quan hệ kích thước:

- Chiều dài phần vít tải: L = 3 m

- Khoảng cách giữa chi tiết quay và thành trong: a = 10 mm

- Khoảng cách từ cạnh ổ đến thành trong của hộp: l1 = 15 mm

- Chiều cao của nắp và đầu bu lông: l2 = 15 mm

- Khoảng cách từ nắp ổ đến mặt cạnh của chi tiết quay: l3 = 15 mm

- Chiều dài phần moayơ lắp với trục: l4 = 25 mm

Hình 3.6: Sơ đồ xác định phản lực tại gối đỡ

- Phản lực tại gối trái gồm hai thành phần RrB và RdB

+ Xác định lực hướng tâm RrB:

Lập phương trình cân bằng mô men với gối đỡ phải để xác định lực hướng tâm

RrB = 66 3.3/(2.3) = 99 N +Xác định lực dọc trục RdB:

RdB = P – n RrC.f

Trong đó: P – lực chiều trục tác dụng lên trục vít tải, P = 1643,6 N;

Theo [3, trang 90, bảng 51] vì vật liệu chế tạo trục là thép C45

1 1 ,

24 1 1 , 0 87360

75 ,

5 , 92058

= 24,4 mm Chọn d2 = 30 mm

Kiểm nghiệm lại trục tại D theo hệ số an toàn: [3, trang 92-101]

Tính chính xác trục cần kiểm nghiệm hệ số an toàn tại những tiết diện nguy hiểm cần thiết (D)

Tính chính xác trục theo công thức:

nn

nn

≥

δ

τ δ

2 2

Vậy: nδ=

a

k

σβξ

τψτβξ

τ

τ τ

τ

1

ψδ ≈ 0 , 1;ψτ ≈ 0 , 05

Hệ số tăng bền: β= 1

Chọn các hệ số: kσ , kτ, ξτ, ξσ :

- Theo [5,trang 123, bảng 7-4] lấy: ξτ= 0,92; ξσ= 0,83

- Theo [5, trang 125, bảng 7-6] lấy: kσ= 1,41; kτ= 1,15

15 , 1

= 1,25;

σ

σξ

k

=

83 , 0

41 , 1

σσ

7 , 1

k

τψτβ

ξ

τ

τ τ

τ

1

−

=

9 , 3 05 , 0 9 , 3 25 , 1

150

3 , 7 6 , 29

3 , 7 6 , 29

2

+ ≥ n[ ]=2.5(thỏa mãn)

f Tính bền cho mối hàn trên trục:

Vì trên trục rỗng ta hàn thêm bạc bằng mối hàn góc nên ta cần kiểm tra xem mối hàn có đủ bền khi chịu mômen xoắn không

Hình 3.8 Mối hàn góc chịu mô men xoắn

Vì cạnh k của mối hàn nhỏ so với đường kính d của tiết máy nên ứng suất τx do

mô men xoắn Mx được xem như phân bố đều trong tiết diện nguy hiển của mối hàn Tiết diện nguy hiểm của mối hàn có hình vành khăn, đường kính d và chiều rộng 0,7k Diện tích này được lấy gần đúng bằng:

u

x τ

τ + = τx= 18,28 ≤[ ]τ = 96 N/mm2 Vậy mối hàn đủ bền

Q – tải trọng tương đương của ổ, daN;

Đối với ổ chặn tải trọng tính toán cho ổ dựa theo [3, trang 109, 8 – 6]:

n

i i

Kv – hệ số vòng quay của ổ, [3, trang 109, bảng 67], chọn Kr = 1;

Kt – hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ,[3, trang 110, bảng 69], chọn Kt = 1;

Mặt khác:

SB = 1,3 RrB tgβ= 1,3.99.tg100 15’= 22,7 N

SB – lực dọc trục tại gối tại B, N;

β - góc nghiêng tính toán của con lăn Chọn sơ bộ β= 100 15’; Tổng lực dọc trục:

r 1 r

r 1

r B

Bảng 3.1 Bảng giá trị và đặc tính của ổ đỡ chặn

Ổ đỡ phải:

- Chọn loại ổ đỡ: với số vòng quay của ổ đỡ là 96 vg/ph, chịu lực dọc trục nhỏ, yêu

cầu lắp ráp đơn giản, không bôi trơn trong quá trình vận hành, hệ số ma sát thấp, không

phụ thuộc vào nhiệt độ, nên ổ đỡ phải được chọn là ổ trượt với vật liệu bằng Teflon – 4

Đường kính ngỗng trục d = 30 mm

- Tra [9, trang 44, bảng 2.1] vật liệu Teflon – 4 có các đặc trưng sau: giới hạn bền

khi kéo: 1,4 – 3,5 KG/mm2 , khi nén 2 KG/mm2, khi uốn tĩnh 1,1 – 1,4 KG/mm2

- Chọn các thông số của ổ:

+ Tỉ số l/d = 0,5 ÷0,9 [5, trang213] Với d = 30 mm

Suy ra: Chiều dài lót ổ l = 0,8.30 = 24 mm

+ Chiều dày của lót ổ được xác định theo công thức:[5, trang 209]

- Kiểm nghiệm ổ trượt:

Kiểm nghiệm về độ bền mòn và khả năng chống dính:

+ Kiểm tra áp suất trung bình p:

d n

π

=

1000 60

96 30

π

= 0,15 m/s [pv] – tích số áp suất trung bình và vận tốc cho phép, [pv] = 15.106 N.m/m2.s

Suy ra: p.v = 275000 0,15 = 41250 N.m/m2.s≤ 15.106 N.m/m2.s (thỏa mãn) 3.4 Tính toán bộ truyền động :

3.4.1 Lựa chọn bộ truyền động:

Với số vòng quay của động cơ dẫn động bằng ndc = 1420 vg/ph, số vòng quay của trục

bị dẫn bằng n = 96 vg/ph, bộ truyền được chọn là bộ truyền trục vít, bánh vít Vì bộ

truyền làm việc êm, tỉ số truyền lớn và có khả năng tự hãm Hơn nữa công suất truyền động của hệ thống dẫn truyền nhỏ nên dùng bộ truyền này hợp lý

3.4.2 Chọn vật liệu chế tạo:

Nếu vận tốc trượt vt = 2÷5 m/s, chon vật liệu bánh vít là đồng thanh nhôm sắt bp

Am9-4 và được đúc bằng khuôn cát Vật liệu trục vít là thép CAm9-45 tôi bề mặt có độ cứng HRC =

10.12,69

3.4.5 Sơ bộ chọn hệ số hiệu suất và hệ số tải trọng:

Theo [3, trang81]

- Với Z1 = 3 chọn η= 0.85

- Công suất trên bánh vít: N2 = Ntvt = 1,069 kw

- Công suất trên bánh vít: N1 = N2/η= 1,069/0,85 = 1,26 kw

- Chọn sơ bộ hệ số tải trọng K = 1,1

3.4.6 Xác định mô đun m và hệ số đường kính q:

- Giá trị m3 q được xác định theo điều kiện bền tiếp xúc:

m3 q ≥

[ ]

3

2 2 2

2

6

10.45,1

n

NKZ

96

51 , 0 1 , 1 45 168

10 45 , 1

Chọn m3 q = 6,9 ⇒ m = 3; q = 12

3.4.7 Xác định hiệu suất, hệ số tải trọng và vận tốc trượt:

- Giá trị vận tốc truợt được xác định:

1

1 19100

.

q Z n m

+ , m/s [3, trang 82]

12 3 19100

1420

.

3

+ = 2,8 m/s (thỏa mãn với dự đoán)

- Hiệu suất bộ truyền:

(0 , 96 0 98). ( ')

ρλ

λη

+ +

17 2 10 02 14

10 02 14

98 0

+

=

tg tg