NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG LÀM VIỆC CỦA MÁY TUNG BÃ BÙN MÍA TRONG CANH TÁC MÍA TẠI TÂY NINH

TÓM TẮT Đề tài : Nghiên cứu một số thông số ảnh hưởng đến chất lượng làm việc của máy tung bã bùn mía trong canh tác mía tại Tây Ninh Luận văn được tiến hành tại Bộ môn Công thôn thuộc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

******************

TÔN THẤT HẢI

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT

LƯỢNG LÀM VIỆC CỦA MÁY TUNG BÃ BÙN MÍA

TRONG CANH TÁC MÍA TẠI TÂY NINH

Chuyên ngành : Cơ Khí – Công Nghệ

Mã số : 60.52.14

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC KỸ THUẬT

Hướng dẫn khoa học PGS.TS NGUYỄN HAY

Thành phố Hồ Chí Minh

Tháng 11/2008

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG LÀM VIỆC CỦA MÁY TUNG BÃ BÙN MÍA TRONG CANH TÁC MÍA TẠI TÂY NINH

TÔN THẤT HẢI

Hội đồng chấm luận văn:

1 Chủ tịch : TS NGUYỄN NHƯ NAM

Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh

2 Thư ký : PGS.TS BÙI VĂN MIÊN

Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh

3 Phản biện 1: TS DƯƠNG THÁI CÔNG

Trường Đại học Cần Thơ

4 Phản biện 2: TS PHAN HIẾU HIỀN

Hội Cơ khí Nông nghiệp Việt Nam

5 Ủy viên : PGS.TS NGUYỄN HAY

Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh

ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

HIỆU TRƯỞNG

LÝ LỊCH CÁ NHÂN

Tôi tên Tôn Thất Hải, sinh ngày 27 tháng 9 năm 1968 tại Sóc Trăng, con Ông

Tôn Thất Sum và Bà Nguyễn Thị Hồng Vân

Tốt nghiệp trung học phổ thông tại Trường trung học phổ thông Trần Hưng Đạo, tỉnh Tây Ninh

Tốt nghiệp Đại học chuyên ngành Cơ khí Nông nghiệp hệ chính quy tại trường Đại học Nông Lâm TP.Hồ Chí Minh, năm 1993

Hiện nay làm việc tại Phân Viện Cơ Điện Nông nghiệp & Công nghệ Sau thu hoạch TP.Hồ Chí Minh

Năm 2005 theo học Cao học ngành Cơ khí Nông nghiệp tại Đại học Nông Lâm TP.Hồ Chí Minh

Tình trạng gia đình: độc thân

Địa chỉ liên lạc: 274C Bùi Đình Túy, quận Bình Thạnh, TP.Hồ Chí Minh

Điện thoại: 0902953123

Email: hai_tonthat@yahoo.com

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực

và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả

Tôn Thất Hải

LỜI CẢM TẠ

Tôi xin chân thành bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến:

- Thầy PGS.TS Nguyễn Hay, Phó Hiệu trưởng, Giám đốc Trung tâm Công nghệ và Thiết bị Nhiệt lạnh Trường Đại học Nông Lâm TP.Hồ Chí Minh đã tận tình hướng dẫn và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn

- Ban Giám hiệu, Phòng Sau Đại học, Ban Chủ nhiệm Khoa Cơ khí – Công nghệ Trường Đại học Nông Lâm TP.Hồ Chí Minh đã cho phép và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận văn này

- Cô PGS.TS Trần Thị Thanh, Trưởng Khoa Cơ khí – Công nghệ Trường Đại học Nông Lâm TP.Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện tốt nhất trong quá trình thực hiện

- Thầy Th.S Đặng Hữu Dũng, Phó Khoa Cơ khí – Công nghệ Trường Đại học Nông Lâm TP.Hồ Chí Minh đã giúp đỡ về cơ sở vật chất , trang thiết bị trong suốt quá trình thực hiện luận văn

- Thầy Kiều Công Đức, Chuyên viên kỹ thuật, Khoa Cơ khí – Công nghệ Trường Đại học Nông Lâm TP.Hồ Chí Minh đã tận tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiệu thuận lợi về máy móc thiết bị cho tôi trong suốt quá trình thực hiện

- Toàn thể quý Thầy Cô đã giảng dạy và truyền đạt những kiến thức vô cùng quý báu cho tôi trong thời gian tôi học Cao học

Tôi xin chân thành cảm ơn:

- Các bạn học lớp Cao học khóa 2005 đã phối hợp và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu

- Các anh em công nhân Xưởng Cơ Điện tử đã cùng tôi chế tạo hoàn chỉnh máy nghiên cứu

TÓM TẮT

Đề tài : Nghiên cứu một số thông số ảnh hưởng đến chất lượng làm việc

của máy tung bã bùn mía trong canh tác mía tại Tây Ninh

Luận văn được tiến hành tại Bộ môn Công thôn thuộc Khoa Cơ khí – Công nghệ, Trường Đại học Nông Lâm TP.Hồ Chí Minh từ tháng 5 năm 2007 đến tháng

10 năm 2008 Quá trình từ nghiên cứu đến khảo nghiệm chia làm 3 giai đoạn, bao gồm các nội dung sau:

- Giai đoạn 1: Nghiên cứu tổng quan về đối tượng được tung rải là bã bùn mía

và về các loại máy tung rải đã có

- Giai đoạn 2: Thiết kế và chế tạo hoàn chỉnh một máy tung bã bùn mía làm phương tiện nghiên cứu

- Giai đoạn 3: Tiến hành khảo nghiệm máy tại Bộ môn Công thôn thuộc Khoa

Cơ khí – Công nghệ Trường Đại học Nông Lâm TP.Hồ Chí Minh Sau đó tiến hành xử lý số liệu, xác định các thông số tối ưu cho máy

Các thí nghiệm được bố trí theo kiểu ngẫu nhiên hoàn toàn Một số thông số tối ưu được xác định bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm đa yếu tố Kết quả đạt được như sau:

- Đã thiết kế và chế tạo hoàn chỉnh một máy tung rải thích hợp cho việc tung rải

bã bùn mía dùng trong canh tác mía

- Kết quả thực nghiệm đa yếu tố đã tìm ra được mô hình toán thực nghiệm biểu diễn sự phụ thuộc của chất lượng làm việc của máy (độ đồng đều), chi phí nhiên liệu vận hành máy vào vận tốc xích tải cung cấp (lượng cấp liệu), tốc độ tiến của liên hợp máy và số vòng quay của trục tung:

ƒ Hàm biểu diễn sự phụ thuộc của chất lượng làm việc:

D = – 234,681 + 10646,5.vcc + 25,1348.vm + 1,84321.nt – 121,289.vcc.vm – 4,89333.vcc.nt – 203843.vcc2 – 1.8037.vm2 – 0,00683925.nt2

ƒ Hàm biểu diễn sự phụ thuộc của chi phí nhiên liệu:

F = – 30,629 + 254,453.vcc + 21,0992.vm + 0,0721154.nt – 2,03968 vm2

- Đã xác định được các thông số làm việc tối ưu cho máy như sau:

Độ đồng đều đạt được sau khi tung rải là từ 80% trở lên và mức chi phí nhiên liệu là 32,25 ml/50 m đường chạy (7,5 l/ha), ứng với vận tốc xích tải cung cấp là

vcc = 0,02242 m/s; tốc độ tiến của liên hợp máy là vm = 6,95 km/h và số vòng quay của trục tung là nt = 125,63 v/ph

SUMMARY

Title: The Studying of some affecting parameters to the operation quality of

the sugarcane mud manure spreading machine serving to

the sugarcane plantation in Tay Ninh

The thesis was elaborated at the Department of Agricultural Engineering, Faculty of Engineering, at Nong Lam University of Hochiminh City, from May

2007 to October 2008 Thescientific works from studying process to testing can be divided into three phases, with contents as described in the following:

- Phase 1: General study of the sprayed material: the sugarcane manure, and the existing spraying and spreading machines

- Phase 2: Design and fabrication of a sugarcane mud manure spreading machine

- Phase 3: The machine testing at the Department of Agricultural Engineering, Faculty of Engineering, Nong Lam University of Hochiminh City After that the data was treated, for optimum parameters definition for the machine operation

The tests are made along with the random principle The optimum parameters are defined through tests combining many elements in consideration

The work results are summarized as follows:

- A complete operational sugarcane manure spraying and spreading machine is designed and manufactured, and is in well compliance with the spraying and spreading of sugarcane manure during sugarcane growing season

- The combining multi factor tests had led to the forming of a formula to describe the function of the quality of the machine work (the regularity), and the fuel consummation during machine operation, to the speed of the conveying chain of the

feeder (the feeding volume), to the speed of the combinat and to the working speed

of spreading rotor

• The describing formula of the work quality function:

D = – 234,681 + 10646,5.vcc + 25,1348.vm + 1,84321.nt – 121,289.vcc.vm – 4,89333.vcc.nt – 203843.vcc2 – 1.8037.vm2 – 0,00683925.nt2

• The describing formula of the fuel consummation function:

F = – 30,629 + 254,453.vcc + 21,0992.vm + 0,0721154.nt – 2,03968 vm2

- The optimum parameter is defined for machine operation are as follows:

The regularity can be attained after the spreading and spraying of 80 % of the designed quantity and the fuel consummation is 7,5 l/ha in respect with the feeding chain speed of 0,02242 m/s and the speed of the combinat 6,95 km/h and the working speed of spreading rotor 125,63 rpm

2.1.3 Yêu cầu kỹ thuật nông học khi sử dụng bã bùn mía làm phân bón 9

2.1.4 Cấu tạo chung của máy bón phân hữu cơ 9

2.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 10

2.2.1 Một số máy bón phân hữu cơ trên thế giới 10

2.2.1.4 Máy bón phân РПТУ-2 17 2.2.2 Một số lý thuyết tính toán cơ bản máy bón phân hữu cơ 19

2.2.2.1 Lý thuyết tính toán cơ bản 19

2.2.3 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng làm việc của máy bón phân 22

2.2.4 Xác định các thông số nghiên cứu trên máy tung bã bùn mía 23

2.2.4.1 Thông số đánh giá đối tượng nghiên cứu 23

2.2.4.2 Thông số ảnh hưởng đến đối tượng nghiên cứu 23

2.2.4.3 Bài toán hộp đen 24 2.2.5 Tình hình nghiên cứu trong nước về máy tung rải bã bùn mía 25

3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27

3.2 Phương pháp nghiên cứu 27

3.2.1 Phương pháp tính toán thiết kế máy làm mô hình nghiên cứu thực nghiệm 28

3.2.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 29

3.2.2.1 Phương tiện dùng trong thực nghiệm 29

3.2.2.2 Phương pháp đo đạc thực nghiệm 30

3.2.2.3 Phương pháp xử lý số liệu 33

3.2.2.4 Phương pháp thực nghiệm thăm dò khảo sát bộ phận tung 34

3.2.2.5 Phương pháp thực nghiệm thăm dò các yếu tố ảnh hưởng 35

3.2.2.6 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm đa yếu tố 36

4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40

4.1 Cơ sở thiết kế máy tung bã bùn làm mô hình nghiên cứu thực nghiệm 40

4.1.1 Lựa chọn phương pháp tung rải thích hợp 40

4.1.2 Lựa chọn phương pháp cung cấp thích hợp 41

4.1.3 Định hướng thiết kế 42 4.1.4 Chọn mô hình máy thiết kế 43

4.2 Kết quả tính toán thiết kế 45

4.2.1 Mục đích thiết kế 45 4.2.2 Xác định kích thước thùng chứa 45

4.2.3 Tính toán vận tốc xích tải cung cấp 46

4.2.4 Tính toán công suất dẫn động cho xích tải 46

4.2.5 Tính toán thiết kế bộ phận tung rải 48

4.2.5.1 Xác định các kích thước hình học và cách bố trí cánh trên trục 48

4.2.5.3 Xác định công suất cần thiết trên trục tung 52

4.2.5.4 Xác định vận tốc quay trục gạt và công suất cần thiết trên trục gạt 53

4.2.5.5 Tính toán công suất cần thiết trên trục trung tâm 54

4.2.6 Chọn nguồn động lực để thành lập liên hợp máy 54

4.2.6.2 Công suất để truyền động cho trục trung tâm 55

4.3 Kết quả nghiên cứu thực nghiệm 56

4.3.1 Kết quả thí nghiệm thăm dò khảo sát dạng cánh và cách bố trí cánh 56

4.3.2 Kết quả thí nghiệm thăm dò khảo sát góc nghiêng cánh tung 57

4.3.3 Kết quả thí nghiệm thăm dò các yếu tố ảnh hưởng (đơn yếu tố) 57

4.3.3.1 Ảnh hưởng của vận tốc xích tải cung cấp 57

4.3.3.2 Ảnh hưởng của tốc độ tiến liên hợp máy (LHM) 58

4.3.4 Kết quả thực nghiệm đa yếu tố 59

4.3.4.1 Kết quả thí nghiệm và xử lý kết quả thực nghiệm mô hình bậc một 59 4.3.4.2 Kết quả thí nghiệm và xử lý kết quả thực nghiệm mô hình bậc hai 61 4.3.4.3 Phân tích kết quả thực nghiệm mô hình bậc hai 65

5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 71 5.1 Kết luận 71 5.2 Đề nghị 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73

DANH SÁCH CÁC BẢNG

BẢNG TRANG

Bảng 2.1 Tỷ lệ kích cỡ bã bùn mía 6

Bảng 2.2 Thành phần hóa học của bã bùn mía 7

Bảng 3.1 Sơ đồ thí nghiệm khảo sát dạng cánh 34

Bảng 3.2 Sơ đồ thí nghiệm khảo sát góc nghiêng cánh tung 35

Bảng 3.3 Sơ đồ thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của vận tốc xích cung cấp 35

Bảng 3.4 Sơ đồ thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của tốc độ tiến LHM 36

Bảng 3.5 Sơ đồ thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của số vòng quay trục tung 36

Bảng 3.6 Miền quy hoạch của các yếu tố đầu vào 36

Bảng 4.1 Ma trận kết quả thí nghiệm 60

DANH SÁCH CÁC HÌNH

HÌNH TRANG

Hình 2.1 Bã bùn mía được thải ra từ nhà máy đường 5

Hình 2.2 Bã bùn được đổ đống gần nhà máy đường 5

Hình 2.3 Bã bùn được vận chuyển ra ruộng mía chuẩn bị bón 5

Hình 2.4 Bã bùn được đổ đống trên ruộng mía 5

Hình 2.5 Bã bùn mía lúc sử dụng bón 7

Hình 2.6 Dụng cụ xác định hệ số ma sát 8

Hình 2.7 Sơ đồ cấu tạo máy tung với trục tung nằm ngang 10

Hình 2.8 Sơ đồ cấu tạo máy tung với trục tung thẳng đứng 10

Hình 2.9 Cấu tạo máy Meyer với 2 trục tung đứng, vít tải cung cấp 11

Hình 2.10 Bộ phận cung cấp của máy Meyer 11

Hình 2.11 Bộ phận cung cấp của máy Meyer 11

Hình 2.12 Máy bón phân Meyer 11

Hình 2.13 Sơ đồ mặt cắt thùng chứa 12

Hình 2.14 Phân tích vận tốc 14

Hình 2.15 Máy tung JBS 14

Hình 2.16 Bộ phận cung cấp máy JBS 14

Hình 2.17 Cấu tạo máy bón phân Ford 15

Hình 2.18 Bộ phận cung cấp máy Ford 16

Hình 2.19 Bộ phận tung máy Ford 16

Hình 2.20 Cấu tạo máy bón phân РПТУ-2 17

Hình 2.21 Bộ phận cung cấp của РПТУ-2 18

Hình 2.22 Bộ phận tung của РПТУ-2 18

Hình 2.23 Sơ đồ chung của một máy bón phân hữu cơ 19

Hình 2.24 Sơ đồ lực tác dụng 21

Hình 2.25 Xác định thành phần vận tốc theo dọc trục 22

Hình 2.26 Sơ đồ bài toán hộp đen mô tả mô hình nghiên cứu 24

Hình 3.1 Sơ đồ khối tính toán thiết kế máy 28

Hình 3.2 Sơ đồ đường chạy và vị trí lấy mẫu 31

Hình 3.3 Sơ đồ lắp đặt dụng cụ đo nhiên liệu trên máy kéo 32

Hình 4.1 Sơ đồ cấu tạo máy thiết kế 42

Hình 4.2 Sơ đồ tính toán xích tải cung cấp 46

Hình 4.3 Sơ đồ bố trí cánh gạt 49

Hình 4.4 Sơ đồ bố trí các cánh tung trên cùng một bước 50

Hình 4.5 Sơ đồ bố trí các cánh tung khi phối hợp 50

Hình 4.6 Sơ đồ bố trí cánh tung 51

Hình 4.7 Sơ đồ lực tác dụng lên cánh tung bản 51

Hình 4.8 Đồ thị quan hệ dạng cánh – độ đồng đều 56

Hình 4.9 Đồ thị quan hệ góc nghiêng cánh – độ đồng đều 57

Hình 4.10 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của vận tốc xích cung cấp đến độ đồng đều và chi phí nhiên liệu 58

Hình 4.11 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tốc độ tiến LHM đến độ đồng đều và chi phí nhiên liệu 58

Hình 4.12 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của số vòng quay trục tung đến độ đồng đều và chi phí nhiên liệu 59

Hình 4.13 Đồ thị quan hệ Y1 = f(X1,X2) ứng X3 = 0 tại mức cơ sở 63

Hình 4.14 Đồ thị quan hệ Y1 = g(X1,X3) ứng X2 = 0 tại mức cơ sở 63

Hình 4.15 Đồ thị quan hệ Y1 = h(X2,X3) ứng X1 = 0 tại mức cơ sở 63

Hình 4.16 Đồ thị quan hệ Y2 = k(X1,X2) ứng X3 = 0 tại mức cơ sở 64

Hình 4.17 Đồ thị quan hệ Y2 = l(X1,X3) ứng X2 = 0 tại mức cơ sở 64

Hình 4.18 Đồ thị quan hệ Y2 = m(X2,X3) ứng X1 = 0 tại mức cơ sở 64

Hình 4.19 Đồ thị so sánh các điểm thực nghiệm với mô hình dự đoán (Y1) 65 Hình 4.20 Đồ thị phân bố số dư theo dự đoán và thí nghiệm (Y1) 65

Hình 4.21 Đồ thị xác suất chuẩn của số dư hàm Y1 66

Hình 4.22 Đồ thị so sánh các điểm thực nghiệm với mô hình dự đoán (Y2) 66

Hình 4.23 Đồ thị phân bố số dư theo dự đoán và thí nghiệm (Y2) 67

Hình 4.24 Đồ thị xác suất chuẩn của số dư hàm Y2 67

DANH SÁCH CÁC PHỤ LỤC

PHỤ LỤC TRANG

Phụ lục 1: Thí nghiệm khảo sát các dạng cánh 75

Phụ lục 2: Thí nghiệm khảo sát góc nghiêng cánh tung 76

Phụ lục 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của vận tốc xích cung cấp đến độ đồng đều và chi phí nhiên liệu 77

Phụ lục 4: Nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ tiến liên hợp máy (LHM) đến độ đồng đều và chi phí nhiên liệu 80

Phụ lục 5: Nghiên cứu ảnh hưởng của số vòng quay trục tung đến độ đồng đều và chi phí nhiên liệu 83

Phụ lục 6: Kết quả xử lý số liệu theo phương án bậc 1 86

Phụ lục 7: Kết quả xử lý số liệu theo phương án bậc 2 87

Phụ lục 8: Kết quả bài toán tối ưu 89

Phụ lục 9: Sơ đồ truyền động máy thiết kế 92

Phụ lục 10: Bảng quan hệ mức bón – vị trí điều chỉnh xích tải cung cấp 93

Phụ lục 11: Kết quả khảo nghiệm khả năng làm tơi vỡ của các dạng cánh 94

Phụ lục 12: Kết quả đo công suất trục PTO của máy kéo MTZ-50 thí nghiệm 94 Phụ lục 13: Bản vẽ chung máy tung bã bùn mía MTU-1 95

Phụ lục 14: Cơ cấu truyền động xích tải 96

Phụ lục 15: Trục gạt có cánh dạng vis máy FORD 97

Phụ lục 16: Trục tung có cánh dạng vis máy FORD 98

Phụ lục 17: Trục gạt có cánh dạng bản máy РПТУ-2 99

Phụ lục 18: Trục tung có cánh dạng bản máy РПТУ-2 100

Phụ lục 19: Trục gạt có cánh dạng bản máy MTU-1 101

Phụ lục 20: Trục tung có cánh dạng bản máy MTU-1 102

Phụ lục 21: Sơ đồ phương án làm việc của liên hợp máy 103

Phụ lục 22: Bảng số liệu đo độ ẩm bã bùn mía 104 Phụ lục 23: Bảng số liệu đo khối lượng riêng của bã bùn mía 105 Phụ lục 24: Bảng số liệu đo hệ số ma sát của bã bùn mía với bề mặt thép 106 Phụ lục 25: Phiếu thu thập số liệu của một thí nghiệm tiêu biểu 107

Phụ lục 26: Bảng tính toán độ đồng đều của một thí nghiệm tiêu biểu 108

Phụ lục 27: Một số hình ảnh thực hiện luận văn 109

Việc bón phân chuồng hay phân xanh từ lâu đã được người nông dân tiến hành, nhưng chỉ trên diện tích nhỏ qui mô gia đình Đối với qui mô lớn hơn như trang trại trồng mía thì nguồn phân hữu cơ cần cung cấp sẽ rất lớn Trong khi đó, các vùng nguyên liệu mía cung cấp cho các nhà máy sản xuất đường thường tập trung ở khu vực xung quanh nhà máy Hơn nữa, việc chế biến 10 triệu tấn mía sinh ra một lượng chất thải rất lớn: gần 3 triệu tấn bã mía, 400 nghìn tấn bã bùn

và 500 nghìn tấn mật rỉ Lượng bã mía được sử dụng 80% để đốt lò hơi phục vụ trong công nghệ chế biến đường, sinh ra 30 nghìn tấn tro, 20% còn lại dùng làm ván ép Mật rỉ dùng để sản xuất cồn, mỳ chính hoặc chế biến thành thức ăn chăn nuôi Riêng bã bùn và tro không sử dụng được, các nhà máy phải đổ ra các bãi đất trống Trước thực tế bức xúc nói trên, người nông dân đã thử tận dụng bón cho cây mía lượng chất thải này, chủ yếu là bã bùn đã hoai và cho kết quả rất khả quan, năng suất mía tăng khoảng 30% Các nhà khoa học bắt tay vào việc, đã

phân tích rằng trong thành phần bã bùn có chứa nhiều chất dinh dưỡng cần cho cây mía phát triển và tăng năng suất, hơn nữa, bã bùn còn làm đất tơi xốp, thông thoáng, giữ ẩm tốt, giúp cho cây hấp thụ dinh dưỡng trong đất tốt hơn

Hiện nay, bã bùn mía đã được sử dụng làm phân bón rộng rãi, đặc biệt phổ biến ở các nông trại trồng mía nguyên liệu cho nhà máy với diện tích canh tác lớn Trong quy trình canh tác mía, bã bùn được sử dụng để bón lót trước khi làm đất đối với mía trồng mới, tùy theo đất và khả năng đầu tư mà người ta bón với liều lượng khác nhau, nhưng nhìn chung là bón với lượng rất lớn: 5 - 30 T/ha

Thực tế sản xuất mía ở Tây Ninh cho thấy phương pháp bón hiện đang được

sử dụng có thể phân ra như sau:

- Theo qui mô gia đình, diện tích nhỏ:

Người nông dân đổ từng bao bã bùn trên đồng sau đó dùng công cụ thủ công để cào bằng; cũng có khi dùng tay để tung rải

- Theo qui mô trang trại, sử dụng 2 cách:

ƒ Sử dụng máy kéo mang rơ-moóc chở bã bùn, trên có người dùng công cụ thủ công (xẻng xúc) để tung hất; hoặc đổ đống trên đồng sau đó dùng công cụ thủ công (cuốc) để cào bằng Cách dùng này cho diện tích nhỏ

ƒ Sử dụng máy kéo mang rơ-moóc chở bã bùn đổ đống trên đồng, sau đó dùng máy kéo có lắp bộ phận san bằng (hình phụ lục 27.1) hoặc dùng xe xúc hay phương tiện sẵn có cải tiến lại để trang đều Cách dùng này sử dụng cho diện tích lớn hơn, áp dụng ở các nông trường của Nhà máy đường Nước Trong, Nhà máy đường Biên Hòa -Tây Ninh, Nhà máy đường Bourbon -Tây Ninh Các cách làm trên có nhược điểm là vừa nặng nhọc, vừa không hiệu quả khi vẫn sử dụng nguồn động lực, nhưng lượng phân tung ra không thể rải đều, hơn nữa việc di chuyển các phương tiện làm việc nhiều trên mặt đồng (để trang đều) sẽ gây

ra hiện tượng nén đất; mặt khác, trong nông nghiệp tính thời vụ rất quan trọng trong khi cách làm trên lại khó đáp ứng được

Trước tình hình trên, để ổn định và phát triển sản xuất mía Thực tế sản xuất đòi hỏi cần phải có một loại máy tung rải bã bùn mía chuyên dùng Tuy nhiên, việc

nghiên cứu các thông số ảnh hưởng đến máy tung bã bùn mía cũng như chế độ làm việc tốt nhất của máy là chưa có

Xuất phát từ nhu cầu thực tế cấp thiết trên, dưới sự hướng dẫn của Thầy PGS.TS Nguyễn Hay, đề tài sau được hiện:

Nghiên cứu một số thông số ảnh hưởng đến chất lượng làm việc của máy tung bã bùn mía trong canh tác mía tại Tây Ninh

Để đạt được mục tiêu đã nêu, luận văn tập trung giải quyết các nội dung sau:

- Điều tra khảo sát về tình hình sử dụng bã bùn mía và nhu cầu sử dụng của sản xuất để nhận định được tính cấp thiết của đề tài

- Xác định các tính chất cơ lý hóa cơ bản của bã bùn mía có ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương pháp tung rải và tính toán thiết kế máy

- Nghiên cứu tổng quan về các loại máy tung phân hữu cơ phổ biến, để từ đó lựa chọn, đề xuất mô hình nguyên lý máy sẽ chế tạo phục vụ nghiên cứu

- Tiến hành chế tạo hoàn chỉnh một máy tung rải bã bùn mía để làm phương tiện nghiên cứu

- Nghiên cứu thực nghiệm để lập mô hình thống kê biểu diễn mối quan hệ giữa các yếu tố Xi và Yi Trong đó, Xi là các thông số vào bao gồm: vận tốc xích tải cung cấp, tốc độ tiến liên hợp máy và số vòng quay trục tung; Yi là các thông số ra: độ đồng đều sau khi tung rải và chi phí nhiên liệu

- Qua kết quả thí nghiệm và xử lý số liệu, xác định chế độ làm việc tối ưu cho máy ứng với vận tốc xích tải cung cấp, tốc độ tiến liên hợp máy và số vòng quay trục tung để đạt được độ đồng đều cao nhất sau khi tung rải và chi phí nhiên liệu thấp nhất

Ở các vùng đất này, nếu có bón nhiều phân khoáng mà thiếu phân hữu cơ năng suất mía cũng không cao, bón nhiều đạm còn làm giảm hàm lượng đường (Nguyễn Mạnh Chinh và ctv, 2007)

Trước đây, lượng phế thải từ các nhà máy sản xuất đường ở Việt Nam là bã bùn và tro đốt lò không được quan tâm đúng mức, thậm chí đó nó còn vấn nạn ô nhiễm môi trường cho các khu vực xung quanh nhà máy khi phải đổ bỏ ra các bãi đất trống Những năm gần đây người ta đã biết tận dụng lượng phế thải này làm nguồn phân bón hữu cơ cho chính cây mía

Bã bùn mía được sử dụng để bón lót khi trồng mía tơ bằng cách rải đều lên mặt ruộng trước khi bừa lần cuối với lượng 10 – 20 T/ha, có tác dụng tăng năng suất mía trên 30 % (Trần Thùy, 1999)

Số liệu thống kê năm 2007 của Tổng cục Thống kê cho thấy Tây Ninh là tỉnh đứng đầu cả nước về diện tích trồng mía với 31,3 nghìn ha, cho sản lượng 2 triệu tấn mía hàng năm

Trên địa bàn tỉnh hiện có ba nhà máy sản xuất đường với tổng năng suất gần

10 nghìn tấn mía cây/ngày, mỗi năm thải ra khoảng 60 nghìn tấn bã bùn tươi Đây

là một lượng phân bón hữu cơ rất lớn Hiện các nhà máy sử dụng lượng phân bón này cho các nông trại của nhà máy, một lượng ít bán cho nông dân có nhu cầu Bã bùn thường được sử dụng để bón khi ẩm độ còn khoảng 40 % với mức bón 20 T/ha Các nông trại với lợi thế là có sẵn nguồn phân hữu cơ dồi dào được cung cấp từ nhà máy, tuy nhiên, hiện các nông trại vẫn còn đang sử dụng các phương tiện bón phân mang tính chất nhất thời, chỉ sử dụng thiết bị sẵn có không chuyên dùng như đã nêu

ở mục 1.1

Quy trình sử dụng bã bùn mía của Nhà máy đường Bourbon - Tây Ninh:

Hình 2.1 Bã bùn mía được thải ra từ

Trước thực tế trên, để ổn định và phát triển sản xuất mía, các nông trại cần phải có một loại máy bón phân bã bùn mía chuyên dùng Do vậy, việc nghiên cứu

để đưa ra một dạng máy tung rải bã bùn mía thích hợp là rất cần thiết

Ngày nay trên thế giới, xu hướng xây dựng và phát triển nông nghiệp hữu cơ ngày càng được chú trọng Theo đó, nông nghiệp hữu cơ là nền nông nghiệp tránh hoặc hạn chế sử dụng thuốc trừ sâu và phân bón hóa học, thay thế vào đó là việc sử dụng các chất có nguồn gốc hữu cơ, các tác nhân sinh học nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trường (Altieri, 1995, trích dẫn bởi Trần Danh Thìn và ctv, 2008) Như vậy nông nghiệp hữu cơ là một nội dung quan trọng trong phát triển nông nghiệp bền vững và góp phần tích cực vào việc đảm bảo tính bền vững trong phát triển nông nghiệp Do đó, việc sử dụng bã bùn mía làm phân hữu cơ là một cách làm thích hợp và có chiều hướng tích cực

2.1.2 Một số tính chất cơ lý cơ bản của bã bùn mía

Bã bùn mía là đối tượng mà máy nghiên cứu tác động đến, vì vậy cần nghiên cứu các tính chất cơ lý của nó có ảnh hưởng đến sự làm việc của máy, đó là: thành phần hóa học, độ ẩm, khối lượng riêng, hệ số ma sát, và hình dạng, kích cỡ của bã bùn mía

2.1.2.1 Hình dạng và kích cỡ của bã bùn mía

Hình dạng, kích cỡ bã bùn mía là một thông số quan trọng trong việc lựa chọn phương pháp tung rải, chọn loại cánh tung Vấn đề này được trình bày cụ thể ở mục 4.1.1 Bã bùn mía là dạng vật liệu rời, nhưng có khả năng kết dính và đóng cục Dùng phương pháp rây để xác định kích cỡ và tỷ lệ viên bã bùn mía (lúc sử dụng cho bón) Kết quả được trình bày trên bảng 2.1

Hình 2.5 Bã bùn mía lúc sử dụng bón

2.1.2.2 Thành phần hóa học của bã bùn mía

Bã bùn mía là chất cặn thải của công đoạn làm trong nước mía thô trong quá

trình sản xuất đường qua thiết bị lọc ly tâm, vì vậy còn được gọi là bùn lọc Bã bùn

mía có thành phần hóa học như trong bảng 2.2

Bảng 2.2 Thành phần hóa học của bã bùn mía

Đơn vị tính: % khối lượng

phần nước rất lớn Chính vì vậy mà bã bùn thường được lưu bãi gần nhà máy để cho

thoát nước tự nhiên trong khoảng 30 ngày Sau đó bã mới được vận chuyển đến

ruộng cần bón, lúc này độ ẩm còn khoảng 40 %

2.1.2.3 Độ ẩm và khối lượng riêng

Khối lượng riêng của bã bùn thay đổi trong giới hạn rất rộng và phụ thuộc vào độ ẩm Bã bùn lúc mới thải ra từ nhà máy có độ ẩm từ 75 – 77 %, chiếm 3,82 – 5,87 % trọng lượng mía cây ép Khi độ ẩm giảm khối lượng riêng của bã bùn cũng giảm theo (Nguyễn Thị Sơn, 2005)

Trong luận văn, độ ẩm (hàm lượng nước) của bã bùn được xác định bằng phương pháp sấy Dụng cụ để xác định hàm lượng nước trong bã bùn là tủ sấy nóng

và cân điện tử Tiến hành thực nghiệm xác định được khối lượng riêng của bã bùn khi được mang đi bón nằm trong khoảng 480 – 530 kg/m3 tương ứng với độ ẩm từ

38 – 43 % Trong tính toán sau này ta chọn khối lượng riêng của bã bùn là 500 kg/m3 (bảng kết quả đo độ ẩm và khối lượng riêng ở phụ lục 22 và 23)

2.1.2.4 Hệ số ma sát của bã bùn mía

Hệ số ma sát của bã bùn mía với bề mặt vật liệu thép là thông số cần thiết trong tính toán thiết kế Dụng cụ để xác định hệ số ma sát làm việc theo nguyên lý như hình 2.6 Theo đó, hệ số ma sát được tính như sau: (Lâm Trần Vũ, 2003)

Fk = 2.f.Pp ⇒ k

p

F f 2.P

Trong đó: Fk - lực kéo cân bằng với lực ma sát, kG

2.1.3 Yêu cầu kỹ thuật nông học khi sử dụng bã bùn mía làm phân bón

Bã bùn mía được sử dụng làm phân bón lót cho mía khi trồng mới Tại các nông trại trồng mía của các nhà máy đường trên địa bàn tỉnh Tây Ninh, bã bùn được bón với mức 20 T/ha, bằng cách rải đều trên mặt ruộng trước khi bừa lần cuối để vùi bã bùn vào đất (theo Phòng kỹ thuật nông nghiệp Nông trường Thành Long, và Trại thực nghiệm SBT) Sự tung rải phải đảm bảo độ đồng đều trên bề mặt diện tích tung Thông thường, độ không đồng đều không vượt quá 15% đối với phân đạm, 20% đối với các loại còn lại và 30% cho vôi (Nguyễn Quang Lộc, 1999)

2.1.4 Cấu tạo chung của máy bón phân hữu cơ

Máy bón phân hữu cơ có nhiệm vụ chở phân bón và tung rải đều trên mặt đồng Thông thường, máy có dạng móc sau máy kéo hay ô-tô chuyên dùng, kết cấu của nó gồm các bộ phận chính: thùng chứa, bộ phận cung cấp và bộ phận tung phân

- Thùng chứa:

Có nhiệm vụ chứa phân bón trong quá trình tung rải Vì phân hữu cơ được bón với số lượng lớn nên thường thùng chứa được lắp trên ôtô hay có dạng rơmoóc Mặt khác, thùng chứa còn đóng vai trò như một cái máng để dẫn liệu khi kết hợp với xích tải bên trong

Đối với cơ cấu tung có trục nằm ngang thì có thể có 1 – 2 trục tung để đảm bảo làm tơi, cung cấp và tung phân đều trên bề mặt ruộng Thông thường cơ cấu có hai trống có đường kính bằng nhau được bố trí một trên, một dưới ở phía sau rơ-moóc

và quay cùng chiều Trống trên có nhiệm vụ gạt phân ngược về thùng làm tơi vỡ khối phân và làm bằng mặt khối phân ở cửa ra, trống dưới dùng để tung rải (hình 2.7)

Hình 2.7 Sơ đồ cấu tạo máy tung với trục tung nằm ngang

(Nguyễn Quang Lộc, 1999) Đối với cơ cấu tung có trục tung thẳng đứng, trống tung dược bố trí theo từng cặp quay ngược chiều nhau Số trống tung có thể là hai hoặc bốn.(Hình 2.8)

Hình 2.8 Sơ đồ cấu tạo máy tung với trục tung thẳng đứng

(Nguyễn Quang Lộc, 1999)

2.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

2.2.1 Một số máy bón phân hữu cơ trên thế giới

2.2.1.1 Máy bón phân Meyer

vít tải Phía sau thùng có lắp thêm dàn khung đỡ bộ phận tung, phía trước có các gối đỡ

Hình 2.9 Cấu tạo máy Meyer với 2 trục tung đứng, vít tải cung cấp

1 – Thùng chứa, 2 – Trống tung, 3 – Vít gạt, 4 – Vít cung cấp

Hình 2.10 Bộ phận cung cấp máy Meyer

Hình 2.11 Bộ phận tung máy Meyer

Hình 2.12 Máy bón phân Meyer

3

1

b Nguyên lý hoạt động

Phân bón được cấp vào thùng chứa Hai vít tải ở đáy thùng quay ngược chiều nhau đẩy phân về phía cuối thùng cung cấp phân cho bộ phận tung Vít gạt phía trên gạt lớp phân trên về hướng ngược lại nhằm phân bố lượng phân trên bề mặt đồng đều Hai trống tung ở cuối thùng chứa quay ngược chiều nhau tung hất phân ra đồng Hai đĩa tung nằm phía dưới đáy thùng, tung phần phân mà hai trống đứng không hất được

Máy không có khả năng điều chỉnh được lượng cung cấp Kiểu máy này không

có ở Việt Nam Máy liên kết móc sau máy kéo và nhận truyền động từ trục PTO của máy kéo

c Ưu nhược điểm

ƒ Nhược điểm của bộ phận cung cấp

Nhược điểm chung của thiết bị vận chuyển dạng vít tải là chi phí năng lượng cao do có sự khuấy trộn mạnh các phần tử vật liệu trên suốt chiều dài vít; năng suất tương đối thấp (do tốc độ chuyển động tịnh tiến của các phần tử thấp), do ma sát của vật liệu với máng, với cánh vít, ma sát ở các gối tựa đầu, do sự kẹt và nén các phần tử vật liệu trong các khe hở giữa máng và vít; thể tích chiếm chổ của vít tương đối lớn nên tiêu hao thể tích hữu ích khi vận chuyển (Nguyễn Hồng Ngân và ctv, 2004)

Vật liệu được đẩy đi bằng cánh vít

dọc theo máng, khe giữa cánh vít và

máng phải nhỏ đủ để vật liệu được tải

đi Vì vậy, đáy thùng chứa phải có kết

cấu dạng lòng máng bao theo từng trục

vít Mặt khác, đường kính vít tải thì có

giới hạn và thường nhỏ hơn nhiều so

với bề rộng thùng chứa, do vậy thùng

phải có dạng hình phểu nhỏ dần từ trên

Tất cả các yếu tố này làm cho kết cấu thùng chứa trở nên phức tạp, chế tạo khó khăn hơn Mặt khác, do tiết diện cung cấp có dạng hình phểu nên lượng cung cấp đến trống tung không đều làm ảnh hưởng đến chất lượng tung

Ngoài ra, khả năng làm bằng bề mặt khối phân cung cấp của trục vít gạt phía trên khó thực hiện được do trục vít được bố trí theo chiều dọc thùng, không tiếp xúc lên toàn bề mặt khối phân (hình 2.9)

Khi sử dụng bộ phận cung cấp dạng vít tải để tải bã bùn mía trên máy tung, ngoài các nhược điểm chung trên nó còn bộc lộ những mặt hạn chế sau:

- Vít tải thường được sử dụng để vận chuyển các loại vật liệu rời, ít kết dính như than cục nhỏ, quặng nghiền, xỉ, ngũ cốc…(Nguyễn Hồng Ngân và ctv, 2004).Trong khi bã bùn mía là loại vật liệu dễ kết dính nên có khả năng bị nén và đóng dính vào khe hở giữa cánh và máng gây bó cứng vít

- Các trục vít nằm chìm hoàn toàn trong môi trường là bã bùn, khi vận chuyển tạo sự khuấy trộn mạnh, ma sát nhiều giữa cánh vít và bã bùn vốn là loại vật liệu

ăn mòn Do đó, cánh vít sẽ nhanh chóng bị mài mòn Các gối tựa đầu cuối cửa thoát của trục vít cũng sẽ dễ hư hỏng

ƒ Nhược điểm của bộ phận tung

Kết cấu của loại máy tung có trục tung thẳng đứng cồng kềnh, phức tạp hơn cả

về kết cấu khung đỡ lẫn hệ thống truyền động Do nguyên tắc làm việc của bộ phận tung là hai trục tung luôn phải quay ngược chiều nhau để tung rải đều về hai phía, nên phải bố trí thành từng cặp trục tung, đối với máy có bề rộng làm việc lớn thì số trục tung có thể lên đến 4 trục

Nếu xét về mặt động học, thành phần vận tốc theo phương ngang của phần tử phân dưới tác dụng của cánh tung có trục đứng nhỏ hơn so với trục ngang nếu cùng một vận tốc quay như nhau Kết quả là độ văng xa theo phương ngang của phần tử trên trục tung dạng thẳng đứng kém hơn so với trên trục tung ngang Sự phân tích thành phần vận tốc theo phương ngang được trình bày trên hình 2.14

β - là góc xoắn cánh vít (β < 300 – Nguyễn Hữu Lộc, 2004)

2.2.1.2 Máy bón phân JBS

a Cấu tạo

Máy JBS của Canada dùng để tung phân hữu cơ, có các bộ phận chính sau:

- Thùng chứa: có dạng hình khối chữ nhật, phía sau có cửa chắn ngăn không

cho phân rơi khi vận chuyển Thể tích thùng chứa 8,2 m3

- Bộ phận cung cấp: dạng xích tải thanh gạt, bao gồm 4 nhánh xích dạng ống

con lăn và các thanh gạt là thép hình chữ L được gắn trên xích

- Bộ phận tung: bao gồm hai trống tung đặt đứng, có đường kính bằng nhau

Cánh tung dạng vít xoắn liên tục, phía ngoài cánh có dạng răng cưa Phía dưới hai trống tung là hai đĩa tung gắn liền trục, trên bề mặt có gờ

Hình 2.15 Máy tung JBS

Hình 2.16 Bộ phận cung cấp máy JBS

Máy liên kết móc sau máy kéo và nhận truyền động từ trục thu công suất của máy kéo

c Ưu nhược điểm

Máy có khả chứa rất lớn do bộ phận tung đặt đứng Bộ phận cung cấp dạng xích tải thanh cào cho năng suất cao, kết cấu đơn giản Trống tung đặt đứng, có răng cưa trên cánh thích hợp với đối tượng tung rải có dạng liên kết mảng bện với nhau như thân rơm rạ Tuy nhiên, trống đứng có các nhược điểm như đã nêu ở phần 2.2.1.1 Ngoài ra, trên máy không có bộ phận gạt làm bằng bề mặt khối phân, ảnh hưởng đến sự ổn định của lượng cung cấp

Máy không có khả năng điều chỉnh được lượng cung cấp Kiểu máy này không

K

Hình 2.17 Cấu tạo máy bón phân Ford

1 – Các-đăng truyền động, 2 – Cần điều chỉnh lượng cung cấp,

3- Thùng chứa, 4 – Trống gạt, 5 – Trống tung, 6 – Xích tải cung cấp Máy có dạng rơ-moóc liên kết với máy kéo và nhận truyền động từ trục thu công suất của máy kéo, có các bộ phận chính như sau:

- Thùng chứa có dạng hình khối chữ nhật, thể tích chứa 1,7 m3

- Bộ phận cung cấp: dạng xích tải thanh gạt, bao gồm 2 nhánh xích dạng bản

lề có mắt xích định hình trên đó có gắn các thanh gạt dạng thép hình chữ L (hình 2.18) Nhánh trên của xích trượt trên đáy thùng, nhánh dưới được đỡ bằng các tấm trượt Vận tốc xích thay đổi được qua hệ thống truyền động bánh cóc, có 3 mức điều chỉnh vận tốc xích ứng với các mức cung cấp khác nhau

- Bộ phận tung gồm hai trống làm việc đặt nằm ngang có dạng cánh vít xoắn

liên tục, đường kính bằng nhau (410 mm), phía ngoài mép cánh có dạng răng cưa Trên mỗi trống, cánh vít được bố trí gồm hai nữa cánh xoắn trái và xoắn phải Trống trên được bố trí lệch về phía trong thùng, trên cánh có hàn thêm các răng(hình 2.19) Hai trống quay cùng chiều, tốc độ quay của trống tung trong quá trình làm việc không đổi và bằng 130 v/ph

Hình 2.18 Bộ phận cung cấp máy Ford Hình 2.19 Bộ phận tung máy Ford

ƒ Nguyên lý hoạt động

Phân bón được cấp vào thùng chứa, được tải về phía bộ phận tung nhờ xích tải thanh gạt Lượng cung cấp được thay đổi bằng cách thay đổi vận tốc xích tải qua việc thay đổi góc nâng cóc đẩy Trước khi đến trống tung, do trống gạt được bố trí phía trên lệch về phía trước, nên phân tiếp xúc trống gạt trước và bị hất ngược lại thùng, kết quả là khối phân được làm bằng mặt, trong quá trình này phân cũng được làm tơi vỡ một phần.Vì vậy trên cánh vít của trống gạt còn bố trí thêm các răng để tăng khả năng cắt xé khối phân Trống tung quay cùng chiều trống gạt, hất phân tung xuống ruộng

ƒ Ưu nhược điểm

Ưu điểm của bộ phận cung cấp dạng xích tải thanh cào là năng suất cao, làm việc ổn định, kết cấu đơn giản Lượng cung cấp điều chỉnh được Hệ thống truyền động bánh cóc với việc thay đổi góc nâng cóc đẩy để thay đổi vận tốc xích tải làm việc ổn định và dễ điều khiển

Máy có ưu điểm với bộ phận tung bao gồm 2 trống nằm ngang là: kết cấu đơn giản (so với trống đứng); trống phía trên có nhiệm vụ gạt làm bằng mặt khối phân tạo lượng cung cấp ổn định là điều kiện cần cho chất lượng làm việc của máy Dạng cánh của máy thích hợp với loại phân bón có dạng liên kết dính thành từng mảng có

độ ẩm lớn như phân xanh, rơm rạ trộn mùn …

Máy đã có mặt tại Việt Nam từ rất sớm, tuy nhiên, hiện nay hầu như không còn nơi nào sử dụng do đã hư hỏng

2.2.1.4 Máy bón phân РПТУ-2

a Cấu tạo

Liên xô (cũ) là nước có nền cơ giới hóa nông nghiệp rất phát triển, để tung rải phân ủ, than bùn cục và các loại phân hữu cơ khác, người ta dùng các kiểu máy có dạng rơ-moóc như РПТУ-2, ТУП-3A, ТУП-4 Các kiểu máy này khác nhau chủ yếu về thể tích thùng chứa 2 – 3 m3 hay tải trọng 2 – 4 T, còn kết cấu các bộ phận làm việc tương tự nhau Hình 2.20 trình bày sơ đồ cấu tạo của Máy tung РПТУ-2

Hình 2.20 Cấu tạo Máy bón phân РПТУ-2 (Б Г Турбин, 1967)

1 – Bộ phận tung rải, 2 – Thùng chứa,

3 – Các-đăng truyền động, 4 – Xích tải cung cấp Máy bao gồm các bộ phận chính sau:

1 2

3

4

3

3

- Thùng chứa: hình khối chữ nhật, thể tích chứa 2,5 m3, có nhiệm vụ chở phân khi tung rải và khi không bón, bộ phận tung có thể được tháo rời ra, thùng chứa trở thành rơ-moóc vận chuyển nông sản

- Bộ phận cung cấp: dạng xích tải thanh gạt, bao gồm 4 nhánh xích dạng xích mắt tròn, trên có gắn các thanh gạt Vận tốc xích có thể thay đổi được qua hệ thống truyền động bánh cóc

- Bộ phận tung: gồm hai trống được đặt nằm ngang có đường kính bằng nhau (300 mm), trống trên bố trí lệch vào phía trong thùng chứa Trên trống có các cánh hất dạng bản nghiêng một góc 450 so với đường tâm trục, được bố trí theo qui luật xoắn vít hướng sang trái và sang phải (hình 2.22) Hai trống quay cùng chiều, tốc

độ quay của hai trống trong quá trình làm việc không đổi và bằng 180 v/ph (Nguyễn Văn Muốn và ctv, 1999)

Hình 2.21 Bộ phận cung cấp của РПТУ-2 Hình 2.22.Bộ phận tung của РПТУ-2

Máy liên kết móc sau máy kéo và nhận truyền động từ trục thu công suất của máy kéo Máy hiện không còn sử dụng tại Việt Nam

b Nguyên lý hoạt động

Phân bón được cấp vào thùng, bộ phận cung cấp chuyển phân ra phía sau Lượng cung cấp được thay đổi bằng cách thay đổi bán kính của tay quay làm thay đổi góc quay của bánh cóc trong một hành trình quay

Trống trên có nhiệm vụ gạt lớp phân trên mặt cho bằng phẳng đồng thời làm tơi một phần Trống dưới tung hất phân ra đồng

c Ưu nhược điểm

điều chỉnh được Tuy nhiên, máy sử dụng xích tải dạng mắt tròn có khối lượng trên đơn vị chiều dài lớn nên làm tăng ma sát cản trở chuyển động

Bộ phận tung bao gồm nhiều cánh tung dạng bản được bố trí theo quy luật xoắn vít nên tác động đều lên khối phân; hơn nữa, trong quá trình làm việc các cánh

sẽ tác động va đập lên khối phân tốt hơn so với cánh dạng vít liên tục Bộ phận tung

có thể tháo rời, biến máy tung thành phương tiện vận chuyển trong nông nghiệp

2.2.2 Một số lý thuyết tính toán cơ bản máy bón phân hữu cơ

2.2.2.1 Lý thuyết tính toán cơ bản

Những bộ phận làm việc chính của máy bón phân hữu cơ là: bộ phận cung cấp và bộ phận tung Sơ đồ của một máy tung bao gồm hai trục nằm ngang và xích tải thanh cào cung cấp có dạng như hình 2.23

Hình 2.23 Sơ đồ chung của một máy bón phân hữu cơ (Б Г Турбин, 1967)

1 – Trống tung, 2 – Trống gạt, 3 – Xích tải cung cấp

- Bộ phận cung cấp:

Khi bộ phận cung cấp là dạng xích tải thanh cào thì năng suất xích tải được xác định theo công thức sau : (Б Г Турбин, 1967)

q = vcc.H.L.γ, kg/s (2-1) Trong đó:

v cc

H : Chiều cao bề mặt cung cấp, m

L : Chiều rộng bề mặt cung cấp, m

γ : Khối lượng riêng của vật liệu, kg/m3

Tuy nhiên, vì trục gạt 2 đã làm giảm đi chiều cao H và có sự tổn thất về thể tích do xích và thanh cào chiếm chỗ trong vật liệu, nên công thức (2.1) thực tế là:

q = vcc.h.L.γ.kđ, kg/s (2-2) Trong đó:

h : Chiều cao hữu ích, m

kđ : Hệ số có tính đến sự tiêu hao thể tích hữu ích do xích và thanh cào chiếm chỗ (hệ số nạp đầy)

Nếu γ tính bằng T/m3 và q tính bằng T/h thì công thức (2.2) trở thành:

q = 3600.vcc.h.L.γ.kđ, T/h (2-3)

Từ giá trị q (T/ha), ta có thể tính được khả năng tung trên 1 ha (mức bón Q) nếu biết được bề rộng làm việc B (m) của máy tung và vận tốc chuyển động của liên hợp máy vm (km/h) qua công thức: (Б Г Турбин, 1967)

m

10.q Q B.v

= , T/ha (2-4)

- Bộ phận tung: bao gồm 2 trống

Trống gạt hất vật liệu ngược lại thùng làm tơi và bằng mặt liệu trước khi xích tải đưa đến trống tung tạo lượng cung cấp ổn định Trống tung đóng vai trò tung rải Hai quá trình này xãy ra trong khi xích cung cấp đang tải liệu đến Do đó, điều kiện để vật liệu được thoát ra, không ùn tắc tại cửa thoát là năng suất hai trống phải lớn hơn năng suất của xích tải cung cấp

Đối với trống tung có các cánh tung dạng bản như hình (2.22) thì năng suất thể tích của trống tung được xác định theo công thức sau : (Б Г Турбин, 1967)

z : Số cánh tung,

b : Bề rộng khối phân do cánh tung kéo đi, m

h : Độ cao khối phân do cánh tung kéo đi, m

nt : Vận tốc quay của trống tung, v/ph

Với: vr - Vận tốc tương đối dọc theo cánh

f - Hệ số ma sát giữa vật liệu và cánh Hình 2.24 Sơ đồ lực tác dụng

Lực tung phần tử vật liệu ra khỏi cánh sẽ là:

R = mgcosφ + mω2r - f(mgsinφ + 2mωvr) (2-6) Mặt khác, khi được tung ra phần tử vật liệu sẽ bị không khí cản lại Lực cản này xác định qua công thức:

R' k .S.v20 k m.vn 20

g

γ

Với: k – Hệ số cản của không khí

γ – Trọng lượng riêng của không khí

S – Diện tích tiết diện chắn

ms

φ