Luận văn tốt nghiệp: Tính toán thiết kế máy đào khoai lang gắn trên máy kéo 20hp

Ngày nay khoai lang không những là sản phẩm được tiêu thụ mạnh ngay cả ở trong nước và nước ngoài. Các sản phẩm từ khoai như khoai chiên, nướng ngoài ra còn lấy tinh bột và làm thức ăn cho gia súc... Tuy vậy nhưng vẫn trải qua rất nhiều giai đoạn mới có được một củ khoai. Từ khâu làm đất, vun luống, trồng, tưới... thu hoạch thì trong đó thu hoạch khoai là một công đoạn mất nhiều thời gian, công sức nhất, dẫn đến việc thu hoạch hết sức khó khăn do thu hoạch bằng thủ công là chính và một phần là do tại các vùng nông thôn chưa được tiếp cận với khoa hoc kỹ thuật, trình độ còn hạn chế Đe giải quyết thực trạng ấy đòi hỏi phải có thiết bị hỗ trợ cho thu hoạch khoai, giảm giá thành nhân công, chi phí, công sức...mà vẫn mang lại hiệu quả cao

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ

B

Ộ M Ô N K Ỹ THU Ậ T CƠ KHÍ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY ĐÀO KHOAI LANG GẮN TRÊN MÁY KÉO

20 hp

CÁN Bộ HƯỚNG DẴN SINH VIÊN THựC HIỆN

Trương Văn Thảo Nguyễn Thị Mỹ Linh (MSSV: 1107686)

Ngành: Cơ Khí Chế Biến - Khóa: 36

Cần Thơ, Tháng 05 năm 2014

KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN Bộ HƯỚNG DẪN

1 Cán bộ hướng dẫn: Trương Văn Thảo

2 Đề tài: Tính toán thiết kế máy đào khoai lang gắn trên máy kéo 20 hp.

3 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Mỹ Linh MSSV: 1107686

5 Nội dung nhận xét:

a Nhận xét về hình thức của tập thuyết minh LVTN:

b Nhận xét về nội dung của LVTN:

Ạ Đánh giá nội dung thực hiện đề tài:

* Những vân đê còn hạn chê:

c Nhận xét sinh viên:

d Kết luận và kiến nghị:

KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN Bộ CHẤM PHẢN BIỆN

1 Cán bộ chấm phản biện:

2 Đề tài: Tính toán thiết kế máy đào khoai lang gắn trên máy kéo 20 hp.

3 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Mỹ Linh MSSV: 1107686

5 Nội dung nhận xét:

a Nhận xét về hình thức của tập thuyết minh LVTN:

b Nhận xét về nội dung của LVTN:

Ạ Đánh giá nội dung thực hiện đề tài:

* Những vân đê còn hạn chê:

c Nhận xét sinh viên:

d Kết luận và kiến nghị:

e Điểm đánh giá:

Cần Thơ, ngày tháng 05 năm 2014

Cán bộ chấm phản biện

ThS Trương Văn Thảo Nguyễn Thị Mỹ Linh

cần Thơ, ngày 30 tháng 12 năm 2013

PHIẾU ĐÈ NGHỊ ĐÈ TÀI LUẬN VẴN TỐT NGHIỆP

HK2 (2013 - 2014)

1 Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thị Mỹ Linh MSSV: 1107686

2 Tên đề tài: Tính toán thiết kế máy đào khoai lang gắn trên máy kéo 20 hp.

3 Thời gian thực hiện: Học kỳ II, năm học 2013 - 2014

4 Cán bộ hướng dẫn: ThS Trương Văn Thảo - GVC, BM KTCK - KCN - ĐHCT

5 Địa điểm thực hiện: Khoa Công Nghệ, ĐHCT

6 Mục tiêu của đề tài:

- Mục tiêu tổng quát: Tính toán thiết kế máy đào khoai lang gắn trên máy kéo 20 hp

- Mục tiêu cụ thể:

+ Thu thập số liệu đất trồng khoai thực tế (ở 3 địa điểm) và trong tài liệu,

+ Xử lý số liệu và tính tóan thiết kế máy,

+ Hoàn thành bản vẽ và thiết minh

7 Giới hạn của đề tài: Tính toán thiết kế máy đào khoai lang gắn trên máy kéo 20 hp

8 Các yêu cầu hỗ trợ cho việc thực hiện đề tài: Phòng máy và thiết bị chế biến lương thực

9 Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài:

LUẬN VẨN TÓT NGHIỆP CBHD: TRƯƠNG VẨN THẢO

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt khoảng thời gian học tập tại trường em đã nhận được rất nhiều tình cảm

và sự giúp đỡ chân thành từ quý thầy cô, bạn bè và những người thân bên cạnh Em xin gửiđến tất cả lời cảm ơn chân thành nhất! Đặc biệt em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến quýthầy cô trong Bộ Môn Kỹ Thuật Cơ Khí, Khoa Công Nghệ, Trường Đại Học càn Thơ đã tậntình chỉ dạy và giúp đỡ em trong suốt quá trình em thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp cũngnhư trong việc học của mình!

Bằng tình thương và sự tận tụy của người thầy, thầy Trương Văn Thảo người thầy đã

dẫn dắt em trong suốt khoảng thời gian em thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp “Tính toán thiết kế mảy đào khoai lang gắn trên máy kéo 20 hp ” người đã dành nhiều thời gian và tâm

quyết, tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành luận văn tốt nghiệp này Em xin chânthành gửi đến thầy lời cảm ơn sâu sắc nhất của một người học trò! Em xin chúc thầy đượcdồi dào sức khỏe và vẫn mãi thành công trên con đường giảng dạy của mình cũng như gặthái được nhiều thành công hơn nữa trong công việc cũng như trong cuộc sống!

Em xin chân thành cảm ơn quý thầy trong Phòng Thí Nghiệm Máy Và Thiết Bị ChếBiến Lương Thực, Thực Phẩm đã tạo điều kiện cho em được tiếp cận với máỵ móc thiết bị,giúp em có thêm nhiều kiến thức và học hỏi nhiều kinh nghiệm từ quý thầy nơi đây! Đặcbiệt em cũng xin gửi lời cảm ơn đến thầy Phạm Phi Long, người thầy đã tận tụy dạỵ bảo gópcho em có được nhiều kiến thức thực tế bổ ích trong quá trình em thực hiện đê tài, em xingửi đên thây lời cảm ơn chân thành nhât!

Đồng thời em cũng xin chân thành cảm ơn Ba Mẹ đã nuôi nấng dạy dỗ, tạo mọi điềukiện và động viên để em hoàn thành đề tài luận văn tốt nghiệp này

Bằng tất cả sự nỗ lực và cố gắng của bản thân, trong suốt quá trình nghiên cứu thựchiện hoàn thành đề tài, nhưng chắc chắn đề tài vẫn không tránh khỏi những thiếu sót Em rấtmong nhận được sự đóng góp quý báu của quý thầy cô!

Nguyễn Thị Mỹ Linh

LỜI NÓI ĐẦU

Khoai lang là một loại rau củ được trồng phổ biến ở nhiều nơi trên thế giới nhất là ởcác nước châu Á trong đó có Việt Nam và đặc biệt là các vùng nông thôn Nó rất dễ trồng,không mất nhiều công sức chăm sóc, vốn đầu tư ban đầu thấp nhưng vẫn luôn đạt năng suấtcao đem lại nguồn thu nhập đáng kể cho bà con nghèo

Ngày nay khoai lang không những là sản phẩm được tiêu thụ mạnh ngay cả ở trongnước và nước ngoài Các sản phẩm từ khoai như khoai chiên, nướng ngoài ra còn lấy tinhbột và làm thức ăn cho gia súc

Tuy vậy nhưng vẫn trải qua rất nhiều giai đoạn mới có được một củ khoai Từ khâulàm đất, vun luống, trồng, tưới thu hoạch thì trong đó thu hoạch khoai là một công đoạn

mất nhiều thời gian, công sức nhất, dẫn đến việc thu hoạch hết sức khó khăn do thu hoạchbằng thủ công là chính và một phần là do tại các vùng nông thôn chưa được tiếp cận vớikhoa hoc kỹ thuật, trình độ còn hạn chế

Đe giải quyết thực trạng ấy đòi hỏi phải có thiết bị hỗ trợ cho thu hoạch khoai, giảmgiá thành nhân công, chi phí, công sức mà vẫn mang lại hiệu quả cao Vì vậy em chọn đề

tài “Tính toán thiết kế máy đào khoai lang gắn trên máy kéo 20 hp”.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VỆT NAM

KHO A CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Bộ MÔN KỸ THUẬT cơ KHÍ

-Cần Thơ, ngày 08 tháng 01 năm 2014

ĐÈ CƯƠNG LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP

Nó là một cây trồng có thu nhập cao Nghề trồng khoai lang thích hợp với những

hộ nông dân nhất là nông dân nghèo, ít vốn

Ở Việt Nam, khoai lang đã và đang chuyển đổi nhanh chóng từ sử dụng trongnước sang xuất khẩu Theo số liệu của Bộ thương mại thì 6 tháng đầu năm 2010 đạt caonhất với hơn 1,2 triệu USD, khoai lang Nhật Bản tươi đạt 1,1 triệu USD, tăng 113,9%.Kim ngạch xuất khẩu khoai lang năm 2010 đạt cao nhất với gần 3,8 triệu USD So vớinăm 2009 tăng hơn 1,6% Và trở thành nước xuất khẩu khoai lang lớn trên thế giới

Nhưng bên cạnh đó thì họ phải trả cho chi phí mướn nhân công khá nhiều từkhâu làm đất, trồng, tưới nước, bón phân đến thu hoạch thì trong đó thu hoạch là khâuchiếm phần lớn Đe góp phần làm giảm gánh nặng, nâng cao năng suất lao động, hạ giáthành sản phẩm, tăng thu nhập, thì họ phải chủ động hơn thaỵ vì chịu phụ thuộc nhiềuvào người thu hoạch thuê Đe làm được việc đó người dân cần các thiết bị phục vụ chokhâu thu hoạch

Vì vậy việc nghiên cứu tính toán thiết kế thành công máy đào khoai lang là vô cùngcần thiết và cần sớm hoàn thiện để đưa vào sản xuất đại trà để phục vụ nông dân

5 Mục tiêu của đề tài:

- Mục tiêu tổng quát: Tính toán thiết kế máy đào khoai lang gắn trên máy kéo

20 hp

+ Thu thập số liệu đất trồng khoai thực tế (ở 3 địa điểm) và trong tài liệu,

+ Xử lý số liệu và tính tóan thiết kế máy,

+ Hòan thành bản vẽ và thiết minh

6 Địa điểm, thời gian thực hiện:

• Địa điểm thực hiện: khoa Công Nghệ trường Đại học cần Thơ

• Thời gian thực hiện: từ tuần 1 - tuần 15

7 Giói thiệu về thực trạng có liên quan đến vấn đề trong đề tài:

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại máy đào nhưng đa phần là do tự chế máy,không qua tính toán ví dụ như máy đào Ba Hạo Ke đến là một nghiên cứu gần đây nhất(09/2012) của Tiến Sĩ Hoàng Bắc Quốc ở Viện lúa đồng bằng sông Cửu Long với đề tài:

“Nghiên cứu cơ giới hoá khâu vun luống, tưới và thu hoạch khoai lang” Và ngoài thị trường

đã có mặt máy thu hoạch khoai tây, khoai lang một sản phẩm của Tân An Phát Ngoài ra còn

có máy thu hoạch củ do Công ty cổ phần xây dựng và công nghiệp Việt Hưng nghiên cứuthiết kế và chế tạo nhưng cả hai đề hoạt động theo nguyên lý chung: khoai được đào bằnglưỡi đào phang sau đó được chuyển qua sàng để phân ly đất đá tiếp đó khoai theo sàng đưa

ra sau và có người theo sau thu gom lại Còn phần lớn là thu hoạch thủ công là chính, từ đódẫn đến việc tốn sức lao động, thời gian và cực nhọc

8 Các nội dung chính và giới hạn của đề tài:

Các nội dung chính:

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Đặt vấn đề

1.2 Thực trạng của đề tài

1.3 Tính cấp thiết của đề tài

CHƯƠNG II: Cơ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Giới thiệu chung

2.1.1 Khái quát về tình hình khoai lang

2.1.2 Tầm quan trọng của máy đào hiện nay

2.2 Các yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến quá trình thu hoạch

2.2.1 Khối lượng

2.2.2 Độ ẩm

2.2.3 Độ chặt

2.4 Lý thuyết tính toán máy

2.4.1 Lý thuyết tính toán về lưỡi đào

2.4.2 Xác định chiều dài lưỡi đào L

2.4.3 Bộ phận phân ly đất: sàng phân loại

2.4.3.1 Cơ sở của quá trình sàng

2.4.3.2 Kích thước lỗ lưới và tốc độ vật liệu

2.4.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sàng

a Độ ẩm của vật liệu

b Hình dạng và kích thước lỗ

2.4.3.4 Chuyển động của hạt ừên mặt sàng

2.4.3.5 Năng suất sàng

2.4.3.6 Công suất tiêu thụ của sàng

a Khối lượng của đĩa xích

b Khối lượng xích

c Khối lượng thanh gắn ừên sàng

d Khối lượng đất đào trên sàng

2.4.4 Cấu tạo bộ phận phụ của máy

2.4.4.1 Cấu tạo bộ phận phá vỡ và tách đất tảng

2.4.4.2 Cấu tạo cơ cấu ừeo

2.4.4.3 Cấu tạo bộ phận đào

2.4.4.4 Cơ cấu nâng hạ

2.4.4.5 Bộ phận tháo liệu

CHƯƠNG lù: TÍNH TOAN THIẾT KẾ MÁY

3.1 Nguyên lý làm việc của máy đào

3.1.1 Yêu cầu kỹ thuật của máy đào

3.1.2 Nguyên lý làm việc của máy đào

3.2 Tính toán thiết kế lưỡi đào phẳng

3.2.1 Tính toán góc nâng đất (a)

3.2.2 Tính toán góc tách đất (Y)

3.2.3 Tính toán xác định chiều dài lưỡi đào L

3.3 Tính toán thiết kế sàng

3.3.1.Tính toán các thông số cấu tạo nên sàng

3.3.2.Tính toán thông số làm việc của sàng

3.3.2.1 Khối lượng của đĩa xích

3.3.2.2 Khối lượng xích

3.3.2.3 Khối lượng thanh gắn trên sàng 3.3.2A Khối lượng đất đào trên sàng

3.4 Tính toán và thiết kế các bộ truyền động

3.4.1.Bộ truyền động bánh răng côn răng thẳng

3.4.1.1 Chọn vật liệu chế tạo bánh răng

3.4.1.2 Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép

3.4.1.11 Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền

Trương Văn Thảo

nối 3.11 Khung máy

3.12 cơ cấu treo

CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ KIẾN NGHỊ

4.1 Kết Quả

4.2 Kiến nghị

9 Phương pháp thực hiện đề tài.

+ Nghiên cứu lý thuyết,

+ Thu thập số liệu đất trồng khoai thực tế (ở 3 địa điểm) và trong tài liệu,+ Xử lý số liệu và tính toán thiết kế máy,

+ Hoàn thành bản vẽ và thuyết minh

10 Kế hoạch thực hiện:

Đe tài được thực hiện trong vòng 15 tuần:

Tuần 1, 2: nộp phiếu đăng ký và đề cương

Tuần 3, 4: hoàn thành chương I

Tuần 5, 6: hoàn thành chương II

Tuần 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13: hoàn thành chương m và bản vẽ

Tuần 14, 15 hoàn thành chương rv Nộp bài hoàn chỉnh.

Nguyễn Thị Mỹ Linh

DUYỆT CỦA Bộ

MÔN

MỤC LỤC

20 hp

w = 8l~8ì xl00% 7

z2 i 32

Aĩl2=l»2 n\ \ x 100% 2,5% 2,5% 36

1,0

1,0

2>Ly=0 47

w

Ro 64

MỤC LỤC BẢNG Bảng 2.1: Độ nhỏ của hạt 8

Bảng 2.2: số liệu thực tế 8

LUẬN VẨN TÓT NGHIỆP CBHD: TRƯƠNG VĂN THẢO

MỤC LỤC HÌNH

20 hp

w = 8l~8ì xl00% 7

z2 i 32

Aĩl2=l»2 n\ \ x 100% 2,5% 2,5% 36

1,0

1,0

2>Ly=0 47

w

Ro 64

GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Đặt vấn đề

Khoai lanẸ cây lương thực quan trọng vùng nhiệt đới, được trồng nhiều ở cácnước châu Á chiem đến 90%, còn lại là châu Phi và Mỹ La Tinh Trên thế giới trồngkhoảng 9,2 triệu ha, năng suất đạt 124 triệu tấn, xếp thứ ba sau khoai tây và sắn (khoaimì) Nước sản xuất khoai lang lớn nhất thế giới là Trung Quốc chiếm đến 90%, Việt Nam

là 1,6%

Ở nước ta thì cây khoai lang là cây lương thực xếp thứ ba đứng sau lúa, ngô (bắp)diện tích trồng 250 - 260 nghìn ha, năng suất đạt 50 - 60 tạ/ha và nó đang có xu hướngchuyển dần từ cây lương thực sang cây thức ăn gia súc Theo Sở Công Thương thì diệntích sản xuất khoai lang của tỉnh Vĩnh Long năm 2012: 9,225 ha, sản lượng thu hoạchước đạt 267,525 tấn Đến tháng 7/2013, diện tích trồng khoai lang trên địa bàn thị xã BìnhMinh và huyện Bình Tân là 7.661,2 ha; diện tích khoai còn trên đồng là 3.679,1 ha; năngsuất bình quân ước đạt 20 - 30 tấn/ha, sản lượng ước đạt 191.530 tấn

So với nhiều loại cây nông nghiệp khác thì khoai lang là một loại cây dễ thích ứngvới khí hậu và thổ nhưỡng khác nhau, nhưng tốt nhất là trồng trên đất pha cát vốn đầu tưban đầu ít, thích họp cho nông dân nhất là những người dân nghèo Đe tăng thêm hiệuquả giảm chi phí khi trồng nhiều như hiện nay thì phải áp dụng cơ giới hóa mà đặc biệt làkhâu thu hoạch

Vì vậy việc nghiên cứu tính toán thiết kế thành công máy đào khoai lang là vôcùng cần thiết và cần sớm hoàn thiện để đưa vào sản xuất đại trà để phục vụ nông dân

1.2 Thực trạng đề tài

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại máy đào nhưng đa phần là do tự chế máy, không qua tính toán ví dụ như máy đào Ba Hạo Ke đến là một nghiên cứu gần đây nhất (09/2012) của Tiến Sĩ Hoàng Bắc Quốc ở Viện lúa đồng bằng sông Cửu Long với đề tài: “Nghiên cứu cơ giới hoá khâu vun luống, tưới và thu hoạch khoai lang” Và ngoài thị trường đã có mặt máy thu hoạch khoai tây, khoai lang một sản phẩm của Tân An Phát Ngoài ra còn có máy thu hoạch củ do công ty cổ phần xây dựng và công nghiệp Việt Hưng nghiên cứu thiết kế và chế tạo nhưng cả hai đề hoạt động theo nguyên lý chung: khoai được đào bằng lưỡi đào phẳng sau đó được chuyển qua sàng để phân ly đất đá tiếp

đó khoai theo sàng đưa ra sau và có người theo sau thu gom lại Còn lại phần lớn người dân thu hoạch thủ công là chính, từ đó dẫn đến việc tốn sức lao động, thời gian và cực nhọc.

Hình 1.1: Máy thu hoạch khoai tây, khoai lang của Tân An Phát

Hình 1.2: Máy đào Ba Hạo

Hình 1.3: Người dân thu hoạch bằng tay

Hình 1.4: Người dân thu hoạch bằng cào

1.3 Tính cấp thiết của đề tài

Ngày nay nhu cầu khoai lang xuất khẩu rất cao, chưa kể đến là nhu cầu sử dungừong nước Mục tiêu của đề tài là tạo ra được mẫu máy gọn, năng suất phù họp, giá thànhvừa phải, làm việc chắc chắn và sử dụng an toàn, dễ chăm sóc và sửa chữa Mong giúp đỡphần nào sự khổ cực cho người dân miền tây nói riêng cũng như Việt Nam nói chung.

Xuất phát từ thực tế, em tiến hành thực hiện đề tài: “Tính toán thiết kế máy đàokhoai lang gắn trên máy kéo 20 hp”

Cơ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Giói thiệu chung

2.1.1 Khái quát về tình hình khoai lang

Khoai lang (Ipomoea batatas L) là một loài cây nông nghiệp, được trồng ở khắp cácvùng nhiệt đới và một số vùng cận nhiệt đới, ôn đới nói chung và khắp đất nước Việt Namnói riêng Theo thống kê của FAO năm 2008 thì sản lượng khoai lang của nước ta là 1,32triệu tấn và là một trong 4 loại cây lượng thực chính sau lúa, ngô (bắp), sắn (khoai mì)

Nó là một cây trồng có thu nhập cao Nghề trồng khoai lang thích họp với những hộnông dân nhất là nông dân nghèo, ít vốn

Ở Việt Nam, khoai lang đã và đang chuyển đổi nhanh chóng từ sử dụng trong nướcsang xuất khẩu Theo số liệu của Bộ thương mại thì 6 tháng đầu năm 2010 đạt cao nhất vớihơn 1,2 triệu USD, khoai lang Nhật Bản tươi đạt 1,1 triệu USD, tăng 113,9% Kim ngạchxuất khẩu khoai lang năm 2010 đạt cao nhất với gần 3,8 triệu USD So với năm 2009 tănghơn 1,6% Và trở thành nước xuất khẩu khoai lang lớn trên thế giới

Gần đây nhất là báo cáo về sản xuất nông nghiệp đến ngày 15/09/2013 về tình hìnhgieo trồng khoai lang ở nước ta Thực hiện cùng kỳ năm trước là 130,5 nghìn ha; kỳ này131,5 nghìn ha, tập trung nhiều ở hai huyện Bình Tân và Bình Minh (Vĩnh Long)

2.1.2 Tầm quan trọng của máy đào hiện nay

Như chúng ta cũng biết nhu cầu tiêu thụ khoai lang trong và ngoài nước hiện nayngày càng tăng Ngày nay cơ giới hóa phát triển rất mạnh nhằm phục vụ tối đa mang lạihiệu quả cao nhất từ khâu lên luống, tưới nước, thu hoạch Nhưng thực tế nhìn chung thìngười dân còn làm thủ công là chính nhất là khâu thu hoạch củ, công việc vừa mất nhiềuthời gian và công sức

2.2 Các yếu tế co bản ảnh hưởng đến quá trình thu hoạch

Đất trồng rất da dạng, cổ thề hao gầm nhiều loại khác nhau, mẫỉ loại cố những tínhchất riêng của nố, cổ khả năng khác nhau chống lại tảc động cơ học của công cụ Khả năng

đó phụ thuộc vào trạng thái, thành phần cơ học của đất

2.2.1 Khếỉ lượng

Người ta phan hiệt hai loại khối lượng: khối lượng riêng và khối lượng thể tích.Khối lượng riêng của đất được tính trên đơn vị thể tích không cố khe hở tự nhiên,

nó thay đổi từ 2,4 - 2,8 kg/dm3 (hoặc T/m3)

Khối lượng thể tích được tính trên đơn vị thể tích đát tự nhiên nó thay đ ổ i t ừ l - 1,8kg/dm3 (hoặc T/m3)

Thường thì ở đát không cố hoặc mất kết cấu có khối lượng thể tích nhỏ hơn 1kg/dm3 (đất tơi thành bụi)

Ở đất có kết cấu tốt khối lượng thể tích từ 1,1 - 1,3 kg/dm3 là đất có khả năng giữ

ẩm tốt Ở đất có khối lượng lớn hơn 1,3 kg/dm3, đát dễ chặt thành tảng - nói chung là cácloại đất nằm ngoài khoảng 1,1 - 1,3 kg/dm3 đều là đất mất kết cấu và không khả năng giữẩm

Hình 2.1 Cách người dân thu hoạch khoai lang bằng thủ công

2.2.2 Độ ẩm

Độ ẩm biểu thị cho lượng nước có trong đất, là yếu tố yật lý thay đổi nhanh chóng

cơ - lý tính của đất Phụ thuộc vào độ ngậm nước mà đất có thể ở trạng thái cứng, mềm haydẻo

Độ ẩm của đất được xác định bằng công thức (2 - 1):

Trong đó: gi - Khối lượng hộp + mẫu đất trước khi sấy (g)

g2 - Khối lượng hộp + mẫu đất sau khi sấy khô kiệt (g) go

- Khối lượng hộp (g) w - Độ ẩm của đất 2.2.3 Độ chặt

Độ chặt (độ cứng) của đất là khả năng chống lại tác động cơ học cơ học của nó Lựcnày phụ thuộc vào loại đất, độ ẩm, thành phần cơ giới của đất Theo đó người ta chia rađất nặng - cần một lực lớn để phá vỡ nó; đất nhẹ - chỉ cần một lực nhỏ để phá vỡ liên kết;đất trung bình - nằm giữa hai loại trên

Độ cứng của đất được tính bằng công thức (2-2):

P = — = Ị (N/cm 2 )

Trong đó: p - Độ cứng của đất ở độ sâu nào đó (N/cm2) q - Độ

cứng của lò xo (N/cm) h - Độ biến dạng của lò xo (cm)

Q - Tiết diện của mũi ấn (cm2)

2.2.4 Hệ số ma sát

Hai vật trượt lên nhau sẽ xuất hiện lực ma sát giữa hai bề mặt tiếp xúc, làm cản trởchuyển động Đất trượt trên bề mặt làm việc của máy và các công cụ làm đất cũng thế,lực ma sát xuất hiện trên bề mặt làm việc và làm ảnh hưởng đến quá trình làm việc

Fmax = f X N; (N) (2 - 3) ■ (trang 14, [6])

Trong đó: Fina X - L ực ma sát (N)

N - Áp lực trên bề mặt (N) f - Hệ số ma sát f = tgcp (cp - góc ma sát)

Hệ số ma sát phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt tiếp xúc (đất, trạng thái đất, vật liệu cấu tạo trạng thái làm việc của công cụ

2.2.5 Thành phần cơ học của đất

Thành phần cơ học của đất được thể hiện đặc trưng bằng sự phân bố các hạtkhoáng chất có kích thước nhỏ hơn 1 mm Sự tập họp các hạt khoáng chất khác nhau đã tạo

ra loại đất khác nhau:

LUẬN VĂN TÔTNGHIỆP CBHD: TRƯƠNG VĂN THẢO

2.3 Một số loại máy đào có mặt trên thị trường hiện nay

Dưới đây là một số máy đào đã có mặt trên thị trường:

Đầu tiên là một sản phẩm của Công ty cổ phần xây dựng và công nghiệp Việt Hưngnghiên cứu thiết kế và chế tạo Hoạt động dựa vào sức kéo của máy lớn, truyền động chosàng giũ chủ yếu là xích

Độ nhỏ của hạt đất tính bằng %iCích thước hạt

Loại đ ấ t ' " " - '

l-ỉ-0,25(mm)

0,25-ỉ-0,05(mm)

0,05-ỉ-0,01(mm)

0,01-ỉ-0,005(mm)

0,005-ỉ-0,001(mm) < 0,001(mm)

(Trang 15, [6])

Số liệu đo i ạc (đã lấy giá trị rung bình), mm

Chiều cao luống Chiều rộng luống

Khoảng cách hai luống cạnh nhau

Hình 2.3: Máy thu hoạch củ Tân An Phát

Cả hai máy của Việt Hung và Tân An Phát đều hoạt động theo nguyên lý chung: khoai được đào bằng lưỡi đào phẳng sau đó được chuyển qua sàng để phân ly đất đá tiếp đókhoai theo sàng đưa ra sau và có người theo sau thu gom lại

Hình 2.2: Máy đào Việt Hưng

LUẬN VĂN TÔTNGHIỆP CBHD: TRƯƠNG VĂN THẢO

Hình 2.4: Máy đào Ba Hạo

Cuối cùng là máy đào Ba Hạo làm chủ yếu là do kinh nghiệm là chính chưa đi sâu vào thiết kế chi tiết

Hình 2.5: Máy đào kiểu hất

1 - lưỡi đào; 2 - bánh xe hất; 3 - hộp giảm tốc; 4 - bánh tựa; 5 - trục các đăng (Hình 7.1 Sơ đồ kỹ thuật máy đào kiểu hất, trang 185, [9])

Máy đào cấu tạo khá đơn giản dễ sử dụng nhưng nhược điểm lớn nhất của loại máyđào này là bánh hất gây hư hỏng củ khá lớn, nên cũng ít được phổ biến rộng rãi

Hình 7.1 Sơ đổ kỹ thuật máy đào kiểu hất

ẵỉ - lưỡi dào; 2- bang giũ chính; 3 - bang giũ phụ;

lí£ giũ nang; 5- trống hơi; 6- bộ phạn tách cò; 7- băng chuyỉi ỉ sàng; S-

bang dốc; 9 - bang chuyền cú; 10- thùng dựng cù.

Hình 2.6: Máy đào liên họp thu hoạch củ KKP - 2

1 - lưỡi đào; 2 - băng giũ chính; 3 - băng giũ phụ; 4 - băng giũ nâng; 5 - trống hơi; 6

- bộ phận tách cỏ; 7 - băng truyền dưới sàng; 8 - băng dốc; 9 - băng chuyền củ; 10 - thùng đựng củ.(Hình 7.4 Sơ đồ kỹ thuật máy liên họp thu hoạch củ KKP - 2, trang 187, [9])

Nguyên lý hoạt động: khoai được lưỡi đào (1) đào lên khỏi đất trồng kế đến được chuyển sang băng giũ chính (2) phân ly phần lớn đất bám vào củ hết băng giũ (2) tiếp đến băng giũ phụ (3) phân ly thêm một lần nữa, băng giũ nâng (4) có nhiệm vụ đưa những củ khoai bám đất tảng qua hống hơi (5), tách đất tảng xong thì chuyển sang bộ phận tách cỏ (6) lần lượt khoai đi qua băng truyền dưới sàng (7), qua băng dốc (8), cuối cùng khoai đượcchuyển đến thùng đựng củ (10) nhờ băng chuyền củ (9)

Ưu điểm: đảm bảo củ sau khi được đào lên cơ bản được làm sạch nhất so với các máy khác, nhưng bù lại máy có trọng lượng khá lớn, chi phí năng lượng nhiều

2.4 Lý thuyết tính toán máy

Khác với các sản phẩm thu hoạch trong nông nghiệp, củ hoàn toàn nằm sâu trong đất Đặc điểm này có liên quan nhiều tới chất lượng thu hoạch sau cùng Chất lượng thu hoạch củ tốt nhất với trường họp đất tơi xốp, không có đất tảng Ngay khi

(Hi 7.4 Sơ đổ kỹ thuật máy liên hợp thu hoạch cti KKF

LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP CBHD: TRƯƠNG VĂN THẢO

bắt đầu trồng, cây được trồng thẳng hàng, độ sâu củ không quá lớn Trước khi thu hoạch củ, cần phải phá hủy hoàn toàn thân lá bằng nhiều biện pháp như sau: cắt, đốt, phun thuốc Kế đến, khâu thu hoạch làm bằng thủ công là chính Nhưng mất rất nhiều thời gian

mà năng suất lại không cao Với thực trạng ấy, cần tính toán thiết kế máy đào để phần nào giúp đỡ họ Việc thiết kế máy đào cần dựa trên một số lý thuyết cơ bản

2.4.1 Lý thuyết tính toán về lưỡi đào

Bộ phận đào dùng để đào ngầm đất dưới lóp củ với độ sâu cần thiết

- Theo hình dạng của lưỡi đào chia ra: lưỡi đào phẳng, phân đoạn, lòng máng.+ Lưỡi đào phẳng thường thì có dạng thẳng, phẳng mũi nhọn, đặt nghiêng so

với mặt phẳng ngang (mặt đất) 1 góc a = 5 -r 20°, góc nhọn Ỵ = 40 -r 45° Bề rộng lưỡi đàodành cho một hàng thường khoảng 450 -r 600 mm (xem thêm hình 7.5, trang 187, [9]).Các thông số cơ bản của lưỡi đào phẳng là góc a, Ỵ và chiều dài L

+ Lưỡi đào phân đoạn (xem thêm hình 7.6, trang 188, [9])

+ Lưỡi đào lòng máng (xem thêm hình 7.6, trang 188, [9])

- Theo nguyên tắc hoạt động:

+ Lưỡi đào chủ động: làm việc có rung, làm tơi đất dễ dàng hơn

+ Lưỡi đào thụ động: làm việc không rung

Khi làm việc thì máy cần một số năng lượng để thắng lực cản khi di chuyển các bộphận làm việc chính và phụ trợ Thường thì lực cản ấy chia làm hai loại: loại có ích và loại

vô ích Loại có ích thường làm biến dạng (phá vỡ) đất, loại vô ích là chi phí cho ma sát, cảnlăn bánh xe

Để tính lực cản kéo lên máy có nhiều công thức Đa số là dựa trên công thức của

viện sĩ v.p Gơriatskin phát triển thêm Công thức có cơ sở lý luận và được chứng minh.

Thành phần thứ hai: kabn là đặc trưng cho lực cản có ích Xuất hiện khi lưỡi đào làm biến dạng và phá vỡ thỏi đất có tiết diện (a X b), (k là hệ số đặc trưng khả năng chống biến dạng của đất tính bằng N/cm2, n là số lưỡi đào)

2.4.2 Xác định chiều dàỉ lưỡi đào L

Cách xác định chiều dàỉ lưỡi đào bằng công thức sau:

2.4.3 Bộ phận phân ỉy đất (sàng phân loại)

Để tách đất khỏi củ sau khỉ đã đào lên, trên máy đào củ thường dùng thêm bộ phận phân lỵ đất

Dựa theo nguyên tắc làm việc chia ra:

+ Băng giũ kiểu thanh: phân ly đất khỏi củ và chuyển (nhánh trên băng giũ tựa lên đĩa xích elip —»tạo nên lực giũ mạnh (loại bị động và chủ động)

+ Sàng lắc: sử dung cơ cấu lệch tâm hoặc cơ cấu hình bình hành lắc sàng nhằmphân ly đất đả tốt hơn

+ Sàng rung: biên độ nhỏ, tần số cao hơn sàng lắc dựa vào bộ phận gây rung: kiểu quán tinh, kiểu va đập, kiểu dao động điện (ít thuận tiện vì dao động thuộc tải trọng sàng],

và kiểu tuần hoàn (dễ cân bằng nhờ đổi trọng) Các kỉểu sàng rung với chế độ động học nào

đó có thể tạo cho các phần tử đất nhảy lên khỏi sàng Các thông số chính: góc nghiêng của mặt sàng (10° +15°), biên độ và tần số dao động (bán kính lệch tâm 4 + 6 mm, rpm [trục]

100 + 1200)

+ Sàng trong: thường dùng trống thông thường, trống có đường xoắn bên trong, cócánh gạt nâng củ, có thể dùng trống 2 tàng: tầng trên được tạo thành để tách cây cò, còn củchui qua khe hở rơi trên sàng chính của hồng và lãn xuồng theo mặt phăng

nghiêng - sàng trống thường đặt ngiêng về phía dịch chuyển của vật liệu, trục của trống còn

có thể đặt nằm ngang Góc nghiêng của thành trống thường 10°-ỉ-15°, khi d = 600 + 2200

m và 1 = 1000 2000 mm, sàng trống có đường xoắn bên trong: nghiêng

1 0 ° 1 5 ° , góc nghiêng của đường xoắn so với trục không được lớn hơn góc ma sát của đất với vật liệu chế tạo sàng Ưu điểm là vững chắc, chi phí năng lượng riêng nhỏ và không có lực quán tính mất cân bằng nhưng khả năng phân ly thấp

LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP CBHD: TRƯƠNG VĂN THẢO

2.4.3.1 Cơ sở của quá trình sàng

Bề mặt làm việc của sàng là bộ phận chính để phân loại Hiện nay người ta thường sửdụng là lưới đan, tấm đục lỗ và thanh ghi

+ Lưới đan: Được sử dụng để sàng mịn và sàng nhỏ các vật liệu rời, khô Lưới đan

có các lỗ dạng hình vuông, chữ nhật và hình lục giác Những sợi này được đan thành lưới thường dùng các sợi vải, sợi lụa, sợi kim loại (thép, đồng thau) Mặt sàng bằng kim loại được đan thành các lỗ dạng vuông hoặc chữ nhật

+ Tấm đục lỗ: Được chế tạo bằng thép tấm hay đồng tấm Lỗ sàng có thể là hình tròn, hình vuông, hình chữ nhật hoặc hình bầu dục Tấm đục lỗ thường được sử dụng để phân loại đến kích thước lớn hơn 5 mm Các lỗ thường có kích thước từ 5 -r 10 mm và được bố trí trên tấm song song hoặc xen kẽ

+ Thanh ghi: Dùng để phân loại bằng sàng vật liệu có kích thước lớn hơn 80 mm Cấu tạo măt sàng bao gồm các thanh ghi đặt theo chiều dọc có khe hở giữa chúng bằng kíchthước của vật liệu dưới sàng để cố định các thanh ghi với nhau người ta thường hàn chúng vào một số thanh ngang đặt phía dưới hoặc khét lỗ các thanh ghi để liên kết với nhau Kích thước của tiết diện thanh ghi được chọn theo kích thước sản phẩm dưới sàng

2.4.3.2 Kích thước lỗ lưới và tốc độ vật liệu

Giả thuyết cục vật liệu hình cầu sàng đặt nghiêng một góc a Khi vận tốc ngang củavật liệu bằng 0, do trọng lực nó sẽ rơi thẳng đứng qua lỗ sàng, nên cần xác định kích thước

lỗ lưới phù họp

Xét sơ đồ chuyển động:

Trong trường họp này ta có:

d = 1 X cosa - h X sin; (2 - 6) (công thức 3 - 7 , trang 59, [5])

Với a = 45° và h = 1 Ỉ 2 thì d = 0,35 X 1 hay 1 = 2,85 X dTrong đó: d - Kích thước của sản phẩm dưới sàng, mm 1 -

Chiều dài của lỗ sàng, mmKhi hạt vật liệu có vận tốc V Ỷ 0 thì hạt vật liệu sẽ chuyển động theo đường parabol

Đổ cho hạt vật liệu lọt qua lỗ thì điểm chạm cần phải bằng hoặc thấp hơn điềm B, còn điểmbắt đầu của nó là A Phương trình quỹ đạo chuyển động rơi của hạt vật liệu là:

Hình 2.8: Sơ đồ chuyển động của vật liệu trên sàng

Qị2

y = V X sinat + —; (2-7) (công thức 3-8, trang 59, [5])

X = V X cosat

Để cho cục vật liệu gặp điểm B của lỗ dưới thì tọa độ tâm của nó phải thỏa mãn:

X i = ( l - r ) x cosa - sina; (2 - 8 ) (công thức 3-9, trang 59, [5])

LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP CBHD: TRƯƠNG VĂN THẢO

V < [1 - r(l + tana)] X - ; (2 - 10) (công ữiức 3 - 10,

V 2r cos a + sin a X tan a

trang 60, [5])

Khi a = 0 điều kiện trở thành:

V < (1 - r) X — ; (m/s) (2-11) (công thức 3-11; hang 60, [5])

V 2 r

Cho biết, tốc độ chuyển động của vật liệu lớn hơn giá ừị đã xác lập thì cục vật liệu

sẽ nhảy qua lỗ sàng và sự sàng không xảy ra, hiệu xuất phân ly thấp Khi tốc độ chuyển động của vật liệu nhỏ hơn giá trị xác lập thì vật liệu sẽ dễ dàng lọt qua sàng, nhưng năng suất lại giảm đi Để đảm bảo cả hai điều kiện trên thì trong thiết kế và sử dụng, người ta thường chọn vận tốc làm việc bằng 0,7 T- 0,8 vận tốc tới hạn đã được xác lập

2.4.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sàng

a Độ ẩm của vật liệu

Độ ẩm của vật liệu ảnh hưởng đến quá trình sàng Đặc biệt là lớp nước nằm mặt ngoài vật liệu, khi sàng vật liệu sẽ liên kết với nhau thành những vật liệu lớn hơn kích thước ban đầu và làm cho nó không lọt qua lỗ sàng và bịt kín lỗ lại Ngoài ra nước của vật liệu sẽ làm ướt dây của lưới, dưới tác động của sức căng bề mặt tạo nên màng làm cản trở

sự lọt qua của vật liệu

b Hình dạng và kích thước lỗ

Tùy theo năng suất và độ lớn của vật liệu mà chọn hình dạng kích thước của lưới cho phù họp Kích thước lỗ lưới được chọn từ kích thước vật liệu và lớn hơn kích thước củavật liệu

+ Khi d < 5 mm, lấy lớn 0,5 -r 1 mm

+ Khi d = 5 -r 25 mm, lấy lớn hơn 1 -ỉ- 3 mm

+ Khi d > 25 mm, lấy lớn hơn 3 + 5 mm.

2.4.3.4 Chuyển động của hạt trên mặt sàng

Đối với lưới sàng nghiêng dao động dọc theo đường nằm ngang, điều kiện cần để hạt chuyển động ừên lưới đi lên ừên là:

nx > 3oJ t a n ^ + a ^ ; (vg/ph) (2-12) (công thức 6-5, hang 140, [4])Hạt chuyển động trên lưới sàng đi xuống phía dưới khi:

nx > 3oJtan^—— ; (vg/ph) (2 - 13) (công thức 6-6, trang 140, [4])Hạt không nẩy trên mặt lưới (luôn luôn bám sát vào mặt lưới) khi:

nb < , ^ ; (vg/ph) (2 - 14) (công thức 6-7, hang 140, [4])

Trong đó: p - góc nghiêng của thanh treo đối với mặt phẳng đứng

Đối với lưới sàng nằm nghiêng dao động dọc theo đường nằm nghiêng khi p = a:

2.4.3.6 Công suất tiêu thụ của sàng

Tổng khối lượng của sàng:

Khối lượng của đĩa xích + khối lượng xích + khối lượng thanh + khối lượng đất đàoừên sàng

LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP CBHD: TRƯƠNG VĂN THẢO

a Khối lượng của đĩa xích

lĩlđTa xích p X lĩ X (ĩđĩa xích sàng) X c, (kg) (2 21)

Trong đó:

c - Bề dày của đĩa xích

p - Khối lượng riêng thể tích của sắt, thép (7850 kg/m3)

Tđĩaxích sàng - Bán kính đĩa xích của sàng

b Khối lượng xích

Tổng chiều dài xích = 2 + (n X dđĩaxích), (2 - 22'

c Khối lượng thanh gắn trên sàng

m^anh = p X (r 2 lán - ĩ^nhò) X 1C X B, (kg) (2 - 23)

Trong đó:

rrithanh - Khối lượng của một thanh sàng B - Be rộng làm việc của sàng p - Khối lượng riêng thể tích của sắt, thép (7850 kg/m3) (r2

lớn - r 2 nhỏ) X n -Tiết diện của hình vành khăn

d Khối lượng đất đào trên sàng

2.4.4 Cấu tạo bộ phận phụ của máy

Bộ phận phụ gồm bộ phận phá vỡ và tách đất tảng; cơ cấu ừeo; cơ cấu nâng hạ; bộ phận thoát liệu

2.4.4.1 Cấu tạo bộ phận phá vỡ và tách đất tảng

Yêu cầu: đất có độ ẩm trang bình

Cấu tạo: yỏ cao su dày 5 mm, áp suất hơi là: 0,1 + 0,2 at.

2.4.4.2 Cấu tạo CO’ cấu treo

Cơ cấu treo được chia làm: nửa treo, treo và kéo

+ Nửa treo có 2, 3 hoặc 4 bánh xe - giảm trọng lượng máy và cơ động dễ dàng +

Treo chỉ 3 điểm heo.

+ Kéo 1 điểm heo và tự chạy

2.4.4.3 Cấu tạo bộ phận đào

Bộ phận đào có trục lăn đất (đặt trước lưỡi 100 -T- 200 mm, để máy đồ theo địahình - hoặc có thể dùng bánh xe tựa)

2.4.4.4 Cơ cấu nâng hạ

Bộ phận nâng hạ (nửa heo và heo) dùng hệ thống thủy lực hoặc cơ

2.4.4.5 Bộ phận tháo liệu

Củ sau khi được làm sạch được đổ vào thùng chứa (có đáy di động cho phép thoát tải), hoặc xả trực tiếp xuống đồng, hoặc đóng bao (công nhân - chỉ đóng củ nguyên), hoặc chuyển vào phương tiện vận chuyển

CHƯƠNG HI

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY

3.1 Nguyên lý làm việc của máy đào

Hiện nay, các loại máy đào chủ yếu sử dụng các bộ phận đào theo nguyên lý phối họp

3.1.1 Yêu cầu kỹ thuật của máy đào

Máy đào khoai phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật chủ yếu sau:

+ Phải đào được toàn bộ lóp đất chứa củ và hạn chế bị sót củ

+ Phải phân ly được tương đối đất bám vào củ

+ Giảm thiểu hư hỏng củ trong quá trình thu hoạch (hư hỏng về kỹ thuật như: đào phạm vào củ gây trầy bề mặt, đứt củ)

+ Tạo điều kiện thuận lợi cho khâu thu gom bằng tay tiếp theo

+ Máy cấu tạo gọn nhẹ, chắc chắn, dễ sử dụng, an toàn và giá thành họp

3.1.2 Nguyên lý làm việc của máy đào

Bộ phận đào phối họp có lưỡi đào phẳng được gắn cố định trên khung máy

LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP CBHD: TRƯƠNG VĂN THẢO

Khi làm việc, máy đào có nhiệm vụ cắt và nâng lớp đất chứa củ trượt trên bề mặt lưỡi sau

đó kết họp với bộ phận làm việc chủ động lắp phía sau lưỡi đào để tích cực phá vỡ liên kết

và phân ly một phần đất đào Bộ phận làm việc chủ động lắp sau lưỡi đào là sàng phẳng

3.2 Tính toán thiết kế lưõi đào phẳng

Quá trình làm YỈệc của lưỡi đào phang là quá trình làm YỈệc của nêm 2 mặt với cácthông số cơ bản: Góc nâng đất a, góc tách đất Y, bề rộng B và chiều dài L.

Qua khảo sát ta tháy bề rộng trung bình của luống khoaỉ là 843 mm và chiều cao(sâu) phân bố củ trung bình cách mặt đất dưới là khoảng 10 cm vậy chọn không quá 266

mm Tuy nhiên, trong quá trình đào lớp đất xung quanh gốc khoai lang đề đảm bảo khôngsốt củ, trong khi khoảng cách trung bình giữa 2 luông ỉà 234 mm Do đó, chọn bề rộng mộtlưỡi đầo b = 800 mm và số lưỡi n = 1 (vì đào 1 hàng) Như vậy, bề rộng toàn bộ lưỡi đào:

ma sát của lưỡi đào với thành luống v.v )

Thành phần thứ ba: sabnv2 là lực cản chỉ phí để hất lật thỏi đất cố tiết diện (a X b)sang bên cạnh khỉ đào vói vận tốc chuyền động của lưỡi đào là v (vì mục đích chính là chỉcần đào đất chứa củ lên chú không giống như cày và 8 là hệ số vận tốc phụ thuộc vào dạnglưỡi đào, tính chất đất vì là lưỡi đào phẳng nên 8 = 0)

Thành phần thứ hai: kabn là đậc trưng cho lực cản cố ích Xuất hiện khỉ lưỡi đàolàm biến dạng và phá vỡ thỏi đất cố tiết diện (a X b), (k là hệ số đặc trưng khả năng chốngbiến dạng của đất tính bằng N/cm2, n là số lưỡi đào) Với máy đầo khoai lang làm việc trênđất đất thịt nhẹ hoặc đất cát pha, ta có k = 5 N/cm2 (trang 69, [10]), và độ đào sâu a = 27cm

Do đó: P = 5 X 27x 80 X 1 = 10800 (N)

Với máy kéo công suất 20 hp thì lực kéo hiệu dụnẸ tại móc kéo khi máy chạy trênruộng khoai với đất thịt nhẹ hoặc đát cát pha với hệ sô trượt là 15% (lấy bằng với máy đàolạc từ internet [10] vận tôc của liên hợp máy đào lạc trên đât thịt nhẹ hoặc đât cát pha là 5km/h ở số 3) và với tốc độ 2,5 km/h (số 3):

F = — = 20 x 0,746x1000x3600 = 21484 * V

2,5x1000Lực kéo thực tế của máy kéo (với độ trượt ệ khi làm việc là 15%), [10]:

F = Fk-£Fk

= 21484,8 - 0,15 X 21484,8 = 18262,08 (N)

LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP CBHD: TRƯƠNG VĂN THẢO

Ta có: F > p

Như vậy, với máy kéo công suất 20 hp được dùng để đào khoai 1 hàng có bề rộng làm việc B = 80 cm là hợp lý

3.2.1 Tính toán góc nâng đất (a)

Tính toán góc nâng đất a: Góc nâng đất trong các máy thu hoạch cây có củ thường nằm trong khoảng 5 - 20° Với máy đào khoai, để giảm lực cản, nên chọn a = 16°

3.2.2 Tính toán góc tách đất (y)

Khi lưỡi đào bắt đầu cắt vào đất tại một điểm Theo nguyên tắc lực và phản lực tại

đó thuộc đất và lưỡi đào có lực pháp tuyến N ngược chiều và cùng trị số Phân tích N thànhhai thành phần lực thành phần F theo phưomg chuyển động của lưỡi và T theo phưomgtrượt của thỏi đất

Để đảm bảo được điều kiện thỏi đất bị cắt và trượt hay nói cách khác là có sự trượt tương đối xảy ra trên được bề mặt lưỡi thì: T > F

Từ hình 3.2, ta có thể lập biểu thức về mối quan hệ của T và F với N như sau:

T = N/tgy

F = Ntancp ■=> Khi T > F ON/tgy > Ntancp ■=> y < { ĩ ĩ / 2 - ẹ )

Hình 3.2: Sơ đề phân tích lực lưỡi đào phẳng [10]

Trong đó, q> là góc cắt trượt Thường thì <p = 25° -r 45°

Chọn: (p = 45°

—> Ỵ < 90° - 45° = 45°

Để đảm bảo điều kiện cắt đất trượt và độ bền cho lưỡi đào, chọn y = 35° và 2y =

3.2.3 Tính toán xác định chiều dài lưỡi đào L

Chiều dài của lưỡi đầo L ít nhất là phải đủ chứa được củ khoai có cả đất bám vào củ.Đồng thời hạn chế chiều dài L để giảm lực cản kéo và hạn chế sự ùn tắc củ cũng như đấtnằm trên bề mặt lưỡi đào Và theo khảo sát cho thấy thì chiều dài tương đối của khoai lang

là khoảng 10 - 20 cm Nên chọn X = 20 cm

Chiều dài toàn bộ của lưỡi đầo là:

L = h + X = (80/2) X C0tg35° + 20 « 77 (cm)

LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP CBHD: TRƯƠNG VĂN THẢO

Băng giũ kiểu thanh dùng để phân ly đất ra khỏi củ mục đích là để làm sạch (phá

vỡ một phần liên kết đất bám trên đó) và chuyển tất cả hỗn hợp ra phía sau Băng giũ(sàng phang) cấu tạo giống như một băng chuyền thanh gồm những thanh liên kết vớinhau bằng các khóa hoặc xích đặc biệt

3.3.1 Tính toán các thông số cấu tạo nên sàng

về cấu tạo, sàng phẳng cần đạt các yêu cầu kỹ thuật sau:

- Phân ly được đất bám vào củ khoai

- Không gây hư hỏng củ

- Không kẹt cây, cỏ rác

- Không kẹt đất khi làm việc trong điều kiện đất ẩm

- Việc điều chỉnh, sửa chữa dễ dàng, nhanh chóng và an toàn

Và trong thiết kế để đảm bảo rằng không gây ùn củ (tránh tình trạng quá tải) trên

bề mặt lưỡi đào và sàng thì khi chọn vận tốc sàng phải nhanh hơn vận tốc máy thì mớiđảm bảo được rằng đất được phân ly (vỡ ra) ra khỏi củ Vậy chọn vận tốc của sàng phẳng

là V = 3,75 (km/h) lớn gấp rưỡi vận tốc máy Sàng phẳng có dạng kiểu thanh (hình 3.4).Chiều rộng sàng (li) lấy lớn hơn một chút so với bề rộng làm việc của lưỡi đào (B) là 85

cm còn chiều dài làm việc của sàng (Bi) = 100 cm

Theo khảo sát cho thấy đường kính nhỏ nhất của củ (mang tính chất tương đéỉ) làvào khoảng 1-4 cm, vậy chọn khe hở giữa các thanh của sàng: bi = 1,5 cm Để đầm bảođiều kiện là tránh cho củ nhò lọt sàng.

3.3.2 Công suất tiêu thụ của sàng

Tổng khối lượng của sàng:

Khối lượng của đĩa xích + khối lượng xích + khối lượng thanh + khối lượng đấtđào trên sàng

3.3.2.I Khối lượng của đĩa xích

Lấy bước xích là t = 38,1 mm thì bề dày (c) của đĩa xích là 25,4 mm (bảng 6 - 1,trang 103, [3])

niđĩa xích —p X 7Ĩ X (rđk xích sằng) x c

Trong đó:

c - Be dày của đĩa xích

p - Khối lượng riêng thể tích của sắt, thép (7850 kg/m3) r<Ka xích sàng - Bán kính đĩa xích của sàng ( T & L xích sàng = 0,1 m) mdkxích

= 7850 X n X (0,1) 2 X 0,0254 = 6,26 kg •=> Tổng khối lượng của đĩa xích =

4 X mđkxich = 4 X 6,26 = 25,4 kg

3.3.2.2.Khối lượng xích

Lấy bước xích là t = 38,1 mm thì khối lượng hên một mét xích là 5,5 kg (bảng 6 -

1 , hang 103, [3]) chiều dài mặt hên sàng lm