Nghiên cứu ổn định tốc độ quay của bộ phận làm việc dẫn động thuỷ lực trên máy nông nghiệp tự hành

luận văn, thạc sĩ, tiến sĩ, cao học, khóa luận, đề tài

Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO

Trường đại học nông nghiệp hà nội

Chuyờn ngành: Kỹ thuật mỏy và Thiết bị cơ giới hoỏ nụng - lõm nghiệp

Mó số: 60.52.14

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS BÙI HẢI TRIỀU

Hà nội – 2011

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan, những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và ch−a hề đ−ợc sử

trong luận văn này là trung thực và ch−a hề đ−ợc sử dụng để bảo vệ dụng để bảo vệ một học vị nào.

một học vị nào

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã đ−ợc cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn

đều đã đ−ợc chỉ rõ nguồn gốc.

đều đã đ−ợc chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày 25 tháng 04 năm 2011

Tác giả

Nguyễn Văn Thông

Lời cảm ơn

Trong quá trình thực hiện đề tài này, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tận tình của các thầy, cô giáo trong Khoa Cơ Điện và các thầy cô trong trường Nhân dịp này, cho phép tôi được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến:

tôi được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến:

T TT Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Bùi Hải Triều đã ôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Bùi Hải Triều đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tôi thực hiện đề tài này.

trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tôi thực hiện đề tài này

Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ, giáo viên bộ môn

Động Lực

Động Lực Khoa Cơ Điện và toàn thể các thầy cô giáo trong Khoa Cơ Khoa Cơ Điện và toàn thể các thầy cô giáo trong Khoa Cơ

Điệ

Điện n n Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các thầy cô giáo đã trực tiếp giảng dạy tôi trong quá trình học tập tại trường và các thầy cô giáo Viện Sau Đại Học

cô giáo Viện Sau Đại Học Trường Đại học nông nghiệp Trường Đại học nông nghiệp Trường Đại học nông nghiệp Hà Nội Hà Nội Hà Nội Tôi xin chân thành Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô Khoa cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô Khoa

MỤC LỤC

PHẦN I: MỞ ðẦU 1

1.1 ðặt vấn ñề 1

1.2 Mục tiêu của ñề tài 3

1.2.1 Mục tiêu 3

1.2.1 Yêu cầu 3

1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài 3

PHẦN II: NỘI DUNG 4

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÁC BỘ PHẬN LÀM VIỆC CHỦ ðỘNG TRÊN MÁY NÔNG NGHIỆP TỰ HÀNH 4

1.1 Máy làm ñất 4

1.1.1 Máy phay 4

1.1.2 Máy ñào hố trồng cây 6

1.2 Máy gieo trồng chăm sóc 7

1.2.1 Máy bón phân 8

1.2.1.1 Máy bón phân hữu cơ 8

1.2.1.2 Máy bón phân vô cơ 10

1.3 Máy thu hoạch 13

1.3.1 Máy gặt lúa 13

1.3.1.1 Guồng gạt 14

1.3.1.2 Bộ phận cắt 15

1.3.1.3 Vận tốc cắt 16

1.3.1.4 Bộ phận chuyển lúa 18

1.3.2 Một số loại máy gặt lúa thường gặp trong sản xuất 19

1.3.2.1 Máy ñập lúa dọc trục 20

1.3.2.2 Máy gặt ñập liên hợp 21

1.3.3 Máy thu hoạch ngô lấy hạt 23

1.3.3.1 Bộ phận cắt 24

1.3.3.2 Bộ phận gạt và cung cấp cây ngô 25

1.3.3.3 Bộ phận tách bắp 25

1.3.3.4 Bộ phận làm sạch bắp 26

1.3.3.5 Bộ phận thái 26

1.3.4 Máy thu hoạch mía 26

1.3.4.1 Mét sè lo¹i m¸y thu ho¹ch mÝa trªn thÕ giíi 27

1.3.4.2 Máy sử dụng công nghệ ñể nguyên cây 27

1.3.4.3 Máy sử dụng công nghệ thu hoạch cắt cây thành ñoạn 30

1.3.4.4 ðặc ñiểm cơ tính của cây mía ở giai ñoạn thu hoạch 32

1.4 Vấn ñề ổn ñịnh tốc ñộ quay các bộ phận làm việc trên máy nông nghiệp 33

1.5 Trang bị thuỷ lực trên máy nông nghiệp tự hành 34

1.5.1 Khái quát về truyền ñộng thuỷ lực 34

1.5.2 Trang bị thủy lực trên các liên hợp máy nông lâm nghiệp 35

1.5.3 Thị trường thuỷ lực ở Việt Nam 40

1.6.1 Mục ñích 41

1.6.2 Nhiệm vụ 41

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TRUYỀN ðỘNG THUỶ LỰC 42

2.1 Lựa chọn các phương án mạch truyền ñộng thuỷ lực cho các máy nông nghiệp tự hành 42

2.1.1 Mạch ñiều khiển truyền ñộng 2 ñiểm, tốc ñộ quay ñược phép thay ñổi trong khoảng rộng 42

2.1.1.1 Mạch một bơm cung cấp cho 2 ñộng cơ phụ tải 43

2.1.1.2 Mạch hai bơm cung cấp cho hai ñộng cơ phụ tải 43

2.1.2 Mạch ñiều khiển truyền ñộng 2 ñiểm có yêu cầu chính xác về tỷ lệ tốc ñộ quay của phụ tải 43

2.1.2.1 Mạch ñiều khiển một bơm cung cấp cho 2 ñộng cơ phụ tải 44

2.1.2.2 Mạch ñiều khiển truyền ñộng 2 ñiểm có yêu cầu ổn ñịnh tốc ñộ quay của cả hai phụ tải 44

2.1.2.3 Mạch ñiều khiển truyền ñộng trên 2 ñiểm có yêu cầu ổn ñịnh tốc 45

ñộ quay ở một số phụ tải 45

2.2 Các phần tử thuỷ lực trong mạch chuyển ñộng quay 46

2.2.1 Bơm trong mạch thủy lực 46

2.2.2 ðộng cơ thuỷ lực 48

2.2.2.1 ðộng cơ bánh răng 48

2.2.2.2 ðộng cơ cánh gạt 48

2.2.2.3 ðộng cơ piston 49

2.2.3 ðường ống dẫn từ van chia dòng tới ñộng cơ 50

2.2.4 Van chia dòng 52

2.2.5 Van phân phối 52

2.2.6 Van tiết lưu 54

2.2.7 Van áp suất 55

2.2.8 Thùng dầu 56

2.2.8.1 ðặc ñiểm cấu trúc thùng dầu 56

2.2.8.2 Bộ lọc dầu 56

2.2.9 ðồng hồ ño áp suất 57

2.3 Phân tích các mạch ñiều khiển thuỷ lực thông dụng 58

2.3.1 Mạch hệ thống thuỷ lực 58

2.3.1.1 Mạch kín và mạch hởñối với hệ thống thuỷ lực không ñảo chiều 59

2.3.1.2 Mạch hở và mạch kín có thể ñảo chiều dòng 59

2.3.1.3 Mạch kín truyền ñộng di ñộng trên xe hơi 60

2.3.1.4 Mạch lưu lượng không ñổi 61

2.3.1.5 Mạch áp suất không ñổi 62

2.3.1.6 Mạch thuỷ lực nhạy tải 62

2.3.1.7 So sánh các hệ thống 63

2.4 Các phương pháp ổn ñịnh tốc ñộ quay của ñộng cơ thuỷ lực 64

2.4.1 Thay ñổi các thông số của hệ thống 64

2.4.2 Mắc thêm van ñiều chỉnh dòng 65

2.4.2.1 Van ñiều chỉnh dòng 2 ngả mắc nối tiếp trước phụ tải 65

2.4.2.2 Van ñiều chỉnh dòng mắc nối tiếp sau phụ tải 65

2.4.2.3 Van ñiều chỉnh dòng mắc song song với phụ tải 66

2.4.2.4 Van ñiều chỉnh dòng 3 ngả mắc nối tiếp trước phụ tải 67

2.4.3 Lựa chọn cấu trúc hệ thống thuỷ lực 67

2.4.4 Các phương án ñiều chỉnh tần số quay trên hệ thống thuỷ lực có áp suất không ñổi 70

CHƯƠNG III: KHẢO SÁT ðỘNG LỰC HỌC BỘ PHẬN LÀM VIỆC CHỊU TẢI TRỌNG BIẾN ðỘNG MẠNH 73

3.1 Xây dựng hệ thống truyền ñộng thuỷ lực cho bộ phận làm việc chuyển ñộng quay 73

3.2 Khảo sát ñộng lực học hệ thống truyền ñộng thuỷ lực cho một số bộ phận chuyển ñộng quay thường gặp trong các máy nông nghiệp 75

3.2.1 Lựa chọn, tính toán các bộ phận cho máy cắt mía 76

3.2.1.1 Lựa chọn hệ thống thuỷ lực cho máy cắt mía: 76

3.2.1.2 Tính toán ñộng cơ thuỷ lực theo yêu cầu vận tốc cắt 77

3.2.1.3 Tính toán thông số của ñộng cơ 77

3.2.1.4 Tính toán chọn kích thước ñường ống dẫn từ van chia dòng tới ñộng cơ80 3.2.1.5 Tính toán hao tổn ñường ống từ van phân phối tới ñộng cơ thuỷ lực 81

3.2.1.6 Lựa chọn van phân phối 82

3.2.1.7 Tính toán hao tổn ñường ống từ van phân phối tới bơm 83

3.2.1.8 Tính toán chọn loại bơm trong mạch thủy lực 84

3.2.1.9 Chọn loại van tiết lưu 88

3.2.1.10 Lựa chọn van áp suất 88

3.2.1.11 Thùng dầu 89

3.2.2 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới ñộ ổn ñịnh vận tốc dao cắt của máy thu hoạch mía 90

3.2.2.1 Hệ thống truyền ñộng thuỷ lực cho bộ phận ñiều khiển vận tốc bộ phận cắt của máy thu hoạch mía 90

3.2.2.2 Khảo sát sự ảnh hưởng của mômen quán tính tới ñộ ổn ñịnh vận tốc bộ phận cắt mía 94

3.2.2.3 Khảo sát sự ảnh hưởng của thể tích V0 tới ñộ ổn ñịnh vận tốc bộ phận cắt mía 98

3.2.2.4 Khảo sát sự ảnh hưởng của mômen cản tới ñộ ổn ñịnh vận tốc bộ phận

cắt mía 101

3.2.2.5 Khảo sát sự ảnh hưởng của ñộ mở van tiết lưu tới ñộ ổn ñịnh vận tốc bộ phận cắt mía 105

3.2.3 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng ñến vận tốc cắt khi cắt lúa 108

3.2.3.1 Lựa chọn hệ thống thuỷ lực cho máy cắt lúa: 108

3.2.3.2 Khảo sát sự ảnh hưởng của mômen quán tính tới ñộ ổn ñịnh vận tốc bộ phận cắt lúa 109

3.2.3.3 Khảo sát sự ảnh hưởng của việc thay ñổi giá trị mômen cản tới ñộ ổn ñịnh của bộ phận cắt lúa 112

3.2.3.4 Khảo sát sự ảnh hưởng của ñộ mở van tiết lưu tới ñộ ổn ñinh của vận tốc bộ phận cắt lúa 115

3.2.4 Mạch truyền ñộng thuỷ lực cho máy cắt có van ñiều chỉnh dòng 118

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 119

4.1 Kết luận 119

4.2 ðề nghị 120

TÀI LIỆU THAM KHẢO 121

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật một số loại bơm 47

Bảng 2.2: Ký hiệu, thông số kỹ thuật của van phân phối 53

Bảng 2.3: Ký hiệu của các loại van phân phối 54

Bảng 2.4: Ký hiệu tiêu chuẩn một số van tiết lưu 55

Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật của một số loại bơm thuỷ lực 78

Bảng 3.2: Thông số kỹ thuật một số loại bơm 85

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Sơ ñồ truyền ñộng máy phay ñất 6

Hình 1.2 Sơ ñồ truyền ñộng máy ñào hố trồng cây 7

Hình 1.3: Sơ ñồ làm việc của máy tung phân chuồng PΠTM-2,0 8

Hình 1.4: Sơ ñồ truyền ñộng của máy tung phân chuồng 9

Hình 1.5: Sơ ñồ bộ phận làm việc loại trục tung 11

Hình 1.6: Sơ ñồ bộ phận làm việc loại ñĩa tung 12

Hình 1.7: Sơ ñồ truyền ñộng máy tung phân hoá học 13

Hình 1.8: Sơ ñồ truyền ñộng của máy gặt xếp dải 19

Hình 1.9 Sơ ñồ truyền ñộng của máy ñập lúa dọc trục 20

Hình 1.10 Sơ ñồ truyền ñộng máy gặt ñập liên hợp 22

Hình 1.11 Sơ ñồ làm việc chung của một máy thu hoạch ngô lấy hạt 23

Hình 1.12 Máy chặt dải hàng liên hợp máy kéo 4 bánh NB-15T (Nhật) 28

Hình 1.13: Máy thu hoạch mía Thái Lan Super Cane Cuter K-80 28

Hình 1.14: Sơ ñồ liên hợp máy thu hoạch ñể nguyên cây, xả ñống ñịnh kỳ (úc)29 Hình 1.15: LHTHM cắt ñoạn chuyển theo băng tải nghiêng 31

Hình 1.16: LHTH mía cắt ñoạn chuyển cây dưới gầm máy bằng hệ thống các cặp ru lô (sáng chế của nhiều nước úc, Mỹ, Nga, Nhật, ðức…) 31

Hình 2.1: Mạch ñiều khiển một bơm cung cấp cho hai ñộng cơ phụ tải 42

Hình 2.2: Mạch ñiều khiển 2 bơm cung cấp cho 2 ñộng cơ phụ tải 43

Hình 2.3: Mạch ñiều khiển một bơm cung cấp cho 2 ñộng cơ phụ tải 44

Hình 2.4: Mạch ñiều khiển một bơm cung cấp cho 2 ñộng cơ phụ tải bằng van ñiều chỉnh dòng 3 ngả 44

Hình 2.5: Mạch ñiều khiển một bơm cung cấp cho 3 ñộng cơ phụ tải bằng van chia dòng 3 ngả 45

Hình 2.6: Sơ ñồ cấu tạo bơm bánh răng ăn khớp trong 47

Hình 2.7: ðộng cơ bánh răng 48

Hình 2.8: ðộng cơ cánh gạt 49

Hình 2.9: ðộng cơ pittông hướng kính 49

Hình 2.10: ðộng cơ pittông hướng trục 50

Hình 2.11: Các dạng ống nối 51

Hình 2.12: Nối ống mềm 51

Hình 2.13: Khớp nối nhanh 51

Hình 2.14: Van chia dòng 52

Hình 2.15: Bố trí các thiết bị trong thùng dầu 56

Hình 2.16: Bình lọc dầu 57

Hình 2.17: ðồng hồ ño áp kế bằng lò xo 57

Hình 2.18: Mạch 3 xylanh mắc nối tiếp 58

Hình 2.19: Mạch kín và mạch hở trên hệ thống không ñảo chiều 59

Hình 2.20: Mạch hở và mạch kín có thể ñảo chiều dòng 60

Hình 2.21: Mạch kín hệ thống thuỷ lực di ñộng trên xe hơi 60

Hình 2.22: Mạch lưu lượng không ñổi 61

Hình 2.23: Mạch áp suất không ñổi 61

Hình 2.24: Mạch nhạy 62

Hình 2.25: So sánh các hệ thống mạch tiêu chuẩn 63

Hình 2.26: Van ñiều chỉnh dòng 2 ngả mắc nối tiếp trước phụ tải 65

Hình 2.27: Van ñiều chỉnh dòng 2 ngả mắc nối tiếp trước phụ tải (lắp ở ñường vào) 66

Hình 2.28: Van ñiều chỉnh dòng mắc song song với phụ tải 66

Hình 2.29: Van ñiều chỉnh dòng 3 ngả mắc nối tiếp trước phụ tải 67

Hình 2.30: Mạch thuỷ lực có áp suất hệ thống không ñổi 68

Hình 2.31: Mạch thuỷ lực có áp suất thay ñổi 69

Hình 2.32: Sơ ñồ cấu trúc mạch thuỷ lực có nguồn lưu lượng 70

Hình 2.33: Các phương án ñiều khiển lưu lượng cơ bản 71

Hình 2.34: ðiều chỉnh tần số quay thứ cấp 72

Hình 3.1: Hệ thống truyền ñộng thuỷ lực cho bộ phận chuyển ñộng quay 74

Hình 3.2: Sơ ñồ mạch truyền ñộng thuỷ lực cho máy cắt mía 77

Hình 3.3: ðường ñặc tính của ñộng cơ OMP 80 79

Hình 3.4: ðường ñặc tính hao tổn áp suất của van phân phối 83

Hình 3.5: ðặc tính lưu lượng và áp suất của bơm 86

Hình 3.6: Quan hệ giữa hiệu suất và áp suất hoạt ñộng của bơm 86

Hình 3.7: Mối quan hệ giữa công suất bơm và áp suất hoạt ñộng 87

Hình 3.8: ðường ñặc tính lưu lượng và hao tổn áp suất 88

Hình 3.9: Ký kiệu và dặc tính của van áp suất 89

Hình 3.10: Sơ ñồ mạch truyền ñộng thuỷ lực cho máy cắt mía 91

Hình 3.11: Sơ ñồ khối tính toán ñộng lực học truyền ñộng thuỷ lực cho bộ phận cắt mía 91

Hình 3.12: Mô hình mô phỏng trong Matlap Simulink 92

Hình 3.13: Quá trình biến ñộng mômen cản khi cắt mía 94

Hình 3.14: Biến ñổi của vận tốc góc bộ phận cắt mía khi mômen quán tính J = 0,1 Nm2 95

Hình 3.15 : Biến ñổi của vận tốc góc bộ phận cắt mía khi mômen quán tính J = 0,3 Nm2 95

Hình 3.16: Biến ñổi của vận tốc góc bộ phận cắt mía khi mômen quán tính J = 0,5 Nm2 96

Hình 3.17: Biến ñổi của vận tốc góc bộ phận cắt mía khi mômen quán tính J = 0,7 Nm2 96

Hình 3.18: Biến ñổi của vận tốc góc bộ phận cắt mía khi V0 = 0,000603 m3 98

Hình 3.19: Biến ñổi của vận tốc góc bộ phận cắt mía khi V0 = 0,000523 m3 99

Hình 3.20: Biến ñổi của vận tốc góc bộ phận cắt mía V0 = 0,000442 m3 99

Hình 3.21: Biến ñổi của vận tốc góc bộ phận cắt mía V0 = 0,000362 m3 100

Hình 3.22: Biến ñổi của vận tốc góc bộ phận cắt mía khi Mc max = 150 Nm 102

Hình 3.23: Biến ñổi của vận tốc góc bộ phận cắt mía khi Mc max = 140 Nm 102

Hình 3.24: Biến ñổi của vận tốc góc bộ phận cắt mía khi Mc max = 130 Nm 103

Hình 3.25: Biến ñổi của vận tốc góc bộ phận cắt mía khi Mc max = 120 Nm 103

Hình 3.26: Biến ñổi của vận tốc góc bộ phận cắt mía khi K = 3.10-7 4 ( m ) N s 105

Hình 3.27: Biến ñổi của vận tốc góc bộ phận cắt mía khi K = 6.10-7 4 ( m ) N s 106

Hình 3.28: Biến ñổi của vận tốc góc bộ phận cắt mía khi K = 9.10-7

4

N s 106

Hình 3.29: Biến ñổi của vận tốc góc bộ phận cắt mía khi K = 12.10-7 4 ( m ) N s 107

Hình 3.30: Quá trình biến ñộng mômen cản khi cắt lúa 109

Hình 3.31: Biến ñổi của vận tốc góc bộ phận cắt lúa khi J = 0,06 Nm2 110

Hình 3.32: Biến ñổi của vận tốc góc bộ phận cắt lúa khi J = 0,08 Nm2 110

Hình 3.33: Biến ñổi của vận tốc góc bộ phận cắt lúa khi J = 0,1 Nm2 111

Hình 3.34: Mômen cản tác dụng lên bộ phận cắt lúa khi tải lớn nhất 112

Hình 3.35: Biến ñổi của vận tốc góc bộ phận cắt lúa khi Mc max = 40 Nm 113

Hình 3.36: Biến ñổi của vận tốc góc bộ phận cắt lúa khi Mc max = 35 Nm 113

Hình 3.37: Biến ñổi của vận tốc góc bộ phận cắt lúa Mc max = 30 Nm 114

Hình 3.38: Mômen cản tác dụng lên bộ phận cắt lúa khi tải lớn nhất 115

Hình 3.39: Biến ñổi của vận tốc góc bộ phận cắt lúa khi K = 2,6.10-5 116

Hình 3.40: Biến ñổi của vận tốc góc bộ phận cắt lúa khi K = 2,7.10-5 116

Hình 3.41: Biến ñổi của vận tốc góc bộ phận cắt lúa khi K = 2,8.10-5 117

Hình 3.42: Sơ ñồ mạch ñiều chỉnh ổn ñịnh tốc ñộ quay ñộng cơ thuỷ lực khi tải trọng biến ñổi dùng thêm van ñiều chỉnh dòng 118

PHẦN I: MỞ ðẦU

1.1 ðặt vấn ñề

Những năm trước ñây, Việt Nam chúng ta là một nước có nền kinh

tế chậm phát triển, số lượng lao ñộng tham gia sản xuất nông nghiệp chiếm trên 80% tổng số lao ñộng trong cả nước Hoạt ñộng sản xuất nông lâm nghiệp mang tính thời vụ nên hiệu suất sử dụng thời gian lao ñộng rất thấp, thông thường chỉ tập trung vào khoảng 3 ñến 4 tháng trong một năm nên thời gian nhàn rỗi khá nhiều, thu nhập bình quân tính theo ñầu người rất thấp Hơn nữa sản xuất nông lâm nghiệp chiếm tỷ trọng thấp trong nền kinh

tế, không tương ứng với tỷ lệ lao ñộng Trong những năm gần ñây, nền kinh tế nước ta ñã có những bước phát triển mạnh mẽ Nhà nước ta ñã tập trung hơn vào ñầu tư phát triển các lĩnh vực: Công nghiệp, du lịch, thương mại và dịch vụ Nên kinh tế nước ta ñã có những bước phát triển vượt bậc Các nhà máy, các khu công nghiệp ñược xây dựng và thu hút ñược rất nhiều lao ñộng nhàn rỗi từ nông thôn, làm giảm ñáng kể số lao ñộng phục

vụ sản xuất nông lâm nghiệp, làm tăng thu nhập, thúc ñẩy kinh tế phát triển

Tuy nhiên sản xuất nông lâm nghiệp vẫn giữ vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Nhờ áp dụng khoa học kỹ thuật vào trong sản xuất nông nghiệp, ñiều kiện tự nhiên và sức lao ñộng dồi dào nên ñã thu ñược những kết quả vượt bậc

Sản xuất trong lĩnh vực nông lâm nghiệp là một quá trình sản xuất ñặc thù, nó mang tính ñộc lập cao, ñiều kiện sản xuất phức tạp, tiêu tốn nhiều sức lao ñộng ðể nâng cao năng suất, giảm nhẹ sức lao ñộng cho các khâu sản xuất trong sản xuất nông lâm nghiệp cần thiết phải áp dụng cơ giới hoá tổng hợp và sử dụng các phương tiện hữu ích, áp dụng các hệ thống máy móc phù hợp với từng loại sản xuất, từng mục ñích công việc

Hiện nay việc thiết kế và phát triển các loại máy phực hợp tự hành ñang diễn ra hết sức sôi ñộng trong lĩnh vực cơ khí hoá nông lâm nghiệp ở nước ta Xu hướng thiết kế chủ yếu là bố trí các bộ phân làm việc, dẫn ñộng cho các bộ phận làm việc chủ ñộng trên một máy kéo vạn năng cỡ nhỏ hoặc là thiết kế các máy phức hợp chuyên biệt cho các công việc nông lâm nghiệp như gieo trồng, chăm sóc và thu hoạch…

Trên ña số các mẫu máy ñã ñược công bố: Các máy làm ñất, máy thu hoạch, … việc truyền ñộng trích công suất ñược thực hiện bằng cơ học như truyền ñộng xích, truyền ñộng ñai, truyền ñộng các ñăng hoặc truyền ñộng bánh răng… Nhược ñiểm của truyền ñộng cơ học là việc thay ñổi tỷ

số truyền vô cấp chỉ có thể thực hiện trong khoảng giới hạn và yêu cầu một không gian lắp ñặt cố ñịnh giữa ñộng cơ truyền lực và bộ phận làm việc cần dẫn ñộng

Các nhược ñiểm của này có thêt ñược cải thiện ñáng kể nếu thay thế truyền ñộng cơ học bằng một hệ thống truyền ñộng và ñiều khiển thủy lực Các hệ thống truyền ñộng thủy lực ngày nay có mật ñộ công suất và ñộ tin cậy cao, cấu trúc hệ thống ñơn giản, ñặc biệt là có khả năng thiết lập một

hệ thống truyền ñộng và ñiều khiển bất kỳ, linh ñộng trong không gian với các phần tử cấu trúc tiêu chuẩn…

Một số kết quả bước ñầu về ứng dụng truyền ñộng thuỷ lực trong nông lâm nghiệp ñã ñược công bố: Hệ thống truyền ñộng trợ giúp thuỷ lực trên liên hợp máy vận chuyển nông lâm nghiệp, Liên hợp máy ñào hố trồng cây, liên hợp máy cắt mía gần ñây ở nước ta và trong khu vực ñã xuất hiện một sốm máy thu hoạch mía truyền ñộng thuỷ lực nhiều chức năng hoạt ñộng có hiệu quả Tuy nhiên khi thiết kế các bộ phận cắt: Chặt gốc mía hoặc cắt hai mặt phẳng gốc và ngọn, không ít trường hợp ñã xuất hiện vấn ñề về ổn ñịnh tần số quay ñĩa dao, cũng có nghĩa là ổn ñịnh vận tốc cắt,

do có biến ñộng mômen cản rất mạnh trên trục ñĩa dao khi làm việc vì vậy

việc nghiên cứu sự ảnh hưởng của mômen cản ñến vận tốc của lưỡi cắt mía

là một vấn ñề quan trọng ñể từ ñó ñưa ra ñược phương án ñiều chỉnh tốc ñộ cắt phù hợp Vì vậy, ñể giải quết vấn ñề khó khăn trên, dưới sự hướng dẫn

của thầy giáo PGS.TS Bùi Hải Triều tôi ñã thực hiện ñề tài: “Nghiên cứu

ổn ñịnh tốc ñộ quay của bộ phận làm việc dẫn ñộng thuỷ lực trên máy

1.2.1 Yêu cầu

Lựa chọn loại máy phù hợp;

Tính toán, mô phỏng hệ thống truyền ñộng thuỷ lực cho máy cắt lúa, chặt mía, thu thập số liệu mô phỏng kết quả bằng phần mềm matlap simulink;

1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài

Xây dựng cơ sở cho việc ứng dụng truyền ñộng thuỷ lực vào trong sản xuất nông lâm nghiệp với ñiều kiện thực tiễn ở nước ta

ðưa ra những phương án ñiều chỉnh vận tốc dao cắt của máy cắt mía một cách thích hợp và kịp thời khi mômen cản thay ñổi ñể tăng năng suất

và hiệu quả của quá trình sản xuất

PHẦN II: NỘI DUNG

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CÁC BỘ PHẬN LÀM VIỆC CHỦ ðỘNG TRÊN

MÁY NÔNG NGHIỆP TỰ HÀNH 1.1 Máy làm ñất

Làm ñất là khâu quan trọng trước tiên tốn nhiều năng lượng trong quá trình canh tác làm ñất với mục ñích nâng cao ñộ phì nhiều của ñất, tạo ñiều kiện thuật lợi cho cây trong sinh trưởng và phát triển tốt ðể thực hiện các yêu cầu của việc làm ñất người ta dùng các loại công cụ và máy làm ñất như máy cày, máy bừa, trục lăn, máy phay, bánh xe lồng ñất…

1.1.1 Máy phay

Các loại máy như máy cày, máy bừa, trục lăn, bánh xe lồng ñất không có các bộ phận làm việc chủ ñộng Các bộ phận làm việc của các loại máy này là nhờ vào chuyển ñộng của máy kéo kéo các bộ phận làm việc trên mặt ñồng từ ñó làm tơi xốp ñất theo yêu cầu nông học của các loại cây trồng

Trong các máy làm ñất chỉ có máy phay có bộ phận làm việc chủ ñộng là trống phay Máy phay ñất có nhiều loại, có loại chuyên cho ruộng khô, có loại chuyên phay cho ruộng nước, lại có loại phay ñược cả trên ruộng khô và nước Tùy theo ñặc ñiểm, kích thước của thửa ruộng, tùy theo nguồn ñộng lực mà có các loại máy phay cỡ nhỏ, cỡ lớn… Phay thường ñược liên kết ñộng lực nhờ bộ phận treo, ngoài việc kéo phay chuyển ñộng theo, nguồn ñộng lực còn truyền cho các lưỡi phay quay ñể làm nhỏ, nhuyễn ñất ở ñộ sâu cần thiết

Những loại máy phay trên có cấu tạo tương tự như nhau Bộ phận làm việc của phay là các lưỡi phay Tùy theo loại ñất, yêu cầu làm ñất mà lưỡi phay có hình dáng cụ thể và các kích thước khác nhau Lưỡi phay có

phần cạnh sắc và phần chuôi cạnh sắc ñể cắt ñất, cỏ cây, ñảo trộn ñất hất về phía sau, còn chuôi ñể lắp lưỡi vào trống phay

Trục trống phay ñược tựa và quay vào trong 2 ổ ñỡ lắp trên khung máy và ñược làm kín ñể tránh bụi ñất, chuyển ñộng của trục hoặc trống phay khi làm việc ñược truyền từ máy kéo ñến qua trục các ñăng, hộp xích hoặc bộ bánh răng Trục phay hoặc chống phay ñược bọc bởi vỏ thép ñủ bền ở phía trên và phía sau ñể ñảm bảo an toàn cho người sử dụng, ñồng thời vỏ bao, ñặc biệt là phần bao phía sau còn có tác dụng chắn cục ñất ñập vào làm nó tơi vỡ thêm

ðể ñảm bảo ñộ sâu phay ñất và ñiều chỉnh khi cần người ta lắp vào khung máy những tấm trượt hoặc bánh xe ðể liên kết máy phay với máy kéo, người ta sử dụng bộ phận treo – treo ba ñiểm ở khung máy phay, hoặc lắp trục phay ăn khớp trực tiếp với hộp truyền ñộng như ở máy kéo Bông Sen

* Nguyên t ắc làm việc ở của máy phay

Khi phay ñất lưỡi phay ñi vào ñất cắt ñất thành từng cục, hất về phía sau làm tơi, nhuyễn ñất Lúc ñó một ñiểm bất kì của lưỡi phay tham gia hai chuyển ñộng một chuyển ñộng tịnh tiến theo máy kéo và một chuyện ñông quay quanh trục phay

Phân bố các lưỡi phay trên trống phải ñảm bảo ñể những lực cản tác ñộng lên phay tương ñối ổn ñịnh nhằm ñảm bảo ñộ bền cho lưỡi, trục phay

và máy chuyển ñộng ổn ñịnh Muốn vậy lượi phay ñược phân bố theo ñường xoắn ốc sao cho các lưỡi phay lần lượt ñi vào cắt ñất với những khoảng cách góc bằng nhau ðể ñất không bị kẹt ở trống phay, khoảng cách

góc giữa các lưỡi phay ở hai ñĩa liên tiếp nhau cần ñủ lớn

Khi làm việc, trống phay quay nhờ mô men ñược trích từ ñộng cơ qua trục thu công suất, trục các ñăng, hộp giảm tốc và xích truyền ñộng

1 2 4

3

Tốc ñộ quay của trống phay phụ thuộc vào tốc ñộ làm việc của máy, thông thường khoảng 180 - 200 vg/p; chiều sâu phay thường khoảng 8 - 12cm; bề rộng làm việc của máy phụ thuộc vào công suất của máy kéo, thường khoảng 1,2 - 2,4m ðể tăng năng suất của máy, người ta có thể thay ñổi bề rộng làm việc, tuy nhiên nếu tăng chiều dài trục phay lên quá lớn sẽ khó ñảm bảo ñộ bền cho trục vì phay thường ñược kết cấu là một trục liền

và sử dụng kiểu truyền ñộng một ñầu hoặc truyền ñộng giữa trục

Hình 1.1 Sơ ñồ truyền ñộng máy phay ñất

1- Tr ục các ñăng, 2- Hộp giảm tốc, 3- Trục phay

4- Xích truy ền ñộng, n = 180vg/p

1.1.2 Máy ñào hố trồng cây

Máy ñào hố ñược sử dụng ñể cơ giới hoá khâu làm ñất trong trồng cây lâm nghiệp Máy ñược kết cấu là một trục có các cánh ñào ñược bố trí theo ñường xoắn ốc (làm việc như một mũi khoan) Máy ñược lắp sau máy kéo nhờ cơ cấu treo và nâng hạ thuỷ lực Khi làm việc, trục quay nhờ mô men ñược trích từ ñộng cơ qua trục thu công suất, trục các ñăng, hộp giảm tốc và xích truyền ñộng Tốc ñộ quay của trục ñào phụ thuộc vào tốc ñộ làm việc của máy, thông thường khoảng 180 - 200 vg/p, chiều sâu của hố khoảng 25 - 35 cm ðể tăng năng suất của liên hợp máy, tuỳ theo công suất của máy kéo ta có thể bố trí 2 hoặc 4 bộ phận làm việc ñồng thời với khoảng cách hố khoảng 1,2- 1,4m, khoảng cách hàng là 1,8 - 2m Tuy

nhiên, việc sử dụng các bộ truyền ñộng cơ khí ñể truyền ñộng ñồng thời sẽ gặp nhiều khó khăn Hiện nay người ta ñã chế tạo thành công máy ñào hố

sử dụng hệ thống truyền ñộng thuỷ lực

43

1.2 Máy gieo trồng chăm sóc

Các loại máy gieo trồng chăm sóc bao gồm: máy gieo hạt, máy trồng cây non, máy cấy, các loại máy bón phân, máy xới, máy phun thuốc Trong các loại máy ñó những máy như máy gieo hạt máy trồng cây non và máy xới không có các bộ phận làm việc chủ ñộng Các bộ phận làm việc của máy này thường ñược nhận truyền ñộng từ bánh xe máy gieo ñối với máy gieo hoặc máy trồng cây non và bánh xe máy cấy ñối với máy cấy Việc truyền ñộng như vậy ñảm bảo cho lượng gieo cũng như khoảng cách các cây ñối với máy trông cây non hay máy cấy ñảm bảo Các loại máy bón phân mới có những bộ phận làm việc chủ ñộng nhận truyền ñộng từ các nguồn ñộng lực ñể thực hiện nhiệm vụ

1.2.1 Máy bón phân

1.2.1.1 Máy bón phân h ữu cơ

Máy bón phân hữu cơ thường lẫn với cỏ, rác, giữa phân với có rác trộn không ñều, ñộ ẩm phân lớn dễ bị dính bết các máy bón phân hữu cơ bao gồm: máy chuyển phân, máy tung phân chuồng, máy bón phân nước Trong các loại máy mày có máy tung phân chuồng là loại máy có bộ phận làm việc chủ ñộng

Máy tung phân chuồng thường ñể bón lót, rải ñều khắp mặt ñồng, có nhiều loại máy tung phân chuồng như HT1, HT2, PΠTM-2,0 Máy tung phân chuồng PΠTM-2,0 có nhiệm vụ chở phân ñã ñược ñánh tơi và tung phân rải ñều trên mặt ñồng Khi không bón phân có thể tháo bộ phận tung phía sau ra khỏi máy, thùng ñựng phân sẽ trở thành chiếc romoc ñể vận chuyển nông sản

Hình 1.3: Sơ ñồ làm việc của máy tung phân chuồng PΠTM-2,0

1 – Thùng ch ứa phân; 2 – ñai ốc căng xích; 3 – Trục thụ ñộng;

4 – xích cung c ấp;5 – thanh gạt; 6 – ñáy thùng;

7 – tr ục chủ ñộng; 8, 9 – các trục tung

Máy ñược móc sau máy kéo có trục trích công suất và lực kéo ở móc

từ 0,9÷1,4 tấn Thùng ñựng phân: hình khối chữ nhật phía dưới thành thùng

có khe hở ñể xích tay gạt ñi qua ñưa phân ra ngoài Phía thành sau ñể trống

ñể ñặt hai trục tung phân

Bộ phận cung cấp phân: có nhiêm vụ ñưa phân từ trong thùng tới bộ phận tung, có cấu tạo là băng tryền xích gạt, gồm trục chủ ñộng 7, trục thụ ñộng 3, có ba dải xích 4 và các thanh gạt 5 nối giữa các dải xích Nhánh làm việc năm trên ñáy thùng 6, bộ phận căng xích là ba bulông 2

Bộ phận tung phân: gồm có trục 8 và 9 là trục thép rỗng, trên trục có hàn các cánh tung phân, nghiêng so với ñừng tâm trục góc 450, sao cho phân tung ra hai phía làm tăng bề rộng làm việc cho máy và ñộ bón ñều Trục 8 và 9 quay cùng chiều, cánh trục trên hất phân ngược về thùng làm tơi phân và làm bằng mặt phân ở cửa ra, cánh trục dưới hất phân tung xuống ruộng

Tốc ñộ quay của hai trục trong quá trình làm việc không ñổi và bẳng 180vg/phút

2

3

4 5

7

5 6

1

6

Hình 1.4: Sơ ñồ truyền ñộng của máy tung phân chuồng

1- Tr ục các ñăng; 2- Hộp giảm tốc; 3,7- Xích truyền ñộng

4- C ơ cấu culít bánh cóc; 5- Trục xích tải; 6- Trục tung phân

Hệ thống truyền ñộng cho xích cung cấp và trục tung từ trục trích công suất của máy kéo thông qua trục cácñăng, hộp giảm tốc, các bánh răng nón trụ, một nhánh xích qua xích tới trục tung, một nhánh qua cơ cấu culit bánh có tới xích cung cấp phân

1.2.1.2 Máy bón phân vô c ơ

Máy bón phân vô cơ có cấu tạo chung bao gồm các bộ phận chính sau:

- Thùng ñựng phân ñể chứa phân có sức chứa phù hợp với loại phân

và mức bón Vật liệu làm thùng có lớp sơn chốn gỉ hoạc làm bằng vật liệu chống gỉ

- Bộ phận làm tơi: có tác dụng làm tơi phân trước khi ñưa vào bộ phận bón

- Bộ phận bón phân gôm có các bộ phân cung cấp và tung phân, là

bộ phận làm việc chính của máy, có nhiều loại, với nguyên tắc làm việc khác nhau

- Hệ thống truyền ñộng cho bộ phận khuấy ñộng Bộ phận bón phân thường nhận truyền ñộng từ bánh xe của máy kéo hoặc máy bón phân ñể ñảm bảo mật ñộ bón ñều, có loại nhận truyền ñộng từ trục thu công suất của máy kéo cho lực truyền lớn, song khi máy thay ñổi tốc ñộ sẽ ảnh hưởng tới mật ñộ bón

- Bộ phận ñiều chỉnh lượng phân bón

Bộ phận bón phân là bộ phận làm việc chính của máy tung phân cũng là bộ phận làm việc chủ ñộng của máy Bộ phận bón phân nhận truyền ñộng từ bánh xe của máy kéo hoặc máy bón phân ñể ñám bảo mật

ñộ bón ñồng ñều có loại nhận truyền ñộng từ trục thu công suất của máy kéo cho lực truyền lớn, song khi máy kéo thay ñổi tốc ñộ sẽ làm ảnh hưởng tới mật ñộ bón

Hình 1.5: Sơ ñồ bộ phận làm việc loại trục tung

1 - Thùng ch ứa phân; 2 – ðĩa cung cấp; 3 – cửa ñiều chỉnh

4 – tr ục tung; 5 – tấm chắn; 6 – tấm rung; 7 – tấm dẫn

Bộ phận bón phân loại trục tung, có ở các máy tung phân CTż2,8; CTH2,8; CTT3,0 Thùng chứa phân 1 có khoét các lỗ hình bán nguyệt thông với ñĩa cung cấp 2 thành phía trước thùng có tấm làm tơi 6 Khi làm việc sẽ dịch chuyển qua lại làm tơi phân ðĩa cung cấp 2 một nửa thông với thùng phân, một nửa nằm ngoài ñáy thùng Khi làm việc ñĩa quay cung cấp phân từ thùng ra ngửa ngoài qua cửa ra phân 3 Phía trên ñĩa quay cung cấp

là trục tung 4 Trên trục lắp các cụm cánh tung phẳng nghiêng 450 so với trục Tốc ñộ quay của trục tung ñược tính toán sao cho phân tung ra ñập vào tấm chắn 5 mà tơi ra ðiều chỉnh mức bón bằng cách thay ñổi tốc ñộ quay của ñĩa cung cấp và ñộ mở của các cửa ra phân Tốc ñộ quay của ñĩa cung cấp phải nhỏ hơn tốc ñộ tự chảy của phân

Hình 1.6: Sơ ñồ bộ phận làm việc loại ñĩa tung

1 – thùng ch ứa phân; 2 – xích cung cấp;

3 – c ửa ñiều chỉnh; 4 – cánh dẫn; 5 – ñĩa tung

Bộ phận bón phân loại ñĩa tung là loại bộ phận bón phân hiện nay dùng khá phổ biến, có ở các máy PYM3; 1PMГ4; HPY0,5; PY4,0 của Liên

Xô cũ Thùng ñựng phân 1 có ñáy trước và sau có khe hở ñể xích cung cấp

ñi qua kéo phân ra cửa 3 theo máng dẫn 4 tới ñĩa tung phân 5 Khi làm việc

2 ñĩa tung quay theo chiều mũi tên, phân ñược văng ra ngoài nhờ lực ly tâm ðể phân văng xa hơn người ta hàn các ñường gân trên ñĩa

Tuy vậy, khi có ñường gân phân tung ra thành nhiều hình vành khăn ñông tâm do vậy ñộ ñồng ñều giảm ðể phân tung ra tơi ñều người ta tính toán tốc ñộ quay của ñĩa cung cấp phù hợp Trong suốt quá trình tung tốc

ñộ quay của ñĩa không ñổi

ðể ñiều chỉnh lượng phân bón người ta thay ñổi tốc ñộ xích cung cấp theo 2 cấp truyền và ñiều chỉnh ñộ mở của cửa 3 ñể ñạt lượng phân bón theo yêu cầu Bộ phận bón loại ñĩa tung tùy mật ñộ ñều của phân trên ñồng còn hạn chế song có cấu trúc ñơn giản năng suất cao nên ñược phổ biến rộng rãi trong sản xuất

2 3

4 5

6 7 8

Hình 1.7: Sơ ñồ truyền ñộng máy tung phân hoá học

1.3 Máy thu hoạch

1.3.1 Máy gặt lúa

Yêu cầu kỹ thuật ñối với máy gặt lúa:

Bộ phận cắt phải ñảm bảo cắt không sót cây, không gây hao phí hạt (như cắt vào bông lúa, rơi vãi bông lúa ñã cắt hoặc làm rụng hạt), cần thay ñổi ñược chiều cao cắt dễ dàng

Guồng gạt có thể ñiều chỉnh ñược vị trí (lên cao, xuống thấp, ñẩy về phía trước, ñẩy về phía sau) và số vòng quay một cách dễ dàng với các trạng thái ñổ tự nhiên của cây lúa

Tổng số hao phí hạt gây ra bởi máy gặt không vượt quá 2%

1- Tr ục bánh xe khung tự chạy 2,4- Xích truy ền ñộng

3- Ly h ợp 5- Tr ục trung gian 6- Tr ục vít tải 7- T ấm lắc 8- Tr ục lệch tấm 9- Cánh tung

10 - Tr ục tung phân

Ở máy gặt bó, kắch thước của bó lúa phải theo một quy cách nhất ựịnh Lúa hất xuống ruộng phải tập trung thành từng ựống

Ở máy gặt hàng, lúa ựược xếp thành dải liên tục, bông không tiếp xúc với ựất

Các bộ phận máy làm việc vững chắc, an toàn Trang bị của máy cần tiện lợi cho người sử dụng

Cấu tạo chung nguyên tắc làm việc của các bộ phần làm việc chủ ựộng trên máy gặt lúa:

1.3.1.1 Gu ồng gạt

Các máy gặt lúa làm việc với tốc ựộ tiến bình thường ựều có trang bị guồng gạt đôi khi trên một số máy gặt cỡ nhỏ ựể ựảm bảo gọn nhẹ có trang bị cơ cấu gạt lúa kiểu xắch Ờ tay gạt Trên các máy gặt làm việc với tốc ựộ tiến cao thường không có guồng gạt Nhiệm vụ của guồng gạt gồm: gạt lúa vào cho bộ phận cắt, giữ lúa ựể dao cắt và hất lúa ựã cắt lên bộ phận vận chuyển lúa để thực hiện ba nhiệm vụ trên, guông gạt thường có các kiểu cấu trúc:

Gu ồng gạt thông thường, các cánh gạt ựược lắp cố ựịnh trên các tia

guồng gạt, không thay ựổi ựộ nghiêng

Gu ồng gạt sai tâm, khác so với guồng gạt thông thường ở chỗ có thể

thay ựổi ựược ựộ nghiêng của các cánh gạt so với phương thẳng ựứng, ựồng thời ở mọi vị trắ các cánh gạt luôn song song với nhau phụ thuộc vào trạng thái

ựổ của cây Cấu trúc như thế sẽ thuận lợi khi guồng gạt làm việc với lúa ựổ

Gu ồng gạt có cấu tạo ựặc biệt, tùy theo yêu cầu công việc, ựòi hỏi

phải tạo nên một kiểu guồng gạt ựặc biệt có góc nghiên của cánh gạt tuân theo một quy ựịnh ựã ựịnh trước Về cấu tạo bên ngoài cũng gần giống như guồng gạt thông thường, nhưng ở một phắa của guồng gạt trang bị một ựường lăn cố ựịnh Con lăn trên tay quay của thanh lắp cánh gạt chuyển ựộng trên ựường lăn Như vậy, ở những vị trắ khác nhau cánh gạt sẽ có góc nghiêng khác nhau theo yêu cầu

B ộ phận gạt cào trang bị trên mặt gặt tự cào ñống Nó cũng hoàn

thành những nhiệm vụ như guồng gạt nhưng nhiệm vụ thứ ba có thể thực hiện là hất lúa lên mâm chứa hoặc cáo lúa từ mâm chứa xuống ruộng Công việc cào lúa hoàn toàn tự ñộng Việc cào mau hay thưa tùy theo cách ñặt cung rang của bộ phận ñiều khiển

Những ñặc ñiểm ñiều chỉnh của guồng gạt, tùy theo trạng thái của cây lúa, cần thực hiện các ñiều chỉnh của guồng gạt cho thích hợp ñể guồng gạt hoàn thành nhiệm vụ của nó:

V ề tốc ñộ của guồng gạt: Vận tốc dài của một ñiểm trên cánh gạt phụ

thuộc vào tốc ñộ tiến của máy ðể ñảm bảo guồng gạt thực hiện tốt ba nhiệm vụ của nó thi vận tốc dài trên cánh gạt thường lớn hơn vận tốc tiến của máy Nếu vận tốc dài của một ñiểm trên cánh gạt nhỏ hơn vận tốc tiến thì guồng gạt không thực hiện ñược nhiệm vụ gạt lúa vào bộ phận cắt; ngược lại nếu nó quá lớn so với vận tốc tiến của máy sẽ gây ra ñập rụng hạt nhiều Theo số liệu khảo nghiệm thì tỉ số giữa vận tốc dài của một ñiểm trên cánh gạt với vận tốc tiến của máy dao ñộng trong khoảng:

9

;12,

1 ÷

=

=

m v cg

có răng và dao, bộ phận cắt hai dao

Cơ cấu truyền dẫn cho dao của bộ phận cắt ðể tạo nên chuyển ñộng tịnh tiến qua lại cho dao, thường người ta dùng cơ cấu biên tay quay Tùy

theo yêu cầu và nhiệm vụ của từng loại máy mà có thể dùng cơ cấu biên tay quay phẳng hay cơ cấu biên tay quay không gian

Cơ cấu biên tay quay phẳng có cấu tạo ñơn giản, ñảm bảo khả năng làm việc của bộ phận cắt trong phạm vi tốc ñộ tiến của máy nhất ñịnh Thường ñể tránh hư hỏng cho cơ cấu biên tay quay khi cắt thấp, tâm quay ñặt cao hơn mặt phẳng chuyển ñộng của dao một khoảng h, gọi là ñộ lệch

Cơ cấu biên tay quay không gian có cấu tạo phức tạp hơn, các chi tiết không nằm trong một mặt phẳng Cơ cấu ñệm lắc ñược dùng trên các máy gặt hàng; khi ñó trục nhờ có ñệm lắc biến thành chuyển ñộng dao của trục dao Trên các máy gặt ñập liên hợp thường dùng cơ cấu ñòn gánh Ngoài ra trong cấu trúc máy tương lai có thể dùng cơ cấu truyền dẫn loại thủy lực, ñảm bảo cho dao chuyển ñộng êm dịu

1.3.1.3 V ận tốc cắt

Một trong những ñiều kiện cơ bản ñể dâo cắt làm việc bình thường là duy trì vận tốc cắt cây của dao Vc, ñảm bảo cắt cây ñứt hoàn toàn với sức cản nhỏ nhất Các thí nghiệm ñã chỉ ra rằng ñối với trường hợp cắt có tựa (dao cắt kiểu tông ñơ) thì vận tốc cắt cần giới hạn thấp nhất trong khoảng

Vc = 0,6 ÷0,8 m/s

Nếu tăng vận tốc cắt, chất lượng cắt càng tốt, lực cản cắt càng giảm, nhưng nếu tăng vận tốc lên cao quá thì ñồng thời cũng tăng lực quá tính của dao, do ñó làm tăng chi phí năng lượng ñể dao chuyển ñộng Giáo sư A.N.Kapenkô ñã chứng minh bằng thực nghiệm và kết quả cho thấy trong bảng sau [10]:

Lực cản kéo của máy kéo (kg)

- Cạnh sắc lưỡi dao sắc, lắp ñúng cũng sẽ làm tăng chất lượng cắt

- Mật ñộ cây và trạng thái cây (tươi, mềm ) cũng ảnh hưởng ñến chế

ñộ cắt Vận tốc cắt trung bình của dao ñược tính theo công thức:

Trong ñó: S - hành trình chạy dao;

tương tự ta có vận tốc di chuyển của máy gặt: .

30

cc m

h n

Trong ñó: hcc - lượng cung cấp cho dao cắt, ñặc trưng bởi quãng ñường di chuyển của máy tiến về phía trước ứng với một hành trình chạy dao S, nghĩa là:

hcc = Vmπ/ω

- Chất lượng cắt của dao có liên quan ñến vận tốc di chuyển của máy Từ thực nghiệm cho ta biết rằng vận tốc dao và vận tốc máy không thể lựa chọn tuỳ ý mà cần phải thoả mãn tỉ số số giữa chúng nằm trong giới hạn tối ưu Hai vận tốc Vctb và Vm cần phải ñược xác ñịnh với một tỉ lệ hợp

lý ñể có ñược chế ñộ cắt tốt

Tải trọng của lưỡi dao cắt là lượng cây cắt ñược bởi lưỡi dao, ứng với một hành trình chạy dao Tải trọng lưỡi dao cắt

K = χ.S.hcc.q (số lượng cây /hành trình), trong ñó: χ - hệ số phụ thuộc vào loại dao cắt, χ = 0,18 ÷1,0

Trong tính toán người ta hay dùng hệ số tải trọng riêng theo ñơn vị chiều dài lưỡi dao, nghĩa là:

d '

os h

Shc K

l

αχ

= = (số cây/ñơn vị chiều dài lưỡi dao), trong ñó: l - chiều dài của lưỡi dao;

h’ - chiều dài của lưỡi dao;

q - số lượng cây lúa trên ñơn vị diện tích;

αd – góc nghiêng của lưỡi dao so với chiều cao dao;

ðối với bộ phận dao cắt S = t = t0 lượng cung cấp cho dao cắt ñược tính theo biểu thức sau:

d

2 ' 2r-h'tg

cc

rh h

lúa không bị lọi xuống khoảng giữa hai nhánh băng truyền Trong ñiều kiện thu hoạch lúa ẩm thì băng truyền kiểu xích làm việc vững chắc hơn băng truyền kiểu ñai phẳng

Cơ cấu truyền ñộng cho bộ phận chuyển lúa cũng có thể thay thế bằng hệ thống truyền dẫn loại thủy lực

6

Hình 1.8: Sơ ñồ truyền ñộng của máy gặt xếp dải

1- Tr ục các ñăng; 2- Xích truyền ñộng; 3- Cặp bánh răng côn

4- C ơ cấu ñai truyền cho bộ phận gạt và chuyển lúa

5- C ơ cấu tay quay con trượt truyền ñộng cho dao;

6- V ấu ñai truyền; 7- Guồng gạt

1.3.2 Một số loại máy gặt lúa thường gặp trong sản xuất

Máy gặt lúa loại treo ЖPH-4,0 do nhà máy Rôtxenmats chế tạo, treo ñằng trước máy kéo xích дT-54A (có hệ thống nâng hạ thủy lực) do ñó có khả năng vận ñộng tốt Máy có thể dùng ñể gặt lúa xếp thành dải trên ruộng

và cũng có thể gặt một số loại cây trồng khác Truyền ñộng cho các bộ phận làm việc của máy nhờ trục thu công suất của máy kéo ðiểu khiển máy gặt cần một công nhân

Các bộ phận chính của máy gặt: guồng gạt, bộ phận căt, bộ phận chuyển lúa Guồng gạt thuộc loại sai tâm 5 cánh Số vòng quay của guồng gạt thay ñổi trong khoảng 20 ÷ 50v/ph Trục guồng gạt làm bằng thép ống, các chi tiết khác làm bằng tôn, gỗ do ñó nhẹ mà vẫn ñảm bảo ñộ vững chắc của guồng gạt Bộ phận cắt loại hai dao, một dao cố ñịnh, một dao chuyển ñộng Truyền chuyển ñộng cho dao nhờ cơ cấu biên tay quay, ñòn gánh Bộ phận chuyển lúa là một băng chuyền bằng vải tấm cao su lắp trên hai dải xích ống bạc con lăn Trên mặt phẳng lắp các thanh gỗ ngang ñể tăng khả năng di chuyển lúa của băng ðể thuận tiện khi căn băng chuyền, trên máy trang bị cơ cấu căng băng chuyền bằng con lăn và ñây cáp

Máy gặt lúa loại móc có giá ñỡ ЖP-4,9 là máy gặt lúa loại móc có giá ñỡ gồm 2 phần chính: phần gặt và phương tiện ñể vận chuyển Phần gặt của máy chính là phân gặt của máy gặt ñập liên hợp C-6 gồm có guồng gạt,

bộ phận cắt, băng chuyền lúa lớn và nhỏ, mâm chứa Guồng gặt của máy thuộc loại thông thường sáu cạnh bằng gỗ cấu tạo ñơn giản Số vòng quay của guồng gạt thường dùng trong khoảng 26÷28v/ph Thay ñổi số vòng quay guồng gạt bằng cánh thay ñổi ñĩa xích Thay ñổi vị trí guồng gạt bằng

tay trước khi làm việc

1.3.2.1 Máy ñập lúa dọc trục

7 6

5

3

4

Hình 1.9 Sơ ñồ truyền ñộng của máy ñập lúa dọc trục

1- Gu ồng gạt; 2,6- ðai truyền ñộng; 3- Quạt gió

4,5- C ơ cấu sàng lắc; 7- Trống ñập

Là loại máy ñược sử dụng ñể tách hạt thóc ra khỏi bông Do yêu cầu

ñộ chính xác về tốc ñộ quay không lớn nên máy sử dụng chu yếu các bộ truyền ñộng ñai thang Máy thường ñược ñặt trên giá di ñộng và liên kết với một ñộng cơ ñốt trong Sàng phân loại ñược chuyển ñộng nhờ cơ cấu biến ñổi chuyển ñộng tay quay con trượt Năng suất làm việc của máy phụ thuộc vào tốc ñộ quay của trống và khe hở giữa răng trống và máng ñập, tuy nhiên các thống số này nếu thay ñổi thì sẽ làm ảnh hưởng ñến chất lượng ñập

Cấu tạo chung của máy gặp ñập liên hợp gồm hai phần chính: phần gặt và phần ñập Phần gặt của máy gặt ñập liên hợp bao gồm: guồng gạt, bộ phận căt, trống chuyền xoắn ốc(hoặc băng chuyền), băng chuyền cung cấp Phần ñập của máy gặt ñập lên hợp gồm: bộ phận ñập, bộ phận giũ rơm, hệ thống làm sạch, các bộ phận chuyển hạt và bông lúa ñập sót Ngoài

ra máy còn có các bộ phận phụ trợ như: thùng chứa hạt, thùng chứa rơm, hệ thống di ñộng

Những bộ phận làm việc chủ ñộng ở phần gặt trên máy gặt ñập liên hợp cũng tương tự như trên máy gặt Tuy nhiên ở máy gặt ñập liên hợp có thêm bộ phận làm việc chủ ñộng ở phần gặt là trống truyền xoắn ốc và băng chuyền cung cấp lúa Băng chuyền cung cấp lúa lắp trong buồn nghiêng nối tiếp giữa phần gặt và phần ñập của máy Băng chuyền cung cấp là băng chuyền xích ống bạc con lăn, trên lắp các thanh ngang xen kẽ bằng thép góc Trục chủ ñộng của băng chuyền cung cấp không những chuyền chuyển ñộng cho băng chuyền mà còn cho các bộ phận khác của phần gặt Trên ñầu trục lắp bộ phận an toàn kiểu ñĩa ma sát ñược ñiều chỉnh tới môm men quay 10kGm

1

2

4

3 12

13 14

Hình 1.10 Sơ ñồ truyền ñộng máy gặt ñập liên hợp

1- Gu ồng gạt; 2,5,10,13- ðai truyền ñộng; 3- Hộp biến tốc;

4- Tr ục sơ cấp; 6- Cơ cấu sàng lắc; 7- Sàng phân loại; 8- Quạt gió;

9- Tr ống ñập; 11- Puli truyền ñộng; 12- Băng chuyền; 14- Vít tải gom lúa

Phần ñập bao gồm các bộ phận chính: bộ phận ñập, bộ phận giũ rơm,

hệ thống làm sạch, các bộ phận phụ trợ Bộ phận ñập gồm hai trống: trống răng ñặt trước, trống thanh ñặt sau Trống răng có cấu tạo như các trống răng thông thường có 10 thanh lắp răng Răng trống thuộc kiểu răng hình nêm, lắp vào thanh trống qua ñuôi răng có ren và ñai ốc Hai ñầu trục trống lắp với các bánh ñai biến tốc ñai thang Máng trống răng thuộc loại máng tôn cố ñịnh ñục lỗ, phía trước có mảng răng di ñộng gồm hai răng Truyền ñộng cho trục của trống ñập thường dùng biến tốc ñai thang nhưng cũng có thể thay thế bằng truyền ñộng thủy lực Bộ phân giũ rơm thuộc loại phím hai trục khuỷu ðể truyền ñộng cho bộ phận giũ rơm thường dùng truyền ñộng ñai Truyền ñộng này cũng có thể thay thế bằng truyền ñộng thủy lực

Trên các máy gặp ñập liên hợp hiện ñại ñã sử dụng phổ biến các trang thiết bị thủy lực ñể nâng hạ phần gặt ñiều chỉnh vị trí và số vòng quay của guồng gạt, thay ñổi tốc ñộ tiến của máy Máy gặt ñập liên hợp tự chạy hiện nay ñược dùng phố biến ở các nước hơn máy móc vì có nhiều ưu ñiểm nổi bật hơn

1.3.3 Máy thu hoạch ngô lấy hạt

Hình 1.11 Sơ ñồ làm việc chung của một máy thu hoạch ngô lấy hạt

Các bộ phận làm việc chính của máy thu hoạch ngô bao gồm:

bộ phận cắt loại chuyển ñộng tịnh tiến và bộ phận cắt loại quay

Bộ phận cắt loại chuyển ñộng tịnh tiến có cấu tạo ñơn giản có khả năng làm sạch và làm việc vững chắc, ngay cả khi tốc ñộ máy tới 8 ÷ 10km/h Nhược ñiểm của bộ phận cắt này là khó cân bằng lực quán tính, thường ña số các máy chỉ ñược cân bằng một phần Tuy vậy, nó vẫn ñược dùng khá phổ biến trên các máy thu hoạch ngô

Bộ phận cắt quay có hai loại: loại có trục quay thẳng ñứng và loại có trục quay nằm ngang Bộ phận cắt loại này không có tấm kê nên phần tử cắt có tốc ñộ lớn (40÷50m/s) Ưu ñiểm của bộ phận cắt loại này là có thể cân bằng hoàn toàn lực quán tính, nên có thể tăng tốc ñộ cắt lên khá cao Thực hiện quá trình cắt và thái cây cùng lúc Bộ phận cắt làm việc tốt trong ñiều kiện ruộng có nhiều cỏ rác Nhược ñiểm của bộ phận cắt này là không làm việc ñược trên ruộng có lẫn ñá Khi làm việc trên ruộng ñất tơi, cắt thấp nó sẽ hút bụi lẫn vào sản phẩm thái Bộ phận cắt loại thái gây bẩn nhiều nhất

ðể truyền ñộng cho bộ phận cắt người ta thường dùng hệ thống truyền ñộng ñai hoặc xích Tuy nhiên có thể thay thế hệ thống truyền ñộng này bằng hệ thống truyền ñộng thủy lực

1.3.3.2 B ộ phận gạt và cung cấp cây ngô

Bộ phận gạt dùng ñể gạt các cây ngô không ñúng hàng hoặc nâng các cây ngả vào bộ phận cắt hoặc bộ phận tách bắp ðối với máy thu hoạch ngô theo hàng, bộ phận gạt có cấu tạo thường là hai xích có tay gạt nghiêng một góc nào ñó so với hướng chuyển ñộng của máy, chiều quay của xích ngược chiều với chiều tiến của máy

ðối với máy thu hoạch ngô cắt toàn bề mặt thì guồng gạt ñóng vai trò bộ phận gạt Cấu trúc guồng gạt tương tự guồng gạt máy thu hoạch lúa, nhưng có kích thước lớn hơn

Bộ phận cung cấp cây ngô dùng ñể cung cấp cây ngô ñã bị cắt vào

bộ phận tách bắp ðối với máy thu hoạch ngô cắt toàn bề mặt bộ phận cung cấp là một băng chuyền xích thanh chuyển ñông trên bàn nghiêng ðối với máy thu hoạch ngô cắt theo hoàng, bộ phận cung cấp thường là các cặp xích ống bạc con lăn, có hai nhánh làm việc ép sát vào nhau nhờ lực ép của

lò xo số cặp xích cung cấp bằng số hàng cần thu hoạch

Truyền ñộng cho bộ phận gạt và bộ phận cung cấp cây của máy thu hoạch ngô cũng có thể thay thế bằng hệ thống truyền ñộng thủy lực

1.3.3.3 B ộ phận tách bắp

Thông thường bộ phận tách bắp có hai loại: tách bắp ngô mà thân cây không bị cắt (loại trục cuốn) và loại tách khi thân cây ngô ñã bị cắt Bộ phận tách bắp là bộ phận quan trọng nhất của máy thu hoạch ngô Bộ phận tách bắp gồm hai trục hình trụ ñặt cách nhau một khe hở nhỏ hơn ñường kính thân cây ngô và quay theo chiều gặp nhau Trục tách bắp ép cây nhờ lực ma sát và lực rút cây, cây bị kéo qua khe hẹp giữa hai trục Bắp ngô có kích thước lớn hơn sẽ ñược tách ra khỏi cây Bộ phận tách bắp cũng là một

bộ phận làm việc chủ ñộng của máy thu hoạch ngô ðể truyền ñộng cho hai trục có nhiệm vụ ép và rút cây có thể sử dụng truyền ñộng thủy lực

1.3.3.4 B ộ phận làm sạch bắp

Bộ phận làm sạch bắp có nhiệm vụ là làm sạch hoàn toàn vỏ áo, râu của bắp ngô và làm sạch hoàn toàn các tạp chất khác Bộ phận làm sách bao gồm: cơ cấu làm sạch, cơ cấu ép và cơ cấu phân phối Cơ câu làm sạch của bộ phận làm sạch là bộ phận làm việc chủ ñộng Cơ cấu làm sạch có dạng hình trụ ñược bố trí từng ñôi một và ñặt nghiên một góc so với phương nằm ngang Trục ñặt sát nhau không có khe hở và có chiều quay ngược nhau Bắp ngô cung cấp từ ñầu trên của trục, trượt theo chiều trục

Lực ma sát phát sinh giữa bắp ngô và trục sẽ làm cho vỏ áo ngô và các tạp chất khác bị trục kéo qua khe hở xuống dưới Truyền ñộng cho các trục của bộ phận làm sạch cũng có thể ñược thay thế bằng hệ thống truyền ñộng thủy lực

1.3.3.5 B ộ phận thái

Bộ phận thái là bộ phận dùng ñể thái thân cây trên các máy thu

hoạch ngô lấy hạt hoặc làm thức ăn cho gia súc Theo cấu trúc có nhiều loại

bộ phận thái: bộ phận thái loại ñĩa – hướng tâm; bộ phận thái loại ñĩa – trụ;

bộ phận thái loại trống; bộ phận thái loại dao quay Truyền ñộng cho bộ phận thái cũng có thể sử thay thế bằng hệ thống truyền ñộng thủy lực

1.3.4 Máy thu hoạch mía

Ở nước ta trước kia, dụng cụ dùng ñể chặt mía chủ yếu vẫn là dao chuyên dùng, vừa không năng suất, vừa khó chặt ñược sát gốc mía Theo quan sát ở một số nông trường trồng mía như: Nông trường Tây Ninh, Nông trường Thống Nhất ( Thanh Hoá) các gốc mía còn lại trên ruộng cao 10 – 20cm so với mặt ñồng, còn ở những ruộng mía cây bị ñổ thì gốc mía còn cao hơn ðiều này làm cho tỷ lệ hoa hụt mía cao ( lên tới 20%) năng suất mía giảm và không ñảm bảo ñược yêu cầu nông học ñối với mía lưu gốc

Ở một số nơi, ñể khắc phục tình trạng này, khi thu hoạch mía người nông dân dùng một loại cuốc bàn kiểu nhỏ của Trung Quốc ñể chặt ngầm nhưng năm suất thu hoạch thấp, không cơ ñộng Còn một số nơi ở miền Tây Nam Bộ người trồng mía dùng chẽ thay dao, khi chặt không phải vung tay chỉ cần ấn chẽ vào gốc mía ñể cắt Loại này có thể cắt ñược sát gốc nhưng năng suất lao ñộng thấp, chi phí sức lớn, người lao ñộng chóng mệt mỏi

Thời gian gần ñây, nhờ việc ñưa cơ giới hoá vào sản xuất, ñã có một

số thiết máy móc ñược ñưa vào từ khâu trồng ñến khâu thu hoạch mía ðặc biệt có các máy thu hoạch mía của các nước như: Nhật Bản, Úc, Trung Quốc, hay một số máy chặt mía ñược các nhà khoa học Việt Nam thiết kế

và chế tạo, thông thường ñược bố trí trên liên hợp máy thu hoạch tự hành 1.3.4.1 Mét sè lo¹i m¸y thu ho¹ch mÝa trªn thÕ giíi

Trên thế giới, máy thu hoạch thường sử dụng hai loại công nghệ:

- Máy sử dụng công nghệ ñể nguyên cây

- Máy sử dụng công nghệ thu hoạch cắt cây thành ñoạn

1.3.4.2 Máy s ử dụng công nghệ ñể nguyên cây

Nhóm này bao gồm các máy thực hiện từng khâu riêng rẽ hoặc liên hợp thực hiện các khâu: cắt gốc, bóc lá, cắt ngọn, gom bó, bốc xếp lên moóc gồm các loại máy:

a Máy ch ặt mía cỡ vừa NB-15T của Nhật Bản

Máy áp dụng trong công nghệ ñể nguyên cây thu hoạch mía nhiều giai ñoạn, ngồn ñộng lực là máy kéo 4 bánh công suất 45-Hp (hình 1.13) Tác dụng: Máy cắt gốc một luống mía, không làm sạch lá bẹ, xếp rải cây sang luống bên cạnh

Máy có cấu tạo bao gồm các bộ phận chính: Vít xoắn nâng cây, xích

vơ gom và giữ cây gắn vấu Dao cắt gốc dạng ñĩa Xích ngang kẹp giữ cây

và rải hàng sang bên cạnh Phía trên xích có các thanh tựa cây Máy ñược treo phía sau máy kéo, không có dao cắt ngọn