Nghiên cứu thiết kế hoàn thiện một số bộ phận làm việc chính của máy đóng bầu mía giống truyền động khí nén

Luận văn

Bé GI¸O DôC Vµ §µO T¹O TR¦êNG §¹I HäC N¤NG NGHIÖP I

Vò H÷U TÝN

NGHI£N CøU,THIÕT KÕ HOµN THIÖN MéT Sè

Bé PHËN LµM VIÖC CHÝNH CñA M¸Y §ãNG BÇU

MÝA GIèNG TRUYÒN §éNG KHÝ NÐN

LUËN V¡N TH¹C SÜ Kü THUËT

Hµ NéI - 2006

Bé GI¸O DôC Vµ §µO T¹O TR¦êNG §¹I HäC N¤NG NGHIÖP I

Vò H÷U TÝN

NGHI£N CøU,THIÕT KÕ HOµN THIÖN MéT Sè

Bé PHËN LµM VIÖC CHÝNH CñA M¸Y §ãNG BÇU

MÝA GIèNG TRUYÒN §éNG KHÝ NÐN

lời cam đoan

nàt là hoàn toàn trung thực ch−a hề đ−ợc sử dụng để bảo vệ một học vị nào Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn này đều đã đ−ợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều

đã đ−ợc chỉ rõ nguôn gốc

Tác giả luận văn

Vũ hữu Tín

lời cảm ơnlời cảm ơn

Để có được luận văn này, tôi đã trải qua hai năm học tập tại Trường Đại học Nông nghiệp I Hà Nội, dưới sự quản lý của khoa sau Đại học, tôi đã nhận được các kiến thức khoa học qua sự truyền đạt của các Thày, các Cô trong Trường

Đại học Nông nghiệp I Hà Nội, Viện Cơ Điện Nông nghiệp thuộc Bộ Nông nghiệp

Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn tới ban lãnh đạo Trường Trung học và Dạy nghề Cơ Điện Xây dựng Nông nghiệp và PTNT các bạn đồng nghiệp và người thân đã tạo điều kiện về mọi mặt để cho tôi được hoàn thành khóa học

Tác giả Luận văn

Vũ Hữu Tín

Mục lục

Lời cam đoan iii

Lời cảm ơn iv

Mục lục v

Danh mục các bảng biểu và hình vẽ vii

1 Mở đầu 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích, yêu cầu của đề tài 2

1.3 ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3

2 Tổng quan tài liệu 4

2.1 Tình hình sản xuất mía, mía giống và giống cây ăn quả ở nước ta. 4

2.2 Tình hình ứng dụng thiết bị cơ giới để sản xuất bầu cây giống trên thế giới và trong nước 10

2.2.1 Trên thế giới 10

2.2.1.1 Hệ thống thiết bị chuẩn bị giá thể 10

2.2.1.2 Các loại vỏ bầu 12

2.2.1.3 Các loại máy đóng bầu 14

2.2.2 Trong nước 20

3 Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu 23

3.1 Yêu cầu kỹ thuật đối với khâu đóng bầu mía giống 23

3.2 Máy đóng bầu mía giống truyền động khí nén của Trường ĐHNN I 24

3.2.1 Nguyờn lý làm việc và cấu tạo của mỏy 24

3.2.2 Cấu tạo và hoạt động của các bộ phận chính của máy 26

3.3 Những tồn tại cần khắc phục trên máy đóng bầu mía của Trường ĐHNN I 35

3.4 Nhiệm vụ nghiên cứu 36

3.5 Phương pháp nghiên cứu 37

4 Tính toán thiết kế hoàn thiện một số bộ phận làm việc của máy 39

4.1 Thiết kế hoàn thiện cơ cấu kẹp giữ miệng túi bầu 39

4.1.1 Cơ cấu kẹp giữ túi bầu và những nhược điểm cần khắc phục 39

4.1.2 Thiết kế hoàn thiện cơ cấu kẹp giữ miệng túi bầu 39

4.1.2.1 Lựa chọn nguyên lí làm việc 39

4.1.2.2 Tính toán thiết kế má kẹp theo độ bền và độ cứng 41

4.2 Thiết kế hoàn thiện cơ cấu truyền động cho bàn quay 47

4.2.1 Kết cấu của bàn quay, cơ cấu truyền động cho bàn quay và những tồn tại cần khắc phục. 47

4.2.2.Tính toán thiết kế hoàn thiện cơ cấu truyền động cho bàn quay 50

4.2.2.1 Một số thông số hình động học và động lực học của cơ cấu Man 50

4.2.2.2 Tính toán trục bàn quay và các mối ghép then 55

4.2.2.3 Thiết kế chạc Man và chốt tay quay theo điều kiện bền mòn 60

4.2.2.4 Tính toán thiết kế chạc Man và chốt tay quay theo điều kiện bền 63

4.3 Thiết kế cơ cấu hZm bàn quay 65

4.4 Kết luận cho chương 3 66

5 Kết luận và kiến nghị 68

5.1 Kết luận 68

5.2 Kiến nghị 68

Tài liệu tham khảo 70

Phụ lục……… …… 71

Danh mục các bảng biểu và hình Vẽ

Bảng 2.1 Diện tích, năng suất và sản lượng mía ở các vùng (1998 – 2005) 5

Bảng 2.2 Tình hình sản xuất mía đường trong nước qua một số năm gần đây 5

Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất bầu ươm cây giống thủ công 7

Hình 2.2 Đóng bầu thủ công 8

Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ sản xuất bầu mía giống 9

Hình 2.4 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất giá thể 11

Hình 2.5 Bầu cứng treo 13

Hình 2.6 Bầu giấy tổ ong 13

Hình 2.7 Khay bầu 14

Hình 2.8 Máy đóng bầu vỏ cứng độc lập của công ty BOULDIN&LAWSON 15

Hình 2.9 Sơ đồ cấu tạo máy đóng bầu khay - Nhật Bản 16

Hình 2.10 Máy đóng khay hốc của Trung Quốc nhập từ Đan Mạch 16

Hình 2.11 Thiết bị sản xuất bầu ươm cây giống - Hàn Quốc 17

Hình 2.12 Cấy cây non vào bầu bằng tay [21] 18

Hình 2.13 Cấy cây non vào bầu bằng máy trên băng chuyền tự động,[19] 18

Hình 2.14 Máy đóng bầu mềm của hZng Elegaard, Đan Mạch[19] 19

Hình 2.15 Máy đóng bầu mía giống do Trường ĐH Nông nghiệp I Hà Nội thiết kế, chế tạo trong vị trí sản xuất thử nghiệm tại Trung tâm sản xuất mía bầu giống Thành Vinh, Thạch Thành, Thanh Hoá 21

Hình 3.1 Các thông số kỹ thuật của bầu mía giống 23

Hình 3.2 Hom mía 23

Hỡnh 3.3 Sơ ủồ nguyờn lý làm việc của mỏy đóng bầu mía giống 24

Hình 3.4 Bàn quay và cơ cấu truyền động cho bàn quay 26

Hình 3.5 Bộ phận cung cấp ống 27

Hình 3.6 Cơ cấu mở ống 28

Hình 3.7 Cơ cấu kẹp giữ miệng ống: 29

Hình 3.8 Bộ phận tạo vỏ bầu 31

Hình 3.9 Sơ đồ cấu tạo và hoạt động của bộ phận tạo vỏ bầu: 32

Hình 3.10 Bộ phận nạp giá thể có cơ cấu định l−ợng kiểu trống quay: 33

Hình 3.11 Bộ phận nạp hom kép 33

Hình 3.12 Sơ đồ cấu tạo và hoạt động của bộ phận nạp hom: 34

Hình 4.1 Kết cấu tay kẹp cũ (a) và tay kẹp thiết kế lại (b) 40

Hình 4.2 Cụm đầu đàn hồi tự lựa lắp trên má kẹp 40

Hình 4.3 Cơ cấu kẹp giữ túi bầu sau khi thiết kế lại 41

Hình 4.4 Sơ đồ khảo sát động học cơ cấu Man……… 43

Hình 4.5 Khảo sát động động lực học bàn quay: 44

Hình 4.6 Trích kết quả chạy ANSYS cho tay kẹp không tăng cứng 46

Hình 4.7 Trích kết quả chạy ANSYS cho tay kẹp có gân tăng cứng 46

Hình 4.8 Kết cấu bàn quay và cơ cấu truyền động cho bàn quay 48

Hình 4.9 Đồ thị thay đổi vận tốc góc và gia tốc góc của chạc Man 51

Hình 4.10 Các chi tiết có chuyển động quay cần xác định mô men quán tính: 53

Hình 4.11 Xác định mô men quán tính khối l−ợng nhờ phần mềm Inventor 55

Hình 4.12 Trục bàn quay cũ (bên trái) và trục bàn quay thiết kế lại (bên phải) 57

Hình 4.13 Mô men quán tính khối l−ợng đối với trục bàn quay sau khi thiết kế lại 57

Hình 4.14 Kết quả tính toán độ bềnvà độ cứng trục bàn quay 59

Hình 4.15 Các vị trí mòn nhiều trên rZnh chạc Man và trên chốt tay quay 60

Hình 4.16 Cụm chốt tay quay cũ (bên phải) và sau (bên trái) khi thiết kế lại: 62

Hình 4.17 Chạc Man sau khi thiết kế lại 63

Hình 4.18 Kết quả tính toán chạc Man 64

Hình 4.19 Bàn quay và cơ cấu hZm bàn quay 65

1 mở đầu

1.1 Đặt vấn đề

Trong những năm gần đây ngành công nghiệp mía đường ở nước ta phát triển mạnh, cùng với việc ủó diện tích trồng mía để làm nguyên liệu cho các nhà máy đường cũng tăng nhanh Với diện tích mía hiện nay ở nước ta hàng năm có hơn 70.000 ha trồng lại nên nhu cầu về giống là rất lớn, vào khoảng 705.850 tấn mía giống/năm Khâu sản xuất mía giống có ảnh hưởng rất lớn đến

sự phát triển của cây mía sau này Hiện nay một số vùng trồng mía đZ áp dụng công nghệ trồng mía giống trong bầu Đây là phương pháp nhân giống mía có hiệu quả đang được áp dụng trên các vùng mía nguyên liệu mía ở nước ta Phương pháp nàycho phép đẩy nhanh tiến độ thay đổi cơ cấu giống, cũng như

đem lại hiệu quả kinh tế rõ rệt về năng suất và chất lượng cây mía nguyên liệu.Với 20.000 bầu cần thiết cho 1 ha và với diện tích mía toàn quốc nếu áp dụng quy trình này hàng năm chúng ta sẽ cần một lượng bầu giống rất lớn (khoảng 1,4 tỷ bầu) ở nước ta hiện nay việc sản xuất các loại cây giống được thực hiện theo kiểu thủ công là chính, phương thức sản xuất cây giống theo kiểu công nghiệp mới chỉ là bắt đầu Trong quá trình sản xuất cây giống nói chung và mía giống nói riêng theo kiểu công nghiệp, bầu chứa giá thể là phần không thể thiếu được Việc tạo bầu và đưa giá thể vào bầu là công việc nặng nhọc tốn nhiều công lao động, việc trồng mía lại đòi hỏi thực hiện đúng thời vụ nên việc ứng dụng phương pháp trồng mía bầu trong thực tế gặp nhiều khó khăn Do đó hiện nay ở nước ta việc đóng bầu chủ yếu vẫn được làm bằng tay Vì vậy việc nghiên cứu thiết kế chế tạo ra loại máy đóng bầu phục vụ cho khâu sản xuất giống mía, cũng như mở rộng khả năng để đóng bầu các loại cây giống khác (cây ăn quả, cây lâm nghiệp, v v) phù hợp với điều kiện Việt Nam

là rất cần thiết

Hiện nay một số nước trên thế giới đZ chế tạo máy đóng bầu cây giống nhưng chưa có nước nào sản xuất ra máy đóng bầu mía giống Nếu chúng ta nhập máy của nước ngoài thì không phù hợp và giá thành rất đắt, trong giai

đoạn hiện nay ở nước ta do điều kiện kinh tế còn hạn hẹp, điều đó là không cho phép Do đó việc nghiên cứu chế tạo máy đóng bầu mềm từ các loại túi PE và PVC rẻ tiền đáp ứng cho sản xuất giống mía hiện tại là rất cần thiết Những nghiên cứu thiết kế máy đóng bầu mía giống truyền động khí động tiến hành tại Khoa Cơ Điện Trường Đại học Nông nghiệp I trong 3 năm qua đZ đưa ra một mẫu máy có khả năng làm việc, đáp ứng được những yêu cầu nông học Hiện tại, máy đang được chạy thử nghiệm trong điều kiện sản xuất tại trung tâm sản xuất mía giống xZ Thành Vinh, huyện Thạch Thành, Thanh Hoá

Tuy nhiên mẫu máy nói trên mới chỉ là thử nghiệm, còn phải tiếp tục nghiên cứu cải tiến, hoàn thiện Những vấn đề nghiên cứu sâu hơn về động lực học máy và độ bền, về kết cấu hợp lý của một số bộ phận làm việc chính nhằm

đảm bảo độ bền, độ tin cậy của máy cũng như về các phép điều chỉnh khi máy làm việc chưa được quan tâm đến trong mẫu máy nói trên

Vì vậy việc nghiên cứu thiết kế hoàn thiện một số bộ phận làm việc chính của máy là vấn đề cần thiết để đảm bảo cho máy được ứng dụng thực sự trong sản xuất

Xuất phát từ những lý do trên, được sự đồng ý của khoa Cơ Điện, bộ môn Cơ học kỹ thuật, dưới sự hướng dẫn trực tiếp của thầy giáo, TS - Đỗ Hữu Quyết, tôi thực hiện đề tài:

“Nghiên cứu thiết kế hoàn thiện một số bộ phận làm việc chính của máy

đóng bầu mía giống truyền động khí nén”

1.2 Mục đích, yêu cầu của đề tài

* Mục đích

- Nghiên cứu thiết kế hoàn thiện một số bộ phận làm việc chính của máy

đóng bầu mía giống nhằm nâng cao khả năng làm việc và độ tin cậy của máy, góp phần chế tạo các máy đóng bầu mía giống có khả năng ứng dụng thực sự trong sản xuất

Các bộ phận làm việc chính được quan tâm nghiên cứu trong đề tài là bộ phận kẹp giữ túi bầu, bộ phận truyền động cho bàn quay và bộ phận hZm bàn quay

* Yêu cầu

- Tìm hiểu kết cấu và nguyên lý làm việc của các bộ phận làm việc chính của máy, sự phối hợp giữa các bộ phận làm việc của máy trong một chu kỳ, phân tích xác định những tồn tại của các bộ phận trên

- Xác định tải trọng tác dụng, tính toán độ bền, độ cứng của các chi tiết chính của bộ phận kẹp giữ túi bầu, bộ phận truyền động cho bàn quay và bộ phận hZm bàn quay nhằm nâng cao khả năng làm việc và độ tin cậy của chúng

- Thành lập bản vẽ chế tạo cho các chi tiết cần hoàn thiện thiết kế lại

1.3 ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

* ý nghĩa khoa học

ĐZ vận dụng các kiến thức đZ học để giải quyết các vấn đề đặt ra trên một máy cụ thể ĐZ sử dụng một số phần mềm tin học để phục vụ cho nghiên cứu: vẽ biểu diễn các chi tiết máy lắp ráp mô phỏng hoạt động của các cơ cấu, xác định các

đặc trưng khối lượng, tính toán độ bền và độ cứng của một số chi tiết máy trên máy

đóng bầu mía giống

* ý nghĩa thực tiễn

đóng bầu mía có khả năng làm việc và độ tin cậy cao, có thể chế tạo hàng loạt để cung cấp cho các vùng trồng mía nguyên liệu, nâng cao được hiệu quả của việc trồng mía, tăng thu nhập và giảm nhẹ điều kiện lao động cho người trồng mía, ủồng thời cũng góp phần ủẩy nhanh công cuộc công nghiệp hoá, hiện ủại hoá nông thôn

2 Tổng quan tài liệu 2.1 Tình hình sản xuất mía, mía giống và giống cây ăn quả ở nước ta

Mía là một loại cây trồng dùng để làm nguyên liệu cho nghành công nghiệp

đường và một số nghành công nghiệp khác Mía được trồng ở nhiều nước trên thế giới, tập trung trong khoảng từ 30 vĩ độ Nam đến 30 vĩ độ Bắc, với diện tích 20 triệu

ha, chiếm khoảng 60% lượng đường chế biến hằng năm của thế giới ở nước ta cây mía là nguồn nguyên liệu chủ yếu cho công nghiệp sản xuất đường Mía là cây có nhiều ưu điểm và giá trị kinh tế cao, nó vừa là nguyên liệu chính để chế biến đường

ăn, vừa là nguyên liệu trực tiếp hay gián tiếp của nhiều ngành công nghiệp như rượu, cồn, bột giấy, gỗ ép, dược phẩm, thức ăn gia súc, phân bón Những nước

có diện tích trồng cũng như sản lượng mía cao, sản lượng đường, mía đường vào hàng đầu thế giới là Braxin, Trung Quốc, ấn Độ, Cu Ba, Thái Lan Cây mía có tiềm năng năng suất cao, chịu thâm canh Năng suất tối đa được ghi nhận ở Đài Loan là 450,79 tấn/ha với mía 24 tháng tuổi ở ấn Độ là 440,85 tấn/ha Với vị trí địa

phát triển và sự khai thác tiềm năng năng suất của cây mía Ba vùng nguyên liệu lớn của nước ta là miền Bắc và Khu bốn cũ; Duyên hải miền Trung và Tây Nguyên;

đồng bằng Nam Bộ và đồng bằng sông Cửu Long Tính đến năm 2005, diện tích trồng mía của cả nước đạt 280.000 ha Diện tích, năng suất và sản lượng mía ở một

số vùng mía nguyên liệu của nước ta được thể hiện trong bảng 2.1, [20]

Một số năm gần đây do nhu cầu tiêu thụ đường ngày càng tăng, cùng với việc xây dựng nhiều nhà máy đường, diện tích các vùng nguyên liệu cũng được phát triển mở rộng nhanh chóng Diện tích trồng mía sau một thời gian phát triển quá ồ ạt, đZ giảm xuống và dần ổn định Nhờ áp dụng các tiến bộ kỹ thuật nên năng suất mía ngày một tăng ( bảng 2.2 ) [20]

Bảng 2.1 Diện tích, năng suất và sản lượng mía ở các vùng (1998 – 2005)

Vùng mía

Diện tích (ha)

Năng suất (tấn/ha)

Sản lượng (tấn)

- Miền Bắc và khu bốn cũ

- Duyên hải miền Trung và Tây nguyên

- Đồng bằng sông Cửu Long và Đông Nam Bộ

47.000 75.800 133.400

47,5 42,1 48,5

2.232.500 3.191.180 6.469.900

Nguồn: :- http://www.agoviet.gov.vn/

Bảng 2.2 Tình hình sản xuất mía đường trong nước qua một số năm gần đây

(ha)

Sản lượng mía cây (triệu tấn)

Sản lượng đường (tấn)

265000

13,80 17,39 15,10 15,20 13,21 12,72

750.500 1.000.000 950.000 1.072.649 1.242.304 1300.000 Nguồn: http://www.agoviet.gov.vn/

Nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu đường chúng

ta đZ hoàn thành thắng lợi chương trình một triệu tấn đường của Chính phủ ở

nhiều vùng nông thôn trung du, miền núi cây mía đZ thực sự trở thành cây xoá

đói giảm nghèo, góp phần xây dựng nông thôn mới, tạo việc làm và đem lại đời sống ấm no cho nông dân Tính đến vụ 1998 – 2000 cả nước đZ có trên 280.000

ha mía, tăng 12,3% so với vụ 1997, gấp năm lần so với thời vụ 1994, và hiện nay diện tích đZ tương đối ổn định, vào khoảng 250000 - 270000 ha Tuy nhiên tình hình sản xuất mía ở nước ta còn ở trình độ thấp, năng suất và chất lượng mía chưa cao, hiệu quả kinh tế cho người trồng mía còn hạn chế, chưa phản

ánh đúng bản giá trị vốn có của cây mía

Mía là cây trồng hàng năm, tuy nhiên xét về khả năng tái sinh lưu gốc thì lại là cây nhiều năm, tức là trồng một lần nhưng thu hoạch nhiều vụ Trên thực

tế một ruộng mía tốt, chu kỳ kinh tế có thể kéo dài từ 3 đến 4 năm (một vụ mía tơ, 2 – 3 vụ mía gốc) Trong khoảng thời gian này năng suất của cây mía cũng như hàm lượng đường tương đối cao và ổn định Sau đó ta phải phá đi trồng lại mới đáp ứng được yêu cầu về sản lượng, năng suất Như vậy hàng năm diện tích mía trồng lại tại các vùng nguyên liệu mía là rất lớn (khoảng 70.000 ha) Hiện nay ở nước ta tồn tại hai phương pháp trồng mía chủ yếu là trồng mía bằng hom và trồng mía bằng bầu [12, 13]

- Trồng mía bằmg hom là phương pháp thủ công truyền thống, người nông dân sử dụng một phần thân cây mía đặt thẳng xuống các rZnh mía rồi vun

đất phủ lấp bằng phương pháp thủ công Phương pháp này có nhược điểm là tỷ

lệ mọc mầm kém, mật độ mọc mầm không đồng đều do phụ thuộc nhiều vào

điều kiện thời tiết Đặc biệt ở miền Bắc nước ta thời điểm thả hom mía xuống

đồng thường là những ngày thời tiết giá rét (tháng 01) nên khả năng mọc mầm

là rất kém dẫn đến năng suất mía thấp Ngoài ra sử dụng phương pháp trồng hom yêu cầu lượng mía giống rất lớn (8-12 tấn/ha) Phương pháp trồng mía bằng hom còn gây trở ngại lớn khi cần thay đổi giống do tính phân tán cuả nó

- Trồng mía bằng bầu là phương pháp ươm cây giống (hom 1 mầm) trong bầu

đất trước khi trồng 1-2 tháng Khi cây được 3-4 lá thì mang ra ngoài ruộng trồng

Ưu điểm:

- Tiết kiệm được giống Lượng giống trung bình để trồng 1 ha mía bằng bầu là 2,5-3 tấn/1ha (trong khi trồng bằng hom cần 8-12 tấn/1ha) Đây là một biện pháp tiết kiệm chi phí sản xuất đặc biệt là đối với giống mía mới, số lượng ban đầu ít và giá mua giống cao

- Tỷ lệ cây sống khỏe mạnh cao, giảm được thời gian mía ở ngoài đồng nhưng lại tăng thời gian sinh trưởng của cây mía qua đó tăng được năng suất,

đồng thời cho phép kéo dài thời gian làm đất trồng mía nên giảm được áp lực

về thời vụ khi trồng mía

- Là biện pháp kỹ thuật năng suất và hiệu quả sản xuất mía Để có thể nâng cao được năng suất mía như hiện nay từ 50-60 tấn/ha lên 180-200 tấn/ha, ngoài các biện pháp thâm canh khác, việc trồng mía bằng bầu là một biện pháp không thể bỏ qua

Việc đóng bầu cho cây giống được tiến hành theo hai hình thức là đóng bầu thủ công và đóng bầu bằng máy

Quy trình công nghệ sản xuất bầu ươm cây giống ở nước ta hiện nay

được tiến hành chủ yếu bằng lao động thủ công theo công nghệ như sau:

Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất bầu ươm cây giống thủ công

Tách miệng túi bầu

Nhồi đất vào bầu đến

độ chặt nhất định

Xếp luống

Đất tầng mặt Tưới nước, ủ,

Quy trình sản xuất bầu thủ công (hình 2-2) được tiến hành như sau:

Hình 2.2 Đóng bầu thủ công

- Đất được lấy là đất mầu tầng mặt không lẫn sỏi, đá, sau đó đất được làm nhỏ bằng phương pháp tưới nước, ủ khoảng 1-2 tuần, đất sẽ tơi vỡ ra, nếu còn sót những cục to có thể đập nhỏ

- Đất và phân sau khi được làm nhỏ dùng sàng có kích thước mắt 4 x 4 mm

để loại sạch cỏ, đá, sỏi và các cục có kích thước lớn sau đó trộn đều với phân vô cơ và phân hữu cơ đZ ủ mục theo tỷ lệ nhất định thành hỗn hợp được gọi là giá thể

- Nạp giá thể vào vỏ bầu đến độ chặt nhất định theo kinh nghiệm

- Xếp luống: Bầu dinh dưỡng được xếp thành luống và trồng cây, giâm hom

- Vỏ bầu thường làm từ vật liệu Polyetylen loại mỏng 0,2 mm, mềm với nhiều kích thước, kiểu loại khác nhau Nhìn chung tồn tại hai loại là loại có đáy

và loại thủng đáy với kích thước: đường kính từ 4-11 cm, cao từ 10-25 cm.v.v Quy trình sản xuất giống mía theo công nghệ bầu không khác nhiều so với các cây giống dùng bầu khác Nhìn chung hầu hết các khâu trong sản xuất bầu mía vẫn thực hiện bằng phương pháp thủ công, giá thành cao, chưa có quy

trình chuẩn mực và thiếu tính tập trung

Hiện nay trên thế giới chưa có dây chuyền chuyên dụng nào cho sản xuất mía giống theo công nghệ bầu Về mặt nguyên tắc việc sản xuất mía bầu

dù bằng thủ công hay cơ giới cũng phải được thực hiện theo các công đoạn nêu trong sơ đồ sau:

Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ sản xuất bầu mía giống Cùng với sự phát triển của cây mía, nhu cầu phát triển cây ăn quả phục vụ cho tiêu dùng trong nước và xuất khẩu ngày càng cao Cũng như cây mía việc sản xuất cây giống bằng phương pháp ươm cây trong bầu là rất cần thiết Trong quy trình sản xuất giống cây ăn quả người ta thường gieo hạt giống vào ngay trong bầu đất và xếp lại theo từng luống để tiện cho việc chăm sóc, thực hiện các thao tác kỹ thuật như chiết, ghép mắt Như vậy khả năng sống và phát triển bình thường của cây xuất là khá cao Trong sản xuất giống cây trồng rừng, nhiều giống cây cũng được trồng trong bầu như các giống cây ăn quả Hiện nay, do xu hướng đổi mới cơ cấu giống cây trồng, việc trồng cây ăn quả ngày càng được chú trọng, chương trình phủ xanh đất trống đồi trọc đang được thực hiện nên số lượng bầu cây phục vụ cho các vườn ươm giống cây ăn quả và cây lâm nghiệp là không nhỏ

Như vậy, việc trồng cây trong bầu đZ trở thành khâu không thể thiếu

được trong quy trình sản xuất cây giống Tuy nhiên việc tạo ra bầu cây giống phải qua nhiều khâu, tốn nhiều công lao động, lại đòi hỏi đúng thời vụ, nên việc ứng dụng phương pháp trồng mía bầu trong thực tế còn gặp nhiều khó

khăn Để khuyến khích người dân trồng mía bầu, các địa phương cũng như nhiều nhà máy đường đZ thực hiện các biện pháp hỗ trợ cho người dân trồng mía, (chẳng hạn nhà máy đường Việt - Đài, Thạch Thành, Thanh Hóa hỗ trợ cho người trồng mía bầu từ 800.000 đến 1 triệu đồng/ 1ha) Tuy nhiên các biện pháp trên cũng không cải thiện tình hình một cách đáng kể do thiếu nhân lực và những nguyên nhân đZ nêu ở trên

Hàng năm số lượng bầu cây giống cần sản xuất là rất lớn, chỉ tính riêng cho mía, nếu trồng mía bằng bầu dùng hom một mắt mầm thì để trồng một héc

ta thì phải cần 20.000 đến 24.000 bầu Với diện tích mía trồng lại hàng năm khoảng 70.000 ha thì số lượng bầu cần khoảng 1,4 tỷ bầu giống.Trong sản xuất hiện nay ở nước ta việc đóng bầu cho cây giống nói chung và cây mía nói riêng còn hết sức thủ công, từ khâu tạo bầu đến khâu đổ đất, cho hom, hạt, cây giống vào bầu đều làm bằng tay Đây là khâu tốn nhiều công lao động và vất vả, mất nhiều thời gian, không điều phối tốt dễ ảnh hưởng đến thời vụ

Do đó việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy đóng bầu cho cây mía và một

số loại cây trồng tương tự là rất cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn cao

2.2 Tình hình ứng dụng thiết bị cơ giới để sản xuất bầu cây giống trên thế giới và trong nước

2.2.1 Trên thế giới

2.2.1.1 Hệ thống thiết bị chuẩn bị giá thể

Hiện nay trên thế giới việc sản xuất cây giống được tiến hành rất theo nhiều công nghệ và rất đa dạng Tuy nhiên có thể phân loại theo hai dạng chủ yếu là: Sản xuất cây giống có giá thể và không có giá thể (hidroponic, aeroponic), trong đó sản xuất cây giống theo công nghệ có giá thể vẫn là chủ yếu

Giá thể sử dụng trong sản xuất cây giống trên thế giới rất đa dạng và phong phú về chủng loại, có thể chia làm ba loại chính sau:

- Giá thể là đất được phối trộn với một số phân khoáng, mùn

- Giá thể có nguồn gốc thực vật (được làm từ nguyên liệu là xác thực vật, phế phụ phẩm nông nghiệp )

- Giá thể là polyme tổng hợp (polyme có dạng xốp có thể giữ nước và rễ cây có thể phát triển)

Loại giá thể polyme mới chỉ được sử dụng rất ít ở các nước phát triển Các giá thể có nguồn gốc từ thực vật như mùn dừa, rong tảo đZ hoai mục v.v được

sử dụng chủ yếu cho các loại cây giống quý hiếm, có giá thành cao như hoa phong lan, ở nước ta, với các cây giống nông nghiệp và lâm nghiệp giá thể

được sử dụng chủ yếu là đất được trộn với một số mùn đZ hoai như mùn cưa, bZ mía, phân chuồng đZ được ủ và một số phân khoáng khác

Quy trình sản xuất giá thể thường theo sơ đồ sau:

Hình 2.4 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất giá thể

Nguyên liệu chủ yếu trong công nghệ là đất tầng mặt, được khai thác và chở về tập kết ở các kho chứa Đất sau khi đZ đạt một độ ẩm nhất định sẽ được

đưa qua hệ thống nghiền và sàng phân loại để loại bỏ các tạp chất có kích thước không đảm bảo như đá, sỏi, cỏ rác kích thước hạt đất sau khi qua sàng đảm bảo yêu cầu nông học cho cây là từ 1-5 mm Đất sau khi đZ được phân loại sẽ

được phối trộn với các nguyên liệu cần thiết như mùn, các khoáng chất, tuỳ vào từng loại cây giống mà tỷ lệ phối trộn này cũng khác nhau

Một số ưu điểm của sản xuất giá thể theo kiểu công nghiệp:

- Chủ động được thời tiết Do đất được khai thác và bảo quản tại các kho nên nguyên liệu trước khi nghiền có độ ẩm thích hợp, không bị bết khi nghiền

- Giá thể sạch bệnh do được xử lý trong dây chuyền

Nguyên

Phối trộn các nguyên liệu Phân

- Thành phần và kết cấu giá thể được đảm bảo, đặc biệt là kích thước hạt

và độ trộn đều

Theo quy trình sản xuất giá thể đZ nêu, trong dây chuyền sản xuất giá thể bao gồm các thiết bị sau:

- Máy băm, nghiền thân cây, rơm, cỏ;

- Máy nghiền đất và các loại mùn xác thực vật đZ hoai;

- Sàng phân loại;

- Máy trộn giá thể;

- Các hệ thống phụ trợ như băng tải, xi lô chứa, v.v

Trên thế giới công đoạn nghiền thân cây, rơm, rác, xác thực vật thông thường được thực hiện bằng hai công đoạn riêng biệt là băm nhỏ và nghiền Nói chung các máy này về mặt cấu tạo không khác biệt so với các máy băm, nghiền dăm hay các máy trong dây chuyền sản xuất phân vi sinh

2.2.1.2 Các loại vỏ bầu

Hiện nay có rất nhiều mô hình dây chuyền sản xuất cây giống khác nhau, chủ yếu tuỳ thuộc vào việc lựa chọn loại bầu Bầu thường có dạng trụ, côn, hộp, dạng tổ ong, v v với kích thước và cấu trúc rất đa dạng nhằm đáp ứng yêu cầu nông học từng loại cây giống và khả năng tự động hoá cho dây chuyền sản xuất ngay trước, trong và sau khi đóng bầu Vỏ bầu chủ yếu được làm từ plastic, trên thành bầu thường có lỗ thoát nước và thông rễ Tuỳ vào phương thức trồng cây sau này mà hình dáng của bầu cũng khác nhau Loại bầu đáy bằng đòi hỏi phải đào hố rồi đặt bầu vào Loại bầu đáy nhọn và cứng

được máy trồng cắm trực tiếp vào đất đZ được xáo xới kỹ càng, sau đó bầu tự phân huỷ trong đất Một số nước trên thế giới (Nhật Bản, Mỹ, Anh ) đZ sử dụng loại bầu dinh dưỡng không vỏ được làm bằng cách ép hỗn hợp ruột bầu (đất,phân vô cơ và một số chất liên kế như xơ dừa, vôi, cát, than trấu, mùn cưa ) tạo thành khối định hình nhờ sự kết dính của chính vật liệu hỗn hợp ruột bầu, loại bầu này có ưu điểm dễ cơ giới hoá khi sản xuấ cây con, không gây ô

nhiễm môi trường, dễ bảo quản chăm sóc cây giống Một số nước dùng bầu dinh dưỡng độc lập có vỏ cứng và được xếp trên các khay hoặc lưới thép với số lượng 50 - 100 cái/khay (Thuỵ Điển, úc, Mỹ, Nhật Bản, Trung Quốc, Thái Lan, Philipin ) (hình 2.5) hoặc dùng bầu giấy tổ ong (hình 2.6), khay bầu (hình 2.7) [19, 21] Sau khi nhồi đất vào các bầu hoặc khay và nén hỗn hợp ruột bầu đến

độ chặt nhất định, tạo hốc gieo hạt rồi chuyển đến luống bảo quản và gieo hạt Các khâu trong dây chuyền công nghệ sản xuất bầu độc lập vỏ cứng hầu như đZ

được cơ giới hoá ở mức độ cao

Hình2.5 Bầu cứng treo

Hình 2.6 Bầu giấy tổ ong

Hình 2.7 Khay bầu Các loại bầu này rất thuận tiện cho việc cơ giới khâu nhồi đất, ép hỗn hợp ruột bầu cũng như gieo hạt Ngoài ra nhờ vỏ bầu cứng mà việc bứng trồng

và vận chuyển bầu không bị vỡ, sau khi trồng bầu có thể tái sử dụng, giảm

Tóm lại, trên thế giới hiện nay sử dụng cả bốn loại vỏ bầu là: Bầu không

có vỏ, bầu độc lập có vỏ cứng, bầu độc lập có vỏ mềm( polyetylene hoặc sợi xốp) và bầu khay, trong đó bầu ươm cây giống và bầu khay chiếm một lượng lớn trong các trung tâm sản xuất cây giống hiện nay

2.2.1.3 Các loại máy đóng bầu

Về mặt thiết bị hiện nay phổ biến là các máy đóng bầu sau:

- Máy đóng bầu độc lập vỏ cứng

- Máy đóng bầu khay

- Máy đóng bầu mềm ( PE, PVC )

ở các nước có nền công nghiệp phát triển (Nhật, Hàn Quốc, úc, Mỹ,

Đan Mạch, v.v.), các khâu thành phần trong quá trình sản xuất cây giống đZ

được cơ giới hoá, tự động hoá nhờ các thiết bị và máy móc chuyên dùng Nhiều

hệ thống sản xuất cây giống hiện đại với trình độ tự động hoá cao đZ được áp dụng trong sản xuất Sau đây giới thiệu khái quát một số máy đóng bầu thuộc các loại máy kể trên

a) Máy đóng bầu độc lập vỏ cứng

Trên hình 2.8 là hình ảnh máy đóng bầu cứng độc lập của hZng BOULDIN&LAWSON Máy gồm có một thùng chứa giá thể, một bộ phận tự động lấy vỏ bầu trên ngăn chứa khay xếp vào vị trí nạp giá thể Một cơ cấu tự động

định lượng và nạp giá thể vào các bầu và xếp lên băng chuyền Băng chuyền

đưa các bầu đZ được đóng hoàn thành đến vị trí tiếp theo trên dây chuyền sản xuất

Hình 2.8 Máy đóng bầu vỏ cứng độc lập của công ty BOULDIN&LAWSON

b Máy đóng bầu khay

Bầu khay thường là bầu vỏ cứng gồm nhiều bầu được liên kết với nhau thành khay bầu Một biến thể của bầu khay là các khay mềm được chế tạo liền nhưng xếp lại được Khi sử dụng người ta kéo dZn ra tạo thành “khay mềm” có dạng như tổ ong

Máy đóng bầu khay được sử dụng phổ biến ở Nhật, Mỹ, Hàn Quốc Máy đóng bầu khay của Nhật có sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc như (hình 2.9):

Hình 2.9 Sơ đồ cấu tạo máy đóng bầu khay - Nhật Bản

Nguyên lý hoạt động của máy này như sau: Hỗn hợp giá thể được đưa đến bun ke 20 bằng các thiết bị vận chuyển liên tục (băng tải, máng cào ), bên trong bun ke có các trống khuấy và nạp định lượng 29 Phía dưới bun ke đặt băng tải nạp liên tục hỗn hợp xuống máng 23 để hỗn hợp nạp trải đều xuống các khay 2 đặt trên băng tải 3 Để điều chỉnh lượng hỗn hợp nạp bằng cách thay đổi khoảng trống giữa bun ke và băng tải cũng như thay đổi tiết diện cửa nạp nhờ cửa sổ 27

Máy đóng khay hốc của Trung Quốc nhập từ Đan Mạch được giới thiệu trên hình 2.10

Hình 2.10 Máy đóng khay hốc của Trung Quốc nhập từ Đan Mạch

Hệ thống thiết bị dể sản xuất bầu cây giống của hZng Helper (Hàn Quốc)

được giới thiệu trên hình 2.11

Hình 2.11 Thiết bị sản xuất bầu ươm cây giống - Hàn Quốc

Qua phân tích kết cấu và nguyên lí làm việc của các loại máy đóng bầu khay,

có thể thấy hầu hết các máy và hệ thống thiết bị đóng bầu khay đều có các bộ phận chính sau: bộ phận chuẩn bị khay, bộ phận nạp giá thể, bộ phận tạo độ chặt của giá thể trong bầu, bộ phận đưa khay bầu khỏi máy và một số bộ phận

hỗ trợ khác Các bộ phận này hoạt động đồng bộ, phối hợp thao tác nhịp nhàng với nhau Bộ phận chuẩn bị khay nhấc khay từ giá chứa xếp lên bàn chờ nạp giá thể hoặc băng chuyền Bộ phận nạp giá thể có nhiệm vụ nạp giá thể theo toạ độ vào các bầu của khay với bầu kích thước lớn hoặc trải đều giá thể lên khay rồi gạt thu lại giá thể thừa Bộ phận tạo độ chặt của giá thể trong bầu thường làm dưới dạng tác động trực tiếp (nén giá thể trong bầu trên khay- Walter L Geordg, Mỹ, 1992) hoặc gián tiếp (rung lắc toàn khay với biên độ và tần số thích hợp- Sato Kenjiro, 1992; Hiraide takeshi, 1995, Nhật) Bộ phận đưa khay bầu khỏi máy thường kiêm luôn nhiệm vụ đưa bầu từ đầu vào của máy qua các

bộ phận làm việc rồi chuyển ra khỏi máy theo kiểu dây chuyền Việc cấy cây non vào bầu thường được thực hiện bằng tay (hình 2.12), trên một số dây chuyền được thực hiện bằng các cơ cấu tự động (hình 2.13)

Hình 2.12 Cấy cây non vào bầu bằng tay [21]

Hình 2.13 Cấy cây non vào bầu bằng máy trên băng chuyền tự động,[19]

c Máy đóng bầu mềm

Trên hình 2.14 giới thiệu một kiểu máy đóng bầu mềm của hZng Elegaard

Hình 2.14 Máy đóng bầu mềm của hdng Elegaard, Đan Mạch[19] Máy đóng bầu mềm của đan mạch làm việc theo nguyên lý sử dụng giải băng tương tự như các máy đóng túi hiện nay có trên thị trường Tuy nhiên để tạo được túi bầu đầy, người ta đZ có một số thay đổi đáng kể

thể khi nạp phải có một độ chặt nhất định

màng dán có các lỗ rỗng có thể cho khí thoát qua

Giá thành của máy rất cao (hơn 1 tỷ đồng) Ngoài ra máy đóng bầu của Đan Mạch chỉ sử dụng một loại vỏ bầu và giá thể chuyên dụng do chính hZng sản xuất Nếu sử dụng nguyên liệu vỏ bầu và giá thể ruột bầu khác đi thì máy không hoạt động được Việc nghiên cứu sử dụng vật liệu thay thế cho nguyên liệu nhập là rất khó khăn Tại Viện nghiên cứu Cơ khí Nông nghiệp Trung Quốc, người ta đZ mua 1 máy của Đan Mạch, nhưng 4 năm sau vẫn chưa nghiên cứu được vật liệu thay thế nên hàng năm vẫn phải nhập nguyên liệu từ

Đan Mạch cho máy hoạt động

2.2.2 Trong nước

Hiện nay ở nước ta việc trồng cây giống trong bầu đZ trở thành phổ biến, nhưng riêng với cây mía chỉ là mới bắt đầu tuy nhiên việc tạo bầu cây giống

giống còn khá mới mẻ, chúng ta mới có một số viện nghiên cứu và cơ sở sản xuất nghiên cứu, thiết kế một số thiết bị phục vụ cho công việc chuẩn bị giá thể như: hệ thống nghiền, sàng, trộn của viện Cơ - Điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch, máy nghiền của cơ sở sản xuất mạ khay ở Từ Sơn - Bắc Ninh Với diện tích trồng mía hàng năm ở nước ta hiện nay thì lượng bầu mía giống là rất lớn việc đóng bầu bằng phương pháp thủ công là không thể đáp ứng được, do đó cần thiết phải có máy đóng bầu mía giống để trang bị cho các vùng mía nguyên liệu Việc nhập các máy đóng bầu của của nước ngoài để dùng cho việc đóng bầu mía sẽ không phù hợp do chũng vốn được thiết kế cho các cây trồng khác Việc thiết kế, chế tạo theo kiểu chép mẫu theo các mẫu của nước ngoài kết hợp cải tiến cho phù hợp với việc đóng bầu mía cũng rất khó khăn về điều kiện kỹ thuật và giá thành máy

Như vậy cần thiết phải thiết kế, chế tạo máy đóng bầu mía giống theo điều kiện của Việt Nam

Xuất phát từ những vấn đề trên từ năm 2003 Khoa cơ điện Trường Đại học Nông nghiệp I Hà Nội đZ nghiên cứu, thiết kế, chế tạo 3 mẫu máy đóng bầu mía giống, trong đó 2 mẫu máy đầu là những mẫu máy phục vụ cho việc nghiên cứu tìm ra nguyên lí làm việc của máy Mẫu máy thứ 3 được thiết kế chế tạo năm 2005 là mẫu máy đầu tiên sử dụng hệ thống truyền động bằng khí nén và tự động điều khiển tự động bằng bộ vi xử lí điện tử Máy đZ được chạy thử nghiệm thành công trong điều kiện sản xuất tại trung tâm sản xuất mía giống xZ Thành Vinh, huyện Thạch Thành, tỉnh Thanh Hóa Các chuyên gia trong và ngoài nước có mặt trong đợt thử nghiệm cho rằng đây là mẫu máy

đóng bầu mía giống đầu tiên trong khu vực và là mẫu máy có khả năng ứng dụng cao

Trên hình 2.15 là hình ảnh máy đóng bầu mía giống truyền động bằng khí nén nói trên đặt tại Trung tâm sản xuất mía giống xZ Thành Vinh huyện Thạch Thành tỉnh Thanh Hóa

Máy có đặc điểm chính như sau:

- Tên và nhZn hiệu máy MĐBM-1200

MĐBM là viết tắt của máy đóng bầu mía

1200: Năng suất máy (bầu/giờ)

- Nguồn động lực : Nguồn điện 3 pha; 220/380 50 Hz

- Truyền động bằng khí nén

- Điều khiển vi xử lý điện tử;

- Số người vận hành : 2 người;

3 Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

3.1 Yêu cầu kỹ thuật đối với khâu đóng bầu mía giống

Túi làm vỏ bầu thường được làm bằng ni lông mềm, kích thước ở trạng

thái phẳng là 120x 160 mm Khi đZ đóng bầu xong, bầu có hình trụ đường kính

gần 76mm cao khoảng 14 mm Phần đáy bầu được dán kín, miệng trên để hở,

trên thành bầu trong khoảng 2/3 chiều cao tính từ đáy bầu có đục 4-5 lỗ nhỏ để

thoát nước Kích thước bầu và lượng đất cho vào bầu có ảnh hưởng đáng kể đến

chất lượng mía giống cũng như chi phí sản xuất

Khi đóng bầu, giá thể đZ qua xử lý

được nạp tới 2/3 chiều cao của bầu, sau

đó đặt hom vào rồi phủ một lớp đất dày

1,5 – 2 cm để che kín hom mía Không

nên phủ quá đầy mà mặt trên của lớp giá

thể phải cách miệng túi bầu một khoảng

1-1,5 cm để giữ nước

Hom mía giống tốt phải có mắt mầm Hình 3.1 Các thông số kỹ thuật

không quá non cũng như không quá già của bầu mía giống

thành từng đoạn hom dài 5ữ 10cm (tuỳ từng loại giống và vị trí hom trên cây

giống) Khi chặt có thể chặt phẳng hai

đầu của hom (hoặc chặt vát hai đầu với

Để xử lý chống thối cho hom, sau khi chặt chấm hai đầu hom vào hỗn hợp tro bếp + vôi bột ( 3 tro + 1 vôi )

Hình dáng và kích thước đường kính, chiều dài hom phụ thuộc vào các loại giống và điều kiện chăm sóc hom mía giống có đường kính phụ thuộc vào loại giống khác nhau nằm trong khoảng 1,7ữ3,5 cm, còn chiều dài hom nằm trong khoảng 5ữ10cm, khối lượng hom nằm trong khoảng 3ữ4g

Hom có thể đặt nằm ngang hoặc thẳng đứng, tốt nhất đặt sao cho mắt mầm hướng lên phía trên như vậy mầm sẽ mọc nhanh hơn, tuy nhiên khi đặt mắt mầm hướng xuống phía dưới, cây non vẫn có thể mọc được nhưng chậm hơn một vài ngày

3.2 Máy đóng bầu mía giống truyền động khí nén của Trường ĐHNN I

3.2.1 Nguyờn lý làm việc và cấu tạo của mỏy

Nguyờn lý làm việc và cấu tạo của mỏy được thể hiện trên hình 3.3, [7, 9]

Hỡnh 3.3 S ơ ủồ nguyờn lý làm việc của mỏy đóng bầu mía giống

Vị trớ II

Vị trớ III

Nạp hom Nạp giỏ thể sơ bộ

Dỡ bầu khỏi máy

Phủ hom

Cung cấp

ống ni lụng

Máy đóng bầu mía giống được thiết kế mô phỏng theo các thao tác của người công nhân khi đóng bầu mía bằng tay để tạo ra sản phẩm là bầu mía hoàn chỉnh, gồm các thao tác chính là : tạo vỏ bầu, nạp giá thể lần 1 (lượng giá thể nạp lần này bằng khoảng 2/3 khối lượng toàn bầu), nạp hom, nạp giá thể lần 2 (khoảng 1/3 lượng giá thể toàn bầu) để phủ lấp hom

truyền động từ một động cơ điện thông qua hộp giảm tốc và cơ cấu Man Trên bàn

có lắp 4 cặp họng cấp liệu, phân bố đều theo chu vi của bàn Xung quanh bàn bố trí các bộ phận làm việc để thực hiện các thao tác kể trên Sau khi bàn quay đưa cặp họng cấp liệu vào vị trí tạo vỏ bầu, bàn sẽ dừng lại Bộ phận cung cấp ống đưa 2 miệng ống lên, khoác vào bên dưới họng cấp liệu Một cơ cấu kẹp giữ lắp bên dưới họng cấp liệu sẽ kẹp chặt lấy miệng túi bầu Sau đó, bộ phận cung cấp hạ xuống phía dưới Tiếp theo đó, bộ phận tạo vỏ bầu thực hiện các thao tác kẹp, đục lỗ, dán

đáy bầu và cắt rời phần vỏ bầu mới tạo thành khỏi phần ống còn lại Vỏ bầu đZ

rồi dừng lại Bộ phận nạp giá thể đZ đong định lượng trước một lượng giá thể xác

định, lúc này sẽ trút giá thể vào túi bầu qua họng cấp liệu Khi giá thể đZ nạp xong,

đưa túi bầu đến vị trí nạp giá thể lần 2 Bộ phận nạp giá thể đặt tại vị trí này sẽ nạp nột lượng giá thể cần thiết vào túi bầu để phủ lấp hom Sau khi giá thể đZ nạp xong,

bộ phận kẹp được mở ra thả cho túi bầu rơi xuống phía dưới nhờ trọng lượng bản thân Trước đó một tay đỡ đZ được đưa lên chờ sẵn để đỡ lấy túi bầu ở độ cao thích hợp Sau khi đón đỡ được túi bầu, tay đỡ hạ xuống đưa túi bầu ra khỏi máy và đặt vào khay chứa Một chu kỳ làm việc của máy hoàn thành Do các vị trí làm việc

được bố trí kế tiếp nhau nên cứ sau mỗi lần quay dừng của bàn quay máy sẽ tạo

được 2 bầu Thời gian hoàn thành 1 chu kỳ là 6 giây, mỗi phút máy thực hiện được

10 chu kỳ, cho ra 20 bầu Năng suất của máy sẽ là 1200 bầu/giờ

3.2.2 Cấu tạo và hoạt động của các bộ phận chính của máy

a) Bàn quay

Bàn thao tác quay có kết cấu là một chạc chữ thập, ở mỗi đầu các chạc

có gắn hai họng cấp liệu (hình 3.4.) Độ cao từ mặt cơ cấu Man đến mặt bàn quay được xác định theo kết cấu, đủ để bố trí các bộ phận làm việc của máy

Hình 3.4 Bàn quay và cơ cấu truyền động cho bàn quay Bàn quay được truyền động từ động cơ - hộp giảm tốc qua cơ cấu Man 4 rZnh hướng tâm Cơ cấu Man gồm có một chạc Man được lắp chặt ở đầu dưới của trục bàn quay trên nó có xẻ bốn rZnh hướng tâm, một đĩa tay quay được lắp chặt vào đầu trên của trục cơ cấu Man trên đĩa có một chốt để ăn khớp với các rZnh của chạc Man Với cấu tạo như trên khi nhận truyền động từ động cơ trục

và tay quay quay lần lượt chốt tay quay sẽ ăn khớp với từng rZnh trên chạc Man

và thông qua trục, bàn quay sẽ có chuyển động quay- dừng theo chu kỳ tại

các vị trí dừng các họng cấp liệu sẽ nằm ở các vị trí tương ứng với các bộ phận

làm việc là các vị trí cung cấp ống, nạp giá thể sơ bộ, nạp hom, phủ kín hom

b) Bộ phận cung cấp ống

Bộ phận cung cấp ống là 1 dàn trượt chuyển động lên xuống nhờ 1 xy

lanh khí nén Khi dàn trượt nâng miệng ống lên đến vị trí cao nhất, xi lanh điều

khiển cơ cấu kẹp giữ miệng ống được kích hoạt nhờ một cảm biến vị trí Lẫy

điều khiển cơ cấu kẹp giữ miệng ống được chuyển trạng thái, đưa cơ cấu kẹp

giữ về trạng thái kẹp Sau khi miệng ống được kẹp chặt, dàn trượt sẽ chuyển

động xuống phía dưới Khi dàn trượt xuống đến vị trí thấp nhất, thao tác cung

cấp ống hoàn thành Vị trí thấp nhất và cao nhất của bộ phận cung cấp ống

được thể hiện trên hình 3.5

Hình 3.5 Bộ phận cung cấp ống

* Cơ cấu mở ống túi:

Túi bầu được tạo bằng cách rút và cắt từng đoạn ống từ phía đầu tự do

của cuộn ống nilông liên tục Nhiệm vụ của cơ cấu mở ống túi là mở rộng

miệng túi nilông để trao khoác vào miệng phễu cấp liệu Bộ phận này bao gồm một lõi cứng có lắp các lò xo lá ở phía trên, các lò xo này luôn bung ra tạo cho miệng túi có hình lục giác theo đúng hình dạng của họng cấp liệu Khi hai thanh dán của bộ phận tạo vỏ bầu ép vào túi ni lông, các thanh lò xo lá bị ép lại

mà không làm rút thêm nilông, nhờ đó khi kết thúc quá trình cắt, dán các thanh

ép dán khi đi ra, nilông đ−ợc trả lại hình ống ban đầu để sẵn sàng thực hiện tiếp việc cung cấp ống trong chu kỳ sau

Kết cấu của cơ cấu mở miệng ống đ−ợc thể hiện ở hình 3.6

Trong hành trình đi xuống của píttông, lực ma sát giữa ống trong và thanh

đỡ sẽ giảm do sự đổi chiều của hướng lực ma sát, tạo điều kiện cho ống nilông trượt tương đối so với ống trong và thanh đỡ Vì một đầu ống đZ được kẹp ở phía trên, nên đZ tạo ra một đoạn ống sau khi cắt dán sẽ tạo ra túi bầu Khi ở cuối hành trình đi xuống, dàn cắt sẽ đi vào đồng thời cắt, dán và đục lỗ bên của túi Nhờ các lò xo lá của ống trong mà khi hai thanh ép, ép vào vẫn có thể ép được miệng túi mà không kéo thêm ống nilông lên trên Khi cắt dán xong, dàn cắt sẽ thực hiện hành trình ngược trở lại Lúc này các lò xo lá sẽ bung ra và mở lại ống nilông để có thể thực hiện việc trao miệng túi tiếp theo

c) Cơ cấu kẹp giữ miệng ống và ủặc điểm làm việc của nó

Cơ cấu kẹp giữ miệng ống hiện lắp trên máy là cơ cấu kiểu cơ khí, nó

được gắn cố định bên dưới bàn quay tại các vị trí bố trí họng cấp liệu Kết cấu của cơ cấu ủược thể hiện trên hình 3.7

Hình 3.7 Cơ cấu kẹp giữ miệng ống:

a) - Tư thế kẹp; c) – Tư thế mở

1- Tấm phẳng; 2- Họng cấp liệu; 3- Trục; 4- Giá đỡ; 5- ổ trục;

6- Càng cua ; 7- Cơ cấu liên động; 8- Lẫy điều khiển

Trên mặt bàn quay 1 có tạo lỗ và gắn cố định hai họng cấp liệu 2

Hai trục 3 đặt dọc theo trục tấm phẳng 1, song song với đường nối tâm của hai họng cấp liệu và quay được trong các ổ 5 gắn trên các giá đỡ 4 Trên các trục quay có lắp các càng lò xo 6 Trên hai trục có lắp cơ cấu liên động 7, cho phép hai trục có thể quay được quanh trục của mình nhưng với góc quay bằng nhau và theo chiều ngược nhau Lẫy điều khiển 8 gắn chặt trên một trong hai trục Giả sử ban đầu cơ cấu đang ở tư thế kẹp (hình 3.7a) Lúc này chốt của cơ cấu liên động nằm ở dưới đường trung hoà (nằm ngang) Lò xo của cơ cấu liên động ở tư thế bị nén Lực đẩy của lò xo làm cho hai trục có xu hướng quay

đi theo chiều làm cho các càng 6 ép chặt vào thành họng cấp liệu, giữ chặt lấy miệng ống

Khi trên đầu A của lẫy điều khiển 8 có tác dụng của một lực đủ lớn theo chiều như hình vẽ 3.7b, lực này sẽ làm trục các trục quay đi một góc theo chiều mũi tên Khi các thanh của cơ cấu liên động vượt quá đường trung hoà (đường nối tâm hai chốt quay), lò xo sẽ tự động đẩy ra đưa cơ cấu liên động vào thế chết đồng thời làm cho các càng mở ra – cơ cấu ở vào tư thế mở (hình 3.7c) Các càng 6 điều chỉnh được để các mặt tiếp xúc có thể ôm khít vào thành họng cấp liệu ở tư thế kẹp và tách xa khỏi thành họng cấp liệu ở tư thế mở Để tăng lực ma sát bề mặt của các càng ôm có lót cao su Lực ép giữ miệng ống được

điều chỉnh nhờ thay đổi lực căng của lò xo trên cơ cấu liên động 7 Vị trí đường tâm các trục quay, chiều dài các chạc lò xo được chọn sao cho vị trí kẹp giữ miệng ống trên thành họng cấp liệu hợp lý nhất

d) Bộ phận tạo vỏ bầu

Bộ phận tạo vỏ bầu bao gồm 2 dàn di động đối diện nhau, dẫn động nhờ

2 xy lanh khí nén hoạt động đồng bộ, được kích hoạt nhờ một cảm biến vị trí gắn trên đường di chuyển của bộ phận cung cấp ống Để đảm bảo an toàn cho máy, khi bộ phận tạo vỏ bầu chưa hoàn thành công việc trong khoảng thời gian quy định, một cảm biến vị trí tự động ngắt dòng điện vào động cơ truyền động

cho bàn quay Hai vị trí giới hạn của bộ phận tạo vỏ bầu được thể hiện trên hình 3.8

Hình 3.8 Bộ phận tạo vỏ bầu Hai dàn di động có cấu tạo cơ bản giống nhau Điểm khác biệt là một dàn

có lắp dao và một dàn không được lắp dao Trên các thanh của dàn có bố trí các cơ cấu kẹp, đục lỗ, dán, cắt (hình 3.9)

hai thanh bắt đầu pit tông đi vào thì hai dàn di động được đẩy sát vào nhau Trong quá trình dai dàn di động đi vào, trước tiên các thanh kẹp của cơ cấu kẹp trên và kẹp dưới ép sát vào nhau, kẹp chặt lấy túi bầu Sau khi hai mặt của cơ

cấu kẹp chạm vào nhau, thanh bắt đầu pit tông tiếp tục đi vào, đẩy hai dàn di

và cơ cấu dán vào trạng thái làm việc Khi lò xo của các cơ cấu kẹp, dán bị nén hết hành trình tự do, hai dàn di động không thể dịch chuyển sát vào nhau được

cơ cấu cắt bắt đầu làm việc, cắt rời phần vỏ bầu mới tạo xong khỏi phần ống còn lại Việc bố trí hai cơ cấu kẹp ở phía trên và phía dưới cơ cấu dán và cơ cấu cắt sẽ làm cho túi bầu được giữ chặt và phẳng, tạo điều kiện cho cơ cấu đục lỗ, cơ cấu dán và cơ cấu cắt làm việc tốt

a) Khi chưa làm việc; b) Khi làm việc: 1- cơ cấu kẹp trên và dưới; 2- ống bầu; 3- Cơ cấu đục lỗ; 4- Dàn di động ; 5-Cơ cấu dán; 6- Dao cắt; 7- Thanh bắt đầu pit tông khí nén; C1 – lò xo của cơ cấu kẹp; C2 – lò xo của cơ cấu dán; C3 – lò xo của cơ cấu cắt