TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Đặt vấn đề
Lương thực, thực phẩm và vệ sinh an toàn thực phẩm là những yếu tố thiết yếu cho sự sống của nhân loại Ngành nông nghiệp hiện nay đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp lương thực và thực phẩm cho toàn cầu Ngành chăn nuôi không chỉ cung cấp các sản phẩm như thịt, trứng và sữa cho dân số mà còn góp phần vào sự đa dạng nguồn gen và sinh học Hiện nay, chăn nuôi công nghệ cao đang trở thành xu hướng phát triển chủ yếu ở nhiều quốc gia trên thế giới.
Chăn nuôi công nghệ cao là mô hình ứng dụng công nghệ hiện đại nhằm nâng cao hiệu quả và tạo đột phá trong ngành chăn nuôi Nhiều quốc gia phát triển như Mỹ, Trung Quốc, Nhật Bản và các nước châu Âu như Anh, Pháp, Đức, Hà Lan đã triển khai mô hình này, sử dụng cơ giới hóa và công nghệ thông tin để tự động hóa các quy trình như cho ăn, tắm mát, vệ sinh chuồng trại, khám sức khỏe và thu hoạch.
Áp dụng mô hình chăn nuôi công nghệ cao không chỉ giảm bớt sức lực cho người lao động mà còn cho phép một người có thể quản lý toàn bộ trang trại thay vì chỉ một chuồng nuôi Những mô hình này ngày càng được cải tiến về độ chính xác, tốc độ làm việc và tối ưu chi phí, tạo ra xu hướng tích cực cho ngành chăn nuôi.
Việt Nam, một quốc gia nông nghiệp đang trên đà phát triển công nghiệp hóa và hiện đại hóa, cần cải tiến các phương thức chăn nuôi lạc hậu và kém hiệu quả Việc thay thế chúng bằng những mô hình chăn nuôi hiện đại và quy mô lớn hơn là điều cần thiết để nâng cao năng suất và thúc đẩy sự phát triển bền vững.
Hiện nay, Việt Nam có 29 khu nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao hoạt động, trong đó có 2 khu chăn nuôi công nghệ cao tại Phú Yên và Hậu Giang Các đối tượng chăn nuôi chủ yếu bao gồm gà, vịt, tôm cá, lợn và bò sữa, áp dụng công nghệ tiên tiến nhất Để mở rộng mô hình chăn nuôi công nghệ cao, tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu thiết kế mô hình cơ khí chuồng gà tự động”.
Mục tiêu của đề tài
Thiết kế, chế tạo mô hình chuồng gà tự động.
Nội dung nghiên cứu
Chương 1: Tìm hiểu về hệ thống và thiết bị của mô hình chuồng gà tự động Chương 2: Tính toán thiết kế chuồng gà tự động
Chương 3: Lắp ráp và vận hành
Đối tƣợng nghiên cứu
Mô hình chuồng tự động trong chăn nuôi gà
Phương pháp nghiên cứu
Trong quá trình nghiên cứu tác giả áp dụng hai phương pháp nghiên cứu chính là phân tích, tổng hợp lý thuyết và chế tạo thử nghiệm thực nghiệm
PHẦN 2: NỘI DUNG KHÓA LUẬN
TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG VÀ THIẾT BỊ CỦA MÔ HÌNH CHUỒNG GÀ TỰ ĐỘNG
Tìm hiểu về hệ thống chuồng gà tự động trên thực tế
1.1.1 Trang trại chăn nuôi gà theo quy mô n công nghiệp
Chăn nuôi gà theo quy mô công nghiệp nhƣng chăm sóc bằng tay còn đƣợc gọi là mô hình chăn nuôi gà bán công nghiệp
Phương thức chăn nuôi gà bán công nghiệp đang ngày càng trở nên phổ biến tại Việt Nam Để đạt hiệu quả cao trong chăn nuôi, người nuôi cần xác định rõ hình thức và quy mô chăn nuôi, áp dụng cách chăn nuôi hợp lý, chế biến thức ăn khoa học, xây dựng chuồng trại phù hợp và có kế hoạch phòng trị bệnh hiệu quả.
Phương pháp chăn nuôi hiện nay chủ yếu được áp dụng tại một số hộ dân với quy mô nhỏ lẻ Đặc điểm nổi bật của phương pháp này là chăn nuôi tự nhiên, phụ thuộc vào sự chăm sóc tận tình của người lao động, từ việc cho ăn, cung cấp nước đến tiêm phòng cho gia súc.
Phương pháp này có hạn chế là không đáp ứng tốt các điều kiện sinh trưởng lý tưởng cho gà, đồng thời tốn nhiều nhân công, sức lao động và thời gian của người chăn nuôi, dẫn đến năng suất thấp.
Hình 1.1 Mô hình nuôi gà bán công nghiệp chăm sóc thủ công
1.1.2 Trang trại chăn nuôi gà theo quy mô công nghiệp tự động hóa hoàn toàn
Ngày nay, mô hình chăn nuôi công nghiệp tự động hóa đang phát triển mạnh mẽ tại Việt Nam, với nhiều hộ dân và doanh nghiệp đầu tư vào mô hình này để đạt năng suất cao và hiệu quả lớn Mô hình này nổi bật với khả năng tiết kiệm chi phí nhân công, điện, nước, đồng thời tạo ra môi trường lý tưởng cho sự phát triển của đàn gà.
Mô hình chăn nuôi công nghiệp tự động hóa cho phép người chăn nuôi kiểm soát hiệu quả tình hình đàn gà, bao gồm nhiệt độ, ánh sáng, vệ sinh và độ ẩm Hệ thống này giúp duy trì sức khỏe cho đàn gà và tự động thông báo các sự cố như mất điện, thiếu nước hoặc thức ăn, ngay cả khi quy mô chuồng trại lên đến vài hecta.
Mô hình này mặc dù có nhiều ưu điểm nhưng vẫn tồn tại hạn chế lớn, bao gồm yêu cầu nguồn vốn đầu tư cao và thời gian dài để sửa chữa, thay thế thiết bị.
Hình 1.2 Mô hình nuôi gà công nghiệp tự động hóa hoàn toàn
Giới thiệu về cấu trúc của chuồng gà tự động
Cấu trúc chuồng gà tự động gồm những phần cơ bản sau:
Sơ đồ khối về cấu trúc chuồng gà tự động bao gồm hai loại chuồng nuôi chính: chuồng tự do và chuồng nhốt lồng, lựa chọn loại chuồng phụ thuộc vào phương pháp nuôi mà người chăn nuôi áp dụng.
Chuồng nuôi gà thả vườn bao gồm các thiết bị hiện đại như máng ăn tự động, máng nước tự động, và hệ thống làm mát Hệ thống điều khiển giúp quản lý chuồng gà một cách hiệu quả, đảm bảo môi trường sống tốt cho gà.
Hình 1.4 Chuồng nuôi gà nhốt lồng b Hệ thống cho ăn tự động
Hệ thống máng ăn tự động giúp chuyển thức ăn đến các vị trí khác nhau một cách hiệu quả Mặc dù hiện nay có nhiều sản phẩm máng ăn tự động hóa cho chăn nuôi gà trên thị trường, nhưng chi phí lắp đặt vẫn còn cao Một số mô hình máng ăn tự động hiện có trên thị trường đang được chú ý.
Hình 1.5 Hệ thống cho ăn tự động ngoài thị trường
Máng ăn tự động có các bộ phận chính nhƣ sau:
- Đường ống trung chuyển cám
- Bộ truyền và mô tơ đẩy cám
Hệ thống máng ăn tự động hoạt động bằng cách khởi động động cơ, cho phép thức ăn được chuyển từ bồn chứa đến các khay ăn cho gà thông qua bộ truyền và mô tơ đẩy cám Động cơ truyền chuyển động lên hệ thống vít tải trong ống trung chuyển, kéo cám từ bồn chứa đến các vị trí khay ăn đã được khoét lỗ Cuối cùng, khay ăn được trang bị bộ cảm biến để ngừng cung cấp cám khi đã đủ, qua đó dừng hoạt động của hệ thống Ưu điểm của hệ thống bao gồm tính tự động hóa cao, tiết kiệm thời gian và công sức trong việc cho gà ăn.
- Dễ dàng kiểm soát và điều chỉnh lƣợng thức ăn
- Có thể dễ dàng đều chỉnh để có thể phù hợp với mọi lứa tuổi của gà
- Dễ quản lí, dễ vệ sinh
- Tiết kiệm thời gian, sức lao động cũng nhƣ chi phí thuê nhân công chăm sóc
- Chi phí lắp đặt rất lớn
- Việc sửa chữa và thay thế các bộ phận hỏng hóc rất khó khăn c Hệ thống uống nước tự động
Nước sẽ được phân phối đến các vị trí có van tự uống, trong khi hệ thống máng nước tự động ngày càng trở nên phổ biến trên thị trường.
Một số hệ thống máng nước tự động cho gà:
Hình 1.6 áng nước tự động cho gà dạng chuông lùn
Hình 1.7 áng nước tự động dạng đĩa có núm ti
Cấu tạo của máng nước tự động bao gồm các bộ phận:
- Van nước và vòi nước
Máng nước tự động dạng chuông lùn hoạt động bằng cách kết nối với đường nước chính qua khóa chữ U Nước chảy qua củ van và xuống đáy máng cho gà uống Khi mực nước đầy, trọng lượng tăng lên sẽ ép lò xo trong củ van để ngừng dòng nước Khi gà uống và mực nước giảm, lò xo dãn ra, cho phép nước tiếp tục chảy xuống máng đến mức đã cài đặt trước.
Máng nước tự động dạng đĩa có núm ti là hệ thống cung cấp nước cho gia cầm, hoạt động khi kết nối với đường ống dẫn nước Khi gà mổ vào núm ti, nước sẽ chảy xuống đĩa chứa ở dưới để vật nuôi uống Hệ thống này có nhiều ưu điểm, bao gồm tiết kiệm nước và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
- Tiết kiệm thời gian và công sức
- Không bị tràn, rò rỉ hoặc sánh nước ra nền chuồng
- Dễ dàng lắp đặt , sửa chữa và thay thế
Nhược điểm: Cần vệ sinh thường xuyên và cần lắp đặt thêm hệ thống lọc nước để tránh bị tắc d Hệ thống thông gió làm mát
Hệ thống thông gió trong chuồng trại đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì không khí thông thoáng, đặc biệt hiệu quả cho các mô hình chăn nuôi quy mô lớn Trong điều kiện khí hậu nóng bức hiện nay, nhiệt độ bên trong chuồng có thể tăng cao, ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường sống của vật nuôi Việc sử dụng hệ thống thông gió làm mát sẽ giúp cải thiện nhiệt độ và đảm bảo luồng không khí trong chuồng nuôi luôn được điều hòa.
Hình 1.8 Hệ thống thông gió làm mát của chuồng gà
Cấu tạo của hệ thống thông gió làm mát gồm 2 phần :
- Các tấm giấy cooling pad
Nguyên lý hoạt động của hệ thống là khi khởi động, tấm cooling pad sẽ tạo độ ẩm và lọc không khí, đồng thời làm giảm nhiệt độ không khí lưu thông vào chuồng trại thông qua quạt hút gió công nghiệp Ưu điểm của hệ thống này là khả năng cải thiện chất lượng không khí và tạo môi trường mát mẻ cho động vật.
- Giúp chuồng nuôi luôn thông thoáng mát mẻ tạo điều kiện phát triển thuận lợi cho vật nuôi
Người chăn nuôi có thể dễ dàng quản lý các thông số khí hậu trong chuồng nuôi như độ ẩm, nhiệt độ và tốc độ gió bằng cách kết hợp với bộ điều khiển và các biến nhiệt.
Hệ thống này có nhược điểm là chi phí đầu tư và lắp đặt cao Nó bao gồm hệ thống điều khiển có khả năng đo lường độ ẩm, nhiệt độ và ánh sáng, từ đó điều khiển các thiết bị như vòi phun sương làm mát, mái che tự động và đèn sưởi.
Bộ điều khiển là công cụ thiết yếu cho người chăn nuôi, giúp theo dõi các thông số trong chuồng nuôi và tình trạng sức khỏe của đàn vật nuôi.
Hình 1.9 Bộ điều khiển AC-2000 cho chuồng gà thông minh
Cấu tạo: gồm các rơ le và vi mạch điều khiển đã đƣợc lập trình sẵn
Nguyên lý hoạt động của hệ thống là cập nhật dữ liệu từ các hệ thống tính toán và xử lý dữ liệu, sau đó thông báo cho người điều khiển qua màn hình LCD Ưu điểm của hệ thống này là khả năng cung cấp thông tin kịp thời và chính xác, giúp người điều khiển ra quyết định nhanh chóng và hiệu quả.
- Kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm , áp suất, ánh sáng phù hợp lứa tuổi vật nuôi
- Kiểm soát được lượng thức ăn, nước uống cho vật nuôi
- Báo động khi có sự cố
- Chức năng lịch sử cung cấp dữ liệu đầy đủ về các sự kiện điều khiển
- Giám sát liên tục và phân tích một loạt các thông số cung cấp dữ liệu thời gian thực
- Giảm điện năng tiêu thụ cho hệ thống
Nhƣợc điểm: giá thành và chi phí lắp đặt lớn
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHUỒNG GÀ TỰ ĐỘNG
Thiết kế mô hình tổng thể chuồng gà tự động
2.1.1 Yêu cầu bài toán thiết kế
Thiết kế mô hình cơ khí chuồng gà tự động cho từ 2-3 cá thể gà, mỗi cá thể gà có trọng lƣợng từ 1- 3kg với yêu cầu thiết kế :
- Khung chuồng với yêu cầu: Kích thước: dài x rộng x cao = 1000mm x 800mm x 540mm
Mô hình máng ăn tự động có kích thước 900mm x 200mm x 300mm, được thiết kế để đẩy cám từ bình chứa đến các khay ăn cho gà một cách hiệu quả.
- Mô hình uống nước tự động với yêu cầu: Có độ dài khoảng 700-900mm, đường ống nhỏ gọn với đường kính ống là 21mm
Mô hình mái che tự động có kích thước 1040mm x 900mm, được thiết kế thành hai phần: mái sau cố định và mái trước chia thành hai nửa, trong đó nửa trước là cố định và nửa sau có khả năng di động.
- Hệ thống thông gió: Đƣợc hoạt động liên tục, các quạt thông gió có kích thước: dài x rộng = 150mmx150mm, để phù hợp với mô hình chuồng nuôi
Hệ thống phun nước tự động hoạt động hiệu quả khi nhiệt độ trong chuồng nuôi vượt quá 30ºC Với thiết kế nhỏ gọn, hệ thống này sử dụng ống dẫn nước có đường kính khoảng 21mm, giúp tiết kiệm không gian và tối ưu hóa việc làm mát cho môi trường nuôi dưỡng.
2.1.2 Sơ đồ tổng thể chuồng gà tự động
Dựa trên yêu cầu của bài toán thiết kế, chúng tôi tiến hành thiết kế mô phỏng mô hình cơ khí cho chuồng gà tự động bằng phần mềm mô phỏng 3D Solidworks.
Hình 2.1 Mô hình cơ khí 3D tổng thể của chuồng gà tự động
Mô hình gồm các bộ phận sau:
1 Bộ phận khung chuồng nuôi
2 Hệ thống máng ăn tự động
3 Hệ thống máng nước tự động
4 Hệ thống phun sương làm mát
5 Hệ thống mái che tự động
Từ đó ta có bản vẽ thiết kế 2D của mô hình nhƣ sau:
Hình 2.2 Bản vẽ thiết kế chuồng gà tự động
Nguyên lý hoạt động của chuồng gà tự động bắt đầu bằng việc cung cấp thức ăn vào bình chứa của máng ăn tự động và nước vào bình chứa nước của máng uống tự động Ngoài ra, cần cấp nước cho hệ thống phun sương làm mát Khi cấp điện cho hệ thống điều khiển, tất cả các hệ thống trong chuồng gà sẽ hoạt động hiệu quả.
Máng ăn tự động sẽ phân phối cám cho gà theo thời gian đã cài đặt trên bộ điều khiển Nước từ bình chứa được dẫn qua ống đến các van uống tự động, giúp gà dễ dàng uống nước khi chạm vào đầu ti của van.
Hệ thống mái che hoạt động dựa vào các cảm biến trong chuồng như cảm biến nhiệt độ và ánh sáng Mái che sẽ tự động đóng khi nhiệt độ vượt quá 30ºC, trời tối hoặc có mưa, và sẽ mở ra khi điều kiện thời tiết thuận lợi.
Hệ thống phun sương làm mát sẽ hoạt động phung sương lên mái nếu nhiệt độ trong chuồng nuôi quá cao để làm giảm nhiệt độ
Hệ thống quạt thông gió đƣợc bật liên tục để điều hòa luồng không khí trong chuồng nuôi.
Tính toán thiết kế chuồng gà tự động
2.2.1 Tính toán thiết kế khung chuồng
Mô hình nuôi nhốt 2-3 cá thể gà có trọng lượng từ 2-3 kg yêu cầu tính toán kích thước chuồng phù hợp để đảm bảo không gian sống thoải mái cho cả ba con gà.
Trên khảo sát thực tế và qua tính toán thiết kế trên phần mềm inventor ta chọn các thông số kích thước chuồng nuôi như sau:
- Chiều dài khung chuồng: 1000mm
- Chiều rộng khung chuồng: 800mm
- Chiều cao khung chuồng: 50mm
- Chiều rộng mái: 800mm-1000mm
- Chiều cao chân đế: 130 mm
Hình 2.3 Mô hình thiết kế khung chuồng 2D trên phần mềm inventor
Khi chọn vật liệu để chứa vật nuôi, cần đảm bảo rằng vật liệu có độ cứng vững và chắc chắn, có khả năng chịu tải tốt Ví dụ, nếu bạn nuôi 3 cá thể gà với trọng lượng không quá 3kg mỗi con, tổng khối lượng của vật nuôi sẽ là 9kg, vì vậy vật liệu cần phải đáp ứng được yêu cầu này.
→ chọn khối lƣợng trong lồng sẽ là 10kg
Chúng tôi lựa chọn sắt hộp mạ kẽm vì độ bền và tuổi thọ cao, giúp đảm bảo sự chắc chắn cho hệ thống chuồng nuôi Đồng thời, vật liệu này cũng giúp tiết kiệm chi phí xây dựng chuồng trại hiệu quả.
Bảng 2.1 Thông số kĩ thuật của ống sắt mạ kẽm
Kích thước Độ dày Khối lượng
Hình 2.4 Sắt hộp mạ kẽm 20×20
Từ vật liệu nhƣ trên qua thiết kế trên inventor ta có mô hình khung chuồng theo các kích thước đã chọn như sau:
Hình 2.5 Mô hình khung chuồng 3D với vật liệu là hộp sắt mạ kẽm 20×20
Từ đó ta có bản vẽ khung chuồng nhƣ sau:
Hình 2.6 Bản vẽ thiết kế khung chuồng
2.2.2 Tính toán thiết kế m ng ăn tự động
Máng ăn tự động cần thiết kế để vận chuyển cám từ khay chứa đến các khay ăn trong chuồng, đồng thời phải có hệ thống ngắt khi cám đầy nhằm ngăn chặn tình trạng cám tràn ra ngoài, từ đó giúp tiết kiệm và chống lãng phí.
Từ yêu cầu trên ta chọn tải trọng cám của máng ăn là 10kg cho mô hình
Dựa trên yêu cầu thiết kế của máng ăn ta tiến hành đi thiết kế mô phỏng máng ăn trên phần mềm mô phỏng 3D Solidworks
Hình 2.7 Mô phỏng máng ăn 3D trên solidworks
2 Động cơ và bộ truyền kéo cám
Sau khi mô phỏng trên phần mềm SolidWorks, kích thước của máng ăn đã được điều chỉnh để phù hợp với không gian và kích thước chuồng nuôi, đảm bảo đáp ứng yêu cầu về kích thước chuồng nuôi.
- Độ dài của máng ăn (trừ đi bộ phận chứa cám): 900 mm
- Bề rộng của máng ăn tính từ ống dẫn cám đến cuối khay ăn là: 300 mm
- Máng ăn gồm các bộ phận chính:
01 bình chứa có đường kính là 180 mm
02 khay ăn có đường kính khay là: 200 mm
02 ống dẫn cám : 01 ống dẫn cám từ bình chƣa xuống bộ truyền , 01 ống dẫn cám từ bộ truyền đến các khay ăn
Ta có bản vẽ thiết kế của máng ăn nhƣ sau:
Hình 2.8 Bản vẽ thiết kế máng ăn tự động
Để đáp ứng yêu cầu thực tiễn và hạn chế thời gian, chi phí, chúng em đã quyết định sử dụng hệ thống bộ truyền đai với các răng lớn nhằm đưa cám tới các khay ăn Giải pháp này không chỉ đảm bảo vận hành hiệu quả mà còn giúp tiết kiệm chi phí.
Qua thiết kế mô hình trên inventor ta có bộ truyền đai khi chƣa gắn răng nhƣ sau:
Hình 2.9 Bộ truyền đai của máng ăn tự động
Với yêu cầu thiết kế của máng ăn tự động
Khi chọn loại đai cho bộ truyền, đai vải cao su là lựa chọn lý tưởng nhờ vào tính chất bền dẻo, khả năng chống ẩm và chịu được sự thay đổi nhiệt độ.
Từ tài liệu tính toán hệ dẫn động cơ khí (Lê-Văn-Uyển-tập-1) (2) để lựa chọn đai vải cao su cho hệ cơ khí dựa vào bảng sau:
Bảng 2.2 Tiêu chuẩn chọn chiều rộng và chiều dày đai vải cao su
Kí hiệu đai Ƃ-800, Ƃ-820 ƂKHЛ-65, ƂKHЛ-65-2
Có lớp lót Không có
Có lớp lót Không có
Chiều rộng và chiều dày đai đƣợc lựa chọn theo tiêu chuẩn nhƣ bảng trên (dựa theo tiêu chuẩn Liên Xô cũ)
Từ đó ta chọn các hệ số của đai nhƣ sau:
- Chiều dài đai cũng là khoảng cách trục : 800mm
Do bộ truyền có tải trọng khá nhỏ và chuyển động 1 chiều nên ta chọn đường kính 2 bánh đai là : 20 mm
Dây đai sẽ được trang bị các răng vuông kích thước 20mm x 20mm, làm từ nhựa fomex dày 20mm, với các đặc tính nổi bật như chống thấm nước, kháng mối mọt, độ bền cao, ít cong vênh, khả năng cách nhiệt và điện tốt, đặc biệt là nhẹ và dễ gia công.
Các răng sẽ được gắn vào dây đai với khoảng cách 50mm bằng ghim bấm gỗ chữ U có độ cao chân ghim 8mm và chân ghim sắc nhọn từ hợp kim cứng, đảm bảo gắn chặt các mắt răng Bên cạnh đó, lớp keo silicon Titebond với độ kết dính cao sẽ được bổ sung tại các điểm tiếp xúc giữa dây đai và mắt răng, giúp bảo vệ phần tiếp xúc khỏi ảnh hưởng khi các mắt răng kéo cám di chuyển.
Hình 2.10 Ghim bấm gỗ chữ U
Để chọn động cơ đẩy cho bộ truyền đai kéo cám, chúng ta cần tính toán kỹ lưỡng, đặc biệt là với sản phẩm có kích thước và độ dài nhỏ Mục tiêu là đảm bảo tải trọng cám kéo đi đạt 10kg và đồng thời tiết kiệm chi phí.
Giả sử chọn động cơ một chiều (DC) có điện áp 24V và công suất là 24W 0,024 (KW) có số vòng quay là n00 v/p
Dựa vào tài liệu Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí (Lê-Văn-Uyển-tập-1) ta tính toán lựa chọn động cơ cho bộ truyền nhƣ sau:
(m/s) Tải trọng cám là m = 10kg => lực tải cám là
(N) Công suất tải cám : = 0,178 (KW)
Lực vòng của bộ truyền kéo cám là : (N)
Công suất làm việc kéo cám:
Vì tải trọng kéo cám là không đổi trong trường hợp tải trọng không thay đổi, nên công suất tính toán trên băng tải sẽ tương ứng với công suất làm việc kéo cám (KW).
Công suất trên trục động cơ cần thiết là:
(KW) Với là hiệu suất truyền động: = 0,95 đối với bộ truyền đai
Nhƣ vậy động cơ điện một chiều có điện áp 24V công suất 24W có số vòng quay là
1000 v/p hoàn toàn đáp ứng yêu cầu của bộ truyền
Hình 2.12 Động cơ điện một chiều 24V 24W cho bộ truyền đẩy cám
Khay ăn cho gà là sản phẩm phổ biến trong chăn nuôi gia đình, thường được sử dụng rộng rãi Với mô hình chuồng hạn chế, khay ăn có kích thước trung bình dành cho gà từ 1kg đến 2,5kg là lựa chọn lý tưởng, hiện đang được bày bán nhiều trên thị trường.
Hình 2.13 Khay ăn cho gà trong mô hình
Để lắp ráp máng ăn, đầu tiên cần đặt bộ truyền đai vào ống dẫn tròn lớn có đường kính 60mm Chúng ta nên chọn ống sắt mạ kẽm nhằm đảm bảo độ bền, khả năng chịu va đập và giảm thiểu sự ăn mòn từ các yếu tố bên ngoài.
Ống sắt mạ kẽm được sử dụng làm đường ống dẫn cám, được đặt ở vị trí trung tâm giữa hai trục của bộ truyền kéo cám Một bên dây đai nằm trong ống, trong khi bên còn lại nằm ngoài Đầu ống được kết nối với động cơ kéo cám, trong khi đầu còn lại nằm trong thùng kín Đường ống có hai lỗ: một lỗ dẫn cám vào và một lỗ cho cám chảy xuống khay, với lỗ dẫn cám nằm đối diện lỗ chảy cám.
Khay ăn đầu tiên được đặt ở vị trí lỗ trả cám thứ nhất, cách động cơ đẩy khoảng 400mm Khay này được gắn trực tiếp vào lỗ chảy đã khoét, đảm bảo rằng cám chảy qua lỗ sẽ rơi vào trung tâm của khay ăn cho gà.
LẮP RÁP VÀ VẬN HÀNH
Lắp ráp các bộ phận của chuồng gà tự động
Thống kê các bộ phận cấu thành mô hình chuồng gà tự động
Bảng 3.1 Bảng thống kê các bộ phân cấu thành mô hình
STT Tên gọi Số lƣợng Ghi chú
06 Bao gồm 3 tấm mái , 1 tấm đáy và 2 tấm đốc chuồng đƣợc gắn vào khung bằng ốc vít 10 mm
9 Đầu ti nước cho gà 02
Quy trình lắp ráp và hoàn thiện sản phẩm :
Bước 1:lắp ráp khung chuồng nuôi:
Hàn khung theo kích thước bản vẽ trên inventor lắp ráp các tấm ALUMINIUM ALCOREST mái và tấm đáy như hình dưới :
Hình 3.1 Khung chuồng của mô hình thực tế
Bước 2: lắp ráp m ng ăn tự động cho gà:
Máng ăn sẽ được cố định vào khung chuồng bằng cách hàn trực tiếp vào hai thanh đỡ sau khi đã lắp ráp hoàn thiện.
Hình 3.2 Lắp ráp máng ăn vào khung
Bước 3: lắp ráp m ng nước
Máng nước có trọng lượng nhẹ nên ta treo trực tiếp vào khung chuồng , bình chứa đƣợc gắn liền vào bên ngoài thành khung nhƣ sau:
Hình 3.3 Lắp ráp máng nước vào khung
Bước 4: lắp ráp mái che tự động:
Sau khi hoàn thành việc lắp ráp các tấm ALUMINIUM ALCOREST vào khung mái, bước tiếp theo là lắp đặt bộ phận ray trượt Đường ray sẽ được cố định trực tiếp lên khung mái bằng vít 10 mm.
Hình 3.4 Lắp ray trƣợt cho hệ thống mái che tự động
Bước 5: Lắp ráp bộ truyền kéo mái Động cơ kéo mái đƣợc cố định trực tiếp vào khung mái bằng vít 10mm và dây thép có đường kính 2mm
Hình 3.5 Lắp động cơ của bộ truyền kéo mái
Bộ truyền kéo mái được gắn chắc chắn vào khung mái, với trục bánh đai nhỏ kết nối với đầu động cơ kéo Trục lớn được hàn cố định vào khung mái, trong khi dây đai được gắn trực tiếp vào tấm mái chuyển động thông qua hệ thống bu lông đai ốc kích thước nhỏ.
Hình 3.6 Lắp ráp bộ truyền kéo mái
Bước 6: Lắp ráp bộ phận làm mát:
Máy bơm cho hệ thống phun sương được cố định trực tiếp bằng ốc vít 10mm vào đoạn hộp sắt đƣợc hàn cố định với phần đáy khung chuồng
Hình 3.7 Lắp ráp máy bơm
Vòi phun sương được lắp trực tiếp vào ống dẫn nước có đường kính 10mm, với phần cuối ống được bịt kín để duy trì áp suất và lưu lượng nước sau khi bơm mà không bị rò rỉ Đường ống dẫn được cố định chắc chắn vào đỉnh mái che bằng keo silicon Titebond, loại keo có độ kết dính cao, thường được sử dụng trong ngành công nghiệp.
Hình 3.8 Lắp ráp đường ống và vòi phun sương
Bước 7: Lắp ráp quạt thông gió bằng cách cố định trực tiếp vào tấm ốp hai mặt của khung, đã được khoét lỗ phù hợp với kích thước quạt, sử dụng ốc vít 30mm.
Hình 3.9 Lắp ráp quạt thông gió
Bước 8: Lắp ráp các tấm lưới mắt cáo
Lưới được gắn chắc chắn vào cả hai mặt trước và sau của chuồng nuôi bằng ốc vít 10mm và dây thép 2mm Sau đó, tiến hành lắp ráp các hệ thống cảm biến và tủ điện để hoàn thiện mô hình chuồng nuôi.
Mô hình chuồng gà sau khi hoàn thiện:
Hình 3.10 Mô hình chuồng gà sau khi hoàn thiện
Kết quả vận hành và thử nghiệm 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO
Các bước vận hành thử nghiệm mô hình:
- Bước 1: cấp diện cho tủ điện
- Bước 2: nạp code điều khiển vào hệ thống
Thử nghiệm hệ thống mái trƣợt tự động : thử nghiệm cảm biến mƣa , cám biến ánh sáng , cảm biến nhiệt độ,và hệ thống làm mát chuồng nuôi
Hình 3.11 Hệ thống mái che đóng lại khi trời mƣa và trời tối
Hình 3.12.Hệ thống mái che mở ra khi trời sáng hoặc không mƣa
Thử nghiệm hệ thống cho ăn tự động: đặt thời gian cho ăn và chạy thử nghiệm máng ăn tự động
Hình 3.13 Hệ thống máng ăn khi chạy thử nghiệm
Thử nghiệm hệ thống quạt thông gió và hệ thống phun sương làm mát
Hình 3.14 Hệ thống quạt thông gió khi chạy thử nghiệm
Hình 3.15 Hệ thống phun sương làm mát khi chạy thử nghiệm
Kết thúc quá trình vận hành thử nghiệm ta thu đƣợc kết quả sau:
- Các hệ thống cảm biến hoạt động ổn định
- Hệ thống mái che tự động vận hành tốt theo yêu cầu đặt ra
- Hệ thống máng ăn tự động vận hành đạt kết quả cám đã đầy 2 khay ăn đƣợc bố trí sau 1 phút hoạt động
- Hệ thống quạt thông gió vận hành tốt
- Hệ thống phun sương làm mát hoạt động ổn định phun sương lên mái khi nhiệt độ trong chuồng quá cao
- Hệ thống cơ khí bao gồm khung chuồng, mái che, máng nước, máng ăn đảm bảo độ vững chắc cần thiết
Nhận xét: toàn bộ hệ thống vận hành tốt xong vẫn còn những mặt hạn chế :
- Hệ thống mái che tự động và hệ thống máng ăn tự động còn phát ra tiếng ồn lớn
- Mô hình chưa có hệ thống dọn phân cho gà để hoàn toàn đáp ứng môi trường phát triển thuận lợi nhất cho vật nuôi
Sau một thời gian nghiên cứu và phát triển, tôi đã hoàn thành đề tài “Nghiên cứu thiết kế mô hình cơ khí chuồng gà tự động.” Đề tài này đã đạt được những kết quả đáng khích lệ trong việc thiết kế, chế tạo và vận hành thử nghiệm mô hình.
Mô hình cơ khí chuồng gà tự động được thiết kế và chế tạo bao gồm khung chuồng nuôi, hệ thống mái che, máng ăn, hệ thống phun sương và hệ thống uống nước tự động, mang lại hiệu quả cao trong việc chăm sóc và nuôi dưỡng gà.
- Vận hành và chạy thử nghiệm cho kết quả tốt đáp ứng đƣợc các mục tiêu đề ra
Do hạn chế về kiến thức, kinh phí và thời gian, mô hình hiện tại chưa đạt được tính thẩm mỹ cao Nếu có thêm nguồn lực, tác giả dự định hoàn thiện sản phẩm để nâng cao tính thẩm mỹ và phát triển các quy trình tự động như hệ thống dọn phân, tiêm phòng, thu trứng, cùng với việc nâng cấp điều khiển mô hình qua wifi.