Nghiên cứu phát triển thiết kế chế tạo máy cắt và băm cỏ voi

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN VÀ CHẾ TẠO MÁY CẮT VÀ BĂM CỎ VOI Đất nước ta đang ở giai đoạn công nghiệp hóa và hiện đại hóa, trong đó nông nghiệp và chăn nuôi đóng vai trò rất quan tr

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY CẮT VÀ BĂM CỎ VOI

GVHD: ThS ĐẶNG MINH PHỤNG SVTH: HUỲNH NGỌC TIỂN

MSSV: 11943052 SVTH: NGUYỄN THANH HÙNG MSSV: 11143009

SVTH: LÊ HOÀI HẬN MSSV: 11143018 SVTH: NGUYỄN THANH PHƯỚC MSSV: 11143007

Tp Hồ Chí Minh, tháng 1/2016

S K L 0 0 4 1 9 4

NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN THIẾT KẾ CHẾ

TẠO MÁY CẮT VÀ BĂM CỎ VOI

Giảng viên hướng dẫn: ThS ĐẶNG MINH PHỤNG

Sinh viên thực hiện:

BỘ MÔN CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên: Huỳnh Ngọc Tiển MSSV: 11943052

Họ tên sinh viên: Nguyễn Thanh Hùng MSSV: 11943009

Họ tên sinh viên: Lê Hoài Hận MSSV: 11943007

Họ tên sinh viên: Nguyễn Thanh Phước MSSV: 11943018

Ngành đào tạo: Công Nghệ Chế Tạo Máy Hệ: Sư phạm

1 Tên đề tài:

Nghiên cứu phát triển thiết kế chế tạo máy cắt và băm cỏ voi

2 Các số liệu, tài liệu ban đầu:

- Lắp máy cắt cỏ vào bên hông máy cáy

- Sử dụng động cơ từ trục PTO của máy cày

- Trục trích công suất (PTO): 30Hp (22,38kW) /2700RPM

- Kích thước cơ bản của máy cày Shibaura SD3000A

- Yêu cầu sản phẩm chiều dài đoạn cỏ băm từ 3-5 cm, năng suất đạt 10 tấn/giờ

3 Nội dung chính của đồ án:

- Phát triển thiết kế và chế tạo cơ cấu cắt, băm và thổi cỏ

- Thiết kế chế tạo hệ thống truyền động từ cơ cấu băm đến cơ cấu cắt cỏ

- Thiết kế, mô phỏng hoạt động của máy trên phần mềm Autodesk Invnetor 2014

- Tính toán thiết kế bộ phận kết nối và bộ dẫn động từ máy cày sang máy cắt và băm cỏ

- Thực nghiệm máy

4 Ngày giao đồ án: 02/09/2015

5 Ngày nộp đồ án: 16/1/2016

(Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)

 Được phép bảo vệ ………

(GVHD ký, ghi rõ họ tên)

Tên đề tài: Nghiên cứu phát triển thiết kế chế tạo máy cắt và băm cỏ voi

GVHD: ThS Đặng Minh Phụng

Họ tên sinh viên: Huỳnh Ngọc Tiển MSSV: 11943052

Họ tên sinh viên: Nguyễn Thanh Hùng MSSV: 11943009

Họ tên sinh viên: Lê Hoài Hận MSSV: 11943007

Họ tên sinh viên: Nguyễn Thanh Phước MSSV: 11943018

Địa chỉ sinh viên: 19/5 Đường 10, Kp4, P.Linh Chiểu, Q.Thủ Đức, HCM

Số điện thoại liên lạc:

vi phạm nào, nhóm chúng tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016

Ký tên

Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, chúng em đã gặp rất nhiều khó khăn vì kinh nghiệm còn nhiều hạn chế, các trang thiết bị phục vụ thực nghiệm chưa đầy đủ Thế nhưng, chúng em luôn có được sự hỗ trợ nhiệt tình từ quý thầy cô trong khoa Cơ Khí Máy, sự giúp đỡ chân thành của bạn bè và người thân Chính điều đó đã tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành đồ án này

Nay chúng em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc tới:

Giảng viên ThS Đặng Minh Phụng đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn, động viên cho

chúng em trong suốt quá trình làm đồ án Với những kinh nghiệm thiết thực của mình, thầy đã giúp chúng em nhận ra những hạn chế, khắc phục sai sót, tư vấn, định hướng chúng em trong quá trình thiết kế lẫn chế tạo

Anh Tám, anh Long, anh Cảnh, anh Thảo, anh Hiền  Bộ phận kỹ thuật Công ty TNHH TM CAO THÁI đã giúp đỡ, tư vấn cho nhóm chúng em trong quá trình gia

công, thực hiện đề tài

Anh Dũng – Chủ cơ sở sản xuất Cơ Khí CAO THÁI đã hỗ trợ một phần kinh phí

và địa điểm để chúng em có thể chế tạo thành công thực nghiệm máy cắt và băm cỏ voi phục vụ trang trại nuôi bò

Tất cả quý thầy cô trong khoa Cơ khí Chế Tạo Máy đã khuyến khích, tạo điều kiện,

hỗ trợ kiến thức, kinh nghiệm cho chúng em thực hiện đồ án

Gia đình cùng toàn bộ anh chị em, bạn bè đã giúp đỡ từ vật chất đến tinh thần cho chúng em

Sinh viên thực hiện

NGUYỄN THANH PHƯỚC-NGUYỄN THANH HÙNG-HUỲNH NGỌC TIỂN- LÊ HOÀI HẬN

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN VÀ CHẾ TẠO MÁY CẮT VÀ

BĂM CỎ VOI

Đất nước ta đang ở giai đoạn công nghiệp hóa và hiện đại hóa, trong đó nông nghiệp và chăn nuôi đóng vai trò rất quan trọng Trong những năm qua, ngành chăn nuôi gia súc nước ta, mà chủ yếu là heo, bò đã đạt được những thành tựu to lớn Tuy nhiên do dịch chuyển cơ cấu kinh tế, lực lượng lao động tham gia vào các ngành phi nông nghiệp ngày càng tăng, do đó việc cơ khí hóa các quá trình sản xuất nông nghiệp

và chăn nuôi trong đó có khâu sản xuất thức ăn phục vụ chăn nuôi đang dần trở thành nhu cầu bức thiết Từ những yêu cầu đó nhóm nghiêng cứu quyết định thực hiện đề tài

“Nghiên cứu, thiết kế, tính toán và chế tạo Máy Cắt và Băm cỏ voi” Báo cáo này là kết qua sau một thời gian tìm hiểu thực hiện, nội dung gồm các phần chính:

Tìm hiểu về thực chăn nuôi ở nông thôn Vũng Tàu và yêu cầu cơ giới hóa đối với khâu cắt cỏ và băm cỏ

Lựa chọn phương án thiết kế

Thiết kế kỹ thuật Máy cắt cỏ và băm cỏ

Trong tương lai, nhóm nghiên cứu sẽ cố gắng cải tiến về thiết kế và vật liệu chế tạo để đảm bảo sự hài hòa giữa yếu tố kinh tế và kỹ thuật

Tp Hồ Chí Minh, tháng 01-2016

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 9

1.Tính cấp thiết của đề tài: 1

2.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2

2 1.Ý nghĩa khoa học 2

2 2.Ý nghĩa thực tiễn 2

2 3.Mục tiêu nghiên cứu đề tài 2

2 4.Đối tượng nghiên cứu 3

2 5.Phạm vi nghiên cứu 3

3.Phương pháp nghiên cứu 3

3 1.Cơ sở phương pháp luận 3

3 2.Các phương pháp nghiên cứu cụ thể 3

4.Kết cấu đồ án tốt nghiệp 4

5.Giới thiệu sơ lược: 5

5 1.Giới thiệu về cỏ voi và công dụng làm thức ăn gia súc: 5

5 2.Đặc điểm: 5

5 3.Trồng trọt: 6

5 4.Chăm sóc: 7

5 5.Thu hoạch: 8

5 6.Một số kỹ thuật xử lý cỏ sau thu hoạch 9

6.Tình hình chăn nuôi trâu bò ở nước ta 10

6 1.Tình hình chăn nuôi trâu bò thịt 10

6 2.Tình hình chăn nuôi trâu bò cày kéo 13

7.Đặc tính của máy cắt và băm bắp, cỏ voi 14

8.Kết cấu của máy cắt, băm và thổi cỏ voi 15

9.Các nghiên cứu liên quan tới đề tài 15

9 1.Các nghiên cứu trong nước: 15

9 2.Các nghiên cứu ngoài nước: 16

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 25

1.Yêu cầu kỹ thuật của máy thái thức ăn cho gia súc 25

2.Nguyên lý làm việc và cấu tạo: 25

4.Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cắt thái bằng lưỡi dao 29

5.Quan hệ giữa dao thái và tấm kê 33

6.Độ bền và chất lượng của vật thái 36

7.Khả năng thổi và trường vận tốc xoáy trong hộp dao băm 36

8.Tính toán các bộ truyền trong cơ cấu 40

9.Tính toán sử dụng : 44

10 Phần mềm hỗ trợ thuyết kế Autodesk Inventor 2014: 46

CHƯƠNG 3 : NHỮNG VẤN ĐỀ TỒN TẠI TRONG ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU TRƯỚC-QUÁ TRÌNH THỰC NGHIỆM-PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ MỚI 49

2.Những vấn đề tồn tại trong đề tài nghiên cứu trước 52

2.1 Về kết cấu máy 52

2.2 Về Nguyên lí hoạt động của máy 54

3.Quá trình thực nghiệm 55

3.1 Thực nghiệm dãy tốc độ dao băm 55

3.2 Thực nghiệm khả năng cuốn cỏ của cụm rulo cuốn cỏ 56

4 Lựa chọn phương án thiết kế máy 58

5 Phương án dao cắt cỏ: 61

5.1 Phương án 1: Cắt bằng dao dạng đĩa lớn và quay tròn 61

5.2 Phương án 2:Cắt bằng cơ cấu ghép nhiều dao tịnh tiến qua lại 62

6 Phương án dao băm cỏ: 63

6.1 Phương án 1: Băm bằng lưỡi dao dạng trống Làm việc theo nguyên lí bào gỗ 63

6.2 Phương án 2: Băm bằng lưỡi dao bản to dạng đĩa 64

7 Quá trình thiết kế - tính toán – giải pháp cải tiến 64

7.1 Quá trình tính toán các thông số 64

7.2 Giải pháp cải tiến các kết cấu máy 66

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ TÍNH TOÁN MÁY CẮT VÀ BĂM CỎ 78

1.Nguyên lý máy cắt và băm cỏ 78

2.Công suất trên các trục: 79

2 1.Tỷ số truyền trên các nhánh: 79

2 2.Tốc độ quay trên các trục 80

2 4.Đường kính các trục: 80

3.Tính toán bộ truyền đai trục dao băm : 82

3 1.Chọn loại đai 82

3 2.Xác định thông số bộ truyền đai trục dao cắt: 82

4.Tính toán bộ truyền bánh răng 85

4.1 Bộ truyền bánh răng nón 85

4.2 Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng 89

5.Tính toán bộ truyền xích 96

5.1Tính toán bộ truyền xích từ trục 1 sang trục 2: 96

5.2Tính toán bộ truyền xích trục 3 truyền qua trục 5.(tương tự bộ truyền xích từ trục 4 sang trục 7) 101

5.3Tính toán bộ truyền xích trục 3 truyền qua trục 6.(tương tự bộ truyền xích từ trục 4 sang trục 8) 106

6 Thiết kế và tính toán trục 111

6.1 Trục 1 111

6.2 Trục 2 115

6.3 Trục 3 119

6.6 Trục 6,8 131

6.7 Trục 7 135

7 Tính toán ổ lăn trên trục 139

7.1 Trục 1 139

7.2 Trục 2 140

7.3 Trục 3 141

7.4.Trục 4 142

7.6 Trục 6 và 8 144

7.7 Trục 7 145

CHƯƠNG 5: CHẾ TẠO VÀ KIỂM NGHIỆM MÁY 152

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 153

BẢNG PHỤ LỤC 158

TÀI LIỆU THAM KHẢO 160

Bảng 1 1: Số lượng đàn trâu bò của cả nước trong những năm qua 11

Bảng 1 2: Phân bổ đàn trâu bò theo vùng sinh thái 11

Bảng 1 3: Lượng đàn trâu bò cày kéo cả nước trong những năm qua 14

Bảng 3 1: Sự liên hệ giữa lực cắt n và độ dịch chuyển của dao 27

Bảng 3 2: Sự liên hệ giữa lực cắt n và độ dịch chuyển của dao 64

Bảng 4 1: Thông số đai cao su 82

DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 1: Giống cỏ voi va06 5

Hình 1 2:Trang trại cỏ voi 5

Hình 1 3:Máy băm cỏ của anh ‘hai lúa’ 16

Hình 1 4 Máy cắt, băm cỏ voi kurihara mc1200 17

Hình 1 5 Máy băm cỏ voi cỡ lớn tq9z-30 19

Hình 1 6 Máy băm cỏ 9z-2,5 21

Hình 1 7 Máy cắt cỏ voi 9qsd-1200 22

Hình 1 8 Máy cắt cỏ, bắp model 9qsd-900 24

Hình 2 1 Sơ đồ cấu tạo các bộ phận máy thái rau, cỏ, rơm 26

Hình 2 2 Tác dụng cắt thái của lưỡi dao 27

Hình 2 3 Mẫu sơ đồ thí nghiệm về cắt thái 27

Hình 2 4 Đồ thị phụ thuộc của lực cắt thái n vào độ dịch chuyển s 28

Hình 2 5 Tác dụng cắt trượt giảm chiều rộng lát thái 29

Hình 2 6 Đồ thị phụ thuộc của q và τ 30

Hình 2 7 Cạnh sắc lưỡi dao 31

Hình 2 8 Góc cắt thái 31

Hình 2 9 Đồ thị phụ thuộc lực cắt với độ thái sâu 33

Hình 2 10 Đồ thị phụ thuộc q, act, pt với v 33

Hình 2 11 Đồ thị phụ thuộc δ với n 34

Hình 2 12 Góc kẹp χ và điều kiện χ≤φ, +φ, 34

Hình 2 13 Đồ thị phụ thuộc của q với w 36

Hình 2 14 Biên dạng và khe hở tối ưu đối với cơ cấu băm thổi 37

Hình 2 17 Quỹ đạo cánh dao tối ưu 39

Hình 2 18 Bộ truyền đai 40

Hình 2 19 Bộ truyền xích 41

Hình 2 20 Động học cơ cấu các đăng 42

Hình 2 21 Sơ đồ lực tác dụng lên chốt chữ thập 43

Hình 3 1 Sơ đồ nguyên lí làm việc của máy cũ 51

Hình 3 2 Kết cấu cụm dao cắt 52

Hình 3 3 Kết cấu cụm rulo cuốn cỏ 53

Hình 3 4 Kết cấu họng dẫn cỏ vào hộp dao băm 53

Hình 3 5 Bộ truyền xích máy cũ 54

Hình 3 6 Biên dạng của thùng và vị trí họng thoát chưa hợp lí 55

Hình 3 7 Cỏ bị nghẹt trong thùng băm khi thực nghiệm 56

Hình 3 8 Phương án thiết kế 1 58

Hình 3 9 Phương án thiết kế 2 59

Hình 3 10 Phương án thiết kế 3 60

Hình 3 11 Dao dạng đĩa lớn 61

Hình 3 12 Dao dạng tịnh tiến qua lại 62

Hình 3 13 Dao dạng nhiều lưỡi ghép 62

Hình 3 14 Dao băm dạng trống 63

Hình 3 15 Dao băm bản to dạng đĩa 64

Hình 3 16 Biên dạng thùng và bố trí họng phun tối ưu 67

Hình 3 17 Biến dạng đáy thùng và vị trí họng phun được thiết kế lại 67

Hình 3 18 Kết cấu cánh dao mới 68

Hình 3 19 Biên dạng ống dẫn cỏ 69

Hình 3 20 Biên dạng ống trong thiết kế mới 70

Hình 3 21 Biên dạng răng cắt cỏ 71

Hình 3 22 Cụm rulo cắt và cuốn cỏ 71

Hình 3 23 Rulo cắt và cuốn 72

Hình 3 24 Khoảng cách- vị trí của cụm rulo kẹp 73

Hình 3 25 Cơ cấu lò xo nén và rãnh trượt trong cụm rulo kẹp 73

Hình 3 26 Cơ cấu chốt, bản lề kết nối giữa hai phần 74

Hình 3 27 Kết cấu gân chịu lực và thanh đỡ 75

Hình 4 1 Sơ đồ nguyên lí làm việc của máy 78

Hình 4 2 Bộ truyền bánh răng nón

Hình 4 3 Biểu đồ nội lực trục 1 113

Hình 4 4 Biểu đồ nội lực trục 2 117

Hình 4 5 Biểu đồ nội lực trục 3 121

Hình 4 6 Biểu đồ nội lực trục 4 125

Hình 4 7 Biểu đồ nội lực trục 5 129

Hình 4 8 Biểu đồ nội lực trục 6,8 133

Hình 4 9 Biểu đồ nội lực trục 7 137

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

1 Tính cấp thiết của đề tài:

Ngày nay, nhu cầu sử dụng cỏ voi làm thực ăn cho gia súc tăng cao Thế nhưng, việc thu hoạch cỏ voi, cũng như các sản phẩm nông nghiệp khác ở hầu hết các nơi … đều thực hiện bằng tay, hoặc máy thô sơ Với một khối lượng khách hàng chủ yếu các trang trại nuôi gia súc có nhu cầu thu hoạch các loại nông sản lớn mà việc thu hoạch thủ công sẽ tốn rất nhiều thời gian, chi phí vận chuyển, năng suất giảm và giá thành tăng Hơn nữa, thu hoạch cỏ quy mô lớn rất được khách hàng ưa chuộng vì đảm bảo được chất lượng cỏ đồng đều, giảm thời gian thu hoạch cũng như chi phí lao động

Chúng ta đã bước sang thế kỷ XXI, thế kỷ của khoa học kỹ thuật hiện đại Các thành tựu của khoa học kỹ thuật được áp dụng vào mọi mặt của cuộc sống Ngày trước khi khoa học kỹ thuật vẫn còn lạc hậu thì lao động chân tay của con người chiếm một

vị trí chủ đạo Qua thời gian khi xã hội ngày càng phát triển nhu cầu của con người ngày càng cao không chỉ về số lượng mà còn cả chất lượng thì điều đó không còn thiết thực nữa

Lao động chân tay dần dần được thay thế bằng máy móc Con người thiết kế chế tạo ra máy móc, máy móc phục vụ lại con người để mang đến sự tiện ích nhất định, làm thỏa mãn nhu cầu của con người Việc tự động hóa một khâu nào đó trong hoạt động cũng cho phép giảm giá thành và nâng cao năng suất lao động Trong mọi thời đại, các quá trình sản xuất luôn được điều khiển theo các qui luật kinh tế Có thể nói chi phí và hiệu quả sản xuất là một trong những yếu tố quan trọng xác định nhu cầu phát triển tự động hóa.Chính vì vậy, đưa tự động hóa vào các công việc trong xã hội là một vấn đề đáng được quan tâm Đó là một trong những động lực để thúc đẩy con người không ngừng vận động, sáng tạo và tạo ra những sản phẩm thay thế hoạt động lao động chân tay của con người

Căn cứ vào nhu cầu thiết thực đó, nhóm nghiên cứu quyết định thực hiện đề tài:

“Nghiên cứu phát triển và chế tạo máy cắt và băm cỏ voi.” Dựa trên cơ sở phát triển

và nâng cấp máy cắt bắp cỏ voi của nhóm nghiên cứu trước để đưa máy thực sự vào hoạt động sản xuất thực tiễn Với đề tài này, nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ góp phần vào việc giảm được sức lao động lao động chân tay và tình trạng khang hiếm lao động

làm nông nghiệp như hiện nay Thời gian chủ động trong việc cung cấp thức ăn cho gia súc cũng như gia súc nhanh xuất chuồng đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng

2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Ý nghĩa khoa học

Tạo điều kiện, tiền đề cho người nghiên cứu áp dụng các kiến thức, kỹ năng đã học

và thực tập vào đời sống thực tiễn

Tạo ra một sản phẩm hoàn toàn mới mẻ đối với nước ta, góp phần vào quá trình

“công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước,” xứng đáng với sự tin tưởng của Đảng và nhà nước vào giáo dục

Ý nghĩa thực tiễn

Giúp việc thu hoạch và sản xuất thức ăn gia súc thực hiện nhanh chóng, gọn gàng,

đáp ứng nhu cầu khách hàng

Nâng cao năng suất lao động, giảm chi phí do công nhân thu hoạch thủ công

Sản phẩm góp phần cải thiện nền nông nghiệp nước nhà Đặc biệt là xu hướng chăn nuôi theo hướng qui mô trang trại, tạo sự cạnh tranh của sản phẩm chăn nuôi nước nhà trong thời điểm Việt Nam là thành viên của tổ chức thương mại thế giới WTO ngay

trên chính đất nước chúng ta

Ngoài việc cắt cỏ voi thì máy cắt cỏ có thể cắt các loại nông sản và các loại cây

tương tự như: cây bắp, cây sậy, cỏ mía,…

Mục tiêu nghiên cứu đề tài

Tìm hiểu chức năng, nguyên lý, cơ cấu điều khiển và mô hình của máy cắt cỏ, băm

cỏ và thổi cỏ tập trung vào một vị trí nhất định Cải tiến, nâng cấp các kết cấu, nguyên

lí của máy dựa trên mô hình trước đó để phù hợp hơn với thực tiễn, ứng dụng được vào sản xuất

Mô hình hóa thiết kế 3D bằng phần mềm Autodesk Inventor 2014

Tính toán và hoàn chỉnh thiết kế cho máy cắt cỏ, băm cỏ và thổi cỏ

Gia công, lắp ráp và kiểm nghiệm các hệ thống cắt cỏ, băm, thổi cỏ và hoàn chỉnh máy, đưa vào chạy thực nghiệm

Đối tượng nghiên cứu

Cỏ voi quy mô trang trại

Các kiểu cắt của các máy băm cỏ chuyên dùng và loại vừa cắt, băm và kèm theo thổi cỏ về một hướng

Nguyên lý cắt, băm và thổi cỏ ra thùng phụ liệu

Máy cắt, băm và thổi cỏ voi

Phần mềm Inventor 2014

Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu, thiết kế, tính toán, cải tiến, nâng cấp và chế tạo máy cắt, băm và thổi

cỏ voi trong phạm vi vừa và nhỏ

Sử dụng phần mềm Autodesk Inventor 2014 trong thiết kế, tính toán, mô phỏng chuyển động

Cơ sở phương pháp luận

Phương pháp nghiên cứu là những nguyên tắc và cách thức hoạt động khoa học nhằm đạt đến chân lý khách quan dựa trên cơ sở của sự chứng minh khoa học Theo định nghĩa này cần phải có những nguyên tắc cụ thể và dựa theo đó các vấn đề được giải quyết

Nghiên cứu nguyên lý hoạt động của các cơ cấu hoạt động, cơ cấu cắt cỏ, băm cỏ, thổi cỏ, tính toán năng suất lý thuyết và các nguyên lý cắt thực tế đang áp dụng Từ đó

có sự bao quát đúng đắn trong việc tính toán, thiết kế và chế tạo máy cắt, băm vá thổi

cỏ voi

Các phương pháp nghiên cứu cụ thể

Để thực hiện đề tài này, chúng em sử dụng một số phương pháp sau:

Phương pháp nghiên cứu tài liệu:Tham khảo các nguồn tài liệu: sách, giáo trình, tài

liệu tham khảo, các bài viết từ những nguồn tin cậy trên Internet, các công trình nghiên cứu… nhằm xác định được các cơ cấu hoạt động, các phương án truyền động, gia công tối ưu cho máy

Phương pháp thực nghiệm: Tiến hành nghiên cứu thực nghiệm trên máy băm cỏ,

thổi cỏ với các dãy tốc độ khác nhau, để làm tiền đề, cơ sở chính xác cho việc tính

toán tốc độ, lực đẩy cỏ ra khỏi ống phun, tốc độ đưa cỏ, thiết kế và chế tạo các chi tiết máy

Phương pháp phân tích-tổng hộp: Sau khi đã tham khảo, nghiên cứu tài liệu, quá

trình nghiên cứu thực nghiệm cho ra các số liệu cần thiết đầu tiên và những hình dung ban đầu

Phát thảo nên mô hình và phương pháp truyền động trên giấy, phân tích các yếu tố cần thiết tác động vào để đạt được yêu cầu sơ bộ ban đầu đặt ra

Tổng hộp lại các yếu tố đã phân tích loại bỏ các yếu tố thừa không cần thiết và lựa chọn được cơ cấu truyền tối ưu nhất trong quá trình làm việc

Phương pháp mô hình hóa:

Xây dựng mô hình 3D bằng phần mềm Autodesk Inventor 2014

Gia công, chế tạo ra phẩm là mục tiêu chính của đề tài, là cơ hội để áp dụng các kiến thức đã học và thực tập, là thách thức với những kiến thức mới mà thực tiễn đòi hỏi đặt ra

Phương pháp kiểm nghiệm:

Sản phẩm gia công chế tạo xong sẽ được kiểm nghiệm trên đồng cỏ kiểm nghiệm lại lý thuyết và khắc phục sai hỏng mà lý thuyết không lường hết được

4 Kết cấu đồ án tốt nghiệp

Chương 1: Trình bày tổng quan nghiên cứu của đề tài và một số phương pháp, cách

thức thực hiện đề tài, các nghiên cứu liên quan

Chương 2: Trình bày về cơ sở lý thuyết để thực hiện đề tài

Chương 3: Những vấn đề tồn tại trong đề tài nghiên cứu trước và quá trình thực

nghiệm, đưa ra phương hướng và các giải pháp thiết kế mới

Chương 4: Tính toán các thông số về kết cấu và các chi tiết máy cơ bản

Chương5: Chế tạo và kiểm nghiệm máy cắt bắp,cỏ voi

5 Giới thiệu sơ lược:

Giới thiệu về cỏ voi và công dụng làm thức ăn gia súc:

Cỏ voi là thức ăn chính cho bò, hươu và 1 số gia súc khác, với đặc tính dễ trồng, phát triển nhanh, nhiều dinh dưỡng và có thể thu hoạch liên tục, cỏ voi mang lại hiệu quả

kinh tế khá cao cho người chăn nuôi

Hình 1 1 Giống cỏ voi VA06

Đặc điểm:

Hình 1 2 Trang trại cỏ voi

- Cỏ voi (Pennisetum purpureum) là loại cây thân thảo, chia đốt (như cây mía), các

đốt gần gốc thường xuất hiện rễ, rễ phát triển mạnh và ăn sâu, lá hình dải có mũi nhọn

ở đầu và trên bề mặt lá có nhiều lông, bẹ lá dẹp, ngắn và mềm Các giống cỏ voi hiện được trồng phổ biến cho năng suất cao là Kingrass, Selection 1

- Thân cao từ 2 – 4m, thân có lóng đốt như thân cây mía nhưng đường kính nhỏ hơn (1 – 2cm), nhiều lá và còn giữ được lá xanh khi cây đã cao

- Thích hợp cho việc thu cắt cho ăn tươi hay ủ ướp

- Cây sinh trưởng nhanh Nếu đủ phân bón và nước tưới vào mùa khô thì cắt quanh năm và năng suất rất cao có thể đạt 400 – 500 tấn/ha/năm

- Phát triển rất mạnh ở những vùng đất tốt và đủ ẩm

- Không thích hợp với chân ruộng chua, phèn, mặn, pH đất thích hợp từ 5-7

- Không chịu được ngập úng, không chịu được hạn nặng và mùa khô kéo dài, nhiệt độ thích hợp là 25 – 300C

- Không chịu được bóng râm

- Trồng một lần khai thác được nhiều năm

- Chất lượng cỏ rất tốt, bò thích ăn vì đường nhiều, ngọt Tuy nhiên, nếu không thu cắt kịp thời thân hoá gỗ cứng, giảm độ ngon miệng và tỉ lệ lợi dụng thấp

Trồng trọt:

a.Mùa vụ trồng:

Cỏ voi có thể trồng quanh năm, nhưng tốt nhất là trồng vào tháng 5 đến tháng 8 dương lịch, cây mau phục hồi và sinh trưởng mạnh Khi trồng cỏ vào mùa khô cần phải đảm bảo tưới nước đủ ẩm để giúp cây cỏ sau khi trồng mau phát triển

c Chuẩn bị hom giống:

- Hom giống được lấy từ phần thân của cây giống tốt, độ già vừa phải (60 ngày tuổi), không sử dụng phần thân non hay già quá vì hom non rất dễ bị thối mầm và sức nảy

mầm của hom rất kém, còn hom già thì mắt mầm của hom có thể bị khô và chết trước khi tiến hành ủ hom

- Chặt hom giống thành từng đoạn dài 20 - 25 cm, mỗi hom phải có từ 2 - 3 mắt mầm (lưu ý dao chặt cần phải sắc bén để không làm giập có thể bị thối hom) Lượng hom cỏ giống là 6 - 8 tấn hom/ha

- Khi tiến hành trồng cỏ vào mùa nắng cần phải ủ hom giống để kích thích mầm phát triển, mùa mưa thì hom sau khi chặt xong có thể trồng ngay

d Phương pháp ủ hom:

- Sau khi chặt hom cỏ xong tiến hành ủ hom 2 – 4 ngày (hom được chất thành đống, tưới đẫm và dùng bao phủ lại để tạo ẩm độ giúp hom nảy mầm), không nên chất đống hom quá lớn vì rất khó khăn cho việc chăm sóc và kiểm tra trong quá trình ủ

- Thường xuyên kiểm tra ẩm độ của đống hom để có biện pháp tưới nước phù hợp nhằm giúp hom nảy mầm tốt Khi thấy ở các mắt hom xuất hiện mầm (cao khoảng 1 cm) thì có thể tiến hành mang đi trồng.Không nên để mầm quá dài vì dễ gãy khi trồng

- Trước khi ủ hom cỏ giống có thể sử dụng một số loại thuốc trị nấm (Antracol, Coc 85

…) phun xịt để ngừa nấm gây hại trong quá trình ủ hom và gây hại đến mầm của cỏ giống sau này

e Trồng cỏ:

- Trước khi trồng tiến hành bón phân để giúp cỏ phát triển tốt sau khi trồng, bón phân hữu cơ đã hoai mục 20 – 25 tấn/ha và phân lân khoảng 200 kg/ha Để hạn chế côn trùng trong đất gây hại đến mầm của cỏ sau khi trồng, sử dụng thuốc rải như Diazan 10H, Basudin … khoảng 2 kg/ha.Thuốc được rải trước xuống rãnh, sau khi rải thuốc tiến hành bón lót phân vô cơ và phân hữu cơ, rải một lớp đất mịn dầy 3 – 5 cm

- Hom giống được đặt dọc theo rãnh đào, theo hình nanh sấu gối đầu lên nhau, sau khi đặt hom xong tiến hành phủ đất lại, đất được phủ phải cao hơn mặt liếp để không bị đọng nước dễ bị thối hom Trong quá trình phủ đất không được nén chặt đất vì sẽ làm gãy mầm của hom cỏ giống và mầm cỏ phát triển chậm sau khi trồng.Khi trời nắng cần phải tưới nước để đảm bảo đủ ẩm độ cho mầm cỏ giống phát triển tốt

Chăm sóc:

- Đối với cỏ voi, trong một chu kỳ thu hoạch ta chỉ cần bón phân 1 lần là đảm bảo cây phát triển tốt và cho năng suất hiệu quả

- Sau 10 – 15 ngày trồng mầm cỏ mọc cao lên trên mặt đất thì trồng dặm vào những chỗ hom chết, xới xáo cỏ dại

- Mỗi lần cắt xong phải làm sạch cỏ dại, cắt sạch lá khô dưới gốc, vào mùa khô sau mỗi lần bón phân tiến hành tưới đẫm để giúp cỏ phát triển tốt

* Thời gian và lượng phân bón:

- Đối với cỏ mới trồng, khi cây cỏ cao khoảng 30 – 35 cm tiến hành bón phân để giúp cây cỏ phát triển tốt

- Đối với cỏ voi đang trong thời gian khai thác, sau khi đã khai thác xong khoảng 10 –

15 ngày, cây cỏ đã xuất hiện mầm mới cao khoảng 20 – 25cm, tiến hành bón phân để giúp cây cỏ phát triển tốt

- Lượng phân bón: mùa khô bón 80 kg Ure/lần thu hoạch, mùa mưa bón 80kg Ure +

15 kg KCl/ha/lần thu hoạch

- Bên cạnh việc bón phân định kỳ sau mỗi đợt thu hoạch thì hàng năm ta bổ sung thêm phân lân 400 kg/ha, bón vào đầu và cuối mùa mưa của năm

* Cách bón phân :

Lượng phân bón được trộn đều với nhau và tiến hành bón đều trên diện tích trồng cỏ Vào mùa mưa sau khi bón phân không cần tưới nước, nhưng vào mùa nắng sau khi bón phân xong thì tiến hành tưới để giúp cây cỏ hấp thu được lượng phân đã bón

Thu hoạch:

- Đợt thu hoạch khi cỏ được 50 – 60 ngày tuổi (không thu hoạch non đợt đầu ảnh hưởng tới khả năng tái sinh của cỏ) Các đợt sau thu hoạch cách nhau khoảng 40 - 45 ngày Cắt sát gốc (cách mặt đất 4 – 5 cm) Cắt non quá cỏ nhiều lá, mềm, bò thích ăn nhưng chất khô của cỏ rất thấp (có thể dưới 10%), vì vậy bò ăn no bụng nhưng vẫn thiếu chất khô Cắt già quá phần thân dưới hoá gỗ cứng, bò ăn không hết trở nên lãng phí Cỏ voi không được chăm sóc sẽ phát triển chậm, thân già cứng sớm bò cũng không thích ăn

- Như vậy mỗi năm tiến hành thu hoạch 8 lần, ước lượng năng suất đạt khoảng 240 tấn/ha/năm

* Chú ý:

Khi khai thác cỏ voi không nên phát sát mặt đất hoặc phát chừa gốc lại quá cao Vì cỏ voi sau mỗi chu kỳ khai thác, cây sẽ bật mầm ở vị trí mắt gần sát gốc, nên nếu ta phát

sát mặt đất có khả năng cây sẽ không bật mầm mới và dẫn tới chết cây, ngược lại nếu phát chừa gốc lại quá cao sẽ dẫn tới hiện tượng lồi gốc và cây phát triển lại rất yếu Một số kỹ thuật xử lý cỏ sau thu hoạch

- Thức ăn xanh đem ủ nhờ lên men yếm khí hạn chế bị hư hỏng do ôxy hoá

- Acid tạo ra trong quá trình lên men hay acid bổ sung vào sao cho quá trình lên men đều dừng lại

Ủ cỏ xanh với rỉđường và muối

- Nguyên liệu: Có thể ủ xanh cỏ tự nhiên, cỏ trồng (như cỏ voi, cỏ sả, cỏ họ đậu) hay thân cây bắp tươi, cây đậu phụng thậm chí cả cây lục bình Cỏ nên cắt vào thời điểm trước khi ra hoa.Cỏ không quá non chứa nhiều nước khó ủ, cũng không chờ cỏ quá già.Nếu là cỏ trồng nên cắt sau 45 ngày Có thể ủ nhiều loại cỏ họ đậu với nhau,

cỏ họ đậu nên ủ chung với cỏ voi Các nguyên liệu bổ sung như rỉ đường 2-4 %, muối 1-2 % so với trọng lượng cỏ tươi

- Chuẩn bị nguyên liệu ủ cỏ: Chọn ngày nắng ráo để cắt cỏ, trải ra sân phơi cho héo, sau đó cắt ngắn độ 2-3 cm

Ủ chua thân, vỏ bắp thu trái non

lót bên trong bằng một túi nylon, chừa phần dư bên dưới để lót đáy hố, chừa phần dư bên trên để có thể cột chặt khi ủ xong hố

b Cho vỏ, thân bắp vào hố ủ:

- Cân vỏ bắp: Đối với hố có đường kính 1,2 m x đáy 1,2 m x cao 1,2m cho vào

hố mỗi lớp:50kg vỏ bắp + 1kg cám + 0,5 kg muối (cám 2% + muối 1%) Hoặc50kg vỏ bắp+ 2,5kg mật đường + nước + 0,5 kg muối (mật đường 5% + muối 1%)

- Dậm bằng chân kỹ lưỡng, nhất là vách hố ủ Cứ thực hiện cho đến khi đầy hố

- Khi đã ủ đầy hố, cột chặt miệng túi nylon

- Đặt một tấm vĩ, bên trên xếp những tảng đá hoặc những vật nặng

- Mái che

c Cách lấy vỏ bắp ủ cho bò ăn:

- Có thể lấy cho bò ăn sau khi ủ 3 tuần

- Bốc bỏ phần bắp ủ bị nhiễm mốc hoặc vỏ bắp ủ bị nhũng

- Khi đã mở hố ủ nên cho bò ăn liên tục, không nên ngưng

- Tuỳ cấu trúc của hố mà lấy vỏ bắp ủ cho bò ăn:

+ Nếu hố dài nên lấy từng phần và xắn theo chiều sâu của hố

+ Nếu hố hình giếng, lấy lớp trên rồi nén lại cho chặt, đậy kỹ như cũ

d Đánh giá chất lượng vỏ bắp ủ bằng cảm quan:

- Mùi thơm axit dễ chịu

- Màu vàng xanh của dưa cải muối, không mềmnhũng

- Vị không đắng và không chua gắt

- Không có nấm mốc

6 Tình hình chăn nuôi trâu bò ở nước ta

Tình hình chăn nuôi trâu bò thịt

Về truyền thống chăn nuôi trâu bò thịt ở nước ta thực chất là chăn nuôi bò địa phương kết hợp lấy thịt với khai thác sức kéo và phân bón phục vụ sản xuất nông nghiệp Ngày nay, trong khi đàn trâu bò cày kéo có xu hướng giảm thì chăn nuôi trâu bò theo hướng lấy thịt đang ngày càng phát triên mạnh hơn đê đáp ứng nhu

cầu về thịt ngày càng tăng của nhân dân Bảng 1.1 cho thấy diễn biến đàn trâu bò qua một số năm gần đây ở nước ta

Nguồn: FAO Statistics (2005)

Bảng 1 1 Số lượng đàn trâu bò của cả nước trong những năm qua (1000 con)

Phân bố của đàn trâu bò theo các vùng sinh thái được trình bày ở bảng 1.2 Khoảng 45% tổng số đàn bò của cả nước tập trung ở các tỉnh miền trung Việt Nam, đây là vùng cung cấp bò cày cho vùng đồng bằng sông Cửu Long và vùng đồng bằng châu thố Sông Hồng Khoảng 54,5% số lượng đàn bò được phân bố trên 5 vùng sinh thái khác nhau của đất nước, là nguồn sức kéo chủ yếu của nông nghiệp cho các vùng trên Tây Nguyên là vùng đất rộng lớn, có nhiều đất đai và đồng cỏ phù hợp cho chăn nuôi

bò nhưng tại đây số lượng bò chỉ chiếm khoảng 10,7% tổng số bò của cả nước và đàn trâu rất ít

Bảng 1 2 Phân bổ đàn trâu bò theo vùng sinh thái (năm 2004)

Nguồn: Niên giám thống kê (2005)

Vùng sinh thái Đàn trâu (%) Đàn bò (%)

7 Đồng bằng Sông Cửu long 1,6 8,5

Từ năm 1990 đến nay, đàn bò của nước ta phát triển với tốc độ tăng đàn hàng năm trên 4% Miền Bắc có Đồng Bằng Sông Hồng và miền Nam có Đông Nam Bộ

là hai vùng có tốc độ phát triển đàn bò nhanh nhất so với các vùng sinh thái khác với tỷ lệ tương ứng là 7,61% và 9,85% Tuy nhiên, khoảng gần 70-75% tổng đàn

bò của cả nước hiện nay vẫn là bò vàng địa phương, sinh trưởng chậm, khối lượng thấp, trung bình con đực là 180-200 kg và bò cái từ 150-160 kg Bò vàng có tỷ lệ thịt xẻ thấp khoảng 40-44% so với khối lượng sống Thịt trâu bò trên thị trường chủ yếu là thịt của trâu bò nội (kiêm dụng lao tác-thịt) Hiện nay (năm 2004), sản lượng thịt hơi trâu bò hàng năm của ta chỉ đạt khoảng trên 170 nghìn tấn trong tông

số 2,5 triệu tấn thịt hơi của các loại gia súc gia cầm Lượng thịt tiêu thụ bình quân khoảng 30 kg thịt hơi/người/năm, trong đó chỉ có khoảng 2,2 kg là thịt trâu bò Xuất phát từ yêu cầu tiêu dùng và đế từng bước xây dựng đàn bò thịt ở Việt Nam, từ những năm 1960 Nhà nước đã có chương trình cải tiến đê nâng cao năng suất của đàn bò địa phương bằng cách cho lai với các giống bò Zêbu như bò Red Sindhi Thực tế bò Red Sindhi đã được nhập vào nước ta từ đầu những năm 20 của thế kỷ trước và đã tạp giao với bò địa phương tạo ra bò Lai Sin có khả năng cho thịt tốt hơn bò địa phương rất nhiều Vào những năm 70 ngoài các giống bò thịt nhiệt đới như bò Red Sindhi, Sahiwal và Brahman ra thì một số bò ôn đới như Limousin, Hereford, Simmental, Santa Gertrudis, v.v cũng đã được nhập nội để tăng cường việc lai tạo và cải tiến đàn bò địa phương trên phạm vi và quy mô lớn hơn Các loại bò lai hướng thịt có tốc độ tăng trọng và khối lượng trưởng thành khá cao (45-47%) Tuy nhiên, cho đến nay đàn bò lai mới chiếm khoảng 25-30% tống đàn bò của cả nước

Để phát triến chăn nuôi bò thịt chất lượng cao, trong các năm 2002-2004 khoảng 2500 con bò thịt nhiệt đới giống Brahman và Droughtmaster của Australia

đã được nhập vào nước ta Một số trang trại chăn nuôi bò thịt cao sản hàng trăm con đã được hình thành tại các điạ phương như: Sơn La, Lai Châu, Điện Biên, Tuyên Quang, Hà Tây, Nghệ An, Thừa Thiên- Huế, Bình Định, Phú Yên, Tp Hồ Chí Minh và Bà Rịa-Vũng Tàu Kết quả bước đầu cho thấy các giống bò thịt cao sản này có khả năng thích nghi với điều kiện thời tiết và khí hậu của ta Tuy nhiên vấn đề phối giống nhân tạo và chăn nuôi tập trung trong điều kiện thiếu bãi chăn cho tỷ lệ đậu thai thấp và tuổi đẻ lứa đầu cao

Các cơ sở chăn nuôi bò thịt thuần nhập nội ở các địa phương nói trên là mô hình chăn nuôi bò thịt thâm canh, đồng thời là nơi sản xuất và cung cấp bò giống chất lượng cao đê đáp ứng nhu cầu phát triển bò thịt cho các địa phương Tổng

cái giống Red Sindhi, Brahman và Sahiwal Tuy nhiên các cơ sở này chưa đáp ứng được việc cung cấp đủ số lượng bò thịt chất lượng cao cho nhu cầu chăn nuôi bò thịt hiện nay

Hiện nay trong cả nước đã hình thành nhiều trang trại phát triển chăn nuôi bò thịt thâm canh Một số tỉnh đã có các trang trại tư nhân phát triên chăn nuôi bò giống địa phương quy mô lớn hàng trăm con đến 500 con như các tỉnh Bình Thuận, Ninh Thuận, Bình Phước và Lâm Đồng Năm 2005, cả nước có 3404 trang trại chăn nuôi bò sinh sản và bò thịt, trong đó miền Bắc có 1064 trại (chiếm 31,26%) và miền Nam 2340 trại (chiếm 68,74%) Tuy vậy, việc tô chức ngành hàng và quản lý công tác giống bò thịt của nước ta vẫn chưa có hệ thống, chưa đi vào quy cũ

Nhờ mức sống của người dân ngày càng được nâng cao nên nhu cầu tiêu thụ thịt trâu và thịt bò ngày càng tăng, giá thịt trâu bò cũng như giá con giống đang tăng lên nhanh chóng Điều đó đang thúc đẩy và là cơ hội để ngành chăn nuôi trâu bò thịt trong nước phát triển

Tình hình chăn nuôi trâu bò cày kéo

Từ ngàn xưa nghề nuôi trâu bò ở nước ta gắn liền với trồng trọt trong các hệ thống canh tác hồn hợp Trâu bò cày kéo là một bộ phận cấu thành của nền văn minh lúa nước Hệ thống canh tác kết họp trồng lúa với chăn nuôi trâu bò rất phổ biến và quan trọng trong lịch sử phát triển của nước ta, một nước mà cho đến này nền kinh tế nông nghiệp vẫn đóng một vai trò hết sức quan trọng Trâu bò cày kéo đã gắn bó mật thiết với người “thợ cày”, đã đi vào tục ngữ, ca dao, dân ca cũng như trong đời sống văn hoá, tinh thần và tâm linh của họ Trong nông nghiêp, một mặt trâu bò cung cấp sức kéo phục vụ cho việc làm đất và phân bón đê làm tăng độ màu mỡ của đất Mặt khác, chúng lại dựa vào các phụ phẩm, đặc biệt là rơm lúa, làm nguồn thức ăn Trên

cở sở kết hợp chăn nuôi-trồng trọt này mà nền nông nghiệp Việt Nam đã tỏ ra rất bền vừng qua nhiều đời nay, giúp nước ta vượt qua được nhiều cuộc chiến tranh và những cơn khủng khoảng năng lượng hoá thạch

Gần đây do sự thu hẹp đất đai canh tác, do có cơ giới hoá một phần các hoạt động nông nghiệp nên nhu cầu về trâu bò cày kéo có xu hướng giảm, thê hiện qua sự giảm về đầu con trâu bò cày kéo trong những năm vừa qua (bảng 1.4) Tuy vậy, ngày nay công việc làm đất nặng nhọc vẫn thu hút gần 70% trâu và 40% bò trong toàn quốc, đáp ứng khoảng trên 70% sức kéo trong nông nghiệp

Bảng 1 3 Lượng đàn trâu bò cày kéo cả nước trong những năm qua (1000 con)

Mặc dù có sự giảm sút nhất định gần đây về nhu cầu đối với trâu bò cày kéo, nhưng chắc chắn vai trò của trâu bò cày kéo ở nước ta vẫn quan trọng về lâu về dài nhờ những lợi thế bền vững của chúng Các giống trâu và bò nội của ta rất thích nghi với các hoạt động lao tác trong điều kiện sống kham khổ và nóng ẩm Ngoài việc sử dụng cây cỏ tự nhiên và phụ phẩm cây trồng sẵn có làm nhiên liệu, trâu bò cày kéo còn có lợi thế hơn máy móc ở chỗ chúng còn có khả năng tự sinh sản, cung cấp phân bón, không bị han rỉ, và khi cẩn “thanh lý” thì vẫn có thể bán như một nguồn thực phẩm có giá trị

Chính vì thế, đã có lúc tưởng chừng trâu bò cày kéo sẽ bị thay thế hoàn toàn bởi máy cày (trâu sắt), thế nhưng chúng vẫn tồn tại “bền vững” với vai trò truyền thống Thực tế là hiện nay các hộ nông dân của ta có không nhiều đất canh tác và lại phân chia thành từng mảnh nhỏ lẻ Trong điều kiện đó sử dụng máy móc sẽ không thuận lợi Hơn nữa, nước ta có ba phần tư là đồi núi, đất dốc, ruộng nhỏ, ruộng bậc thang, ruộng ở những rẻo thung lũng nhỏ hẹp, đường đi khó khăn sẽ rất hạn chế cho mày cày hoạt động Vì vậy trâu bò cày kéo vẫn tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong công việc làm đất cũng như nhiều công việc kéo xe, kéo gỗ, thồ hàng khác Thêm vào đó, các nguồn năng lượng hoá thạch trên thế giới ngày càng trở nên cạn kiệt đẩy giá lên cao làm cho sức kéo máy móc trở nên không kinh tế và sức kéo trâu bò càng trở nên bền vừng hơn trong điều kiện một nước nông nghiệp nghèo như nước ta Bài học đắt giá gan đây của nhiều quốc gia đoạn tuyệt với sức kéo của gia súc đã chứng minh “lời

hứa” giản dị của dân ta “bao giờ cây lúa còn bông thì còn ngọn cỏ ngoài đông trâu ăn” không những có tình mà còn có lý nữa

7 Đặc tính của máy cắt và băm cỏ voi

-Cắt và băm cỏ bằng cơ cấu gồm rulô cuốn cỏ và dao cắt dạng đĩa

-Phải làm sao vừa kẹp chặt vừa cắt để cho ra cỏ băm với kích thước tương đồng

-Cơ cấu cắt phải gọn gàng, đủ độ bền và an toàn

-An toàn cho người sử dụng máy

8 Kết cấu của máy cắt, băm cỏ voi

Phần khung máy: Chịu tải trọng, cứng vững và bộ phận để liên kết các bộ phận khác trên máy, có ngăn đựng đồ dùng cá nhân cho công nhân đứng máy

Cơ cấu rulô trước và dao: Dùng để cuốn, cắt và định hướng cây cỏ chuẩn bị chuyển sang cơ cấu rulô nhỏ tiếp theo

Cơ cấu rulô kẹp: Dùng để kẹp chặt và đồng thời định hướng cỏ chuẩn bị cho quá trình băm

Cơ cấu băm cỏ: Dùng lưỡi dao thẳng gắn trên đĩa dao quay với vận tốc cao để băm

cỏ đồng thời thổi mạnh ra sau thùng phụ liệu

Các cơ cấu truyền động bánh răng, xích, truyền động đai, các đăng: Dùng cung cấp năng lượng từ nguồn để cho máy hoạt động và vận hành

9 Các nghiên cứu liên quan tới đề tài

Các nghiên cứu trong nước:

Mô tả về máy:Máy nặng gần 90 kg, cao khoảng 1 m Có họng thái cỏ vào và ống phun cỏ đã băm ra.Máy được gắn một mô tơ 2,5 KW với công suất thiết kế băm nát được từ 1,6-1,8 tấn cỏ/giờ Cải tiến, thay lưỡi dao cong bằng lưỡi dao thẳng và vát một bên; một trục quay đồng thời gắn thêm 3 chân vịt song song với 3 lưỡi dao để tăng gia tốc quay, tạo lực ly tâm đẩy cỏ ra ngoài Với tốc độ quay 1.400 vòng/phút theo nguyên

lý chuyển điện thành cơ Phía dưới máy được gắn bánh xe để tiện di chuyển Máy sử dụng nguồn điện 220V

Xuất xứ: Việt Nam

Hình 1 3 Máy băm cỏ của anh ‘Hai Lúa’

Các nghiên cứu ngoài nước:

Mô tả về máy: Kurihara MC1200 là dòng máy thu hoạch các loại cỏ voi, thân cây ngô

(bắp),… làm thức ăn cho bò; Máy cắt và thái đa năng cỏ voi tự hành, …

Đặc điểm: Linh hoạt lắp vào các loại máy kéo nông nghiệp Có thể phối hợp với một máy đóng kiện, bọc kín plastic kéo theo sau máy kéo hoặc chỉ đưa sản phẩm cắt băm qua một romooc chở về kho đóng kiện lưu trữ

Hàng cắt: một hoặc hai

Trọng lượng kiện tròn: Khoảng từ 400kg đến 500kg

Công suất động cơ máy kéo: từ 30Hp đến 100Hp

Trọng lượng tĩnh : 500kg đến 1000kg

Ứng dụng: Thu hoạch cỏ voi , bắp ngô (nguyên cây) bằng cách cắt và thái (băm xay) vụn thành thức ăn cho bò sau đó cho sản phẩm đã thái vụn qua máy đóng kiện, đóng thành kiện ủ dự trữ làm thức ăn chăn nuôi bò… Đây là một khâu trong công nghệ nuôi bò theo phương thức“ Cung Cấp Thức Ăn Hoàn Chỉnh – TMR- Total Mixed

Ration ”

Xuất xứ: JAPAN

Hãng sản xuất: KURIHARA

Hình 1 4 Máy cắt, băm cỏ voi KURIHARA MC1200

Mô tả về máy: TQ9Z-30 có thể băm tươi hoặc khô các loại rơm rạ, cỏ, thân cây

ngô, mía, và các loại cây trồng khác nhằm làm nguyên liệu chế biến thứcăn cho gia súc, trâu bò, hươi nai

Máy băm cỡ lớn TQ9Z-30 còn băm được cả các loại cành cây tươi hoặc khô như thân cây bông, cành cây, vỏ cây Các sản phẩm loại này sẽ là nguyên liệu tuyệt vời cho ngành công nghiệp giấy, sản xuất Ethanol, ván ép, lọc dầu, và các ngành công nghiệp khác

Xuất xứ: Trung Quốc

Thông số kỹ thuật của Máy băm cỡ lớn TQ9Z-30

(dài x rộng x cao) 4290 × 2510 × 4510 Trọng lượng máy không tính động cơ (kg) 2300

Băng tải: Động cơ 3Kw, dài 4,5 m (cái) 1

Hình 1 5 Máy băm cỏ voi cỡ lớn TQ9Z-30

Mô tả về máy:Máy băm cỏ 9Z-2,5 dùng để băm cây ngô, rơm rạ, cỏ tươi hoặc khô Để

ủ chua chế biến các thức ăn cho chăn nuôi gia súc, trâu, bò, cừu, hươu, nai, ngựa Máy băm cỏ TQ9Z-2,5 còn có thể băm phụ phẩm nông, lâm nghiệp, Cây cỏ bụi làm phân xanh

So với các loại máy băm thái cỏ khác máy băm cỏ TQ9Z-2,5 rất gọn nhẹ nhưng có hiệu suất cao hơn hẳn Dễ sử dụng và bảo dưỡng cũng như sửa chữa

Khi sử dụng máy băm cỏ TQ9Z-2,5 các hộ chăn nuôi sẽ giảm được nhân lực tăng năng xuất lao động Giảm chi phí nhân công

Xuất xứ: Trung Quốc

Thông số kỹ thuật chính Máy băm cỏ TQ9Z-2,5:

Hình 1 6 Máy băm cỏ 9Z-2,5

Mô tả về máy: Máy cắt cỏ voi model 9QSD-1200 do công ty Công ty TNHH Thiết Bị

Công Nghệ A.R.I nhập khẩu từ Cty TNHH Tân Cương Trung Quốc Máy cắt cỏ voi này cùng các loại máy thu hoạch cỏ khác được Công ty trực tiếp phân phối và bảo hành sản phẩm tại Việt Nam

Máy cắt cỏ voi model 9QSD-1200 là loại máy đa năng liên hoàn thu hoạch cây bắp, cỏ voi được lắp với máy kéo bốn bánh có mã lực trên 80HP Máy kéo sẽ kéo Máy cắt và băm cỏ cho bò 9QSD-1200 chạy trên ruộng, đồng thời cung cấp động lực để làm quay đĩa mang lưỡi cắt và các dao băm nhỏ Máy vừa cắt và băm nhỏ cỏ voi, cây ngô ra sản phẩm có thể điều chỉnh độ dài từ 15mm – 50mm Sản phẩm liên tục phun ra romooc kéo theo máy kéo hoặc ô tô tải đi bên cạnh

Xuất xứ: Trung Quốc

Thông số kỹ thuật máy cắt cỏ voi 9QSD-1200

Mô tả về máy: Model 9QSD-900 do Công ty TNHH Thiết Bị Công Nghệ A.R.I nhập

khẩu cùng các loại máy cắt cỏ khác như máy cắt cỏ cầm tay, máy thu hoạch cỏ, máy thái thân cây ngô, của Cty TNHH Tân Cương Trung Quốc sản xuất các sản phẩm và

thiết bị máy cắt cỏ được Công ty phân phối và bảo hành tại Việt Nam

Đặc điểm của Máy cắt cỏ cho bò model 9QSD-900 lắp với máy kéo bốn bánh có mã lực trên 55HP Máy kéo sẽ kéo Máy cắt và băm cỏ cho bò 9QSD-900 chạy trên ruộng, đồng thời cung cấp động lựcđể làm quay đĩa mang lưỡi cắt và các dao băm nhỏ Máy vừa cắt và băm nhỏ cỏ voi, cây ngô ra sản phẩm có thể điều chỉnh độ dài từ 7mm – 35mm Sản phẩm liên tục phun ra romooc kéo theo máy kéo hoặc ô tô tải đi bên cạnh

Thông số kỹ thuật Máy cắt và băm cỏ cho bò 9QSD-900:

Chiều dài cắt nhỏ Mm 7-35 (có thể điều

Hình 1 8 Máy cắt cỏ, bắp Model 9QSD-900

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1 Yêu cầu kỹ thuật của máy thái thức ăn cho gia súc

Phải có tính vạn năng: thái được nhiều loại rau cỏ, cây cối

Điều chỉnh được chiều dài đoạn thái hoặc bề dày phù hợp với các loại vật nuôi: đối với trâu bò: rau cỏ cần thái dài từ 40-50mm, củ quả thái dày 8-12mm, đối với lợn: rau cỏ thái dài 10-20mm, củ quả thái dày 5-8mm với lát hẹp, đối với gia cầm: rau cỏ cần thái dài dưới 10mm, củ quả phải băm vụn 3-4mm, rơm cỏ độn chuồng thì thái dài khoảng 100mm

Khi thái không làm nát, ép mất nhiều nước trong rau cỏ, củ quả Khi thái thân cứng thì cần làm mềm đoạn thái

Có đủ các bộ phận cơ khí hóa cung cấp rau cỏ vào máy, thu các đoạn thái ra Năng suất cao từ 10 tấn/giờ

Dễ sử dụng, bảo trì bảo dưỡng máy Hoạt động ổn định, ít hư hỏng

Kết cấu gọn nhẹ, có các bộ phận che chắn, đảm bảo an toàn lao động

2 Nguyên lý làm việc và cấu tạo:

Về nguyên lý cấu tạo máy thái rau cỏ rơm thường gồm:

- Bộ phận thái (1) gồm một số dao (được lắp trên trống dao hoặc đĩa dao) và tấm kê thái Bộ phận thái có nhiệm vụ băm nhỏ cỏ rồi thổi trực tiếp ra ngoài (đối với dao dạng đĩa) hoặc đẩy qua cơ cấu hỗ trợ phun (đối với dao dạng tang trống)

- Bộ phận cung cấp gồm các trục cuốn (2) kết hợp với dây chuyền cung cấp để nén và đưa rau cỏ rơm vào bộ phận thái

- Bộ phận ống dẫn cỏ (5) có nhiệm vụ dẫn cỏ ra thùng chứa, với kết cấu máy chạy trực tiếp trên đồng ruộng thì ống dẫn cỏ nên thiết kế sao có thể điều chỉnh được hướng

- Bộ phận động lực, bộ phận truyền động và khung máy

- Ngoài ra đối với máy có dao băm dạng tang trống còn có thêm cơ cấu nén và thổi cỏ (3),(4) để giúp quá trình đẩy cỏ ra ngoài họng phun

- Việc thay đổi độ dài đoạn thái được thực hiện bằng cách hoặc thay đổi số dao hoặc thay đổi tốc độ cho bộ phận cung cấp hoặc thay đổi tốc độ của cơ cấu dao băm

- Ngoài việc điều chỉnh khe hở giữa dao thái và tấm kê là rất quan trọng, để thái được gọn và dễ thì khe hở giữa dao thái và tấm kê càng nhỏ càng tốt, nếu khe

hở quá lớn thì việc cắt thái sẽ không xảy ra mà chỉ là hiện tượng bẻ gập rau cỏ rơm xuống, khe hở yêu cầu đối với cắt thái rau cỏ rơm đối với dao đĩa là 0.5-1mm

Hình 2 1 Sơ đồ cấu tạo các bộ phận máy thái rau, cỏ, rơm

3 Lý thuyết cắt thái

Bộ phận làm việc của máy cắt thái rau cỏ rơm thường dựa theo nguyên lý cắt bằng cạnh sắc của lưỡi dao Quá trình cắt thái thường được thực hiện bằng cách di chuyển cạnh các nhị diện AB (cạnh sắc) hợp bởi hai mặt phẳng của lưỡi dao theo hướng P vuông góc với cạnh đó hoặc di chuyển cạnh sắc AB theo hai hướng vuông góc với nhau: vừa theo hướng p (hướng cắt pháp tuyến) vừa theo hướng q vuông góc với p (hướng tiếp tuyến) nghĩa là theo hướng chéo tổng hợp r (hướng cắt nghiêng)

Hình 2 2 Tác dụng cắt thái của lưỡi dao Theo thí nghiệm của viện sĩ Gơriatskin V.P đã chứng minh rằng nếu cắt thái theo hướng nghiêng sẽ giảm được lực cắt thái cần thiết so với cắt thái theo hướng pháp tuyến (chặt bổ)

Hình 2 3 Mẫu sơ đồ thí nghiệm về cắt thái

Trên đĩa A lần lượt để các quả cân N nặng khác nhau, trên đĩa kia thay bằng một lưỡi dao B, lưỡi dao lắp quay lên trên

Thí nghiệm cắt những cọng cỏ rơm C có bộ phận D giữ và đè cọng rơm vào lưỡi dao, đồng thời D di chuyển được cùng với cọng rơm bằng tay kéo E dọc cạnh sắc lưỡi dao với những độ dịch chuyển S (mm).Kết quả được trình bày ở bảng 3.1

Bảng 3 1 Sự liên hệ giữa lực cắt N và độ dịch chuyển của dao S

N 600 500 400 300 200 100

Hình 2 4 Đồ thị phụ thuộc của lực cắt thái N vào độ dịch chuyển S

Lưỡi dao dù sắc bén nhưng khi soi qua kính hiểm vi cũng thấy có những răng cưa

Do đó, khi lưỡi dao di chuyển có thêm hướng tiếp tuyến, nghĩa là khi có trượt thì lưỡi dao đã phát huy tác dụng cưa đứt vật thái Nếu lưỡi dao chỉ cắt theo hướng pháp tuyến (chặt bổ), đó là quá trình cắt thái bằng nêm, lực cắt thái phải hoàn toàn khắc phục ứng suất của vật thái để cắt vật thái, còn khi cắt có trượt thì một phần lức cắt thái sẽ khắc phục ứng suất kéo, mà các vật liệu thái và nhất là vật liệu có sợi như rơm (mà chúng ta đang đi nghiên cứu) và vật liệu đàn hồi như củ thì ứng suất kéo luôn nhỏ hơn ứng suất nén đáng kể, nhờ tổng hợp lực cắt thái sẽ nhỏ

Ngoài ra, khi cắt thái có trượt, lát thái do đoạn ∆S của lưỡi dao thái trượt theo phương P với diện tích F (cm2) sẽ có bề rộng bp nhỏ hơn bề rộng bn khi đoạn S thái không trượt (theo phương N) với cùng diện tích F đó vì: