chương 1. Máy tuốt lạc là một trong những sản phẩm tân tiến thuộc dòng máy nông nghiệp, có công dụng tuốt nhanh, sạch củ lạc ra khỏi thân và không làm vỡ, nát củ lạc.Tỷ lệ tuốt sạch đến 98%. Bài toán về thay thế máy móc trong nông nghiệp chuyển đổi dần từ sức người sang máy móc hay bài toán về năng xuất. Việc ra đời máy tuốt lạc có thể giải quyết về những vấn đề trên.
SVTH: Nguyễn Văn Thảo GVHD: Th.S Đào Thanh Hùng 5 Trương Bùi Văn Tiến TÍNH TOÁN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, CẢI TIẾN MÁY TUỐT LẠC CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN VÀ THẾT KẾ MÁY TUỐT LẠC 2. Nguyên lí quy trình thiết kế máy tuốt. Đối với máy tuốt chạy điện. • Sơ đồ nguyên lý của máy tuốt lạc chạy bằng động cơ điện: Khi đóng điện động cơ quay truyền chuyển động tới trục thông qua hệ thống bộ truyền dây đai và các Buli, các gông tuốt lắp trên trục được truyền chuyển động sẽ quay với tốc độ thích hợp.
Hai trục được lắp vào ổ bi một đầu được lắp với Buli và bánh răng nhận chuyển động từ động cơ, khi vật liệu được đưa vào bàn máy ta tiến hành tuốt. Dựa vào nguyên lý đó em đã chế tạo máy tuốt lạc chạy bằng động cơ điện. Máy tuốt lạc chạy bằng động cơ điện đem lại năng suất cao giảm bớt được thời gian rất nhiều cho người nông dân, đồng thời tiết kiệm sức lao động và đạt được hiệu quả kinh tế cao. Chính vì tính cấp thiết như trên em thực hiện đề tài đã chế tạo máy tuốt lạc chạy bằng động cơ điện dưới đây.
Máy tuốt lạc chạy bằng động cơ điện SVTH: Nguyễn Văn Thảo GVHD: Th.S Đào Thanh Hùng 6 Trương Bùi Văn Tiến TÍNH TOÁN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, CẢI TIẾN MÁY TUỐT LẠC Ưu điểm: + Không phải đòi hỏi diện tích nơi làm việc phải lớn nên có thể sử dụng ngay tại nhà. + Máy có kích thước rất gọn nhẹ dễ di chuyển trong điều kiện giao thông nông thôn. + Cấu tạo đơn giản, giá thành rẻ phù hợp với kinh tế của từng hộ gia đình. + Máy có cấu tạo đơn giản, sử dụng dễ dàng, rất an toàn khi làm việc mà vẫn đáp ứng năng suất cao.
Nhược điểm: + Do tính chất của máy chạy bằng động cơ điện nên chủ yếu được sủ dụng tại chổ, không có tính cơ động cao. Đối với máy tuốt chạy bằng động cơ xăng. • Sơ đồ nguyên lý của máy tuốt lạc chạy bằng động cơ xăng: Ưu điểm: Ngoài những đặc điểm giống với máy tuốt sử dụng động cơ điện thì máy tuốt chạy bằng động cơ xăng còn có ưu điểm nữa là có thể di chuyển máy ra tận ruộng để sử dụng. Chỉ cần thay động cơ điện bằng động cơ xăng.
Nhược điểm : + Chi phí sản xuất cao do nhiên liệu chủ yếu là xăng, khi hoạt động để lại nhiều tiếng ồn. SVTH: Nguyễn Văn Thảo GVHD: Th.S Đào Thanh Hùng 7 Trương Bùi Văn Tiến TÍNH TOÁN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, CẢI TIẾN MÁY TUỐT LẠC Hình 2. Máy tuốt lạc chạy bằng động cơ xăng ➢ Từ những đặc điểm phân tích ở trên và ưu nhược điểm của từng phương pháp thu hoạch lạc. Nên em quyết định chọn phuơng án thiết kế máy tuốt lạc chạy bằng động cơ điện.
Thiết kế cơ cấu truyền động. Bộ truyền đai. Giới thiệu bộ truyền đai. - Bộ truyền đai thường dùng để truyền chuyển động giữa hai trục song song và quay cùng chiều (Hình 2.3), trong một số trường hợp có thể truyền chuyển động giữa các trục song song quay ngược chiều - truyền động đai chéo, hoặc truyền giữa hai trục chéo nhau truyền động đai nửa chéo (Hình 2.
Bộ truyền đai thông thường Hình 2. Bộ truyền đai chéo và nửa chéo - Bộ truyền đai thông thường gồm 4 bộ phận chính: + Bánh đai dẫn số 1, có đường kính d1, được lắp trên trục dẫn I, quay với số vòng quay n1, công suất truyền động P1, mô men xoắn trên trục M1. + Bánh đai bị dẫn số 2, có đường kính d2, được lắp trên trục bị dẫn II, quay với số vòng quay n2, công suất truyền động P2, mô men xoắn trên trục M2. + Dây đai 1, mắc vòng qua hai bánh đai.
SVTH: Nguyễn Văn Thảo GVHD: Th.S Đào Thanh Hùng 8 Trương Bùi Văn Tiến TÍNH TOÁN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, CẢI TIẾN MÁY TUỐT LẠC - Nguyên lý làm việc của bộ truyền đai: dây đai mắc căng trên hai bánh đai, trên bề mặt tiếp xúc của dây đai và bánh đai có áp suất, có lực ma sát Fms Fms = f.N Lực ma sát cản trở chuyển động trượt tương đối giữa dây đai và bánh đai. Do đó khi bánh dẫn quay sẽ kéo dây đai chuyển động và dây đai lại kéo bánh bị dẫn quay. Như vậy chuyển động đã được truyền từ bánh dẫn sang bánh bị dẫn nhờ lực ma sát giữa dây đai và các bánh đai. Các thông số làm việc chủ yếu của bộ truyền đai.
Số vòng quay trên trục dẫn, ký hiệu là n1, trên trục bị dẫn n2; v/ph. - Tỷ số truyền, ký hiệu là I, I = n1 / n2. - Công suất trên trục dẫn, ký hiệu là P1, công suất trên trục bị dẫn P2; kW. - Hiệu suất truyền động U, U = P2 / P1.
- Vận tốc vòng của bánh dẫn v1, bánh bị dẫn v2, vận tốc dài của dây đai vđ; m/s. - Mô men xoắn trên trục dẫn M1, trên trục bị dẫn M2; Nmm. - Hệ số trượt , = (v1-v2) / v1. - Thời gian phục vụ của bộ truyền, còn gọi là tuổi bền của bộ truyền tb; h.
- Lực căng đai ban đầu trên mỗi nhánh đai F0; N. - Lực vòng tác dụng lên đai, còn gọi là lực căng có ích Ft; N. - Hệ số kéo , = Ft/(2F0). - Yêu cầu về môi trường làm việc của bộ truyền.
- Chế độ làm việc. Ưu, nhược điểm và phạm vi sử dụng của bộ truyền đai. ✓ Ưu điểm của bộ truyền đai. - Bộ truyền đai có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, giá thành hạ.
- Bộ truyền đai có khả năng truyền chuyển động giữa hai trục khá xa nhau, mà kích thước của bộ truyền không lớn lắm. - Bộ truyền làm việc êm, không có tiếng ồn. - Đảm bảo an toàn cho động cơ khi có quá tải. ✓ Nhược điểm của bộ truyền đai.
- Bộ truyền đai có trượt, nêu tỷ số truyền và số vòng quay n2 không ổn định. - Bộ truyền có khả năng tải không cao. Kích thước của bộ truyền lớn hơn các bộ truyền khác, khi làm việc với tải trọng như nhau. - Tuổi thọ của bộ truyền tương đối thấp, đặc biệt khi làm việc với vận tốc cao.
- Lực tác dụng lên trục và ổ lớn, có thể gấp 2÷3 lần so với bộ tuyền bánh răng. SVTH: Nguyễn Văn Thảo GVHD: Th.S Đào Thanh Hùng 9 Trương Bùi Văn Tiến TÍNH TOÁN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, CẢI TIẾN MÁY TUỐT LẠC ✓ Phạm vi sử dụng của bộ truyền đai. - Bộ truyền đai được dùng nhiều trong các máy đơn giản. Khi cần truyền chuyển động giữa các trục xa nhau.
Kết hợp dùng làm cơ cấu an toàn để bảo vệ động cơ. - Bộ truyền đai thường dùng truyền tải trọng từ nhỏ đến trung bình. Tải trọng cực đại có thể đến 50 kW. - Bộ truyền có thể làm việc với vận tốc nhỏ, đến trung bình.
Vận tốc thường dùng không nên quá 20 m/s, vận tốc lớn nhất có thể dùng là 30 m/s. - Tỷ số truyền thường dùng từ 1 đến 3 cho đai dẹt, từ 2 đến 6 cho đai thang. Tỷ số truyền tối đa cho một bộ truyền đai dẹt không nên quá 5, cho bộ truyền đai thang không nên quá 10. - Hiệu suất trung bình trong khoảng 0,92 đến 0,97.
Chọn loại đai. Trong công nghiệp sử dụng các loại đai như sau : đai da, đai vải cao su, đai sợi, đai vải bông. Đai vải cao su gồm nhiều lớp vải bông và cao su Sunfua hóa được sếp từng lớp cuộn từng vòng kín hoặc xoắn ốc. Nhờ đặc tính bền dẻo, ít bị ảnh hưởng của độ ẩm sự thay đổi của nhiệt độ, đai vải cao su được sử dụng khá rộng rãi.
Do những đặc tính trên ta chọn đai là : đai vải cao cao su có tiết diện hình thang va là loại đai thang thường. Chọn vật liệu chế tạo kết cấu. Máy tuốt lạc chạy bằng động cơ điện là tổ hợp của nhiều chi tiết mà trong đó mỗi chi tiết có chức năng và điều kiện làm việc không giống nhau. Do đó phải căn cứ vào yêu cầu kĩ thuật của từng chi tiết để lựa chọn vật liệu chế tạo cơ bản sao cho hợp lý.
Vừa phải đảm bảo chất lượng năng suất và giá thành chế tạo kết cấu. Nói cách khác là vật liệu phải đảm bảo đồng thời 2 chỉ tiêu kinh tế và kĩ thuật. + Đối với phần trục, then do là việc trong điều kiện chịu mài mòn lớn nên yêu cầu độ cứng cao và khản năng chịu mài mòn tốt. Vì vậy yêu cầu vật liệu chế tạo phải là thép có cơ tính tổng hợp tốt, có tính kinh tế cũng như tính sẵn có trên thị trường ta chọn thép 45 để chế tạo SVTH: Nguyễn Văn Thảo GVHD: Th.S Đào Thanh Hùng 10 Trương Bùi Văn Tiến TÍNH TOÁN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, CẢI TIẾN MÁY TUỐT LẠC Bảng 2.1 Thành phần hóa học của thép 45 Thành Mác C Si Mn P≤ S≤ Cr Ni Cu phần thép khác 0,42- 0,17- 0,50- 45 0,035 0,04 ≤0,25 ≤0,25 ≤0,25 - 0,50 0,37 0,80 Bảng 2.2 Cơ tính của thép 45 Cơ tính, Độ cứng (HBS) Trạng Ủ hoặc Mác thái nhiệt , ak/J*cm - Cán ram thép b/MPa st/Mpa 5 % luyện % 2 nóng nhiệt độ cao 45 Thường 598 353 16 40 49 229 197 hoá + Đối với các bộ phận khác như: Cụm khung đế, cụm bàn máy có nhiệm vụ đỡ cụm thân máy và một số chi tiết nhỏ khác làm việc trong điều kiện ít bị mài mòn nên yêu chỉ cần chọn vật liệu là thép cacbon thấp cũng đảm bảo, mặt khác dùng thép cacbon thấp giá thành rẻ hơn các loại thép khác, do dễ chế tạo, tính công nghệ tốt, và đặc biệt là tính hàn rất tốt.
So sánh về giá thành và tính sẵn có trên thị trường ta chọn thép C45 Bảng 2.3 Bảng so sánh thành phần hoá học của các mác thép cacbon thấp Thành phần hóa học Tiêu chuẩn Mác thép C Si Mn P (max) S (max) TCVN CT38 0.050 SVTH: Nguyễn Văn Thảo GVHD: Th.S Đào Thanh Hùng 11 Trương Bùi Văn Tiến TÍNH TOÁN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO, CẢI TIẾN MÁY TUỐT LẠC Bảng 2.