Chương 1: Giới thiệu + Chương 2 : Tổng quan + Chương 3 : Cơ sở lý thuyết và lựa chọn nguyên lý hoạt động + Chương 4 : Tính toán, lưa chọn, động cơ và phân phối tỷ số truyền + Chương 5: Tính toán, lựa chọn và kiểm nghiệm một số chi tiết quan trọng + Chương 6 : Mô phỏng và chế tạo mô hình + Chương 7 : Kết quả và kiến nghị 4 do an CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN I. Giới thiệu về cây cỏ Có nhiều loại cỏ đang được trồng làm thức ăn chăn nuôi nhưng chủ yếu là cỏ voi ( Hình 2. Cỏ voi là loại cây thân thảo chia đốt (như cây mía), chiều cao cây có thể tới 2m, đẻ nhánh mạnh, sinh trưởng nhanh. Cây cỏ voi cho năng suất chất xanh rất cao, nhất là vào mùa mưa, một năm có thể cho thu cắt từ 15-20 lứa, năng suất chất xanh đạt trên 100 tấn/ha/năm.
Cỏ voi dễ trồng, dễ chăm sóc, ít sâu bệnh, có thể trồng và cho thu hoạch quanh năm. Các loại động vật nhai lại như trâu, bò, ngựa, dê, hươu nai. rất thích ăn loại cỏ này. Cỏ voi dùng cho vật nuôi ăn trực tiếp hoặc có thể mang ủ chua khi lượng cỏ thu hoạch nhiều, làm thức ăn dự trữ cho mùa đông khô rất tốt.
Không dừng lại ở đó, các nhà khoa học đã tạo ra một giống cỏ mới là VA06 được lai tạo giữa cỏ voi với cỏ đuôi sói ở châu Mỹ. Cây lai có được những tính trạng vượt trội. Ngay năm đầu tiên nó đã có thể đạt năng suất từ 225-375 tấn/ha. Tới năm thứ 2, năng suất có thể đạt tới 480 tấn/ha.
Nó sẽ giữ năng suất đó tới tận lúc chúng ta trồng lại (sau 6 năm). Đường kính thân cây từ 2-3cm. Nó có thể cao tới 3-4m, phiến lá rộng, mềm, hàm lượng dinh dưỡng cao, trong đó có tới 17 loại axit amin và nhiều loại vitamin cần cho cơ thể vật nuôi.1 Tuy trồng cỏ cung cấp đầy đủ lượng thức ăn cho chăn nuôi bò nhờ những đặc điểm tốt nêu trên, nhưng để quá trình sử dụng cỏ không bị lãng phí thì những cây cỏ phải được băm nhỏ trước khi cho bò ăn. Việc băm cỏ mang lại nhiều lợi ích như : giúp cho bò dễ dàng tiêu 5 do an hóa, làm mềm phần thân cây cỏ tránh việc bỏ phí, dễ dàng phối trộn với những loại thức ăn khác, giúp cho quá trình bảo quản ,dự trữ cỏ dễ dàng ,…Việc băm cỏ mất rất nhiều thời gian và công sức.
Nếu cứ băm thủ công thì không thể nào phát triển đàn bò ,không phát triển theo hướng công nghiệp được. Những nghiên cứu trong và ngoài nước về máy băm cỏ. Trong nước: + Máy băm thân cây ngô, cây cỏ voi của nhà sáng chế Nguyễn Hải Châu ( Hình 2. Sử dụng nguồn điện 220V với động cơ 2,2Kw và có tốc độ vòng quay 2850 (vòng/phút) cho ra sản lượng đạt tới 200 (Kg/giờ).
Số lượng lưỡi băm là 3 , độ dài sản phẩm từ 1- 5cm, trọng lượng máy 60 kg , giá 6.Máy được thiết kế với 2 cửa, 1 cửa dùng để đưa nguyên liệu vào và 1 cửa dùng để đưa sản phẩm đã được băm nhỏ ra ngoài.3 + Máy băm cỏ của anh “ hai lúa ” ( Hình 2.3 ) Máy do anh nông dân Phan Xuân Kiển, 47 tuổi, thôn 1, xã Đạ Ròn, H.Lâm Đồng) chế tạo ra. Nó được thiết kế dựa trên nguyên lý hoạt động của máy cắt bắp một hàng (có hệ thống băm) của Đức và một số loại máy băm khác đang dùng cho nông trường. Máy nhỏ gọn 80kg, năng suất cao , lưỡi cắt cứng vững , kích thước cỏ đạt từ 1- 3cm, đặc biệt giá thành rẽ chỉ 2. Hiện nay, ngoài máy băm cỏ chạy bằng mô tơ điện, anh Kiển còn 6 do an thiết kế thành công máy băm cỏ (chạy bằng máy nổ D8) có thể sử dụng cho các vùng nông thôn chưa có điện.2 Ngoài nước Máy băm cỏ TQ9Z9 ( Hình 2.4 ) Máy băm cỏ TQ9Z9A nhập từ Trung Quốc thường được dùng để băm các phụ phẩm nông nghiệp chế biến thức ăn để chăn nuôi gia súc, trâu bò cừu, hươu, nai, ngựa bằng các phụ phẩm như cây ngô, cỏ voi, rơm, cây lạc, dây khoai vv.
Máy băm cỏ TQ9Z9A cũng dùng để băm phế phẩm nông, lâm nghiệp cuống bông, cành cây nhỏ, vỏ cây, vv. Sử dụng xử lý nguyên liệu cho cho ngành giấy, phân bón, ván ép, sản xuất ethanol và các ngành công nghiệp khác. Giá của máy này từ 60 đến 100 triệu đồng.4 7 do an Thông số kỹ thuật của máy TQ9Z9A Mã sản phẩm 3A9Z-9A Động cơ phần băm (Kw) 15 Động cơ Tốc độ (r / min) 1470 Nguồn điện (V) 380 Kích thước đóng gói: 2620 × 1720 × 1850 (dài x rộng x cao) Kích thước Kích thước khi làm việc: 2620 × 2140 × 4110 (dài x rộng x cao) Trọng lượng máy không tính động cơ (kg) 880 Tốc độ băm (r / min) 500 Số lượng lưỡi băm (cái) 3 Độ dài sản Loại lắp 3 dao 12,18, 25, 35(mm) phẩm Sản phẩm được máy phun ra trong bán 10 ~ 15 (m) kính Máy băm cỏ của nông dân các nước khác ( Hình 2.5 ) : 8 do an Hình 2.5 9 do an CHƯƠNG 3 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ LỰA CHỌN NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG I. Cơ sở lý thuyết của quá trình cắt thái bằng lưỡi dao Các bộ phận làm việc của máy cắt thái dùng trong chăn nuôi thường dựa theo nguyên lý cắt thái bằng cạnh sắt của dao.
Quá trình cắt thái thường được thực hiện bằng cách di chuyển cạnh góc nhị diện ( cạnh sắc ) hợp bởi hai mặt phẳng của lưỡi dao. Có hai cách di chuyển của lưỡi dao là theo hướng p vuông góc với vật cắt ( h.1) hoặc theo hai hướng vuông góc với nhau cùng một lúc( h.2), đó là hướng p hướng cắt pháp tuyến và đồng thời theo hướng q vuông góc với p ( hướng cắt tiếp tuyến ), nghĩa là cắt theo hướng tổng hợp r ( hướng cắt nghiêng ). Để chứng minh về tác dụng cắt của hai phương pháp, Viện sĩ Gơriatskin tiến hành thí nghiệm và cho kết quả rằng cắt theo hướng nghiêng sẽ giảm được lực cần thiết và tăng chất lượng thái so với cắt thái theo hướng pháp tuyến. Thí nghiệm như sau ( Hình 3.1) : Dùng một cân Roobecval, trên đĩa A lần lượt đặt những quả cân N (g) khối lượng khác nhau, bên kia đĩa thay bằng lưỡi dao B lắp lưỡi dao quay lên.
Đặt những cọng rơm C có bộ phận D giữ và đè cọng rơm vào lưỡi dao, đồng thời di chuyển được cùng với cộng rơm bằng tay kéo E dọc cạnh lưỡi sắc dao với những độ dịch chuyển S mm. 10 do an Hình 3.1 Kết quả mối liên hệ giữa lực cắt N và độ dịch chuyển S. N 600 500 400 300 200 100 S 1,5 2 8 20 100 160 Công thức thực nghiệm : S Ae. N hoặc N 3S C te Hình 3.2 - Đồ thị phụ thuộc lực cắt N vào độ dịch chuyển S 11 do an Gơriatskin gọi trường hợp cắt pháp tuyến ( S =0 ) là quá trình chặt bổ cắt thái không trượt, trường hợp cắt nghiêng ( S ≠ 0) là quá trình cắt thái trượt.
Như vậy cắt thái có trượt lực cần thiết giảm so với cắt thái không trượt. Lợi ích của quá trình cắt thái có trượt còn được giải thích như sau ( Hình 3.3) : Lưỡi dao dù rất sắc nhưng khi soi qua kính hiển vi, cũng thấy những răng lồi lõm như lưỡi cưa. Do đó khi lưỡi dao di chuyển có thêm hướng tiếp tuyến, nghĩa là có trượt thì lưỡi dao đã phát huy được tác dụng cưa đứt vật thái. Nếu lưỡi dao chỉ cắt theo phương pháp tuyến ( chặc bổ ), khi đó lực cắt thái phải khắc phục hoàn toàn ứng suất nén để cắt đứt vật thể.
Còn khi cắt có trượt thì một phần lực cắt thái sẽ chỉ khắc phục ứng suất kéo của vật thái mà đối với vật liệu như rau cỏ thì ứng suất kéo nhỏ hơn ứng suất nén đáng kể. Ở củ quả ứng suất nén σn= 86 -104 N/cm2 , ứng suất kéo σk = 45-85 N/cm2. Ngoài ra do khi cắt thái có trượt bề rộng bp nhỏ hơn bề rộng thái khi thái không trượt bn cho dù có cùng diện tích cắt thái F.3 -Tác dụng cắt trượt của chiều rộng cắt thái Trong nông nghiệp cắt thái có trượt phù hợp với vật thái có nhiều thớ, bản thân có tính đàn hồi, đối với vật rắn không đàn hồi thì cắt trượt bằng lưỡi dao không hợp lý. Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cắt của dao.
Áp suất cắt riêng q ( N/cm) của cạnh lưỡi dao trên vật thái Đây là yếu tố trực tiếp chủ yếu đảm bảo quá trình cắt đứt q = Q/∆S (N/cm) , Công thức 2,-32 ,trang 49 [2] Q – Lực cắt thái cần thiết (N) ∆S – chiều dài đoạn lưỡi dao cắt vào vật liệu (cm) 12 do an Áp suất phụ thuộc vào độ sắc của dao, góc mài dao, các tính chất cơ lý của vật thái, chế độ động học của dao. Theo sơ đồ cắt thái bằng lưỡi dao ( Hình 3.4), thể hiện quá trình cắt thái các vật thái đàn hồi, áp suất riêng gây ra hai giai đoạn: đầu tiên lưỡi dao nén ép vật thái một đoạn rồi đến cắt đứt vật thái. Trong quá trình lưỡi dao đi vào vật thái còn phải khắc phục các lực ma sát T1 do áp lực cản của vật thái tác dụng vào mặt bên của dao và T2 do vật thái dịch chuyển bị nén ép tác động vào mặt vát của cạnh sắc lưỡi dao. Nếu gọi Pt là lực cản cắt thái thì : Hình 3.cosα , 2-33, trang 50 [2] Đối với quá trình cắt thái không trượt ( băm bổ ) thi Q = Pt Áp suất riêng q (N/cm) của một số vật thái khi cắt thái chặt bổ (không trượt ),Trang 50 [2] - Rơm : q = 50 - 120 N/cm - Rau cỏ : q = 40 - 80 N/cm - Củ quả : q = 20 – 40 N/cm b.
Các yếu tố thuộc về dao thái Độ sắc của cạnh sắc lưỡi dao s ( mm ) (Hình 3.5) : chính là chiều dày s của nó. Độ sắc cực tiểu đạt 20 – 40 µm, đối với các dao thái trong chăn nuôi s không vượt quá 100 µm , nếu lớn hơn thì dao đã bị cùn và thái kém. Độ sắc thái càng lớn thì ứng suất riêng càng Hình 3. Góc cắt thái α ( Hình 3.6 ) Góc cắt thái α ảnh hưởng đến áp suất cắt thái góc này bằng tổng của 2 góc: góc đặt dao β và và góc mài σ.