Lựa chọn nguyên lý làm việc và kết cấu từng bộ phận làm việc chính của máy

4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY BÓN PHÂN VIÊN NÉN

4.4. LỰA CHỌN NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC VÀ KẾT CẤU CỦA MÁY

4.4.3. Lựa chọn nguyên lý làm việc và kết cấu từng bộ phận làm việc chính của máy

4.4.3.1. Bộ phận cung cấp a) Nhiệm vụ

Bộ phận cung cấp viên phân có nhiệm vụ lấy từng viên phân từ thùng chứa, cung cấp ủều ủặn cho bộ phận bún, ủảm bảo khoảng cỏch giữa cỏc hàng liền kề nhau và giữa cỏc viờn phõn liền kề nhau trong từng hàng ủỳng yờu cầu kỹ thuật, ủảm bảo mật ủộ bún từ 20 ủến 30 cm. Bộ phận cung cấp cần làm việc ổn ủịnh, viờn phõn khụng bị kẹt tắc, dập vỡ.

b) Lựa chọn nguyên lý làm việc và kết cấu

Qua nghiờn cứu ủiều kiện làm việc, nguyờn lý cấu tạo và hoạt ủộng của một số bộ phận cung cấp trờn cỏc mỏy gieo hạt, cỏc mẫu mỏy ủó ủược chế tạo ủể bún phõn viên nén cho lúa tôi chọn bộ phận cung cấp kiểu trống quay dùng cho máy bón. Bộ phận cung cấp của máy bón phân viên nén cho cói ở thời kỳ bón phân như trên hình 4.3.

+ Kết cấu của bộ phận cung cấp gồm: Thựng chứa viờn phõn nộn 1, ủĩa cung cấp viờn phõn 2, ủĩa khuấy ủảo phõn viờn 3, trục ủĩa cung cấp 4, ống hướng dẫn viờn phõn 5, bao ủĩa cung cấp 6, lưỡi gạt 7.

3 1

2 6 4

5 7

+ Nguyên lý làm việc

Khi bỏnh xe của mỏy lăn trờn ruộng, qua cơ cấu truyền ủộng, chuyển ủộng quay ủược truyền tới trục ủĩa cung cấp 2 và ủĩa khuấy ủảo 3, ủĩa cung cấp quay sẽ lần lượt lấy từng viờn phõn trong thựng chứa chuyển xuống ống hướng dẫn viờn phõn 5 ủể ủưa viờn phõn ủến vị trớ ủó ủịnh theo yờu cầu nụng học.

.

Hỡnh 4.3. Sơ ủồ cấu tạo và nguyờn lý làm việc bộ phận cung cấp viờn phõn 1- Thựng chứa viờn phõn nộn; 2- ðĩa cung cấp viờn phõn; 3- ðĩa khuấy ủảo phõn viờn;

4- Trục ủĩa cung cấp; 5- Ống hướng dẫn viờn phõn; 6- Bao ủĩa cung cấp; 7- Lưỡi gạt + ðể tỏch viờn phõn ủó nằm trọn trong lỗ với cỏc viờn phõn trong thựng chứa, tại vị trớ viờn phõn ủi ra khỏi thựng chứa cú bố trớ lưỡi gạt;

+ ðể trỏnh xảy ra hiện tượng tạo vũm trong thựng chứa cú bố trớ ủĩa khuấy ủảo phõn viờn 3 quay cựng tốc ủộ với ủĩa cung cấp và một thành thựng chứa ủược chế tạo thẳng ủứng;

+ ðể cỏc viờn phõn tự trượt xuống dưới, ủỏy thựng chứa ủược tạo ủộ nghiờng lớn hơn góc giới hạn trượt;

+ Mật ủộ bún ủược ủảm bảo bởi số lỗ trờn ủĩa và tốc ủộ quay n của ủĩa cung cấp 3.

4.4.3.2. Bộ phận bón và lấp nén viên phân

Bộ phận bón và lấp nén viên phân bao gồm: lưỡi rạch rãnh, bộ phận lấp, nén viên phân.

a) Nhiệm vụ

Bộ phận bón và lấp nén viên phân có nhiệm vụ bón viên phân nén xuống ruộng cúi ủảm bảo ủộ sõu từ 5 ủến 7 cm, cỏc viờn phõn và cỏc hàng cỏch ủều nhau một khoảng từ 25 ủến 30 cm, sau ủú lấp, nộn chặt viờn phõn trong ủất.

b) Lựa chọn nguyên lý làm việc và kết cấu

Nghiên cứu bộ phận bón và lấp nén viên phân trên một số máy gieo hạt, máy bón phân viên cho lúa và kết quả nghiên cứu thực nghiệm

Qua kết quả nghiờn cứu ủiều kiện làm việc, cấu tạo và nguyờn lý làm việc của bộ phận xẻ rãnh, bỏ hạt và lấp hạt trên một số máy gieo hạt; bộ phận rạch rãnh, bón phân và lấp nén viên phân trên một số mẫu máy bón phân viên nén cho lúa; chúng tôi ủó chế tạo một số cụng cụ và tiến hành cỏc thớ nghiệm tỡm nguyờn lý bún phõn viờn nộn trên ruộng cói ở thời kỳ bón phân như sau:

- Bón trực tiếp tự do;

- Bón trong ống bao;

- Bón bằng rạch kiểu thuổng;

- Bún bằng rạch rónh thẳng ủứng;

- Bón bằng rạch rãnh nghiêng.

Trờn cơ sở phõn tớch cỏc kết quả thu ủược khi thớ nghiệm với cỏc dụng cụ bún sẽ lựa chọn bộ phận bón phù hợp.

1- Bón trực tiếp tự do

Thớ nghiệm xỏc ủịnh lực cản trung bỡnh khi bún viờn phõn tự do (khụng cú ống bao ngoài) trên chân ruộng cứng cho kết quả trong bảng 3.22.

Lực cản lên dụng cụ là 24.7 ± 2.7 N

P P 2 1

P P

2 1

Tuy viên phân không bị vỡ nhưng lực cản lớn, lỗ sau khi bón có hình tròn như trờn hỡnh 4.4.a, như vậy mỏy phải dừng lại ủể bún từng viờn phõn sau quóng ủường di chuyển từ 20 ủến 30 cm; hoặc miệng lỗ sẽ cú hỡnh ụ van như trờn hỡnh 4.4.b khi mỏy khụng dừng ủể bún phõn. Việc lấp nộn phải dựng 2 bỏnh xe lấp nộn ủặt nghiờng hai phía, như vậy sẽ khó kín chặt và kết cấu phức tạp rất nhiều,…Chính vì vậy khó có thể áp dụng cho máy, chỉ có thể áp dụng cho công cụ bón bằng thủ công.

a) b)

Hình 4.4. Miệng lỗ sau khi bón a- Miệng lỗ tròn; b- Miệng lỗ ôvan 1- Miệng lỗ ; 2- Bánh xe lấp nén ; P- Lực nén ép 2- Bón trong ống bao

Thớ nghiệm xỏc ủịnh lực cản trung bỡnh khi bún viờn phõn trong lũng ống bao ngoài với hai loại ống trên chân ruộng cứng như trên hình 4.5; hình 4.6, kết quả ghi trên bảng 3.21.

+ Với ống bao ngoài (không xẻ rãnh) là 10,70 ± 0.88 N.

+ Với ống bao ngoài (có xẻ rãnh) là 12,68 ± 0.88 N.

ðối với ống bao ngoài cú xẻ rónh lực cản lớn hơn là do khi ủất trong ống thoỏt ra ngoài qua các rãnh kéo theo rễ và thân ngầm nên kẹt trong rãnh thoát do vậy còn thêm cả lực cản cắt số rễ và thân ngầm.

Hai dụng cụ ủó dựng trong phương phỏp này tuy cú lực cản nhỏ hơn nhưng vẫn mang những ủặc ủiểm như bún viờn phõn tự do nờn cũng khụng phự hợp ủể ỏp dụng cho máy bón, chỉ có thể áp dụng cho công cụ bón bằng thủ công.

3- Bón bằng rạch kiểu thuổng

Thớ nghiệm xỏc ủịnh lực cản cắt trung bỡnh của lớp rễ cõy theo phương thẳng ủứng trờn chõn ruộng cứng như trờn hỡnh 4.7, kết quả thớ nghiệm ủược ghi trong bảng 3.23; lực cản cắt là 48,7 ± 6,5 N

Hình 4.5. Bón viên phân trong lòng ống bao ngoài không xẻ rãnh 1-Mặt ruộng; 2- Viên phân; 3- Pitông;

4- Ống bao ngoài

Hình 4.6. Bón viên phân trong lòng ống bao ngoài xẻ rãnh

1- Mặt ruộng; 2- Viên phân; 3- Pitông;

4- Ống bao ngoài

70

1

3

2

4

70

1 4

2 3

2

1 3

P P

2 1

Hỡnh 4.7. Thớ nghiệm xỏc ủịnh lực cản cắt trung bình của lớp rễ cây theo

phương thẳng ủứng ( phương phỏp rạch kiểu thuổng)

1- Mặt ruộng; 2- Lưỡi cắt; 3- Viên phân

Hình 4.8. Hình cắt ngang rãnh có thành thẳng ủứng tạo bởi phương phỏp rạch

kiểu thuổng

1- Rãnh chứa phân; 2- Bánh xe lấp nén;

P- Lực ép

Phương phỏp này lực cản cắt lớn, tạo ra rónh hẹp cú một thành thẳng ủứng như hỡnh 4.8. Tuy nhiờn vẫn mang những ủặc ủiểm của cỏc kết quả thớ nghiệm trờn vỡ vậy cũng chỉ giới hạn cho phương pháp bón bằng thủ công.

4) Bún bằng rạch rónh thẳng ủứng

Phương phỏp dựng lưỡi rạch xẻ rónh theo phương thẳng ủứng trờn chõn ruộng cứng, kết quả trong bảng 3.24; lực cản cắt là 160 ± 8.83 N

Hình 4.9. Nêm cơ bản γ- Góc tách

Hỡnh 4.10. Rónh rạch thẳng ủứng 1- Rãnh chứa viên phân;

2-Bánh xe lấp nén; P- lực nén ép Khi dựng lưỡi rạch xẻ rónh theo phương thẳng ủứng ủất bị cắt theo phương thẳng ủứng và tỏch ra nhờ tỏc dụng của gúc γ theo nguyờn lý làm việc của nờm cơ bản

P P

1 2

γ

B

A

A' C'

C

B'

như trên hình 4.9 và bị ép sang hai phía tạo ra rãnh có hình dáng, kích thước phù hợp như trờn hỡnh 4.10, cú thể xẻ rónh liờn tục hoặc xẻ từng ủoạn ủủ cho bún phõn nhưng lực cản cắt lớn.

Có thể áp dụng phương pháp này cho máy bón nhưng việc lấp nén vẫn phải dựng hai bỏnh nộn ộp từ hai phớa sẽ phức tạp, ủồng thời lực cản lớn chi phớ năng lượng cao nên cần nghiên cứu thêm.

5- Bón bằng rạch rãnh nghiêng Lực cản cắt là 94,4 ± 5,2 N.

+ Khi dựng lưỡi rạch xẻ rónh nghiờng theo phương thẳng ủứng một gúc trong khoảng 25-35o, ủất chỉ bị ộp sang một bờn cũn một bờn ủược nõng bờnh lờn (vỡ cú tỏc dụng của các góc γ, α và góc β theo nguyên lý làm việc của nêm tam hợp hình 4.11, tạo ra rãnh có hình dáng mặt cắt ngang như trên hình 4.12, vì vậy bộ phận lấp nén chỉ phải dùng một bánh xe nên thuận lợi hơn, rãnh có hình dáng, kích thước phù hợp, có thể rạch rónh liờn tục hoặc rạch từng ủoạn ủủ cho bún phõn, lực cản cắt lại nhỏ hơn.

Hình 4.11. Nêm tam hợp

α- Góc nâng ;γ- Góc tách ; β- Góc lật

Hình 4.12. Hình dáng rãnh rạch a, b, h1, h2- Các kích thước của rãnh rạch

γ α

β

B

D

C A

a b

h1 h2

Mặt ruộng

1

2 3 4

5

3

P

1 2

+ Chọn nguyên lý làm việc và kết cấu:

Qua ủỏnh giỏ, phõn tớch kết quả thu ủược từ cỏc thớ nghiệm trờn tụi ủó chọn nguyên lý làm việc và kết cấu của bộ phận bón và lấp nén như ở thí nghiệm 5 nêu trên, dựng lưỡi rạch 1, rạch rónh nghiờng một gúc với phương thẳng ủứng.

Bộ phận lấp nộn viờn phõn là bỏnh xe 2 khụng cú mấu bỏm, bề rộng ủược chọn bằng bề rộng bỏnh xe mỏy bún, ủược lắp trờn khung của lưỡi rạch rónh tại vị trớ ngay sau lưỡi rạch. Khi làm việc bỏnh xe lấp nộn lăn trờn miệng rónh thực hiện lấp ủất kớn và nộn chặt rónh ủó bún viờn phõn; lực nộn ộp viờn phõn cú thể ủiều chỉnh dễ dàng và theo yờu cầu lấp nộn nhờ lũ xo 3 bằng cỏch xiết hay nới ủai ốc làm tăng hoặc giảm sức căng lũ xo 3. Sơ ủồ nguyờn lý làm việc như hỡnh 4.13, rónh ủược tạo ra cú hỡnh dỏng mặt cắt ngang như hình 4.14, kết trong bảng 3.25.

Hỡnh 4.13. Sơ ủồ nguyờn lý làm việc của bộ phận bón và lấp nén viên phân

1- Lưỡi rạch; 2- Bánh xe lấp nén, 3- Lò xo; 4- Khung máy

Hình 4.14. Mặt cắt ngang rãnh nghiêng 1- Rãnh nghiêng; 2- Bánh xe lấp nén;

3- Viên phân nén P- Lực ép nén

4.4.3.3. Cơ cấu truyền ủộng a) Nhiệm vụ

Cơ cấu truyền ủộng cho ủĩa cung cấp và ủĩa khuấy ủảo cú nhiệm vụ nhận truyền ủộng từ trục bỏnh xe của mỏy truyền chuyển ủộng quay cho ủĩa cung cấp và ủĩa khuấy ủảo theo một tỷ số truyền nhất ủịnh nhằm bảo ủảm khoảng cỏch giữa cỏc viờn phõn

trong từng hàng theo yờu cầu ủó ủặt ra. ðồng thời khuấy ủảo khuấy ủảo phõn viờn không cho hiện tượng tạo vòm xảy ra trong thùng chứa phân.

b) Lựa chọn nguyên lý làm việc và kết cấu

Cú nhiều kiểu truyền ủộng cho bộ phận cung cấp từ trục bỏnh xe mỏy bún như truyền ủộng bằng cơ cấu bỏnh răng, cơ cấu bỏnh ma sỏt, cơ cấu ủai truyền và cơ cấu xích.

1- Cơ cấu truyền ủộng bỏnh răng

Cơ cấu truyền ủộng bỏnh răng cú tỷ số truyền ổn ủịnh, phạm vi ủiều chỉnh rộng, làm việc chắc chắn song khó chế tạo, nặng.

2- Cơ cấu truyền ủộng bỏnh ma sỏt

Khỏc với cơ cấu truyền ủộng bỏnh răng, cơ cấu truyền ủộng bỏnh ma sỏt cú thể ủiều chỉnh tỷ số truyền vụ cấp, song tỷ số truyền khụng ổn ủịnh nhất là khi bỏnh ma sỏt bị mũn, khi khoảng cỏch giữa trục bỏnh xe và trục ủĩa cung cấp lớn và khi cần thay ủổi khoảng cỏch trục thỡ khụng thớch hợp, khi lực cản lớn và thay ủổi dễ bị trượt làm cho khoảng cỏch giữa cỏc viờn phõn thay ủổi.

3- Cơ cấu truyền ủộng ủai

Cơ cấu truyền ủộng ủai cú thể ủiều chỉnh vụ cấp, phạm vi ủiều chỉnh khỏ rộng, giỏ rẻ song cú tỷ số truyền khụng ổn ủịnh do bị trượt, cần phải căng ủai nờn làm yếu các trục vì vậy trong phạm vi làm việc của máy bón không phù hợp.

4- Cơ cấu truyền ủộng xớch

Cơ cấu truyền ủộng xớch tương ủối gọn nhẹ, làm việc chắc chắn, tỷ số truyền trung bỡnh ổn ủịnh, khả năng chịu tải cao, ủặc biệt dễ thay ủổi tỷ số truyền bằng cỏch thay ủổi cỏc ủĩa xớch cú số răng khỏc nhau, phạm vi ủiều chỉnh rộng, rất thuận tiện khi truyền ủộng giữa cỏc trục xa nhau và khi cần thay ủổi khoảng cỏch trục.

5- Chọn nguyên lý làm việc và kết cấu

Qua phõn tớch một số kiểu truyền ủộng, ủặc ủiểm, nguyờn lý làm việc của mỏy bún, ủể tiện lợi cho việc truyền ủộng và ủiều chỉnh ủược khoảng cỏch giữa cỏc viờn

1

4

5 3

2

phõn trong một hàng theo yờu nụng học khi mỏy làm việc trờn cỏc chõn ruộng cú ủộ chặt khỏc nhau (ủộ trượt của bỏnh xe khỏc nhau) tụi chọn cơ cấu truyền ủộng kiểu truyền ủộng xớch gồm cỏc ủĩa xớch cú số răng khỏc nhau lắp trờn trục bỏnh xe và trục bỏnh cung cấp của mỏy và một cơ cấu căng xớch. Kết cấu của cơ cấu truyền ủộng cho máy bón như trên hình 4.15.

Hỡnh 4.15. Cơ cấu truyền ủộng xớch

1, 2- Cỏc ủĩa xớch; 3- Giải xớch; 4- Bỏnh căng xớch; 5- Giỏ ủỡ 4.4.3.4. Bánh xe

a) Nhiệm vụ

Bỏnh xe mỏy bún như hỡnh 4.16, cú nhiệm vụ ủỡ và liờn kết toàn bộ cỏc cơ cấu, bộ phận của mỏy bún, cung cấp chuyển ủộng quay cho ủĩa cung cấp và ủĩa khuấy ủảo bằng cơ cấu truyền ủộng xớch ủó chọn, ủồng thời ủảm bảo sự cõn bằng của mỏy ủể mỏy di chuyển dễ dàng trờn mặt ủồng.

b) Lựa chọn nguyên lý làm việc và kết cấu

ðể bỏnh xe quay ổn ủịnh khụng bị lỳn sõu quỏ, giảm tối thiểu hiện tượng trượt trên mặt ruộng thì các kích thước cơ bản của bánh xe; hình dạng và kích thước mấu bỏm ủược tớnh toỏn và lựa chọn cho phự hợp.

1 2

Qua kết quả tớnh toỏn thu ủược từ cỏc số liệu thớ nghiệm ủo ủộ trượt của bỏnh xe (bảng 3.27) từ ủú xỏc lập ủược mối quan hệ giữa ủộ trượt và khối lượng của cụng cụ , thể hiện trờn ủồ thị ở hỡnh 3.32, chọn mỏy cú khối lượng từ 150 ủến 200 kg từ ủú xỏc ủịnh cỏc kớch thước cơ bản của bỏnh xe; hỡnh dạng và kớch thước mấu bỏm như trờn hình 4.24.

Hình 4.16. Bánh xe

1- Mấu bám; 2- Vành bánh xe; D1- ðường kính vành bánh xe;

D2- ðường kớnh bỏnh xe trờn ủỉnh mấu bỏm; d- ðường kớnh lỗ moay ơ 4.4.3.5. Trục bánh xe

Trục của bánh xe máy bón là chi tiết với tư cách như là một bộ phận quan trọng trờn mỏy bún phõn dựng ủể lắp cỏc bỏnh xe của mỏy, lắp cơ cấu truyền chuyển ủộng cho bộ phận cung cấp, ủồng thời tham gia vào sự liờn kết giữa bỏnh xe với khung mỏy.

Trục mỏy làm việc trong ủiều kiện lực cản khỏ lớn, chịu cỏc tải trọng ủộng do mụmen uốn, xoắn gây ra.

4.5. XÁC ðỊNH KÍCH THƯỚC CƠ BẢN VÀ THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN LÀM VIỆC CHÍNH CỦA MÁY.