Bộ giáo dục và đào tạo

trờng đại học nông nghiệp i
Nguyễn hoàng đại

Nghiên cứu thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm
máy băm thái rơm rạ trong cơ khí hoá các
khâu sản xuất nấm và mạ thảmLuận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành:
kỹ thuật máy và thiét bị cơ giới hoá Nông lâm nghiệp
Mã số: 60.52.14

Ngời hớng dẫn khoa học: TS. Lê minh l
Hà nội - 2007

i
LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan rằng những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận
văn này là trung thực và chưa hề sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào.
Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp cho việc thực hiện luận văn này ñã

kiện cho tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn này.
Tác giả
Nguyễn Hoàng ðại
iii
MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ðOAN...............................................................................................i
LỜI CÁM ƠN ..................................................................................................ii
MỤC LỤC .......................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC BẢNG ...............................................................................v
DANH MỤC CÁC HÌNH ...............................................................................vi
MỞ ðẦU........................................................................................................i
Chương 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ..................................................3
1.1TỔNG QUAN VỀ PHỤ PHẨM RƠM RẠ TRONG NÔNG NGHIỆP.3
1.2. MỘT SỐ QUY TRÌNH KỸ THUẬT XỬ LÝ RƠM RẠ.....................5

3.4. THÀNH LẬP BÀI TOÁN PASSCAL TÍNH CÁC THÔNG SỐ CỦA
MÁY............................................................................................................54
Chương 4: THIẾT KẾ CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM MÁY..............60
.....................................................................................................................60
4.1. THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ PHẬN CẮT THÁI..................................60
4.1.1. Dao cắt thái .......................................................................................60
4.1.2. Tấm kê...............................................................................................61
4.1.3. Buồng cắt thái ...................................................................................61
4.2. THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ PHẬN CUNG CẤP.................................62
4.2.1. Hệ trục cuốn......................................................................................62
4.2.2. Băng tải .............................................................................................64
4.3. THIẾT KẾ BỘ PHẬN TRUYỀN ðỘNG...........................................64
4.3.1. Chọn ñộng cơ ....................................................................................64
4.3.2. Tính toán bộ truyền cho dao thái.....................................................65
4.4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC ........................................................72

v
4.4.1. Thiết kế chế tạo trục dao [3],[4].......................................................72
4.4.2. Trục lô ép, trục trống tang và các trục truyền khác.......................73
4.5. THIẾT KẾ KHUNG MÁY...................................................................74
4.6. KHẢO NGHIỆM MÁY.......................................................................75
4.6.1. Mục ñích và yêu cầu khảo nghiệm...................................................75
4.6.2. Nội dung khảo nghiệm......................................................................76
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ....................................................................83
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................84
Phụ lục ........................................................................................................ 85 vi
DANH MỤC CÁC BẢNG
vii
DANH MỤC CÁC HÌNH

Số hình Tên hình Trang

Hình 1.1. Máy băm cỏ 10

H×nh 3.2. S¬ ®å qu¸ tr×nh c¾t th¸i b»ng l−ìi dao 18

Hình 3.3. Sơ ñồ cấu tạo các bộ phận máy thái rau cỏ rơm 19

Hình 3.4. Sơ ñồ cấu tạo bộ phận thái củ quả kiểu bào gỗ 20

Hình 3.5. Sơ ñồ cấu tạo các bộ phận chính của máy cắt thái 21

Hình 3.6. Tác dụng cắt thái của lưỡi dao 22

Hình 3.7. Mẫu sơ ñồ thí nghiệm về cắt thái 22

Hình 3.8. ðồ thị phụ thuộc của lực cắt thái N vào ñộ dịch chuyển S 23

Hình 3.9. Tác dụng cắt trượt giảm chiều rộng lát thái 24

≤
33

Hình 3.20. ðồ thị phụ thuộc
δ
với N 35

Hình 3.21. Góc kẹp
χ
và ñiều kiện
2
,
1
,
ϕϕχ
+≤
35

Hình 3.22. ðồ thị phụ thuộc của q với W% 38

Hình 3.23. Sơ ñồ dao thái ñể tính năng lượng 38

Hình 3.24. Xét ñoạn dao thái S với góc quay d
θ
39viii
Hình 3.25. ñồ thị q= F(
τ

Hình 3.36. ðồ thị tính mômen cắt thái 57

Hình 4.1. Bản vẽ chế tạo dao 60

Hình 4.2. Bản vẽ chế tạo tấm kê 61

Hình 4.3. kích thước chế tạo buồng cắt thái 61

Hình 4.4. kích thước chế tạo các lô và các mặt bích 63

Hình 4.5. Cơ cấu lò xo ép 63

Hình 4.6. kết cấu lắp ghép trống băng tải chủ ñộng (a), bị ñộng (b) 64

Hình 4.7. Biểu ñồ lực và mô mem trên trục dao 72

Hình. 4.8. Bản vẽ chế tạo trục dao 73

Hình 4.9. Kích thước kết cấu khung máy 74

Hình 4.10. Máy băm thái rơm rạ 75

Hình 4.12.Băng tải 77

Hình 4.13. Bộ phận truyền ñộng 77

Hình 4.14. Bộ phận cắt thái 78

và cỏ, việc băm thái rơm rạ là công ñoạn cần thiết cho quá trình bảo quản, tích
trữ rơm rạ vào mùa trái vụ.
Chính vì vậy, việc nghiên cứu thiết kế chế tạo một mẫu máy băm thái
rơm rạ ñể phục vụ cho sản suất nấm, mạ thảm cũng là một vấn ñề ñược ñặt ra.
Xuất phát từ những yêu cầu cấp thiết của thực tiễn nói trên chúng tôi
thực hiện luận văn:
“Nghiên cứu thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm máy băm thái rơm rạ
trong cơ khí hoá các khâu sản xuất nấm và mạ thảm” do giảng viên TS.
Lê Minh Lư hướng dẫn.
3
Chương 1
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

Miền Bắc - North 2.601,3 2.599,5 2.583,7 2.555 2.521,1 2.515,6
1
ðồng bằng Sông Hồng
Red River Delta
1.202,5 1.196,5
1.183,5 1.161,6 1.138,8 1.123,9
2 ðông Bắc - North East 558,0 562,4 566,1 557,2 555,5 553,6
3 Tây Bắc - North West 139,6 140,1 139,5 151,1 152,7 154,4
4
Bắc Trung Bộ
North Central Coast
701,2 700,5 694,6 685,5 674,1 683,6

Miền Nam - South 4.891,4 4.904,8
4.868,4 4.889 4.805,3 4.809,1
5
Duyên Hải Nam Trung Bộ
South Central Coast
414,0 399,5 408,4 401,1 370,2 392,5
6 Tây Nguyên - Central Highlands 180,8 186,6 193,8 197,9 190,7 207,6
7
ðông Nam Bộ
South Central Coast
504,6 483,9 478,8 475,2 418,1 435,5
8
ðồng bằng sông Cửu Long
Mekong River Delta
3.792,0 3.834,8 3.787,3 3.815,7 3.826,3 3.773,4

4

21.706,9 21.897,0 23.021,5 23.342,1 22.714,6
5
Duyên Hải Nam Trung Bộ

South Central Coast
1.707,1
1.711,0 1.878,3 1.890,8 1.774,8 1.928,2
6
Tây Nguyên
Central Highlands
646,2 606,6 748,2 781,4 714,5 891,5
7
ðông Nam Bộ
South Central Coast
1.680,7
1.679,7 1.742,7 1.782,1 1.618,3 1.701,4
8
ðồng bằng sông Cửu Long
Mekong River Delta
15.997,5
17.709,6 17.527,8 18.567,2 19.234,5 18.193,5

Cây lúa ngoài hạt thu hoạch làm lương thực còn có rơm rạ, vỏ trấu là
phụ phẩm. Thông thường cây lúa có ñộ hạt β = 1/7 ÷ 1/5 tức là khối lượng hạt
chiếm 14,3% ÷ 20% khối lượng cây lúa [8] lượng còn lại là rơm rạ do ñó
cũng có thể thấy lượng phụ phẩm từ cây lúa là rất lớn. Từ bảng 1.1 ta có kết
quả khối lượng phụ phẩm nông nghiệp sau khi thu hoạch lúa ñược trình bầy
trên bảng 1.2

5

chăn nuôi bán công nghiệp bằng chuồng nổi). Biện pháp này ñã: gây ô nhiễm
môi trường ảnh hưởng ñến người – gia súc, gia cầm – các loại cây trồng khác,

6
làm mất ñi vĩnh viễn nhiều nguyên tố quan trọng mà cây trồng ñã lấy ñi từ
ñất. ðặc biệt là Cacbon. Nếu tình trạng này cứ tiếp tục tiếp diễn thì cùng với
sự lạm dụng phân hóa học ñất sẽ càng ngày càng cằn cỗi & chai cứng. Hậu
quả lâu dài sẽ không lường trước ñược. Trả lại cho ñất những gì ñã lấy ñi của
nó là việc làm cần thiết cấp bách của con người.
Làm ñược việc này chúng ta sẽ hạn chế ñược việc lạm dụng phân hóa
học và thuốc hóa học trên ñồng ruộng mà vẫn ñảm bảo ñược năng suất &
ngày nâng cao chất lượng nông sản. Dần dần chúng ta sẽ lấy lại ñược ñộ phì
nhiêu cho ñất – làm tăng hàm lượng các chất khoảng – tăng ñộ tơi xốp của ñất
– tăng hàm lượng vi sinh vật hữu hiệu trong ñất vi sinh là yếu tố vô cùng quan
trọng trong việc chuyển hóa phân bón thành thức ăn cho cây trồng) - giảm tối
thiểu các loại vi khuẩn có hại các loại mầm mống sâu & nấm gây hại cho cây.
ðây cũng là giải pháp quan trọng tạo nên một nền nông nghiệp sạch – an toàn
và bền vững.
Phương pháp ủ
- Thời vụ: Cần tập trung làm tốt trong vụ mùa. Vì từ khi thu hoạch lúa
mùa ñến khi cấy lúa xuân, thời gian là tương ñối dài. Trong thời gian ủ, nông
dân vẫn cứ cầy ải hoặc trồng các loại cây vụ ñông bình thường.
- Nguyên vật liệu dùng cho xử lý rơm rạ
- Chế phẩm EMUNIV. Lượng dùng 500 gam/1000 kg rơm rạ.
- ðạm U RÊ (100 gam/1000 kg rơm rạ), hoặc phân chuồng (càng nhiều
càng tốt).
- Nilon, cót rách, vỏ bao xi măng loại nilon, bạt rách… ñể che ñậy.
- Ô doa hoặc bình bơm thuốc sâu ñể tưới.
- Các bước xử lý
- Khi thu hoạch lúa, cần xén thêm 2-3 nhát ñể rơm rạ thêm vụn.

8
Ủ nguyên liệu thành ñống với khối lượng ñủ lớn ñể tăng nhiệt ñộ trong
ñống ủ ñạt ñạt 60-70
0
C, thời gian kéo dài 6-7 ngày. Trung bình một ñống ủ
ñảm bảo có trọng lượng tối thiểu từ 300kg khô trở lên.
Khử trùng nguyên liệu trong hơi nước ở nhiệt ñộ 100-125
0
C kéo dài
90-180 phút.
Xử lý rơm rạ theo cách 1:
Rơm rạ khô ñược làm ướt bằng nước vôi theo tỷ lệ: 3,5kg vôi ñã tôi
hòa tan với 1000 lít nước. Ủ rơm rạ ñược 3 ngày, ñảo ñống lần 1, ủ tiếp 3
ngày, ñảo lần 2 và băm nguyên liệu thành từng ñoạn 5-10cm, ủ tiếp 2 ngày là
ñược (bắt ñầu cấy giống). Thời gian ủ 8 ngày ñối với rơm rạ mềm, 9 ngày
rơm rạ cứng. Trong khi ñảo, chỉnh ñộ ẩm thật chuẩn (65%). Nếu quá ẩm hoặc
quá khô cần ñiều chỉnh bằng cách phơi hoặc thêm nước, ủ lại 1-2 ngày sau
mới trồng.
Xử lý bông phế thải theo cách 1:
Ngâm bông nhanh trong dung dịch nước vôi theo tỷ lệ như trên, vắt nhẹ, ủ
lại thành ñống, che kín bằng bao dứa hoặc nilon. Thời gian ủ 12-24 giờ. Xử lý
theo phương pháp này có thể làm số lượng ít nhưng vẫn ñảm bảo. Khi trồng nấm
cần làm thật tơi nguyên liệu bằng cách dùng tay hoặc cào sắt xé bông vụn.
Xử lý nguyên liệu rơm rạ, bông phế thải và mùn cưa theo cách 2:
Rơm rạ chặt ngắn 10-15cm, ngâm trong nước vôi 15-20 phút, vớt ra ñể
ráo nước 1-2 ngày. Bông phế thải làm ướt như trên. Mùn cưa làm ướt ủ lại 4-6
ngày. Các nguyên liệu này sau khi kiểm tra ñủ ñộ ẩm, trộn thêm 5-10% bột
cám hoặc ngô. Cho nguyên liệu vào túi nilon chịu nhiệt kích cỡ 20 x 40cm,
trong lượng 1,5-2kg/túi, nút túi bằng ống nhựa và bông không thấm nước ñưa
vào thanh trùng ở các chế ñộ nhiệt khác nhau:


10
tưới, trung bình 4 - 6 lần/ngày. Sau khi thu hết ñợt 1, ngừng việc tưới nước
khoảng 5 - 7 ngày sau nấm lại ra tiếp ñợt sau.
Thu hái nấm:
Nấm sò mọc tập trung thành cụm nên khi nấm ñủ lớn cần hái cả cụm.
Hái nấm không ñược ñể sót phần gốc trên bịch nấm. Tổng thời gian thu hái
nấm kéo dài trong 30 - 45 ngày kể từ ngày hái ñầu tiên.
1.2.3. Xử lý rơm ra ứng dụng trong quá trình gieo mạ thảm
Rơm rạ ñược lấy sau khi thi hoạch lúa, ñạt ñộ ẩm quy ñịnh ñược băm thái
nhỏ rồi trộn với bùn tạo ra một loại bùn mới có tính tơi xốp và ñộ liên kết cao.
1.3. MỘT SỐ MÁY BĂM THÁI ỨNG DỤNG TRONG SẢN SUẤT NÔNG NGHIỆP

1.3.1. Máy băm cỏ của anh “Hai lúa” (22/03/07) Hình 1.1. Máy băm cỏ
Máy ñược thiết kế dựa trên nguyên lý hoạt ñộng của máy cắt bắp một hàng
(có hệ thống băm) của ðức và một số loại máy băm khác ñang dùng cho nông
trường.


ra ngoài qua phễu.
1.3.2. Một số máy băm khác

Máy băm
ðây là loại thiết bị chuyên dùng
trong công nghệ chế biến mủ tạp
(SVR 10 - 20). Máy băm thư
ờng ñặt
sau máy ép cắt thô (Prebreaker) ñể
cắt, xé, băm nhỏ hạt cao su, tác
dụng làm giảm kích thước cục mủ
cao su, ñ
ồng thời tách chất bẩn dính
vào mủ ñược triệt ñể hơn trước khi
chuyển vào công ñoạn kế tiếp ñể
cán tạo tờ.
Máy băm thô
ðây là loại thiết bị chuyên
dùng trong công nghệ chế
biến mủ tạp (SVR 10 - 20).
Máy băm thường ñặt sau
máy ép cắt thô (Prebreaker)
ñể cắt, xé, băm nhỏ hạt cao
su, tác dụng làm giảm kích

2. ðiều tra, phân tích và nghiên cứu thực nghiệm xác ñịnh các tính chất cơ
lý của rơm, cỏ khô làm cơ sở ñể xác ñịnh nguyên lý và tính toán quá trình băm
thái.
3. Phân tích, lựa chọn nguyên lý và kết cấu hợp lý cho máy băm thái rơm rạ.
4. Xác ñịnh giá trị một số thông số cho việc thiết kế.
5. Thiết kế, chế tạo máy và khảo nghiệm máy.

14
Chương 2
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT
- Sử dụng các chương trình phần mềm trợ giúp thiết kế:
+ Chương trình phần mềm thiết kế Inventor 9: Phần mềm Autodesk
Inventor mô hình hóa hình học các kết cấu trên máy tính.
+ Chương trình phần mềm phân tích thiết kế COSMOS Design STAR
4.0 của tập ñoàn SRAC (Mỹ). ðây là chương trình ña tài liệu kiến trúc mở, có
các tính năng tiên tiến của giao diện sử dụng ñồ họa Windows nổi tiếng.

+ Chương trình phần mềm lập trình Pascal cho ta ứng dụng các phép tính
về mảng hay ma trận. Ứng dụng phần mền này ta có thể vẽ ñồ thị thí nghiệm
và lập trình giải các bài toán theo yêu cầu.
- Sử dụng phương pháp tính tìm hàm nội suy. Cơ sở là sử dụng phương
pháp bình phương nhỏ nhất của hiệu giữa kết quả thí nghiệm và trị số của
hàm thực nghiệm.
2.2.
PHƯƠNG PHÁP ðIỀU TRA KHẢO SÁT
Nội dung của phương pháp là ñiều tra khảo sát tình hình sản xuất nấm

1
x
2
................... x
n

m
i
m
1
m
2
................... m
n

trong ñó : x
i
– giá trị của thông số ở lần ño thứ i;
m
i
- số lần lặp lại giá trị x
i
;
- Sau khi ño n lần lặp lại ñược các giá trị xi (i = 1,2,...,n) và tính các giá
trị trung bình theo công thức:

16

∑
=

l
-
n
S
tlm
n
S
t ..
αα
+≤≤
(2.3)
trong ñó:
t: tra từ bảng 3 [7]; t
α
: tra theo mức
α
và số bậc tự do n,
α
= 1-p
P: mức tin cậy cho trước (lấy p = 0,95)
m: khoảng ước lượng giá trị trung bình
Tra bảng 3 ta có: t
α
= 1,96