Đồ án Thiết kế máy gặt lúa rải hàng tự hành phục vụ nông dân khánh hòa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY LƯƠNG QUANG HÒA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY GẶT LÚA RẢI HÀNG TỰ HÀNH PHỤC VỤ NÔNG DÂN KHÁNH HÒA CHUYÊN NGÀNH : CHẾ TẠO MÁY Nha Trang tháng 10 năm 2007 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY LƯƠNG QUANG HÒA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MÁY GẶT LÚA RẢI HÀNG TỰ HÀNH PHỤC VỤ NÔNG DÂN KHÁNH HÒA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS NGUYỄN VĂN BA Nha Trang tháng 10 năm 2007 NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Họ, tên sinh viên: Lương Quang Hoà Lớp : 44CT Ngành : Chế tạo máy MSSV : 44D1030 Tên đề tài: Thiết kế chế tạo máy gặt lúa rải hàng tự hành phục vụ nông dân Khánh Hoà Số trang: 112 Số chương: 6 Số tài kiệu tham khảo: 17 Hiện vật: không NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Kết luận: ĐIỂM CHUNG   Bằng số  Bằng chữ      Nha Trang, ngày ………, tháng………, năm 2007 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ tên) PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Họ, tên sinh viên : Lương Quang Hoà Lớp : 44CT Ngành : Chế tạo máy MSSV : 44D1030 Tên đề tài: Thiết kế chế tạo máy gặt lúa rải hàng tự hành phục vụ nông dân Khánh Hoà Số trang: 112 Số chương: 6 Số tài kiệu tham khảo: 17 Hiện vật: không NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Nha Trang, ngày ………, tháng………, năm 2007 CÁN BỘ PHẢN BIỆN (Ký và ghi rõ họ tên) Nha Trang, ngày ………, tháng………, năm 2007 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký và ghi rõ họ tên) MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU VỀ THỰC TRẠNG SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP Ở NÔNG THÔN KHÁNH HÒA VÀ YÊU CẦU CƠ GIỚI HÓA ĐỐI VỚI KHÂU GẶT LÚA 2 1.1. Tổng quan về thực trạng sản xuất nông nghiệp ở Khánh Hòa 2 1.1.1. Đặc điểm về canh tác 2 1.1.2. Đặc điểm về địa hình, đồng ruộng 2 1.1.3. Đặc điểm về khí hậu, cây trồng 2 1.2. Yêu cầu cơ giới hóa khâu gặt lúa 2 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 5 2.1. Cơ sở để lựa chọn phương án thiết kế máy gặt 5 2.2. Phương án 1: Máy gặt sử dụng guồng gạt và dao cắt dạng đĩa 5 2.2.1. Sơ đồ cấu tạo chung 5 2.2.2. Nguyên lí hoạt động 5 2.2.3. Ưu, nhược điểm của máy 6 2.3. Phương án 2: Máy gặt sử dụng guồng gạt và bộ phận cắt dạng hai dao chuyển động tịnh tiến 7 2.3.1. Sơ đồ cấu tạo chung 7 2.3.2. Nguyên lí hoạt động 7 2.3.3. Ưu, nhược điểm của máy 7 2.4. Phương án 3: Máy gặt sử dụng đĩa gạt và bộ phận cắt dạng hai dao chuyển động tịnh tiến 8 2.4.1. Sơ đồ cấu tạo chung 8 2.4.2. Nguyên lí hoạt động 10 2.4.3. Ưu, nhược điểm của máy 10 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KỸ THUẬT MÁY GẶT LÚA 12 3.1. Sơ đồ động của máy 12 3.2. Các bộ phận làm việc chính của máy 13 3.2.1. Dao cắt 13 3.2.2. Đĩa gạt 15 3.2.3. Xích chuyển lúa 17 3.2.4. Mũi rẽ 17 3.2.5. Hộp số 18 3.3. Các thông số ban đầu khi thiết kế máy 19 3.4. Lực cản tác dụng vào máy 20 3.4.1. Lực cản bánh xe 21 3.4.2. Lực cản của dao 21 3.5. Chọn động cơ 26 3.6. Phân phối tỉ số truyền, tốc độ quay và mômen xoắn của các trục 28 3.7. Thiết kế các bộ truyền 32 3.7.1. Thiết kế bộ truyền đai thang 33 3.7.3. Thiết kế bộ truyền xích 39 3.7.5. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng ở cấp tốc độ số 1 47 3.7.6. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng ở cấp tốc độ số 2 52 3.7.7. Thiết kế bộ truyền bánh răng trung gian ở cấp số lùi (bộ bánh răng truyền từ trục II sang trục R) 53 3.7.8. Thiết kế bộ truyền bánh răng trung gian ở cấp số lùi (bộ bánh răng truyền từ trục R sang trục III) 54 3.8. Thiết kế các trục 55 3.8.1. Thiết kế trục số II của hộp số 55 3.8.2. Thiết kế trục III của hộp số 64 3.8.3. Thiết kế trục trung gían R của hộp số 70 3.9. Thiết kế các gối đỡ 76 3.9.1. Thiết kế gối đỡ cho trục II 76 3.9.2. Thiết kế gối đỡ cho trục III 77 3.9.3. Thiết kế gối đỡ cho trục trung gian R 78 3.10. Thiết kế các li hợp 79 3.10.1. Thiết kế li hợp vào hộp số 79 3.10.2. Thiết kế li hợp chuyển hướng 80 CHƯƠNG 4: LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH 84 4.1. Xác định dạng sản xuất và phân tích chi tiết gia công 84 4.1.1. Xác định dạng sản xuất 84 4.1.2. Phân tích chi tiết gia công 84 4.2. Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi 84 4.3. Tiến trình gia công các bề mặt 85 4.3.1. Các bề mặt gia công 85 4.3.2. Tiến trình gia công 85 4.4. Thiết kế các nguyên công công nghệ 86 4.5. Xác định lượng dư gia công 94 4.5.1. Xác định lượng dư cho kích thước Ø78-0,074 bằng phương pháp phân tích 94 4.5.2. Xác định lượng dư cho kích thước lỗ Ø26H7 96 4.5.3. Xác định lượng dư cho mặt đầu 97 4.5.4. Xác định lượng dư cho bề các mặt còn lại 98 4.6. Chế độ cắt 98 4.6.1. Chế độ cắt khi tiện thô mặt ngoài (kích thước Ø78) 98 4.6.2. Chế độ cắt khi tiện tinh mặt ngoài (kích thước Ø78) 99 4.6.3. Chế độ cắt khi tiện thô và tinh lỗ Ø26 100 4.6.4. Chế độ cắt khi tiện thô và tiện tinh mặt đầu 101 4.6.5. Chế độ cắt cho nguyên công 3 - bào rãnh then 102 4.6.6. Chế độ cắt cho nguyên công 5 – phay răng 103 4.6.7. Chế độ cắt khi mài lỗ Ø26 104 CHƯƠNG 5: HƯỚNG DẪN LẮP RÁP VÀ SỬ DỤNG MÁY 106 5.1. Hướng dẫn lắp ráp 106 5.2. Hướng dẫn sử dụng 106 CHƯƠNG 6: SƠ BỘ HẠCH TOÁN GIÁ THÀNH 109 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO 111 LỜI NÓI ĐẦU Đất nước ta đang ở giai đoạn công nghiệp hoá và hiện đại hoá, trong đó nông nghiệp đóng vai trò quan trọng. Trong những năm qua sản xuất lương thực mà chủ yếu là lúa đã đạt được những thành tựu to lớn. Tuy nhiên do chuyển dịch cơ cấu kinh tế, lực lượng lao động nông nghiệp tham gia vào vào các ngành phi nông nghiệp ngày càng tăng, do đó việc cơ khí hoá các quá trình sản xuất nông nghiệp trong đó có khâu gặt lúa đang dần trở thành nhu cầu cấp thiết. Từ những yêu cầu đó tôi được khoa Cơ khí trường Đại học Nha Trang phân công nghiên cứu thực hiện đề tài “Thiết kế máy gặt lúa rải hàng tự hành phục vụ nông dân Khánh Hoà”. Báo cáo này là kết quả sau một thời gian tìm hiểu thực hiện, nội dung gồm các phần chính: Tìm hiểu về thực trạng sản xuất nông nghiệp ở nông thôn Khánh Hoà và yêu cầu cơ giới hoá đối với khâu gặt lúa. Lựa chọn phương án thiết kế Thiết kế kỹ thuật máy gặt lúa Lập quy trình công nghệ chế tạo chi tiết điển hình Hướng dẫn lắp ráp và sử dụng Sơ bộ hạch toán giá thành. Và một số bản vẽ kèm theo. Trong khuôn khổ của một đề tài tốt nghiệp, tôi chỉ trình bày sơ lược các phần chính. Do điều kiện trình độ và thời gian có hạn nên báo cáo còn nhiều sai sót, rất mong thầy cô và các bạn góp ý. Nhân đây tôi xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Văn Ba - thầy giáo hướng dẫn; đồng gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong bộ môn Chế tạo máy, các thầy ở Xưởng cơ khí trường Đại học Nha Trang, gia đình và bạn bè đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi hoàn thành đề tài này. Nha Trang, tháng 11-2007 Lương Quang Hoà CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU VỀ THỰC TRẠNG SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP Ở NÔNG THÔN KHÁNH HÒA VÀ YÊU CẦU CƠ GIỚI HÓA ĐỐI VỚI KHÂU GẶT LÚA 1.1. Tổng quan về thực trạng sản xuất nông nghiệp ở Khánh Hòa 1.1.1. Đặc điểm về canh tác Miền Trung nói chung và Khánh Hoà nói riêng chế độ canh tác còn tương đối lạc hậu, thô sơ. Bởi vì mục tiêu chung của tỉnh trong chuyển dịch cơ cấu kinh tế nông thôn là tăng tỷ trọng công nghiệp, dịch vụ và du lịch, giảm tỷ trọng nông nghiệp; chuyển dịch cơ cấu từ trồng lúa sang các loại cây trồng khác có giá trị kinh tế cao hơn cho nên trong nông nghiệp nói chung, khâu trồng lúa nói riêng chưa được quan tâm đúng mức. Về mùa vụ, toàn tỉnh đang tiếp tục đẩy mạnh việc thực hiện chuyển đổi sản xuất ba vụ lúa bấp bênh sang sản xuất hai vụ lúa ăn chắc: Vụ Hè-Thu từ tháng 6 đến tháng 8 và vụ Đông-Xuân từ tháng 12 đến tháng 2 hàng năm. 1.1.2. Đặc điểm về địa hình, đồng ruộng Theo số liệu của Tổng cục thống kê, diện tích canh tác của toàn tỉnh vào khoảng 34,3 nghìn ha, chiếm 9,3% so với toàn vùng Duyên hải Nam Trung Bộ và chiếm 0,47% diện tích so với cả nước. Do trình độ thâm canh chưa cao, đồng ruộng chưa được cải tạo nhiều, diện tích ruộng tương đối nhỏ, nhiều bờ vùng bờ thửa và độ bằng phẳng kém. Đặc điểm này gây cản trở cho việc cơ giới hoá khâu thu hoạch. 1.1.3. Đặc điểm về khí hậu, cây trồng Nằm trong khu vực Nam Trung Bộ, thời tiết tương đối ôn hòa, không thường xuyên xảy ra hạn hán hay ngập lụt, ruộng khô rất thuận lợi cho việc cơ giới hóa khâu thu hoạch. Về cây trồng: các giống lúa lai ngắn ngày, năng suất cao đang được phổ biến. Các giống lúa này có thân cây cứng và thấp, chiều cao tự nhiên dưới 65cm, chiều dài cây dưới 1m, đường kính cây to hơn các giống lúa cũ, trong thời vụ thu hoạch cây ít bị đổ, thuận lợi cho việc tiến hành cơ giới hóa khâu gặt. 1.2. Yêu cầu cơ giới hóa khâu gặt lúa Cơ giới hóa sản xuất nông nghiệp là ứng dụng máy móc vào các khâu trong quá trình sản xuất nông nghiệp nhằm nâng cao năng suất và giảm nhẹ sức lao động. Cơ giới hóa nông nghiệp đòi hỏi phải phát triển một cơ sở hạ tầng đi kèm với nó, đó là hệ thống giao thông, thủy lợi, hệ thống thông tin liên lạc, sân bãi, nhà kho…, hệ quả của nó là góp phần phát triển một cách toàn diện bộ mặt của nông thôn. Cơ giới hóa còn góp phần mở mang dân trí, bà con nông dân sẽ được tiếp xúc với các loại máy móc hiện đại, với các qui định chặt chẽ về sử dụng máy móc, về cách quản lí, tổ chức sản xuất nhằm đem lại hiệu qủa kinh tế cao. Cơ giới hóa khâu thu hoạch lúa là một phần trong cơ giới hóa sản xuất nông nghiệp, đó là việc ứng dụng máy móc vào khâu thu hoạch lúa. Khâu thu hoạch là giai đoạn tốn nhiều công lại yêu cầu thời gian để hoàn thành công việc ngắn nhất trong quá trình trồng lúa, muốn tăng năng suất và giảm nhẹ sức lao động cần phải cơ giới hóa khâu thu hoạch, trong đó có khâu gặt. Ở Khánh Hòa, trình độ cơ giới hóa nông nghiệp ở nông thôn đang còn ở mức thấp, máy móc cũng đã được áp dụng vào sản xuất nhưng tập trung nhiều vào các khâu như làm đất, đập lúa, xay xát, khâu gặt lúa đến nay chủ yếu vẫn dùng các dụng cụ thô sơ. Nằm trong tiến trình cơ giới hóa nông nghiệp, mục tiêu của tỉnh về chương trình hiện đại hóa nông nghiệp nông thôn giai đoạn 2006-2010 nêu rõ “là phải bảo đảm trên 40% diện tích lúa được gặt bằng cơ giới, khuyến khích nông dân sử dụng máy gặt rải hàng và máy gặt đập liên hợp”. Việc thu hoạch lúa phải căn cứ vào điều kiện sinh trưởng của cây lúa, thời tiết, khí hậu, đất đai...Hiện nay đang song song tồn tại ba phương pháp thu hoạch, đi kèm với nó là một hệ thống máy móc tương ứng, đó là: Phương pháp thu hoạch nhiều giai đoạn: Theo phương pháp này, lúa được gặt bằng tay với các dụng cụ thô sơ như liềm, hái..., vận chuyển về sân phơi sau đó tiến hành đập, làm sạch, phơi khô rồi bảo quản. Phương pháp này đến nay vẫn được sử dụng rộng rãi bởi nó tận dụng được nguồn nhân lực dồi dào ở nông thôn; tận dụng được nguồn phế phẩm như rơm rạ để làm phân bón, làm thức ăn cho gia súc hay làm chất đốt; chi phí cho khâu thu hoạch lại thấp, dụng cụ phục vụ cho thu hoạch đơn giản, dễ làm, dễ sử dụng...Tồn tại của phương pháp này là thời gian thu hoạch sẽ bị kéo dài, năng suất thu hoạch thấp vào độ hao phí cao do phải trải qua nhiều khâu. Phương pháp thu hoạch hai giai đoạn: Phương pháp này bao gồm các công việc chính: gặt lúa xếp thành dãy trên ruộng, tùy vào tình hình thời tiết mà có thể tiến hành đập lúa ngay tại ruộng hay vận chuyển về sân phơi sau đó tiến hành đập. Phương pháp thu hoạch này thích hợp với những địa phương có lượng mưa thấp trong thời kì thu hoạch, ruộng đất khô ráo. Ưu điểm của phương pháp này là rút ngắn được thời gian thu hoạch, năng suất lao động tăng, cường độ lao động giảm do áp dụng cơ giới hóa; độ hao hụt giảm xuống còn khảng từ 1-2%; vốn đầu tư ban đầu không lớn lắm. Với điều kiện như ở Khánh Hòa có thể áp dụng tốt phương pháp này. Máy móc dùng cho khâu gặt theo phương pháp này bao gồm các loại máy gặt rải hàng xếp dãy, máy gặt bó... Máy gặt bó thực hiện các công việc như: gặt lúa, bó thành từng bó và hất xuống ruộng, là loại máy cỡ nhỏ, có kết cấu tinh xảo, đòi hỏi kĩ thuật sử dụng cao, hơn nữa độ hao hụt lại lớn, có thể lên đến 8%, năng suất không cao lắm nên không phát triển được. Máy gặt rải hàng tiến hành gặt, hất lúa xếp thành dãy xuống ruộng, có thể hoạt động trong điều kiện ruộng nước đang được phổ biến. Tiêu biểu có máy AR-120 của Nhật được cải tiến từ máy cắt cỏ, máy có kết cấu hoàn chỉnh, các thông số hợp lý và kiểu dáng công nghiệp đẹp mắt nhưng máy chế tạo với độ chính xác cao nên ta không thể sản xuất được phụ tùng thay thế đạt yêu cầu, hơn nữa giá thành máy cao nên không đáp ứng được phổ biến. Năm 1991, viện cơ điện Nông nghiệp đã tiến hành cải tiến thành máy GRH-1,2 cho phù hợp với điều kiện nước ta. Hiện nay cũng có một số nhà máy sản xuất máy gặt rải hàng cỡ nhỏ như Vinappro với MCL-120, MCL-150, nhà máy Cơ khí nông nghiệp với máy gặt rải hàng FUTU đang được sử dụng tại các địa phương. Phương pháp thu hoạch một giai đoạn: Theo phương pháp này, quá trình gặt, đập và làm sạch sơ bộ được tiến hành cùng một lúc bằng máy gặt đập liên hợp. Phương pháp này đòi hỏi lúa phải chín đều và cấu trúc máy phức tạp. Máy móc dùng cho phương pháp này chủ yếu là máy gặt đập liên hợp, năng suất của máy rất cao nhưng kết cấu máy rất cồng kềnh, nặng và giá thành rất đắt. Trên thị trường hiện nay đang dùng các máy gặt đập liên hợp của Việt Nam và Trung Quốc sản xuất, giá thành dao động từ 150-180 triệu đồng/máy. Như vậy phương pháp thu hoạch một giai đoạn với máy gặt đập liên hợp chỉ mang lại hiệu quả kinh tế khi áp dụng cho những nơi có điều kiện thờì tiết thuận lợi, diện tích ruộng lớn...Ở Khánh Hòa vẫn có một vài địa phương sử dụng máy gặt đập liên hợp nhưng rất ít, chủ yếu là vùng Đồng bằng sông Cửu Long. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1. Cơ sở để lựa chọn phương án thiết kế máy gặt Khi thiết nghiên cứu thiết kế máy, người thiết kế phải lựa chọn một trong rất nhiều phương án khả dĩ, phương án được lựa chọn phải là phương án tối ưu nhất, nó phải đáp ứng cả về chỉ tiêu kinh tế và kĩ thuật. Đối với máy gặt, muốn máy sản xuất ra được người tiêu dùng chấp nhận thì phải thỏa mãn các yêu cầu sau: Yêu cầu chung : Năng suất cao Phù hợp với địa hình đồng ruộng như: địa hình không bằng phẳng, diện tích nhỏ, nhiều bờ vùng bờ thửa. Phù hợp với điều kiện kinh tế của bà con nông dân. Yêu cầu về kĩ thuật: Máy gặt phải đảm bảo gặt không sót cây, hao phí hạt nhỏ. Phải thay đổi được chiều cao cắt để phù hợp với từng loại lúa. Lúa sau khi gặt phải được xếp thành dải liên tục đều đặn, thuận lợi cho quá trình thu gom. Tính năng di động tốt, không bị lún trượt. Các bộ phận máy vững chắc, an toàn tiện lợi cho người sử dụng. Kết cấu gọn nhẹ, kiểu dáng đẹp. 2.2. Phương án 1: Máy gặt sử dụng guồng gạt và dao cắt dạng đĩa 2.2.1. Sơ đồ cấu tạo chung (Hình 2.1) 2.2.2. Nguyên lí hoạt động Khi máy đi vào thảm lúa, các mũi rẽ 1, 3, 11 và guồng gạt 2 sẽ dẫn hướng cho lúa đi vào dao cắt. Guồng gạt 2 và dao cắt sẽ phối hợp để cắt đứt thân cây lúa. Sau khi cắt cây lúa được guồng gạt hất lên băng chuyền 5, băng chuyền chuyển động tải lúa xuống ruộng và xếp thành dãy liên tục. Mũi rẽ trong 11 sẽ tách phần lúa chưa được cắt ra khỏi đường di chuyển của máy.
Hình 2.1. Máy gặt sử dụng guồng gạt và dao cắt dạng đĩa 1- mũi rẽ ngoài; 2- guồng gạt; 3- các mũi rẽ giữa; 4- dao cắt; 5- băng chuyền lúa; 6- cơ cấu di duyển; 7- thân máy; 8- cơ cấu điều khiển; 9- động cơ; 10- hộp số; 11- mũi rẽ trong. 2.2.3. Ưu, nhược điểm của máy 2.2.3.1. Ưu điểm Kết cấu đơn giản, gọn. 2.2.3.2. Nhược điểm Khi làm việc ở ruộng nước cánh gạt dễ bị quá tải. Việc điều chỉnh guồng gạt cho phù hợp với trạng thái đổ của cây lúa sẽ phức tạp, khi đó kết cấu của máy sẽ cồng kềnh. Trong quá trình làm việc, cánh gạt đập vào bông lúa gây rụng hạt. Kết cấu của dao cắt và cơ cấu truyền lực cho dao phức tạp. Giá thành chế tạo đắt. 2.3. Phương án 2: Máy gặt sử dụng guồng gạt và bộ phận cắt dạng hai dao chuyển động tịnh tiến 2.3.1. Sơ đồ cấu tạo chung (Hình 2.2) 2.3.2. Nguyên lí hoạt động Cấu tạo của máy gồm có: thân máy 5; hai mũi rẽ lúa 1; bộ phận cắt dạng hai dao 2, một dao đứng yên, một dao chuyển động tịnh tiến qua lại; guồng gạt 3; băng chuyền lúa 4 dùng để chuyển lúa đã được cắt xuống ruộng; động cơ 9 truyền công suất cho bộ phận cắt, guồng gạt, băng chuyền và cơ cấu di chuyển 6. Cơ cấu điều khiển 7 điều chỉnh quá trình cắt và di chuyển của máy. Khi máy đi vào thảm lúa, hai mũi rẽ 1 sẽ dẫn hướng cho lúa đi vào dao cắt. Guồng gạt 3 gạt lúa vào và giữ lúa để dao 2 cắt. Khi cắt xong, guồng gạt hất lúa lên băng chuyền 4 để đưa lúa đã gặt xếp thành dãy xuống ruộng. 2.3.3. Ưu, nhược điểm của máy 2.3.3.1. Ưu điểm Guồng gạt đơn giản, dễ chế tạo. Bộ phận cắt dạng hai dao đã được nghiên cứu, kiểm nghiệm và đã có tiêu chuẩn nên giá thành chế tạo rẻ. Dao cắt được chế tạo thành từng mảnh rời, có thể thay thế dễ dàng khi bị hỏng. Cơ cấu biên tay quay dùng để dẫn động cho dao đơn giản. 2.3.3.2. Nhược điểm Cũng như phương án 1, dùng guồng gạt có nhiều hạn chế. Để khắc phục những nhược điểm này ta thay thế guồng gạt bằng những cánh gạt dạng đĩa.
Hình 2.2. Máy gặt rải hàng sử dụng guồng gạt và bộ phận cắt dạng hai dao 1- mũi rẽ; 2- bộ phận cắt; 3- guồng gạt; 4- băng chuyền; 5- thân máy; 6- bộ phận di chuyển; 7- bộ phận điều khiển; 8- hộp số; 9- động cơ. 2.4. Phương án 3: Máy gặt sử dụng đĩa gạt và bộ phận cắt dạng hai dao chuyển động tịnh tiến 2.4.1. Sơ đồ cấu tạo chung (Hình 2.3)
Hình 2.3. Máy gặt rải hàng sử dụng đĩa gạt và bộ phận cắt dạng hai dao 1- mũi rẽ trong; 2- đĩa gạt; 3- mũi rẽ giữa; 4- mấu gạt; mũi rẽ ngoài; 6- dao cắt; 7- thân máy; 8- bộ truyền xích; 9- hộp số; 10- bộ truyền đai; 11- động cơ; 12- cần sang số; 13- cơ cấu điều khiển. 2.4.2. Nguyên lí hoạt động Máy gặt lúa rải hàng sử dụng đĩa gạt và bộ phận cắt dạng hai dao gồm mũi rẽ trong 1 có nhiệm vụ tách phần lúa chưa được gặt ra khỏi đường đi của máy. Các mũi rẽ giữa 3, mũi rẽ ngoài 5 cùng với cánh gạt 2 dẫn hướng cho cây lúa đi vào dao cắt 6. Cánh gạt 2 cùng với các mấu gạt 4 phối hợp giữ thân cây lúa để dao cắt 6 cắt đứt thân cây. Các mấu gạt được lắp trên bộ truyền xích chuyển động liên tục để gạt lúa đã được cắt xuống ruộng và xếp thành dãy liên tục. Công suất của động cơ 11 được truyền đến hộp số 9 thông qua bộ truyền đai 10, một phần làm cho máy tự hành, một phần truyền qua bộ truyền xích 8 để dẫn động cho cơ cấu gạt 4. Từ đây, thông qua các bộ bánh răng và cơ cấu biên tay quay, công suất được truyền đến để dẫn động cho dao cắt. Trên các mắt xích của cơ cấu gạt có lắp các mấu gạt 4 sao cho khi chuyển động các mấu gạt này va vào cánh của các đĩa gạt 2 tạo chuyển động quay cho đĩa. (Tương tự như sự ăn khớp của bánh răng với thanh răng). Ngoài các bộ phận chính đã nêu trên, máy còn có cơ cấu lái và điều khiển, bộ bánh xe di động, các li hợp cùng các bộ phận phụ trợ khác… 2.4.3. Ưu, nhược điểm của máy Máy gặt rải hàng sử dụng đĩa gạt và bộ phận cắt dạng hai dao đã khắc phục được những nhược điểm của máy gặt dùng guồng gạt hay dùng dao cắt dạng đĩa: Trong quá trình hoạt động, đĩa gạt sẽ gạt ở giữa thân cây lúa thay vì gạt vào đầu bông lúa như cánh gạt cho nên không gây rụng hạt, độ hao phí nhỏ. Cánh gạt quay trong mặt phẳng nằm ngang nên có thể làm việc trong điều kiện ruộng ngập nước. Dao cắt được chế tạo thành từng mảnh rời và gắn vào thân dao bằng đinh tán, có thể thay thế khi hỏng. Với kết cấu phần máy gặt như trên thì việc sử dụng nguồn động lực cho máy ta có hai phương án: Phương án thứ nhất: Máy gặt sẽ được liên hợp với máy kéo. Theo phương án này máy gặt sẽ được thiết kế riêng, sau đó chọn máy kéo phù hợp có sẵn trên thị trường để tạo thành liên hợp máy gặt, công suất dùng cho máy gặt được trích ra từ máy kéo. Máy kéo được thiết kế vạn năng, có cơ cấu di chuyển và điều khiển riêng, ngoài liên hợp với máy gặt ra có thể liên hợp với nhiều loại máy khác như máy cày, máy bừa, máy tuốt lúa, máy bơm nước… Một máy kéo tuỳ theo công suất có thể liên hợp với một hay nhiều máy gặt, khi hết mùa gặt ta tháo phần máy gặt ra và dùng máy kéo để làm nhiều loại công việc khác. Tuy vậy, phương án này vẫn có những nhược điểm, đó là: Máy kéo được thiết kế cho nhiều loại công việc khác nhau nên kết cấu phức tạp, cồng kềnh; công suất của máy không được sử dụng hết sẽ gây lãng phí; giá thành đắt. Phương án thứ hai: Trang bị động cơ riêng để máy gặt tự hành. Theo phương án này máy gặt sẽ được trang bị động cơ dẫn động riêng, cơ cấu di chuyển và điều khiển riêng tạo thành một máy có kết cấu hoàn chỉnh. Ưu điểm của phương án này là: Công suất của động cơ sẽ được sử dụng tối đa. Kết cấu máy hoàn chỉnh, gọn nhẹ, sử dụng dễ dàng. Giá thành thấp. Đến nay khâu gặt lúa là một trong những khâu được cơ giới hoá sau cùng, các khâu như cày, bừa, đập lúa, xay xát… đã cơ giới hoá từ khá lâu, máy móc đã được trang bị nhiều. Yêu cầu đặt ra là cần một loại máy riêng phục vụ khâu gặt cho nên các loại liên hợp máy vạn năng không còn phù hợp. Hơn nữa, đồng ruộng ở khu vực Khánh Hoà thường nhỏ, nền đất mềm cho nên chỉ thích hợp với những loại máy cỡ nhỏ, nhẹ. Máy gặt lúa rải hàng tự hành là loại máy gặt cỡ nhỏ, giá thành rẻ, rất phù hợp với điều kiện kinh tế của bà con nông dân, có thể trang bị rộng rãi đến từng hộ gia đình, phần nào đáp ứng được các yêu cầu kể trên. Từ những phân tích trên đây tôi chọn phương án thiết kế máy gặt rải hàng tự hành sử dụng đĩa gạt và bộ phận cắt dạng hai dao để làm đồ án tốt nghiệp. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KỸ THUẬT MÁY GẶT LÚA 3.1. Sơ đồ động của máy
Hình 3.1. Sơ đồ động của máy gặt lúa rải hàng tự hành 1- bộ truyền xích; 2- dao cắt; 3- thanh truyền; 4- bánh răng côn; 5- tay quay; 6- bánh răng côn; 7- mấu gạt; 8- bộ truyền xích; 9- bánh xe; 10- li hợp chuyển hướng; 11- bộ truyền bánh răng; 12- bộ truyền xích; 13- bộ truyền đai; 14- li hợp; 15- động cơ; 16- hộp số. Máy gồm có hai phần chính, phần gặt và phần chuyển động. Tốc độ quay của động cơ 15 sau khi giảm tốc qua bộ truyền đai 13 được tách ra làm hai phần để dẫn động cho phần gặt và phần chuyển động. Phần gặt: Chuyển động quay của động cơ thông qua bộ truyền xích 13, bộ truyền bánh răng côn 4-6, tay quay 5 biến thành chuyển động qua lại của dao cắt 2. Cũng từ trục 5, chuyển động quay được qua bộ truyền xích trung gian 1 đến dẫn động cho xích chuyển lúa 8. Trên xích chuyển lúa 8 có lắp các mấu gạt 7 chuyển động cùng với xích. Trong quá trình chuyển động các mấu gạt vận chuyển cây lúa đã cắt xuống xếp dãy ở ruộng đồng thời dẫn động cho bánh sao quay. Ngoài ra phần gặt còn có các cơ cấu như mũi rẽ, bánh sao và các cơ cấu phụ trợ khác. Phần chuyển động gồm: li hợp 14, hộp số 16, bộ bánh răng cuối cùng 11, các li hợp chuyển hướng 10, bánh xe 9, ngoài ra còn có thân máy, cơ cấu lái và điều khiển cùng các bộ phận phụ trợ khác. Li hợp 15 có nhiệm vụ ngăn quá tải, tách động cơ với hộp số khi sang số hay khi khởi động. Hộp số 16 là hộp số đơn giản gồm hai cấp số tiến và một cấp số lùi. Để có các tốc độ như vậy thì hộp số phải có hai bánh răng cố định, hai bánh di động và hai bánh răng trung gian cố định làm nhiệm vụ đảo chiều. Sau khi giảm tốc qua hộp số, chuyển động quay được truyền đến cặp bánh răng cuối cùng làm quay bánh xe. Để máy có thể quay vòng, trên trục bánh xe có lắp hai li hợp 10. Khi tách li hợp thì chuyển động quay không truyền được đến bánh xe, muốn rẽ trái ta tách li hợp bên trái, bánh xe bên trái đứng yên còn bánh xe bên phải tiếp tục chuyển động là cho xe quay trái. Làm ngược lại khi cần rẽ phải. Bánh xe tùy từng địa hình có thể dùng bánh lồng hay bánh hơi. Khi gặt ruộng nước, nền đất yếu ta dùng bánh lồng, với ruộng khô ta dùng bánh hơi. Ta sẽ tìm hiểu rõ hơn các cơ cấu làm việc của máy. 3.2. Các bộ phận làm việc chính của máy 3.2.1. Dao cắt Dao cắt là bộ phận làm việc quan trọng của máy gặt. Dao làm việc theo nguyên lí cắt có tấm kê. Khi gặt lúa, sự tác động của máy sẽ làm tăng khả năng rụng hạt, việc hạn chế rụng hạt là một yêu cầu kĩ thuật nông học cho máy gặt. Dao cắt gồm có dao di động và dao cố định vừa làm nhiệm vụ tấm kê cắt, với loại dao này tốc độ cắt giảm đi đáng kể, làm cho việc tiếp xúc của dao cắt với thân cây lúa được êm dịu, giảm khả năng rụng hạt. Kết cấu của dao cắt xem ở hình 3.2. Cơ cấu dao gồm dao di động 4, dao cố định 9 vừa làm nhiệm vụ tấm kê cắt lắp trên thanh dao 1 và 2 bằng đinh tán. Thanh đẩy dao 3 nối với cơ cấu truyền chuyển động. Để dao làm việc tốt, khe hở yêu cầu giữa hai dao cố định và dao di động là 0,3(0,5 mm, khe hở này được điều chỉnh bằng đệm 7.
Hình 3.2. Kết cấu dao cắt 1- thanh dao di động; 2- thanh dao cố định; 3- thanh đẩy dao; 4- dao di động; 5- tấm đè dao; 6- vít; 7- đệm điều chỉnh; 8- tấm trượt; 9- dao cố định. Dao di động là dao hình thang, chiều dày từ 2,5(3mm, hai cạnh bên được mài sắc, bề dày cạnh sắc phải đạt từ 5(15(m. Khi chiều dày tăng lên 50(55µm thì phải mài lại. Các thông số của dao đã được tối ưu hóa, vì vậy khi tính toán dao ta tính một số thông số cơ bản rồi chọn dao theo bảng kinh nghiệm. Với loại dao bình thường S= t =76,2mm, theo [11, trang 15, bảng 1.2] ta có kết cấu dao di động và dao cố định với các thông số như sau: