Thiết kế chế tạo máy thái rau, cỏ phục vụ cho trang trại chăn nuôi

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trang 1 GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN BA


LỚP 43 CT SVTH: NGUYỄN ANH TUẤN

LỜI NÓI ĐẦU
Nước ta đang trong thời kì công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước. Một trong
những chủ trương của Đảng ta hiện nay là công nghiệp hoá nông nghiệp, đưa máy
móc thiết bị vào phục vụ nông nghiệp, nhằm nâng cao năng suất và giảm nhẹ sức
lao động cho người nông dân.
Trước tình hình đó Khoa Cơ khí trường Đại học Thuỷ sản, cụ thể là bộ môn
Chế tạo máy đã đưa ra một số đề tài yêu cầu thiết kế một số máy công tác phục vụ
nông nghiệp. Đây cũng là cơ hội tốt cho sinh viên chế tạo máy sắp tốt nghiệp tổng
hợp lại tất cả kiến thức đã học ở trường Đại học và làm quen với công việc của một
kĩ sư chế tạo máy trong lĩnh vực thiết kế chế taọ máy công tác.
Tôi được Bộ môn Chế tạo máy – Khoa Cơ khí - Trường Đại học Thuỷ sản giao
phó thực hiện Đề tài tốt nghiệp “Thiết kế chế tạo máy thái rau cỏ phục vụ cho trang
trại chăn nuôi”. Đề tài gồm các nội dung sau:
1. Tổng quan về tình trạng sản xuất và trang bị cơ giới tại các trang trai chăn
nuôi ở Việt Nam và nhu cầu sử dụng thiết bị.
2. Chọn phương án thiết kế.
3. Tính toán động lực học cho thiết bị.
4. Thiết kế các bộ phận của thiết bị.
5. Lập quy trình chế tạo các chi tiết tại các xưởng cơ khí của trường.
6. Hướng dẫn lắp ráp và sử dụng.
Trong thời gian thực hiện đề tài, tôi đã cố gắng học hỏi, tìm hiểu tài liệu tham
khảo, khảo sát thực tế và sự giúp đỡ của thầy giáo hướng dẫn, đến nay đề tài đã
được hoàn thành. Nhưng do năng lực và sự hiểu biết còn hạn chế, nên nội dung của
đề tài không thể tránh khỏi thiếu sót. Tôi rất mong được sự góp ý và chỉ bảo chân

thành của thầy cô giáo và các bạn sinh viên để cho đề tài càng hoàn thiện hơn.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trang 2 GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN BA


LỚP 43 CT SVTH: NGUYỄN ANH TUẤN

LỜI CÁM ƠN

Trước tiên, tôi xin chân thành cảm ơn Bộ môn chế tạo máy, khoa Cơ khí,
Trường Đại học Thuỷ sản đã giao phó cho tôi đề tài mang tính thực tiễn cao này.
Tôi xin chân cảm ơn xưởng cơ khí trường đã tạo điều kiện cho tôi quan sát
máy thái rau cụ thể hiện có, điều đó đã giúp tôi hoàn thiện ý tưởng thiết kế máy thái
rau cỏ đã dự định từ trước.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Nguyễn Văn Ba đã bỏ
nhiều thời gian quý giá của thầy để tận tình giúp đỡ và hướng dẫn tôi thực hiện
thành công đề tài này.

Nha Trang, tháng 11 năm 2005
Sinh viên thực hiện:


Nguyễn Anh Tuấn

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trang 3 GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN BA


LỚP 43 CT SVTH: NGUYỄN ANH TUẤN
CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ TÌNH TRẠNG SẢN XUẤT
VÀ TRANG THIẾT BỊ CƠ GIỚI TẠI CÁC
TRANG TRẠI CHĂN NUÔI Ở VIỆT NAM VÀ
NHU CẦU SỬ DỤNG THIẾT BỊ.

Chăn nuôi ở nước ta hiện nay đang được đưa lên thành một ngành chính của
nền nông nghiệp, nhằm đáp ứng nhu cầu thực phẩm ngày càng tăng cũng như yêu
cầu về sức kéo và phân bón phục vụ cho trồng trọt.
Năng suất chăn nuôi trước hết phụ thuộc vào việc cung cấp đúng đắn thức ăn
cho gia súc, gia cầm. Việc cung cấp thức ăn đúng đắn có nghĩa là phù hợp với nhu
cầu chức năng của gia súc với mức tiêu thụ thức ăn ít nhất nhưng lại cho sản lượng
có ích lớn nhất.
Thức ăn ở dạng tự nhiên chưa thể đáp ứng được yêu cầu dinh dưỡng đa dạng
theo chức năng và lứa tuổi của gia súc, cho nên phải tiến hành chế biến và thái nhỏ
nhằm đáp ứng nhu cầu trên. Đồng thời với ngành chăn nuôi hiện nay là chăn nuôi
với quy mô lớn theo kiểu trang trại, không còn chăn thả tự nhiên như trước. Nên đòi
hỏi thức ăn xanh phải được trồng trọt với qui mô lớn và năng suất cao mới đủ lượng

thức ăn cho gia súc. Các loài cây cỏ trồng năng suất cao hiện nay, thân cây có kích
thước lớn và khối lượng lớn nên để đáp ứng nhu cầu tiêu hoá cho gia súc thì phải có
một thiết bị máy móc cắt thái thành những đoạn thức ăn có độ dài vừa phải.
Từ những yêu cầu bức xúc trên, nên máy thái rau cỏ phục vụ cho trang trại
chăn nuôi được thiết kế và chế tạo.
Hiện nay, trong lĩnh vực máy công tác phục vụ cho chăn nuôi đã có máy thái
rau cỏ. Nhưng máy thái rau cỏ phục vụ cho chăn nuôi được sản xuất ở nước ngoài
có giá rất cao không phù hợp với nông dân nước ta. Còn ở nước ta máy thái rau cỏ
phục vụ cho chăn nuôi hiện có chỉ hoạt động với năng suất nhỏ, khả năng tự động
hóa trong khâu tiếp liệu không cao và khả năng điều chỉnh độ dài đoạn cắt thái
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trang 4 GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN BA


LỚP 43 CT SVTH: NGUYỄN ANH TUẤN
không linh hoạt. Nên ở nội dung đề tài này, tôi thiết kế chế tạo một máy thái rau cỏ
mới, nhưng có nguyên lí cắt giống như những máy hiện có.
Để công việc thiết kế được dễ dàng và sát thực tế, ta đi tìm hiểu về đặc tính của
thức ăn xanh, là nguyên liệu của máy thái.
Thức ăn xanh là tất cả các loại cỏ trồng, cỏ tự nhiên, các loại rau xanh cho gia
súc ăn ở trạng thái tươi xanh bao gồm: rau muống, bèo hoa dâu, lá bắp cải, xu hào,
cỏ voi, cỏ pagola, rau dừa nước, rau dền, rau lắp, cỏ bắp, cỏ sữa…
Thức ăn xanh có đặc điểm là chứa nhiều nước, nhiều chất xơ, tỉ lệ nước trung
bình 80-90%, tỉ lệ xơ trung bình ở giai đoạn non là 2-3%, trưởng thành 6-8%.
Theo khảo sát thực tế tại một trang trại cụ thể ở tỉnh Ninh Thuận, một tỉnh có
ngành chăn nuôi phát triển; cụ thể là chăn nuôi trâu, bò, dê, cừu, lợn…Các trang trại
vừa và nhỏ ở đây có số lượng gia súc khoảng 100-200 con. Khẩu phần ăn chủ yếu là
thức ăn xanh, cụ thể theo bảng điều tra sau:

Loại gia súc % tính theo khẩu phần ăn
Lợn 20-30
Trâu bò (cao sản) 70-80
Trâu bò (thấp sản) 100
Dê cừu 100
Gia cầm lớn 5-10
Gà thịt 2

Các loại thức ăn xanh được trồng ở đây để phục vụ cho chăn nuôi ở các trang
trại này chủ yếu là: Cỏ voi, cỏ bắp, cỏ sữa, rau muống, rau dền, rau lang… Do ở các
trang trại này hầu hết chưa có máy thái rau cỏ, tình trạng sử dụng trang thiết bị cơ
giới không mạnh lắm. Cho nên người nông dân cho gia súc ăn bằng cách bỏ trực
tiếp vào với kích thước lớn, mà không cắt thái có kích thước vừa phải, nên gia súc
ăn không hết. Vì vậy phần thức ăn thừa lại rất nhiều, gây lãng phí rất lớn.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trang 5 GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN BA


LỚP 43 CT SVTH: NGUYỄN ANH TUẤN

Vì vậy khi đưa máy thái rau cỏ vào thực tế tại các trang trại chăn nuôi này, sẽ
giảm một khối lượng thức ăn rất lớn, mang lại nguồn lợi kinh tế cao cho người nông
dân trong ngành chăn nuôi.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trang 6 GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN BA


LỚP 43 CT SVTH: NGUYỄN ANH TUẤN

CHƯƠNG 2:
CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1. Cơ sở chọn phương án:
Tùy thuộc quy trình nuôi dưỡng, loại gia súc, quy mô sản xuất và loại thức
ăn mà quyết định sử dụng máy thái có nguyên lí và kết cấu khác nhau.

- Dựa theo quy trình công nghệ nuôi dưỡng để xác định công suất máy:
+ Chăn nuôi theo kiểu tự nhiên, chăn thả: Không cần dùng máy móc thái thức
ăn nguyên sơ (không qua sơ chế).
+ Chăn nuôi theo kiểu bán tự nhiên (vừa chăn thả vừa nhốt kiểu nuôi công
nghiệp): Dùng máy thái thức ăn với công suất nhỏ, vì chỉ ăn dặm nên thức không
nhiều.
+ Chăn nuôi kiểu công nghiệp với quy trình công nghệ nuôi dưỡng khép kín:
Hầu hết thức ăn cho gia súc phải qua sơ chế thái nhỏ bằng máy, yêu cầu máy phải
có công suất lớn để chế biến thức ăn thô với khối lượng lớn
- Dựa theo loại gia súc: Tùy theo loại gia súc (tiểu gia súc hay đại gia súc) mà
người thiết kế xác định tốc độ tương quan giữa dao cắt và chuyển động của nguyên
liệu để có kích thước sản phẩm thái khác nhau theo yêu cầu.
- Dựa theo quy mô sản xuất, để xác định công suất máy:
+ Quy mô sản xuất vừa và nhỏ: Dùng máy thái có công suất vừa, công suất
dưới 1 tấn/h.
+ Quy mô sản xuất lớn (trang trại): Dùng máy thái có công suất lớn, công suất
trên 1tấn/h.
- Dựa theo loại thức ăn: rau, cỏ; tươi, khô; kích thước cây to, nhỏ; cứng,
mềm,… mà dùng các kiểu máy thái khác nhau. Những loại cỏ có kích thước cây
lớn, cứng và tươi như: cỏ bắp, cỏ voi, cây bắp,… thì máy thái cần phải có bộ phận
làm mềm thân trước khi thái, để gia súc có thể dễ dàng tiêu hóa. Những loại thức ăn
còn lại như rơm, cỏ khô, rau tươi không cần phải ép mềm trước khi thái.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trang 7 GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN BA


LỚP 43 CT SVTH: NGUYỄN ANH TUẤN
Theo yêu cầu của đề tài là “Thiết kế và chế tạo máy thái rau, cỏ, phục vụ cho

trang trại chăn nuôi”. Ta xác định đối tượng cắt thái là: rau, cỏ các loại, phục vụ cho
chăn nuôi nói chung, với quy mô sản xuất trang trại. Dựa vào các cơ sở nêu trên tra
xác định công suất sơ bộ của máy là 1tấn/h, kiểu máy thái vạn năng, có kết cấu và
nguyên lí hoạt động sẽ được trình bày ở phần tiếp theo.
2.2. Các hình thức chuyển động của dao cắt và nguyên lí cắt:
a. Hình thức 1: Dao cắt chuyển động tịnh tiến.









Nguyên lí cắt:
Dao cắt chuyển động tịnh tiến theo phương thẳng đứng, còn nguyên liệu
chuyển động theo phương vuông góc với phương chuyển động của dao. Lưỡi cắt
của dao dưới tác dụng của lực P đi xuống ép vào thân của nguyên liệu; phối hợp với
tấm kê cắt ở phía dưới cắt đứt thân nguyên liệu thành từng đoạn nhỏ có kích thước
được xác định trước.
b. Hình thức 2: Nguyên liệu chuyển động tịnh tiến còn dao cắt chuyển động
quay tròn.
Nguyên lí cắt : Dao cắt chuyển động quay tròn quanh một trục cố định còn
nguyên liệu chuyển động tịnh tiến theo phương vuông góc với phương vận tốc của
dao cắt. Máy thiết kế theo hình thức này thì dao cắt có thể bố trí theo 2 kiểu cơ bản
như sau:


P

Hình
2.1

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trang 8 GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN BA


LỚP 43 CT SVTH: NGUYỄN ANH TUẤN
Thứ nhất: Dao cắt được bố trí vị trí theo kiểu đĩa quay tròn










Theo cách bố trí này, thì các vị trí của dao cắt được bố trí cách đều nhau trên
một vòng tròn quanh một trục và số lượng dao cắt được tính toán một cách hợp lí để
dao cắt có thể cắt đứt nguyên liệu một cách liên tục trên một vòng quay của đĩa cắt
mang dao.
Thứ hai: Dao cắt được bố trí theo kiểu trống quay.

Theo cách bố trí này thì các dao cắt được đặt theo đường sinh hình trụ hai đầu lắp
trên hai mặt bích, có một trục quay nối cứng hai mặt bích tại tâm. Lưỡi dao, mặt bích
và trục dao tạo thành trống dao. Số lượng dao được tính toán hợp lí. Theo cách bố trí
dao như vậy đảm bảo lúc nào cũng có lưỡi dao cắt nguyên liệu một cách liên tục.

lưỡi cắt
Mặt bích

Trục dao
Hình 2.3

Các dao cắt
w

Hình 2.2
Trục dao
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trang 9 GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN BA

LỚP 43 CT SVTH: NGUYỄN ANH TUẤN
2.3. CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ:
Dựa theo các hình thức chuyển động của dao cắt và các kiểu bố trí dao cắt ta
đưa ra một số phương án thiết kế máy thái rau, cỏ. Từ đó ta phân tích từng phương
án và cuối cùng ta chọn ra một phương án thiết kế tối ưu nhất.
a. Phương án 1:
Dựa theo hình thức chuyển động dao thứ nhất, tức là dao chuyển động tịnh
tiến, ta đưa ra sơ đồ nguyên lí máy thái rau, cỏ như sau:
+ Sơ đồ cấu tạo của máy :


















Hình 2.4
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trang 10 GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN BA


LỚP 43 CT SVTH: NGUYỄN ANH TUẤN
Các bộ phận của máy:
1.Động cơ điện, 2.Đai, 3. Bánh đai, 4.Gối đỡ, 5.Trục khuỷu, 6.Thanh truyền,
7.Khung máy, 8.Máng đưa sản phẩm ra, 9.Nắp đậy, 10.Rãnh tịnh tiến của dao cắt,
11.Rulô cuốn liệu, 12.Dao cắt, 13.Tấm kê cắt, 14.Bộ truyền động đai của bộ phận
cuốn liệu, 15.Bộ truyền động bánh răng trụ răng thẳng, 16.Máng dẫn nguyên liệu vào.
- Nguyên lí hoạt động:
Nguyên liệu được đưa bằng tay vào máng dẫn liệu (16), và được Rulô cuốn
(11) kéo nguyên liệu vào và nén xuống rồi đẩy vào họng thái. Ở đây dao cắt chuyển
động lên xuống, kết hợp với hai tấm kê (13) sẽ thái nhiên liệu thành những đoạn
nhỏ theo máng nghiêng rơi ra ngoài.
- Nguyên lí cụ thể của từng bộ phận như sau:
+ Bộ phận cuốn liệu: Nguyên liệu cắt được cuốn vào nhờ Rulô cuốn (16).
Theo sơ đồ cấu tạo (hình 2.4) ta thấy bộ truyền động đai (2) truyền chuyển động từ
trục trung gian sang Rulô cuốn chủ động. Qua bộ truyền động bánh răng trụ (15)
đảo chiều quay cho Rulô cuốn bị động. Hai Rulô (11) có chiều quay ngược chiều
nhau tạo lực kéo và ép nguyên liệu vào họng thái, để thực hiện công việc cắt thái
tiếp theo.
+ Bộ phận cắt liệu: Ở phương án này, dao cắt chuyển động tịnh tiến theo rãnh
(10) nhờ cơ cấu trục khuỷu (5) và thanh truyền (6). Cơ cấu này biến chuyển động
quay của động cơ (1) thành chuyển động tịnh tiến của dao cắt (12), lúc này thực
hiện công việc cắt thái.
- Đặc điểm của máy:
+ Ưu điểm:
1. Áp suất cắt thái lớn, nên máy cắt được những nguyên liệu có độ cứng cao.
2. Làm việc êm, ít rung động.

3. Kết cấu máy gọn, nhẹ.
+ Nhược điểm:
1. Dao cắt không liên tục nên dễ bị ùn tắc nguyên liệu trong buồng thái.
2. Lực cắt thái không đều do dao chuyển động khứ hồi.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trang 11 GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN BA


LỚP 43 CT SVTH: NGUYỄN ANH TUẤN
3. Năng suất cắt không cao, do dao chuyển động khứ hồi nên vận tốc không
đồng nhất.
4. Khả năng điều chỉnh độ dài đoạn sản phẩm không linh hoạt.
b. Phương án 2: Chọn hình thức dao chuyển động quay đượcbố trí dạng đĩa.
Sơ đồ cấu tạo:

Hình 2.5


PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trang 12 GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN BA


LỚP 43 CT SVTH: NGUYỄN ANH TUẤN
Bộ truyền động bánh răng côn từ trục dao cắt đến trục Rulô:









Hình 2.6
Các bộ phận của máy:
1.Động cơ, 2.Khung máy, 3.Máng đưa sản phẩm ra, 4.Tấm kê cắt, 5. Bộ
truyền động đai, 6.Gối đỡ, 7. Rulô cuốn nguyên liệu, 8. Dao cắt, 9. Bộ truyền động
bánh răng trụ, 10. Máng dẫn liêu, 11. Nắp đậy, 12. Bộ truyền động bánh răng côn.

Nguyên lí hoạt động: Nguyên liệu được đưa vào máng dẫn liệu (10), nhờ Rulô
cuốn liệu (7) kéo nguyên liệu vào và nén nguyên liệu xuống sau đó đưa vào buồng thái.
Ở buồng thái dao cắt (8) có dạng đĩa quay liên tục, kết hợp với tấm kê cắt tạo thành góc
cắt thái, sẽ cắt nguyên liệu thành những đoạn sản phẩm theo máng nghiêng rơi ra ngoài.
Nguyên lí hoạt động của từng bộ phận cụ thể như sau:
- Bộ phận cuốn liệu: Nguyên liệu cắt được cuốn vào nhờ Rulô cuốn liệu (7).
Theo sơ đồ cấu tạo (hình 2.5), ta thấy chuyển động quay của Rulô cuốn liệu được
truyền từ trục quay của dao cắt, nhờ bộ truyền bánh răng côn (12). Bộ truyền bánh
răng côn có tác dụng làm thay đổi phương của trục Rulô cuốn so với trục của dao
một góc 90
0
. Cặp Rulô cuốn liệu (7) có chiều quay ngược nhau là nhờ cặp bánh
răng trụ (9). Chuyển động ngược này có tác dụng tạo lực kéo và nén nguyên liệu đi
vào bộ phận cắt để tiếp tục công đoạn cắt thái.
- Bộ phận cắt: Chuyển động của dao cắt được truyền từ động cơ (1) qua bộ
truyền đai (5). Dao cắt quay liên tục kết hợp với tấm kê cắt (4) đứng yên tạo thành
góc cắt thái, cắt nguyên liệu thành những đoạn sản phẩm theo yêu cầu.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trang 13 GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN BA


LỚP 43 CT SVTH: NGUYỄN ANH TUẤN
Ở phương án này toàn bộ chuyển động của máy đều xuất phát từ động cơ (1).
Bộ phận cuốn liệu và bộ phận cắt thái có quan hệ chuyển động với nhau qua bộ
truyền bánh răng côn. Để có thể tăng chiều dài sản phẩm thái ta điều chỉnh bằng
cách giảm số lượng dao đối xứng nhau.
Đặc điểm của máy:

- Ưu điểm:
+ Điều chỉnh đơn giản và mài sắc thuận lợi.
+ Cấu tạo đơn giản và dễ sử dụng.
+ Chuyển động của dao liên tục nên nguyên liệu cắt không bị ùn tắc.
+ Máy làm việc êm.
- Nhược điểm:
+ Lực cắt thái không lớn
+ Khả năng điều chỉnh độ dài sản phẩm cắt thái không linh hoạt.
+ Bộ phận cấp liệu chưa được tự động hoá.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trang 14 GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN BA


LỚP 43 CT SVTH: NGUYỄN ANH TUẤN
Như đã nói ở phần đầu, khi đưa ra những phương án thiết kế ta phải dựa vào
hình thức chuyển động của dao. Khi dựa vào hình thức chuyển động quay, dao được
bố trí theo kiểu trống ta có một số phương án thiết kế như sau:
Phương án 3:
Sơ đồ cấu tạo:

Hình 2.7


PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trang 15 GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN BA


LỚP 43 CT SVTH: NGUYỄN ANH TUẤN
Các bộ phận của máy:
1.Động cơ điện; 2.Khung máy; 3.Máng nghiêng đưa sản phẩm ra ngoài; 4.Nắp
đậy; 5.Bộ truyền động đai đến bộ phận cuốn; 6.Lưỡi cắt; 7.Mặt bích của trống cắt;
8.Bộ truyền động đai đến bộ phận cắt; 9.Rulô cuốn nguyên liệu; 10.Tấm kê cắt;
11.Gối đỡ; 12.Bộ truyền động bánh răng trụ; 13.Máng dẫn liệu vào máy.
Nguyên lí hoạt đông:

Nguyên liệu được đưa vào máng dẫn liệu (13), nhờ Rulô cuốn liệu (9) kéo
nguyên liệu vào và nén nguyên liệu xuống sau đó đưa vào buồng thái. Ở buồng thái
dao cắt (5) có dạng trống, quay liên tục, kết hợp với tấm kê cắt tạo thành góc cắt
thái, sẽ cắt nguyên liệu thành những đoạn sản phẩm theo máng nghiêng rơi ra ngoài.
Nguyên lí hoạt động của từng bộ phận cụ thể như sau:
- Bộ phận cuốn liệu: Nguyên liệu cắt được cuốn vào nhờ Rulô cuốn liệu (6). Theo
sơ đồ cấu tạo hình 2.5, ta thấy chuyển động quay của Rulô cuốn liệu được truyền từ
trục quay của trống dao cắt, nhờ bộ truyền động đai (3). Cặp Rulô cuốn liệu (6) có
chiều quay ngược nhau là nhờ cặp bánh răng trụ (4). Chuyển động ngược này có tác
dụng tạo lực kéo và nén nguyên liệu đi vào bộ phận cắt để tiếp tục công đoạn cắt thái.
- Bộ phận cắt: Chuyển động của dao cắt được truyền từ động cơ (1) qua bộ
truyền đai (2). Trống dao cắt quay liên tục quanh trục của nó. Lưỡi cắt đặt nghiêng
so với đường sinh của trống dao nên kết hợp với tấm kê cắt (10) đứng yên tạo thành
góc cắt thái, cắt nguyên liệu thành những đoạn sản phẩm theo yêu cầu.
Ở phương án này toàn bộ chuyển động của máy đều xuất phát từ động cơ (1).
Bộ phận cuốn liệu và bộ phận cắt thái có quan hệ chuyển động với nhau qua bộ
truyền động đai (5). Để có thể tăng chiều dài sản phẩm thái ta điều chỉnh bằng cách
giảm tỉ số truyền của bộ truyền động đai hoặc giảm số lượng dao đối xứng nhau.
Đặc điểm của máy:
- Ưu điểm:
+ Điều chỉnh đơn giản và mài sắc thuận lợi.
+ Cấu tạo đơn giản và dễ sử dụng.
+ Chuyển động của dao liên tục nên nguyên liệu cắt không bị ùn tắc.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trang 16 GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN BA


LỚP 43 CT SVTH: NGUYỄN ANH TUẤN

+ Máy làm việc êm.
- Nhược điểm:
+ Khả năng điều chỉnh độ dài sản phẩm cắt thái không linh hoạt.
+ Bộ phận cấp liệu chưa được tự động hoá.

Phương án 4:
Sơ đồ cấu tạo:

Hình 2.8

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trang 17 GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN BA


LỚP 43 CT SVTH: NGUYỄN ANH TUẤN
Các bộ phận của máy:
1.Khung máy; 2.Trục kéo băng tải; 3.Động cơ điện; 4.Thùng chứa liệu; 5.Đai;
6.Máng nghiêng đưa sản phẩm ra ngoài; 7.Puli đai; 8.Nắp đậy; 9.Mặt bích trống cắt;
10.Bộ truyền động đai đến trục rulô cuốn liệu; 11.Lưỡi cắt; 12.Rulô cuốn liệu;
13.Tấm kê cắt; 14.Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng; 15.Bộ truyền động đai đến
bộ phận cuốn liệu; 16.Tấm che; 17.Băng tải; 18.Ổ đỡ.
Nguyên lí hoạt đông:
Nguyên liệu được đặt trên băng tải (17), nhờ băng tải đưa nguyên liệu vào trục
Rulô cuốn liệu (13), Rulô kéo nguyên liệu vào và nén nguyên liệu xuống sau đó đưa
vào buồng thái. Ở buồng thái lưỡi cắt (12) bố trí dạng trống, quay liên tục, kết hợp
với tấm kê cắt (14) tạo thành góc cắt thái, sẽ cắt nguyên liệu thành những đoạn sản
phẩm theo máng nghiêng rơi ra ngoài.
Nguyên lí hoạt động của từng bộ phận cụ thể như sau:

- Bộ phận cuốn liệu: Nguyên liệu cắt được mang vào khe hở 2 Rulô cuốn liệu (13)
nhờ băng tải tự động (18), chuyển động này được truyền từ trục Rulô bị động qua bộ
truyền động đai (10) đến trục chủ động kéo băng tải. Chuyển động của cặp Rulô cuốn
liệu được truyền từ Puli chủ động nằm trên trục trống cắt của bộ truyền động đai (15).
Chuyển động quay của Rulô bị động được truyền từ Rulô chủ động qua bộ truyền động
bánh răng trụ (14) với tỉ số truyền bằng 1 để đảm bảo tốc độ 2 trục Rulô là bằng nhau
và ngược chiều nhau. Chuyển động ngược này có tác dụng tạo lực kéo và nén nguyên
liệu đi vào bộ phận cắt để tiếp tục công đoạn cắt thái.
- Bộ phận cắt: Chuyển động của dao cắt được truyền từ động cơ (3) qua bộ
truyền đai (5). Trống dao cắt quay liên tục quanh trục của nó. Lưỡi cắt đặt nghiêng
so với đường sinh của trống dao nên kết hợp với tấm kê cắt (13) đứng yên tạo thành
góc cắt thái, cắt nguyên liệu thành những đoạn sản phẩm theo yêu cầu.
Ở phương án này toàn bộ chuyển động của máy đều xuất phát từ động cơ (3).
Bộ phận cuốn liệu và bộ phận cắt thái có quan hệ chuyển động với nhau qua bộ
truyền động đai (15). Để có thể tăng chiều dài sản phẩm thái ta điều chỉnh bằng cách
giảm tỉ số truyền của bộ truyền động đai hoặc giảm số lượng dao đối xứng nhau.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trang 18 GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN BA


LỚP 43 CT SVTH: NGUYỄN ANH TUẤN
Đặc điểm của máy:
- Ưu điểm:
+ Có tính vạn năng, thái được nhiều loại rơm, cỏ, rau.
+ Có mức độ cơ khí hoá cao trong việc đưa thức ăn vào và thu thức ăn đã thái ra.
+ Điều chỉnh đơn giản và mài sắc thuận lợi.
+ Cấu tạo đơn giản và dễ sử dụng.
+ Năng suất của máy cao.

- Nhược điểm:
+ Có khả năng điều chỉnh độ dài sản phẩm thái, nhưng không linh hoạt trong
điều chỉnh.
+ Chỉ sử dụng một động cơ truyền động nên hiệu suất máy giảm khi qua
nhiều cấp truyền động.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trang 19 GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN BA


LỚP 43 CT SVTH: NGUYỄN ANH TUẤN

Phương án 5:
Sơ đồ cấu tạo:


Hình 2.9

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trang 20 GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN BA


LỚP 43 CT SVTH: NGUYỄN ANH TUẤN
Các bộ phận của máy:
1.Động cơ điện vô cấp 1.Khung máy; 3.Động cơ điện thường truyền động cho
bộ phận cắt; 4.Trục kéo băng tải 5.Thùng chứa sản phẩm; 6.Đai; 7.Máng nghiêng
đưa sản phẩm ra ngoài; 8.Puli đai; 9.Nắp đậy; 10.Mặt bích trống cắt; 11.Bộ truyền

động đai đến trục Rulô cuốn liệu; 12.Lưỡi cắt; 13.Rulô cuốn liệu; 14.Tấm kê cắt;
15.Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng; 16.Tấm che; 17.Bộ truyền động đai đến trục
băng tải; 18.Băng tải; 19.Ổ đỡ.
Nguyên lí hoạt đông:
Nguyên liệu được đặt trên băng tải (18), nhờ băng tải đưa nguyên liệu vào trục
Rulô cuốn liệu (13), Rulô kéo nguyên liệu vào và nén nguyên liệu xuống sau đó đưa
vào buồng thái.Ở buồng thái lưỡi cắt (12) bố trí dạng trống, quay liên tục, kết hợp
với tấm kê cắt (14) tạo thành góc cắt thái, sẽ cắt nguyên liệu thành những đoạn sản
phẩm theo máng nghiêng rơi ra ngoài.
Nguyên lí hoạt động của từng bộ phận cụ thể như sau:
- Bộ phận cuốn liệu: Nguyên liệu cắt được mang vào khe hở 2 Rulô cuốn liệu (13)
nhờ băng tải tự động (18), chuyển động này được truyền từ động cơ vô cấp (1) qua bộ
truyền động đai (17) đến trục chủ động kéo băng tải. Qua bộ truyền động đai (11)
chuyển động được truyền qua trục Rulô chủ động với tỉ số truyền bằng 1, nên tốc độ
quay của băng tải và của Rulô cuốn liệu là bằng nhau. Chuyển động quay của Rulô bị
động được truyền từ Rulô chủ động qua bộ truyền động bánh răng trụ (15) với tỉ số
truyền bằng 1 để đảm bảo tốc độ 2 trục Rulô là bằng nhau và ngược chiều nhau.
Chuyển động ngược này có tác dụng tạo lực kéo và nén nguyên liệu đi vào bộ phận cắt
để tiếp tục công đoạn cắt thái.
- Bộ phận cắt: Chuyển động của dao cắt được truyền từ động cơ (3) qua bộ
truyền đai (6). Trống dao cắt quay liên tục quanh trục của nó. Lưỡi cắt đặt nghiêng
so với đường sinh của trống dao nên kết hợp với tấm kê cắt (11) đứng yên tạo thành
góc cắt thái, cắt nguyên liệu thành những đoạn sản phẩm theo yêu cầu.
Ở phương án này máy có 2 động cơ truyền động: Chuyển động tạo lực cắt do
động cơ (3) truyền động; chuyển động đưa nguyên liệu vào máy do động cơ vô cấp
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trang 21 GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN BA

LỚP 43 CT SVTH: NGUYỄN ANH TUẤN
(1) truyền động Bộ phận cuốn liệu và bộ phận cắt thái có chuyển động độc lập với
nhau. Để có thể tăng chiều dài sản phẩm thái ta điều chỉnh bằng cách tăng tốc động
cơ vô cấp (1).
Đặc điểm của máy:
- Ưu điểm:
+ Có khả năng điều chỉnh độ dài đoạn thái theo yêu cầu chăn nuôi.
+ Có tính vạn năng, thái được nhiều loại rơm, cỏ, rau.
+ Có mức độ cơ khí hoá cao trong việc đưa thức ăn vào và thu thức ăn đã
thái ra.
+ Điều chỉnh đơn giản và mài sắc thuận lợi.
+ Cấu tạo đơn giản và dễ sử dụng.
+ Năng suất của máy cao.
- Nhược điểm:
+ Sử dụng nhiều động cơ nên mức tiêu thụ năng lượng cao hơn so với các
phương án khác.
+ Máy có trọng lượng nặng hơn các phương án khác.











PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trang 22 GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN BA


LỚP 43 CT SVTH: NGUYỄN ANH TUẤN

CHƯƠNG 3:
TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CHO MÁY

3.1. Cơ sở tính toán động lực học cho phần cắt của máy:
3.1.1. Chọn năng suất cắt cho máy:
Một trong những cơ sở quan trọng để chọn năng suất cho máy thái rau cỏ là ta
phải căn cứ vào qui mô của trang trại chăn nuôi đó. Như vậy, chúng ta phải đi tìm
hiểu thực tế số lượng gia súc trong một trang trại chăn nuôi điển hình ở Việt Nam, để
định ra khối lượng thức ăn cần thiết. Từ đó xác định chính xác năng suất cho máy.
Theo tìm hiểu, trong một trang trại vừa và nhỏ điển hình:
Bảng 3.1:
Gia súc
Số lượng
(con)
Khẩu phần ăn rau cỏ
tươi (kg/ngày)
Khối lượng rau cỏ tươi
trong ngày (kg)
Bò 50 50 2500
Cừu 100 5 500
Dê 100 5 500
Lợn 100 5 500
Tổng cộng 350 4000

Từ bảng số liệu trên, làm một phép tính đơn giản ta xác định được tổng khối
lượng thức ăn tươi trong 1 ngày ở một trang trại chăn nuôi là 4 tấn.
Như vậy ta xác định năng suất của máy dự tính khoảng 2 tấn/giờ.
Để đảm bảo lượng thức ăn cần thiết thì máy phải hoạt động liên tục trong 2
giờ. Với thời gian hoạt động như vậy máy có thể đáp ứng được năng suất và hiệu
quả kinh tế.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trang 23 GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN BA


LỚP 43 CT SVTH: NGUYỄN ANH TUẤN
3.1.2. Chọn chiều dài sản phẩm cắt thái:
Cơ sở để chọn chiều dài của sản phẩm cắt thái là kích thước trung bình của
thức ăn xanh cho gia súc. Để có thể thoả mãn với tất cả các loại gia súc khác nhau
trong trang trại thì ta phải chọn kích thước nhỏ nhất ứng với một loại gia súc nào
đó. Để xác định được kích thước nhỏ nhất thì ta phải làm một mẫu điều tra thực tế
của một trang trại vừa và nhỏ như sau:
Bảng 3.2:
Loại gia súc Chiều dài trung bình của thức ăn xanh (mm)
Lợn
Cừu, dê
Trâu, bò
10 – 20
20 – 30
40 – 60

Dựa vào bảng trên, ta chọn chiều dài cắt l=10mm. Để tăng chiều dài sản phẩm
cắt thì ta có 2 cách:
1. Giảm số lượng dao cắt có khoảng cách đều nhau.
2. Ta tăng tốc độ quay của trục cuốn trong khi tốc độ trống dao cắt vẫn không đổi.
Để khoảng điều chỉnh độ dài sản phẩm thái lớn ta chọn cách 2.
3.1.3. Chọn số lượng dao cắt và cách bố trí dao:
Để máy làm việc có năng suất thì trong một vòng quay của trống dao phải có
nhiều lưỡi dao tham gia cắt nguyên liệu. Ta chọn Z = 4 (dao).
Cách bố trí dao:
- Trên cơ sở nghiên cứu của Giabơlov và Gơriatrơkin đã chỉ cho thấy: Sự giảm
lực ép pháp tuyến tối đa lên vật liệu chỉ bắt đầu xuất hiện khi góc trượt
t
đạt đến
một giá trị nhất định. Theo Giabơlov thì góc
t
= 20÷30
0




Hình 3.1
R

T

N

t

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trang 24 GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN BA


LỚP 43 CT SVTH: NGUYỄN ANH TUẤN
Để dao có thể cắt nguyên liệu một cách dễ dàng với lực cắt nhỏ, thì khi cắt lưỡi
dao phải trượt trên nguyên liệu cắt, vì vậy chọn góc nghiêng của dao so với đường
sinh hình trụ
t
= 30
0
.
- Các dao đều bố trí cách đều nhau trên hai mặt bích của trống dao như hình sau:









Hình 3.2:
3.1.4. Chọn kích thước của họng thái:
Đây là một thông số ảnh hưởng đến năng suất làm việc của máy. Vì vậy ta phải
chọn thích hợp và cụ thể để làm cơ sở tính toán động lực học. Để có thể tính toán kích
thước họng thái một cách chính xác, thì đầu tiên ta chọn kích thước sơ bộ như sau:
a=60mm, b=300mm. Sau đó điều chỉnh cho phù hợp với năng suất đã chọn.

3.1.5. Tính chọn đường kính mặt bích của trống dao:
Để tính chính xác đường kính mặt bích của trống dao, ta dựa vào công thức
b.tg
t
=
2
.D
p
(3.1)
Trong đó:
t
- Góc kẹp
b - Bề rộng của họng thái
D - Đường kính mặt bích trống dao.
Z - Số lưỡi dao trên trống.
Từ (3.1) Ta có công thức tính đường kính trống dao:

0
30=
t

Trục dao
Lưỡi dao
Mặt bích
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trang 25 GVHD: PGS.TS NGUYỄN VĂN BA

LỚP 43 CT SVTH: NGUYỄN ANH TUẤN
D=
p
t
tgzb
=
14,3
30.4.320
0
tg
=235,2(mm)
Ta chọn D = 240 (mm).
3.2. Tính toán động lực học lực cắt cho máy:
Năng suất của bất kì máy thái rau, cỏ rơm nào cũng phụ thuộc vào kích thước
tiết diện của họng thái, độ dài đoạn sản phẩm thái, số dao và số vòng quay của trống
dao và độ nén lớp thức ăn do các trục cuốn cung cấp tạo nên.
Nên năng suất lí thuyết được tính theo công thức:
Q=60.k.a.b.n.l.
g
(kg/giờ) (3.2)
Trong đó:
k – Số dao cắt trên trống dao
a – Chiều cao của họng thái (m)
b – Chiều rộng của họng thái (m)
n – Số vòng quay của trống dao trong 1 phút (vg/phút)
l – Độ dài đoạn sản phẩm thái (m)

g
– Khối lượng riêng của nguyên liệu khi trục cuốn nén xuống (kg/m
3

)
Từ công thức (3.2) ta suy ra số vòng quay của trống dao trong 1 phút theo lí
thuyết như sau: N
lt
=
g
60 lbak
Q
(vòng/phút) (3.3)
Với: k = 4 (dao)
Q=2(tấn/giờ) =2000 (kg/giờ)
a =60 (mm) =0,06 (m)
b=300 (mm) =0,3 (m)
l=10 (mm) =0,02 (m).
Theo số liệu khảo nghiệm (1, trang 102 )
Với: Rơm:
g
=120 – 160kg/m
3

Thức ăn xanh:
g
=360 – 500kg/m
3

Vì ban đầu ta chọn năng suất máy theo nguyên liệu là thức ăn xanh nên ta
chọn:
g
= 400 kg/m
3

.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com