TÍNH TOÁN THIẾT kế máy đào KHOAI LANG gắn TRÊN máy kéo 20 hp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ













LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP



TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY ĐÀO
KHOAI LANG GẮN TRÊN MÁY KÉO
20 hp




CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN
Trương Văn Thảo Nguyễn Thị Mỹ Linh (MSSV: 1107686)
Ngành: Cơ Khí Chế Biến – Khóa: 36

Cần Thơ, Tháng 05 năm 2014


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập – Tự do – Hạnh phúc


NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

1. Cán bộ hướng dẫn: Trương Văn Thảo
2. Đề tài: Tính toán thiết kế máy đào khoai lang gắn trên máy kéo 20 hp.
3. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Mỹ Linh MSSV: 1107686
4. Lớp: Cơ Khí Chế Biến Khóa: 36
5. Nội dung nhận xét:
a. Nhận xét về hình thức của tập thuyết minh LVTN:
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……
b. Nhận xét về nội dung của LVTN:
 Đánh giá nội dung thực hiện đề tài:
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……
 Những vấn đề còn hạn chế:
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………

……
c. Nhận xét sinh viên:
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……
d. Kết luận và kiến nghị:
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……
e. Điểm đánh giá:………
Cần Thơ, ngày… tháng 05 năm 2014
Cán bộ hướng dẫn


Trương Văn Thảo
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập – Tự do – Hạnh phúc


NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN

1. Cán bộ chấm phản biện:
2. Đề tài: Tính toán thiết kế máy đào khoai lang gắn trên máy kéo 20 hp.
3. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Mỹ Linh MSSV: 1107686
4. Lớp: Cơ Khí Chế Biến Khóa: 36
5. Nội dung nhận xét:
a. Nhận xét về hình thức của tập thuyết minh LVTN:
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……

b. Nhận xét về nội dung của LVTN:
 Đánh giá nội dung thực hiện đề tài:
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……
 Những vấn đề còn hạn chế:
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……
c. Nhận xét sinh viên:
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……
d. Kết luận và kiến nghị:
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……
e. Điểm đánh giá:………
Cần Thơ, ngày… tháng 05 năm 2014
Cán bộ chấm phản biện




TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CÔNG NGHỆ Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ ===== O0O =====
Cần Thơ, ngày 30 tháng 12 năm 2013

PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

HK2 (2013 – 2014)
1. Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thị Mỹ Linh MSSV: 1107686
Ngành: Cơ Khí Chế Biến Khóa: 36
2. Tên đề tài: Tính toán thiết kế máy đào khoai lang gắn trên máy kéo 20 hp.
3. Thời gian thực hiện: Học kỳ II, năm học 2013 - 2014
4. Cán bộ hướng dẫn: ThS. Trương Văn Thảo – GVC, BM KTCK – KCN - ĐHCT
5. Địa điểm thực hiện: Khoa Công Nghệ, ĐHCT
6. Mục tiêu của đề tài:
– Mục tiêu tổng quát: Tính toán thiết kế máy đào khoai lang gắn trên máy kéo 20 hp.
– Mục tiêu cụ thể:
+ Thu thập số liệu đất trồng khoai thực tế (ở 3 địa điểm) và trong tài liệu,
+ Xử lý số liệu và tính tóan thiết kế máy,
+ Hoàn thành bản vẽ và thiết minh.
7. Giới hạn của đề tài: Tính toán thiết kế máy đào khoai lang gắn trên máy kéo 20 hp.
8. Các yêu cầu hỗ trợ cho việc thực hiện đề tài: Phòng máy và thiết bị chế biến lương
thực.
9. Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài:

Bộ môn Cán bộ hướng dẫn Sinh viên




ThS. Trương Văn Thảo Nguyễn Thị Mỹ Linh

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: TRƯƠNG VĂN THẢO

SVTH: NGUYỄN THỊ MỸ LINH i

LỜI CẢM ƠN


Trong suốt khoảng thời gian học tập tại trường em đã nhận được rất nhiều tình
cảm và sự giúp đỡ chân thành từ quý thầy cô, bạn bè và những người thân bên cạnh.
Em xin gửi đến tất cả lời cảm ơn chân thành nhất!. Đặc biệt em xin chân thành gửi lời
cảm ơn đến quý thầy cô trong Bộ Môn Kỹ Thuật Cơ Khí, Khoa Công Nghệ, Trường
Đại Học Cần Thơ đã tận tình chỉ dạy và giúp đỡ em trong suốt quá trình em thực hiện
đề tài luận văn tốt nghiệp cũng như trong việc học của mình!.
Bằng tình thương và sự tận tụy của người thầy, thầy Trương Văn Thảo người
thầy đã dẫn dắt em trong suốt khoảng thời gian em thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp
“Tính toán thiết kế máy đào khoai lang gắn trên máy kéo 20 hp” người đã dành nhiều
thời gian và tâm quyết, tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành luận văn tốt nghiệp
này. Em xin chân thành gửi đến thầy lời cảm ơn sâu sắc nhất của một người học trò!.
Em xin chúc thầy được dồi dào sức khỏe và vẫn mãi thành công trên con đường giảng
dạy của mình cũng như gặt hái được nhiều thành công hơn nữa trong công việc cũng
như trong cuộc sống!.
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy trong Phòng Thí Nghiệm Máy Và Thiết Bị
Chế Biến Lương Thực, Thực Phẩm đã tạo điều kiện cho em được tiếp cận với máy móc
thiết bị, giúp em có thêm nhiều kiến thức và học hỏi nhiều kinh nghiệm từ quý thầy nơi
đây!. Đặc biệt em cũng xin gửi lời cảm ơn đến thầy Phạm Phi Long, người thầy đã tận
tụy dạy bảo góp cho em có được nhiều kiến thức thực tế bổ ích trong quá trình em thực
hiện đề tài, em xin gửi đến thầy lời cảm ơn chân thành nhất!.
Đồng thời em cũng xin chân thành cảm ơn Ba Mẹ đã nuôi nấng dạy dỗ, tạo mọi
điều kiện và động viên để em hoàn thành đề tài luận văn tốt nghiệp này.
Bằng tất cả sự nỗ lực và cố gắng của bản thân, trong suốt quá trình nghiên cứu
thực hiện hoàn thành đề tài, nhưng chắc chắn đề tài vẫn không tránh khỏi những thiếu
sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp quý báu của quý thầy cô!.

Nguyễn Thị Mỹ Linh










LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: TRƯƠNG VĂN THẢO

SVTH: NGUYỄN THỊ MỸ LINH ii



LỜI NÓI ĐẦU


Khoai lang là một loại rau củ được trồng phổ biến ở nhiều nơi trên thế giới nhất
là ở các nước châu Á trong đó có Việt Nam và đặc biệt là các vùng nông thôn. Nó rất
dễ trồng, không mất nhiều công sức chăm sóc, vốn đầu tư ban đầu thấp nhưng vẫn luôn
đạt năng suất cao đem lại nguồn thu nhập đáng kể cho bà con nghèo.
Ngày nay khoai lang không những là sản phẩm được tiêu thụ mạnh ngay cả ở
trong nước và nước ngoài. Các sản phẩm từ khoai như khoai chiên, nướng ngoài ra còn
lấy tinh bột và làm thức ăn cho gia súc…
Tuy vậy nhưng vẫn trải qua rất nhiều giai đoạn mới có được một củ khoai. Từ
khâu làm đất, vun luống, trồng, tưới… thu hoạch thì trong đó thu hoạch khoai là một
công đoạn mất nhiều thời gian, công sức nhất, dẫn đến việc thu hoạch hết sức khó khăn

do thu hoạch bằng thủ công là chính và một phần là do tại các vùng nông thôn chưa
được tiếp cận với khoa hoc kỹ thuật, trình độ còn hạn chế
Để giải quyết thực trạng ấy đòi hỏi phải có thiết bị hỗ trợ cho thu hoạch khoai,
giảm giá thành nhân công, chi phí, công sức…mà vẫn mang lại hiệu quả cao. Vì vậy
em chọn đề tài “Tính toán thiết kế máy đào khoai lang gắn trên máy kéo 20 hp”.


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ
*****
Cần Thơ, ngày 08 tháng 01 năm 2014

ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Năm học: 2013 – 2014
1. Tên đề tài thực hiện: “Tính toán thiết kế máy đào khoai lang gắn trên máy kéo 20
hp”

2. Họ và tên sinh viên thực hiện:

Nguyễn Thị Mỹ Linh MSSV: 1107686
Ngành: Cơ Khí Chế Biến Khóa: K36

3. Họ và tên cán bộ hướng dẫn:

Trương Văn Thảo, GVC – MSc., MSCB: 474, BM Kỹ thuật CK, ĐHCT.

4. Đặt vấn đề:

Khoai lang (Ipomoea batatas) là một loài cây nông nghiệp, được trồng ở khắp

các vùng nhiệt đới và một số vùng cận nhiệt đới, ôn đới nói chung và khắp đất nước
Việt Nam nói riêng. Theo thống kê của FAO năm 2008 thì sản lượng khoai lang của
nước ta là 1,32 triệu tấn và là một trong 4 loại cây lượng thực chính sau lúa, ngô (bắp),
sắn (khoai mì).
Nó là một cây trồng có thu nhập cao. Nghề trồng khoai lang thích hợp với
những hộ nông dân nhất là nông dân nghèo, ít vốn.
Ở Việt Nam, khoai lang đã và đang chuyển đổi nhanh chóng từ sử dụng trong
nước sang xuất khẩu. Theo số liệu của Bộ thương mại thì 6 tháng đầu năm 2010 đạt
cao nhất với hơn 1,2 triệu USD, khoai lang Nhật Bản tươi đạt 1,1 triệu USD, tăng
113,9%. Kim ngạch xuất khẩu khoai lang năm 2010 đạt cao nhất với gần 3,8 triệu
USD. So với năm 2009 tăng hơn 1,6%. Và trở thành nước xuất khẩu khoai lang lớn
trên thế giới.
Nhưng bên cạnh đó thì họ phải trả cho chi phí mướn nhân công khá nhiều từ
khâu làm đất, trồng, tưới nước, bón phân đến thu hoạch… thì trong đó thu hoạch là
khâu chiếm phần lớn. Để góp phần làm giảm gánh nặng, nâng cao năng suất lao động,
hạ giá thành sản phẩm, tăng thu nhập, thì họ phải chủ động hơn thay vì chịu phụ thuộc
nhiều vào người thu hoạch thuê. Để làm được việc đó người dân cần các thiết bị phục
vụ cho khâu thu hoạch.
Vì vậy việc nghiên cứu tính toán thiết kế thành công máy đào khoai lang là vô

cùng cần thiết và cần sớm hoàn thiện để đưa vào sản xuất đại trà để phục vụ nông dân.

5. Mục tiêu của đề tài:

– Mục tiêu tổng quát: Tính toán thiết kế máy đào khoai lang gắn trên máy kéo
20 hp.
– Mục tiêu cụ thể:

+ Thu thập số liệu đất trồng khoai thực tế (ở 3 địa điểm) và trong tài liệu,
+ Xử lý số liệu và tính tóan thiết kế máy,

+ Hòan thành bản vẽ và thiết minh.

6. Địa điểm, thời gian thực hiện:

 Địa điểm thực hiện: khoa Công Nghệ trường Đại học Cần Thơ.

 Thời gian thực hiện: từ tuần 1 - tuần 15


7. Giới thiệu về thực trạng có liên quan đến vấn đề trong đề tài:

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại máy đào nhưng đa phần là do tự chế
máy, không qua tính toán ví dụ như máy đào Ba Hạo. Kế đến là một nghiên cứu gần
đây nhất (09/2012) của Tiến Sĩ Hoàng Bắc Quốc ở Viện lúa đồng bằng sông Cửu
Long với đề tài: “Nghiên cứu cơ giới hoá khâu vun luống, tưới và thu hoạch khoai
lang”. Và ngoài thị trường đã có mặt máy thu hoạch khoai tây, khoai lang một sản
phẩm của Tân An Phát. Ngoài ra còn có máy thu hoạch củ do Công ty cổ phần xây
dựng và công nghiệp Việt Hưng nghiên cứu thiết kế và chế tạo nhưng cả hai đề hoạt
động theo nguyên lý chung: khoai được đào bằng lưỡi đào phẳng sau đó được chuyển
qua sàng để phân ly đất đá tiếp đó khoai theo sàng đưa ra sau và có người theo sau thu
gom lại. Còn phần lớn là thu hoạch thủ công là chính, từ đó dẫn đến việc tốn sức lao
động, thời gian và cực nhọc.

8. Các nội dung chính và giới hạn của đề tài:

Các nội dung chính:
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. Đặt vấn đề
1.2.Thực trạng của đề tài
1.3. Tính cấp thiết của đề tài

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. Giới thiệu chung
2.1.1. Khái quát về tình hình khoai lang
2.1.2. Tầm quan trọng của máy đào hiện nay

2.2. Các yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến quá trình thu hoạch
2.2.1. Khối lượng
2.2.2. Độ ẩm
2.2.3. Độ chặt
2.2.4. Hệ số ma sát
2.2.5. Thành phần cơ học của đất
2.2.6. Số liệu đất trồng khoai thực tế
2.3. Một số loại máy đào có mặt trên thị trường hiện nay
2.4. Lý thuyết tính toán máy
2.4.1. Lý thuyết tính toán về lưỡi đào
2.4.2. Xác định chiều dài lưỡi đào L
2.4.3. Bộ phận phân ly đất: sàng phân loại
2.4.3.1. Cơ sở của quá trình sàng
2.4.3.2. Kích thước lỗ lưới và tốc độ vật liệu
2.4.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sàng
a. Độ ẩm của vật liệu
b. Hình dạng và kích thước lỗ
2.4.3.4. Chuyển động của hạt trên mặt sàng
2.4.3.5. Năng suất sàng
2.4.3.6. Công suất tiêu thụ của sàng
a. Khối lượng của đĩa xích
b. Khối lượng xích
c. Khối lượng thanh gắn trên sàng
d. Khối lượng đất đào trên sàng
2.4.4. Cấu tạo bộ phận phụ của máy

2.4.4.1. Cấu tạo bộ phận phá vỡ và tách đất tảng
2.4.4.2. Cấu tạo cơ cấu treo
2.4.4.3. Cấu tạo bộ phận đào
2.4.4.4. Cơ cấu nâng hạ
2.4.4.5. Bộ phận tháo liệu
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY
3.1. Nguyên lý làm việc của máy đào
3.1.1. Yêu cầu kỹ thuật của máy đào
3.1.2. Nguyên lý làm việc của máy đào
3.2. Tính toán thiết kế lưỡi đào phẳng
3.2.1. Tính toán góc nâng đất (α)
3.2.2. Tính toán góc tách đất (γ)
3.2.3. Tính toán xác định chiều dài lưỡi đào L
3.3. Tính toán thiết kế sàng
3.3.1. Tính toán các thông số cấu tạo nên sàng
3.3.2. Tính toán thông số làm việc của sàng
3.3.2.1. Khối lượng của đĩa xích
3.3.2.2. Khối lượng xích
3.3.2.3. Khối lượng thanh gắn trên sàng

3.3.2.4. Khối lượng đất đào trên sàng
3.4. Tính toán và thiết kế các bộ truyền động
3.4.1. Bộ truyền động bánh răng côn răng thẳng
3.4.1.1. Chọn vật liệu chế tạo bánh răng
3.4.1.2. Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép
3.4.1.3. Chọn sơ bộ hệ số tải trọng
3.4.1.4. Chọn hệ số chiều rộng bánh răng
3.4.1.5. Tính chiều dài nón
3.4.1.6. Tính vận tốc vòng và cấp chính xác chế tạo bánh răng
3.4.1.7. Định chính xác hệ số tải trọng K và chiều dài nón L

3.4.1.8. Xác định môđun và số răng
3.4.1.9. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng
3.4.1.10. Kiểm nghiệm sức bền của bánh răng khi chịu quá tải trong thời gian ngắn
3.4.1.11. Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền
3.4.2. Bộ truyền động đai
3.4.3. Bộ truyền động xích
3.4.3.1. Chọn loại xích
3.4.3.2. Định số răng đĩa xích
3.4.3.3. Định bước xích
3.4.3.4. Định khoảng cách trục A và số mắt xích X
3.4.3.5. Tính đường kính vòng chia của đĩa xích
3.4.3.6. Lực tác dụng lên trục
3.4.3.7 Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền xích
3.5. Tính toán trục
3.5.1. Chọn vật liệu
3.5.2. Tính đường kính sơ bộ
3.5.2.1. Tính toán trục I, II của hộp giảm tốc
3.5.2.2. Tính toán trục III, IV
3.5.3. Tính gần đúng trục
3.5.3.1. Tính gần đúng trục
a. Trục I
b. Trục II
c. Trục III
d. Trục IV
3.6. Tính toán then để lắp trên trục
3.6.1. Trục I
3.6.2. Trục II
3.6.3. Trục III
3.6.4. Trục IV
3.7. Tính toán gối đỡ trục

3.7.1. Chọn ổ lăn
3.7.2. Thiết kế gối đỡ trục
3.7.2.1. Cố định ổ trên trục
3.7.2.2. Cố định ổ trong vỏ hộp

3.7.2.3. Bôi trơn ổ lăn
3.7.2.4. Che kín ổ lăn
3.8. Chọn kiểu lắp cho ổ lăn, bánh răng và then
3.9. Vỏ hộp
3.10. Tính toán khớp nối
3.11 Khung máy
3.12. cơ cấu treo
CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ KIẾN NGHỊ
4.1. Kết Quả
4.2. Kiến nghị

9. Phương pháp thực hiện đề tài.

+ Nghiên cứu lý thuyết,
+ Thu thập số liệu đất trồng khoai thực tế (ở 3 địa điểm) và trong tài liệu,
+ Xử lý số liệu và tính toán thiết kế máy,
+ Hoàn thành bản vẽ và thuyết minh.

10. Kế hoạch thực hiện:

Đề tài được thực hiện trong vòng 15 tuần:
Tuần 1, 2: nộp phiếu đăng ký và đề cương.
Tuần 3, 4: hoàn thành chương I.
Tuần 5, 6: hoàn thành chương II.
Tuần 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13: hoàn thành chương III và bản vẽ.

Tuần 14, 15 hoàn thành chương IV. Nộp bài hoàn chỉnh.

SINH VIÊN THỰC HIỆN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN


Nguyễn Thị Mỹ Linh Trương Văn Thảo

DUYỆT CỦA BỘ MÔN


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: TRƯƠNG VĂN THẢO

SVTH: NGUYỄN THỊ MỸ LINH iii



MỤC LỤC


LỜI NÓI ĐẦU i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
MỤC LỤC HÌNH vi
MỤC LỤC BẢNG vii
PHỤ LỤC viii
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. Đặt vấn đề 1
1.2. Thực trạng đề tài 1
1.3. Tính cấp thiết của đề tài 3
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Giới thiệu chung 5
2.1.1. Khái quát về tình hình khoai lang 5
2.1.2. Tầm quan trọng của máy đào hiện nay 5
2.2. Các yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến quá trình thu hoạch 6
2.2.1. Khối lượng 6
2.2.2. Độ ẩm 7
2.2.3. Độ chặt 7
2.2.4. Hệ số ma sát 7
2.2.5. Thành phần cơ học của đất 7
2.2.6. Số liệu đất trồng khoai thực tế 8
2.3. Một số loại máy đào có mặt trên thị trường hiện nay 8
2.4. Lý thuyết tính toán máy 11
2.4.1. Lý thuyết tính toán về lưỡi đào 12
2.4.2. Xác định chiều dài lưỡi đào L 13
2.4.3. Bộ phận phân ly đất (sàng phân loại) 13
2.4.3.1. Cơ sở của quá trình sàng 14
2.4.3.2. Kích thước lỗ lưới và tốc độ vật liệu 14
2.4.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sàng 16
a. Độ ẩm của vật liệu 16
b. Hình dạng và kích thước lỗ 16
2.4.3.4. Chuyển động của hạt trên mặt sàng 16
2.4.3.5. Năng suất sàng 17
2.4.3.6. Công suất tiêu thụ của sàng 18
a. Khối lượng của đĩa xích 18
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: TRƯƠNG VĂN THẢO

SVTH: NGUYỄN THỊ MỸ LINH iv

b. Khối lượng xích 18
c. Khối lượng thanh gắn trên sàng 18

d. Khối lượng đất đào trên sàng 18
2.4.4. Cấu tạo bộ phận phụ của máy 19
2.4.4.1. Cấu tạo bộ phận phá vỡ và tách đất tảng 19
2.4.4.2. Cấu tạo cơ cấu treo 19
2.4.4.3. Cấu tạo bộ phận đào 19
2.4.4.4. Cơ cấu nâng hạ 19
2.4.4.5. Bộ phận tháo liệu 19
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY
3.1. Nguyên lý làm việc của máy đào 20
3.1.1. Yêu cầu kỹ thuật của máy đào 20
3.1.2. Nguyên lý làm việc của máy đào 20
3.2. Tính toán thiết kế lưỡi đào phẳng 20
3.2.1. Tính toán góc nâng đất (α) 22
3.2.2. Tính toán góc tách đất (γ) 22
3.2.3. Tính toán xác định chiều dài lưỡi đào L 23
3.3. Tính toán thiết kế sàng 24
3.3.1. Tính toán các thông số cấu tạo nên sàng 24
3.3.2. Công suất tiêu thụ của sàng 25
3.3.2.1. Khối lượng của đĩa xích 25
3.3.2.2. Khối lượng xích 26
3.3.2.3. Khối lượng thanh gắn trên sàng 26
3.3.2.4. Khối lượng đất đào trên sàng 26
3.4. Tính toán và thiết kế các bộ truyền động 27
3.4.1. Bộ truyền động bánh răng côn răng thẳng 29
3.4.1.1. Chọn vật liệu chế tạo bánh răng 29
3.4.1.2. Định ứng suất tiếp xúc và ứng suất uốn cho phép 29
3.4.1.3. Chọn sơ bộ hệ số tải trọng (K = K
tt

K

đ
) 31
3.4.1.4. Chọn hệ số chiều rộng bánh răng
L
b
L


31
3.4.1.5. Tính chiều dài nón 31
3.4.1.6. Tính vận tốc vòng và cấp chính xác chế tạo bánh răng 31
3.4.1.7. Định chính xác hệ số tải trọng K và chiều dài nón L 32
3.4.1.8. Xác định môđun và số răng 32
3.4.1.9. Kiểm nghiệm sức bền uốn của răng 32
3.4.1.10. Kiểm nghiệm sức bền của bánh răng khi chịu quá tải trong thời gian ngắn
33
3.4.1.11. Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền 34
3.4.2. Bộ truyền động đai 34
3.4.3. Bộ truyền động xích 40
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: TRƯƠNG VĂN THẢO

SVTH: NGUYỄN THỊ MỸ LINH v

3.4.3.1. Chọn loại xích 40
3.4.3.2. Định số răng đĩa xích 41
3.4.3.3. Định bước xích 41
3.4.3.4. Định khoảng cách trục A và số mắt xích X 41
3.4.3.5. Tính đường kính vòng chia của đĩa xích 42
3.4.3.6. Lực tác dụng lên trục 42
3.4.3.7 Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền xích. 43

3.5. Tính toán trục 43
3.5.1. Chọn vật liệu 43
3.5.2. Tính đường kính sơ bộ 43
3.5.2.1. Tính toán trục I, II của hộp giảm tốc 44
3.5.2.2. Tính toán trục III, IV 48
3.5.3. Tính gần đúng trục 52
3.5.3.1. Tính gần đúng trục 52
a. Trục I: 52
b. Trục II: 53
c. Trục III: 54
d. Trục IV: 56
3.6. Tính toán then để lắp trên trục 56
3.6.1. Trục I 57
3.6.2. Trục II 57
3.6.3. Trục III 58
3.6.4. Trục IV 59
3.7. Tính toán gối đỡ trục 60
3.7.1. Chọn ổ lăn 60
3.7.2. Những vấn đề liên quan đến ổ lăn 64
3.7.2.1. Cố định ổ trên trục 64
3.7.2.2. Cố định ổ trong vỏ hộp 64
3.7.2.3. Bôi trơn ổ lăn: 65
3.7.2.4. Che kín ổ lăn 65
3.8. Chọn kiểu lắp cho ổ lăn, bánh răng và then 65
3.9. Vỏ hộp: 66
3.10. Tính toán khớp nối 68
3.11 Khung máy 69
3.12. cơ cấu treo 69
CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
4.1. Kết Quả 70

4.2. Kiến nghị 71
TÀI LIỆU THAM KHẢO 72
PHỤ LỤC 73
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: TRƯƠNG VĂN THẢO

SVTH: NGUYỄN THỊ MỸ LINH vii



MỤC LỤC BẢNG




Bảng 2.1: Độ nhỏ của hạt 8
Bảng 2.2: Số liệu thực tế 8


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: TRƯƠNG VĂN THẢO

SVTH: NGUYỄN THỊ MỸ LINH vi



MỤC LỤC HÌNH



Hình 1.1: Máy thu hoạch khoai tây, khoai lang của Tân An Phát 2
Hình 1.2: Máy đào Ba Hạo 2

Hình 1.3: Người dân thu hoạch bằng tay 3
Hình 1.4: Người dân thu hoạch bằng cào 3
Hình 2.1: Cách người dân thu hoạch khoai lang bằng thủ công 6
Hình 2.2: Máy đào Việt Hưng 9
Hình 2.3: Máy thu hoạch củ Tân An Phát 9
Hình 2.4: Máy đào Ba Hạo 10
Hình 2.5: Máy đào kiểu hất 10
Hình 2.6: Máy đào liên hợp thu hoạch củ KKP – 2 11
Hình 2.7:Sơ đồ tính toán lưỡi đào 13
Hình 2.8: Sơ đồ chuyển động của vật liệu trên sàng 15
Hình 3.1: Sơ đồ cấu tạo lưỡi đào phẳng 21
Hình 3.2: Sơ đồ phân tích lực lưỡi đào phẳng 24
Hình 3.3: Phát thảo tính toán lưỡi đào 24
Hình 3.4: Sơ đồ sàng 25
Hình 3.5: Sơ đồ truyền động 28











LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: TRƯƠNG VĂN THẢO

SVTH: NGUYỄN THỊ MỸ LINH 1

CHƯƠNG I


GIỚI THIỆU CHUNG


1.1. Đặt vấn đề

Khoai lang cây lương thực quan trọng vùng nhiệt đới, được trồng nhiều ở các
nước châu Á chiếm đến 90%, còn lại là châu Phi và Mỹ La Tinh. Trên thế giới trồng
khoảng 9,2 triệu ha, năng suất đạt 124 triệu tấn, xếp thứ ba sau khoai tây và sắn (khoai
mì). Nước sản xuất khoai lang lớn nhất thế giới là Trung Quốc chiếm đến 90%, Việt
Nam là 1,6%.
Ở nước ta thì cây khoai lang là cây lương thực xếp thứ ba đứng sau lúa, ngô
(bắp) diện tích trồng 250 – 260 nghìn ha, năng suất đạt 50 – 60 tạ/ha và nó đang có xu
hướng chuyển dần từ cây lương thực sang cây thức ăn gia súc. Theo Sở Công Thương
thì diện tích sản xuất khoai lang của tỉnh Vĩnh Long năm 2012: 9,225 ha, sản lượng thu
hoạch ước đạt 267,525 tấn. Đến tháng 7/2013, diện tích trồng khoai lang trên địa bàn
thị xã Bình Minh và huyện Bình Tân là 7.661,2 ha; diện tích khoai còn trên đồng là
3.679,1 ha; năng suất bình quân ước đạt 20 – 30 tấn/ha, sản lượng ước đạt 191.530 tấn.
So với nhiều loại cây nông nghiệp khác thì khoai lang là một loại cây dễ thích
ứng với khí hậu và thổ nhưỡng khác nhau, nhưng tốt nhất là trồng trên đất pha cát. Vốn
đầu tư ban đầu ít, thích hợp cho nông dân nhất là những người dân nghèo. Để tăng
thêm hiệu quả giảm chi phí khi trồng nhiều như hiện nay thì phải áp dụng cơ giới hóa
mà đặc biệt là khâu thu hoạch.
Vì vậy việc nghiên cứu tính toán thiết kế thành công máy đào khoai lang là vô
cùng cần thiết và cần sớm hoàn thiện để đưa vào sản xuất đại trà để phục vụ nông dân.

1.2. Thực trạng đề tài

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại máy đào nhưng đa phần là do tự chế
máy, không qua tính toán ví dụ như máy đào Ba Hạo. Kế đến là một nghiên cứu gần
đây nhất (09/2012) của Tiến Sĩ Hoàng Bắc Quốc ở Viện lúa đồng bằng sông Cửu Long
với đề tài: “Nghiên cứu cơ giới hoá khâu vun luống, tưới và thu hoạch khoai lang”. Và
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: TRƯƠNG VĂN THẢO

SVTH: NGUYỄN THỊ MỸ LINH 2

ngoài thị trường đã có mặt máy thu hoạch khoai tây, khoai lang một sản phẩm của Tân
An Phát. Ngoài ra còn có máy thu hoạch củ do công ty cổ phần xây dựng và công
nghiệp Việt Hưng nghiên cứu thiết kế và chế tạo nhưng cả hai đề hoạt động theo
nguyên lý chung: khoai được đào bằng lưỡi đào phẳng sau đó được chuyển qua sàng để
phân ly đất đá tiếp đó khoai theo sàng đưa ra sau và có người theo sau thu gom lại. Còn
lại phần lớn người dân thu hoạch thủ công là chính, từ đó dẫn đến việc tốn sức lao
động, thời gian và cực nhọc.

Hình 1.1: Máy thu hoạch khoai tây, khoai lang của Tân An Phát















Hình 1.2: Máy đào Ba Hạo



LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: TRƯƠNG VĂN THẢO

SVTH: NGUYỄN THỊ MỸ LINH 3

Hình 1.3: Người dân thu hoạch bằng tay

















Hình 1.4: Người dân thu hoạch bằng cào

1.3. Tính cấp thiết của đề tài

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: TRƯƠNG VĂN THẢO

SVTH: NGUYỄN THỊ MỸ LINH 4

Ngày nay nhu cầu khoai lang xuất khẩu rất cao, chưa kể đến là nhu cầu sử dung
trong nước. Mục tiêu của đề tài là tạo ra được mẫu máy gọn, năng suất phù hợp, giá
thành vừa phải, làm việc chắc chắn và sử dụng an toàn, dễ chăm sóc và sửa chữa.
Mong giúp đỡ phần nào sự khổ cực cho người dân miền tây nói riêng cũng như Việt
Nam nói chung.
Xuất phát từ thực tế, em tiến hành thực hiện đề tài: “Tính toán thiết kế máy đào
khoai lang gắn trên máy kéo 20 hp”.

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: TRƯƠNG VĂN THẢO

SVTH: NGUYỄN THỊ MỸ LINH 5



CHƯƠNG II


CƠ SỞ LÝ THUYẾT


2.1. Giới thiệu chung

2.1.1. Khái quát về tình hình khoai lang

Khoai lang (Ipomoea batatas L) là một loài cây nông nghiệp, được trồng ở khắp
các vùng nhiệt đới và một số vùng cận nhiệt đới, ôn đới nói chung và khắp đất nước
Việt Nam nói riêng. Theo thống kê của FAO năm 2008 thì sản lượng khoai lang của
nước ta là 1,32 triệu tấn và là một trong 4 loại cây lượng thực chính sau lúa, ngô (bắp),
sắn (khoai mì).
Nó là một cây trồng có thu nhập cao. Nghề trồng khoai lang thích hợp với
những hộ nông dân nhất là nông dân nghèo, ít vốn.
Ở Việt Nam, khoai lang đã và đang chuyển đổi nhanh chóng từ sử dụng trong

nước sang xuất khẩu. Theo số liệu của Bộ thương mại thì 6 tháng đầu năm 2010 đạt
cao nhất với hơn 1,2 triệu USD, khoai lang Nhật Bản tươi đạt 1,1 triệu USD, tăng
113,9%. Kim ngạch xuất khẩu khoai lang năm 2010 đạt cao nhất với gần 3,8 triệu
USD. So với năm 2009 tăng hơn 1,6%. Và trở thành nước xuất khẩu khoai lang lớn
trên thế giới.
Gần đây nhất là báo cáo về sản xuất nông nghiệp đến ngày 15/09/2013 về tình
hình gieo trồng khoai lang ở nước ta. Thực hiện cùng kỳ năm trước là 130,5 nghìn ha;
kỳ này 131,5 nghìn ha, tập trung nhiều ở hai huyện Bình Tân và Bình Minh (Vĩnh
Long).

2.1.2. Tầm quan trọng của máy đào hiện nay

Như chúng ta cũng biết nhu cầu tiêu thụ khoai lang trong và ngoài nước hiện
nay ngày càng tăng. Ngày nay cơ giới hóa phát triển rất mạnh nhằm phục vụ tối đa
mang lại hiệu quả cao nhất từ khâu lên luống, tưới nước, thu hoạch… Nhưng thực tế
nhìn chung thì người dân còn làm thủ công là chính nhất là khâu thu hoạch củ, công
việc vừa mất nhiều thời gian và công sức.

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: TRƯƠNG VĂN THẢO

SVTH: NGUYỄN THỊ MỸ LINH 6

Hình 2.1. Cách người dân thu hoạch khoai lang bằng thủ công


2.2. Các yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến quá trình thu hoạch

Đất trồng rất da dạng, có thể bao gồm nhiều loại khác nhau, mỗi loại có những
tính chất riêng của nó, có khả năng khác nhau chống lại tác động cơ học của công cụ.
Khả năng đó phụ thuộc vào trạng thái, thành phần cơ học của đất…

2.2.1. Khối lượng

Người ta phân biệt hai loại khối lượng: khối lượng riêng và khối lượng thể tích.
Khối lượng riêng của đất được tính trên đơn vị thể tích không có khe hở tự
nhiên, nó thay đổi từ 2,4 – 2,8 kg/dm
3
(hoặc T/m
3
).
Khối lượng thể tích được tính trên đơn vị thể tích đất tự nhiên nó thay đổi từ 1 –
1,8 kg/dm
3
(hoặc T/m

3
).
Thường thì ở đất không có hoặc mất kết cấu có khối lượng thể tích nhỏ hơn 1
kg/dm
3
(đất tơi thành bụi).
Ở đất có kết cấu tốt khối lượng thể tích từ 1,1 – 1,3 kg/dm
3
là đất có khả năng
giữ ẩm tốt. Ở đất có khối lượng lớn hơn 1,3 kg/dm
3
, đất dễ chặt thành tảng – nói chung
là các loại đất nằm ngoài khoảng 1,1 – 1,3 kg/dm
3
đều là đất mất kết cấu và không khả
năng giữ ẩm.

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CBHD: TRƯƠNG VĂN THẢO

SVTH: NGUYỄN THỊ MỸ LINH 7

2.2.2. Độ ẩm

Độ ẩm biểu thị cho lượng nước có trong đất, là yếu tố vật lý thay đổi nhanh
chóng cơ – lý tính của đất. Phụ thuộc vào độ ngậm nước mà đất có thể ở trạng thái
cứng, mềm hay dẻo.
Độ ẩm của đất được xác định bằng công thức (2 – 1):

%100
02

21




gg
gg
W

(trang 14, [6])

Trong đó: g
1
– Khối lượng hộp + mẫu đất trước khi sấy (g)
g
2
– Khối lượng hộp + mẫu đất sau khi sấy khô kiệt (g)
g
0
– Khối lượng hộp (g)
W – Độ ẩm của đất
2.2.3. Độ chặt

Độ chặt (độ cứng) của đất là khả năng chống lại tác động cơ học cơ học của nó.
Lực này phụ thuộc vào loại đất, độ ẩm, thành phần cơ giới của đất… Theo đó người ta
chia ra đất nặng – cần một lực lớn để phá vỡ nó; đất nhẹ – chỉ cần một lực nhỏ để phá
vỡ liên kết; đất trung bình – nằm giữa hai loại trên.
Độ cứng của đất được tính bằng công thức (2 – 2):
)/(;
2

cmN
qhP
P





(công thức 1 – 6; trang 12, [2])
Trong đó: P – Độ cứng của đất ở độ sâu nào đó (N/cm
2
)


q – Độ cứng của lò xo (N/cm)

h – Độ biến dạng của lò xo (cm)
Ω – Tiết diện của mũi ấn (cm
2
)

2.2.4. Hệ số ma sát

Hai vật trượt lên nhau sẽ xuất hiện lực ma sát giữa hai bề mặt tiếp xúc, làm cản
trở chuyển động. Đất trượt trên bề mặt làm việc của máy và các công cụ làm đất cũng
thế, lực ma sát xuất hiện trên bề mặt làm việc và làm ảnh hưởng đến quá trình làm việc.
F
max
= f


N; (N) (2 – 3) (trang 14, [6])
Trong đó: F
max
– L ực ma sát (N)
N – Áp lực trên bề mặt (N)
f – Hệ số ma sát f = tgφ (φ – góc ma sát)
Hệ số ma sát phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt tiếp xúc (đất, trạng thái đất,
vật liệu cấu tạo… trạng thái làm việc của công cụ.