Thiết kế Máy ấp trứng tự động

M c tiêu c
nhi

tài là thi t k máy p tr ng có kh

nh nh

mb o

t hi u su t tr ng n cao nh t.

Các nhi m v chính: thi t k
gi i thu

o tr ng t

tk m

u khi n nh m giúp máy p tr ng ho

nh t.
T ch c lu
ng quan
tk
tk m

n

u khi n mô hình
ng k

ng phát tri

tài

ii

ng

n, t

ng

t hi u hi u su t cao


L IC

............................................................................................................... i

TÓM T T ....................................................................................................................ii
M C L C ................................................................................................................. iii
DANH SÁCH HÌNH V ............................................................................................. v
NG QUAN ....................................................................................... 1
1.1. Gi i thi u v máy p tr ng gia c m .................................................................. 1
1.1.1. Yêu c u t th c t ....................................................................................... 1
1.1.2. Gi i thi u các mô hình lò p tr ng ............................................................. 1
1.1.3. Thi t k máy p tr ng công su t 2300 tr ng/m
2: THI T K , TÍNH TOÁN MÔ HÌNH
2.1. Tính toán và ch n

ng

p ................................... 9

KHÍ .................................. 13

.............................................................................. 13

2.2. Tính toán các b truy n ................................................................................... 15
2.2.1. Tính b truy n xích .................................................................................. 15
2.1.2. Tính toán b truy n tr c vít

bánh vít ..................................................... 17

2.3. Tính toán tr c và ch n then ............................................................................. 20
2.4. Ch n

...................................................................................................... 30

2.5. C u t o máy p tr ng ...................................................................................... 34
3: THI T K M CH

N ................................................................... 37

3.1. M ch ngu n ..................................................................................................... 37
3.2. M ch

u khi n PIC16f877A......................................................................... 38

3.3. M ch c m bi n DS18B20................................................................................ 39

3.4. M ch hi n th LCD và bàn phím. .................................................................... 42
3.5. M ch

ng b pha ........................................................................................... 42

3.6. M ch công su t ................................................................................................ 43
4:

U KHI N MÔ HÌNH ................................................................... 45

4.1. Quy trình ho t

ng máy p tr ng .................................................................. 45
iii


4.2.

c nhi t

4.2.1 Kh i

c m bi n DS18B20 .................................................................... 47
ng xung reset và nh n tín hi u t DS18B20 ................................. 48
c (read) giá tr nhi

.................................................. 49

u khi n c p nhi t máy p tr ng ................................................................. 51
4.4.

o chi u

ng

xoay chi u m t pha .......................................................... 54

4.4.1.

ng

xoay chi u m t pha .................................................................... 54

4.4.2.

o chi u quay c a
NG K

5.1. K t qu

xoay chi u m t pha .................................... 55
NG PHÁT TRI

TÀI ............................ 61

c.............................................................................................. 61

5.1.1. N i dun
5.1.2. M t s h n ch c
ng phát tri n c

............................................................................ 61
tài .......................................................................... 61
tài ............................................................................. 61

TÀI LI U THAM KH O ......................................................................................... 62

iv


Hình 1.1 Máy p tr ng 5000 tr ng/m ........................................................................ 3
Hình 1.2 Máy

................................................................................................... 4

Hình 1.3 Máy p qu t .................................................................................................. 5
ti p xúc làm nóng tr ng .................................................................... 6
Hình 1.5 Máy p ti p xúc............................................................................................. 7
Hình 1.6 Máy p tr ng GTL 1000 ............................................................................... 8
Hình 1.7 Máy p tr ng OXY GTL 240K .................................................................... 8
Hình 1.8 Mô hình máy p tr ng .................................................................................. 9
o tr ng ............................................................................... 11
Hình 1.10 D ng c soi tr ng ..................................................................................... 11
Hình 2.1 Phân tích l c tr c vít ................................................................................... 21
Hình 2.2 Bi

momen tr c vít .............................................................................. 22

Hình 2.3 K t c u tr c vít............................................................................................ 23
Hình 2.4 Phân tích l c tr c t i ................................................................................... 25

Hình 2.5 Bi

momen tr c t i............................................................................... 27

Hình 2.6 Phân tích l c

...................................................................................... 30

Hình 2.7 Phân b l c c a tr c t i............................................................................... 33
tr ng ........................................................................................... 34
Hình 2.9 T m cách nhi t ............................................................................................ 35
n tr .............................................................................................. 36
o tr ng ............................................................................. 36
u tr c vít bánh vít.......................................................................... 37
Hình 3.1 M ch ng d ng IC LM2576 ....................................................................... 38
m ch ngu n ...................................................................................... 38
Hình 3.3 M

u khi n PIC16f877A .................................................................... 39

Hình 3.4 C m bi n DS18b20 ..................................................................................... 39
v


chân................................................................................................... 40
Hình 3.6 Phiên b n ch ng th m c a c m bi n nhi
Hình 3.7 K t n i DS18B20 v

DS18B20 ............................ 40

u khi n............................................................ 41

Hình 3.8 M ch c m bi n DS18B20 ........................................................................... 41
Hình 3.9 M ch hi n th LCD ..................................................................................... 42
Hình 3.10 M

ng b ........................................................................................... 43
chân Triac quang MOC3020 .......................................................... 43

Hình 3.12 M ch công su t ......................................................................................... 44
Hình 4.1 Quy trình ho

ng máy p tr ng .............................................................. 46

Hình 4.2 C u hình thanh ghi ...................................................................................... 47
Hình 4.3 Ch n s bit c u hình thanh ghi ................................................................... 47
vùng nh DS18B20 ......................................................................... 48
Hình 4.5 Th i gian reset c a DS18B20 ..................................................................... 49
Hình 4.6 Th i gian ghi c a DS18B20 ....................................................................... 50
Hình 4.7 Th

c c a DS18B20 ....................................................................... 50
n sau khi qua triac ........................................................................ 51
gi i thu

u khi n nhi

Hình 4.10 C u t

......................................................... 53

u m t pha........................................................ 54
u m t pha lo i 4 dây ................................................... 55
u m t pha lo i 3 dây ................................................... 55

Hình 4.13 Hai chi u quay c
o chi

.................................................... 56

o chi

i dây ch y................................................. 56
gi i thu

Hình 4.17 M

...................................................................... 56

o chi u khay tr ng .................................................... 58

ng l c và m

u khi

vi

............................................ 59

NG QUAN

1.1.
1.1.1.

,

,

n
).
1.1.2.
1.1.2.1. Theo m

.
*

1


NG QUAN
-

.

*
-

Biên

: ±0,10C

*
-

.

-

eo

*
-

2


NG QUAN

*
- Có thông báo khi có s
*
-

Hình 1.1 Máy p tr ng 5000 tr ng/m
1.1.2.2. Theo c u t o
Máy
Máy

.

i máy

n nh t. M t máy

ly bao g m:
3

n là m t h p cách


NG QUAN
- Ngu n cung c p nhi t.
-B

u khi n nhi

hay còn g i là b

n nhi t (thermostat).

- Khay tr ng.
- Nhi t k
-

không khí.
c.

- M t s máy có th có m k (hygrometer).
- M t s máy có th

o tr ng t

Không khí bên trong b

ng.

u hòa nh s

t khi

i nóng, không khí t

p

nh b i t l nhi t
khí t t, l

gi a bên trong v

c b trí

ph

p c a máy p. Bên trong máy p

m di chuy n lên trên vì v y nhi
tr ng là máy p ph

thông

cao.

t trên b m t b ng ph ng và t t c tr

u quan
u ph i có cùng

c.

Hình 1.2 Máy
Máy p qu t
Máy p qu
máy p. M t chi c qu
bên trong máy

c thi t k
cb

kh c ph c tình tr ng chênh l ch nhi

bên trong

u hòa không khí nh m t o ra nhi t
không khí xung quanh tr ng luôn
4

ng nh t

nh và v trí l p

NG QUAN
t các c m bi n nhi

m không c n quá kh t khe. Tr
t trong các khay

cao khác nhau.

Vi c s d ng máy p qu

d ng nhi t k

m m t cách chính xác. Vi c ki
tr

có kích

i máy

c

m trong máy p qu t quan

a lu ng khí khi n tr ng b khô.

Hình 1.3 Máy p qu t
Máy p ti p xúc
Máy p ti p xúc mô ph ng quá trình p t nhiên bên trong .
Khác bi t l n nh t gi a p t nhiên v i p nhân t o

ch gà m cung c

m

thông qua ti p xúc thay vì khí m bao quanh tr ng. Ch y u, tr ng trong máy p qu t có
nhi

bao quanh h

trình
nhi
bi

ng nh t; nhi

phôi thai ph

i ch
máy
v nhi
i

c l i, tr

i quá

t khác toàn b tr ng v

c duy trì

c p t nhiên hay b ng máy p ti p xúc, có s khác

. Nhi t truy n vào tr ng qua m t vùng ti
i nh ng vùng khác và b tiêu tán

v
5

i nh , mà

h u h t nh ng vùng còn l i


NG QUAN
V i p ti p xúc, nhi

ng gi m xu

n cu i c a

quá trình p b i tu n hoàn máu c a chính phôi thai, mà nó tr nên quan tr
i ch t trong vi c phân ph i nhi t bên trong tr
ng s

trao
c v i quan

i ch t là quan tr ng nh t và nó khi n nhi

Vi c phôi thai phát tri

i di chuy n t v

xu

tr ng

u

ng h nhi t phôi thai theo quá trình p.

Phát hi n quan tr ng này ch ng t s khác bi
n còn nh ng v

khác n a.

Máy p thay th

c cung c p m

tr ng gi a các tr
u này l i

iv
ns m t

ng. N u c
v
Khay tr

gi a p t nhiên và nhân t o,

ng an toàn cho tr ng, khe

u khi n m
c c a tr ng, vì v y c

c b sung m t cách t

m t t nh t nên d a vào vi c ki m tra tr

ti p xúc làm nóng tr ng

6

u ch nh tr

m t

ng k t h p tr

ng tr ng và theo dõi s m

i nóng m t cách tr c ti p.

Hình 1.4

thông khí cho tr ng.

c.


NG QUAN
Máy

o tr ng tinh t và t

ng cho các lo i tr ng v i

kích c khác nhau.

Hình 1.5 Máy p ti p xúc
1.2.2.3.

máy

Máy

trên

:

GTL 1000
hoàn toàn 100%, công
phun

-

và

tùy

nh,

tiêu

: 10kw / 1

- Phun
-

quy

,
cung

.
óng

khi

bóng

t

quá

quy

.

halozen chuyên dùng cho

.

30 Phút - 120 g .

-

vi

-

khi quá con

áp : 220V AC.

- Công

-

1000

lý.

.
t

(có

t

gian
7

1

- 120

).

.


NG QUAN
- Có

theo

vào

.

Hình 1.6 Máy p tr ng GTL 1000
Máy
- Là
- Công

OXY GTL

máy

khí.

áp : 220V AC.
tiêu

2kw

/1

- Có

.
vi

lý.

khí oxy.
theo

,

.

Hình 1.7 Máy p tr ng OXY GTL 240K

8

NG QUAN
1.1.3.
Máy

tr

có

2h/1

tùy

khi quá
áp : 220VAC.

-

- Công
-

tiêu

: 2kw/1

cung

dây

-

h

vi

thông qua

DS18B20.

Hình 1.8 Mô hình máy p tr ng
Các yêu

máy

:

Th i gian p
Khi tr ng gà b

n ngày th 21 n

i v i v t là 28

ngày, ngan là 35 ngày. Tr ng to n tr , tr ng nh n s m, th i gian n chênh l ch 5-10
gi .
Chu n b máy p, máy n và x p tr ng vào máy
- Máy p và máy n ph

cv

trùng (dùng thu c tím

c a cho khí formol bay h t.
9


NG QUAN
-

i v i máy p: B

c2-

t nhi

yêu c

ix p

tr ng vào p.
-

i v i máy n : B t máy

c khi chuy n tr ng t 4 -

nhi

).

- Sau khi gà n , l y gà ra kh i máy thì ti n hành v sinh, xông kh

chu n b

t p ti p theo.

Nhi

m

- Nhi

:

Nhi

p phù h p là yêu c u quan tr ng nh

tr ng n thành công, sai s cho

phép ± 0,50C.
-

m:
n

Ta ch c n
b c

m thích h p kho ng 55-

1 khay

nn

c vào trong bu ng p, khi nhi t

c qu t gió khu ch tán trong bu ng, t o

m n

m 80-85%.

bu ng p

thì

c

nh cho phôi tr ng phát

tri n t t.
o tr ng.
-M c

c a vi c

o tr ng:

Tránh cho phôi kh i dính vào v

i ch

th i có tác d ng làm cho phôi phát tri n t t nh
n gi

o tr

c bi t quan tâm

u hòa nhi

,

c c i thi

ng
u và

và không khí t i m i

v trí c a tr ng.
Tr

pháp

o tr ng:
o m t góc 450 và

o 2 gi /l n.

khi p tr ng.

10

o tr ng t ngày th 18 sau


NG QUAN

o tr ng

Hình 1.9
Soi tr ng.
-M c

soi tr ng:

Sau 5 ngày soi tr ng 1 l n, ki m tra lo i b nh ng qu tr ng tr ng, tr ng ch t phôi
ti t ki m di

ng th i tránh ô nhi

bi n pháp c i thi n ch

p ho c ch

nh th

m phôi ch

có

ng tr ng gi ng tránh thi t h i không c n thi t.

- D ng c soi tr ng
t trong m t h p g , h p carton kín (có lót g y b c), riêng m t
c khoét m t l

ánh sánh phát ra trùm kín tr ng.

Hình 1.10 D ng c soi tr ng
*

pháp ch n và lo i tr ng khi soi:

Trong quá trình p c n soi tr ng 3 l n vào các th
- L n 1:
ngoài t m

bi
m nh

m

c tr ng có phôi (có các m ch máu bên trong tr ng t a ra
i là phôi, phôi di chuy n bên trong tr ng), lo i b tr ng

không phôi và ch
+ Tr ng trong su t, xoay tr ng th

m sau:

và lòng tr ng l n l n.
11


NG QUAN
+ Phôi nh n m lên sát m t v tr ng, nhìn rõ tâm phôi.
+ H th ng m ch máu phát tri n y u, m nh t
ng khí khá l n
+ Tr ng b ch t phôi, khi xoay tr

ng nhanh, có v

m sát bu ng khí,

m ch máu s m, vòng máu ch y ngang.
- L n 2: lúc 11 ngày, phôi s ng gi
và di chuy n bên trong tr ng v

lúc 6 ngày tu i tuy nhiên phôi l
ng tác m nh m

nhi u

i ti p nh ng tr ng ch t phôi

m sau:
+ Phôi không chuy

ng.

+ Tr ng có màu nâu s m, do m ch máu b v
+ S v tr ng l nh.
- L n 3: lúc 18 ngày lo i b nh ng tr ng ch t phôi và tr ng th
+ Khi soi tr

ng không phôi, tr ng ch t phôi s m)

+ Các tr ng v r n n t, v sùi b t nâu ho

ng th i)

Chuy n tr ng sang máy n : Sau khi p kho ng 21 ngày tr ng b
kho ng 10% tr

y m thì chuy n tr ng sang máy n .

1.2. M c tiêu, nhi m v và ph m vi c
- Tìm hi u t ng quan và nguyên lí ho

tài
ng máy p tr ng.

- Thi t k máy p tr ng.
- Thi t k m

m sau:

u khi

u khi n.

12

u kh y m , khi có


TK
2:

TÍNH TOÁN MÔ HÌNH

KHÍ

2.1. Tính toán và
- Công su t c n thi t c
(KW)

(2.1)

- Công su t t i:
P = m.g = (m1 + m2).g = (50 + 115).9,81 = 1618,65 (N)
m1 = 50kg : kh

(2.2)

ng khung thép.

m2 = 115kg : kh

ng tr ng.

- V n t c quay quanh tr c:
(2.3)
vòng quay c a tr c.
- Ch n hi u su

các b truy n và

Hi u su t c a

1=

ng 2.3 [1]/19.

0,99

Hi u su t b truy n tr c vít

2=

Hi u su t b truy n xích

0,97

3=

hi u su t c a h th ng là :

0,8

=

1

4

. 2. 3= 0,994. 0,8.0,92 = 0,76

(2.4)

(kW)

(2.5)

- Ch n t s truy n:
Theo b ng 2.4 [I] /21, uxích = 2
uchung = uxích. utr

c vít

5, utr

c vít

= 15

= 2.20 = 40.

60, ta ch n uxích = 2, utr

c vít

=20.
(2.6)

- Tính t
13


TK
T

c
nsb= nlv..uchung = 7.40 = 280 (vòng /phút)

Ta ch

(2.7)

m t c Wansin.

Các thông s c

0,4kW
Model

GH32-750-30S
1450 v/p

1: 5

1 pha 220VAC
50Hz
T

quay c a các tr c
n1= n = 1450/5 = 290 (v/ph)

(2.8)

n2 =

(2.9)

(v/ph)

n3 =

(v/ph)

(2.10)

Công su t trên các tr c
P1 = P = 0,34 (kw)

(2.11)

P2 =

(2.12)

P3 =

P3
x . olan

0, 4
0,96.0,99

0, 42(k w)

14

(2.13)


TK
Momen xo n trên các tr c
T1 =

(2.14)

T2 =

(2.15)

T3 =

(2.16)

2.2.

2.2.1.
2.2.1.2.

nh các thông s c a xích.

- T s truy n
Vì v n t c c a xích không l n nên ch n lo

, t s truy n u = 2.

S

n: z1 = 29 - 2u = 29 - 2.2 = 25

S

d n: z2 =u.z1 = 2.25 =
=> ch n z2 = 51

.

(2.17)
(2.18)

.

T s truy n th c:
(2.19)

(2.20)
Tho yêu c u
-

c xích p:
Tra b ng 5.5 [1] ch n b truy n xích 1

-

c xích p = 19,05 (mm)

nh kho ng cách tr c và s m t xích:
15


TK
a = 40p = 40.19,05 = 762 (mm).
S m t

(2.21)

nh theo công th c 5.12[1] :

x=

(2.22)

x=
Ch n x =120 m t xích.
Tính chính xác kho ng cách tr c

(2.23)

xích không ch u l

n, ph i gi m kho ng cách tr c a m

ng
(2.24)

=> kho ng cách tr c là a = 767 (mm)
d1 =

(2.25)

d2 =
- Tính l c tác d ng lên tr c:
Fr = kx . Ft, v i Ft =

(2.26)

Fr = 207.1,1 = 227(N), v i kx= 1,1

16


TK
B ng 2.1 Thông s b truy n xích
Thông s

Kích t

c

1.Xích
2.T s truy n

u=2

3.S

a bánh d n

z1=21

4.S

a bánh b d n

z2=51

c xích

P=19,05(mm)
=900

6.Góc c a b truy n
7.S m t xích

x=120 m t

8.Kho ng cách tâm a

a=767 (mm)

ng kính vòng chia bánh d n
ng kính vòng chia bánh b d n
11.V t li u thép C45 tôi c i thi n
2.1.2.
-

d1=152(mm)
d2= 310(mm)
[

]=500 600(MPa)

bánh vít

ng su t quá t i. V i bánh vít b
[

H]max

= 4.

= 4.120 = 840 (MPa)

ch

[ F]max = 0,8.

ng thanh thi c.

ch=

- Tính kho ng cách tr

(2.27)

0,8.120 = 96(MPa)

:

a =
Ch

(2.28)

KH = 1,2 .

V i u = 20, ch n z1 = 2

2=

z1 .u = 2 .20 = 40

17

.

TK
Mômen xo n trên tr c 2 là T2 =
Ch n h s

(Nmm).

ng kính tr c vít q = 10.

Vì t i tr

n h s t p trung t i tr ng là KH =

KF = 1.
Theo b ng 11.5 [1] ta ch n h s t i tr

ng KHv = KFv = 1,2

a =
-

/(z2 + q) = 2.61/50 = 2,44 (mm)
L y theo tiêu chu n ch

(2.29)

3 (mm)

=> a =
-V nt

t:
vt =

(2.30)

- Tính góc vít :
= 1105

tg = z1/q = 2/10 = 0,2
t b ng 11.3[1] v i góc vít trên ta ch
= 10

(2.31)

c h s ma sát f = 0,026 và góc ma sát

.

- Hi u su t b truy n
- Tính s

=

(2.32)
:

z = z2/cos3( ) = 40/ cos3(110

(2.33)

- Tính toán thông s b truy n:
ng kính vòng chia bánh vít :

d2 = m.z2 = 3.40 = 120 (mm)
18

(2.34)


TK
ng kính vòng chia tr c vít :
nh tr c vít :
Chi u r ng b2 c a bánh vít :
-

d1 = m.q = 3.10 = 30 (mm)

(2.35)

da1 = d1 + 2.m = 30 + 2.3 = 36 (mm)

(2.36)

b2 = 0,75.da1= 0,75.36 = 27 (mm)

(2.37)

ng su t u
F

=

< [ F] (2.38)

mn = m cos ( ) = 2 . cos (110

1,96 (mm)

(2.39)

H

=

(2.40)

=

(MPa) < [

H]

- Các thông s b truy n:
Kho ng cách tr c:

a = 75 (mm)

:
H s

m=3
ng kính:

q = 10

T s truy n:

u = 20

S ren tr c vít và s

:

H s d ch ch nh bánh vít:

z1 = 2; z2 = 40
x2 = 0
= 110

Góc vít:
Chi u dài ph n c t ren c a tr c vít:

b1 = 90 mm

Chi u r ng bánh vít:

b2 = 0,75.da1 = 27 (mm)

nh bánh vít:

ng kính ngoài bánh vít:

da2 = m(z2 +2+2.x) = 3.(40+2 ) = 126 (mm)
daM2 = da2+1,5.m = 126+1,5.3 = 130,5 (mm)

19


TK
ng kính chia:

d1 = 30 (mm); d2 =120 (mm)

nh:
ng kính

da1= 36 (mm); da2 = 126 (mm)

:

df1= 22,8 (mm); df2 = 112,8 (mm)

- Tính l c tác d ng lên b truy n
Ft1 = Fa2 = 2.T1/d1 = 2.10538/30 = 702,5 (N)

(2.41)

Ft2 = Fa1 = 2.T2/d2 = 2.26344,83/120 = 439 (N)

(2.42)

Fr1= Fr2= Ft2.tg /cos = 439.tg(20)/cos(110

163 (N)

(2.43)

2.3.
- Ch n v t li u ch t o b ng thép C45, tôi có

b=

600Mpa , ng su t xo n cho phép

[ ]= 15...30 Mpa.
- Theo công th

ng kính tr c th k v i k = 1, 2;
(mm)

(2.44)

=>

(mm)

Ch n d1= 20, tra b

c chi u r ng
=>

(mm)

Ch n d1= 50, tra b

c chi u r ng

L c tác d ng lên tr c vít
Fxích = 270 (N), Ft1= 702,5 (N), Fa1 = 439 (N), Fr1 = Fr2 = 163 (N).

20

20 mm.