NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, MÁY BĂM RONG, BÈO, LẮP TRÊN MÁY CẮT RONG VỚT BÈO TRÊN SÔNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

“ NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, MÁY BĂM RONG,
BÈO, LẮP TRÊN MÁY CẮT RONG VỚT BÈO TRÊN SÔNG “

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN VĂN NHƠN
Ngành: CƠ KHÍ NÔNG LÂM
Niên khóa: 2005 - 2009

Thing 06/2009


NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, MÁY BĂM RONG, BÈO, LẮP
TRÊN MÁY CẮT RONG, VỚT BÈO TRÊN SÔNG

Tác giả

NGUYỄN VĂN NHƠN

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng kỹ sư ngành
Cơ Khí Nông Lâm

Giáo viên hướng dẫn:
Th.S BÙI TRUNG THÀNH

Tháng 06 năm 2009
i

CẢM TẠ
Xin chân thành cảm tạ:
™ Ban Giám Hiệu Trường cùng quý thầy, cô Trường Đại Học Nông Lâm đã giúp
tôi hoàn thành đề tài cuối khóa học này.
™ Ban Chủ Nhiệm Khoa Cơ Khí Công Nghệ cùng toàn thể quý thầy cô đã giúp đỡ
và dạy dỗ tận tình trong suốt thời gian học tập
Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:
™ Thầy Th.S Bùi Trung Thành – Trường Đại Học Công Nghiệp TP HCM.
Thầy đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành luận văn
tốt nghiệp này.
™ Chân thành cảm ơn gia đình, các bạn sinh viên lớp: DH05CK. Đã động viên và
giúp đỡ em trong suốt quá trình học và thực hiện luận văn.
[[[[y\\\\

ii


TÓM TẮT
Rong, bèo, lục bình, cỏ dại, đang phát triển và xâm lấn trên mặt thoáng ao, hồ,
kênh rạch, sông, thuộc hệ thống thủy lợi và giao thông đường thủy ở nước ta. Chúng
ảnh hưởng đến lưu thông dòng chảy, giảm lưu lượng nước, không cung cấp kịp thời
cho sản suất nông nghiệp, ảnh hưởng đến giao thông đường thủy.
Trước tình hình này, trung tâm nghiên cứu và phát triển công nghệ - máy công
nghiệp thuộc Trường Đại Học Công Nghiệp TP HCM, đã nghiên cứu thiết kế và chế
tạo máy cắt rong, vớt bèo trên sông. Hệ thống máy đã thay thế được lao động thủ công
để cắt vớt rong, bèo, làm thông thoáng dòng chảy. Do rong, bèo, lục bình, có kích
thước cồng kềnh, làm mau đầy thể tích buồng chứa tải và vận chuyển lên bờ khó khăn.
Do vậy việc thiết kế máy băm rong, bèo gắn trên máy cắt vớt rong, bèo trên

sông là rất cần thiết. đề tài đã giải quyết được các nhiệm vụ tính toán thiết kế là:
a. Lựa chọn nguyên lý máy cắt thái.
b. Tính toán trục.
c. Tính toán bộ truyền động.
d. Tính toán gối đỡ.
e. Tính toán then.
f. Tính toán hệ thống thủy lực điều khiển trống dao và trục cuốn.
Sinh viên thực hiện:

Giáo viên hướng dẫn:

Nguyễn Văn Nhơn

Th.S Bùi Trung Thành

iii


MỤC LỤC
Trang
Trang tựa...................................................................................................................... i
Cảm tạ ......................................................................................................................... ii
Tóm tắt....................................................................................................................... iii
Mục lục ...................................................................................................................... iv
Danh sách các chữ viết tắt ......................................................................................... vi
Danh sách các hình ................................................................................................... vii
Danh sách các bảng......................................................................................................x
Chương 1. MỞ ĐẦU ..................................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề.......................................................................................................... 1
1.2 Mục đích luận văn ............................................................................................. 2

1.3 Nội dung thực hiện đề tài. ................................................................................. 2
Chương 2. TỔNG QUAN..........................................................................................3
2.1 Tình hình rong, bèo, cỏ dại trên sông ............................................................... 3
2.2 Giới thiệu máy cắt rong..................................................................................... 5
2.3 Khảo sát các thông số của rong, bèo, trên khu vực khảo nghiệm máy. ............ 7
2.4 Khảo sát rong, bèo, lục bình.............................................................................. 8
2.4.1 Đặc tính của rong, bèo, lục bình, [TL – 7]. ...........................................................8
2.4.2 Cơ lý tính của rong, bèo, lục bình, [TL – 7]........................................................10

2.5 Giới thiệu máy cắt thái .................................................................................... 10
2.5.1 Phân loại máy. .....................................................................................................10
2.5.2 Đặc tính kỹ thuật của một số loại máy thái thích hợp mà đề tài lựa chọn...........10

2.6 Lý thuyết cắt thái............................................................................................. 14
2.6.1 Cơ sở lý thuyết.....................................................................................................14
2.6.2 Các yếu tồ ảnh hưởng đến quá trình cắt thái .......................................................16

2.7 Lý thuyết tính toán bộ phận trục cuốn. ........................................................... 23
2.8 Lý thuyết cơ sở về truyền dẫn thủy lực........................................................... 27
2.8.1 Mạch dầu .............................................................................................................27
2.8.2 Bơm thủy lực .......................................................................................................31
iv


2.8.3 Motơ thủy lực. .....................................................................................................34
2.8.4 Các van điều khiển ..............................................................................................41

Chương 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...........................52
3.1 Nội dung.......................................................................................................... 52
3.2 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết.................................................................. 53

Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..............................................................54
4.1 Chọn mô hình máy. ......................................................................................... 54
4.2 Nguyên lý làm việc ......................................................................................... 55
4.3 Các số liệu thiết kế, tính toán mẫu máy. ......................................................... 55
4.4 Tính toán một số bộ phận chính của máy. ...................................................... 55
4.4.1 Tính toán bộ phận thái kiểu trống........................................................................55
4.4.2 Tính toán truyền động trống dao .........................................................................65
4.4.3 Tính toán trục bộ phận thái..................................................................................67
4.4.4 Tính toán gối đỡ...................................................................................................77
4.4.5 Tính toán then......................................................................................................79

Chương 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ...................................................................80
5.1 Kết luận. .......................................................................................................... 80
5.2 Đề nghị. ........................................................................................................... 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................81
PHỤ LỤC..................................................................................................................83
Phụ lục 1................................................................................................................ 83
Phụ lục 2................................................................................................................ 85
Phụ lục 3. Bảng thông số của môtơ thủy lực trục cuốn. ....................................... 86
Phụ lục 4: Bảng thông số của môtơ thủy lực trống thái........................................ 87
Phụ lục 5................................................................................................................ 88

v


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
TP HCM

Thành Phố Hồ Chí Minh.

ĐHCN

Đại Học Công Nghiệp.

ĐHNL

Đại Học Nông Lâm.

[TL – 1]

Tài liệu số một .

[TL – 2]

Tài liệu số hai.

[TL – 3]

Tài liệu số ba .

[TL - 4]

Tài liệu số bốn.

[TL – 5]

Tài liệu số năm .

[TL – 6]

Tài liệu số sáu.

[TL – 7]

Tài liệu số bảy .

[TL – 8]

Tài liệu số tám.

[TL – 9]

Tài liệu số chín.

vi


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 1.1: Công việc thu gom bằng thủ công ........................................................... 1
Hình 2.1: Nhà nổi sông hương và chân cầu trường tiền bị bèo vây kín .................. 3
Hình 2.2: Tình hình rong, bèo ở sông thái ở Nghệ An ............................................ 4
Hình 2.3: Tình hình rong, bèo ở nam bộ.................................................................. 4
Hình 2.4: Lục bình trên sông vàm cỏ đông.............................................................. 5
Hình 2.5: Lục bình ở hậu giang ............................................................................... 5
Hình 2.6: Máy cắt rong và công đoạn đổ rác lên bờ................................................ 5
Hình 2.7: Máy cắt rong đang làm việc..................................................................... 6
Hình 2.8: Rong đuôi chồn........................................................................................ 8
Hình 2.9: Rong “Hydrilla’’ tên khoa học “Hydrilla verticillata” ............................ 9
Hình 2.10: Lục bình ................................................................................................. 9
Hình 2.11: Máy thái rau cỏ rơm PCC – 6 .............................................................. 11

Hình 2.12: Máy thái củ quả PKP – 2,0 .................................................................. 12
Hình 2.13: Máy băm trộn TT – 0,3........................................................................ 13
Hình 2.14: Máy băm rau củ Vôngar – 5 ................................................................ 13
Hình 2.15: Tác dụng cắt thái của lưỡi dao............................................................. 14
Hình 2.16: Thí nghiệm về cắt thái của Gơriatskin ................................................ 15
Hình 2.17: Đồ thị quan hệ giữa lực cắt N và độ dịch chuyển dao S...................... 15
Hình 2.18: Tác dụng cắt trượt làm giảm chiều rộng đoạn thái .............................. 16
Hình 2.19 Sơ đồ lực khi dao cắt vào vật thái......................................................... 16
Hình 2.20: Góc cắt thái .......................................................................................... 18
Hình 2.21: Phân tích sơ đồ động lực của điểm M của của lưỡi dao ...................... 18
Hình 2.22: Phân tích các lực tác động giữa lưỡi dao và vật thái ........................... 19
Hình 2.23: Cạnh sắc lưỡi dao................................................................................. 20
Hình 2.24: Đồ thị phụ thuộc của q, Act, Pt, với V.................................................. 21
Hình 2.25: Góc kẹp χ và điều kiện kẹp χ ≤ ϕ1' + ϕ2' .............................................. 22

vii


Hình 2.26: Sơ đồ chung bộ phận trục cuốn ........................................................... 24
Hình 2.27: Sơ đồ các lực tác dụng lên trục cuốn khi làm việc .............................. 25
Hình 2.28: Sơ đồ hệ thống thủy lực hở và kín....................................................... 27
Hình 2.29: Sơ đồ vi sai........................................................................................... 28
Hình 2.30:Sơ đồ hệ thống thủy lực trên máy gặt đặp liên hợp CKJIP – 4 ............ 29
Hình 2.31: Cấu tạo và nguyên lý làm việc loại 2 và 3 bánh răng.......................... 32
Hình 2.32: Bơm bánh răng loại ăn khớp trong ...................................................... 32
Hình 2.33: Bơm piston hướng kính và nguyên lý hoạt động................................. 33
Hình 2.34: Bơm piston trục cong........................................................................... 33
Hình .2.35: Bơm piston đồng trục ......................................................................... 34
Hình 2.36: Xilanh lực và xilanh mômen................................................................ 35
Hình 2.37: Động cơ thủy lực piston roto ............................................................... 37

Hình 2.38: Môtơ bánh răng.................................................................................... 38
Hình 2.39: Bơm 2 trục vít ...................................................................................... 40
Hình 2.40: Động cơ thủy lực cánh gạt ................................................................... 41
Hình 2.41: Cấu tao cơ cấu phân phối..................................................................... 42
Hình 2.42: Cơ cấu phân phối con trượt ................................................................. 43
Hình 2.43: Con trượt ngăn kéo ba vị trí................................................................. 44
Hình 2.44: Khóa phân phối.................................................................................... 45
Hình 2.45: Van phân phối...................................................................................... 45
Hình 2.46: Van một chiều...................................................................................... 46
Hình 2.47: Van vi sai có điệm giảm chấn.............................................................. 47
Hình 2.48: Van an toàn có tác dụng tùy động ....................................................... 48
Hình 2.49: Van giảm áp ......................................................................................... 49
Hình 2.50: Bộ điều tốc ........................................................................................... 50

viii


Hình 4.1: Mô hình máy thái................................................................................... 55
Hình 4.2: Mối hệ giữa q và τ , quan hệ giữa f’ và tg τ .......................................... 56
Hình 4.3: Sự phụ thuộc của công riêng Ar với góc trượt τ ................................... 57
Hình 4.4: Đồ thị quan hệ giữa Ar và τ .................................................................. 57
Hình 4.5: Sơ đồ khai triển của trống lắp dao xoắn và đồ thị biểu diễn sự biến thiên của
một số thông số của động lực của dao xoắn........................................................... 58
Hình 4.6: Xác định vị trí tấm kê thái ..................................................................... 61
Hình 4.7: Biểu đồ momen của trục cuốn vật liệu .................................................. 70
Hình 4.8: Sơ đồ lực mặt cắt theo phương Y của trục cuốn.................................... 71
Hình 4.9: Biểu đồ mômen của trống thái............................................................... 73
Hình 4.10: Sơ đồ lực mặt cắt theo phương Y của trục trống................................. 74
Hình 4.11: Sơ đồ chọn ổ lăn cho trục trống thái.................................................... 78
Hình 4.12 Sơ đồ chọn ổ lăn cho trục cuốn............................................................. 78

ix


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Khảo sát mật độ rong trên kênh tây....................................................... 83
Bảng 2.2: Mật độ hỗn hợp rong, bèo ván, bèo tây cùng phân bố .......................... 84
Bảng 2.3: Mật dộ bèo tây (lục bình) và khối lượng thể tích .................................. 84
Bảng 2.4: Đặc tính kỷ thuật của một số máy thái, băm rau củ, [TL -1] ................ 85
Bảng 2.5: Sự liên hệ giữa N (lực cắt) và S (độ dịch chuyển của dao), [TL – 1]. .. 15
Bảng 4.1: Sự phụ thuộc của áp suất cắt thái q và góc trượt τ ............................... 85
Bàng 4.2: Sự phụ thuộc của hệ số cắt trượt f’ và hệ số trượt τ ............................. 85
Bảng 4.3: Sự phụ thuộc của năng lượng cắt thái Ar và góc trượt τ ....................... 86
Bảng 4.4: Một số giá trị của τ trong khoảng τ = 40o − 45o ................................... 86

x


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề.
Trước tình hình rong, bèo, lục bình, cỏ dại phát triển và xâm lấn trên ao hồ,
sông, các dòng kênh ở nước ta nói riêng và thế giới nói chung, đang phát triển làm ảnh
hưởng đến lưu thông dòng chảy, giảm lưu lượng nước, không cung cấp nước kịp thời
cho sản suất nông nghiệp và ảnh hưởng đến giao thông đường thủy.
Để giải quyết vấn đề trên, máy cắt rong, vớt bèo trên sông đã được Trung Tâm
nghiên cứu và phát triển khoa học và công nghệ máy công nghiệp – Trường ĐHCN TP
HCM, đã nghiên cứu thiết kế và chế tạo đưa vào hoạt động thành công. Đem lại năng
suất cao và thay thế cho việc thực hiện bằng thủ công.

Hình 1.1 Công việc thu gom bằng thủ công.
Nhiệm vụ của máy cắt rong, vớt bèo, lục bình là làm thông thoáng dòng chảy
để phục vụ giao thông cấp thoát nước, tạo môi trường tốt cho các loài thủy sinh, sinh
sống và bảo vệ môi trường cảnh quan thiên nhiên.
Tuy nhiên do kích thước của rong và cỏ dại, bèo tây, rác thải nổi vừa cồng kềnh
vừa có khối lượng lớn, nên quá trình cắt mau đầy và việc vận chuyển lên bờ khó khăn.

1


Vì lý do đó được sự phân công của Khoa Cơ Khí Công Nghệ - Trường ĐHNL,
cùng với sự đồng ý hướng dẫn của thầy Bùi Trung Thành – Trường ĐHCN. cho phép
em thực hiện đề tài:
“ NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, MÁY BĂM RONG, BÈO, LẮP TRÊN
MÁY CẮT RONG, VỚT BÈO TRÊN SÔNG “.
1.2 Mục đích luận văn
Tính toán, thiết kế máy băm, để thái nhỏ rong, bèo, lục bình, sau khi cắt vớt
trên máy.
1.3 Nội dung thực hiện đề tài.
Lựa chọn nguyên lý của máy băm, dạng trống thái, có trượt có tấm kê, dao cong
xoắn.
Tính toán các bộ phận làm việc chủ yếu của máy:
• Tính toán trục
• Tính toán lò xo
• Tính toán gối đỡ
• Tính toán then
• Tính toán thủy lực và truyền động thủy lực cho máy băm, cắt thái rong, bèo.

2

Chương 2
TỔNG QUAN
2.1 Tình hình rong, bèo, cỏ dại trên sông .
Những trở ngại do rong, cỏ rác trên các tuyến kênh, mương dẫn nước, hồ chứa
và các trạm bơm thủy lợi, đang gây bức xúc cần giải quyết sớm. Rong, cỏ, rác thải nổi,
bèo lục bình và các loại thực vật sinh sống chen nhau, phát triển lâu ngày dưới lòng
kênh, lòng hồ làm giảm vận tốc dòng chảy, giảm lưu lượng cấp thoát nước, giảm sức
chứa nước trong lòng kênh, lòng hồ cũng như làm mất thẩm mỹ, mất vệ sinh môi
trường trong các kênh rạch, làm cản trở giao thông đường thủy, cả về mật độ lưu thông
lẫn vận tốc lưu thông trên kênh rạch, trên sông. Rong bèo gây kẹt chân vịt và các hỏng
hóc khác do rong, cỏ rác cuốn vào. (ví dụ tuyến tàu cao tốc TP HCM và Vũng Tàu,
trên sông Sài Gòn lái tàu phải thường xuyên cho tàu dừng lại và cho quay ngược chân
vịt để gở rong, cỏ ra).
Mặt khác đối với các công trình thủy điện, trạm bơm của các công trình thủy lợi
thì bèo tây, rác, rong làm ảnh hưởng đến lưu lượng và vận tốc nước vào tổ bơm, tổ
máy stator phát điện, chúng đã làm giảm tuổi thọ tuốt bin cũng như làm tăng chi phí
bảo trì trong vận hành các tổ phát điện trạm bơm…

Hình 2.1 Nhà nổi Sông Hương và chân cầu Trường Tiền bị bèo vây kín

3


Bèo xuất hiện ở khắp nơi, nhiều nhất ở dưới chân cầu Trường Tiền. Và rải rác
chạy dọc theo men sông, trong đó có nhiều khúc sông hương bị bèo “lấn át”, kín cả
mặt sông.

Hình 2.2 Tình hình rong , bèo ở Sông Thái ở Nghệ An
Sông Thái chảy qua địa bàn huyện Quỳnh Lưu (Nghệ An) có nhiệm vụ điều tiết

nguồn nước cho nhiều xã phía tây của huyện. Thế nhưng lâu nay không được nạo vét,
khơi dòng dẫn đến cỏ mọc um tùm, bèo tây kết thành từng mãng lớn và trở thành nơi
tập kết đổ rác thải, xác động vật, gây ô nhiễm nặng cho dòng sông. Cứ sau ba tháng,
rong, cỏ dại, bèo tây dày đặc trên sông. Tình hình rong bèo đang là một vấn đề được
quan tâm, ở nhiều nơi trên cả nước, chứ không chỉ riêng ở một số vùng.

Hình 2.3 Tình hình rong bèo ở các tĩnh Nam Bộ.
Ở các tỉnh nam bộ như: Cần Thơ, Long An, Tiền Giang…lục bình cũng xâm
lấn, gần hết cả sông.

4


Hình 2.4 Lục bình trên sông Vàm Cò Đông.

Hình 2.5 Lục bình ở Hậu Giang.
2.2 Giới thiệu máy cắt rong.

Hình 2.6 Máy cắt rong và công đoạn đổ rác lên bờ.
Sau nhiều năm nghiên cứu và chế tạo, cuối năm 2008, hệ thống máy cắt rong,
cỏ dại, bèo tây... đầu tiên của Việt Nam do Trung Tâm Nghiên Cứu Phát Triển Khoa
Học và Công Nghệ Máy Công Nghiệp - Trường ĐHCN TP HCM, thực hiện thành
công. Đây thực sự là tin vui đối với bà con đang sinh sống gần các dòng sông, kênh bị
ô nhiễm. Đặc biệt nó góp phần giải phóng số lượng rác, cỏ dại, bèo tây tràn ngập trên
các dòng sông hiện nay. Ngay khi bắt đầu đưa vào hoạt động thử nghiệm, chiếc máy
nhỏ này đã mang lại hiệu quả thiết thực cả về kinh tế lẫn con người.
5


Nếu so sánh hiệu quả của chiếc máy với công sức, tiền của mà các tỉnh, thành

bỏ ra hàng năm để vệ sinh kênh rạch thì thật là “một trời một vực”. Nó có thể thay thế
cho hàng trăm người/ha. Tại kênh tây, hồ Dầu Tiếng – Tây Ninh, cứ ba tháng một lần,
trên một ha sông, kênh rạch, phải mất 160 công để cắt rong, cỏ dại. Trong khi đó,
chiếc máy có thể dọn sạch 1 ha trong 8 giờ, 6 lít dầu/giờ, quy ra mỗi ha chỉ sử dụng
mất 48 lít dầu và chỉ cần một người lái. Hiện chiếc máy đầu tiên có kích thước 12,5 m
x 3 m x 2,6 m, chiều sâu cắt được tính từ mặt nước là 3 m, chiều rộng cắt được là
2,360 m.
Khi chiếc máy được đưa vào sản xuất hàng loạt thì tùy vào điều kiện từng nơi,
có thể làm kích thước máy cho phù hợp hơn. Kích thước hiện tại dùng cho các sông có
kích thước 20 m chiều ngang, sâu từ 3 m trở lên. Tuy nhiên với một số sông, kênh rạch
như ở TP. HCM với chiều ngang dưới 10 m, thì kích thước máy cắt chỉ có thể là 2 m.
Với các dòng sông có cỏ dại, rong, bèo tây…dày đặc, có thể lắp thêm thiết bị phía sau
với nhiệm vụ chuyên chở rác, để tiết kiệm thời gian vào bờ đổ rác. Một hiệu quả khác
là với loại bèo tây, khi vớt lên chúng vẫn còn nguyên vẹn, có thể sử dụng vào các mục
đích nông học khác hoặc làm thủ công mỹ nghệ…
Ngoài mang lại hiệu quả kinh tế, cho con người, chiếc máy còn giúp môi trường
nước thêm trong sạch và thông thoáng. “Khi dòng sông đầy rong và cỏ, chúng sẽ giữ
lại các chất hữu cơ có trong nước. Nếu được làm sạch, chất hữu cơ sẽ theo các con
sông lớn, chảy ra biển và môi trường nước sẽ trong sạch hơn. Khi dòng chảy đã thông
thoáng, lượng nước về các vùng nông thôn phục vụ việc canh tác nông nghiệp và chắc
chắn sẽ mang lại hiệu quả cao hơn.

Hình 2.7 Máy cắt rong đang làm việc.

6


Máy vớt rong, cỏ dại dưới nước lại vừa vớt được bèo tây rác thải nổi trong lòng
kênh mương, hồ chứa nước. Hệ thống gồm một máy chính và hai thiết bị phụ trợ.
Máy chính là một cụm thiết bị có thể tự hành trên mặt nước có thể cắt và thu

gom rong, cỏ dại, lục bình và rồi chuyển lên bờ. Cụm thiết bị này có ba bộ phận chính
là bộ phận nối và tự hành trên mặt nước, ba băng tải để chứa và chuyển rong, cỏ dại
lên bờ. Hệ thống dao cắt rong, bèo và thu gom rác thải trên nước.
Chỉ cần một công nhân vận hành, máy có năng suất cắt rong, cỏ đạt 0,20 – 0,22
ha/h. Công suất động cơ nổ tạo động lực cho toàn bộ Máy là 44 Hp, thể tích chứa của
máy là 7 m3 . Hai thiết bị phụ trợ là thiết bị tiếp nhận và chuyển tải nhanh rong, cỏ dại,
rác thải từ máy cắt chính lên xa bờ hoặc xe tải vận chuyển đến nơi tập trung xử lý,
thiết bị có thể tự hành và điều chỉnh độ cao của băng tải cho phù hợp với xe tải; và
thiết bị vận chuyển máy chính đến địa điểm làm việc, hỗ trợ hạ thủy máy chính xuống
nước để làm việc và ngược lại. Hệ thống máy này được đưa vào sử dụng rất hiệu quả
tại các kênh của hồ Dầu Tiếng, tỉnh Tây Ninh.
2.3 Khảo sát các thông số của rong, bèo, trên khu vực khảo nghiệm máy.
Nhằm xác định được năng suất máy băm rong, bèo, lục bình. Chúng tôi tiến
hành khảo sát nhiều mật độ, các loại rong, bèo, lục bình thể hiện ở (Phụ lục 1).
[Báo cáo khoa học tổng kết đề tài của Th.S Bùi Trung Thành KC0501/(2006 – 2010)]
Thông qua khảo sát chúng ta đi đến kết luận
Mật độ lớn nhất của Rong, bèo tây, lục bình…là: 28,5 kg / m 2 .
Với sức chứa 7 m3 có tải trọng max là W = 404* 7 m3 = 2828 kg ≈ 3 tấn
Khối lượng lý thuyết máy có thể cắt được trong một giờ là:
G = 28,5 kg / m 2 * (1,5 * 1000 m/h * 2,36 m) = 100890 = 101tấn/h
v: Vận tốc làm việc vủa máy, 1,5 km/h.
b: Bề rộng làm việc của máy, b = 2,36 m.
Thời gian lý thuyết mà máy cần đổ lên bờ mỗi giờ là: i =

101
≈ 34 lần
3

Vậy việc thiết kế một bộ phận cắt thái gắn trên máy cắt rong, vớt bèo trên sông
là cần thiết. Sản phẩm sau khi cắt có thể được đưa lên máy chạy song song để chở, nên

máy cắt rong có thể làm việc liên tục và không mất nhiều thời gian cho công việc vận
chuyển lên bờ.
7


2.4 Khảo sát rong, bèo, lục bình
Hiện nay trên thế giới và Việt Nam, cây rong và cỏ dại phát triển rất nhanh, đặc
biệt ở môi trường nước như sông, hồ, kênh rạch…chiếm một diện tích khá lớn. Một số
có lợi dùng làm thức ăn trong chăn nuôi và làm thuốc chữa bệnh, một số có hại làm
ảnh hưởng đến cảnh quan môi trường
2.4.1 Đặc tính của rong, bèo, lục bình, [TL – 7].

Hình 2.8 Rong đuôi chồn
Tên tiếng anh ”coontail” tên khoa học “Ceratophy llum demersum”.
Thân chia thành nhiều cành, dài lên đến 5 m hoặc hơn. Thân cây nổi tự do trong
nước hoặc có thể bám tầng đất thông qua rể giả.
Lá chiếm hầu như hoàn toàn thân rong, trên mỗi đoạn rong các lá phân chia
theo hình xoắn ốc quanh thân rong từ 5 – 12 lá. Mỗi lá dài khoảng 1 2 đến 3 4 inch
(Tương đương 12,7 – 19,05 mm). Lá rong có dạng dài hẹp có răng cưa tại vành lá.
Càng về phần đầu của cây rong thì càng nhiều lá.
Rể: có rể giả để bám vào tầng đất đáy, không có rể thật nên có thể trôi tự do ở
những độ sâu khác nhau. Lấy chất dinh dưỡng chủ yếu từ nước, có thể chịu được môi
trường thiếu ánh sáng và nhiệt độ thấp.
Hoa: Là loại cây lưỡng tính, có hoa nhỏ mọc ở phần cuối của lá. Hoa chia ra
hoa đực và hoa cái, mọc trên cùng một cây rong, thụ tinh ở dưới nước. Sau khi thụ tinh
hoa cái phát triển thành hạt giống nhỏ và cứng có 3 gai nhọn, rong đuôi chồn phát triển
mở rộng phát tán, nhờ vào sự phát tán và nẩy mầm của hạt giống hoặc có thể tái sinh
từ những đoạn rong nhỏ. Tập trung ở những chổ có chất dinh dưỡng cao, có mật độ rất
cao.

8


5

5

Hình 2.9 Rong “Hydrilla” tên khoa học “Hydrilla verticillata”
Rong Hydrilla là loại rong phát triển thành chùm và ngập trong nước, nó mọc
thẳng từ đáy đến mặt nước và mọc theo phương ngang trên mặt nước. Các cây trưởng
thành thì hầu như dài bằng cột nước.
Thân dài từ đáy cho đến mặt nước, chia thành nhiều nhánh dày đặc. chia thành
2 loại: Đơn tính và lưỡng tính, loại đơn tính thì mãnh hơn, khi trưởng thành có thể dài
10 – 15 m, rộng từ 4 – 5 m, sinh sản rất nhanh.
Lá dài hơn 1 inch, mọc theo hình xoắn óc dọc theo thân cây, có bề rộng khoảng
2 – 4 mm, dài khoảng 6 – 20 mm, mọc theo quanh thân từ 3 – 10 lá, lá có hình răng
cưa dọc theo chu vi lá.
Rễ có thể mọc sâu 30 cm ở tầng đáy, bám vào đáy kênh.
Hoa mọc trên mặt nước, thụ tinh nhờ gió, phát triển trong điều kiện thiếu ánh
sáng, chuyển hóa cácbon tốt, dự trữ photpho khi thiếu chất dinh dưỡng, chịu được
nước mặn, mọc nhanh ở tầng nước chảy.

Hình 2.10 Lục Bình
Tên tiếng anh “Water hyacinth” tên khoa học “Eichhornia crassipes”.
Thân chia thành nhiều nhánh, làm thức ăn tốt cho gia súc.
9


Lá có tán dài tới 20 cm, rộng từ 5 – 20 cm.
Rễ ngắn, lấy thức ăn chủ yếu từ nước.

Sinh sản vô tính bằng hạt, nẩy chồi phát triển rất nhanh, di chuyển khắp nơi. Theo một
nghiên cứu trong gần 4 tháng với 2 cá thể lục bình có thể tạo ra 1.200 cây con và 1 cây
có thể tạo ra 5.000 hạt giống.
2.4.2 Cơ lý tính của rong, bèo, lục bình, [TL – 7].
Lực cản cắt trung bình: p = 4,5 N
Khối lượng thể tích: ρ = 240kg / m3
Hệ số ma sát giữa cỏ và thép: f = 0,32 – 0,36
Độ cứng thân cỏ: Es = 20 – 25 N. cm 2
Mô đun đàn hồi: EJ = 200 – 215 kg/ mm 2
2.5 Giới thiệu máy cắt thái
Máy cắt thái thức ăn chăn nuôi có nhiệm vụ làm nhỏ rau cỏ tươi, khô thành
những đoạn (dài, ngắn), hoặc củ quả thành những lát thái (dày, mỏng), với những kích
thước đoạn thái hay lát thái điều chỉnh được đối với các loại vật nuôi.
2.5.1 Phân loại máy.
Theo nguyên lý làm việc: máy thái, máy băm
Theo cấu tạo của bộ phận thái: Máy thái kiểu đĩa, kiểu trống, kiểu ly tâm
Theo vị trí lắp đĩa dao: Máy thái kiểu đĩa đứng, kiểu đĩa ngang, kiểu đĩa nghiêng
Theo loại thức ăn: máy thái rau cỏ, máy thái củ quả, máy băm rau củ
Theo cách truyền động: máy thái quay, đạp chân, có động cơ
Theo cách bố trí sử dụng: máy thái tĩnh tại, lưu động
2.5.2 Đặc tính kỹ thuật của một số loại máy thái thích hợp mà đề tài lựa chọn.

10


Hình 2.11 Máy thái rau cỏ rơm PCC – 6.
1 – khung máy; 2 – dây chuyền vật thái; vít điều chỉnh độ căng của dây chuyền;
4 – trục cuốn dưới; 5 – trục cuốn trên; 6 – lò xo điều chỉnh độ nén; 7 – tấm kê thái; 8 –
cánh lắp dao; 9 – cánh quạt; 10 – bulông lắp dao; 11 – vít điều chỉnh khe hở giữa dao
11

và tấm kê thái; 12 - ống dẫn không khí; 13 – động cơ điện; 14 – bánh đà; 15 – bộ ly
hợp; 16 – các cặp bánh răng điều chỉnh độ dài đoạn thái.
Máy do Liên Xô chế tạo, kiểu đĩa đứng, lắp dao lưỡi cong (theo cung tròn), lắp
vào cánh (8), dùng thái rau, cỏ cho gia súc ăn và có thể làm cỏ ủ. Rau cỏ rơm được xếp
trên dãy xích và chuyển điều đặn dây chuyền vào 2 trục cuốn, đưa tới họng thái. Rau
cỏ được dao thái rơi xuống buồng thái, từ đó được cánh quạt hất và thổi lên theo ống
dẫn ra ngoài.

Hình 2.12 máy thái củ quả PKP – 2,0
1 – thùng đựng củ quả; 2 – đĩa lắp dao; 3 – dao thái; 4 – máng thoát; 5 – trục
quay; 6 – tay quay; 7 – bánh đai.
Máy kiểu đĩa đứng quay tay và có động cơ.thùng chứa củ quả (1) dạng nón cục,
phần dưới lắp về một bên trục máy, cửa cấp liệu kề sát với vùng quay của dao, củ quả
chất vào thùng do trọng lượng bản thân sẽ ép sát vào đĩa dao, đĩa dao nằng ngang lắp 4
dao lưỡi thẳng ở 4 khe thoát lát thái, dao có 2 lưỡi: lưỡi thẳng liền thái củ quả thành
những lát rộng, lưỡi răng lược để thái thành những lát hẹp. Các dao lắp nghiêng 30o so
với mặt đĩa. Chiều dày lát thái được điều chỉnh bằng cách trên dao có các lỗ dài vặn
bulông xê dịch vị trí dao so với mặt đĩa.

12


Hình 2.13 Máy băm trộn TT – 0,3
1 – nắp máy; 2 – động cơ; 3 – dây đai; 4 – dao; 5 – bánh đai; 6 – gối đỡ; 7 –
thùng;
8 – mô lượng sống.
Có 12 dao, 4 lắp vào các tấm hàn vào trục máy thành 3 dãy (mỗi dãy 4 dao lệch
120o ), thùng chứa rau củ (7) hình trụ elip: một nữa dọc thùng là nơi cung cấp bộ phận

băm, nữa kia là nơi cung cấp rau củ. Dưới bộ dao dưới đáy thùng có mô lượng sống
(8) có tác dụng tấm kê và tạo chuyển động hỗn hợp. Cửa xả hỗn hợp rau củ và nước
(8).

Hình 2.14 Máy băm rau củ Vôngar – 5.
Kiểu trống thái lắp dao loại xoắn và bộ phận băm, gồm 9 cặp dao,
13


Trong đó 9 dao cố định và 9 dao di động. Bộ phận cung cấp gồm một băng
chuyền và một băng ép có thể thay đổi được chiều quay để đổi hướng cung cấp và
chiều cao họng thái thay đổi nhờ cơ cấu băng ép trên máy thái, thái được nhiều đoạn
thái khác nhau phù hợp với yêu cầu cho ăn hoặc ủ chua. Máy hiện đại đa năng thái
được nhiều loại thức ăn cho gia cầm và gia súc.
Qua đặc tính kỹ thuật của một số loại máy ở (Bảng 2.4).
Đề tài chọn máy băm dạng trống, cắt trượt có tấm kê, dao cong xoắn để nghiên cứu và
thiết kế cho đề tài, do yêu cầu thái lớp vật liệu dày và có bề rộng thái lớn.
2.6 Lý thuyết cắt thái
2.6.1 Cơ sở lý thuyết
Cắt thái là quá trình phá hủy liên kết các phần tử của vật liệu thái bằng các dụng
cụ là dao có dạng hình niêm, theo nguyên lý cắt thái bằng cạnh sắc của lưỡi dao.
Quá trình cắt thái được thực hiện bằng cách di chuyển cạnh góc nhị diện AB
(cạnh sắc) của dao vào vật thái, để tách rời vật thái thành từng đoạn nhỏ. Ta có 2 cách
di chuyển dao vào vật thái: Theo hướng p, vuông góc với cạnh AB (Hình 2.15.a) và
theo 2 hướng vuông góc nhau, vừa theo hướng p (hướng cắt pháp tuyến), vừa theo
hướng q vuông góc với p (hướng cắt tiếp tuyến), tức là theo hướng chéo r (Hình
2.15.b)

Hình 2.15 Tác dụng cắt thái của lưỡi dao

Trong quá trình cắt thái, lực cắt và độ dịch chuyển của dao là 2 yếu tố ảnh
hưởng không nhỏ đến quá trình cắt thái, Chúng ta sẽ nghiên cứu về 2 đại lượng này.
Theo viện sĩ Gơriatskin VP đã có thí nghiệm về cắt thái như sau.

14