TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÁY GIEO HẠT TỰ ĐỘNG
NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
Nhiệm vụ: Tối ưu hóa quá trình hút hạt, tính toán, thiết kế cải tiến kết cấu máy gieo
hạt tự động tăng năng suất từ 350 khay lên 500 khay một giờ.
Nội dung: Nghiên cứu tổng quan máy gieo hạt tự động, cơ sở lý thuyết và các mô hình tính toán, thiết kế và thực nghiệm.
TÓM TẮT
Nhu cầu sở hữu máy gieo hạt tự động trong khay với năng suất cao, khoảng cách hạt gieo đồng đều và giá thành thấp đang tăng dần trong nhiều khu vực trồng rau hoa trong cả nước và thế giới. Luận văn trình bày quá trình tối ưu hóa các thông số rung và lực hút chân không để tìm ra thời gian ngắn nhất mà mỗi kim có thể hút được một hạt một cách đồng loạt, không bị sót hạt. Đồng thời tiến hành cải tiến kết cấu của máy gieo hạt ASM03 để tăng năng suất gieo hạt từ 350 khay mỗi giờ lên
500 khay một giờ.
ABSTRACT
The requirement for owning an automatic tray seeders machine with high productivity, same distance of tree and low price is increasing more and more in many areas which plans vegetables in the our country and foreigner countries. My thesis presented the optimization process of parameters of the vacuum and vibration to find the shortest suction time that each needle can catch a seed simultaneously, no remnant seeds. Moreover, I have improving design for the structural of automatic tray seeder machine ASM03 to increase the seed plan productivity 350 to
500 trays per hour.
MỤC LỤC
NỘI DUNG Trang
_Nhận xét
_Nhiệm vụ luận văn thạc sĩ
_Lời cảm ơn
_ Tóm tắt
_Lời cam doan
Chƣơng 1 TỔNG QUAN ......................................................................................... 1
1.1 Giới thiệu về phương pháp gieo hạt trong khay................................................... 1
1.2 Tổng quan về máy gieo hạt tự độnzg ứng dụng cho phương pháp gieo hạt trong khay ............................................................................................................................ 3
1.2.1Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy gieo hạt tự động trong khay3
1.2.1.1 Cấu tạo .......................................................................................................... 3
1.2.1.2 Nguyên lý hoạt động của máy gieo hạt tự động trong khay4
1.1.2 Tình hình nghiên cứu ........................................................................................ 6
1.2.2.1 Trong nước ..................................................................................................... 6
1.2.2.2. Ngoài nước .................................................................................................... 7
1.3 Lý do chọn đề tài .................................................................................................. 8
1.4 Ý nghĩa và đóng góp của đề tài ............................................................................ 9
14.1 Ý nghĩa khoa học ............................................................................................... 9
1.4.2 Ý nghĩa thực tiến .............................................................................................. 9
1.5 Mục tiêu của luận văn ......................................................................................... 9
1.6 Nội dung thực hiện ............................................................................................. 10
1.7 Phương pháp nghiên cứu.................................................................................... 10
Chƣơng 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT ........................................................................... 11
2.1 Động lực học của dòng khí ................................................................................ 11
2.1.1 Phương trình chuyển động của khí thực ......................................................... 11
2.2 Ảnh hưởng của thông số rung đến năng suất máy gieo hạt tự động ................. 14
2.3 Quá trình hút hạt................................................................................................. 18
Chƣơng 3 THIẾT KẾ MÁY GIEO HẠT TỰ ĐỘNG TRONG KHAY……….22
3.1 Lựa chọn cơ cấu gieo hạt ................................................................................... 22
3.1.1 Phương án 1 .................................................................................................... 22
3.1.2 Phương án 2 .................................................................................................... 25
3.1.3 Phương án 3 .................................................................................................... 27
3.14 Phương án 4..................................................................................................... 28
3.2 Lựa chọn cơ cấu nhấn tạo lỗ ............................................................................. 29
3.2.1 Phương án 1 .................................................................................................... 29
3.2.2Phương án 2 ..................................................................................................... 30
3.3 Lựa chọn phương án thiết kế.............................................................................. 31
3.4 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy .................................................................. 31
3.5 Thời gian mỗi bước hoạt động của máy trong từng chu kỳ .............................. 32
3.6 Tính toán áp suất hút hạt ................................................................................... 33
3.7 Tính toán thời gian quay của đầu hút ................................................................. 37
3.8 Tính toán áp suất thổi hạt ................................................................................... 40
Chƣơng 4 PHÂN TÍCH KẾT QUẢ ...................................................................... 44
4.1 Những điểm mới trong thiết kế .......................................................................... 44
4.1.2 Cải tiến hệ thống truyền động ......................................................................... 46
4.1.3 Cải tiến hệ thống nhả hạt................................................................................. 47
4.1.3 Cải tiến hệ thống dẫn khay.............................................................................. 48
4.2 Mô hình thực nghiệm các thông số của máy ..................................................... 48
4.2.1 Thực nghiệm đơn yếu tố ..........................................................................
4.2.1 Thực nghiệm đơn yếu tố ................................................................................... 9
4.2.2.2 Kiểm tra ý nghĩa các hệ số của phương trình hồi quy ................................. 52
4.2.2.2. Kiểm tra sự tương thích của phương trình hồi quy .................................... 54
Chƣơng 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ………………………………………..63
5.1 Kết luận .............................................................................................................. 63
5.2 Kiến nghị ............................................................................................................ 63
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................ 64
PHỤ LỤC
MỤC LỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Gieo hạt trong khay ...................................................................................... 1
Hình 1.2 Khay gieo hạt bằng xốp (phải) và khay nhựa (phải) .................................... 2
Hình 1.3 Các loại hạt có hình dạng đặc trưng thường dùng để gieo trong khay ....... 2
Hình 1.4 Ứng dụng rộng rãi của phương pháp gieo hạt trong khay ........................... 3
Hình 1.5 Các cụm chính phụ của máy gieo hạt tự động ............................................. 4
Hình 1.6 Robot gieo hạt theo nguyên lý tay gắp hạt ................................................... 5
Hình 1.7 Máy gieo hạt tự động bằng nguyên lý ống hút chân không ......................... 6
Hình 1.8 Máy gieo hạt tự động ASM-03 .................................................................... 6
Hình 1.9 Mô hình máy gieo tự động cho hạt rau ........................................................ 7
Hình 1.10 Máy gieo hạt tự động dạng thùng quay của Kirk Alan Lang..................... 8
Hình 2.1 Mô hình ứng suất của một phần tử lưu chất............................................... 11
Hình 2.2 Mô hình ứng suất của phần tử lưu chất khi có ngoại lực tác dụng ............ 13
Hình 2.4 Mô hình cơ cấu rung cấp hạt ...................................................................... 14
Hình 2.5 Bánh lệch tâm hình tấm tròn (trái) và hình hộp (phải) .............................. 15
Hình 2.6 Mô hình tấm một đầu ngàm 3 đầu tự do chịu tải trọng tập trung, a) tấm b)
lệch tâm ..................................................................................................................... 16
Hình 2.7 Phân tích động lực học quy trình hút hạt ................................................... 18
Hình 2.8 Các trạng thái hút hạt dẹp, dài.................................................................... 20
Hình 2.9 Mô hình động lực học quá trình hút hạt khi tăng đường kính lỗ kim hút .. 21
Hình 3.2 Bộ phận dẫn hướng hạt .............................................................................. 22
Hình 3.3 Máy gieo hạt ống hút – thùng quay (hình chiếu cạnh) .............................. 24
Hình 3.4 Cơ cấu gieo hạt ống hút – thùng quay........................................................ 25
Nguyên lý hoạt động: từ hình ta thấy trên bề mặt ngoài của thùng có bố trí các lỗ, các lỗ này có kết nối với nguồn khí nén điều chỉnh được áp suất bên trong. Hạt cần gieo 12 từ phễu 50 được cấp đến vị trí 51. Tại đây lỗ 36A (được điều chỉnh vị trí khi thùng 34 quay) sẽ hút hạt vào, lỗ sẽ được thiết kết sao cho chỉ hút được 1 hạt mỗi lần thực hiện. Khi lỗ 36A quay đến vị trí như hình thì máy sẽ tăng áp suất lên và thổi hạt vào khay.
Ngoài ra còn có một số dây chuyền gieo hạt tự động của hãng Urbinaty, Italia, Mosa- Pháp…
Kết luận: tình hình nghiên cứu máy gieo hạt trong nước đang ở mức thiết kế và chế tạo thực nghiệm chưa có nhiều nghiên cứu tính toán tối ưu kết cấu thông số máy nên năng suất chưa cao. Các máy được nghiên cứu ở nước ngoài thì khá cồng kềnh, giá cả cao, không phù hợp với tiêu chuẩn khay và kích thước hạt ở nước ta.
1.3 Lý do chọn đề tài
Ngày nay nhu cầu tiêu thụ lương thực, rau quả ngày càng tăng nhanh nên ngành nông nghiệp đang dần hình thành các vùng chuyên canh rau quả lương thực và áp dụng tự động hóa mạnh mẽ vào sản xuất. Do vậy ngoài việc góp phần đáp ứng nhu cầu sản xuất nhanh chóng và sản lượng lớn thì những lý do để tôi chọn đề tài nghiên cứu máy gieo hạt tự động trong khay như sau:
Giảm sự vất vả cho người nông dân.
Giảm nhân lực ngành nông nghiệp.
Đáp ứng nhu cầu trong nước: hạ giá thành của mỗi máy, nâng cao năng
suất chất lượng gieo hạt để nông dân giảm chi phí sản xuất cạnh tranh nông sản ngoại nhập, thiết kế máy đơn giản dễ sử dụng.
Đáp ứng nhu cầu ngoài nước: hiện nay nhiều nước đã tiến hành mua các
sản phẩm máy nông nghiệp của nước ta (cụ thể là cơ khí Thanh Trị - Lâm Đồng đã xuất khẩu nhiều máy sang Malaysia) vì có chức năng phù hợp và giá rẻ so với các nước khác.
Thực hiện chủ trương nông nghiệp công nghệ cao của nhả nước.
Nghiên cứu tối ưu máy để giảm sử dụng vật liệu, tiết kiệm năng lượng bảo
vệ môi trường.
1.4 Ý nghĩa và đóng góp của đề tài
1.4.1 Ý nghĩa khoa học
Đưa ra mô hình của bài toán rung khay cấp hạt có ảnh hưởng đến quá trình hút hạt.
Hình dạng, góc nghiêng và tần số rung của khay cấp hạt có ảnh hưởng đến thời gian hút hạt và từ đó ảnh hưởng đến năng suất gieo hạt của máy.
1.4.2 Ý nghĩa thực tiến
Thiết kế cải tiến máy gieo hạt tự động trong khay từ máy gieo hạt ASM03 của cơ khí Thanh Trị - Lâm Đồng (cải tiến cụm gieo hạt và cụm truyền động)
Nâng cao năng suất của máy gieo hạt tự động từ 350 khay/h lên 500 khay/h.
Đưa ra thông số tần số rung hút hạt tốt nhất cho quá trình gieo hạt cải.
1.5 Mục tiêu của luận văn
Thiết kế máy gieo hạt tự động theo phương pháp gieo hạt bằng khay năng suất 500 khay/ giờ và nghiên cứu tối ưu thông số rung và lực hút của máy để nâng cao năng suất gieo, cải tiến làm gọn nhẹ kết cấu máy.
....
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÁY GIEO HẠT TỰ ĐỘNG: GIA TĂNG HIỆU QUẢ SẢN XUẤT VÀ TIẾT KIỆM THỜI GIAN
Bạn là một nhà nghiên cứu, kỹ sư hoặc doanh nhân trong lĩnh vực nông nghiệp? Bạn đang tìm kiếm một giải pháp hiệu quả để nâng cao năng suất và tiết kiệm thời gian trong quá trình gieo hạt? Hãy tìm hiểu về nghiên cứu dự án thiết kế máy gieo hạt tự động, một ứng dụng tiên tiến hoạt động như là một giải pháp thông minh và tiết kiệm lao động.
-
Tăng tốc độ gieo hạt:
Máy định giá tự động giúp tăng tốc độ gieo hạt một cách nhanh chóng và hiệu quả hơn so với cách thủ công truyền thống. Với việc áp dụng công nghệ hiện đại và các thuật toán điều khiển, máy có thể xác định đúng lượng hạt cần gieo và tỷ lệ gieo phù hợp. Điều này giúp cải thiện năng suất và tiết kiệm thời gian lao động, giúp bạn đạt được hiệu quả cao hơn trong quá trình sản xuất. -
Đảm bảo đồng nhất và chính xác:
Máy gieo hạt tự động được thiết kế để đảm bảo đồng nhất và chính xác trong việc gieo hạt. Các cơ cấu cơ khí và điều khiển đảm bảo việc gieo hạt đều nhau và không bỏ sót bất kỳ diện tích nào trong vườn, ruộng hoặc trang trại của bạn. Điều này giúp giảm thiểu sự lãng phí và lợi ích rõ rệt cho các nông dân và người làm vườn. -
Tùy chỉnh theo yêu cầu:
Máy gieo hạt tự động có thể được tùy chỉnh để phù hợp với các loại hạt khác nhau và nhu cầu sản xuất của bạn. Từ hạt nhỏ đến hạt lớn, từ cây trồng nông nghiệp đến cây cảnh, máy có khả năng điều chỉnh để đáp ứng yêu cầu của từng ngành và loại cây trồng. -
Giảm mỏi lưng và giảm sự phụ thuộc vào lao động:
Máy gieo hạt tự động giúp giảm sự căng thẳng về thể chất cho nhân công và giảm bớt sự phụ thuộc vào lao động. Thay vì đòi hỏi người làm việc phải gieo hạt bằng tay trong một thời gian dài, máy tự động hoàn thành công việc một cách hiệu quả và chính xác, giảm nguy cơ lỗi nhân tạo và tối ưu hóa quy trình làm việc. -
Tận dụng công nghệ và dữ liệu:
Máy gieo hạt tự động sử dụng công nghệ thông minh và tích hợp các thiết bị cảm biến. Điều này cho phép nó thu thập dữ liệu về khí hậu, địa hình, mức độ ẩm và thậm chí phân loại hạt nếu cần thiết. Dữ liệu này có thể được phân tích và đưa ra các quyết định thông minh nhằm cải thiện sản xuất cây trồng và năng suất.
Nghiên cứu về thiết kế máy gieo hạt tự động hứa hẹn mang lại những lợi ích rõ rệt cho ngành nông nghiệp và quy trình sản xuất cây trồng. Thúc đẩy sự tiến bộ công nghệ để tạo ra các giải pháp như vậy là một bước quan trọng trong việc cải thiện hiệu suất, tiết kiệm nhân lực và tăng cường năng quốc gia trong ngành nông nghiệp.
Hãy nghiên cứu và công bố các kết quả của bạn để tạo ra sự thay đổi tích cực trong ngành và đảm bảo sự phát triển bền vững của nông nghiệp trên toàn thế giới.
