Đồ án Nghiên cứu nâng cao hiệu quả trong khai thác hầm sấy lúa (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Nghiên cứu nâng cao hiệu quả trong khai thác hầm sấy lúa (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ TRONG KHAI THÁC HẦM SẤY LÚA GVHD: ThS. NGUYỄN HOÀI NAM SVTH: TRƯƠNG HOÀNG NGHĨA MSSV: 11143100 SVTH: NGUYỄN ĐỨC HƯỚNG MSSV: 11143348 S K L 0 0 3 9 1 5 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2015
2. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP, HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: “Nghiên cứu nâng cao hiệu quả trong khai thác hầm sấy lúa.” Giảng viên hƣớng dẫn: Th.s NGUYỄN HOÀI NAM Sinh viên thực hiện: TRƢƠNG HOÀNG NGHĨA MSSV 11143100 NGUYỄN ĐỨC HƢỚNG MSSV 11143348 Lớp: 111433 Khóa: 2011 - 2015 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2015
3. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Bộ môn công nghệ chế tạo máy NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng dẫn: Th.s NGUYỄN HOÀI NAM Sinh viên thực hiện: TRƢƠNG HOÀNG NGHĨA MSSV: 11143100 NGUYỄN ĐỨC HƢỚNG MSSV: 11143348 1. Tên đề tài: NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ TRONG KHAI THÁC HẦM SẤY LÚA 2. Các số liệu, tài liệu ban đầu: Năng suất : 30T/h Kích thƣớc hầm sấy: dài x rộng: 10 x 7 m Số hầm : 4 3. Nội dung chính của đồ án: Tìm hiểu các yếu tố sau thu hoạch đối với hạt lúa. Tìm hiểu các phƣơng pháp sấy lúa. Tính toán, thiết kế các phần tử cơ bản của thiết bị (băng tải, vít tải). 4. Các sản phẩm dự kiến 1. Thuyết minh 2. Bản vẽ: bản vẽ mặt bằng (A0), 3-5 bản vẽ A0, tập bản vẽ chi tiết A3 5. Ngày giao đồ án: 6. Ngày nộp đồ án: TRƢỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) -i-
4. LỜI CAM KẾT Tên đề tài: “Nghiên cứu nâng cao hiệu quả trong khai thác hầm sấy lúa.” GVHD: Th.s Nguyễn Hoài Nam Họ tên sinh viên: Trƣơng Hoàng Nghĩa MSSV 11143100 Nguyễn Đức Hƣớng MSSV 11143348 Lớp: 111433 Khóa: 2011-2015 - Số điện thoại liên lạc: 01659121845 - Email : duchuong.spkt@gmail.com - Ngày nộp: 22/07/2015 - Lời cam kết: “Chúng tôi xin cam đoan đồ án tốt nghiệp này là công trình do chính chúng tôi nghiên cứu và thực hiện. Chúng tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc.Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, chúng tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 07 năm 2015 Thay mặt nhóm sinh viên Ký tên Nguyễn Đức Hƣớng -ii-
5. LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực hiện luận văn “Nghiên cứu nâng cao hiệu quả trong khai thác hầm sấy lúa” chúng tôi đã nhận đƣợc nhiều sự giúp đỡ của quý thầy, cô, gia đình và bạn bè. Vậy nay tôi: Xin gửi lời cám ơn chân thành nhất đến thầy Nguyễn Hoài Nam đã hết lòng giúp đỡ và hƣớng dẫn tận tình cho chúng tôi những kiến thức thực tế quan trọng và dẫn hƣớng cho quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp của mình. Đồng thời đã cung cấp cho chúng tôi những tài liệu rất cần thiết liên quan đến đề tài. Thầy đã dành nhiều thời gian quí báu của mình để hƣớng dẫn chúng tôi. Chúng tôi cũng không quên cám ơn đến quí thầy cô trong Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP HCM đã tận tình dạy dỗ, truyền đạt cho chúng tôi những kiến thức nền tảng và cơ bản trong thời gian qua để chúng tôi có những kiến thức quan trọng, vững chắc cho những lập luận của mình trong đồ án tốt nghiệp này. Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn ! Thay mặt nhóm sinh viên Nguyễn Đức Hƣớng -iii-
6. TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nghiên cứu nâng cao hiệu quả trong khai thác hầm sấy lúa Nghiên cứu nâng cao hiệu quả trong hầm sấy lúa nhằm tăng năng suất sấy lúa cho các cơ sở, hộ dân trong mùa thu hoạch khi có rất nhiều tấn lúa không đƣợc sấy kịp thời làm hỏng chất lƣợng hạt lúa. Nguyên nhân là do trong các hầm sấy hiện nay năng suất chƣa cao, chƣa đƣợc cơ khí hóa, tự động hóa gây nên việc tốn nguồn nhân lực, giảm năng suất làm việc của hầm sấy. Hiện nay việc áp dụng các phƣơng pháp kỹ thuật vào trong hầm sấy lúa còn ít đƣợc áp dụng .Việc nghiên cứu và nâng cao hiệu quả trong hầm sấy lúa nhằm nghiên cứu các phƣơng pháp đƣa lúa vào hầm sấy, ra khỏi hầm sấy một cách nhanh chóng, tiện lợi, nhằm tăng năng suất, hiệu quả trong việc sấy lúa. Làm giảm nguồn nhân công lao động dẫn đến chi phí sấy lúa giảm xuống. Giúp ngƣời dân tiếp cận với việc sấy lúa bằng máy nhiều hơn, hiệu quả hơn. Quan trọng nhất là việc nghiên cứu nhằm đáp ứng kịp thời nhu cầu sấy lúa đang ngày càng tăng nhanh ở khu cực đồng bằng sông Cửu Long, thuận tiện hơn trong mùa mƣa bão. Đề tài tốt nghiệp của chúng tôi đã triển khai nghiên cứu đề xuất các thiết bị có thể tự động hóa trong khâu đƣa lúa vào ra, cào dàn lúa. Chúng tôi đã xác định đƣợc nguyên lý kết cấu của các cụm máy, tính toán thiết kế các cụm máy dựa trên số liệu cho trƣớc và qua khảo sát nhu cầu của địa phƣơng. Xác định đƣợc các thông số hoạt động, nguyên lý hoạt động. Các cụm máy có kết cấu khá đơn giản. Chúng tôi tin rằng có thể sản xuất và ứng dụng rộng rãi để đáp ứng nhu cầu sấy lúa cho ngƣời dân khu vực đồng bằng sông Cửu Long nói riêng và cả nƣớc nói chung. -iv-
7. MỤC LỤC Trang NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN i LỜI CAM KẾT ii LỜI CẢM ƠN iii TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iv MỤC LỤC v DANH MỤC BẢNG BIỂU xi DANH MỤC HÌNH ẢNH xii CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1 1.2 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1 1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 2 1.4 GỚI HẠN ĐỀ TÀI 2 1.4.1 Đối tƣợng nghiên cứu 2 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 2 1.5 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3 1.5.1 Cơ sở phƣơng pháp luận 3 1.5.2 Các phƣơng pháp nghiên cứu cụ thể 3 1.6 KẾT CẤU CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3 CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 4 1.1 GIỚI THIỆU 4 2.1.1 Cấu tạo và các thành phần hóa học của lúa. 4 2.1.2 Tình hình cơ giới hóa trong sản xuất lúa gạo. 5 2.1.3 Tổng quan về kỹ thuật sấy 9 2.2 CÁC PHƢƠNG PHÁP VÀ CÁC LOẠI MÁY SẤY 10 2.2.1 Các phƣơng pháp sấy 10 2.2.2 Các loại máy sấy 11 -v-
8. CHƢƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 15 3.1 TÌNH HÌNH TỰ ĐỘNG HÓA TRONG HẦM SẤY 15 3.2 CÁC PHƢƠNG PHÁP VẬN CHUYỂN LÚA 15 3.2.1 Vít tải 15 3.2.2 Băng tải 16 3.2.3 Gàu tải 16 3.2.4 Hệ thống vận chuyển bằng khí động 17 3.2.5 Lựa chọn phƣơng án 17 CHƢƠNG 4: PHƢƠNG HƢỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP 18 A. VÍT TẢI ĐƢA LÚA VÀO 18 4.1 YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI 18 4.2 PHƢƠNG HƢỚNG VÀ GIẢI PHÁP THỰC HIỆN 18 4.2.1 Phân loại vít tải 18 4.2.2 Cách bố trí vít tải 19 4.2.3 Các bộ phận cần thiết kế của vít tải 21 4.3 LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ 27 4.4 TRÌNH TỰ CÔNG VIỆC TIẾN HÀNH 27 B. BĂNG TẢI ĐƢA LÚA RA 28 4.5 YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI 28 4.6 PHƢƠNG HƢỚNG VÀ GIẢI PHÁP THỰC HIỆN 28 4.6.1 Phân loại băng tải 28 4.6.2 Cấu tạo băng tải cao su 30 4.6.3 Con lăn phẳng và con lăn tạo máng 31 4.6.4 Góc mái 32 4.7 LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ 32 4.8 TRÌNH TỰ CÔNG VIỆC TIẾN HÀNH 32 CHƢƠNG 5. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG 33 A. TÍNH TOÁN VÍT TẢI 33 5.1 PHƢƠNG ÁN DẪN ĐỘNG VÍT TẢI 33 5.1.1 Phƣơng án 1 33 5.1.2 Phƣơng án 2. 33 -vi-
9. 5.1.3 Phƣơng án 3. 34 5.1.4 Kết luận: 34 5.2 THIẾT LẬP CÁC YÊU CẦU TRUYỀN ĐẠT 34 5.2.1 Loại vật liệu đƣợc chuyển tải 34 5.2.2 Năng suất vận chuyển (tấn/h) 34 5.2.3 Cách vật liệu sẽ đƣợc chuyển tải 34 5.3 XÁC ĐỊNH NGUYÊN LIỆU TƢƠNG ỨNG VỚI MÃ VẬT LIỆU 35 5.4 XÁC ĐỊNH KÍCH THƢỚC VÀ TỐC ĐỘ VÍT TẢI 35 5.5 TÍNH CÔNG SUẤT CẦN THIẾT 36 5.5.1 Công suất cản của lực ma sát 36 5.5.2 Công suất vận chuyển vật liệu 36 5.5.3 Công suất cần thiết 37 5.6 XÁC ĐỊNH KÍCH THƢỚC CÁC THÀNH PHẦN 37 5.7 XÁC ĐỊNH MOMEN XOẮN TRÊN VÍT TẢI 38 5.8 XÁC ĐỊNH LỰC DỌC TRỤC TRÊN VÍT TẢI 38 5.9 KIỂM TRA ĐỘ VÕNG CỦA VÍT TẢI 39 5.10 TẢI TRỌNG NGANG TÁC DỤNG LÊN VÍT TẢI 41 5.11 SƠ ĐỒ TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TRỤC 41 5.11.1 Sơ đồ tải trọng phân bố trên trục vít do Mo gây ra 42 5.11.2 Sơ đồ tải trọng dọc phân bố trên trục vít do pd gây ra 42 5.11.3 Sơ đồ tải trọng ngang phân bố trên trục vít do pn gây ra 43 5.12 TÍNH CÁC PHẢN LỰC LÊN GỐI TRỤC 45 5.13 KIỂM TRA TRỤC VÍT THEO ĐỘ BỀN MỎI 47 5.13.1 Kiểm tra trục theo Mx và Mu 48 5.13.2 Kiểm tra trục có sự ảnh hƣởng của Nz 49 5.14 CHỌN ĐỘNG CƠ 49 5.14.1 Chọn kiểu loại động cơ 49 5.14.2 Chọn công suất động cơ 49 5.15 KIỂM NGHIỆM ĐỘNG CƠ 50 5.16 PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN 51 5.17 TỈ SỐ TRUYỀN HỘP GIẢM TỐC 51 -vii-
10. 5.18 TÍNH TOÁN THÔNG SỐ TRÊN CÁC TRỤC 52 5.19 TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN NGOÀI HỘP 54 5.19.1 Thiết kế bộ truyền đai thang 54 5.20 KHỚP NỐI TRỤC 57 5.20.1 Chọn khớp nối trục: 57 5.20.2 Kiểm nghiệm độ bền của vòng đàn hồi và chốt 58 5.21 TÍNH MỐI GHÉP THEN 59 5.22 TÍNH TOÁN CHỌN Ổ LĂN 60 5.23 TÍNH TOÁN BU LÔNG CHO KHỚP NỐI 61 B. TÍNH TOÁN CƠ CẤU TREO VÍT TẢI 63 5.24 PHÂN TÍCH CHUNG: 63 5.24.1 Phƣơng án 1: Kết cấu treo dạng dàn. 64 5.24.2 Phƣơng án 2: Kết cấu treo dạng hộp. 64 5.24.3 Kết luận: 65 5.25 LỰA CHỌN KẾT CẤU DÀN 65 5.25.1 Phƣơng án 1: Dạng dàn đa giác có biên song song. 65 5.25.3 Phƣơng án 3: Dạng dàn tam giác có phân nhỏ và biên trên đa giác 66 5.25.4 Kết luận. 66 5.26 TÍNH KẾT CẤU DÀN THÉP 66 5.26.1 Số liệu. 66 5.26.2 Chọn sơ đồ kết cấu nhịp. 66 5.26.3 Tính tải trọng tác dụng lên dàn 67 5.26.4 Tiết diện mặt cắt ngang dàn. 69 5.27 KIỂM TRA MẶT CẮT GIỮA DÀN 75 5.27.1 Điều kiện cƣờng độ. 75 5.27.2 Điều kiện độ cứng. 75 5.27.3 Điều kiện ổn định tổng thể. 76 C. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG 77 5.28 PHÂN TÍCH CHUNG 77 5.28.1 Yêu cầu khi tính toán và thiết kế cơ cấu nâng. 77 5.28.2 Sơ đồ động học cơ cấu nâng. 77 -viii-
11. 5.29 TÍNH TOÁN CƠ CẤU NÂNG 78 5.29.1 Chọn loại dây cáp: 78 5.29.2 Tính lực căng trên nhánh cáp: 78 5.29.3 Tính kích thƣớc dây cáp: 79 5.29.4 Kích thƣớc cơ bản của tang và ròng rọc: 79 5.30 CHỌN ĐỘNG CƠ ĐIỆN 81 5.30.1 Chọn động cơ 81 5.30.2 Tỷ số truyền chung: 82 5.31 LỰA CHỌN HỘP GIẢM TỐC 82 5.32 TÍNH THỜI GIAN MỞ MÁY CHO ĐỘNG CƠ 83 5.32 TÍNH CHỌN PHANH 85 5.32.1 Phân loại phanh. 85 5.32.2 Chọn loại phanh. 85 5.32.3 Tính phanh. 85 5.33 TÍNH CHỌN CÁC BỘ PHẬN KHÁC 86 5.33.1 Khớp nối trục 86 D. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU DI CHUYỂN 88 5.34 LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG 88 5.34.1 Phƣơng án 1: 88 5.34.2 Phƣơng án 2: 88 5.34.3 Phƣơng án 3: 89 5.34.4 Kết luận: 90 5.35 TÍNH TOÁN BÁNH XE 90 5.35.1 Số liệu ban đầu: 90 5.35.2 Bánh xe ray: 90 5.36 CHỌN ĐỘNG CƠ 91 5.36.1 Chọn động cơ 91 5.36.2 Tỉ số truyền chung: 92 5.37 CHỌN HỘP GIẢM TỐC 92 5.38 TÍNH BỘ TRUYỀN XÍCH 93 5.39 KIỂM NGHIỆM ĐỘ BỀN XÍCH 95 -ix-
12. E. TÍNH TOÁN BĂNG TẢI 97 5.40 CHIỀU RỘNG BĂNG TẢI 97 5.41 TẢI TRONG TRÊN MỘT MÉT CHIỀU DÀI 97 5.41.1 Tải trọng trên một đơn vị chiều dài do khối lƣợng hàng 97 5.41.2 Tải trọng trên một đơn vị chiều dài do khối lƣợng băng 98 5.41.3 Trọng lƣợng đơn vị của phần quay ở nhánh không tải và có tải 98 5.41.4 Tải trọng trên một đơn vị chiều dài do phần chuyển động của băng tải 99 5.42 LỰC CẢN CHUYỂN ĐỘNG VÀ LỰC KÉO CĂNG 99 5.42.1 Xác định lực cản và keo trên các nhánh 99 5.42.2 Xác định lực kéo 101 5.43 KIỂM NGHIỆM BĂNG TẢI 101 5.44 TÍNH TOÁN TANG DẪN ĐỘNG 102 5.45 TANG CĂN BĂNG VÀ TANG CUỐI BĂNG 102 5.46 TÍNH CHỌN ĐỘNG CƠ 103 5.47 KIỂM TRA ĐỘNG CƠ KHI KHỞI ĐỘNG 103 5.48 CHỌN HỘP GIẢM TỐC 104 5.49 TÍNH CHÍNH XÁC TỐC ĐỘ BĂNG TẢI 104 5.50 NĂNG SUẤT THỰC TẾ 104 5.51 CHỌN KHỚP NỐI 105 CHƢƠNG 6 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 106 6.1. Kết luận: 106 6.2. Kiến nghị: 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO 107 PHỤ LỤC I -x-
13. DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 4.1: Phân loại vít tải 18 Bảng 4.2: Cách bố trí vít tải 19 Bảng 4.3: Phân loại trục 21 Bảng 4.4: Phân loại khớp nối 22 Bảng 4.5: Các phƣơng pháp chế tạo cánh vít 23 Bảng 4.6: Phân loại băng tải 28 Bảng 5.1: So sánh giá thành động cơ 50 Bảng 5.2: Các thông số cơ bản của hộp giảm tốc 51 Bảng 5.3: Kết quả tính toán trục 53 Bảng 5.4: Kích thƣớc khớp nối trục đàn hồi 58 Bảng 5.5: Kích thƣớc cơ bản của vòng đàn hồi 58 Bảng 5.6: Thông số đông cơ DOLIN 83 Bảng 5.6: Thông số động cơ di chuyển 93 Bảng 5.7: Thông số khớp nối đàn hồi 105 Bảng 5.8: Thông số vòng đàn hồi 105 -xi-
14. DANH MỤC HÌNH ẢNH Trang Hình 2.1: Cấu tạo hạt lúa 4 Hình 2.2: Cơ giới hóa trƣớc và sau thu hoạch 5 Hình 2.3: Cơ giới hóa sau thu hoạch ở ĐBSCL 7 Hình 2.4: Sấy tự nhiên (phơi nắng) 10 Hình 2.5: Nguyên lý hoạt động máy sấy tĩnh vỉ ngang 11 Hình 4.1. Cấu trúc một hệ băng tải 30 Hình 4.2: Góc máng băng tải 31 Hình 4.4: Góc mái khi vận chuyển vật liệu 32 Hình 5.1: Sơ đồ động dẫn động vít tải PA1 33 Hình 5.2: Sơ đồ động dẫn động vít tải PA2 33 Hình 5.3: Sơ đồ động dẫn động vít tải PA3 34 Hình 5.4 : Biểu đồ momen xoắn 42 Hình 5.5 : Biểu đồ lực dọc trục 42 Hình 5.6: Sơ đồ tải trọng ngang 43 Hình 5.7 : Sơ đồ hệ dầm cơ bản 43 Hình 5.8: Sơ đồ tải trọng tách hai dầm 44 Hình 5.9: Sơ đồ tính lực 4 dầm đơn 45 Hình 5.10: Biểu đồ nội lực tác dụng lên trục 47 Hình 5.11: Bộ truyền đai 54 Hình 5.12: Thông số đai thang 54 Hình 5.13: Kích thƣớc cơ bản khớp nối đàn hồi 57 Hình 5.14: Sơ đồ tính toán buloong 62 Hình 5.15: Kết cấu treo dạng dàn 64 Hình 5.16: Kết cấu treo dạng hộp 64 Hình 5.17: Dàn đa giác có biên song song 65 Hình 5.18: Dàn tam giác có biên đa giác 65 Hình 5.19: Dạng dàn tam giác có phân nhỏ và biên trên đa giác 66 Hình 5.20: Sơ đồ hệ dàn 67 Hình 5.21: Thông số thép V 67 Hình 5.22: Biểu đồ nội lực trong dàn 69 Hình 5.23: Mặt cắt ngang tiết diện của dàn 69 Hình 5.24: Sơ đồ bố trí cơ cấu nâng 77 -xii-
15. Hình 5.25: Sơ đồ động học cơ cấu nâng 77 Hình 5.26: Sơ đồ nguyên lý phanh má điện 86 Hình 5.27: Sơ đồ dẫn động cơ cấu nâng PA1 88 Hình 5.28: Sơ đồ dẫn động cơ cấu nâng PA2 88 Hình 5.29: Sơ đồ dẫn động cơ cấu nâng PA3 89 Hình 5.30: Sơ đồ tính tải trọng bánh xe 90 Hình 5.31: Ray và bánh xe 92 -xiii-
16. CHƢƠNG 1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Từ ngàn đời nay, cây lúa đã gắn bó với con ngƣời, làng quê Việt Nam, đồng thời cũng trở thành tên gọi cho một nền văn minh - nền văn minh lúa nƣớc. Là cây trồng quan trọng nhất thuộc nhóm ngũ cốc, lúa cũng là cây lƣơng thực chính và đem lại giá trị kinh tế cho ngƣời dân Việt Nam nói riêng và ngƣời dân châu Á nói chung. Nhu cầu con ngƣời ngày càng cao, kéo theo đó là sự phát triển của khoa học kỹ thuật, đòi hỏi con ngƣời cần phải có những cải tiến để nâng cao chất lƣợng của lúa. Cơ giới hóa sau thu hoạch lúa là một trong những biện pháp trên. Thực trạng cho thấy, tình trạng thiếu lao động, năng suất, chất lƣợng thấp và tổn thất sau thu hoạch là rất lớn, ở nhiều nơi, tình trạng lúa mọc mầm vẫn còn xảy ra ở mỗi vụ mùa. Vì chi phí để lắp đặt 1 hệ thống sấy lúa là rất lớn và ngƣời dân vẫn còn thói quen phơi thóc thủ công. Cùng với đó là sự xuất hiện khái niệm “Cánh đồng mẫu lớn” tức là nông dân thực hành sản xuất theo một quy trình chung trong tất cả các khâu từ sản xuất, quy trình kỹ thuật, quản lý sản xuất, thu hoạch, bào quản và tiêu thụ sản phẩm Vì vậy, đến khi thu hoạch đồng bộ, thì lƣợng lúa tƣơi cần phải đƣợc sấy và bảo quản kịp thời để đảm bảo chất lƣợng sẽ là một con số rất lớn, đòi hỏi các cơ sở sấy phải hoạt động hết công suất. Vậy vấn đề đặt ra là phải xuất hiện thêm nhiều cơ sở sấy hoặc cải thiện năng suất của các lò sấy hiện tại để đáp ứng nhu cầu sấy lúa. Tuy nhiên, việc xây dựng thêm các cơ sở sấy đòi hỏi phải có sự đầu tƣ lớn, vì vậy việc cải thiện năng suất sấy là việc làm hợp lý nhằm đáp ứng phần nào nhu cầu sấy lúa sau thu hoạch hiện nay. Để giải quyết đƣợc vần đề này, đề tài “Nghiên cứu nâng cao hiệu quả trong khai thác hầm sấy lúa” đã đƣợc lựa chọn triển khai, thực hiện trong Đồ Án Tốt Nghiệp của chúng tôi. 1.2 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Trong quá trình phát triển của nền kinh tế thị trƣờng cùng với sự hòa nhập của nền kinh tế của khu vực và quốc tế nền công nghiệp nặng chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế xã hội. Tự động hóa quá trình sản xuất ngày càng đƣợc sử dụng rộng rãi vào các thành phần kinh tế. Bên cạnh đó cùng với những ứng dụng tin học đã tạo cho quá trình sản xuất phát triển hoàn thiện bằng những máy móc hiện đại có năng suất cao, chất lƣợng tốt và đạt độ chính xác cao. Vì thế các thiết bị máy móc ngày càng đƣợc phổ biến và đa dạng hơn theo yêu cầu một cách nhanh gọn, vận hành đơn giản, giảm bớt sức lao -1-
17. CHƢƠNG 1 động cho con ngƣời, giá cả hợp lý. Vì thế việc thiết kế máy để giảm nhân công lao động, tăng năng suất sấy có thể phục vụ cho các hộ gia đình ,cơ sở nhằm đáp ứng nhu cầu sấy cao trong mà thu hoạch của ngƣời dân ở vùng đồng bằng sông Cửu Long nói riêng và cả nƣớc nói chung. - Đề tài đƣợc thực hiện đầy đủ các bƣớc theo một trình tự của quy trình thiết kế chế tạo một sản phẩm mới. - Đồng thời đề tài cũng đáp ứng đƣợc một số nhu cầu của các hộ gia đình, cơ sở sản xuất, của thị trƣờng và các cơ sở sấy. - Hạn chế đƣợc số lƣợng lao động, tăng năng suất sấy và đảm bảo chất lƣợng hạt lúa. - Góp phần tạo điều kiện phát triển kinh tế nƣớc nhà. - Máy có những ƣu điểm nổi bật: + Năng suất cao. + Giảm bớt số lƣợng lao động. + Nhanh gọn, vận hành đơn giản. 1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI - Tìm hiểu các yếu tố sau thu hoạch đối với hạt lúa. - Tìm hiểu các phƣơng pháp sấy lúa. - Tính toán, thiết kế các phần tử cơ bản của thiết bị (băng tải, vít tải). 1.4 GỚI HẠN ĐỀ TÀI 1.4.1 Đối tƣợng nghiên cứu - Lúa ở vùng ĐBSCL - Các hệ thống vận chuyển vật liệu rời - Các loại hệ thống nâng hạ, di chuyển - Các công ty, nhà máy 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu - Vựa lúa ở vùng ĐBSCL - Năng suất vận chuyển lúa vào là 30 (tấn/h) - Tính toán, thiết kế cơ cấu giàn lúa tự động - Tính toán, thiết kế để cải tiến hệ thống đƣa lúa vào và ra. -2-
18. CHƢƠNG 1 1.5 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.5.1 Cơ sở phƣơng pháp luận - Dựa vào nhu cầu sấy lúa ở vùng ĐBSCL - Dựa vào nhu cầu sử dụng hệ thống sấy lúa ở vùng ĐBSCL - Dựa vào điều kiện kinh tế của ngƣời dân vùng ĐBSCL 1.5.2 Các phƣơng pháp nghiên cứu cụ thể - Tiến hành thu thập tài liệu về tình hình lúa gạo nhƣ: sách, báo, video - Tiến hành thu thập dữ liệu trực tiếp từ ngƣời nông dân. - Nghiên cứu các tài liệu và xử lý các số liệu có đƣợc trƣớc đó. - Tính toán thiết kế máy. - Đánh giá kết quả. - Rút kinh nghiệm. 1.6 KẾT CẤU CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương 1: Giới thiệu. Chương 2:Tổngquan Chương 3:Cơ sở lý thuyết. Chương 4:Phương hướng và giải pháp. Chương 5: Tính toán, thiết kế hệ thống đưa lúa vào và ra Tính toán, thiết kế cơ cấu giàn lúa tự động Chương 6:Kết luận và kiến nghị. -3-
19. CHƢƠNG 2 CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI 2.1 GIỚI THIỆU 2.1.1 Cấu tạo và các thành phần hóa học của lúa. 2.1.1.1 Cấu tạo hạt lúa - Lúa đƣợc cấu tạo từ những thành phần sau: - Mày lúa: quá trình sấy và bảo quản, mày lúa rụng ra làm tăng lƣợng tạp chất và bụi trong khối hạt. - Vỏ trấu: bảo vệ hạt gạo, chống các ảnh hƣởng của môi trƣờng và sự phá hoại của sinh vật, nấm mốc. - Vỏ hạt: bao bọc nội nhũ, thành phần cấu tạo chủ yếu là lipit và protein. - Vội nhũ: là thành phần chính của hạt lúa, chứa 90% là gluxit. - Phôi: nằm ở góc dƣới nội nhũ, có nhiệm vụ biến các chất dinh dƣỡng trong nội nhũ để nuôi mầm khi hạt lúa nảy mầm. Hình 2.1: Cấu tạo hạt lúa 2.1.1.2 Thành phần hóa học của lúa - Thành phần hóa học của hạt thóc gồm chủ yếu là tinh bột, protein, xenlulose. Ngoài ra trong hạt lúa còn chứa một số chất khác với hàm lƣợng ít hơn so với 3 thành phần kể trên nhƣ: đƣờng, tro, chất béo, sinh tố. Thành phần hóa học của hạt lúa phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ giống, đất đai trồng trọt, khí hậu và chế độ chăm sóc. - Để lúa không bị hỏng, trong vòng 48 giờ sau khi thu hoạch phải làm khô lúa để độ ẩm chỉ còn 20% (thƣờng khi thu hoạch về lúa có độ ẩm khoảng 25-27%). Khi lúa có độ ẩm từ 13 – 14% có thể bảo quản đƣợc từ 2 – 3 tháng, độ ẩm từ 12 – 12,5%, bảo quản đƣợc hơn 3 tháng.Độ ẩm thích hợp cho quá trình xay xát từ 13-14%. ( -4-
20. CHƢƠNG 2 - Ở Việt Nam, lúa gạo là nguồn lƣơng thực chính không thể thiếu trong đời sống con ngƣời. lúa còn là nguyên liệu để sản xuất tinh bột, sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp thực phẩm. Lúa cũng đƣợc dùng làm thức ăn chăn nuôi gia súc, gia cầm. - Hiện nay, Việt Nam đang đứng thứ hai thế giới về lƣơng gạo xuất khẩu trên thế giới, và tiếp tục đẩy mạnh việc xuất khẩu gạo sang các nƣớc trên thế giới. Đây là một trong những nguồn thu ngoại tệ chính của đất nƣớc. 2.1.2 Tình hình cơ giới hóa trong sản xuất lúa gạo. 2.1.2.1 Tình hìnhở một số nƣớc trên thế giới Tại một số nơi có nền sản xuất lúa nƣớc phát triển nhƣ Hàn Quốc, Nhật Bản, và Đài Loan, quá trình sản xuất lúa đƣợc cơ giới hóa hoàn toàn, mang tính đồng bộ cao. Để có thể ứng dụng khâu thu hoạch bằng máy tuốt trên cây lúa, khâu cấy phải đảm bảo khoảng cách hàng tiêu chuẩn, ruộng đất phải quy hoạch tốt, hệ thống thủy lợi đầu tƣ đầy đủ, kế hoạch sản xuất phải đƣợc thiết lập đảm bảo cho việc ứng dụng máy móc một cách đồng bộ và triệt để. Hình 2.2: Cơ giới hóa trước và sau thu hoạch Hiện nay, ở Trung Quốc, Hàn Quốc, Đài Loan và Nhật Bản đang sử dụng phƣơng pháp cấy bằng máy cấy 4, 6 và 8 hàng, mạ thảm đƣợc sản xuất theo kiểu công nghiệp. Khâu chăm sóc cũng sử dụng các thiết bị hiện đại nhƣ máy bón phân, máy phun thuốc liên hợp với máy kéo, các trạm cung cấp nƣớc tƣới. Bên cạnh đó, một số nơi còn sử dụng máy bay để thực hiện bón phân, phun thuốc. Khâu thu hoạch lúa cũng đƣợc cơ giới hóa ở mức độ cao, đa số các nƣớc sử dụng máy thu hoạch liên hợp với chiều rộng làm việc lớn, chỉ có một số rất ít các nƣớc thuộc khu vực Đông Nam Á và Nam Á còn thu hoạch bằng phƣơng pháp thủ công. - Nhật Bản:Cơ giới hóa chủ yếu theo mô hình trang trại. Tỷ lệ diện tích sử dụng máy cấy tại Nhật Bản năm 1960 là 3%, năm 1980 đã tăng 91%. Tỷ lệ diện tích thu hoạch bằng máy năm 1970 là 27%, năm 1980 tăng 95%.Hiện nay, tất cả diện tích lúa tại Nhật Bản đều đƣợc cấy và thu hoạch bằng máy. -5-
21. CHƢƠNG 2 - Đài Loan: Cơ giới hóa chủ yếu mang tính dịch vụ. Nhƣng dù dƣới hình thức nào thì việc lập kế hoạch trong sản xuất mang tính khoa học rất cao. - Trung Quốc: Trung Quốc luôn coi nông nghiệp là nền tảng của nền kinh tế quốc dân và cơ giới hóa đóng một vai trò quan trọng đối với sự phát triển nông nghiệp. Tính đến cuối năm 2008, tổng động lực máy nông nghiệp ở Trung Quốc đạt 822 triệu KW, tăng 6,5% so với năm 2007. Trong đó có hơn 3 triệu máy kéo cỡ lớn và cỡ trung, 17 triệu máy kéo cỡ nhỏ, 13 triệu xe vận tải dùng trong nông nghiệp, 734.000 máy gặt đập liên hợp và một lƣợng lớn máy cày, bừa, gieo và bảo vệ lúa. Cơ giới hóa trong sản xuất nông nghiệp là 45,85% (trong đó cơ giới hóa trong sản xuất lúa đạt 51,2%). Năm 2008, Chính phủ Trung Quốc đã đầu tƣ 13 tỷ NDT để hỗ trợ nông dân mua máy. Xuất phát từ nhu cầu của thị trƣờng về máy nông nghiệp cỡ trung và và cỡ lớn tăng nhanh nên các nhà máy chế tạo máy nông nghiệp nổi tiếng trên thế giới đã đặt văn phòng đại diện tại Trung Quốc nhƣ Công ty Tongyang của Hàn Quốc, hãng Kubota và Yanmar của Nhật Bản - Hàn Quốc: Sau hơn 30 năm (1970 - 2012) thực hiện chƣơng trình cơ giới hóa nông nghiệp tại Hàn Quốc, dù diện tích đất sản xuất giảm đi 18%, lao động nông nghiệp giảm 80%, nhƣng sản lƣợng nông nghiệp lại tăng thêm 2%. Nông nghiệp Hàn Quốc thay thế sức kéo gia súc bằng máy móc hiện đại trong khâu làm đất; máy cấy thay dần thợ cấy thủ công, máy bay phun thuốc đã thay thế hẳn hình ảnh nông dân đeo bình xịt thuốc bảo vệ thực vật trên đồng ruộng và 100% nông sản của Hàn Quốc đƣợc làm khô bằng máy sấy. - Việt Nam: Cơ giới hóa trong sản xuất lúa tại Việt Nam bắt đầu từ cuối những năm 1950, nhƣng do chế độ bao cấp nên tốc độ phát triển chậm và không ổn định. Hiện nay, khoảng 2/3 nông dân vẫn quen phơi thóc thủ công, đặc biệt là các vùng sản xuất lúa miền Bắc, miền Trung; chỉ có 1/3 nông hộ, chủ yếu vựa lúa ĐBSCL, tiếp cận với hình thức sấy lúa. Trong năm 2010, mức độ cơ giới hoá làm đất trồng lúa đạt 75%, tƣới lúa chủ động 85%, sấy lúa vụ hè thu 39% và khâu gieo sạ đạt khoảng 20%. Mục tiêu đến năm 2020, cơ giới hóa sản xuất lúa trong khâu làm đất đạt 100%, diện tích trồng lúa ở 2 vùng đồng -6-