Tài liệu Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy thái cỏ làm thức ăn cho chăn nuôi hộ gia đình

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM PHAN VĂN TÂN NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY THÁI CỎ LÀM THỨC ĂN CHO CHĂN NUÔI HỘ GIA ĐÌNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ VÀ CƠ KỸ THUẬT Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ HUẾ - 2018 ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM PHAN VĂN TÂN NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY THÁI CỎ LÀM THỨC ĂN CHO CHĂN NUÔI HỘ GIA ĐÌNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ VÀ CƠ KỸ THUẬT Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ Mã số: 8.52.01.03 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. ĐỖ MINH CƯỜNG HUẾ - 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả được tôi trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Huế, ngày tháng năm 2018 Tác giả luận văn Phan Văn Tân ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này tôi xin bày tỏ chân thành lòng biết ơn sâu sắc đến Ban giám hiệu, quý Thầy cô, gia đình và bạn bè, đồng nghiệp. Lời đầu tiên tôi xin cảm ơn sâu sắc tới Thầy hướng dẫn khoa học TS.Đỗ Minh Cường, người đã trực tiếp định hướng khoa học trong quá trình nghiên cứu, tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài này. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo, Khoa Cơ khí – Công nghệ, và qúy thầy cô giảng viên Trường Đại học Nông Lâm Huế, đã tạo điều kiện, truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong thời gian học tập và nghiên cứu. Qua đây tôi xin cảm ơn tới BGH trường Cao Đẳng Cơ Điện Xây Dựng & Nông Lâm Trung Bộ, lãnh đạo khoa Cơ khí chế tạo đã tạo điều kiện giúp đỡ. Cuối cùng, tôi xin cảm ơn người thân, bạn bè những người luôn động viên tôi trong quá trình học tập và trong thời gian làm luận văn. Mặc dù đã hết sức cố gắng với tất cả sự nỗ lực của bản thân nhưng chắc chắn luận văn vẫn còn những thiếu sót. Kính mong nhận được những ý kiến đóng góp, phê bình của quý Thầy cô, các nhà khoa học, đọc giả và các bạn đồng nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn! Huế, ngày 20 tháng 6 năm 2018 Học viên Phan Văn Tân iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................ii MỤC LỤC ................................................................................................................. iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .............................................................................. v DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................................ vi DANH MỤC HÌNH ẢNH ......................................................................................... vii MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ............................................................................ 1 2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI ....................................................................................... 1 3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ............................................................... 2 3.1. Ý nghĩa khoa học .................................................................................................. 2 3.2. Ý nghĩa thực tiễn .................................................................................................. 2 4. NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI ........................................................................ 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU............................................................... 3 1.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU............................................... 3 1.1.1. Tổng quan về thức ăn chăn nuôi trong nước ...................................................... 3 1.1.2.Tình hình trồng cỏ phục vụ chăn nuôi trâu bò hộ gia đình ................................... 4 1.1.3.Cơ sở lý thuyết của quá trình cắt thái .................................................................. 5 1.2. CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................ 12 1.2.1. Tầm quan trọng của máy thái cỏ....................................................................... 12 1.2.2. Một số máy thái rau củ hiện nay....................................................................... 12 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................................................................................... 22 2.1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ..................................................... 22 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu....................................................................................... 22 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ......................................................................................... 22 2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ............................................................................... 22 iv 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................................................... 22 2.3.1. Phương pháp nghiên cứu tài liệu về máy thái ................................................... 22 2.3.2. Phương pháp tính toán thiết kế ......................................................................... 22 2.3.3. Phương pháp gia công chế tạo .......................................................................... 22 2.3.4. Phương pháp khảo nghiệm ............................................................................... 23 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN..................................... 24 3.1. PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ ................................................................................. 24 3.1.1. Những yêu cầu cơ bản ...................................................................................... 24 3.1.2. Chọn phương án thiết kế .................................................................................. 24 3.2.TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC THIẾT BỊ ........................................................ 28 3.2.1. Cơ sở tính toán ................................................................................................. 28 3.2.2. Tính toán động lực học thiết bị ......................................................................... 31 3.3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY ......................................................... 37 3.3.1. Chọn động cơ dẫn động.................................................................................... 37 3.3.2. Thiết kế bộ truyền đai ...................................................................................... 38 3.3.3. Thiết kế bộ bánh răng trụ ................................................................................. 43 3.3.4. Tính chọn cặp bánh răng côn............................................................................ 48 3.3.5. Thiết kế trục dao .............................................................................................. 48 3.3.6. Tính và chọn then............................................................................................. 54 3.3.7. Chế tạo khung máy và một số bộ phận khác ..................................................... 55 3.4. KHẢO NGHIỆM MÁY ...................................................................................... 58 3.4.1. Mục đích, yêu cầu và tiêu chí thực nghiệm....................................................... 59 3.4.2. Nội dung và kết quả khảo nghiệm. ................................................................... 60 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................................................ 66 KẾT LUẬN ............................................................................................................... 66 ĐỀ NGHỊ. ................................................................................................................. 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 67 v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt CT TNHH Ý nghĩa từ viết tắt Tên Tiếng anh và đơn vị Thép cacbon chất lượng thường Công ty Trách nhiệm hữu hạn f Hệ số ma sát q Áp suất cắt thái riêng, N/cm α Góc cắt thái độ (˚) τ Góc trượt độ (˚) φ Góc ma sát độ (˚) mct Mô men trục cuốn Nm Mđc Mô men động cơ Nm A Công cắt thái J/cm2 R Bán kính mm h Chiều cao tâm dao mm n Số vòng quay trục dao v/ph a Chiều dài họng thái mm b Chiều cao họng thái mm γ Khối lượng riêng kg/m3 Qn Năng suất của máy kg/h Nđc Công suất động cơ kW λ Hiệu suất truyền động V Vận tốc m/s, v/ph L Chiều dài mm T Mô men xoắn Nm l Chiều dài dao mm i Tỉ số truyền A Khoảng cách trục Z Số răng z Số đai W Độ ẩm % σ Ứng suất N/mm2 mm vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Khẩu phần thức ăn xanh của một số vật nuôi ............................................... 4 Bảng 1.2. Các thông số hình học của máy .................................................................. 19 Bảng 1.3. Các thông số hình học của máy TC-500 ..................................................... 21 Bảng 2.1. Thông số và các yếu tố thí nghiệm. ............................................................ 23 Bảng 3.1. Khẩu phần ăn của gia súc. .......................................................................... 28 Bảng 3.2. Chiều dài của đoạn cắt đối với từng loại gia súc......................................... 29 Bảng 3.3. Các thông số của bộ truyền đai thang. ........................................................ 43 Bảng 3.4. Các thông số hình học chủ yếu của bộ truyền ............................................. 47 Bảng 3.5. Thông số ổ lăn ........................................................................................... 48 Bảng 3.6. Chọn chiều dài trục .................................................................................... 49 Bảng 3.7. Thông số then ........................................................................................... 51 Bảng 3.8. Thông số và các yếu tố thí nghiệm. ............................................................ 60 Bảng 3.9. Số liệu trung bình tại vận tốc dao 650 vòng/phút ....................................... 64 Bảng 3.10. Số liệu trung bình tại vận tốc dao 900 vòng/phút...................................... 64 Bảng 3.11. Số liệu trung bình tại vận tốc dao 1045 vòng/phút.................................... 64 Bảng 3.12. Số liệu trung bình tại vận tốc dao 1200 vòng/phút.................................... 64 vii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1. Cỏ voi tên khoa học là Penisetum purpuseum............................................... 5 Hình 1.2. Tác dụng cắt thái của lưỡi dao ...................................................................... 6 Hình 1.3. Đồ thị phụ thuộc lực cắt thái R vào độ dịch chuyển S ................................... 6 Hình 1.4. Tác dụng cắt trượt giảm chiều rộng lát thái................................................... 7 Hình 1.5. Sơ đồ quá trình cắt thái bằng lưỡi dao với lưỡi dao có góc mài  ................ 8 Hình 1.6. Cạnh sắc lưỡi dao ......................................................................................... 8 Hình 1.7. Góc cắt thái .................................................................................................. 8 Hình 1.8. Đồ thị phụ thuộc của lực cắt với độ thái sâu ................................................. 9 Hình 1.9. Đồ thị phụ thuộc giữa áp suất cắt thái riêng và vận tốc dao thái ................... 9 Hình 1.10. Vận tốc của điểm M trên cạnh sắc lưỡi dao .............................................. 10 Hình 1.11. Phân tích các lực tác động giữa lưỡi dao và vật thái ................................. 10 Hình 1.12. Máy thái sắn quay tay............................................................................... 12 Hình 1.13. Máy thái chuối cây .................................................................................. 13 Hình 1.14. Máy thái kiểu sợi FC 501 ......................................................................... 14 Hình 1.15. Máy thái cỏ dạng đĩa ................................................................................ 14 Hình 1.16.Máy cắt thái đa năng ................................................................................. 15 Hình 1.17. Máy băm thái thức ăn gia súc theo kiểu lô trụ răng thẳng ......................... 16 Hình 1.18. Máy băm thái thức ăn gia súc lô dao trụ, dao gá nghiêng kiểu Yash H2.... 16 Hình 1.19.Máy băm thái thức ăn gia súc trên mặt đầu theo kiểu Yash-T-75 dao gá mặt đầu mâm quay ........................................................................................................... 17 Hình 1.20. Máy băm thái kiểu KOHINOOR dao gá mặt đầu mâm quay .................... 18 Hình 1.21. Máy băm thái rơm do khoa Cơ khí Công nghệ, HUAF chế tạo. ................ 18 Hình 1.22. Sơ đồ cấu tạo máy thái chuối TC-500 ....................................................... 20 Hình 3.1. Dao cắt chuyển động tịnh tiến .................................................................... 24 Hình 3.2. Dao cắt được bố trên trục quay ................................................................... 25 Hình 3.3: Sơ đồ cấu tạo máy thái cỏ........................................................................... 26 Hình 3.4: Sơ đồ truyền động bánh răng côn ............................................................... 26 viii Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lý truyền động của máy ........................................................ 27 Hình 3.6: Sơ đồ cấu tạo dao thái ................................................................................ 30 Hình 3.7. Kích thước lưỡi dao .................................................................................... 30 Hình 3.8. Sơ đồ truyền động của bộ phận cắt ............................................................. 31 Hình 3.9. Sơ đồ thí nghiệm cắt cỏ voi ....................................................................... 32 Hình 3.10. Sơ đồ trục cuốn Ru lô ............................................................................... 35 Hình 3.11. Đai hình thang thường .............................................................................. 39 Hình 3.12. Phản lực tại các nút của trục. .................................................................... 50 Hình 3.13. Biểu đồ mô men uốn trục ......................................................................... 50 Hình 3.14. Bản vẽ phách trục ..................................................................................... 51 Hình 3.15. Kích thước khung máy ............................................................................. 55 Hình 3.16. Chế tạo khung máy................................................................................... 55 Hình 3.17. Lưỡi dao và trục dao sau khi chế tạo......................................................... 56 Hình 3.18. Tấm kê thái sau khi chế tạo ...................................................................... 56 Hình 3.19. Trục dao sau khi chế tạo ........................................................................... 57 Hình 3.20. Bộ phận cung cấp nguyên liệu vào ........................................................... 57 Hình 3.21. Bộ truyền đai thang .................................................................................. 57 Hình 3.22. Bộ truyền bánh răng côn răng thẳng ......................................................... 58 Hình 3.23. Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng .......................................................... 58 Hình 3.24. Mẫu máy thái cỏ được chế tạo ................................................................. 59 Hình 3.25. Chuẩn bị nguyên liệu là cỏ voi ................................................................ 59 Hình 3.26. Hình ảnh máy đang làm việc .................................................................... 61 Hình 3.27. Bộ phận dao cắt và tấm kê ........................................................................ 61 Hình 3.28. Bộ phận cung cấp nguyên liệu họng thái .................................................. 62 Hình 3.29. Bộ phận truyền động .............................................................................. 62 Hình 3.30. Sản phẩm sau khi thái .............................................................................. 63 Hình 3.31. Sản phẩm sau khi thay đổi chế độ làm việc............................................... 63 Hình 3.32. Đồ thị biểu diễn các thông số góc đặt dao ở 00 ......................................... 65 1 MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Ngành chăn nuôi gia súc là một trong số các ngành chăn nuôi đã và đang phát triển mạnh ở trong nước và thế giới. Hiện nay, sản lượng chăn nuôi ở nước ta còn thấp do số lượng và chất lượng thức ăn không đảm bảo. Nguồn thức ăn chính cho chăn nuôi gia súc chủ yếu là đồng cỏ tự nhiên, một số địa phương đã nghiên cứu trồng một số giống cỏ có khả năng sinh trưởng tốt và cho hàm lượng dinh dưỡng cao, để bổ sung vào khẩu phần thức ăn gia súc. Nước ta là một nước nông nghiệp đang phát triển, trong những năm gần đây do chính sách đổi mới mà nền nông nghiệp nước nhà có một bước phát triển vượt bậc. Tuy nhiên chăn nuôi đại gia súc ở nước ta vẫn chủ yếu theo qui mô hộ gia đình là mô hình phổ biến và đây cũng là mô hình phù hợp ở những nước đang phát triển. Để góp phần đẩy mạnh cơ giới hóa trong chăn nuôi, nhiều mẫu máy đã được nhập khẩu ở nước ngoài hoặc trong nước thiết kế và đưa vào sử dụng để nâng cao năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế như máy băm thái, máy trộn, máy nghiền, máy sấy... trong đó máy cắt thái nguyên liệu đóng vai trò quan trọng nhất. Tuy nhiên, đối với mỗi vùng miền có tập quán và quy mô chăn nuôi khác nhau, việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo mẫu máy cắt thái phù hợp với vật liệu cắt thái nhằm giảm giá thành, tăng năng suất và chất lượng cắt thái, góp phần cơ giới hóa chăn nuôi quy mô nông hộ, giảm nhẹ sức lao động cho người nông dân là cấp thiết. Chính vì vậy, việc nghiên cứu thiết kế chế tạo một mẫu máy thái cỏ để cung cấp thức ăn cho gia súc cũng là vấn đề được đặt ra. Xuất phát từ những yêu cầu cấp thiết của thực tiễn nói trên tôi thực hiện luận văn: “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy thái cỏ làm thức ăn cho chăn nuôi hộ gia đình”. 2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Thiết kế và chế tạo máy thái cỏ cung cấp thức ăn cho trâu, bò với kết cấu gọn nhẹ, đơn giản, sử dụng cho hộ và nhóm hộ gia đình, các trang trại vừa và nhỏ chăn nuôi trâu, bò. Cụ thể như sau: 1. Cơ cấu khung thép vững chắc, nhỏ gọn, dễ sử dụng và di chuyển. 2. Có thiết bị an toàn để tránh tai nạn lao động; toàn bộ máy phải đảm bảo an toàn cơ khí, điện và đáng tin cậy để hoạt động. 3. Có cơ cấu cấp nguyên liệu tự động và bán tự động; đảm bảo chất lượng vật thái. 2 4. Có thiết kế phù hợp với năng suất quy mô nông hộ. Hiệu suất truyền động cao. 5. Lưỡi dao có tính năng chịu mài mòn và độ dẻo dai cao để an toàn khi vận hành. 6. Vật liệu, phụ tùng sẵn có, giá thành thấp. 3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 3.1. Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần nghiên cứu chuyên sâu về việc thiết kế chế tạo các máy cắt thái nói chung và máy thái cỏ nói riêng. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn Đề tài đã góp phần tạo ra một sản phẩm thiết thực, góp phần cơ giới hóa trong chăn nuôi, đáp ứng kịp thời nhu cầu của đời sống kinh tế - xã hội. 4. NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI - Thiết kế và chế tạo được mẫu máy cắt thái cỏ phù hợp quy mô hộ chăn nuôi; - Nghiên cứu hệ thống điều khiển linh hoạt thay đổi chiều dài đoạn thái phù hợp với đối tượng vật nuôi. 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1.1. Tổng quan về thức ăn chăn nuôi trong nước Chăn nuôi ở nước ta hiện nay đang được đưa lên thành một ngành chính của nền nông nghiệp, nhằm đáp ứng nhu cầu thực phẩm ngày càng tăng cũng như yêu cầu về sức kéo và phân bón phục vụ cho trồng trọt. Sản lượng chăn nuôi trước hết phụ thuộc vào việc cung cấp đúng đắn thức ăn cho gia súc. Việc cung cấp thức ăn đúng đắn có nghĩa là phù hợp với nhu cầu chức năng của gia súc với mức tiêu thụ thức ăn ít nhất nhưng lại cho sản lượng có ích lớn nhất. Thức ăn ở dạng tự nhiên chưa thể đáp ứng được yêu cầu dinh dưỡng đa dạng theo chức năng và lứa tuổi của gia súc, cho nên phải tiến hành chế biến và thái nhỏ nhằm đáp ứng nhu cầu trên. Đồng thời với ngành chăn nuôi hiện nay là chăn nuôi với quy mô lớn theo kiểu trang trại, không còn chăn thả tự nhiên như trước. Nên đòi hỏi thức ăn xanh phải được trồng trọt với qui mô lớn và năng suất cao mới đủ lượng thức ăn cho gia súc. Các loài cây cỏ trồng năng suất cao hiện nay, thân cây có kích thước lớn và khối lượng lớn nên để đáp ứng nhu cầu tiêu hoá cho gia súc thì phải có một thiết bị máy móc cắt thái thành những đoạn thức ăn có độ dài vừa phải. Từ những yêu cầu bức xúc trên, nên máy thái rau cỏ phục vụ cho trang trại chăn nuôi được thiết kế và chế tạo. Hiện nay, trong lĩnh vực máy công tác phục vụ cho chăn nuôi đã có máy thái rau cỏ. Nhưng máy thái rau cỏ phục vụ cho chăn nuôi được sản xuất ở nước ngoài có giá rất cao không phù hợp với nông dân nước ta. Còn ở nước ta máy thái rau cỏ phục vụ cho chăn nuôi hiện có chỉ hoạt động với năng suất nhỏ, khả năng tự động hóa trong khâu tiếp liệu không cao và khả năng điều chỉnh độ dài đoạn cắt thái không linh hoạt. Ở nội dung đề tài này, tôi thiết kế chế tạo một mẫu máy thái rau cỏ mới, với tham khảo những nguyên lí cắt như những máy hiện có, với năng suất phù hợp. Để công việc thiết kế được dễ dàng và sát thực tế, việc tìm hiểu về đặc tính của thức ăn xanh là nguyên liệu của máy thái là hết sức quan trọng. Thức ăn xanh là tất cả các loại cỏ trồng, cỏ tự nhiên, các loại rau xanh cho gia súc ăn ở trạng thái tươi xanh bao gồm: rau muống, bèo hoa dâu, lá bắp cải, xu hào, cỏ voi, cỏ pagola, rau dừa nước, rau dền, rau lắp, cỏ bắp, cỏ sữa. Thức ăn xanh có đặc điểm là chứa nhiều nước, nhiều chất xơ, tỉ lệ nước trung bình 80-90%, tỉ lệ xơ trung bình ở giai đoạn non là 2-3%, trưởng thành 6-8%. Theo khảo sát thực tế tại một trang trại cụ thể ở tỉnh Bình Định, một tỉnh có ngành chăn nuôi phát triển; cụ thể là chăn nuôi trâu, bò, dê, 4 cừu, lợn…Các trang trại vừa và nhỏ ở đây có số lượng gia súc khoảng 100-200 con. Khẩu phần ăn chủ yếu là thức ăn xanh, cụ thể theo bảng điều tra sau: Bảng 1.1. Khẩu phần thức ăn xanh của một số vật nuôi Loại gia súc % tính theo khẩu phần ăn Lợn 20-30 Trâu bò (cao sản) 70-80 Trâu bò (thấp sản) 100 Dê cừu 100 Gia cầm lớn 5-10 Gà thịt 2 Các loại thức ăn xanh được trồng ở đây để phục vụ cho chăn nuôi ở các trang trại này chủ yếu là: Cỏ voi, cỏ bắp, cỏ sữa, rau muống, rau dền, rau lang… Do ở các trang trại này hầu hết chưa có máy thái rau cỏ, tình trạng sử dụng trang thiết bị cơ giới không mạnh lắm. Cho nên người nông dân cho gia súc ăn bằng cách bỏ trực tiếp vào với kích thước lớn, mà không cắt thái có kích thước vừa phải, nên gia súc ăn không hết. Vì vậy phần thức ăn thừa lại rất nhiều, gây lãng phí rất lớn. Vì vậy khi đưa máy thái rau cỏ vào thực tế tại các trang trại chăn nuôi này, sẽ giảm một khối lượng thức ăn rất lớn, mang lại nguồn lợi kinh tế cao cho người nông dân trong ngành chăn nuôi. 1.1.2.Tình hình trồng cỏ phục vụ chăn nuôi trâu bò hộ gia đình Hoạt động chăn nuôi trâu, bò tại địa phương được người dân tiến hành từ lâu với nhiều hình thức khác nhau. Tuy nhiên mô hình chăn nuôi chỉ dừng lại ở quy mô hộ gia đình và nhằm mục đích phục vụ cho hoạt động trồng trọt, sử dụng trâu bò làm sức kéo. Chính vì vậy mà người dân chỉ chú trọng đến lợi ích từ gia súc đem lại chứ người dân đã không chú trọng vào vấn đề dinh dưỡng cho gia súc (trâu, bò) mà chỉ tận dụng những sản phẩm phụ trong quá trình sản xuất và sinh hoạt làm thức ăn cho chúng. Thời gian gần đây với sự đổi thay về nhận thức và nhu cầu về sản phẩm từ trâu bò của thị trường nên tình hình chăn nuôi bò của người dân trên địa bàn xã đã có nhiều thay đổi. Số trang trại chăn nuôi tập trung với số lượng lớn tăng lên nhanh chóng, số hộ chăn nuôi theo tính chất hàng hóa cũng xuất hiện ngày càng nhiều. Khi loại hình chăn nuôi theo hình thức hàng hóa phát triển và do áp lực của thị trường đòi hỏi người dân phải tính đến những giải pháp làm sao để tăng thêm hiệu quả sản xuất đồng thời giảm 5 thiểu các chi phí. Và một trong các vấn đề được người dân quan tâm đó là tìm kiếm nguồn thức ăn cho chăn nuôi vừa có giá trị dinh dưỡng cao và chi phí đầu vào cho chăn nuôi thấp. Trước đây, người dân địa phương thường sử dụng các nguồn thức ăn có giá trị dinh dưỡng thấp chủ yếu là các nguồn thức ăn được tận dụng lại từ các hoạt động khác. Cỏ là một loại thức ăn không thể thiếu trong khẩu phần ăn của chăn nuôi trâu bò, với loại hình chăn thả tận dụng sức kéo thì người dân sử dụng các đồng cỏ tự nhiên để chăn thả. Tuy nhiên hiện nay diện tích đồng cỏ tự nhiên đang ngày một giảm dần do nhu cầu sử dụng đất của người dân ngày một tăng. Hình thức sử dụng các đồng cỏ tự nhiên chỉ phù hợp với các hộ chăn nuôi nhỏ lẻ không thích hợp với hình thức chăn nuôi công nghiệp, mang tính hàng hóa cao. Hiện nay tình hình chăn nuôi trâu bò trên địa bàn Bình Định đã chuyển sang hình thức sản xuất hàng hóa, nên đòi hỏi người dân cần quan tâm đến việc giải quyết các vấn đề về thức ăn trong chăn nuôi. Người dân đã được tiếp cận với nhiều loại giống cỏ có giá trị dinh dưỡng khác nhau thông qua các khuyến cáo của trung tâm khuyến nông huyện và các cán bộ phụ trách khuyến nông của xã. Nhiều loại cỏ đã được người dân tiến hành trồng thử nghiệm như cỏ voi, cỏ sả và dần mang lại những hiệu quả nhất định trong chăn nuôi, phần nào đáp ứng được yêu cầu của người dân về nguồn thức ăn cho trâu bò vừa đem lại hiệu quả kinh tế cao vừa giảm thiểu chi phí cho chăn nuôi. Hình 1.1. Cỏ voi tên khoa học là Penisetum purpuseum 1.1.3.Cơ sở lý thuyết của quá trình cắt thái 1.1.3.1.Cơ sở lý thuyết của quá trình cắt thái Các bộ phận làm việc của máy cắt thái rau cỏ, củ quả thường dựa theo nguyên lý cắt thái bằng cạnh sắc của lưỡi dao. Quá trình cắt thái thường được thực hiện bằng cách di chuyển cạnh góc nhị diện AB (cạnh sắc) hợp bởi hai mặt phẳng của lưỡi dao theo hướng P pháp tuyến với cạnh đó hoặc theo hai hướng vuông góc với cạnh đó: Vừa theo hướng P (hướng cắt pháp tuyến), vừa theo hướng q vuông góc với hướng P (hướng cắt tiếp tuyến), nghĩa là theo hướng chéo tổng hợp r, hướng cắt nghiêng (hình 1.2). 6 Hình 1.2. Tác dụng cắt thái của lưỡi dao Viện sĩ V.P.Gơriatkin đã chứng minh rằng quá trình cắt thí nghiệm có trượt làm giảm đáng kể lực cắt và tăng chất lượng thái và được mô tả bằng phương trình có dạng: 3. S  A.e  N hoặc N S = C Trong đó: te (1.1) A- hằng số S – độ dịch chuyển (mm) N – lực cắt thái (N) V.P.Gơriatkin gọi trường hợp cắt pháp tuyến (theo thí nghiệm S = 0) là quá trình chặt bổ, cắt thái không có trượt; (máy thái trống dao thẳng) trường hợp cắt nghiêng (theo thí nghiệm S ≠0) là quá trình cắt thái có trượt (máy thái kiểu đĩa dao hoặc trống dao cong). Rõ ràng là khi cắt thái có trượt, lực cần thiết để cắt thái giảm so với khi cắt thái không trượt. (Hình 1.3) Hình 1.3. Đồ thị phụ thuộc lực cắt thái R vào độ dịch chuyển S bp = = b ncos F AA  bn p AA AA (2.2) n p 7 Hình 1.4. Tác dụng cắt trượt giảm chiều rộng lát thái Do tính chất đàn hồi của vật thái cũng làm giảm lực cắt thái. Các vật thái trong nông nghiệp thường có tính đàn hồi và nhiều thớ tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lưỡi dao vừa nén vừa trượt tương đối với chỗ tiếp xúc với vật thái. Nếu vật cứng rắn không đàn hồi, ít thớ thì cắt trượt bằng lưỡi dao không có tác dụng. 1.1.3.2. Những yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình cắt thái bằng lưỡi dao a. Áp suất cắt thái riêng Áp suất cắt thái riêng q là yếu tố trực tiếp đảm bảo quá trình cắt đứt vật liệu và liên quan đến các yếu tố khác thuộc phạm vi dao thái và vật liệu thái. q Q N/cm S Trong đó: (1.2) Q – lực cắt thái cần thiết (N) – độ dài đoạn lưỡi dao (cm) Theo viện sĩ V.P.Gơriatkin thì khi cắt thái không có trượt (chặt bổ τ= 0), đối với rau cỏ là q= 30 - 80 (N/cm), còn đối với củ quả thì q= 20 - 40 (N/cm). Còn khi cắt có trượt thì q thay đổi phụ thuộc vào góc trượt τ. Trong quá trình thái lưỡi dao đi vào vật thái còn phải khắc phục lực ma sát T1 do áp lực cản của vật thái tác dụng vào mặt bên của dao và T2 do vật thái dịch chuyển bị nén ép tác động vào mặt vát của cạnh sắc lưỡi dao. Nếu gọi Pt là lực cản cắt thái thì: Q = Pt + T1 + T2cos   - Góc mài dao của lưỡi dao (1.3) 8 Hình 1.5. Sơ đồ quá trình cắt thái bằng lưỡi dao với lưỡi dao có góc mài  b. Các yếu tố ảnh hưởng chính của dao thái - Độ sắc của lưỡi dao Độ sắc của lưỡi dao chính là bề dày s (mm) của cạnh sắc lưỡi dao. Đối với các máy cắt thái s không vượt quá 100μm, nếu s quá 100μm lưỡi dao coi như bắt đầu cùn và thái kém. Rõ ràng là độ sắc s càng lớn thì áp suất riêng q càng tăng. Nếu gọi ứng suất cắt của vật liệu là  c thì q  s. c Hình 1.6. Cạnh sắc lưỡi dao - Góc cắt thái Góc cắt thái α là góc hợp bởi góc đặt dao β và góc mài dao σ. Trị số góc cắt thái được xác định như sau: (1.4)     Hình 1.7. Góc cắt thái 9 Góc đặt dao β phải tính toán thiết kế sao cho lớp rau củ khi được dao thái xong và tiếp tục được cuốn vào sẽ không chạm vào mặt dao, tránh ma sát vô ích, hoặc đối với dao thái kiểu đĩa dao dùng cắt thái củ quả: góc β phải tính toán để khi lớp của quả trượt tỳ êm nhẹ lên mặt dao mà không gây hiện tưởng nảy ra khỏi mặt dao, đảm bảo quá trình cắt ổn định. Vấn đề tính toán góc đặt dao β sẽ phụ thuộc vào vận tốc quay của dao thái, vận tốc đưa vật thái vào bộ phận thái và dạng cạnh sắc của lưỡi dao... Còn đối với dao thẳng tuỳ theo cách lắp dao mà có thể thực hiện cắt thái có trượt hoặc cắt thái chặt bổ (lắp dao theo hướng kính ). Số dao lắp trên đĩa hay trống thường là 2, 4 hoặc 6 dao. Khi lắp vào máy vị trí dao đặt nghiêng so với mặt phẳng thẳng đứng của tấm kê một góc  ( gọi là góc đặt dao). Nếu gọi α là góc cắt thái thì α =  +. Thông thường = 1218 0 và góc  =360. Đối với các máy thái củ quả, góc mài dao  = 18  25 o. - Độ bền của vật liệu làm dao Dao có độ bền cao thì lâu cùn, thái tốt. Khi đó công nén lớp vật thái do lưỡi dao tác động lúc bắt đầu cắt sẽ tốn ít hơn và công cản cắt thái cũng nhỏ hơn. Các lực và công này thể hiện bằng đồ thị phụ thuộc vào độ thái sâu λ của lưỡi dao vào vật thái. Hình 1.8. Đồ thị phụ thuộc của lực cắt với độ thái sâu - Vận tốc của dao thái Hình 1.9. Đồ thị phụ thuộc giữa áp suất cắt thái riêng và vận tốc dao thái 10 Vận tốc dao thái ảnh hưởng quá trình cắt thái, thể hiện cụ thể bằng đồ thị thực nghiệm biểu diễn sự biến thiên của áp suất riêng q (hoặc lực cắt thái pt và công cắt thái Act) với vận tốc của dao thái vt. Vận tốc tối ưu vt = 35÷40 m/s - Điều kiện trượt của lưỡi dao trên vật liệu Khi đường trượt của lưỡi dao trên vật thái hay của vật thái trên lưỡi dao càng dài thì lực cản cắt càng giảm. Để thể hiện hiện tượng trượt nói chung của lưỡi dao trên lớp vật thái, ta hãy vẽ và phân tích vận tốc v của một điểm M ở trên cạnh sắc lưỡi dao cong AB khi tác động vào lớp vật thái. Hình 1.10. Vận tốc của điểm M trên cạnh sắc lưỡi dao Vận tốc v có thể phân tích làm 2 thành phần: thành phần vận tốc pháp tuyến vn (vuông góc với lưỡi dao) và thành phần vận tốc tiếp tuyến vt (theo cạnh sắc lưỡi dao). Vận tốc pháp tuyến vn chính là vận tốc của dao thái gập sâu vào vật thái gây nên tác động cắt thái. Vận tốc tiếp tuyến vt gây nên chuyển động trượt tương đối của lưỡi dao trên vật thái. Theo định nghĩa của Gơriatskin, góc hợp bởi vận tốc v với thành phần pháp tuyến vn gọi là góc trượt τ, tỷ số giữa trị số vận tốc tiếp tuyến vt và vận tốc pháp tuyến vn gọi là hệ số trượt  :  vt  tg vn Hình 1.11. Phân tích các lực tác động giữa lưỡi dao và vật thái (1.5)