1. Đ T V N ĐẶ Ấ Ề
Trong nh ng năm g n đây,các nghành kinh t c a n c ta có b c phátữ ầ ế ủ ướ ướ
tri n nh y v t, nghành nông nghi p đã có nh ng b c tăng tr ng kháể ả ọ ệ ữ ướ ưở
nhanh c v l ng và v ch t. Nhi u m t hàng nông s n không nh ngả ề ượ ề ấ ề ặ ả ữ
đã dáp ng nhu c u trong n c mà còn ph c v cho xu t kh u nhứ ầ ướ ụ ụ ấ ẩ ư
g o, cà phê…ạ
Cùng v i vi c phát tri n s n xu t nông nghi p thì vi c b o qu n vàớ ệ ể ả ấ ệ ệ ả ả
ch bi n nông s n là v n đ c n ph i đ c bi t quan tâm, nâng caoế ế ả ấ ề ầ ả ặ ệ
ch t l ng s n ph m , t o ra nh ng s n ph m có ch t l ng cao phùấ ượ ả ẩ ạ ư ả ẩ ấ ượ
h p v i nhu c u th tr ng trong và ngoài n c, nh m đ t hi u quợ ớ ầ ị ườ ướ ằ ạ ệ ả
kinh t cao nh t mang l i l i ích thi t th c cho ng i dân, góp ph nế ấ ạ ợ ế ự ườ ầ
th c hi n m c tiêu xóa đói gi m nghèo. ự ệ ụ ả
Trong th c t , vi c b o qu n và ch bi n nông s n n c ta g p r tự ế ệ ả ả ế ế ả ở ứ ặ ấ
nhi u khó khăn, m t m t do công ngh ch m đ i m i m t khác doề ộ ặ ệ ậ ổ ớ ặ
trang thi t b còn l c h u không đ ng b và đ c bi tlà còn thi u nh ngế ị ạ ậ ồ ộ ặ ệ ế ữ
thi t b có hi u qu cao trong các quy trình công ngh tiên ti n Vì v y ,ế ị ệ ả ệ ế ậ
không nh ng gây ra thi t h i m t kh i l ng nông s n đáng k mà cònữ ệ ạ ộ ố ượ ả ể
là nguyên nhân làm gi m ch t l ng và tăng giá thành s n ph m, t đóả ấ ượ ả ẩ ừ
gi m kh năng c nh tranh các măt hàng nông s n c a n c ta trên trả ả ạ ả ủ ướ ị
tr ng.ườ
Đ góp ph n kh c ph c nh ng v n đ trên thì vi c tinh toán s d ngể ầ ắ ụ ữ ấ ề ệ ử ụ
các thi t b ph c v cho vi c b o qu n và ch bi n nong s n là r tế ị ụ ụ ệ ả ả ế ế ả ấ
c n thi t. Vì v y vi c thi t l p c s tính toán máy nghi n theo nguyênầ ế ậ ệ ế ậ ơ ở ề
lý va đ p v t do ph c v cho quá trình ch bi n s n ph m la r t c nậ ỡ ự ụ ụ ế ế ả ẩ ấ ầ
thi t. Máy nghi n là các lo i máy làm nh kích th c v t li u ban đ u.ế ề ạ ỏ ướ ậ ệ ầ
Các lo i máy nghi n đ u nghi n nh v t li u b ng m t ho c vài tácạ ề ề ề ỏ ậ ệ ằ ộ ặ
d ng c h c. Tùy theo tính ch t c lý c a v t li u mà ch n ph ngụ ơ ọ ấ ơ ủ ậ ệ ọ ươ
pháp nghi n thích h p.ề ợ
2. N I DUNG NGHIÊN C UỘ Ứ
2.1. V n t c va đ p c n thi t đ phá v v t thậ ố ậ ầ ế ể ỡ ậ ể
Các máy nghi n ki u búa th ng làm vi c theo nguyên lý va đ p.ề ể ườ ệ ậ
V n t c nghi n đ p c n thi t đ phá v v t th ph i đ c xác đ nhậ ố ề ậ ầ ế ể ỡ ậ ể ả ượ ị
d a trên lý thuy t truy n sóng ch n đ ng trong v t th khi b va đ p vàự ế ề ấ ộ ậ ể ị ậ
lý thuy t b n c a v t th . S đ tính toán đ c th hi n trên hình 1.ế ề ủ ậ ể ơ ồ ượ ể ệ
Theo lý thuy t truy n sóng ch n đ ng khi tác đ ng vào v t th m tế ề ấ ộ ộ ậ ể ộ
l c P s gây ra sóng ch n đ ng m i ph n t và đ c truy n đi theoự ẽ ấ ộ ở ỗ ầ ử ượ ề
chi u va đ p v i v n t c C b ng v n t c âm thanh:ề ậ ớ ậ ố ằ ậ ố
C =
ρ
E
m/s (1)
E- mô đuyn đàn h i c a v t th , m/sồ ủ ậ ể
ρ
- m t đ v t th , N/mậ ộ ậ ể 2
ρ
=
g
γ
γ
- tr ng l ng riêng ( N/mọ ượ 3)
g- gia t c tr ng tr ng (m/số ọ ườ 2)
Hình 1. L c và v n t c va đ pự ậ ố ậ
Mu n phá v đ c v t th , l c và v n t c va đ p ph i đ l n đố ỡ ượ ậ ể ự ậ ố ậ ả ủ ớ ể
sóng ch n đ ng đó truy n h t chi u dài l c a v t th theo ph ng tácấ ộ ề ế ề ủ ậ ể ươ
d ng c a l c trong th i gian ụ ủ ự ờ
t∆
, nghĩa là:
l
= C
t
∆
=
t
∆
ρ
E
(2)
Theo đ nh lu t Huk thì ng su t bi n d ng đàn h i đ c xác đ nhị ậ ứ ấ ế ạ ồ ượ ị
theo công th c:ứ
σ
= E
l
a
(3)
a- đo n lõm vào khi va đ p (đ bi n d ng đàn h i) ạ ậ ộ ế ạ ồ
l
- chi u dài v t th theo ph ng tác d ngề ậ ể ươ ụ
a = v
t∆
(4)
v - v n t c va đ pậ ố ậ
Thay (1) và 2) vào (3), sau khi bi n đ i ta có: ế ổ
ρ=σ Ev
(5)
Đ phá v v t th c n ph i có đi u ki n: ể ỡ ậ ể ầ ả ề ệ
pv
σσ
≥
(6)
T đó ta rút ra v n t c c n thi t đ phá v v t th :ừ ậ ố ầ ế ể ỡ ậ ể
ρ
σ
E
v
pv
pv
≥
(7)
Thông th ng v n t c c a búa vườ ậ ố ủ 0= (2 ÷3)
pv
v
2.2. Tính toán búa nghi nề
các máy nghi n ki u búa, búa nghi n đ c l p l ng, l p l chỞ ề ể ề ượ ắ ỏ ắ ệ
tâm và l p t i tâm va đ p (hình 2). V i cách l p này s phát huy đ cắ ạ ậ ớ ắ ẽ ượ
hi n t ng va đ p l ch tâm và đ m b o cho l c va đ p không d i vàoệ ượ ậ ệ ả ả ự ậ ộ
v trí l p búa, nh đó không gây v búa, g y ch t đ ng th i cũng khôngị ắ ờ ỡ ẫ ố ồ ờ
gây t i tr ng đ t ng t cho tr c máy.ả ọ ộ ộ ụ
Hình 2. Phân tích hi n t ng va đ p l ch tâm c a búa nghi nệ ượ ậ ệ ủ ề
Ta có th phân tích hi n t ng va đ p l ch tâm nh sau: khi đ uể ệ ượ ậ ệ ư ầ
ngoài búa va đ p vào v t nghi n s tác đ ng vào búa m t l c nh ngậ ậ ề ẽ ộ ộ ự ư
nh có kh p b n l buá s quay ng c l i theo chi u quay c a đĩaờ ớ ả ề ẽ ượ ạ ề ủ
nghi n.ề
Gi s l c va đ p P tác đ ng vào búa đi m A. Vì đi m va đ p Aả ử ự ậ ộ ở ể ể ậ
không trùng v i tr ng tâm C c a búa nghi n nên sau khi va đ p búaớ ọ ủ ề ậ
ch u m t chuy n đ ng m i t c thì ph c t p.ị ộ ể ộ ớ ứ ứ ạ
Chuy n đ ng t c thì ph c t p này có th phân tích thành 2 chuy nể ộ ứ ứ ạ ể ể
đ ng đ n gi n b ng cách đ t thêm 2 l c tr c đ i Pộ ơ ả ằ ặ ự ự ố 1 và P2 b ng l c Pằ ự
t i tr ng tâm C mà h l c v n không thay đ i. L c Pạ ọ ệ ự ẫ ổ ự 1 s gây ra chuy nẽ ể
đ ng t nh ti n v i v n t c vộ ị ế ớ ậ ố 1. V n t c này chính b ng hi u s c a v nậ ố ằ ệ ố ủ ậ
t c đ u búa lúc ch a va đ p vố ầ ư ậ 0 và v n t c sau va đ p vậ ố ậ c:
v1 = v0 - vc
C p ng u l c P, Pặ ẫ ự 2 s gây ra chuy n đ ng quay xung quanh tr ngẽ ể ộ ọ
tâm C v i v n t c góc ớ ậ ố
ω
và v n t c đ u vậ ố ầ 2 có tr s b ng tích c a v nị ố ằ ủ ậ
t c góc v i kho ng cách t m i đi m trên AB t i tr ng tâm C. Bi u đố ớ ả ừ ỗ ể ớ ọ ể ồ
v n t c vậ ố 1 và v2 trên Hình 2. Theo bi u đ ta s tìm th y trên búa m tể ồ ẽ ấ ộ
đi m mà đó v n t c vể ở ậ ố 1 và v2 b ng nhau nh ng ng c chi u, nghĩa làằ ư ượ ề
đó h p 2 v n t c m i đ c gây ra này s b ng 0. ở ợ ậ ố ớ ượ ẽ ằ Đó chính là đi m Oể
trên đo n AB còn g i là tâm va đ p. N u l p búa vào ch t đi m Oạ ọ ậ ế ắ ố ở ể
theo kh p b n l thì khi va đ p tr ng tháI chuy n đ ng c a búa có thớ ả ề ậ ạ ể ộ ủ ể
thay đ i nh ng không gây ra hi n t ng thay đ i v v n t c đi mổ ư ệ ượ ổ ề ậ ố ở ể
l p búa. Do v y l c va đ p không tác đ ng vào ch t và búa tránh đ cắ ậ ự ậ ộ ố ượ
hi n t ng g y v .ệ ượ ẫ ỡ
Trên c s phân tích hi n t ng va đ p l ch tâm, đ đ m b o anơ ở ệ ượ ậ ệ ể ả ả
toàn cho búa và ch t l p búa trong quá trình nghi n c n xác đ nh cácố ắ ề ầ ị
kích th c c b n c a búa nghi n làm c s cho vi c ch t o búaướ ơ ả ủ ề ơ ở ệ ế ạ
nghi n cũng nh máy nghi n.ề ư ề
Tr c h t ta xác đ nh tâm va đ p O. Trên hình v gi s AC = lướ ế ị ậ ẽ ả ử 1;
OC = l2, ta ph i xác đ nh lả ị 2 đ tìm tâm O. Áp d ng ph ng trình đ ngể ụ ươ ộ
l c h c v đ ng l ng và xung l ng cho chuy n đ ng c a búa, ta có:ự ọ ề ộ ượ ượ ể ộ ủ
Đ i v i chuy n đ ng t nh ti n:ố ớ ể ộ ị ế
( )
10 mvvvmtP c=−=∆
(8)
Đ i v i chuy n đ ng quay :ố ớ ể ộ
ωρω
2
1mJtPl ==∆
(9)
Trong đó:
J- mô men quán tính c a búa đ i v i tr c đi qua tr ng tâm:ủ ố ớ ụ ọ
2
ρ
mJ =
m - kh i l ng búaố ượ
ρ
- bán kính quán tính
M t khác t i tâm va đ p, ta có:ặ ạ ậ
221 lvv
ω
=−=
Ta rút ra:
2
1
l
v
=
ω
( 10 )
Thay vào ph ng trình (9) ta đ c:ươ ượ
2
1
2
1l
v
mtPl
ρ
=∆
(11)
Chia ph ng trình (8) cho (11) và rút g n ta đ c:ươ ọ ượ
21
2ll=
ρ
(2.145)
Nh h th c này ta tìm đ c tâm va đ p O nh sau:ờ ệ ứ ượ ậ ư
N u búa hình ch nh t chi u dài là a, chi u r ng b, tr ng tâm Cế ữ ậ ề ề ộ ọ
chính gi a tâm búa. Ta có bán kính quán tính đ i v i tr ng tâm C là:ữ ố ớ ọ
12
22 ba +
=
ρ
Theo k t c u búa:ế ấ
2
a
l1=
Do đó:
221
22
2l
2
a
ll
12
ba ==
+
=ρ
Ta rút ra:
a
ba
l6
22
2
+
=
(12)
2.3. Năng l ng nghi nượ ề
Đ phân tích quá trình nghi n đ p và bi u di n năng l ng nghi n,ể ề ậ ể ễ ượ ề
G riatskin V.P. đã đ xu t đ th bi u di n s phân b năng l ngơ ề ấ ồ ị ể ễ ự ố ượ
nghi n đ p trong tr ng h p v t nghi n va đ p không đàn h i và đànề ậ ườ ợ ậ ề ậ ồ
h i.ồ
- Tính năng l ng nghi n trong tr ng h p va đ p không đàn h iượ ề ườ ợ ậ ồ
Xét tr ng h p va đ p t ng h t, t ng c c riêng r v i gi thuy tườ ợ ậ ừ ạ ừ ụ ẽ ớ ả ế
v t nghi n không đàn h i.ậ ề ồ
Các ký hi u đ tính toán: ệ ể
m - kh i l ng c a v t nghi n (t ng c c, t ng h t)ố ượ ủ ậ ề ừ ụ ừ ạ
M - kh i l ng c a m i búa đ pố ượ ủ ỗ ậ
v0, vc - v n t c ban đ u và v n t c cu i va đ p c a búaậ ố ầ ậ ố ố ậ ủ
vh, vk - v n t c ban đ u và v n t c cu i c a h tậ ố ầ ậ ố ố ủ ạ
Ao - đ ng năng ban đ u c a búa hay năng l ng toàn ph n ộ ầ ủ ượ ầ
Ab - đ ng năng c a búa cu i va đ p ộ ủ ố ậ
Abd- đ ng năng bi n d ng tiêu th đ nghi nộ ế ạ ụ ể ề