(Luận văn) nghiên cứu xác định một số thông số kết cấu hợp lý của bộ phận bón phân trên máy bón phân cho cây cao su đã phát tán

Máy chăm sóc bón phân cây cao su có sự khác biệt so với các cây trồng cạn khác là khi cây đã phát tán thì hệ rễ cây nằm phát triển rộng khắp gần bề mặt đất, việc rạch hàng sâu để rải phâ

VÕ VĂN DẦN

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ KẾT CẤU HỢP LÝ CỦA BỘ PHẬN BÓN PHÂN TRÊN MÁY BÓN PHÂN

CHO CÂY CAO SU ĐÃ PHÁT TÁN

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ

MÃ SỐ: 60520103

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN PGS.TS TRẦN THỊ THANH

ĐỒNG NAI, 2014 luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

MỞ ĐẦU

Ly ́ do cho ̣n đề tài:

Cây cao su là cây công nghiệp chủ lực, là một trong mười mặt hàng xuất khẩu chủ yếu của nước ta hiện nay Sản phẩm cây cao su được dùng chủ yếu xuất khẩu (tới 90 %) Hiện tại Việt Nam đứng thứ tư trên thế giới về xuất khẩu mủ cao

su Năm 2012, tổng diện tích cây cao su trong nước là 910.500 ha, với năng suất ổn định gần 1,72 tấn mủ/ha, mang lợi nhuận về cho Đất nước hàng tỉ đô la Cây cao su góp phần “xóa đói giảm nghèo” Các Vùng trồng cao su gần biên giới còn là “Phiên Dậu” cho Tổ quốc Với vai trò kinh tế của mình, cây cao su còn được mệnh danh “ dòng sữa vàng mới lên ngôi" Nhiều địa phương đã đưa cao su vào cơ cấu cây trồng chủ lực của mình với hy vọng sẽ kích cầu nền kinh tế

Ở nước ta hiện nay Chính phủ đã có những định hướng cho phát triển loài cây cao su, cụ thể tại Quyết định số 150/2005/QĐ-TTg, ngày 20/06/2005 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt " Quy hoạch chuyển đổi cơ cấu sản xuất nông, lâm nghiệp, thuỷ sản cả nước đến năm 2010 và tầm nhìn 2020; ý kiến chỉ đạo của Thủ tướng Chính phủ Nguyễn Tấn Dũng với Tập đoàn Công nghiệp Cao su Việt Nam về tiếp tục phát triển trồng mới ở nơi có đủ điều kiện về đất đai, khí hậu và cơ

sở hạ tầng; văn bản số 310/TB-VPCP, ngày 30/10/2008 Thông báo kết luận của Phó Thủ tướng Trương Vĩnh Trọng- Trưởng ban chỉ đạo Tây Bắc, tại hội nghị chuyên

đề về phát triển nông nghiệp vùng Tây Bắc; Chỉ thị số 139/CT-BNN-TT ngày 17/5/2007; Quyết định số 2855/QĐ-BNN-KHCN ngày 17/09/2008 của Bộ Nông nghiệp và PTNT về việc phát triển và công bố cây cao su là cây đa mục đích Trên

cơ sở đó bước đầu ngành cao su đã có những chương trình định hướng mới cho việc phát triển bền vững cây cây cao su, trong đó có việc cơ giới hóa canh tác cao su với các công đoạn chủ yếu là khai hoang, trồng và chăm sóc cây cao su

Về phát triển kinh tế, xã hội: Cây cao su là cây có hàng vạn lao động cùng hàng chục vạn người đang có đời sống kinh tế phụ thuộc vào Đây cũng là cây có tiềm năng xuất khẩu rất cao, mang lại nguồn ngoại tệ lớn cho Đất nước Kết quả luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

nghiên cứu của đề tài góp phần tăng năng suất, sản lượng, giảm chi phí sản xuất có

ý nghĩa sâu sắc về kinh tế, xã hội

Về chính sách xóa đói, giảm nghèo, vùng sâu, vùng xa: Vùng canh tác cao su thường là những vùng sâu, vùng xa, vùng đồng bào dân tộc thiểu số của nước ta Vì vậy việc ứng dụng máy bón phân chăm sóc cao su tự động góp phần nâng cao đời sống nhân dân tại đây có ý nghĩa chính trị sâu sắc trong chương trình xóa đói giảm nghèo, vùng sâu, vùng xa của Đảng và Chính phủ cũng như chính quyền các cấp tại đây

Về cơ chế, chính sách cơ giới sản xuất nông nghiệp thì vùng canh tác cao su thường là những vùng sâu, vùng xa đang thiếu lao động Việc áp dụng cơ giới hóa canh tác cây cao su trong đó có cơ giới hóa bón phân chăm sóc cao su chính là đưa tiến bộ khoa học, công nghệ nhằm nâng cao năng suất lao động, giảm giá thành sản xuất, cải thiện điều kiện lao động tại đây

Khi cây cao su đã phát tán thì công việc chủ yếu trong canh tác cao su chỉ còn là bón phân giúp cho cây sinh trưởng phát triển cho thu hoạch mủ tốt và tấp lá vào gốc để tăng độ mùn, hạn chế bốc hơi nước trong mùa khô hạn và cháy rừng Tuy nhiên đến thời điểm này thì việc cơ giới hóa khâu chăm sóc cây cao su vẫn còn

mò mẫm, vì chưa có các mẫu máy chăm sóc phù hợp, trong đó có máy bón phân chăm sóc cây cao su đã phát tán Tất cả các mẫu máy bón phân chăm sóc cao su hiện nay vẫn chỉ ở dạng đơn chiếc, có được từ sự yêu thích của các tác giả mầy mò sáng tạo, không theo hệ thống lý thuyết và thực nghiệm quy định nên còn nhiều tồn tại và chưa thỏa mãn yêu cầu nông học

Mặt khác, năng suất khai thác cây cao su phụ thuộc chủ yếu vào kỹ thuật chăm sóc Với diện tích canh tác lớn, việc chăm sóc cho cây, trong đó có bón phân cho cây cao su đã phát tán là cây vào thời kỳ khai thác trở thành vấn đề hết sức khó khăn Vì vùng canh tác cây cao su tập trung ở những vùng sâu, vùng xa, vùng biên giới, nơi có mật độ dân cư thấp, lao động thiếu Nhất là khi ngành cao su đang mở rộng diện tích canh tác lên các tỉnh Phía Bắc nước ta và sang các nước bạn Lào, Căm Pu Chia và Mã lai xia

luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Máy chăm sóc bón phân cây cao su có sự khác biệt so với các cây trồng cạn khác là khi cây đã phát tán thì hệ rễ cây nằm phát triển rộng khắp gần bề mặt đất, việc rạch hàng sâu để rải phân bón hay xới sâu toàn bề mặt sẽ làm giảm nghiêm trọng đến đời sống và năng suất cho mủ cao su của cây Trong quá trình làm việc, phân bón chứa trên máy chăm sóc bón phân với số lượng lớn bị lèn chặt làm cản trở việc vận chuyển phân xuống rãnh đã rạch Vì vậy tồn tại lớn nhất trong việc tìm ra mẫu máy chăm sóc cao su đã phát tán là xác định được nguyên lý làm việc và các thông số kết cấu cho bộ phận bón phân Vấn đề khoa học này có tính cấp thiết, tính thời sự, mang ý nghĩa khoa học, khi trong sản xuất chưa có một mẫu máy chăm sóc cao su nào có tính khả dụng

Được sự chấp thuận của phòng Sau đại học, khoa Cơ điện và Công trình, Ban Giám hiệu trường Đại học Lâm nghiệp Hà Nội và dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Trần Thị Thanh, tôi xin thực hiện đề tài:

“Nghiên cứu xác định một số thông số kết cấu hợp lý của bộ phận bón phân trên máy bón phân cho cây cao su đã phát tán”

Mu ̣c tiêu tổng quát:

Cơ giới hóa công việc chăm sóc bón phân cây cao su đã phát tán theo hướng: + Giảm chi phí chăm sóc cây cao su (giảm chi phí chăm sóc trên 60 %) nói chung

và chi phí lao động (giảm trên 80% lao động ) nói riêng;

+ Nâng cao hiệu quả khai thác mủ cây cao su nhờ bón phân đúng theo quy định của ngành cao su;

+ Hạn chế thất thoát vật tư trong việc bón phân cho cây cao su

Mục tiêu cụ thể:

Xác định bằng lý thuyết và thực nghiệm một số thông số kết cấu hợp lý của

bộ phận bón phân trên máy bón phân cho cây cao su đã phát tán

Ý nghi ̃a đề tài:

Mặc dù các nguyên lý bón phân cho cây trồng được nghiên cứu và tổng kết biên soạn nhưng chưa bộ phận bón phân nào mang tính khả dụng cho máy bón phân luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

cho cây cao su đã phát tán Vì vậy kết quả nghiên cứu của đề tài mang tính mới cả

về lý luận lẫn ứng dụng

Ý nghi ̃a khoa ho ̣c của đề tài:

Đề tài phát triển các vấn đề khoa học mới đặt ra bằng thực nghiệm tối ưu trên

cơ sở giải quyết các vấn đề kỹ thuật còn tồn tại là:

+ Rạch hàng để rải phân với yêu cầu đặt ra là làm tổn thương đến bộ rễ của cây cao

su là thấp nhất

+ Giải quyết hiện tượng nén tạo vòm trong thùng chứa phân

+ Chuyển động ổn định của dòng phân bón rải xuống rãnh được rạch

Ý nghĩa thực tiễn của đề tài:

Đề tài góp phần cơ giới hóa canh tác cây cao su nói chung và bón phân chăm sóc cho cây cao su đã phát tán nói riêng theo hướng nâng cao hiệu quả kinh tế, kỹ thuật

luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng luận các công trình đã công bố về máy bón phân chăm sóc cây cao

su đã phát tán

Trước thập những năm 1990 công việc chăm sóc cao su bao gồm làm cỏ (thường kết hợp phòng cháy), bón phân, phun thuốc bảo vệ thực vật để phòng trừ dịch bệnh Công việc làm cỏ thường dùng máy phạt cỏ (đeo vai hay liên hợp với máy kéo) Vào đầu mùa mưa, khi cây cao su chưa phát tán, người ta thường dùng liên hợp máy kéo với cày chảo lật rạ (6 hoặc 7 chảo) cày úp diệt cỏ kết hợp canh tác những cây ngắn ngày như bắp, đậu, mè,…Khi cây cao su vào cuối giai đoạn kiến thiết cơ bản trở đi, do tán đã rộng thì công việc cày đất chỉ nhằm diệt cỏ Thường giữa hai hàng đi 2 lần dạng úp sống trâu hay lồng máng xen kẽ theo đợt chăm sóc Phương pháp diệt cỏ bằng cày đất cho năng suất cao, đơn giản nhưng làm ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của cây cao su như làm đứt rễ, gây thoái hóa đất do bị mưa làm xói mòn, vi phạm quy định chăm sóc cao su Ngày nay phương pháp này chỉ dùng cho cây cao su mới trồng, thực hiện việc xen canh để phủ xanh mặt đất nhằm chống xói mòn, hạn chế cỏ dại phát triển và ngăn ngừa cháy rừng cao su trồng

Cũng trong giai đoạn này, việc bón phân chăm sóc cho cây cao su chủ yếu thực hiện bằng thủ công kết hợp công cụ cầm tay như cuốc, xẻng để tạo rãnh và lấp đất Một số nông trường đã sử dụng máy tung phân vôi kiểu đĩa vung để rải phân trên khắp mặt đồng, sau đó dùng cày chảo lật rạ cày lấp đất Ưu điểm của phương pháp này cho năng suất cao, giá thành hạ và có những nhược điểm là phân được rải

ở gần các hàng cây không được lấp, vì phải cày đất cách gốc 1 m Không những thế, phân bón có thể rơi vào bát đựng mủ (đối với vườn cây đang khai thác nếu không

úp bát chứa mủ thu hoạch xuống) Vì phải cày lấp đất nên vi phạm quy định về yêu cầu nông học chăm sóc cao su Đó là chưa kể đến việc chăm sóc phức tạp do phải hai lần liên hợp máy đi lại trên đồng, làm tăng chi phí chăm sóc bón phân cho cây luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

cao su Phương pháp chăm sóc bón phân này được ngành Cao Su Việt Nam khuyến cáo không nên sử dụng

Vào năm 2010, một nhóm tác giả thuộc Binh Đoàn 14 (Bộ Quốc Phòng) đã

đề xuất sử dụng máy cày lật rạ có gắn thêm bộ phận bón phân để thực hiện chăm sóc bón phân cho cây cao su đã phát tán Tuy nhiên giải pháp này vẫn còn tồn tại là: mặt lô cao su vẫn còn bị cày xới nhiều, làm đứt rễ ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển cây cao su Mặt khác, việc bón phân theo yêu cầu quy định còn bị hạn chế

do kết cấu bón phân không phù hợp, liên hợp máy thường xuyên phải bổ sung phân bón Trong khi cây cao su thường được trồng thành từng lô thửa có diện tích lên tới hàng chục, thậm chí hàng trăm ha Vì vậy mà đề xuất này chưa được áp dụng vào các đơn vị canh tác cây cao su ở trong cả nước

Giai đoạn 2010 đến nay, đã có một số thử nghiệm tự phát của một số doanh nghiệp cơ khí ở Tây Ninh, Thành phố Hồ Chí Minh đề xuất mô hình máy bón phân cho cây cao su cho cả hai dạng loại móc và loại treo

Năm 2011, KS Phạm Tú Anh Vũ (Quận 9, Thành phố Hồ Chí Minh) giới thiệu mẫu máy bón phân chăm sóc cao su liên hợp với máy kéo 4 bánh bơm cỡ 1,4 tấn (hình 1.1) Máy thực hiện rải phân xuống rãnh được rạch với độ sâu tới 15 cm nằm giữa hai hàng cao su

Hình 1.1: Máy bón phân cho

cây cao su của KS Phan Tú Anh Vũ (Tp Hồ Chí Minh)

Tồn tại của mẫu máy của KS Phan Anh Vũ là thùng chứa bằng thép đen thông thường, nên nhanh bị rỉ sét, phân chứa trong thùng bị nén chặt nên phân không được rải đều hoặc thậm chí không rải được xuống rãnh Máy làm việc ở dạng luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

“treo”, nên chỉ thích hợp cho vườn cao su dạng “tiểu điền” Vì vậy máy không triển khai vào thực tế sản xuất được

Cũng trong năm 2011, kỹ sư Nguyễn Trọng Hòa thuộc Nông trường Thành Long (thuộc công ty Mía Đường BOURBON Tây Ninh) đã giới thiệu mẫu máy bón phân chăm sóc cho cây cao su loại treo liên hợp với máy kéo 4 bánh bơm cỡ 1,4 tấn (hình 1.2) Cấu tạo của máy gồm 2 thùng chứa với bộ phận rải phân kiểu vít tải Bộ phận rạch đất kiểu lưỡi cày ngầm không cánh Phân được đưa xuống rãnh và tự lấp

Ưu điểm của máy đơn giản, thích hợp cho vườn cao su dạng tiểu điền Nhược điểm của máy tương tự như máy của KS Phan Anh Tú thiết kế là không có khả năng bón phân ướt vì dễ bị nghẽn phân ở vít tải và ống dẫn Lượng chứa phân trong thùng ít làm ảnh hưởng đến năng suất và quản lý khi rừng cao su xa kho chứa

Hình 1.2: Máy bón phân cho cây cao su của anh Nguyễn Trọng Hòa

(Nông trường Thành Long - công ty Mía Đường BOURBON Tây Ninh) Năm 2012, công ty VINAMACH (Tp Hồ Chí Minh) đã giới thiệu trên thị trường máy bón phân cho cây cao su loại móc liên hợp với máy kéo bánh bơm cỡ 1,4 tấn (hình 1.3) Máy gồm có các bộ phận: thùng chứa phân bằng thép đen thông thường có dung tích chứa 0,6 m3, kết hợp làm nhiệm vụ đảo trộn hỗn hợp bón; bộ phận rải phân kiểu băng tải đai; bộ phận lấp phân dạng xới trộn đất Truyền động cho bộ phận trộn, rải phân và lưỡi xới lấy từ trục thu công suất Khi làm việc phân luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

được rải xuống đất thành rải và được lưỡi xới đi sau xới trộn với đất Tồn tại của loại máy xới bón này là ở chỗ vi phạm quy định chăm sóc cao su do xới đất rộng và sâu làm đứt rễ, làm tăng mức độ chống xói mòn đất Với cách bón và lấp đất khi bón phân gặp mưa sẽ làm thất thoát phân bón Đó là chưa kể đến kết cấu máy không phù hợp về mặt động lực học do bộ phận chuyển động quay là trục xới đất đặt xa máy kéo lại ở dạng treo Giảm khả năng chịu tải của khung, gây rung máy lớn Ngoài ra, vì bánh xe tựa có kích thước bé, chưa tính đến áp lực trên nền, nên việc di chuyển của liên hợp máy còn gây nên phá vỡ kết cấu đất trồng Các tồn tại khác tương tự như các máy bón phân của hai tác giả Phan Anh Vũ và Nguyễn Trọng Hòa Chính vì vậy mẫu máy này chưa được Tập đoàn Cao su Việt Nam chấp nhận đưa vào sản xuất thử nghiệm

Hình 1.3: Máy bón phân cho cây cao su

của công ty VINAMACH (Tp Hồ Chí

Minh)

Hình 1.4: Máy bón phân cho cây cao

su của anh Trần Quốc Hải

Năm 2012, anh Trần Quốc Hải, chủ cơ sở sản xuất cơ khí ở huyện Tân Châu tỉnh Tây Ninh đã giới thiệu mẫu máy bón phân cho cây cao su loại treo liên hợp với máy kéo 4 bánh bơm cỡ 1,4 tấn (hình 1.4) Thực chất đây là loại máy chép mẫu nguyên bản máy tung phân vôi của công ty KUBOTA (Nhật Bản sản xuất ) với tên gọi mới là máy bón phân chăm sóc cho cây cao su Máy thực hiện rải đều phân trên

bề mặt đất, nên không đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật nông học

Ở những nước phát triển như Braxin, Mãlaixia, có sự khác biệt với Việt Nam về công nghệ bón phân chăm sóc cho cây cao su Phân bón ở dạng hạt, tinh thể luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

và dạng bột được bón dưới dạng phun Hình 1.5 giới thiệu mẫu máy bón phân theo kiểu phun do Mãlaixia sản xuất

Hình 1.5: Máy bón phân theo kiểu phun Turbo Mini 300 do Mãlaixia sản xuất

Bảng 1.1 Giới thiệu đặc trưng kỹ thuật của các máy bón phân theo kiểu phun do

Mãlaixia sản xuất

Các đặc trưng kỹ thuật,

đơn vị đo

Mã hiệu Turbo Mini 300 Turbo-Spin 650 Turbo-Spin 850

1.2 Cơ sở lý luận của vấn đề nghiên cứu

sẽ ngừng sản xuất nhựa mủ khi đạt độ tuổi 26-30 năm

Năm 1897 đã đánh dầu sự hiện diện của cây cao su ở Việt Nam Công ty cao

su đầu tiên được thành lập là Suzannah (Dầu Giây, Long Khánh, Đồng Nai) năm

1907 Tiếp sau, hàng loạt đồn điền và công ty cao su ra đời, chủ yếu là của người Pháp và tập trung ở Đông Nam Bộ : SIPH, SPTR, CEXO, Michelin … Một số đồn điền cao su tư nhân Việt Nam cũng được thành lập

Đến năm 1920, miền Đông Nam Bộ có khoảng 7.000 ha cho sản lượng 3.000 tấn Cây cao su được trồng thử ở Tây Nguyên năm 1923 và phát triển mạnh trong giai đoạn 1960 – 1962, trên những vùng đất cao 400 – 600 m, sau đó ngưng vì chiến tranh Trong thời kỳ trước 1975, để có nguồn nguyên liệu cho nền công nghiệp

miền Bắc, cây cao su đã được trồng vượt trên vĩ tuyến 170 Bắc (Quảng Trị, Quảng Bình, Nghệ An, Thanh Hóa, Phú Thọ) với diện tích lên đến khoảng 6.000 ha Đến

1976, Việt Nam còn khoảng 76.000 ha, tập trung ở Đông Nam Bộ khoảng 69.500

ha, Tây Nguyên khoảng 3.482 ha, các tỉnh duyên hải miền Trung và khu 4 cũ khoảng 3.636 ha Sau 1975, cây cao su được tiếp tục phát triển chủ yếu ở Đông Nam Bộ Từ 1977, Tây Nguyên bắt đầu lại chương trình trồng mới cao su, thoạt tiên

do các nông trường quân đội, sau 1985 do các nông trường quốc doanh Từ 1992 đến nay tư nhân đã tham gia trồng cao su Ở miền Trung sau 1984, cây cao su được phát triển ở Quảng trị, Quảng Bình trong các công ty quốc doanh Đến năm 1999, diện tích cao su cả nước đạt 394.900 ha, cao su tiểu điền chiếm khoảng 27,2% Năm

2004, diện tích cao su cả nước là 454.000 ha, trong đó cao su tiểu điền chiếm 37% luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Năm 2005, diện tích cao su cả nước là 464.875 ha Đến năm 2007 diện tích Cao Su

ở Đông Nam Bộ (339.000 ha), Tây Nguyên (113.000 ha), Trung tâm phía Bắc (41.500 ha) và Duyên Hải miền Trung (6.500 ha)

Cây cao su được trồng thành vườn hay rừng (hình 1.6) Tùy theo từng loại đất và địa hình mà bố trí cho phù hợp Thông thường khoảng cách 7 x 3 m hoặc 6 x 3m hoặc 7 x 2,5 m, tương ứng với mật độ 476, 555 và 571 cây/ha Hố trồng có kích thước 70 x 70 x 70 cm, hoặc khoan bằng máy với đường kính 0,5 m, sâu 0,7 m Phân bón lót cho mỗi hố trước khi trồng 10 kg phân chuồng, 0,2 kg Super Lân / hố Cây cao su có thể trồng bằng tum ghép tức là bằng gốc rể trần Cắt rể đuôi chuột sát nách rể trụ chỉ để dài 60 cm Xử lý bằng chất kích thích ra rể NAA sẽ giúp rể mọc nhanh và nhiều Dùng tum trần 18 tháng, hoặc tum cắt cao trên 30 tháng (là biện pháp rút ngắn thời gian kiến thiết cơ bản vài năm) Dùng bầu PE nguyên sinh, dày 0,08 mm, nửa chiều dài bầu ở phần đáy có đục nhiều lỗ Bầu có kích thước 18 cm x

35 cm hoặc 16 cm x 33 cm đối với tum 6 – 8 tháng tuổi, đất trong túi đủ sét để bầu khỏi vỡ khi cắt bỏ túi

Hình 1.6: Rừng cao su

luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

1.2.2 Kỹ thuật chăm sóc cây cao su đã phát tán

Cây cao su thực hiện các công việc chăm sóc sau:

1) Làm cỏ: Thực hiện làm sạch cỏ trên dải cao su trồng cách gốc 1,5m và giữ thảm

cỏ phần còn lại rộng 4m để bảo vệ đất chống xói mòn Không được cày sâu giữa hàng cao su

2) Tủ gốc giữ ẩm: Cuối mùa mưa hàng năm cần tiến hành tủ gốc cho cao su để giữ

ẩm, vật liệu chủ yếu là bã mía, cỏ khô Ngày nay người ta thường dùng máy thổi lá

để tủ gốc cao su chính bằng lá rụng của nó

3) Tỉa chồi dại: Sau khi trồng 2 tháng, thường xuyên kiểm tra để tỉa chồi dại mọc ra

từ gốc

4) Bón phân:

 Trong thời kỳ kiến thiết cơ bản (KTCB):

Phân vô cơ được chia bón làm 2 - 3 đợt trong năm Năm đầu tiên thời gian giữa các lần bón phân cách nhau ít nhất 1 tháng Năm thứ hai trở đi bón vào đầu và cuối mùa mưa Cách bón: Bón phân khi đất đủ ẩm, không bón phân vào thời điểm

có mưa lớn và mưa tập trung Từ năm thứ nhất đến năm thứ tư: Cuốc rãnh hình vành khăn hoặc xăm nhiều lỗ quanh gốc cao su theo mép của tán lá để bón phân, sau đó lấp đất vùi phân Khi cây cao su đã giao tán: Đất bằng phẳng hoặc ít dốc thì rải đều phân thành băng rộng 1 m giữa hàng cao su Đối với đất dốc thì bón vào hệ thống hố giữ màu và vùi kín phân bằng lá, cỏ mục hoặc đất

Bảng 1.2, trình bày lượng phân bón cho cao su thời kỳ KTCB thay đổi tùy theo mật độ trồng và tuổi cây

 Trong thời kỳ khai thác

Phân vô cơ được chia làm 2 lần/năm, lần đầu bón 2/3 lượng phân N và K và toàn bộ lân vào tháng 4, 5 (đầu mùa mưa) khi đất đủ ẩm, lần hai bón lượng còn lại vào tháng 10

Cách bón: Trộn kỹ, chia, rải đều lượng phân thành băng rộng 1 - 1,5 m giữa luống cao su Đối với đất có độ dốc trên 15% thì bón vào hệ thống hố giữ màu và vùi lấp kín phân bằng lá, cỏ mục hoặc đất

luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Bảng 1.2 Lượng phân bón cho cao su thời kỳ KTCB thay đổi tùy theo mật độ

trồng và tuổi cây

Mật độ cây (cây/ha)

Năm tuổi

Tổng lượng phân kg/ha/năm)

Phân bón cho cây cao su trong thời gian khai thác trình bày như bảng 1.3

Bảng 1.3 Lượng phân hóa học bón cho cao su khai thác theo mật độ và năm khai

thác

Năm cạo

Mật độ (cây/ha)

kg/ha g/cây kg/ha g/cây kg/ha g/cây 1-10 350 –

1.2.3 Yêu cầu kỹ thuật nông học về bón phân cho cây cao su [6, 15, 16]

+ Phải bón đúng thời điểm quy định;

+ Bón đúng loại phân, lượng phân theo quy định;

+ Khi rạch rãnh để rải phân hạn chế làm đứt rễ cây làm ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng, phát triển và sản lượng mủ khi cây cao su đã phát tán;

+ Phân phải được rải đều và được lấp đất để đảm bảo chất lượng phân cho cây hấp thụ;

+ Đối với việc bón phân bằng máy: cần hạn chế số lần đi lại thấp nhất; không được làm ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng và phát triển của cây cao su; máy phải có mức độ cơ giới hóa, năng suất cao; giảm cường độ cho người lao động theo máy; hạn chế ô nhiễm môi trường khi máy làm việc; máy bón phân phải dễ vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa; an toàn lao động; máy làm việc có hiệu quả kinh tế cao so với thủ công

1.2.4 Máy bón phân chăm sóc cho cây cao su

1.2.4.1 Cấu tạo chung

Máy bón phân chăm sóc cho cây cao su là loại máy nông nghiệp liên hợp với máy kéo thực hiện việc chăm sóc theo yêu cầu nông học Cho đến nay hầu như chưa

có công bố về máy chăm sóc bón phân cho cây cao su trong các giáo trình hay tài liệu chuyên khảo

Từ nhiệm vụ, chức năng của công tác bón phân chăm sóc cho cây cao su dạng liên hợp với máy kéo các bộ phận của máy gồm có: bộ phận rạch hàng, bộ phận bón phân, bộ phận lấp đất và các bộ phận phụ trợ khác như khung, cơ cấu treo, bánh giới hạn độ sâu

Vì mỗi bộ phận làm việc của máy bón phân chăm sóc có nhiều nguyên lý làm việc và cấu tạo, nên không có cấu tạo chung duy nhất, mà máy bón phân chăm sóc cây cao su gồm sự tích hợp các bộ phận làm việc theo từng nguyên lý khác nhau

luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

a) Bộ phận rạch hàng dạng lưỡi

Bộ phận rạch hàng tạo rãnh bón phân gồm có các dạng sau:

+ Lưỡi xới vạn năng có cấu tạo như hình 1.7 Quá trình làm việc, phần lưỡi đi qua

sẽ cắt toàn bộ diện tích đáy lưỡi theo dải hình chữ nhật có bề rộng bằng bề rộng làm việc của lưỡi, chiều dài là chiều dịch chuyển của lưỡi cùng liên hợp máy, các mặt đất đúng bằng chiều sâu rạch Vì vậy với rễ cây nằm trong rải hình chữ nhật này cũng sẽ bị kéo lên, giựt đứt hay bị trụ lắp lưỡi cắt đứt Vì vậy không nên dùng loại lưỡi xới này làm lưỡi rạch hàng tạo rãnh bón phân khi chăm sóc cao su

+ Lưỡi xới vun có cấu tạo như hình 1.8 Quá trình làm việc của lưỡi xới vun khi tạo rãnh tương tự như lưỡi xới vạn năng nhưng tạo rãnh với độ sâu và lật đất lớn hơn so với lưỡi xới vạn năng Vì vậy không nên dùng loại lưỡi xới này làm lưỡi rạch hàng

tạo rãnh bón phân khi chăm sóc cao su

Hình 1.7: Cấu tạo lưỡi xới vạn năng Hình 1.8: Cấu tạo lưỡi xới vun

luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

+ Lưỡi xới chữ C có cấu tạo như hình 1.9 Quá trình làm việc của lưỡi xới chữ C khi tạo rãnh tương tự như lưỡi xới vạn năng nhưng tạo rãnh với độ sâu lớn hơn, nhưng bề rộng rãnh lại quá nhỏ, khó có thể đưa phân xuống rãnh Vì vậy không nên dùng loại lưỡi xới này làm lưỡi rạch hàng tạo rãnh bón phân khi chăm sóc cao su

Hình 1.9: Cấu tạo lưỡi xới chữ C Hình 1.10: Cấu tạo lưỡi cày ngầm có cánh

+ Lưỡi cày ngầm không có cánh có cấu tạo như hình 1.11 Quá trình làm việc của lưỡi cày ngầm không cánh khi tạo rãnh tương tự như lưỡi xới chữ C nhưng rãnh tạo

ra có độ sâu lớn, bề rộng rãnh nhỏ hơn lưỡi xới chữ C nên rất khó có thể đưa phân xuống rãnh Vì vậy không nên dùng loại lưỡi xới này làm lưỡi rạch hàng tạo rãnh bón phân khi chăm sóc cao su

Hình 1.11: Cấu tạo lưỡi cày ngầm

không có cánh

b) Bộ phận rạch hàng dạng chảo

Bộ phận làm việc của chảo có dạng chỏm cầu, hoặc hình nón cụt, nhưng thông dụng hơn cả là dạng chỏm cầu Vị trí của chảo khi làm việc được xác định bởi hai góc:

luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

- Góc tiến  : Góc hợp thành bởi đường kính nằm ngang của chảo và hướng chuyển động (Hình 1.12.a)

Hình 1.12: Các góc đặt của chảo khi làm việc

- Góc nghiêng  : Góc hợp thành bởi mặt phẳng chảo và đường thẳng đứng n(Hình 1.12.b)

Giá trị của  , ảnh hưởng đến chất lượng làm việc và chi phí năng lượng ncho máy kéo Góc tiến  có tác dụng làm cho chảo có khả năng ăn sâu vào đất và tác dụng làm tơi vỡ đất Trong trường hợp  = 00 chảo không thể ăn sâu vào đất được Góc nghiêng  tạo cho chảo khả năng lật thỏi đất và tạo ra rãnh có bề rộng nlớn hơn Góc này bị giới hạn bởi mặt sau tỳ vào đáy luống Tùy theo mục đích của quá trình chăm sóc, khi thiết kế máy chăm sóc mía lấy các giá trị  ,n như sau: + Để tăng cường lật và tạo rãnh tham khảo các giá trị  , của cày phá lâm: n

thiết kế bộ phận rạch hàng tạo rãnh bón phân cho cây cao su chọn nguyên lý cày chảo phá lâm với các giá trị ghi như công thức 1.2

1.2.4.3 Bộ phận bón phân

Nhiệm vụ của bộ phận bón phân là rải phân theo định mức bón xuống rãnh (hay trên bề mặt theo yêu cầu) Cấu tạo chung bộ phận bón phân gồm có thùng chứ a, cơ cấu phân phối (hay định lượng bón), ống dẫn phân, cơ cấu truyền động

a) Thùng chứa

Thùng chứa có nhiệm vụ chứa phân để bón khi liên hợp máy làm việc Vì vậy yêu cầu kỹ thuật của bộ phận bón phân là phải chứa đủ lượng phân bón cho các đường làm việc của liên hợp máy mà không phải cung cấp giữa chừng và phân phải

tự chảy xuống được bộ phận rải phân Với yêu cầu này, dung tích chứa của thùng phân phải bằng hay lớn hơn lượng phân bón cần rải trước khi cung cấp tại đầu bờ Thùng chứa thường có dạng hình hộp với đáy hình chóp hay thùng hình nón Để đảm bảo điều kiện tự chảy, góc nghiêng của các thùng chứa phải lớn hơn góc ma sát động giữa phân bón và vật liệu làm thùng Để hạn chế hiện tượng gỉ sét của thùng, vật liệu làm thùng thường bằng thép không gỉ (inox) hay bằng polyme

b) Cơ cấu phân phối

Cơ cấu phân phối phân bón làm nhiệm vụ định mức lượng phân bón theo quy định khi chăm sóc (hoặc khi trồng) Cơ cấu phân phối phân bón bao gồm các kiểu sau:

+ Kiểu vít tải: Dựa vào đặc điểm của vít tải cho năng suất vận tải khá ổn định, nên vít tải thường được dùng làm cơ cấu định lượng Vít tải làm nhiệm vụ phân phối lượng phân bón khi bón phân chăm sóc mía ở dạng vít ngang hay vít đứng Khi phân bón có tính dính cao (thường do độ ẩm lớn), vít ngang làm việc không tốt do phân dính vào bề mặt vít làm cản trở sự di chuyển ổn định của phân trên vít hay khả năng nạp phân chứa trên thùng xuống Đối với vít tải đứng, nhược điểm này có thể hạn chế một phần, nhưng cũng không thể khắc phục hoàn toàn Hầu hết các bộ phận bón phân của các máy trồng và chăm sóc cây trồng của Thái Lan, Ấn Độ, Trung Quốc,…đều sử dụng vít tải ngang làm cơ cấu phân phối lượng phân bón

luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

+ Kiểu dải băng xoắn: Đây là một dạng cấu tạo của vít tải, với cánh vít không liền trục Cơ cấu phân phối kiểu lò xo xoắn cũng thuộc loại này Nhược điểm của cơ cấu phân phối kiểu vít tải giống như đối với vít tải Ngoài ra, độ chính xác định lượng của cơ cấu phân phối kiểu dải băng xoắn kém chính xác hơn so với loại vít tải liền trục vì năng suất của dải băng xoắn không ổn định Vì vậy, khi định lượng bằng phương pháp thể tích, người ta không dùng dải băng xoắn Ở Việt Nam, PGS.TS Nguyễn Quang Lộc (2003) đã dùng cơ cấu phân phối kiểu lò xo cho máy chăm sóc mía

+ Cơ cấu phân phối kiểu trục cuốn: Nguyên lý trục cuốn ứng dụng chủ yếu trong định lượng cho đối tượng vật liệu khô, rời như định lượng gieo lúa Mặc dù về nguyên lý có thể làm cơ cấu phân phối phân bón dạng bột hay hạt khô, nhưng do khả năng làm việc cho các đối tượng này khi bị ẩm, dính rất kém, nên hầu hết các máy canh tác mía (máy trồng và chăm sóc) không thấy sử dụng nguyên lý này + Cơ cấu phân phối kiểu đĩa: Tương tự như nguyên lý kiểu trục cuốn, cơ cấu phân phối kiểu đĩa chỉ áp dụng khi trồng và chăm sóc các loại cây trồng cạn lấy hạt hoặc rau, quả, không thấy áp dụng cho cây mía

c) Cơ cấu truyền động

Với chế độ động học của cơ cấu phân phối lượng phân bón có tốc độ thấp, nên hầu hết cơ cấu truyền động cho bộ phận bón phân là truyền động cơ khí kiểu truyền động xích, truyền động bánh răng, hay truyền động phối hợp Đã có một số máy chăm sóc mía sử dụng truyền động thủy lực cho kết cấu gọn, dễ điều chỉnh và điều khiển, nhưng do giá thành cao, nên ít được áp dụng

d) Ống dẫn phân

Nhiệm vụ của ống dẫn phân là dẫn chuyển phân từ cơ cấu phân phối rải lên mặt đồng theo quy định Ống dẫn phân thường được làm bằng ống kim loại, polyme Ống dẫn phân có hai dạng ống cứng và ống mềm kiểu lò xo hoặc bằng vật liệu cao su Ống mềm có ưu điểm dễ dàng thay đổi hướng rải phân Đường kính ống rải phân phải đủ lớn để không xẩy ra hiện tượng tắc nghẽn khi làm việc

luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

1.2.4.4 Bộ phận trang phẳng

Bộ phận trang phẳng có nhiệm vụ làm phẳng bề mặt luống trong phạm vi an toàn hay khỏa lấp phân bón khi chăm sóc Bộ phận trang phẳng bao gồm cơ cấu trang và khung treo Khung treo cơ cấu trang có dạng cơ cấu hình bình hành và tác động cân bằng của lò xo để có thể làm việc ổn định khi bề mặt luống nhấp nhô, gồ ghề Cơ cấu trang có các kiểu sau:

+ Cơ cấu trang kiểu cánh gạt: Cánh gạt có dạng tấm phẳng, hay tấm cong hình thành lên lưỡi san đất khi làm việc Cánh gạt được bố trí hợp với hướng chuyển động (hay luống cao su) một góc  = 30  900 Với góc  nhọn sẽ làm cho hỗn hợp đất trước cánh gạt không bị ùn trước bề mặt lưỡi và tạo hướng dồn đất theo yêu cầu Với cánh gạt dạng tấm phẳng có thể bố trí tấm nghiêng úp, vuông góc hay ngửa lên phía trên Ở dạng tấm nghiêng úp, cánh gạt có tác dụng nén đất Hầu hết bộ phận trang phẳng kiểu cánh gạt được áp dụng trên các máy trồng hay chăm sóc cây trồng của Thái Lan, Trung Quốc,…

+ Cơ cấu trang kiểu bừa răng: Sử dụng tính năng của bừa răng là làm nhỏ đất và trang phẳng đồng ruộng để làm bộ phận trang phẳng ở nhiều loại máy chăm sóc mía Răng trên bộ phận trang phẳng của máy chăm sóc mía có dạng trục (tiết diện hình trụ, hay hình đa giác đều) thường chỉ lắp theo một hàng ngang, nên vết răng lớn, khả năng làm tơi hay làm phẳng kém

+ Cơ cấu trang kiểu dao gạt đất: bao gồm các dao gạt đất bố trí như ở cơ cấu bừa răng Ưu điểm của cơ cấu trang phẳng kiểu dao gạt đất là không những làm tơi, nhỏ đất mà mức độ trang phẳng cao hơn so với cơ cấu trang kiểu bừa răng, lại dễ thoát

đất, không gây ùn tắc như cơ cấu trang kiểu cánh gạt

1.3 Ý kiến thảo luận và định hướng nghiên cứu

1.3.1 Ý kiến thảo luận

1) Công nghệ bón phân chăm sóc cho cây cao su ở nước ta hiện nay giống như công nghệ bón phân chăm sóc ở các nước phát triển có trình độ thâm canh cao su ở trình

độ cao như Braxin hay Mãlaixia trước thập niên 1970 Hiện tại các nước này đã thay thế bón phân trực tiếp bằng các phương pháp cơ học sang phương pháp thủy luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

khí động lực học có mức độ cơ giới hóa và tự động hóa cao nên cho năng suất cao, giảm chi phí lao động cả ở các khâu trực tiếp và gián tiếp Công nghệ này đòi hỏi chất lượng phân bón và trình độ sản xuất cơ khí tiên tiến Vì thế mặc dù ngành cao

su Việt Nam có doanh thu xuất khẩu lớn nhưng vẫn chưa nhập về các máy bón phân chăm sóc cao su

2) Bất kỳ máy bón phân cho cây cao su nào cũng gồm các bộ phận: thùng chứa phân, bộ phận cung cấp (định mức bón), bộ phận rải phân, bộ phận rạch hàng, bộ phận lấp đất Nguyên lý làm việc và cấu tạo của các bộ phận làm việc này đã được nghiên cứu và xây dựng thành hệ thống hoàn chỉnh trong các giáo trình, sách chuyên khảo thuộc lĩnh vực cơ khí nông nghiệp

3) Máy bón phân dạng treo chỉ phù hợp cho canh tác cây cao su ở dạng “tiểu điền” Máy bón phân dạng moóc phù hợp cho chăm sóc cao su ở những vườn cây lớn, xa nhà chứa phân Đối với dạng moóc cần giải quyết việc nâng hạ lưỡi rạch hàng ở các thế làm việc, vận chuyển trên đường, quay đầu bờ

4) Rãnh rải phân cần có độ sâu nhỏ từ 7 – 12 cm, hẹp để không làm ảnh hưởng đến

sự sinh trường và phát triển của cây cũng như tác động xói mòn Với khoảng cách hàng trồng từ 5 – 6 m thì cần hai rãnh rải phân ở giữa hai hàng trồng cách nhau từ 1 – 1,2 m Bộ phận tạo rãnh nên sử dụng dạng chảo để làm tổn hại ít đến rễ cây, nhất

là ở các vườn hay rừng cây cao su lâu năm Công cụ lưỡi có thể móc rễ làm hư hại đến cây cao su

5) Hỗn hợp bón nằm trong thùng chứa như trong một bun ke Vì thế có thể xảy ra các hiện tượng nén chặt hay tạo thành khoang rỗng làm ảnh hưởng đến quá trình cung cấp phân Các giải pháp khắc phục là tạo các tầng lưới, các thanh đỡ hay bộ phận khuấy trộn

1.3.2 Định hướng nghiên cứu

Từ các phân tích trên hướng nghiên cứu đề tài là:

Chọn mô hình máy bón phân chăm sóc cây cao su phục vụ công tác thực nghiệm bộ phận bón phân như hình 1.13

luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Mô hình máy chăm sóc bón phân cho cây cao su kiểu liên hợp moóc với máy kéo 4 bánh bơm cỡ 1,4 tấn (từ 50 – 80 HP) thực hiện bón tự động Cấu tạo của máy gồm:

Hình 1.13: Sơ đồ cấu tạo máy chăm sóc bón phân cho cây cao su pha ́ t tán

1 Thùng chứa phân; 2 Các thanh chống nén; 3 Vít tải đứt đoạn;

4 Khung chảo rạch; 5 Xy lanh thủy lực; 6 Chốt liên kết máy kéo;

7 Bánh giới hạn độ sâu rạch; 8 Chảo rạch; 9 Bộ phận lấp đất; 10 Bánh xe

+ Rơ moóc chứa và rải phân: Nhiệm vụ của rơ moóc rải phân là chứa phân bón, cung cấp và rải phân xuống rãnh Thùng chứa phân cần làm bằng vật liệu inox để cókhả năng chống lại sự ăn mòn của phân bón Các kích thước hình học và kết cấu của thùng phải được giải quyết từ kết quả tính toán và thực nghiệm để tránh được hiện tượng đánh đống hay đóng bánh khi làm việc Rơ moóc cần có vật che đậy để không làm ướt hay thất thoát phân khi trời mưa Bộ phận rải phân kiểu cánh đứt đoạn, nằm suốt theo chiều dài rơ moóc

+ Bộ phận rạch hàng: Nhiệm vụ bộ phận rạch hàng là tạo rãnh rải phân Bộ phận rạch hàng có cấu tạp dạng chảo có gắn bánh xe tựa để điều chỉnh độ sâu rạch hàng Việc nâng hạ bộ phận rạch hàng khi làm việc, quay đầu bờ hay vận chuyển trên đường nhờ hệ thống thủy lực liên kết với rơ moóc

+ Bộ phận gạt đất lấp phân dạng bừa răng lắp bơi

luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

+ Bộ phận vận chuyển dạng moóc với bánh xe dạng bánh bơm có kích thước đủ lớn

để hạn chế bị lún hay trượt khi chạy trên các hàng cao su

+ Vì bộ phận rải phân có yêu cầu công suất khá lớn (do 2 trục rải phân nằm suốt chiều rơ moóc) nên truyền động cho trục rải phân bằng trục cardan lấy truyền động

từ trục thu công suất của máy kéo

luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Chương 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG

+ Nâng cao hiệu quả khai thác mủ cây cao su nhờ bón phân đúng theo quy định của ngành cao su;

+ Hạn chế thất thoát vật tư trong việc bón phân cho cây cao su

2.1.2 Mục tiêu cụ thể

Xác định bằng lý thuyết và thực nghiệm một số thông số kết cấu hợp lý của

bộ phận bón phân trên máy bón phân cho cây cao su đã phát tán

2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2.2.1 Đối tượng nghiên cứu 2.2.1.1 Các tính chất cơ lý của phân bón cho cây cao su đã phát tán [16]

Các tính chất cơ lý ảnh hưởng đến sự làm việc của bộ phận bón phân cho cây cao su đã phát tán trình bày như bảng 2.1

Bảng 2.1 Các tính chất cơ lý của phân bón cho cây cao su đã phát tán

Khoảng tin cậy Trung bình

Bón phân chăm sóc cho cây cao su đã phát tán

luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Nội dung nghiên cứu 2: Khảo sát thực nghiệm bộ phận bón phân của máy bón

phân chăm sóc cho cây cao su khi đã phát tán bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm

Nội dung nghiên cứu 3: Xác định các thông số tối ưu cho bộ phận bón phân của

máy bón phân chăm sóc cho cây cao su khi đã phát tán

2.4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Cách tiếp cận

+ Tiếp cận các tài liệu, công trình khoa học nghiên cứu liên quan:

- Về kỹ thuật canh tác cây cao su;

- Về cấu tạo và lý thuyết tính toán máy bón phân chăm sóc cho các cây trồng cạn nói chung và cây cao su nói riêng;

+ Tiếp cận bằng điều tra, khảo sát trực tiếp tại các công ty Cao su ở các tỉnh Phía Nam để tìm hiểu tình hình trồng và chăm sóc cây cao su; nhu cầu về máy bón phân cho cây cao su; các yêu cầu khi chăm sóc bón phân cho cây cao su

+ Tiếp cận bằng thực nghiệm trong phòng thí nghiệm để đo đạc các tính chất cơ lý của phân bón

+ Tiếp cận bằng các phương pháp thống kê để xác định các quy luật thực nghiệm về đối tượng nghiên cứu

luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

2.4.2 Phương pháp nghiên cứu

2.4.2.1 Phương pháp nghiên cứu nội dung 1

+ Kế thừa các kết quả nghiên cứu về máy bón phân chăm sóc cho cây trồng cạn nói chung và cây cao su nói riêng

+ Sử dụng lý thuyết tính toán bộ phận bón phân để nghiên cứu kết cấu và quá trình động học và động lực học ở các bộ phận bón phân

2.4.2.2 Phương pháp nghiên cứu nội dung 2

Áp dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm tối ưu để nghiên cứu bộ phận bón phân nhằm xác định một số thông số kết cấu hợp lý



 Với Qi năng suất bón phân ở lần khảo sát thứ i, n

là số lần khảo sát (dung lượng mẫu)

S – sai số tiêu chuẩn (độ lệch tiêu chuẩn) thực nghiệm năng suất bón phân S tính theo công thức:

S =

1n

)Q

n 1 i i

+ Góc máng che vít để khắc phục hiện tượng nén hoặc tạo vòm trong thùng chứa phân b (0);

+ Khoảng cách giữa các máng che của vít theo phương đứng h (mm)

c) Phương án thực nghiệm

 Ma trận thí nghiệm:

Do bị giới hạn về thời gian và kinh phí chế tạo số mẫu thí nghiệm, nên quá trình nghiên cứu tiến hành thực nghiệm theo phương án bậc II, 3 mức của Box – Behnken Do vậy ở mỗi thông số chỉ cần thiết kế, chế tạo 3 mức (thay vì 5 mức cho các phương án quy hoạch thực nghiệm bậc II khác)

Ma trận thí nghiệm theo phương án bậc II, 3 mức của Box – Behnken có tính chất như sau:

+ Thí nghiệm tiến hành với 3 mức thí nghiệm đối xứng: mức trên, mức dưới và mức

Trong đó: k – số thông số vào;

n0 – số thí nghiệm lặp ở tâm phương án

Với số thông số vào là 3, số thí nghiệm lặp theo phương án tối ưu của Box (1952) là 6, số thí nghiệm cho quy hoạch thực nghiệm bậc II của Box – Behnken là:

Bảng 2.2 Ma trận thí nghiệm theo phương án bậc II của Box – Behnken

Miền thực nghiệm:

Mức cơ sở của các thông số vào được lấy ở các giá trị thiết kế cho máy được thiết kế mới Cũng với máy được thiết kế mới thì mức trên và mức dưới là biên nghiên cứu được lấy bằng 30  50 % giá trị của mức cơ sở [2, 5, 14, 17, 19, 20] Chọn miền nghiên cứu như vậy để đảm bảo tác động bậc II (không phải tuyến tính)

đủ lớn

d) Phương pháp xử lý số liệu

Xử lý số liệu được thực hiện bằng phần mềm Statgraphics Version 7.0 gồm các bước:

Bước 1: Xác định giá trị các hệ số hồi quy ở dạng đầy đủ

Bước 2: Phân tích phương sai để loại bỏ các hệ số hồi quy không bảo đảm

độ tin cậy với mức ý nghĩa p = 0,05

Bước 3: Xác định các giá trị hồi quy theo hàm toán mới sau khi đã loại bỏ

các hệ số hồi quy không đủ độ tin cậy

Bước 4: Phân tích phương sai trên hàm toán mới Kiểm tra độ tin cậy của

các hệ số hồi quy mới Nếu không bảo đảm độ tin cậy, thì cải tiến mô hình

Bước 5: Kiểm tra độ tương thích của mô hình theo tiêu chuẩn Fisher

Trong đó: MSLf – phương sai không tương thích (Mean Square Lack-of-fit);

MSEp – phương sai mẫu hay phương sai lặp (Mean Square pure);

Error-Fb – giá trị tra bảng tiêu chuẩn Fisơ ứng với số bậc tự do của tử và mẫu , mức ý nghĩa p = 0,05.

Sau khi xây dựng được mô hình hồi quy thực nghiệm, tiếp tục dùng phần mềm Statgraphics Version 7.0 để vẽ đồ thị các hàm mục tiêu theo từng cặp thông

số vào làm cơ sở cho tìm cực trị trong miền thực nghiệm

e) Phương pháp phân tích mô hình toán học

Phân tích mô hình toán học mô tả mức độ bón phân đồng đều đặc trưng bằng

hệ số biến động năng suất bón phân Hbđ theo hai nội dung:

+ Mức độ ảnh hưởng về độ lớn lẫn chiều tác động của hệ số hồi quy đến mô hình; + Phân tích sự ảnh hưởng bằng bề mặt đáp ứng (vẽ đồ thị không gian 3 chiều cho từng cặp yếu tố vào)

Bề mặt đáp ứng chính là đồ thị biểu diễn không gian 3 chiều của hàm số với một chiều là giá trị hàm số, hai chiều là 2 thông số vào, còn các thông số còn lại lấy

ở mức cơ sở

Bất kỳ bề mặt đáp ứng nào của mô hình thống kê thực nghiệm cũng có phương trình mô tả dạng:

y = b0 + b1*x1 + b2*x2 + b11* x1 + b22*x2 + b12*x1*x2 (2.5) Trong đó: y – hàm số;

b0, b1, b2, b11 ,b22, b12 – các hệ số hồi qui;

x1, x2 – các thông số vào được chọn để lập bề mặt đáp ứng

luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Gọi 11 và 22 là nghiệm  của phương trình bậc II sau:

2 – (b11 + b22)*  + (b11 * b22 – b122 * 1/4) = 0 (2.6)

Có các dạng bề mặt sau:

+ Nếu 11 và 22 cùng dấu thì bề mặt có dạng paraboloid elliptic Đồ thị có cực đại khi 11 và 22  0 và cực tiểu khi 11 và 22  0

+ Nếu 11 và 22 trái dấu nhau thì bề mặt có dạng paraboloid hypecbolic

+ Nếu có một trong hai nghiệm 11 hoặc 22 bằng 0 thì bề mặt là các đoạn thẳng

song song tựa trên một parabol

f) Phương pháp đo đạc và điều khiển thực nghiệm

 Dụng cụ đo

+ Đo các thông số hình học: Dùng các loại thước đo chiều dài như thước mét, thước

lá, thước kẹp, calip, thước đo góc, thước kẹp

Hình 2.2: Thước lá

Hình 2.1: Thước mét (dạng thước cuộn) Hình 2.3: Thước kẹp

+ Đo các thông số động học: Đồng hồ đo số vòng quay DT – 2238 – PHOTO/CONTACT TACHOMETER của hãng Lutron (Đức), dãy đo từ 1 vg/ph – 99.999 vg/ph, cấp chính xác 1rpm; đồng hồ bấm giây đo thời gian

Hình 2.4: Đồng hồ đo số vòng quay DT – 2238 Hình 2.5: Đồng hồ bấm giây

luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

+ Đo các thông số động lực học:

Hình 2.6: Cân đĩa Nhơn Hòa loại 60 kg Hình 2.7: Cân điện tử

- Đo khối lượng bằng cân các loại: đo khối lượng gia công lớn bằng cân đĩa Nhơn Hòa loại 60 kg; đo khối lượng nhỏ trong phòng thí nghiệm bằng cân điện tử

 Phương pháp xác định

Các thông số đo đạc chia làm hai loại:

+ Các thông số đo trực tiếp:

Là tất cả các thông số đo được đọc trực tiếp khi đo đạc Thuộc về các thông

số này gồm có thông số đặc trưng về kích thước hình học, động học, khối lượng + Các thông số đo gián tiếp:

Là tất cả các thông số phải tính toán qua các thông số đo trực tiếp qua công thức Thuộc về các thông số này gồm có thông số đặc trưng về năng suất, chi phí năng lượng riêng, độ bền viên

- Đo năng suất vít tải (năng suất bón phân):

Năng suất xác định bằng công thức:

Trong đó: M – khối lượng phân bón được vít tải vận chuyển trong khoảng

thời gian T, kg;

T – thời gian vận chuyển, ph

luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Chọn và đo thời gian làm việc (vận chuyển phân để rải xuống rãnh) của vít tải là T

= 5 phút bằng đồng hồ bấm giây Đo khối lượng phân được vít tải rải xuống thùng hứng ở của ra vít tải là M (kg) bằng cân đĩa Nhơn Hòa loại 60 kg Tính năng suất cho lần đo thứ i theo công thức 2.7 ta được năng suất bón phân là Qi (kg/ph)

- Đo hệ số biến động năng suất bón phân Hbđ :

)Q

n 1 i i

2.4.2.3 Phương pháp tối ưu hóa

Bài toán tối ưu hóa một mục tiêu là tối ưu hóa hàm mục tiêu được xây dựng bằng phương pháp quy họach thực nghiệm với ràng buộc kỹ thuật là giới hạn miền thực nghiệm phát biểu ở dạng mã hóa

luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Như vậy, đề tài thực hiện giải hai bài toán tối ưu hóa đơn mục tiêu như sau:

dò tìm ngẫu nhiên xác định được

Các bước giải bài toán tối ưu này như sau:

1) Khai báo các hàm y1, y2 Lưu ý viết đúng cú pháp hàm theo ngôn ngữ của phần mềm (ngôn ngữ Pascal)

2) Vào file TU.EXE để vào chương trình (hình 2.8)

Hình 2.8: Thực đơn của chương trình tối ưu hóa

luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

3) Lựa chọn tối ưu một hay hai mục tiêu

4) Khai báo hàm, giá trị biên của mã hóa 5) Ấn Enter để chạy và xuất kết quả

2.4.2.4 Phương pháp thực nghiệm kiểm định chế độ tối ưu bộ phận bón phân

Tổ chức thực nghiệm với các thông số tối ưu tính toán Đo đạc năng suất bón phân Dùng phương pháp phân tích phương sai đánh giá về hệ số biến đợng năng suất bón phân So sánh với kết quả tính toán tối ưu để kiểm chứng đánh giá

luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

3.1 Nghiên cứu lý thuyết bộ phận bón phân của máy bón phân cho cây cao

su đã phát tán

3.1.1 Nghiên cứu quá trình động học và động lực học về phân bón trong bun ke

chứa phân trên máy bón phân cho cây cao su đã phát tán

3.1.1.1 Mô hình bun ke chứa phân trên máy bón phân cho cây cao su đã phát tán

Mô hình bun ke chứa phân trên máy bón phân cho cây cao su đã phát tán có cấu tạo như hình 1.13

Hình 3.1: Bun ke chứa phân trên máy bón phân cho cây cao su đã phát tán

1 Thùng chứa phân; 2 Các thanh chống nén; 3 Vít tải đứt đoạn;

4 Khung chảo rạch; 5 Xy lanh thủy lực; 6 Chốt liên kết máy kéo;

7 Bánh giới hạn độ sâu rạch; 8 Chảo rạch; 9 Bộ phận lấp đất; 10 Bánh xe

Bun ke có cấu tạo hình hộp với đáy là hình chóp dùng chứa phân để bón cho cây cao su đã phát tán Phân bón là các loại phân hóa học, vô cơ dạng viên hoặc bột

Để chống tác động ăn mòn hóa học của phân, nên vật liệu sử dụng để chế tạo bun

ke bằng thép không gỉ SS – 304 Nhờ làm bằng vật liệu thép không rỉ, không chỉ hạn chế ăn mòn hóa học mà hệ số ma sát ngoài giữa thành bun ke và phân nhỏ, giúp cho phân chảy hay chuyển động tốt hơn trong bun ke

Dung tích chứa của bun ke đảm bảo cho máy bón phân cho cây cao su đã phát tán có thể hoạt động liên tục chăm sóc 4  5 ha cao su không phải dừng lại tiếp luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si