Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy trồng khoai mì 2 hàng mtkm 2

Cách tiếp cận + Tiếp cận các tài liệu, công trính khoa học nghiên cứu liên quan: - Về kỹ thuật canh tác cây khoai mí; - Về máy trồng các cây trồng cạn nói chung và cây khoai mí nói riên

ỦY BAN NHÂN DÂN TP HCM BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐHNL TP HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO NGHIỆM THU

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

ỦY BAN NHÂN DÂN TP HCM BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐHNL TP HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO NGHIỆM THU

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

CƠ QUAN QUẢN LÝ CƠ QUAN CHỦ TRÌ

ý tên, đóng dấu xác nhận) ý tên, đóng dấu xác nhận)

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 12 NĂM 2015

4 Sản phẩm khoa học của đề tài 2

Chương 1 NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 3

1.1 Nội dung nghiên cứu 3

1.2 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 3

1.3 Kết quả và thảo luận 3

1.3.1 Nghiên cứu tình hình cơ giới hóa canh tác khoai mì ở

trong và ngoài nước

3

1.3.3 Nghiên cứu quy trình công nghệ trồng khoai mì và máy

2.1 Nội dung nghiên cứu 19

2.2 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 19

2.3 Kết quả và thảo luận 28

2.3.1 Nghiên cứu thực nghiệm xác định các dữ liệu thiết kế 28

2.3.2 Xác định mô hình và sơ đồ động học máy trồng khoai mì

MTKM – 2

40

2.4 Kết luận chương 2 44

Chương 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY TRỒNG KHOAI MÌ 45

3.1 Nội dung nghiên cứu 45

3.2 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 45

3.3 Kết quả và thảo luận 46

3.4 Kết luận chương 3 70

Chương 4 XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHế TẠO

MÁY TRỒNG KHOAI MÌ

71

4.1 Nội dung nghiên cứu 71

4.2 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 71

4.3 Kết quả và thảo luận 71

4.4 Kết luận chương 4 73

Chương 5 CHẾ TẠO MÁY TRỒNG KHOAI MÌ 74

5.1 Nội dung nghiên cứu 74

5.2 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 74

5.3 Kết quả và thảo luận 74

6.1 Nội dung nghiên cứu 76

6.2 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 76

6.3 Kết quả và thảo luận 81

6.3.2 Khảo nghiệm ứng dụng và xác định các chỉ tiêu kinh tế -

TÓM TẮT

Đề tài “ Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy trồng khoai mì 2 hàng MTKM – 2 ”

do ThS Nguyễn Kiều Hạnh làm chủ nhiệm có thời gian thực hiện 21 tháng từ tháng 04/2014 đến tháng 12/2015 Cơ quan chủ trí là “Trường đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chì Minh ” Mục tiêu của đề tài là thiết kế, chế tạo máy trồng khoai mỳ từ cây hom liên liên hợp với máy kéo 4 bánh bơm công suất 50 HP nhằm giảm chi phì trồng khoai mỳ và nâng cao hiệu quả trồng khoai mỳ

Nội dung nghiên cứu của đề tài gồm có:

1) Nghiên cứu tổng quan:

- Nghiên cứu tính hính cơ giới hóa canh tác khoai mỳ ở trong và ngoài nước;

- Nghiên cứu yêu cầu nông học trồng khoai mí;

- Nghiên cứu quy trính công nghệ trồng khoai mí và máy trồng khoai mí

2) Tình toán thiết kế máy trồng khoai mí

3) Xây dựng quy trính công nghệ chế tạo máy trồng khoai mí

4) Chế tạo máy trồng khoai mí

5) Khảo nghiệm máy trồng khoai mí

6) Chuyển giao máy trồng khoai mí MTKM – 2 cho Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Phú Yên

Kết quả nghiên cứu đạt được của đề tài là:

1) Đã nghiên cứu tổng quan theo các nội dung làm cơ sở cho tình toán thiết kế, chế tạo máy trồng khoai mí MTKM – 2

2) Đã tình toán thiết kế máy trồng khoai mí 2 hàng MTKM – 2

3) Đã xây dựng quy trính công nghệ chế tạo máy trồng khoai mí 2 hàng MTKM – 2 4) Đã chế tạo hoàn chỉnh máy trồng khoai mí MTKM – 2

5) Đã tiến hành khảo nghiệm máy trồng khoai mí MTKM – 2, làm cơ sở đánh giá các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật và chuyển giao máy trồng khoai mí MTKM – 2 cho

Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Phú Yên

6) Đã chuyển giao máy trồng khoai mí MTKM – 2 cho Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Phú Yên

Research contents of project including:

1) Research project overview:

- Study on the situation of mechanized cassava cultivation in Vietnam and other countries;

- Research on agronomic requirements of cassava planting;

- Research on technological processes of cassava planting and cassava planting machine

2) Calculate and design of cassava planting machine

3) Develop technological process of manufacturing cassava planting machine 4) Manufacture of cassava planting machine

5) Make experiments with cassava planting machine

6)Transfer cassava planting machine MTKM - 2 for Phu Yen Department of Science and Technology

Research results achieved:

1) Studied the content review as the basis for calculating on design and manufacturing of cassava planting machine MTKM - 2

2) Calculated and designed cassava planting machine MTKM - 2

3) Developed technological process of manufacturing cassava planting machine with 2 rows MTKM - 2

4) Had a complete fabrication plant cassava planting MTKM - 2

5) Have been done experiments to evaluate the economic - technical indicators and transfer cassava planting machine MTKM - 2 for Phu Yen Department of Science and Technology

6) Transfered cassava planting machine MTKM - 2 for Phu Yen Department of Science and Technology

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

TT Tên đại lƣợng, thuật ngữ Đơn vị

đo Ký hiệu, từ viết tắt

Bảng 2 Sản phẩm khoa học của đề tài đã đăng ký và thực hiện 2

Bảng 1.1 Đặc tính kỹ thuật máy trồng khoai mì hai hàng bán tự động

2BMSU của Trung Quốc

9

Bảng 1.2 Đặc tính kỹ thuật máy trồng khoai mì hai hàng bán tự động

SQTP01 và SQTP02 của Trung Quốc

Bảng 2.7 Kết quả thí nghiệm đo khối lượng riêng của phân bón sử

dụng khi tiến hành trồng khoai mì

38

Bảng 2.8 Kết quả thí nghiệm đo khối lượng thể tích của phân bón vô

cơ sử dụng khi tiến hành trồng khoai mì

Bảng 6.2 Kết quả khảo sát bộ phận rạch hàng tạo rãnh trồng khoai mì

của liên hợp máy trồng mía MTZ – 892 + MTKM – 2

83

Bảng 6.3 Kết quả khảo sát bộ phận cắt hom rải trên đồng của liên hợp

máy trồng khoai mì MTZ – 892 + MTKM – 2

84

Bảng 6.4 Kết quả khảo nghiệm sơ bộ đánh giá chất lượng bón lót phân

khi trồng mì bằng máy trồng khoai mì MTKM – 2

85

Bảng 6.5 Kết quả khảo nghiệm xác định các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật

của máy trồng khoai mì MTKM – 2

87

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Số hình Tên hình Trang

Hình 1.1 Cắt hom khoai mì bằng thủ công 4

Hình 1.2 Trồng khoai mí theo phương pháp thủ công 4

Hình 1.3 Máy cắt hom khoai mì của Thái Lan 5

Hình 1.4 Máy cắt hom khoai mì của Malayxia 6

Hình 1.5 Máy trồng từ hom khoai mì của Malayxia 7

Hình 1.6 Máy trồng từ hom khoai mì của Nigeria 7

Hình 1.7 Máy trồng từ hom khoai mì của Braxin 8

Hình 1.8 Máy trồng khoai mì từ thân cây khoai mí bán tự động 2

Hình 1.10 Máy trồng khoai mì hai hàng bán tự động model 2AMSU 10

Hình 1.11 Máy trồng hom khoai mì bán tự động model : SQTP01 và

Hình 1.13 Máy trồng bằng hom khoai mì 13

Hình 1.14 Mẫu máy trồng sắn bán tự động do anh Trần Quốc Hải

chế tạo theo mẫu máy trồng mìa của Thái Lan

13

Hình 2.1 Thước mét (thước cuộn) 21

Hình 2.4 Mô hính thiết bị đo hệ số ma sát ngoài 22

Hình 2.5 Thiết bị đo hệ số ma sát ngoài và phễu đo khối lượng thể

Hình 2.11 Thước đo góc dốc tự nhiên của khối hạt 25

Hình 2.12 Thiết bị đo áp suất cắt thái 26

Hình 2.13 Màn hính hiển thị và máy tình kết nôi với thiết bị đo 26

Hình 2.14 Mô hính máy trồng khoai mì MTKM – 2 41

Hình 2.15 Sơ đồ động học liên hợp máy trồng khoai mí MTKM – 2 44

Hình 3.1 Cấu tạo bộ phận lên luống 47

Hình 3.2 Cấu tạo cụm rạch hàng 49

Hình 3.3 Cấu tạo bộ phận bón phân 51

Hình 3.4 Cấu tạo thùng chứa phân 53

Hình 3.5 Trống dao và dao cắt 55

Hình 3.6 Sơ đồ nguyên lý bộ phận cắt hom khoai mí 55

Hình 3.7 Cấu tạo bộ phận lấp đất 60

Hình 3.8 Cấu tạo khung máy (khung chình) và cơ cấu treo 63

Hình 3.9 Cấu tạo bánh xe tựa 68

Hình 6.1 Chuẩn bị khảo nghiệm máy trước khi khảo nghiệm 81

Hình PC1.1 Dữ liệu nhập để tình toán thiết kế bộ truyền động xìch từ

trống dao đến vìt tải phân theo chương trính thiết kế chi tiết máy của CN Nguyễn Trì Tấn và TS Nguyễn Như Nam

101

Hình PC1.2 Kết quả tình toán thiết kế bộ truyền động xìch từ trống

dao đến vìt tải phân theo theo chương trính thiết kế chi tiết máy của CN Nguyễn Trì Tấn và TS Nguyễn Như Nam

101

Hình PC1.3 Dữ liệu nhập để tình toán thiết kế bộ truyền động bánh

răng giữa hai trống dao theo chương trính thiết kế chi tiết máy của CN Nguyễn Trì Tấn và TS Nguyễn Như Nam

102

Hình PC1.4 Kết quả tình toán thiết kế bộ truyền động bánh răng giữa

hai trống dao theo chương trính thiết kế chi tiết máy của

CN Nguyễn Trì Tấn và TS Nguyễn Như Nam

102

Hình PC1.5 Dữ liệu nhập để tình toán thiết kế bộ truyền động xìch từ

bánh xe tựa đến trống dao theo chương trính thiết kế chi tiết máy của CN Nguyễn Trì Tấn và TS Nguyễn Như Nam

103

Hình PC1.6 Kết quả tình toán thiết kế bộ truyền động xìch từ bánh xe

tựa đến trống dao theo chương trính thiết kế chi tiết máy của CN Nguyễn Trì Tấn và TS Nguyễn Như Nam

103

Hình PC2.1 Chuẩn bị máy 104

Hình PC2.2 Chuẩn bị máy 104

Hình PC2.3 Chuẩn bị máy 104

Hình PC2.4 Cơ cấu lấp hom và tạo luống sau khi trồng 104

Hình PC2.5 Máy đang khảo nghiệm 105

Hình PC2.6 Máy đang khảo nghiệm 105

Hình PC2.7 Các thành viên trong đề tài 105

Hình PC2.8 Các thành viên trong đề tài 105

Hình PC2.9 Bới đất kiểm tra hom 105

Hình PC2.10 Bộ phận chứa hom khi di chuyển 105

Hình PC2.11 Kiểm tra khoảng cách hom trồng và chiều dài hom 105

Hình PC2.12 Kiểm tra khoảng cách hom trồng và chiều dài hom 105

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Tên đề tài/dự án:

Nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy trồng khoai mì 2 hàng MTKM – 2

Chủ nhiệm đề tài/dự án: Nguyễn Thị Kiều Hạnh

Cơ quan chủ trí: Trường đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh

Thời gian thực hiện: 21 tháng, từ tháng 4/2014 đến tháng 12

ề tài từ tháng 9/2013 đến tháng 12/2015 (gia hạn 3 tháng)

Kinh phì được duyệt: 280.000.000 đ

Kinh phì đã cấp:

Đợt 1: 140.000.000 đ theo Thông báo số /TB-SKHCN

Đợt 2: 110.000.000 đ theo Thông báo số /TB-SKHCN

+ Giảm chi phì trồng khoai mỳ:

- Giảm giá thành trồng khoai mỳ trên 60 %;

- Giảm chi phì lao động: trên 80%

+ Nâng cao hiệu quả trồng khoai mỳ

3 Nội dung:

Nội dung công việc đã đăng ký (đối chiếu với thuyết minh đề tài và hợp đồng

đã ký) và thực hiện trính bày như bảng 1

Bảng 1 Nội dung công việc nghiên cứu của đề tài đã đăng ký và thực hiện

TT Công việc dự kiến Công việc đã thực hiện Mức độ

hoàn thành (%)

1 Nghiên cứu tổng quan:

- Nghiên cứu tính hính cơ giới

hóa canh tác khoai mỳ ở trong

và ngoài nước;

- Nghiên cứu yêu cầu nông học

trồng khoai mí;

Nghiên cứu tổng quan:

- Nghiên cứu tính hính cơ giới hóa canh tác khoai mỳ ở trong

và ngoài nước;

- Nghiên cứu yêu cầu nông học trồng khoai mí;

100

- Nghiên cứu quy trính công

nghệ trồng khoai mí và máy

trồng khoai mí

- Nghiên cứu quy trính công nghệ trồng khoai mí và máy trồng khoai mí

2 Nghiên cứu cơ sở khoa học thiết

4 Xây dựng quy trính công nghệ

chế tạo máy trồng khoai mí

Xây dựng quy trính công nghệ chế tạo máy trồng khoai mí

7 Nghiệm thu đề tài Báo cáo tổng kết, báo cáo tóm

tắt và các hồ sơ minh chứng

100

4 Sản phẩm khoa học của đề tài:

Sản phẩm khoa học của đề tài đã đăng ký (đối chiếu với thuyết minh đề tài

và hợp đồng đã ký) và thực hiện trính bày như bảng 2

Bảng 2 Sản phẩm khoa học của đề tài đã đăng ký và thực hiện

TT Sản phẩm khoa học đã đăng ký Sản phẩm khoa học đã thực hiện Mức độ

hoàn thành (%) Tên sản phẩm, ĐVT Sl Tên sản phẩm, ĐVT Sl

1 Báo cáo kết quả nghiên

6 01 luận văn thạc sĩ 01 01 luận văn thạc sĩ 01 100

7 01 Bài báo khoa học 01 01 Bài báo khoa học 01 100

Chương 1

NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 1.1 Nội dung nghiên cứu

1) Nghiên cứu tính hính cơ giới hóa canh tác khoai mì ở trong và ngoài nước

2) Nghiên cứu yêu cầu nông học trồng khoai mí

3) Nghiên cứu quy trính công nghệ trồng khoai mí và máy trồng khoai mí

1.2 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

1.2.1 Cách tiếp cận

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

- Về kỹ thuật canh tác cây khoai mí;

- Về máy trồng các cây trồng cạn nói chung và cây khoai mí nói riêng;

+ Tiếp cận bằng điều tra, khảo sát trực tiếp tại các vùng canh tác khoai mí tập trung

ở các tỉnh thuộc Miền Đông Nam Bộ, Tây Nguyên và Miền Trung để tím hiểu tính hình canh tác khoai mí; nhu cầu về máy trồng khoai mí; các yêu cầu khi trồng khoai

mì

1.2.2 Phương pháp nghiên cứu

Áp dụng các phương pháp điều tra thống kê, tra cứu tài liệu để nghiên cứu máy trồng khoai mí

1.3 Kết quả và thảo luận

1.3.1 Nghiên cứu tình hình cơ giới hóa canh tác khoai mì ở trong và ngoài nước

1.3.1.1 Tổng luận các công trình ở ngoài nước về máy trồng khoai mì đã công bố

Trồng khoai mì bằng máy đã được nhiều nước nghiên cứu rất sớm Điển hính

là Ấn Độ, Brazin, Malaisia, Thái Lan và gần đây nhất là Trung Quốc với 3 hướng

cơ giới hóa trồng khoai mì là liên hợp máy rạch hàng trồng hom khoai mì kết hợp thủ công, liên hợp máy trồng khoai mì bán tự động và máy trồng khoai mì tự động (dạng liên hợp máy hoặc máy tự hành) Nhưng cho đến nay chưa thấy có bất kỳ công bố khoa học hay thương mại nào về mẫu máy trồng khoai mì tự động mà vẫn còn trong các giai đoạn nghiên cứu về nguyên lý, mô hính

Ở liên hợp máy trồng khoai mì bán tự động gồm có hai loại chình sau là liên hợp máy trồng từ hom khoai mì bán tự động và liên hợp máy trồng từ thân cây khoai mì bán tự động Với liên hợp máy trồng từ hom khoai mì bán tự động thực

hiện công đoạn trồng khoai mì trên cơ sở hom đã được chuẩn bị (cắt thân cây khoai

mì thành hom), còn với liên hợp máy trồng khoai mì bán tự động thực hiện công đoạn trồng khoai mì không cần chuẩn bị hom

a) Liên hợp máy rạch hàng trồng từ hom khoai mì kết hợp thủ công (Theo [5], [24])

Việc trồng khoai mì bằng liên hợp máy rạch hàng trồng từ hom khoai mì kết hợp thủ công phải tiến hành chuẩn bị hom khoai mì bằng thủ công (hính 1.1) và trồng khoai mí bằng thủ công (hính 1.2) Mức độ cơ giới hóa quá trính trồng chỉ dừng lại là rạch hàng, các khâu còn lại đều là thủ công (kể cả cắt hom, ví việc đưa thân cây khoai mì vào máy cắt hom cũng bằng thủ công)

Hình 1.1 Cắt hom khoai mì bằng thủ công

Hình 1.2 Trồng khoai mì theo phương pháp thủ công

Mọi nghiên cứu theo hướng cơ giới hóa này chỉ nhằm cải tiến khâu rạch hàng và quản lý lao động thủ công Các yêu cầu kỹ thuật trồng bị vi phạm như hom được cắt không đúng quy định, rải hom không đều cả theo hàng hay trên luống trồng, hom lại bị phơi làm ảnh hưởng đến tỉ lệ mọc mầm và phát triển của cây khoai

mì, Và hơn cả là chi phì trồng rất cao do chi phì lao động thủ công rất lớn Với nhiều lý do khác nhau mà phương pháp trồng khoai mì bằng máy rạch hàng trồng hom khoai mì kết hợp thủ công hiện vẫn còn đang áp dụng phổ biến ở nhiều quốc gia, trong đó chủ yếu là ở Việt Nam, Trung Quốc, Thái Lan, Cămpuchia, Lào, Mianmar, và nhiều nước thuộc châu Phi, Mỹ – Latin khác

Với tồn tại như đã phân tìch, đề tài không theo hướng nghiên cứu cơ giới hóa

trồng khoai mì theo hướng trồng bằng máy rạch hàng kết hợp thủ công

b) Liên hợp máy trồng từ hom khoai mì bán tự động (Theo [5], [24])

Máy trồng khoai mì từ hom bán tự động là tổ hợp máy cắt hom khoai mì và liên hợp trồng hom khoai mì bán tự động được áp dụng ở nhiều quốc gia có ngành trồng khoai mì phát triển từ những năm 1960 Trong đó có Thái Lan, Malaisia, Brazin,…Ở Trung Quốc không thấy sử dụng, công bố về loại máy trồng khoai mì kiểu này Cho đến nay mô hính này còn áp dụng ở một số quốc gia như ở châu Á,

châu Phì và châu Mỹ Latinh

Hình 1.3 Máy cắt hom khoai mì của Thái Lan

a Sơ đồ truyền động; b.Máy cắt hom khoai mì

1.Động cơ truyền động cho cơ cấu cam; 2 Cơ cấu cam; 3 Trục đĩa cắt;

4 Phễu cấp liệu; 5 Đĩa cắt; 6 Đĩa phía dưới;

7.Động cơ truyền động cho đĩa cắt; 8.Trục cam

(Theo Development of a Stem Cutting Unit for a Cassaca Planter, J, Lungkapin,

V.M Solokhe, R Kalsirilp and H Nakashima, 2007)

Cấu tạo của máy cắt hom khoai mì Thái Lan (hính 1.3) gồm có khung máy, trên đó lắp đĩa cắt, đĩa đỡ hom, ống nạp hom và ống thoát hom, trục cắt, trục cam,

cơ cấu cam Động cơ truyền động cho cơ cấu cam có công suất 0,37 kW, còn cho

đĩa cắt có công suất 0,75 kW Bộ phận cắt sử dụng nguyên lý cắt bằng “đĩa cưa”, khi cắt thực hiện hai chuyển động là chuyển động quay tròn và chuyển động tịnh tiến Đĩa cắt quay với vận tốc từ 1.200 ÷ 1.700 vg/ph Thân cây khoai mì được thả vào ống nạp và được chặn lại bởi đĩa đỡ và được cắt bằng đĩa cắt Cơ cấu cam làm nhiệm vụ điều khiển số lần cắt của đĩa cắt Máy thực hiện cắt hom với độ dài từ 150

÷ 300 mm, năng suất 5.000 hom/h Máy cắt hom của Thái Lan còn một số tồn tại như trầy xước đầu hom do cắt bằng lưỡi cưa hay dễ vỡ đầu hom do không có bộ phận giữ hom làm thân cây khoai mì quay lung tung trong quá trính cắt

Hính 1.4 giới thiệu máy cắt hom khoai mì của Malaysia Cấu tạo máy gồm 7 đĩa cắt dạng đĩa răng cưa (cũng như của Thái Lan), hai bộ truyền động xìch có gắn tay gạt làm nhiệm vụ như một băng chuyền gạt thân cây khoai mì về phìa đĩa cắt

Hệ thống kẹp cây khi cắt bao gồm phần kẹp và tay kẹp Tay kẹp quay quanh trục và

ép thân cây khoai mì vào lưỡi dao khi cây khoai mí trên băng truyền di chuyển đến đĩa cắt Các bộ phận cắt được truyền động từ động cơ xăng công suất nhỏ

Hình 1.4 Máy cắt hom khoai mì của Malayxia

(Theo Mechanization Possibilites for Cassava Production Malaysia H Md Akhir

and A, B Sukra)

Máy cắt hom khoai mì của Malayxia có nguyên lý làm việc như sau: Cây khoai mì được đặt trên băng chuyền sẽ được chuyển đến gần phìa bộ phận cắt để lưỡi cưa quay cắt cây khoai mì Hom khoai mì rơi xuống máng nghiêng và rơi vào thùng chứa hom Với 7 đĩa dao cắt, máy cắt hom cắt đồng thời 6 hom và loại bỏ phần ngọn và gốc thân khoai mì Năng suất máy đạt 3.300 hom/h Mẫu máy cắt hom khoai mì của Malaixia khá giống về cấu tạo và nguyên lý máy cắt hom mìa của

đề tài cấp Thành phố Hồ Chì Minh do Phan Hiếu Hiền và Trần Văn Khanh (trường

đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chì Minh) chủ trí Giá chào hàng máy cắt hom khoai mì của Malaysia là 1.316 USD Máy cắt hom khoai mì của Malaysia chế tạo còn những tồn tại như máy cắt hom khoai mì do Thái Lan chế tạo là hom khoai mì rơi xuống không được xếp theo trật tự đầu đuôi

Máy trồng từ hom khoai mì của Malaysia (hính 1.5) và Nigeria (hính 1.6) thực hiện trồng khoai mì 1 hàng

Hình 1.5 Máy trồng từ hom

khoai mì của Malayxia

Hình 1.6 Máy trồng từ hom khoai mì của Nigeria

Các máy trồng từ hom khoai mì của Malaysia và Nigeria có khác biệt nhau là hướng người ngồi thả hom ngược chiều nhau Ở máy trồng từ hom khoai mì của Malaysia không có bánh lấp đất, nên không đảm bảo độ chặt của đất với hom khoai

mì ảnh hưởng đến khả năng mọc và sinh trưởng của cây khoai mì Ngoài ra cả hai loại máy trồng từ hom khoai khoai mì này có chung những tồn tại như sau:

+ Máy chỉ trồng 1 hàng và dùng lao động thủ công thả hom nên cho năng suất thấp;

+ Vết bánh xe trên mặt ruộng lớn làm ảnh hưởng đến kết cấu đất và sự phát triển của khoai mí;

+ Máy có bề rộng bánh nhỏ làm bánh xe lún sâu, làm ảnh hưởng đến điều khiển độ sâu trồng

+ Không thực hiện tạo luống nên khi mưa to dễ làm úng ngập, gây hư hại cây

Hính 1.7, giới thiệu cấu tạo máy trồng hom khoai mì của Braxin So với máy trồng hom khoai mì của Malaysia và Nigeria thí máy trồng từ hom khoai mì của Braxin đã thực hiện trồng hai hàng nên cho năng suất cao hơn Tuy nhiên vẫn còn những tồn tại như đã phân tìch

Hình 1.7 Máy trồng từ hom

khoai mì của Braxin

c) Liên hợp máy trồng khoai mì từ thân bán tự động (Theo [5], [24])

Từ sự giống nhau về hom trồng giữa cây khoai mì và cây mía cả về kìch thước, lẫn cách trồng nên kể từ năm 2008, trên thế giới bắt đầu xuất hiện những mẫu máy trồng khoai mì có nguyên lý làm việc như máy trồng mía từ nguyên liệu cây hom có nguồn gốc từ Braxin (hính 1.8) và Ấn Độ

Hình 1.8 Máy trồng khoai mì từ thân cây khoai mí bán tự động 2 hàng của Braxin

Năm 2012, ở Trung Quốc đã nghiên cứu thành công 2 mẫu máy trồng khoai

mì từ thân cây khoai mì hai hàng bán tự động là 2BMSU (hính 1.9) và 2ABMSU

(hính 1.10) và nhanh chóng chuyển thành sản phẩm thương mại để xuất khẩu Công

ty TNHH Thiết Bị Tân An Phát (Hà Nội ) đã nhập khẩu và thương mại mẫu máy 2BMSU với giá bán 12.000 USD Máy 2BMSU có đặc tình kỹ thuật như bảng 1.1

Hình 1.9 Máy trồng khoai mì hai hàng bán tự động của Trung Quốc

Bảng 1.1 Đặc tính kỹ thuật máy trồng khoai mì hai hàng bán tự động 2BMSU của Trung Quốc

TT Đặc trƣng kỹ thuật, đơn vị tính Giá trị

Mẫu máy phiên bản 2AMSU có giá rẻ hơn mẫu máy phiên bản 2BMSU (giá

từ 8.300 – 8.552 USD) với tình năng tương đương

Tồn tại chình của mẫu máy trồng khoai mì hai hàng bán tự động của Trung Quốc là ở chỗ:

+ Không gian chứa thân cây khoai mì ìt, không đảm bảo cho máy làm việc liên tục trên thửa ruộng có chiều dài lớn

+ Bánh giới hạn độ sâu dạng bánh cao su không phù hợp cho các máy canh tác trên đồng và bảo quản khi hết mùa làm việc

+ Máy không có khả năng trồng trên vùng đất đồi núi, nhiều gốc, rễ cây hay sỏi đá

+ Giá thành máy cao, nên người sản xuất không có thể đầu tư

+ Mẫu máy mới ra đời nên có nhiều tồn tại cần có thời gian nghiên cứu hoàn thiện

Hình 1.10.Máy trồng khoai mì hai hàng bán tự động model 2AMSU

Ngoài ra tập đoàn công nghiệp Sheng Qian Thượng Hải Trung Quốc cũng đã giới thiệu 2 mẫu máy trồng khoai mì 2 hàng bán tự động model: SQTP01 và SQTP02 (hình 1.11)

Hình 1.11 Máy trồng hom khoai mì bán tự động model : SQTP01 và SQTP02

Các máy trồng khoai mì 2 hàng bán tự động SQTP01 và SQTP02 đã khắc phục được nhược điểm như khoang chứa thân khoai mì lớn hơn, đảm bảo cho máy làm việc liên tục được trên đồng ruộng có chiều dài lớn 2 mẫu máy có tình năng như ở bảng 1.2

Bảng 1.2 Đặc tính kỹ thuật máy trồng khoai mì hai hàng bán tự động SQTP01 và SQTP02 của Trung Quốc

Các đặc trƣng kỹ thuật Model

SQTP01 SQTP02

Loại máy trồng Flat type Ridging type

Như vậy liên hợp máy trồng khoai mì từ thân khoai mí bán tự động thực hiện việc trồng khoai mí ngoài cung cấp hom cho bộ phận cắt bằng tay thí các khâu còn lại hoàn toàn là tự động hóa Có sự khác biệt giữa cung cấp hom khoai mì bằng tay

và thân cây khoai mì bằng tay trong quá trính trồng là ở chỗ, chiều dài thân cây khoai mì thường chiếm khoảng 6 ÷ 8 lần hom, nên về mặt cung cấp hom thí liên hợp máy trồng khoai mì bán tự động có thể gia tăng năng suất cũng gấp từ 6 ÷ 8 lần

so với liên hợp máy trồng hom khoai mì bán tự động Đó là chưa kể đến việc chất hom đơn giản và năng suất cao hơn nhiều

1.3.1.2 Tổng luận các công trình ở trong nước về máy trồng khoai mì đã công bố

Ở trong nước, việc nghiên cứu máy trồng để cơ giới hóa trồng khoai mì đã được sự quan tâm của nhiều cơ quan nghiên cứu, đào tạo và sản xuất Nhưng cho đến nay, kết quả nghiên cứu vẫn chỉ dừng ở các mô hính tương tự như ở nước ngoài trong những năm 1970 Chủ yếu vẫn dừng lại ở mô hính liên hợp máy trồng khoai

mì bằng liên hợp máy rạch hàng trồng từ hom khoai mì kiểu thủ công kết hợp cơ giới hoặc cao hơn là máy trồng khoai mì từ hom bán tự động

Phương pháp trồng khoai mì bằng máy rạch hàng trồng hom khoai mì kết hợp thủ công hiện vẫn còn đang áp dụng phổ biến ở nước ta cho chi phì lao động 15 – 17 công/ha, chi phì trồng từ 3.000.000 ÷4.000.000 đồng/ha

Năm 2007 Hà Đức Thái (là chủ nhiệm) cùng với tập thể cán bộ giảng dạy khoa Cơ Điện trường đại học Nông nghiệp Hà Nội thực hiện đề tài cấp nhà nước

“Nghiên cứu lựa chọn công nghệ, thiết kế, chế tạo các máy để cơ giới hóa canh tác

và thu hoạch khoai mì (khoai mí) ở vùng sản xuất tập trung” mã số KC.07.07/06-10 [5] Trong đó có nội dung chình là thiết kế, chế tạo máy trồng khoai mì

Hình 1.12 Máy cắt hom khoai mì

của đề tài khoa học cấp nhà nước mã

mã số KC.07.07/06-10 (hình 1.12)

Như phân tìch ở hai mẫu máy cắt hom khoai mì đã nêu, mẫu máy cắt hom khoai mì của Hà Đức Thái cũng có những tồn tại tương tự không thể khắc phục được

Với việc chuẩn bị hom khoai mì trước khi trồng máy trồng khoai mì từ hom thực hiện các công đoạn rạch hàng, bón lót, đặt hom, phủ và nén đất

Cũng như mẫu máy cắt hom khoai mí, dựa trên các mẫu máy trồng từ hom của nước ngoài cả về nguyên lý làm việc lẫn kết cấu, Hà Đức Thái cùng các cộng sự (2010) đã thiết kế, chế tạo máy trồng khoai mí từ hom trong đề tài cấp nhà nước mã

số KC.07.07/06-10 (hình 1.13)

Hình 1.13 Máy trồng bằng hom khoai mì của đề tài cấp nhà nước

mã số KC.07.07/06-10)

Máy trồng bằng hom khoai mì của đề tài cấp nhà nước mã số

KC.07.07/06-10 ngoài các nhược điểm như đã phân tìch ở trên, còn có thêm tồn tại thuộc về công nghệ chế tạo

Hình 1.14 Mẫu máy trồng khoai mì bán tự động do anh Trần

Quốc Hải chế tạo theo mẫu máy trồng mía của Thái Lan

Từ sự giống nhau về hom trồng giữa cây khoai mì và cây mía cả về kìch thước, lẫn cách trồng nên kể từ năm 2008, sau khi tiếp nhận mẫu máy trồng mía từ thân cây khoai mì từ Thái Lan nhập vào nước ta, anh Trần Quốc Hải (tỉnh Tây Ninh) đã chế tạo chép mẫu để thử nghiệm trồng khoai mì từ nguyên liệu cây hom

mẫu máy được chế tạo theo kiểu chép mẫu cho cây mía nên tất cả các thông số hính học, động học, động lực học và kết cấu của máy không phù hợp Máy không có khả năng trồng theo ý muốn về cách đặt hom (đứng, nghiêng, nằm), khoảng cách cây trên luống và giữa các luống trồng Bộ phận vun tạo luống, lấp và nén đất chưa thìch hợp Bộ phận cắt hom làm bị dập nên hạn chế tỉ lệ mọc và sống của cây khoai

mí sau khi trồng Do không thiết kế cơ cấu khâu khớp nên bộ phận lấp đất và trang phẳng không lượn được trên mặt đồng Bên cạnh đó, các thông số kỹ thuật của máy công bố không có kiểm chứng khoa học hay cơ quan quản lý thẩm quyền nên mâu thuẫn giữa khả năng và kết quả như năng suất, chi phì nhiên liệu, giá thành sản xuất… Đây cũng là những tồn tại vốn có của các đề tài “tự phát” dạng sáng kiến cải

tiến kỹ thuật

1.3.2 Nghiên cứu yêu cầu nông học trồng khoai mì (Theo [14], [24])

1.3.2.1 Các yêu cầu kỹ thuật đối với đất trồng khoai mì

- Đất trồng khoai mì nhất thiết phải được chuẩn bị kỹ trước khi trồng, các công việc bao gồm: thu dọn rễ cây và tàn dư thực vật, san lấp mặt bằng; xử lý cỏ dại

- Cây khoai mì cần đất tơi xốp, sâu để rễ, củ phát triển Cày sâu 20cm, cày 2 lần, mỗi lần cách nhau 10 – 15 ngày, bừa 2 lần (lần 1 sau khi cày lật đất lần 1 khoảng 7 – 15 ngày và lần 2 sau khi cày 2,5 – 7 ngày)

- Không lên luống theo chiều dọc của đất, ví nước sẽ rửa trôi đất màu

Bảo vệ đất: Việc chống sói mòn trên đất dốc trồng khoai mì là rất cần thiết,

ví vậy khi trồng trên đất dốc cần thực hiện các biện pháp sau:

- Trồng theo đường đồng mức, lên luống vuông góc với độ dốc

- Trồng các băng cây chống xói mòn theo đường đồng mức: cỏ vetiver, cây cốt khì hoặc các cây phân xanh khác

- Trồng xen các cây họ đậu: lạc, đậu xanh, đậu đen…cũng có tác dụng chống xói mòn, đồng thời làm tăng dinh dưỡng đất, giúp đất phục hồi độ phí sau khi trồng khoai mí, đây là việc cần phải làm lâu dài đối với các khu vực canh tác

- Phủ bằng rơm rạ hoặc các nguồn phụ liệu khác khoai mí có từ địa phương

1.3.2.2 Các yêu cầu kỹ thuật đối với hom trồng

- Chọn giống khoai mí có năng suất cao, hàm lượng tinh bột từ 28% - 30%, dạng cây gọn phù hợp với đặc tình thổ nhưỡng của đất canh tác

- Cây hom được bảo quản ở nơi khô ráo và có bóng mát, diệt côn trùng để phòng trừ Thời gian bảo quản giống < 60 ngày

- Thân cây giống lấy hom phải đạt từ 7 tháng tuổi trở lên, đường kình trên 1,5cm, loại bỏ phần ngọn non và phần gốc quá già sử dụng ở đoạn giữa thân với chiều dài làm hom giống chiếm từ 1/3 – 1/2 chiều dài cây hom

- Hom khoai mì, chiều dài 15 – 20 cm, đạt 4 – 6 mắt, nhặt mắt đặc lõi và không bị trầy dập

- Hom giống trước khi trồng phải được xử lý bằng các hỗn hợp diệt nấm

1.3.2.3 Các yêu cầu kỹ thuật đối với khoảng cách và mật độ trồng

+ Nguyên tắc chung: “đất tốt trồng thưa, đất xấu trồng dày, khoai mì cây cao to trồng thưa, khoai mì cây thấp gọn trồng dày, đất xấu cần đầu tư nhiều phân hơn so với đất tốt”

+ Đất tốt: Khoảng cách trồng 1,00 m x 0,80 m, mật độ 12.500 cây/ha

+ Đất trung bính: Khoảng cách trồng 0,90 m x 0,80 m, mật độ 13.888 cây/ha

+ Đất nghèo: Khoảng cách trồng 0,80 m x 0,80 m, mật độ 15.620 cây/ha

Khoảng cách trồng 0,80 m x 0,70 m, mật độ 16.286 cây/ha

1.3.2.4 Các yêu cầu kỹ thuật đối với thời vụ trồng

Thời vụ trồng khoai mì tùy thuộc nông lịch cụ thể của từng địa phương Các giống khoai mì công nghiệp trồng để lấy bột thường thu hoạch 8-12 tháng sau trồng Các giống khoai mì ngọt trồng để ăn tươi thí có thể thu hoạch rãi rác từ 6- 9 tháng + Vùng Tây Nguyên, vùng Đông Nam Bộ, vùng đất núi Đồng bằng Sông Cửu Long, khoai mì được trồng vụ chình (70%) từ giữa tháng 4 đến cuối tháng 5 và vụ phụ (30%) từ cuối tháng 9 đến đầu tháng 11

+ Vùng ven biển miền Trung, khoai mí được trồng từ tháng 1 đến tháng 2 trong điều kiện nhiệt độ tương đối cao và có mưa ẩm, thu hoạch vào tháng 9, tháng 10 để

né tránh bão lụt gây đổ ngã và thối củ ngoài đồng

+ Vùng Đông Bắc, vùng Tây Bắc, vùng Đồng bằng sông Hồng, khoai mì trồng tốt nhất là trong tháng 2 ví lúc này có mưa xuân ẩm, trời bắt đầu ấm, thìch hợp cho cây sinh trưởng, hính thành và phát triển củ Khoai mì trồng muộn vào tháng 4, trời đã nóng, cây sinh trưởng mạnh nhưng không đủ thời gian cho củ phát triển

Ngoài ra, ta có thể dự định thời vụ trồng khoai mì dựa vào thổ nhưỡng tại vùng cần trồng như :

+ Đất đỏ trồng vào mùa mưa (tháng 4 đến tháng 5)

+ Đối với đất xám, nên chia thành hai thời vụ trồng để rải vụ thu hoạch và giảm áp lực về công lao động

- Vụ 1: Trồng từ tháng 4 – tháng 5 và thu hoạch và tháng 1 – tháng 3 năm sau Ở

vụ này nên tranh thủ sớm khi đất đủ độ ẩm, khô hạn làm giảm khả năng mọc mầm của hom khoai mì

- Vụ 2 Trồng vào tháng 10 – tháng 11; thu hoạch vào tháng 9 – 10 năm sau

1.3.2.5 Các yêu cầu kỹ thuật đối với cách đặt và lấp hom

+ Đặt hom xiên hoặc nằm hoặc đứng dọc theo luống (Vùng Đông Nam Bộ và vùng Tây Nguyên, phần lớn nông dân đặt hom nằm ngang để giảm công trồng và dễ thu hoạch Các tỉnh phìa Bắc và vùng ven biển miền Trung, nông dân thường cắm hom xiên so với mặt đất khoảng 30o hoặc hom đứng để giúp cho cây mọc mầm nhanh, khoẻ, giữ ẩm và ìt đổ ngã.)

+ Hom đặt cần hướng mầm cây lên trên và nghiêng cùng chiều để cây sinh trưởng tốt, tiện chăm sóc và thu hoạch

+ Hom đặt không chạm vào phân khoáng hoặc phân chuồng tươi chưa hoai mục đề phòng hom bị hư hại do ngộ độc, mất nước, nhiễm bệnh

+ Độ sâu lấp hom 6-8cm

1.3.3 Nghiên cứu quy trình công nghệ trồng khoai mì và máy trồng khoai mì

1.3.3.1 Phân tích về quy trình công nghệ trồng khoai mì

Khoai mì là cây trồng theo mùa vụ, có thời gian yêu cầu sinh trưởng dài khá tương đồng với một số cây trồng từ hom thân như cây mía Điểm khác biệt là cấu tạo thân cây khoai mì khác với thân cây mía là vỏ cây mềm và dễ cắt hơn, hom có chiều dài ngắn hơn, khi trồng cần phải lên luống ví sản phẩm thu hoạch không phải

là thân mà là củ Ví vậy cần phải làm đất kỹ, đảm bảo khoảng cách giữa hàng trồng cũng như khoảng cách giữa cây trên hàng Khoảng cách giữa cây trên hàng gấp hai đến ba lần so với cây mía Cây khoai mì trồng và lấp ở độ sâu thìch hợp khác biệt so với cây mía

Ví vậy máy trồng khoai mì phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật nông học trồng khoai mì như khoảng cách hàng trồng, giữa các hom trên hàng, độ sâu trồng và lấp

đất, kìch thước luống trồng

1.3.3.2 Phân tích về máy trồng khoai mì

Máy trồng khoai mì bằng phương pháp thủ công với rãnh trồng được rạch bằng cơ giới cho năng suất thấp, tốn nhiều công lao động và chi phì sản xuất cao hơn các mô hính cơ giới hóa trồng khoai mì khác, mặc dù người sản xuất không cần phải đầu tư thiết bị nhiều Với chi phì sản xuất cao làm tăng chi phì sản phẩm khoai

mì, nên đã đặt ra tình cấp thiết cho mô hính cơ giới hóa trồng khoai mì với máy trồng khoai mì phù hợp

Ở mô hính cơ giới hóa trồng khoai mì bằng tổ hợp liên hợp máy trồng khoai

mì từ hom đã cắt và máy cắt hom đã được triển khai bằng đề tài nghiên cứu khoa học cấp nhà nước và kế thừa kinh nghiệm của thế giới Tuy nhiên mô hình này cho thấy những tồn tại sau:

+ Việc thực hiện cơ giới hóa trồng khoai mì bằng hệ thống máy phức tạp sẽ làm cho giá thành cao, quản lý sản xuất, quản lý kỹ thuật phức tạp Không đáp ứng yêu cầu

kỹ thuật nông nghiệp cho các máy canh tác nông nghiệp

+ Năng suất cơ giới hóa trồng khoai mì thấp Ở công đoạn trồng, năng suất quyết định bằng khả năng cung cấp hom bằng tay (hoàn toàn thủ công) của người lao động theo kiểu cấp từ hom một Tồn tại này mất ý nghĩa về cơ giới hóa là tăng năng suất, giảm chi phì lao động

+ Chất lượng trồng kém Đặc biệt là khi yêu cầu trồng hom có góc nghiêng lớn sẽ

có nhiều hom trồng “lộn đầu”, làm ảnh hưởng đến khả năng mọc và phát triển cây khoai mì sau này

+ Máy chỉ cải tiến hơn máy rạch hàng là: thay vì dùng lao động đi trên đồng rải hom bằng tay thí người lao động được “chở” bằng máy, và có thể thực hiện lấp đất, trang phẳng hay nén chặt bằng máy

Với những tồn tại trên mà việc cơ giới hóa trồng khoai mì bằng tổ hợp liên hợp máy trồng khoai mì từ hom đã cắt sẵn và máy cắt hom chưa được ứng dụng tại Việt Nam dù đó là mẫu máy do nước ngoài hay trong nước sản xuất

Với mô hính cơ giới hóa trồng khoai mì bằng máy trồng khoai mì từ thân cây bước đầu cho thấy thìch hợp với điều kiện, tập quán canh tác của nước ta Loại máy trồng này cho năng suất cao, chi phì trồng thấp, hệ thống máy đơn giản Hướng cơ giới hóa này cần được nghiên cứu bằng thực nghiệm để chứng minh tình ưu việt của mô hính

1.4 Kết luận chương 1

1) Tính hính cơ giới hóa canh tác khoai mí ở trong nước thấp so với thế giới, đặc biệt là khâu trồng Ví vậy chi phì sản xuất khoai mí ở nước ta còn cao hơn so với nhiều quốc gia khác, nên tình cạnh tranh thấp, ảnh hưởng đến thu nhập có nông dân vùng chuyên canh khoai mí

2) Từ yêu cầu nông học trồng khoai mí là cơ sở dữ liệu cho công tác thiết kế máy trồng khoai mí Bao gồm kìch thước luống, độ sâu, chiều dài hom, khoảng cách hom, cách đặt hom, thời vụ, lượng phân bón, tình chất đất trồng

3) Quy trính công nghệ (hay quá trính kỹ thuật) trồng khoai mí được mô phỏng

từ thực tế sản xuất bao gồm các công đoạn lên luống, rạch hàng, rải phân, cắt

và bỏ hom, lấp và nén đất Đây là cơ sở đề xuất mô hính nguyên lý cho máy trồng khoai mí thiết kế

Chương 2 NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC THIẾT KẾ MÁY TRỒNG KHOAI MÌ 2.1 Nội dung nghiên cứu

1) Nghiên cứu thực nghiệm xác định các dữ liệu thiết kế

2) Xác định mô hính và sơ đồ động học máy trồng khoai mí

2.2 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Cách tiếp cận

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

- Về kỹ thuật canh tác cây khoai mì;

- Về máy trồng các cây trồng cạn nói chung và cây khoai mì nói riêng;

+ Tiếp cận bằng điều tra, khảo sát trực tiếp tại các vùng canh tác khoai mí tập trung

ở các tỉnh thuộc Miền Đông Nam Bộ, Tây Nguyên và Miền Trung để tím hiểu tính hình canh tác cây khoai mí; nhu cầu về máy trồng khoai mí; các yêu cầu kỹ thuật nông học khâu trồng khoai mì

+ Tiếp cận bằng thực nghiệm trong phòng thì nghiệm để xác định dữ liệu thiết kế, thử nghiệm mô hính

+ Tiếp cận bằng thực nghiệm trong sản xuất để điều tra xác định dữ liệu thiết kế + Tiếp cận bằng các phương pháp thống kê để xác định các quy luật thực nghiệm về đối tượng nghiên cứu

2.2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.2.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

a) Phương pháp kế thừa

Quá trính nghiên cứu chuyên đề đã kế thừa các kết quả nghiên cứu về lý thuyết, thực nghiệm, các công trính tổng kết, biên soạn của các tác giả trong và ngoài nước về:

+ Cấu tạo, lý thuyết tình toán máy nông nghiệp phần máy làm đất, máy gieo trồng, máy chăm sóc

+ Cấu tạo, lý thuyết máy kéo

+ Cấu tạo, lý thuyết tình toán vìt tải, bun ke của bộ môn máy nâng chuyển

+ Kế thừa các công bố của Nguyễn Điền và Nguyễn Đăng Thân [10] về tình chất cơ

lý của đất trồng khoai mì: Khối lượng riêng, độ ẩm, độ chặt, thành phần cơ giới, lực

cản riêng, kìch thước lô thửa, góc dốc tự nhiên của đất trồng khoai mì; hệ số ma sát ngoài của đất trồng khoai mì với thép

+ Cấu tạo, lý thuyết tình toán máy cắt thái thân rễ thực vật

bộ phận lấp hom và nén đất; bộ phận truyền động; bộ phận chứa hom; bộ phận ghế ngồi

Áp dụng phương pháp tổng hợp để liên kết, thống nhất các bộ phận chức năng thực hiện nhiệm vụ trồng khoai mì theo hướng cơ giới hóa và tự động hóa

Như vậy phương pháp phân tìch là cơ sở để tổng hợp và tổng hợp giúp cho phân tìch một cách đầy đủ, hệ thống

c) Phương pháp mô hình hóa và mô phỏng

Trên cơ sở kế thừa mô hính máy trồng khoai mì phù hợp với mục tiêu của đề tài để mô phỏng hính học máy trồng khoai mì Đây cũng là kết quả của quá trính phân tích – tổng hợp Từ mô hính hóa hính học áp dụng lý thuyết tình toán máy nông nghiệp và các bộ môn khoa học khác liên quan như lý thuyết máy kéo, lý thuyết tình toán máy cắt thái thân rễ thực vật để tình toán thiết kế máy trồng khoai

mì theo mục tiêu đặt ra của đề tài

2.2.2.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

a) Các thông số nghiên cứu

Các thông số nghiên cứu của chuyên đề là các đại lượng đặc trưng cho đối tượng tác động của máy trồng khoai mì Bao gồm:

+ Tình chất cơ lý của phân bón sử dụng trong trồng khoai mì: khối lượng riêng, khối lượng thể tìch, độ ẩm, góc dốc tự nhiên của phân bón; hệ số ma sát ngoài của phân với thép

+ Tình chất cơ lý thân cây khoai mì làm hom giống: đường kình thân cây khoai mì phần nhẵn; đường kình thân cây khoai mì phần mấu cành; chiều dài thân cây; chiều

dài hom khoai mì; áp suất cắt thái (hay lực cắt thái riêng); hệ số ma sát ngoài của thân khoai mì với thép

+ Dụng cụ (hay thiết bị) đo:

Dùng các loại thước đo hính học như thước mét (có thang đo tới 1 mm) (hính 2.1 và 2.2), thước kẹp (hính 2.3), thước đo góc

+ Dụng cụ (hay thiết bị) đo:

Thiết bị đo hệ số ma sát ngoài (hính 2.4 và 2.5) gồm: thùng 1 có các đường dẫn hướng, theo đó mà hộp không đáy 2 chứa nguyên liệu thì nghiệm 3 di chuyển Trên lớp nguyên liệu 3 có đặt một tấm phẳng và một quả cân Hộp 2 được dẫn động

bằng dây cáp 10 từ puly gắn ở đầu hộp giảm tốc 13 qua cảm biến 5 gắn đầu dầm 4 trước hộp Hộp giảm tốc lắp trực tiếp với động cơ điện 14 có công suất ¼ HP và tỉ

số truyền 1/200

Khi xác định hệ số ma sát ngoài của nguyên liệu người ta đổ nguyên liệu vào hộp và đặt tấm phẳng làm bằng thép, gỗ hay vật liệu nào đó mà ta cần xác định hệ

số ma sát giữa nguyên liệu với nó

Hình 2.4 Mô hính thiết bị đo hệ số ma sát ngoài

1 Thùng; 2 Hộp; 3 Nguyên liệu thì nghiệm; 4 Dầm ngang; 5 Bộ cảm biến;

6 Dây cáp; 7 Bộ khuếch đại; 8 Máy ghi dao động; 9 Bộ cung cấp;

10 Sợi chỉ; 11 Ròng rọc; 12 Bộ định vị; 13 Bộ giảm tốc; 14 Động cơ điện;

15 Chân máy; 16 Biến trở; 17 Nút điều khiển; 18 Bàn máy

Hình 2.5 Thiết bị đo hệ số ma sát ngoài và phễu đo khối lượng thể tìch

1314

15

16

1718

Động cơ điện 14 bắt đầu quay kéo theo hộp đựng nguyên liệu Khi hộp đựng nguyên liệu bắt đầu trượt trên tấm phẳng, cảm biến sẽ ghi lại lực kéo hộp trên sơ đồ dao động Hệ số ma sát được xác định theo những số liệu quan sát trên cơ sở gia công các số liệu thu được trên biểu đồ dao động, sau đó tình theo công thức:

f = / = (P1 – P2) / (Mc + Mt + Mn) (2.1) Ứng suất tiếp được xác định theo công thức:

= 0,00981.(P1 – P2)/F , N/m2 ; (2.2) Ứng suất pháp được xác định theo công thức :

= 0,00981 (Mc + Mt + Mn)/ F , N/m2 ; (2.3) Trong đó: P1 – Lực dịch trượt hộp khi chứa nguyên liệu, [g];

P2– Lực dịch trượt hộp khi không chứa nguyên liệu, [g];

F – diện tìch tiết diện hộp trong mặt phẳng trượt, [m2];

Mc – Khối lượng quả cân, [g];

Mt – Khối lượng tấm phẳng, [g];

Mn– Khối lượng nguyên liệu trong hộp, [g]

Đo khối lƣợng riêng:

+ Thông số đo:

Khối lượng riêng của đất, phân bón trồng khoai mì

Hình 2.6 Cân điện tử cỡ 300 gam do

công ty Hitachi (Nhật Bản) sản xuất Hình 2.7 Dụng cụ đo thể tìch hạt

+ Dụng cụ (hay thiết bị) đo:

Sử dụng hai dụng cụ đo là cân điện tử 300 gam (hính 2.6) để đo khối lượng mẫu đo và dụng cụ đo thể tìch các hạt của mẫu đo (hính 2.7)

+ Cân điện tử loại 300 gam: Cân đạt đơn vị đo tới 0,01 gam, khối lượng cân lớn nhất đo được là 300 gam

+ Dụng cụ đo thể tìch các hạt của mẫu là một ống bằng nhựa (cứng, trong và không

bị biến dạng) do Công hòa Liên Bang Đức sản xuất có các vạch chia chỉ dung tìch các mực chất lỏng tới từng ml (hay cm3) Quá trính đo hạt được xem hạt là vật rắn không thấm chất lỏng Ví vậy chất lỏng sử dụng là xelen có tình chất khá giống

xăng như nhẹ hơn nước và tốc độ bay hơi kém

+ Cách đo đạc:

Mực chất lỏng ban đầu chứa trong ống là V1 = 50 ml Trước khi cho khối hạt vào ống, tiến hành cân xác định khối lượng m của khối hạt đo Gọi mức chất lỏng khi cho khối hạt vào ống là V2

Như vậy thể tìch của khối hạt (đất và phân bón) cần đo là:

Khối lượng thể tìch của đất, phân bón trồng khoai mì

+ Dụng cụ (hay thiết bị) đo:

Sử dụng các dụng cụ sau:

Hình 2.8 Cân đĩa loại 1 kg do công ty

Nhơn Hòa (Việt Nam) sản xuất

Hình 2.9 Cốc đong chuẩn 1 lìt

+ Cân 1 kg (hính 2.8) do công ty Nhơn Hòa sản xuất: Cân có vạch chia (hay thang đo) tới 5 gam, khối lượng cân lớn nhất đo được là 1 kg, sai số đo tới 0,2 %

+ Cốc đong chuẩn 1 lìt làm bằng thép không gỉ (Inox - 304) có đường kình lỗ cốc là 108,4 mm chiều cao 108,4 mm Thể tìch chứa tới miệng cốc là 1 dm3

3 Thước đo góc dốc tự nhiên.

Hình 2.11 Thước đo góc dốc tự nhiên

của khối hạt

+ Thông số đo:

Góc dốc tự nhiên của phân bón trồng khoai mì

+ Dụng cụ (hay thiết bị) đo:

Dụng cụ đo góc dốc tự nhiên có cấu tạo như hính 2.10 và 2.11

+ Cách đo đạc:

Góc dốc tự nhiên của khối hạt được tạo bởi phễu 1 Khối hạt chảy qua lỗ phễu thành đống hính thành góc dốc tự nhiên Dùng thước đo 3 theo đường chỉ của quả dọi để đọc giá trị góc dốc tự nhiên Thước đo độ gắn trên thước đo góc dốc tự nhiên có vạch đo tới 0,50

Đo áp suất cắt thái:

+ Thông số đo:

Áp suất cắt thái thân cây khoai mì

+ Dụng cụ (hay thiết bị) đo:

Hình 2.12 Thiết bị đo áp suất cắt thái Hình 2.13 Màn hính hiển thị và máy

tình kết nôi với thiết bị đo

Hính 2.11 trính bày thiết bị đo áp suất cắt thái thông qua đo lực kéo – nén vạn năng Đơn vị hiển thị tới 0,01 kG hay 0,0981 N Số liệu đo được xuất qua màn hính máy vi tình (nếu cần qua xử lý) hoặc theo dõi trực tiếp trên màn hính hiển thị Cảm biến lực có mã hiệu 5038130 – 300 – BB của công ty OHAUS (Mỹ) sản xuất Màn hính cảm biến có mã hiệu Model: TSC V8.1 của công ty TTTSCALE (Mỹ sản xuất) Xylanh điểu khiển lực nén (hoặc kéo) có mã hiệu Model TGC80X 100 – S SN: EGY0504000 do công ty STNC của Công hòa Liên Bang Đức sản xuất Cảm biến được calip với quả cân mẫu có trọng lượng 1 kg, sai số 0,2 %

+ Cách đo đạc:

Đưa thân cây khoai mì vào cắt trực tiếp Số liệu được xử lý và đọc trực tiếp trên màn hính máy vi tình hoặc ngay trên màn hính hiển thị

c) Phương pháp thiết kế thí nghiệm

Thì nghiệm bố trì theo kiểu ngẫu nhiên hoàn toàn (CRD), với số lần lặp lại là

5

d) Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm

Kết quả thực nghiệm xử lý theo phương pháp thống kê Các đặc trưng thống

kê gồm:

+ Giá trị trung bính mẫu:

n

xx

n

1 i

i

Trong đó: xi – giá trị quan trắc (đo đạc) ở lần thứ i;

n – dung lượng mẫu đo đạc hay số lần quan trắc, n = 5

+ Phương sai thực nghiệm (hay phương sai mẫu, phương sai tiêu chuẩn thực nghiệm khi quan sát đại lượng chưa biết):

1n

)x(xs

n

i

2 i

Trong đó: xi – giá trị quan trắc (đo đạc) ở lần thứ i;

n – dung lượng mẫu đo đạc hay số lần quan trắc, n = 5;

x – giá trị trung bính mẫu tình theo công thức 2.6

+ Khoảng tin cậy của kết quả đo đạc:

– Khi dung lượng mẫu n 30, phương sai tiêu chuẩn thực nghiệm có phân

bố Student, nên khoảng tin cậy kết quả đo là:

n

st

x (k,α) x

n

st

x (k,α)

5

s2,776

5

s2,776

Trong đó: n – dung lượng mẫu đo đạc hay số lần quan trắc, n = 5 30;

x – giá trị trung bính mẫu tình theo công thức 3.5;

s – độ lệch chuẩn tình theo công thức 3.6

– mức ý nghĩa, = 0,05;

k – số bậc tự do, k = n – 1 = 5 – 1 = 4

t – hệ số theo phân bố student tra theo bậc tự do k và mức ý nghĩa , t4;0,05 = 2,776;

x – đại lượng đo hay quan trắc

– Khi dung lượng mẫu n 30, phương sai tiêu chuẩn thực nghiệm có phân

bố chuẩn, nên khoảng tin cậy kết quả đo là:

n

su

x x

n

su

n

s1,96

x x

n

s1,96

Trong đó: n – dung lượng mẫu đo đạc hay số lần quan trắc, n 30;

x – giá trị trung bính mẫu tình theo công thức 3.5;

s – độ lệch chuẩn tình theo công thức 3.6

u – phân vị mức (1 – )/2 của phân bố chuẩn tắc mức u = za/2, với = 1 – Nếu chọn = 0,05 hay = 0,95 thì u = 1,96;

x – đại lượng đo hay quan trắc

2.3 Kết quả và thảo luận

2.3.1 Nghiên cứu thực nghiệm xác định các dữ liệu thiết kế

c) Xác định khoảng cách giữa các hom trên hàng trồng

Từ kết quả nghiên cứu tổng quan về kỹ thuật nông học trồng khoai mí, khoảng cách giữa các hom trên hàng trên khoảng cách trồng 1 m là 0,7 0,8 m = 0,75 m Đây cũng là khoảng cách hàng trồng khoai mí được áp dụng rộng rãi ở nước ta

d) Xác định kích thước luống trồng

Kìch thước tiết diện luống trồng xác định theo yêu cầu kỹ thuật nông học canh tác khoai mì Theo căn cứ đó, cho chiều cao luống trồng 0,2 0,3 m, mặt trên luống phẳng có chiều rộng 0,35 0,45 m

e) Xác định nguồn động lực

Trên cơ sở tham khảo mẫu máy trồng khoai mí 2 hàng của nước ngoài, chọn công suất nguồn động lực cỡ 50 100 HP Ngoại trừ máy kéo MTZ – 892 có công suất 105 HP, các loại máy kéo còn lại có công suất từ 50 80 HP với cỡ lực kéo 1,4 tấn Đây là các loại máy kéo 4 bánh bơm có khoảng cách giữa mép trong của bánh chủ động (bánh lớn) hầu hết từ 1 1,2 m Ở một số chủng loại máy kéo có khả năng điều chỉnh tới khoảng cách 1,35 1,40 m Như vậy khi làm việc, vết bánh máy kéo