Nghiên cứu, thiết kế máy gặt gom cho đồng bằng bắc bộ

ðể làm việc có hiệu quả, phương pháp này ñòi hỏi phải thỏa mãn các yêu cầu sau: - Lúa phải chín ñều - Thời tiết khô ráo vào thời kỳ thu hoạch - Quy mô ñồng ruộng phải ñủ lớn, quy cách

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðH NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

-


 -

LƯƠNG THỊ MAI HOA

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MÁY GẶT GOM CHO ðỒNG BẰNG BẮC BỘ

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Chuyên ngành : KỸ THUẬT MÁY VÀ THIẾT BỊ CƠ GIỚI HÓA

NÔNG – LÂM NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học: TS LÊ VĂN BÍCH

Hµ Néi : 2012

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan rằng, những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này

là trung thực và chưa hề ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày 10 tháng 09 năm 2012

Học viên

Lương Thị Mai Hoa

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện ñề tài này, tôi ñã nhận ñược sự hướng dẫn, chỉ bảo

và giúp ñỡ tận tình của các thầy, cô giáo trong Bộ môn Máy nông nghiệp - Khoa Cơ ðiện, Viện ñào tạo sau ñại học và các thầy cô trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội Nhân dịp này, cho phép tôi ñược bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc ñến quý thầy cô

Tôi xin chân thành cảm ơn TS Lê Văn Bích ñã hướng dẫn tận tình, chỉ bảo cặn kẽ từ việc ñịnh hướng ban ñầu, giải quyết từng nội dung ñề tài, ñến sửa ñổi những sai sót trong suốt quá trình học tập và quá trình hoàn thành luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh ñạo Trường Cao ñẳng Kỹ thuật Công nghiệp- Bộ Công Thương, các ñồng nghiệp, bạn bè, gia ñình và người thân ñã tạo mọi ñiều kiện giúp ñỡ tôi hoàn thành luận văn này

Một lần nữa tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất của mình tới tất cả những tập thể và cá nhân ñã dành cho tôi mọi sự giúp ñỡ quý báu trong quá trình hoàn thành luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 10 tháng 09 năm 2012

Học viên

MỤC LỤC

Lời cam ñoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục bảng v

Danh mục hình vi

LỜI NÓI ðẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ ðỀ TÀI 2

1.1 ðặt vấn ñề 2

1.1.1 Tầm quan trọng của cây lúa nước 2

1.1.2 Tình hình sản xuất lúa gạo ở nước ta 2

1.1.3 ðặc ñiểm của cây lúa 4

1.1.4 Một số giống lúa 6

1.2 Tình hình cơ giới hoá khâu thu hoạch lúa trong và ngoài nước 8

1.2.1 Tình hình cơ giới hoá trên thế giới 8

1.2.2 Tình hình cơ giới hoá khâu thu hoạch ở Việt Nam 11

KẾT LUẬN 20

1.3 Mục tiêu, cách tiếp cận, phương pháp, ñối tượng nghiên cứu 21

1.3.1 Mục tiêu 21

1.3.2 Cách tiếp cận 21

1.3.3 Phương pháp nghiên cứu 21

1.3.4 Phạm vi, ñối tượng nghiên cứu 21

1.3.5 Nội dung nghiên cứu 21

Chương 2 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO BỘ PHẬN CẮT 22

2.1 Xác ñịnh và lựa chọn các thông số ban ñầu [6] 22

2.1.1 Cho máy kéo nhỏ 22

2.1.2 Cho bộ phận cắt 23

2.2 Tính toán xác ñịnh vận tốc dọc theo cạnh sắc của dao cắt [3] 24

2.3 Tính toán xác ñịnh vận tốc bắt ñầu và kết thúc cắt [3] 27

KẾT LUẬN 29

2.4 Tính toán xây dựng các ñồ thị ñặc tính làm việc khác của dao cắt [3] 29

2.4.1 ðồ thị ñường chạy phần cắt của lưỡi sắc 29

2.4.2 ðồ thị chiều cao gốc rạ 31

2.5 Tắnh toán chi phắ năng lượng cho bộ phận cắt [3] 35

Chương 3 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG 36

TRUYỀN đỘNG 36

3.1 Tắnh toán thiết kế một số bộ phận truyền ựộng chắnh [8] 36

3.1.1 Tắnh toán thiết kế bộ truyền ựộng xắch [8] 37

3.1.2 Tắnh toán thiết kế bộ truyền bánh răng côn [8] 39

3.2 Tắnh toán ựiều kiện cân bằng dọc của liên hợp máy khi làm việc [5,7] 42

3.2.1 điều kiện cân bằng của liên hợp khi không có người ngồi 42

3.2.2 điều kiện cân bằng của liên hợp khi có người ngồi 44

3.2.3 điều kiện cân bằng của liên hợp khi sử dụng thuyền trượt ựỡ phần gặt và không có người ngồi 46

3.3 Lựa chọn, tắnh toán, thiết kế cơ cấu gom dải lúa 47

3.4 Tăng khả năng di chuyển của liên hợp máy trên nền ruộng có ựộ lún trung bình 50

Chương 4 KHẢO NGHIỆM TÍNH NĂNG DI CHUYỂN CỦA MẪU MÁY 52

4.1 Phương pháp khảo nghiệm và ựánh giá kết quả [1], [2] 52

4.1.1 Các thuật ngữ và ựịnh nghĩa sử dụng 52

4.1.2 Các ựặc tắnh và quy trình thử nghiệm 53

4.1.3 Thử khả năng máy làm việc trên ựồng 53

4.1.4 đánh giá hoạt ựộng và tắnh năng của máy khảo nghiệm 54

4.1.5 Chọn giống lúa trồng và ựiều kiện ựồng ruộng ựể khảo nghiệm 54

4.1.6 Phương pháp và quy trình thu sản phẩm khảo nghiệm 54

4.2 Kết quả thử nghiệm máy 56

4.2.1 Tên máy thử nghiệm và máy ựối chứng 56

4.2.2 địa bàn thử nghiệm máy 57

4.2.3 Khảo nghiệm năng suất và chất lượng làm việc của máy 57

Chương 5 HƯỚNG DẪN LẮP đẶT VÀ VẬN HÀNH MÁY 68

5.1 Hướng dẫn cách lắp liên hợp máy 70

5.2 Vận hành liên hợp máy gặt gom 72

KẾT LUẬN VÀ đỀ NGHỊ 81

TÀI LIỆU THAM KHẢO 81

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Tình hình sản xuất lúa ở Việt Nam thời kỳ 2000 - 2008 3

Bảng 1.2 Số lượng ựộng cơ và diện tắch trồng lúa tại xã Thiệu Chắnh - Thiệu Hoá Thanh Hoá năm 2009 18

Bảng 1.3 Xã Thiệu Quang - Thiệu Hoá Ờ Thanh Hoá 18

Bảng 1.4 Xã Thiệu Giang - Thiệu Hoá Ờ Thanh Hoá 18

Bảng 1.5 Số lượng ựộng cơ và diện tắch trồng lúa tại xã Yên Tân -Ý Yên - Nam định năm 2009 18

Bảng 2.1 Kết quả ựo vận tốc tiến của máy 23

Bảng 2.2 Kết quả tắnh toán vận tốc ở các số truyền 26

Bảng 2.3 Giá trị toạ ựộ ựường chạy phần cắt của cạnh sắc theo ωt với Vm2 30

Bảng 4.1 đặc tắnh kỹ thuật máy thử nghiệm ựo thực tế 58

Bảng 4.2.Vận tốc tiến của máy khảo nghiệm (ựịa ựiểm 1) 59

Bảng 4.3 Vận tốc tiến của máy ựối chứng làm việc (ựịa ựiểm 1) 60

Bảng 4.4 Vận tốc tiến của máy khảo nghiệm (ựịa ựiểm 2) 61

Bảng 4.5 Vận tốc tiến của máy ựối chứng (ựịa ựiểm 2) 62

Bảng 4.6 Vận tốc tiến của máy khảo nghiệm (ựịa ựiểm 3) 63

Bảng 4.7 Vận tốc tiến của máy ựối chứng (ựịa ựiểm 3) 64

Bảng 4.8 Kết quả khảo nghiệm năng suất làm việc (cho cả 3 ựịa ựiểm) 64

Bảng 4.9 Tỷ lệ hạt hao phắ bắnh quân (cho cả 3 ựịa ựiểm) 65

Bảng 4.10 độ tin cậy sử dụng của máy khảo nghiệm 66

Bảng 4.11 đánh giá khả năng làm việc thực tế trên ựồng máy khảo nghiệm 67

DANH MỤC HÌNH

STT Tên hình Trang

Hình 1.1 Bông lúa nước Việt Nam………4

Hình 1.2 Thu hoạch lúa bằng phương pháp thủ công 5

Hình 1.3 Giống lúa lai Thiên Nhị Ưu 16 7

Hình 1.4 Giống lúa lai Arize B-TE1 8

Hình 1.5 Cơ giới hoá khâu thu hoạch ở nước ngoài 9

Hình 1.6 Một số hình ảnh về hệ thống máy gặt ñập liên hợp trên thế giới 10

Hình 1.7 Hệ thống máy thu hoạch theo phương pháp nhiều giai ñoạn 11

Hình 1.8 Máy gặt ñập liên hợp 13

Hình 1.9 Sử dụng máy gặt xếp dãy ñể thu hoạch lúa 13

Hình 1.10 Máy gặt ñập liên hợp trên ñồng ruộng Việt Nam 15

Hình 1.11 Máy gặt tuốt liên hợp 15

Hình 1.12 Máy gặt xếp dãy chuyên dùng 16

Hình 1.13 Sử dụng máy kéo nhỏ trong vận chuyển 17

Hình 1.14 Sử dụng máy kéo nhỏ trong cày, bừa 17

Hình 1.15 ðộng cơ diezen cỡ nhỏ 19

Hình 2.1 Các thông số của bộ phận cắt 23

Hình 2.2 Sơ ñồ xác ñịnh vận tốc dọc theo cạnh sắc của dao cắt 24

Hình 2.3 ðồ thị xác ñịnh vận tốc làm việc của dao 28

Hình 2.4 ðồ thị ñường chạy phần cắt của cạnh sắc tính theo Vm2 30

Hình 2.5 Vị trí của lưỡi dao sau 3 nửa chu kỳ làm việc liên tiếp 31

Hình 2.6 ðồ thị chiều cao gốc rạ theo Vm2 34

Hình 3.1 Sơ ñồ cơ cấu truyền ñộng cho bộ phận gặt 36

Hình 3.2 Sơ ñồ tính cân bằng dọc liên hợp máy khi không có người ngồi ……….43

Hình 3.3 Sơ ñồ tính cân bằng dọc liên hợp máy khi có người ngồi ………45

Hình 3.4 Sơ ñồ tính cân bằng dọc liên hợp máy khi có thuyền trượt và không có người ngồi ……… 46 Hình 3.5 Liên hợp máy hoàn chỉnh 47

Hình 3.6 Sơ ñồ nguyên lý làm việc của cơ cấu gom ……… 49

Hình 3.7 Sơ ñồ gom và hiệu quả gom 50 Hình 3.8 Máy gặt gom làm việc trên ñồng ……….50

Hình 3.9 Bánh tăng bám 50

Hình 3.10 Bánh tăng bám lắp vào liên hợp 51

Hình 5.1 Các bộ phận chính của liên hợp máy gặt gom lúa………69

Hình 5.2 Mô phỏng tháo lắp 70

Hình 5.3 Liên hợp máy ……… 74

Hình 5.4 Cụm gặt tổng thể……… 76

Hình 5.5 Cụm mũi rẽ và vơ lúa 77

Hình 5.6 Cụm xích chuyển trên và cụm chuyển dưới 78

Hình 5.7 Cụm giàn dao cắt lúa 79

LỜI NÓI ðẦU

Lúa là loại cây trồng truyền thống lâu ñời của nông dân Việt Nam chúng ta Tuy nhiên, hiện nay nó ñược xem là loại cây cho hiệu quả kinh tế thấp hơn so với các loại cây rau màu và cây ăn trái Vì vậy, vấn ñề ñặt ra cho nghề trồng lúa là làm thế nào vừa giảm ñược chi phí ñến mức thấp nhất, vừa tăng ñược năng suất cao nhất ñể gia tăng hiệu quả kinh tế của nó

Ở ðồng bằng sông Hồng, chi phí cho sản xuất lúa khá cao dẫn ñến thu nhập từ sản xuất lúa thấp Nguyên nhân là do quy mô sản xuất của nông dân nhỏ, ñất trồng lúa manh mún, khả năng thâm canh, áp dụng tiến bộ kỹ thuật và việc cơ giới hóa từ khâu làm ñất ñến khâu thu hoạch gặp nhiều khó khăn

Trong lĩnh vực trồng lúa, việc thu hoạch cũng chưa ñồng bộ, chủ yếu theo phương pháp thủ công nên tổn thất sau thu hoạch lớn Theo TS Lê Văn Bảnh, Viện trưởng Viện Lúa ðồng bằng sông Cửu Long : “Cơ giới hóa thu hoạch lúa tiến triển chậm một phần là do chưa có mẫu máy nào thực sự thích hợp, hiệu quả”

Chính vì vậy mà trong xã hội khoa học ngày càng phát triển thì cần phải nghiên cứu, tìm hiểu và cải tạo những máy thu hoạch làm sao cho phù hợp với từng ñiều kiện ñồng ruộng của những vùng miền khác nhau Những chiếc máy thu hoạch này

sẽ giúp bà con nông dân ñẩy nhanh tiến ñộ thu hoạch, giảm nhiều sức lao ñộng mà vẫn ñem lại hiệu quả kinh tế và năng suất thu hoạch cao

ðể ñáp ứng ñược những ưu ñiểm trên và những mong mỏi của bà con nông dân ñồng bằng Bắc bộ có ñược chiếc máy gặt phù hợp với ñiều kiện ñồng ruộng, năng suất thu hoạch cao mà giá thành lại rẻ, ñược sự hướng dẫn của TS Lê Văn Bích và

các thầy cô trong khoa Cơ - ðiện, tôi tiến hành thực hiện ñề tài “Nghiên cứu, thiết

kế máy gặt gom cho ñồng bằng Bắc Bộ”

Chương 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ ðỀ TÀI

1.1 ðặt vấn ñề

1.1.1 Tầm quan trọng của cây lúa nước

- Trên thế giới, cây lúa ñược 250 triệu nông dân trồng, là lương thực chính của 1,3 tỉ người nghèo nhất trên thế giới, là sinh kế chủ yếu của nông dân Là nguồn cung cấp năng lượng lớn nhất cho con người, bình quân 180 - 200 kg gạo/ người/ năm tại các nước châu á , khoảng 10 kg/ người/ năm tại các nước châu Mỹ Ở Việt Nam, dân

số trên 80 triệu và 100% người Việt Nam sử dụng lúa gạo làm lương thực chính

- Cây lúa nước ñược con người trồng từ 3000 năm trước công nguyên Tổng diện tích trồng lúa ở khu vực Châu Á – Thái Bình Dương chiếm 90% và ñạt 92% tổng sản lượng lúa trên toàn thế giới

- Lúa là cây trồng cổ truyền của Việt Nam và là cây trồng quan trọng nhất hiện nay vì diện tích gieo trồng lúa chiếm ñến 61% diện tích trồng trọt cả nước và 80% nông dân Viêt Nam là nông dân trồng lúa Gạo là lương thực thiết yếu hàng ñầu của người Việt Nam vì 100% của dân số 87 triệu người không ai không ăn gạo hàng ngày

từ người thu nhập thấp ñến người thu nhập cao, từ nông thôn ñến thành thị

- Lúa là loại cây trồng truyền thống lâu ñời của nông dân Việt Nam chúng ta.; hàng năm lúa gạo không những ñáp ứng ñầy ñủ lương thực cho người dân Việt Nam mà còn là một nước có sản lượng gạo xuất khẩu lớn thứ 2 trên thế giới (sau Thái Lan) Cây lúa ñã góp phần thúc ñẩy nền kinh tế Việt Nam phát triển

1.1.2 Tình hình sản xuất lúa gạo ở nước ta

- Việt Nam với ñiều kiện thuận lợi về tự nhiên thích hợp cho nhiều loại cây trồng ñặc biệt là cây lúa nước Từ lâu cây lúa ñã trở thành nguồn lương thực chủ yếu của nước ta Với ñịa hình trải dài trên 150 vĩ ñộ bắc bán cầu, kéo dài từ Bắc vào Nam ñã hình thành nên ñồng bằng châu thổ phì nhiêu thích hợp cho trồng lúa

- Vào những năm 1960 miền Bắc có phong trào thi ñua 50 tạ/ha và tỉnh Thái Bình là nơi ñi ñầu ðến năm 1974 năng suất ñạt 51,4 tạ/ha sau năm 1975 khi ñất nước hoàn toàn thống nhất có nhiều ñiều kiện thuận lợi ñể cây lúa phát triển hơn

Năng suất lúa bình quân toàn quốc ñã tăng từ 3,18 tấn/ha năm 1990 lên 5,3 tấn/ha năm 2010

- Trước ñây nước ta phải nhập khoảng 0,8 triệu tấn gạo, ñến nay chúng ta ñã trở thành một cường quốc xuất khẩu gạo ñứng thứ 2 trên thế giới Mỗi năm nước ta xuất khẩu trên dưới 4 triệu tấn gạo, ngay cả năm 2008 là năm sản xuất gặp nhiều khó khăn nhưng chúng ta cũng cũng xuất khẩu khoảng 3,5 triệu tấn gạo

Bảng 1.1 Tình hình sản xuất lúa ở Việt Nam thời kỳ 2000 - 2008

Diện tích (Triệu ha)

Năng suất (Tạ/ha)

Sản lượng (Triệu tấn)

Qua bảng thống kê (Bảng1.1) ta thấy những năm gần ñây diện tích trồng lúa có

xu hướng giảm nhưng năng suất qua các năm lại tăng, ñiều ñó chứng tỏ các giống lúa ñược lai tạo ngày càng tốt hơn và có phương pháp trồng, chăm bón tốt hơn

Tuy nhiên thất thoát trong khi thu hoạch lúa từ lâu là vấn ñề bức xúc trong sản xuất nông nghiệp ở nước ta Nhiều nhà quản lí, nhà nông học, nông dân và cả chuyên gia của Tổ chức Lương nông Liên Hợp Quốc(FAO) cũng ñã nêu lên những con số hao hụt, thất thoát ñáng lo ngại : tỷ lệ hao hụt trong thu hoạch lúa tuỳ thuộc vào ñặc ñiểm của từng vùng, dao ñộng từ 10% - 15% tưong ñương với khoảng 3 –

4 triệu tấn lúa/năm

1.1.3 ðặc ñiểm của cây lúa

- Chiều cao cây lúa lúc chín có chiều cao từ 60 cm ÷ 110 cm tuỳ thuộc vào giống lúa, nhưng phần lớn cây lúa có chiều cao khoảng 90 cm thân cây lúa có dạng ống và ñược trồng thành từng khóm ñể dựa vào nhau không bị ñổ khi lúa chín Lúa ñược trồng theo hình thức gieo hoặc cấy Tùy theo giống lúa mà có mật ñộ gieo cấy khác nhau Tuy nhiên do khả năng tự ñiều chỉnh của cây lúa rất tốt nên ñến thời kỳ thu hoạch, mật ñộ cây/m2 dao ñộng trong khoảng từ 600 ñến 700 cây (bao gồm cả nhánh hữu hiệu và vô hiệu) [9] Nói chung, lực tải khi cắt lúa nước có thể ñược tính tương ñương như với cắt lúa mì

Về toàn cảnh, khi thu hoạch lúa phải chín hoàn toàn, màu vàng cả lá, thân và hạt là biểu hiện thực thảm thực vật ñã chín

Hình 1.1 Bông lúa nước Việt Nam

Tuy nhiên thời ñiểm chín của hạt lúa trên một bông cũng khác nhau ðộ chín của hạt ñược chia làm 3 cấp: chín sữa, chín sáp và chín hoàn toàn Từ chín sáp hạt lúa ñã ñủ yếu tố ñể chuyển sang chín hoàn toàn mà không cần chất dinh dưỡng cấp

- Xác ñịnh thời ñiểm thu hoạch lúa là rất quan trọng vì tránh ñược việc thất thoát hạt khi thu hoạch, thường thì người ta căn cứ vào:

+ Nhìn bằng mắt khi khoảng 80% hạt chuyển sang màu vàng là thu hoạch ñược + Thời gian từ lúc lúa trổ bông ñến lúc lúa chín từ 25 ÷ 35 ngày

+ Chu kỳ sinh trưởng của từng loại giống; Nếu lúa ñã chín hoàn toàn thì sau

10 ngày ñộ rụng hạt là 4,5%, còn sau 20 ngày ñộ rụng tăng lên 15%

Hình 1.2 Thu hoạch lúa bằng phương pháp thủ công

* ðặc ñiểm liên kết hạt và gié lúa:

Hạt lúa liên kết với bông nhờ một cuống nhỏ gọi là gié lúa Về quan ñiểm tách hạt thì người ta mong muốn lực liên kết giữa hạt và gié càng nhỏ càng tốt vì sẽ dễ dàng cho quá trình tách hạt khỏi gié Về quan ñiểm gặt lúa, người ta lại mong liên kết này chắc chắn sẽ không rơi rụng khi gặt, vận chuyển lúa Các thí nghiệm cho thấy công làm rụng một hạt nằm trong khoảng 0,0081 ÷ 0,031 kG.cm

Những yêu cầu kỹ thuật khi gặt lúa:

Khi gặt lúa cần phải xác ñịnh ñược thời ñiểm lúa chín ñể tránh hiện tượng rụng hạt ðộ rụng hạt gồm cả rụng khi gặt, rụng khi gom và vận chuyển Người ta hay nói khi gặt ñộ rụng hạt không quá 1% trên thực tế thì rất khó xác ñịnh chính xác, tuy nhiên bằng phương pháp thống kê người ta có thể xác ñịnh một cách tương ñối chỉ tiêu này ñể ñánh giá cách gặt lúa nhằm hạn chế rơi rụng hạt trên ñồng

Theo ý kiến của ông Dương Minh Hoàng, Giám ñốc Trung tâm Khuyến nông tỉnh Sóc Trăng: Nếu cắt lúa bằng tay số lúa rơi vãi từ 500 – 700 hạt /m2, trong khi

ñó nếu thực hiện bằng máy thì tỷ lệ rơi vãi chỉ là 200 – 300 hạt/ m2

1.1.4 Một số giống lúa

1.1.4.1 Giống lúa thơm cao sản VNN 97 – 6

- Thời gian sinh trưởng 90 – 100 ngày

- Chiều cao cây lúa từ 85 – 95 cm

- Cây ñẻ nhánh trung bình, dạng thân gọn, lá ñòng thẳng, trọng lượng 1.000 hạt ñạt 26 – 27g

- Cấy 3 -4 cây mạ trên 1 khóm

- Thân rạ của giống lúa VNN 97 – 6 mới cứng trung bình, ñổ ngã cấp 5, chịu phèn trung bình Giống phù hợp với chân ñất phù xa, ít phèn, thích hợp với ñịa hình trung bình hoặc cao, trồng ñược trong vụ ñông xuân lẫn hè thu

- Giống VNN 97 – 6 mới có dạng hạt dài, kích thước hạt gạo dài 7,4 mm rộng 2,2 mm, tỷ lệ gạo nguyên cao 54,8%, hàm lượng amylose trung bình 22,3%, protein khá cao 9,5%, ñộ kiềm cấp 6, cơm mềm dẻo

- Giống VNN 97 – 6 có mùi thơm từ giai ñoạn mạ ñến gạo

Năng suất vụ ñông xuân 6 – 7 tấn/ha, vụ hè thu 4,5 – 5,5 tấn/ha, chủ yếu ñang ñược trồng thí nghiệm ở TP Hồ Chí Minh, Long An, ðồng Tháp, An giang, Kiên Giang

- ðặc biệt giống VNN 97 – 6 có ñặc tính chống chịu sâu bệnh và ñiều kiện bất lợi như ít bị nhiễm bệnh rầy nâu, ñạo ôn, lá vàng, ñốm vằn, kháng bệnh cháy bìa

lá Do chống chịu bệnh cháy bìa lá tốt nên giống lúa VNN 97 – 6 có thể trồng ở các

vụ trong năm, kể cả vụ hè thu khi mà bệnh này gây thiệt hại ñáng kể trên các giống lúa dễ nhiễm bệnh như: Jasmine 85

1.1.4.2 Giống lúa lai Thiên Nhị Ưu 16 và Thiên Nguyên Ưu 9

Cả hai loại giống này do Công Ty TNHH cổ phần khoa học, kỹ thuật sinh vật

Vũ Hán (Trung Quốc) sản xuất

Thời gian sinh trưởng vừa phải vụ xuân từ 125 – 127 ngày, vụ mùa từ 104 –

105 ngày

Dạng hình cây ñẹp ñẻ nhánh khoẻ, trổ bông gọn, bông to hạt dài, tỷ lệ lép thấp, ñộ thuần cao

Hạt gạo ñẹp dài, cơm dẻo ngon

Cấy từ 1 -2 cây mạ trên 1 khóm, khoảng cách các khóm mạ 6 - 7 cm

Giống Thiên Nhị Ưu 16 cấy ñại trà ở các huyện: Thanh Thuỷ, Thanh Ba, TX Phú

Thọ, Tân Sơn ñều cho năng suất từ 60 – 64 tạ/ha

Hình 1.3 Giống lúa lai Thiên Nhị Ưu 16

Ngoài các thuộc tính như giống Thiên Nhị Ưu 16, giống Thiên Nguyên Ưu 9 còn có ñặc ñiểm nỗi bật hơn như: Bông to, hạt dài hơn, chất lượng gạo ngon hơn ðặc biệt năng suất bình quân xấp xỉ 70 tạ/ha Vụ mùa năm 2009 vừa qua gieo cấy ñại trà ở các huyện ñều cho năng suất trên 70 tạ/ha

1.1.4.3 Giống lúa lai Arize B-TE1

Giống lúa lai Arize B-TE1 là giống lúa lai F1 ba dòng do công ty Bayer CropScience sản xuất và ñược công nhận giống quốc gia từ tháng 07/2007 cho các tỉnh phía Nam và công nhận cho các tỉnh phía Bắc từ tháng 3/2008 cho tất cả các vụ trong năm

+ Năng suất cao hơn lúa thường khoảng 20% trong cùng ñiều kiện canh tác + Hạt thon nhỏ, gạo chất lượng cao, cơm mềm, thơm nhẹ, chất lượng nấu ăn tốt, ñược chấp nhận cao

+ Kháng bệnh ñạo ôn tốt (Cấp 1), kháng Rầy nâu trung bình

+ Hạt gạo dài 6.4 – 6.5 mm

+ Tiềm năng năng suất (Năng suất lý thuyết) trên 10 tấn/ha tại ðBSCL nếu thâm canh tốt

Hình 1.4 Giống lúa lai Arize B-TE1

1.1.4.4 Giống lúa Bio 404

Nguồn gốc: Bio 404 là tổ hợp lúa lai hệ ba dòng do Ấn ðộ lai tạo, ñược Công

ty Bioseed Việt Nam nhập nội và sản xuất

- ðặc tính chủ yếu:

+ TGST vụ xuân từ 120 – 125 ngày, Bio 404 có khả năng chống ñổ tốt, nhiễm bệnh khô vằn nhẹ, chiều cao cây từ 105 – 110 cm, ñẻ nhánh khoẻ, tập trung, dạng hình cây gọn, lá màu xanh nhạt, bông to, nhiều hạt, trung bình 176 hạt/bông + Năng suất bình quân 8.05 tấn/ha

+ Bio 404 thích hợp cho cả vùng từ Bình ðịnh trở ra phía Bắc và phía Nam

1.2 Tình hình cơ giới hoá khâu thu hoạch lúa trong và ngoài nước

Thu hoạch lúa là một công ñoạn tốn nhiều lao ñộng và chịu áp lực lớn về tính thời vụ và ñòi hỏi cần phải giải phóng nhanh mặt ñồng Việc cơ giới hóa khâu

thu hoạch lúa luôn là cấp thiết

1.2.1 Tình hình cơ giới hoá trên thế giới

Trên thế giới tình hình cơ giới hoá trong nông nghiệp là vấn ñề ñược ñặt ra cách ñây từ những thập kỷ 90 ðến bây giờ các nước phát triển ñã cơ giới hoá hầu hết các công việc trong nông nghiệp, từ khâu làm ñất, gieo trồng, xới cỏ, bón phân, phun thuốc trừ sâu cho ñến thu hoạch Mọi công việc ñều sử dụng máy móc hiện ñại cho năng suất cao, giải phóng ñược lao ñộng, chủ ñộng trong thời vụ, nâng cao ñời sống của những người làm nông nghiệp Ở các nước châu Âu, mỗi nông dân thường quản

lý hàng trăm hecta ñất canh tác và thường tập chung một nơi, với ñiều kiện khí hậu

khô và lạnh cùng với diện tắch canh tác tập chung nên rất thuận lợi ựể sử dụng những loại máy cỡ lớn có công suất hàng trăm mã lực

Ở châu Á, một số nước ựi ựầu trong việc cơ giới hoá trong nông nghiệp như Nhật Bản, Hàn Quốc tình hình cơ giới hoá là rất cao đặc biệt là Nhật Bản tất cả các công việc trong nông nghiệp ựã ựược cơ giới hoá, máy móc thay thế cho sức lao ựộng của con người

Ở các nước tiên tiến, việc cơ giới hóa khâu thu hoạch thường ựạt tới 100% Các nước đông Nam Á khâu thu hoạch lúa ựang ựược cơ giới hóa mạnh mẽ ựiển hình

là các nước như: Nhật Bản, Hàn Quốc, đài loan,

đồng bộ với cơ giới hóa các nước này rất chú trọng việc quy hoạch ựồng ruộng, nên máy thu hoạch lúa có thể thay thế phần lớn công người lao ựộng Các mẫu máy thu hoạch thường rất phong phú về chủng loại cũng như tắnh năng làm việc và ựặc biệt rất phù hợp với yêu cầu công việc ở các nước ựó Hệ thống các máy thu hoạch bao gồm máy gặt ựập liên hợp, gặt tuốt liên hợp, gặt bó, gặt dải hàng

Có hai phương pháp thu hoạch lúa ựược áp dụng: phương pháp một giai ựoạn và phương pháp nhiều giai ựoạn Phương pháp một giai ựoạn là phương pháp mà các công ựoạn làm việc (cắt cây, ựập, làm sạch sơ, vận chuyển) ựược thực hiện cùng một Hệ thống máy ựược sử dụng là các máy gặt ựập và gặt tuốt liên hợp

Hình 1.5 Cơ giới hoá khâu thu hoạch ở nước ngoài

ðể làm việc có hiệu quả, phương pháp này ñòi hỏi phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Lúa phải chín ñều

- Thời tiết khô ráo vào thời kỳ thu hoạch

- Quy mô ñồng ruộng phải ñủ lớn, quy cách thửa ruộng phải hợp lý và ñủ lớn

- Nền ruộng phải ñủ cứng vững ñể máy có thể di chuyển ñược trên ñồng

- Người nông dân phải có ñủ trình ñộ ñể vận hành và bảo quản máy

- Hệ thống chăm sóc kỹ thuật, bảo hành bảo dưỡng phải ñầy ñủ và sẵn sàng

Ở các nước tiên tiến, các yêu cầu trên thường ñạt ở mức cao Ở Việt Nam, chỉ một số ít vùng, một số ít thửa ruộng ñạt ñầy ñủ các yêu cầu trên Vì vậy, việc sử dụng máy gặt ñập liên hợp ở Việt Nam chưa thật phổ biến

Hình 1.6 Một số hình ảnh về hệ thống máy gặt ñập liên hợp trên thế giới

Phương pháp nhiều giai ñoạn là phương pháp mà các công ñoạn làm việc (cắt cây, ñập, làm sạch sơ, vận chuyển) không ñược thực hiện cùng một Phương pháp

này ñược áp dụng cho những nơi mà việc sử dụng máy gặt ñập liên hợp không có hiệu quả

1.2.2 Tình hình cơ giới hoá khâu thu hoạch ở Việt Nam

Ở Miền nam Việt Nam, diện tích trồng lúa lớn nên khâu thu hoạch lúa tốn rất nhiều công, vì vậy cơ giới hóa khâu thu hoạch ñang ñược ñẩy mạnh Một số mẫu máy gặt, gặt ñập liên hợp của nước ngoài ñã ñược nhập về nhưng giá rất ñắt Một vài cơ sở tư nhân và quốc doanh ở Miền nam ñã chép mẫu những máy này và ñã sản xuất ñược một số loại máy gặt, gặt ñập liên hợp ñang ñược sử dụng ở ñồng bằng Sông Cửu Long Tuy nhiên do ñiều kiện thời tiết khác nhau ñối với từng vụ, do ñồng ruộng chưa ñược quy hoạch tốt nên cho ñến nay tỷ lệ cơ giới hóa khâu thu

hoạch mới chỉ ñạt khoảng 10%, chủ yếu vẫn là thu hoạch thủ công

Hình 1.7 Hệ thống máy thu hoạch theo phương pháp nhiều giai ñoạn

Ở Miền bắc, do tập quán canh tác, quy mô ruộng ñất nhỏ hẹp và nhiều hình dạng phức tạp, thời tiết vào kỳ thu hoạch thường không thuận lợi cho việc thu hoạch

bằng máy Vì vậy cơ giới hóa khâu thu hoạch ở Miền bắc, ñặc biệt là khâu gặt chưa ñược phổ biến Một nguyên nhân nữa là thời gian sử dụng máy thu hoạch trong năm

là rất ít (khoảng 20 ñến 30 ngày), gây nên lãng phí thiết bị Trong những năm gần ñây, ñã có một vài cơ sở áp dụng thử nghiệm một vài mẫu máy gặt ñập liên hợp ở một số tỉnh thuộc ñồng bằng Bắc bộ, nhưng hiệu quả làm việc chưa cao nên chưa triển khai rộng ñược

Hiện nay nước ta vẫn là một nước nông nghiệp có nền kinh tế ñang phát triển, với nền kinh tế tương ñối thấp so với các nước trong khu vực và trên Thế Giới Do

ñó tình hình cơ giới hoá vẫn còn rất hạn chế, hầu hết chỉ tập trung vào khâu làm ñất

là chủ yếu còn các khâu khác thì vẫn sử dụng lao ñộng sức người là chính Cả nước

có khoảng 22.000 ô tô loại nhỏ; 20.000 tàu, thuyền gắn máy, có thể ñảm bảo 80% việc vận chuyển ở nông thôn Số lượng máy kéo các loại có khoảng 300.000 chiếc, tổng công suất 3,5 triệu mã lực Trong ñó ña phần là máy kéo 2 bánh dưới 15 mã lực chiếm 75,3%, máy kéo 4 bánh từ 15÷ 35 mã lực chiếm 15,2%, máy kéo trên 35 mã lực chiếm 9,5% Tây Nguyên là ñịa bàn có tỷ lệ sử dụng máy nông nghiệp cao nhất chiếm 34,54%, thấp nhất là Trung Du miền núi phía Bắc chiếm 4,47 ÷ 6% và duyên

hải Nam Trung Bộ chiếm 4,29 ÷ 4,53%

1.2.2.1 Tình hình cơ giới hoá khâu thu hoạch ở miền Nam

Ở miền Nam tình hình cơ giới hoá rõ rệt và hiệu quả hơn Do ñiều kiện kinh tế của bà con nông dân ở ñây là cao so với cả nước hơn nữa ñây là vùng trồng lúa lớn nhất nước ta và ruộng ñất cũng tập trung thành từng lô nên bà con có ñiều kiện cơ giới hoá dễ dàng hơn Tại ñây ngoài các máy canh tác thì các máy thu hoạch cũng ñược nông dân sử dụng khá nhiều

Có nhiều loại máy thu hoạch từ các nguồn khác nhau như nông dân tự sáng chế, nhập từ nước ngoài hoặc do các viện nghiên cứu chế tạo Các máy này phục vụ khá ñắc lực cho bà con nông dân Do ñiều kiện ruộng nhiều và tập trung nên rất phù hợp với các máy gặt ñập liên hợp và máy gặt chuyên dụng

Hình 1.8 Máy gặt ñập liên hợp

1.2.2.2 Tình hình cơ giới hoá khâu thu hoạch ở miền Bắc

Miền Bắc nước ta do diện tích ruộng nhỏ lại không tập trung làm cho việc cơ giới hoá gặp khó khăn Hơn nữa giá các loại máy ở ñây vẫn còn cao với người dân Máy móc trong nông nghiệp ở ñây chủ yếu là các loại máy làm ñất cỡ nhỏ và trung bình có nguồn gốc từ Trung Quốc

Trong vấn ñề thu hoạch chủ yếu là có một số loại máy gặt ñập liên hợp và máy gặt xếp dãy, vẫn rất nhiều vùng còn ñang gặt bằng tay dẫn tới ảnh hưởng ñến năng suất và tiến ñộ mùa vụ

Cục trồng trọt (Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn) cho biết: Hầu hết các ñịa phương miền Bắc ñều bội thu vụ lúa mùa năm 2008 Theo thống kê diện tích lúa

mùa toàn miền Bắc ñạt 1,2 triệu ha, bình quân năng suất ñạt 48 tạ/ha

Hình 1.9 Sử dụng máy gặt xếp dãy ñể thu hoạch lúa

Tuy nhiên với tình hình cơ giới hoá chậm do người nông dân chủ yếu thu hoạch bằng tay thì tỷ lệ thất thoát là rất lớn, hơn nữa sự chủ ñộng thời vụ cũng giảm

Có nhiều nguyên nhân gây ra hiện tượng này từ khâu giống, gieo trồng, chăm sóc, ñến khâu thu hoạch và cả khâu bảo quản Trong ñó khâu thu hoạch lúa là nguyên nhân chủ yếu gây ra hao hụt, thất thoát này là lớn nhất

1.2.2.5 Một số máy thu hoạch ñang ñược thử nghiệm ở nước ta hiện nay

a/ Máy gặt ñập liên hợp

Ở nước ta hiện nay chủ yếu sử dụng máy gặt ñập liên hợp ðây là loại máy kết hợp các công việc từ cắt, ñập, làm sạch sơ bộ một máy nên có năng suất cao và tỷ lệ rơi vãi trên ñồng ruộng là thấp và tiết kiệm rất nhiều công ñoạn cho nông dân

Xu hướng chung hiện nay là người ta dùng phương pháp thu hoạch một giai ñoạn, vì việc liên hoàn hai bộ phận cơ bản là gặt và ñập trên cùng một tổ hợp sẽ làm cho tổn hao về hạt do vận chuyển giảm xuống ñáng kể Hơn nữa thời gian thu hoạch ñược rút ngắn, giải phóng nhanh ñồng ruộng

Máy gặt ñập liên hợp trước kia có loại móc sau máy kéo, ngày nay hầu hết là máy tự hành Một ñộng cơ có công suất từ 75 ÷ 200 kw ñủ ñể vận hành toàn bộ hoạt ñộng của máy gặt ñập liên hợp

Máy gặt ñập liên hợp gồm các chi tiết chính sau:

+ Guồng gạt, dao cắt, mũi rẽ, trục vít gom lúa

+ Băng chuyền nghiêng ñưa lúa ñã gặt vào trống ñập

+ Cơ cấu ñập

+ Bộ phận rũ rơm

+ Bộ phận hứng hạt, sang, quạt

+ Cơ cấu di chuyển hạt, gié bị gãy, ñổ hạt ra xe hoặc thùng chứa

+ ðộng cơ

+ Hệ thống truyền ñộng tới cơ cấu làm việc, di ñộng

+ Hệ thống thuỷ lực nâng hạ máy hoặc bộ phận cắt

Hình 1.10 Máy gặt ñập liên hợp trên ñồng ruộng Việt Nam

b/ Máy gặt tuốt liên hợp kiểu Nhật Bản

Hình 1.11 Máy gặt tuốt liên hợp

Loại máy này khá phổ biến ở một số nước như Nhật Bản, Hàn Quốc còn nước

ta hiện nay loại máy này vẫn chưa ñược sử dụng nhiều Chủ yếu vẫn ñang ñược nghiên cứu tại các viện nghiên cứu và một số cơ quan ñể cải tiến phù hợp với Việt Nam

Máy gặt tuốt liên hợp có thể gọi là tổ hợp của máy gặt xếp dãy và máy tuốt Trống tuốt bao giờ cũng có khối lượng nhỏ hơn trống ñập, do ñó khối lượng của

máy liên hợp ñược giảm ñi Máy gặt tuốt liên hợp cắt và gom lúa thành từng lớp ñưa vào trống tuốt, hạt ñược ñóng vào bao còn rơm ñược rải trên ñồng

Máy gặt tuốt liên hợp không sử dụng guồng gạt mà sử dụng các tay vơ trên dải xích chạy song song Các tay vơ giữ lúa cho vào dao cắt, chuyển lúa lên băng và dây xích kẹp chuyển lúa tới trống tuốt

Máy có bề rộng làm việc 650 mm với kiểu 2 thành tay vơ, máy có bề rộng làm việc 1650 (mm) với 3, 4 hoặc 5 hàng xích tay vơ Hạt lúa ñược tách khỏi bông có thể ñược chứa trên thùng chứa hạt trên máy hoặc ñóng vào bao tải

Năng suất của các máy gặt tuốt liên hợp tuỳ thuộc vào bề rộng làm việc có năng suất từ (1.000 ÷ 2.000) kg/h khi vận tốc gặt là 4,5 (km/h) với thảm lúa ñứng

Ưu ñiểm chính của loại xích – tay vơ – mũi rẽ nâng lúa là không có ñộng tác ñập vào bông như ở guồng gạt

c/ Máy gặt bó và gặt xếp dãy

Các loại máy gặt bó và xếp dãy nói chung là không có guồng gạt ðiều này làm cho máy ñỡ phức tạp giảm ñược một phần khối lượng Bộ phận guồng gạt ñược thay thế bằng bộ phận tay vơ gắn trên hệ thống xích Tay vơ có nhiệm vụ cùng với mũi

rẽ nâng lúa, giữ lúa cho dao cắt sau ñó tay vơ cùng xích chuyển lúa lên băng tải ñể ñưa vào bộ phận bó hoặc xếp thành dãy thẳng hàng trên ñồng

Hình 1.12 Máy gặt xếp dãy chuyên dùng

Máy có năng suất 0,1 ÷ 0,12 ha/h có ñộ rụng hạt cao do quá trình vận chuyển lúa, xếp lúa hoặc bó lúa

Nhược ñiểm: Năng suất thấp, máy dùng ñộng cơ xăng nên chi phí giá thành

cho 1 kg lúa cao

Hiện nay có rất nhiều loại ñông cơ ñược sử dụng: ñộng cơ Dongfeng D8, ñộng

cơ Bông sen….Tuy nhiên ñộng cơ Dongfeng là ñược sử dụng và phổ biến nhiều nhất

Tính năng ñược dùng ñể cày bừa, kéo rơ moóc, làm ñộng cơ cho máy hút nước…

Trên thị trường có các ñộng cơ Dongfeng của Trung Quốc và Bông Sen, tuy nhiên ñộng cơ Dong feng D8 của Trung Quốc ñược sử dụng nhiều vì giá thành hợp lý

Một số bảng thống kê tại một số ñịa phương về số lượng sử dụng loại ñộng cơ D8, D10, D12:

Hình 1.13 Sử dụng máy kéo nhỏ trong vận chuyển

Hình 1.14 Sử dụng máy kéo nhỏ trong cày, bừa

Bảng 1.2 Số lượng ñộng cơ và diện tích trồng lúa tại xã Thiệu Chính - Thiệu Hoá Thanh Hoá năm 2009

Trong khi ñó nông dân miền Bắc sử dụng rất nhiều các loại máy canh tác cày bừa cỡ nhỏ với các ñộng cơ DongFeng D6, D8, D10 của Trung Quốc

Vì vậy cần phải nghiên cứu làm ra ñược máy gặt liên hợp với các ñộng cơ ñó

Sau mùa canh tác thì hầu như hoàn toàn các máy cày, bừa ựó không làm việc chỉ nằm một nơi mà không phục vụ thêm ựược những lợi ắch khác mà không biết rằng loại ựộng cơ ựó có thể mang lại rất nhiều công dụng khác

Việc sử dụng loại ựộng cơ D8 luôn bảo ựảm ựược công suất hoạt ựộng của ựộng cơ khi sử dụng trong việc gặt lúa Bởi lẽ loại ựộng cơ D8 sử dụng trong ựiều kiện nặng nhọc là cầy bừa thì công suất phải lớn, trong khi ựó khi sử dụng loại ựộng

cơ D8 cho gặt lúa thì công suất máy hoàn toàn còn dư hay nói cách khác sử dụng D8 trong việc gặt lúa nhẹ nhàng hơn việc cày bừa ựất.Vì vậy việc sử dụng loại ựộng cơ D8 ựã ựảm bảo ựược công suất hoạt ựộng của máy gặt

Nhận thấy những lợi ắch mà loại ựộng cơ này mang lại là rất lớn, ựồng thời ựây cũng là một biện pháp ựể có thể tận dụng ựược công dụng mà loại ựộng cơ này mang lại không chỉ ựơn thuần là cày, bừa, kéo rơmoc mà là cả gặt lúa

Hình 1.15 động cơ diezen cỡ nhỏ

Từ những kết quả ựiều tra phân tắch trên, chúng tôi nhận thấy rằng nếu máy gặt ựược làm dưới dạng bộ phận gặt ựể liên kết với các loại máy kéo nhỏ có sẵn thì chi phắ mua máy gặt sẽ giảm ựi nhiều Mặt khác, máy kéo nhỏ có khả năng di chuyển tốt trên ựồng ruộng Miền bắc, máy gặt liên hợp sẽ thừa hưởng ựặc tắnh này

đó là lý do mà ựề tài ỘNghiên cứu, thiết kế máy gặt gom cho ựồng bằng Bắc BộỢ

dụng Cấu trúc gọn nhẹ, ñơn giản, không ñòi hỏi một nguồn cung cấp công suất lớn Người dân có thể sử dụng các loại ñầu máy D8 mà mình ñang sẵn có kết hợp với bộ phận gặt mà chúng tôi ñã nghiên cứu và chế tạo ñã có thể sở hữu một máy gặt riêng cho mình mà không cần lãng phí khi ñầu tư mua một máy gặt chuyên dụng Khi ñến mùa thu hoạch thì nông dân chỉ cần lắp phần gặt vào máy canh tác cỡ nhỏ là sẽ thành máy gặt lúa ñồng thời gom lúa thành từng bó cho bà con Khi xong mùa gặt lại tháo bộ phận gặt ra, ñể ñộng cơ làm các công việc khác như: Kéo rơ moóc, cày, bừa…Rất thuận lợi cho nông dân Bắc Bộ và phù hợp với ñiều kiện ñồng ruộng ở miền Bắc nước ta

KẾT LUẬN

Cơ giới hóa gặt lúa ñã trở nên cấp thiết ñối với ñồng bằng Bắc bộ Các mẫu máy gặt của nước ngoài và một vài mẫu ở miền nam ñược chế tạo dưới dạng chuyên dùng nên giá thành còn cao và chưa thật phù hợp với ñặc tính ñồng ruộng và tập quán canh tác của nông dân miền Bắc

Khác với ñồng bằng Nam bộ, các thửa ruộng ở ñồng bằng Bắc bộ thường nhỏ hẹp và phân bố manh mún Trong một làng, xã, các thửa ruộng thường không có cùng một bình ñộ, dẫn tới trong thời kỳ thu hoạch, nền ruộng có ñộ lún, ñộ ngập nước khác nhau, gây rất nhiều khó khăn cho việc cơ giới hóa khâu thu hoạch

Máy gặt chuyên dùng chỉ ñược sử dụng trong thời kỳ thu hoạch Ở miền Bắc, một năm chỉ có hai vụ, tổng thời gian thu hoạch trong năm khoảng 20 ñến 30 ngày ðiều ñó làm cho thời gian khấu hao máy bị kéo dài Người nông dân miền Bắc, do tiềm lực kinh tế còn hạn chế, luôn muốn sử dụng phần ñộng lực và phần di chuyển chung cho các công việc khác trong năm Vì vậy việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo một mẫu máy gặt dưới dạng bộ phận gặt, liên hợp với máy kéo nhỏ, loại máy ñang ñược sử dụng rộng rãi ở miền bắc, sẽ góp phần làm giảm giá thành máy và phù hợp với ñặc tính ñồng ruộng miền Bắc

Tính năng làm việc của máy kéo nhỏ và ñặc tính làm việc của bộ phận gặt là rất khác nhau Việc tính toán, thiết kế, chế tạo máy liên hợp phải ñảm bảo có ñược tính năng tốt nhất cho cả hai bộ phận trên Báo cáo tổng kết ñề tài này trình bày kết quả tính toán , thiết kế chế tạo, khảo nghiệm mô hình máy gặt gom, liên hợp với máy kéo nhỏ ở ñồng bằng Bắc Bộ

1.3 Mục tiêu, cách tiếp cận, phương pháp, ñối tượng nghiên cứu

1.3.1 Mục tiêu

Mục tiêu của ñề tài là nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy gặt gom liên hợp với ñộng lực cỡ nhỏ phù hợp với ñồng bằng Bắc Bộ, giúp ích bà con nông dân mang

lại hiệu quả kinh tế và năng suất cao

- Từ một máy cày bừa của nông dân với các ñộng cơ như D6, D8, D10 thiết kế thêm phần gặt liên hợp với ñộng cơ ñó

- Tính toán lựa chọn vận tốc tiến và vận tốc dao hợp lý

- Tính toán cân bằng liên hợp khi có người ngồi và khi không có người ngồi

- Tăng cường khả năng di chuyển của máy

1.3.2 Cách tiếp cận

- ðiều tra cơ bản thực trạng ñồng ruộng, giống lúa và tập quán canh tác

- Tham khảo các mẫu máy ñã có trong nước và nước ngoài, phân tích ưu nhược ñiểm của máy, lựa chọn kết cấu phù hợp nhất

1.3.3 Phương pháp nghiên cứu

- Thu thập xử lý thông tin qua sách báo, tạp chí, Internet…

- Tham khảo ý kiến chuyên gia

- Nghiên cứu lý thuyết tính toán thiết kế máy gặt, gặt ñập liên hợp

- Khảo nghiệm ñánh giá mẫu máy (Theo quy trình, tiêu chuẩn ñã ban hành)

1.3.4 Phạm vi, ñối tượng nghiên cứu

Các loại máy gặt gom phù hợp với lúa và tình trạng ñồng ruộng ở ñồng bằng Bắc bộ; Các máy kéo nhỏ với các ñộng lực D6, D8, D10 ñang ñược sử dụng phổ biến ở ñồng bằng Bắc bộ

1.3.5 Nội dung nghiên cứu

- Tìm hiểu tình hình thu hoạch lúa ở nước ta, miền Nam và miền Bắc

- Nghiên cứu ñặc ñiểm ñịa hình canh tác lúa ở miền Nam và miền Bắc ñể chọn loại máy cho phù hợp với từng vùng

- Tìm hiểu tình hình sử dụng máy thu hoạch lúa ở trong nước

- Tìm giải pháp thích hợp về vấn ñề cơ giới hoá ở miền Bắc

- Tìm hiểu các nguồn ñộng lực ñược sử dụng rộng rãi ở nông thôn Miền Bắc

- Tính toán, thiết kế và chế tạo

- Khảo nghiệm liên hợp máy, ñánh giá khả năng ứng dụng

- Hoàn thiện thiết kế ñể có thể sẵn sàng cho việc chế tạo hàng loạt

Chương 2 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO BỘ PHẬN CẮT

2.1 Xác ñịnh và lựa chọn các thông số ban ñầu [6]

2.1.1 Cho máy kéo nhỏ

Như trên ñã ñề cập, máy gặt ñược thiết kế theo giải pháp phần gặt liên hợp với các ñộng lực cỡ nhỏ có sẵn Khi hết vụ gặt, phần gặt ñược tháo ra, trả lại chức năng bình thường cho máy kéo nhỏ Tính năng di chuyển của loại ñộng lực này ñã ñược khẳng ñịnh trên ñồng ruộng Bắc bộ Các loại máy kéo nhỏ sử dụng ở miền Bắc hiện tại thường ñược liên kết với các ñộng cơ D6, D8, D10, nhưng phổ biến nhất là loại liên kết với ñộng cơ D8 Tuy nhiên, cả ba loại trên ñều sử dụng chung phần hộp số

và phần di chuyển Vì vậy việc tính toán liên kết phần gặt với loại D8 cũng dùng ñược với loại D6 và D10 ðể tính toán liên kết, cần phải xác ñịnh hai thông số quan trọng của máy kéo nhỏ, ñó là tốc ñộ tiến của máy và tốc ñộ quay của trục chính công suất, trục mà chuyển ñộng của phần gặt sẽ ñược lấy từ ñây Các thông số này

có trong hồ sơ theo máy, nhưng thực tế chúng thường không chính xác, vì vậy cần phải ñược xác ñịnh lại ðể xác ñịnh, tay ga của ñộng cơ ñược ñể ở chế ñộ ñịnh mức, tiến hành ño tốc ñộ quay ở bánh ñà và trục chính công suất bằng máy ño tốc ñộ

‘HAUI’

Kết quả xác ñịnh ñược:

n1= 1740 (vg/ph) - ño tại bánh ñà

n2= 780 (vg/ph) - ño tại trục chính công suất

Tốc ñộ tiến của máy còn phụ thuộc vào số truyền ở hộp số Các máy kéo nhỏ trên có 6 số tiến, nhưng chỉ có 3 số truyền tương ñối phù hợp với chế ñộ gặt, là các

số II, III, IV Các số còn lại ñược sử dùng cho các tính năng ñặc biệt của máy kéo nhỏ ðể tiến hành ño ñạc, ñộng cơ ñược ñặt ở chế ñộ ñịnh mức tốc ñộ tiến của máy ñược xác ñịnh thông qua tốc ñộ quay và ñường kính của bánh theo công thức sau:

Kết quả ño ñạc và tính toán thể hiện ở bảng 1

Bảng 2.1 Kết quả ño vận tốc tiến của máy

Ø 5.5

Ø 5.5

50 32

Chế ñộ cắt: S = t = t0 = 76mm Chế ñộ này ñược sử dụng rộng rãi ở các nước Châu Âu và Châu Mỹ, dùng ñể cắt lúa mỳ, lúa nước và các cây trồng tương ñương (ñỗ tương, một số loại cỏ) Chế ñộ cắt: S = t = t0 = 50mm, ñược sử dụng ở các nước

Châu Á (Nhật Bản, Hàn Quốc, đài LoanẦ) chuyên dùng ựể cắt lúa nước Chúng tôi sử dụng chế ựộ cắt này cho máy gặt của mình Các thông số của chúng ựược thể hiện ở hình 2.1

2.2.Tắnh toán xác ựịnh vận tốc dọc theo cạnh sắc của dao cắt [3]

Lúa thuộc loại cây có xơ sợi vì vậy dao cắt phải là loại có chấu Trong quá trình làm việc, dao tham gia ựồng thời hai chuyển ựộng, chuyển ựộng theo máy với vận tốc Vm (m/s) và chuyển ựộng qua lại với vận tốc Vd (m/s) Tổng hợp hai vận tốc này ta ựược vận tốc tuyệt ựối của dao (V) V lệch so với OY một góc λ Phân tắch V ra hai thành phần : vuông góc và dọc theo cạnh sắc (hình 2) Dao chỉ làm việc khi λ ≥ 0 Nói cách khác, ựiều kiện cắt tốt nhất có ựược khi Vt luôn hướng xuống phắa dưới ựáy dao trong suốt quá trình làm việc: Vdt ≥ Vmt Nếu ựiều kiện trên không ựảm bảo, sẽ xuất hiện hiện tượng ựẩy cây khỏi cặp cắt hoặc cắt ngược chấu, làm tăng tải cho dao, giảm chất lượng cắt

Chuyển ựộng qua lại của dao ựược thực hiện bởi cơ cấu biên tay quay Theo tắnh chất chuyển ựộng của cơ cấu biên tay quay ta có: Vd = Vx= R.ω.Sinωt, với R và

ω là bán kắnh và vận tốc của tay quay để ựảm bảo ựiều kiện làm việc của dao, từ sơ

Vm ñược xem như không ñổi trong quá trình xét Giá trị của nó phụ thuộc vào số truyền, như ñã xác ñịnh ở phần trên Tuy nhiên, trong thực tế, do hiện tượng trượt và do có ñộ lún nên vòng lăn của bánh giảm ñi, vận tốc thực tế giảm ñi từ 10 ñến 15%, Nếu giảm hơn nữa (hiện tượng lầy thụt), máy sẽ hoạt ñộng không hiệu quả Cuối cùng ta có biểu thức :

ñộ quay của cơ cấu biên tay quay ñể thỏa mãn ñiều kiện (*) cho mọi số truyền Kết quả tính toán thể hiện ở bảng 2

Từ kết quả tính toán trên ta thấy:

- Vận tốc dọc theo cạnh sắc ở thời ñiểm bắt ñầu cắt (Vtb) luôn ñảm bảo ñiều kiện (*)

- Vận tốc dọc theo cạnh sắc ở thời ñiểm kết thúc cắt (Vtk) chỉ thỏa mãn diều kiện (*) với các giá trị ω nhất ñịnh, và phụ thuộc vào số truyền:

- Số truyền II, ω >80 rad/s;

- Số truyền III, ω >118 rad/s;

- Số truyền IV, ω >186 rad/s

Bảng 2.2 Kết quả tính toán vận tốc ở các số truyền

0,054

0,038

0,021

0,005 0,011 0,028 0,044 0,060

-Số III

ω 110 112 114 116 118 120 122 124 126

Vmcosα 0,954 0,954 0,954 0,954 0,954 0,954 0,954 0,954 0,954 Vdbsinα 1,123 1,143 1,164 1,184 1,205 1,225 1,246 1,266 1,286

Vdksinα 0,901 0,917 0,934 0,950 0,966 0,983 0,999 1,016 1,032

Vtb 0,169 0,189 0,209 0,230 0,250 0,271 0,291 0,312 0,332

Vtk

0,054

0,037

0,021

0,004 0,012 0,028 0,045 0,061 0,077

0,057

0,041

0,024

0,008 0,008 0,025 0,041 0,057

-Trong thực tế, ñể tăng tuổi thọ của dao cắt, người ta thường chấp nhận dao cắt làm việc ở chế ñộ Vtk<-0.1 m/s Với chế ñộ này, dao không ñảm bảo cắt ngọt cây ở phần cuối cạnh sắc phía ñỉnh dao, nhưng có thể giảm ñáng kể vận tốc làm việc của dao, từ ñó làm giảm số lần chịu ma sát mài mòn của hai phần tử cắt của dao Với các số liệu ñược tính toán ở trên, ta có thể chọn vận tốc làm việc của dao ω

=50÷55rad/s

2.3 Tính toán xác ñịnh vận tốc bắt ñầu và kết thúc cắt [3]

Chọn vận tốc làm việc của bộ phận cắt là một việc rất quan trọng Với bộ phận cắt loại này, vận tốc cắt càng cao thì khả năng cắt càng tốt, nhưng gây lực quán tính lớn làm tăng sự rung ñộng máy, gây hao phí năng lượng không cần thiết, làm giảm tuổi thọ của dao cắt Vận tốc tốt nhất ñược lựa chọn là vận tốc chỉ vừa ñủ

ñể cắt cây Vận tốc này ñược gọi là vận tốc cắt kỹ thuật (Vkt), giá trị của nó phụ thuộc vào ñối tượng ñược cắt Các thí nghiệm ñã chỉ ra rằng, ñối với cây lúa nước

Vkt=1,2 (m/s) [3,4], nghĩa là dao chỉ cắt ñược lúa nếu vận tốc trong vùng cắt (hình 3) của nó lớn hơn 1,2 (m/s) ðiều kiện trên ñược viết thành:

Các giá trị Vb và Vk có thể ñược xác ñịnh bằng phương pháp ñồ thị hoặc bằng phương pháp kết hợp ñồ thị và tính toán

Từ ñồ thị, ño và xác ñịnh ñược yb và yk; yb = 22,5 (mm) ; yk = 18,1 (mm) Tiến hành xác ñịnh Vb và Vk theo các biểu thức: Vb = yb.ω; Vk = yk.ω Tính toán kiểm tra các giá trị này cho từng số truyền theo ñiều kiện (**)

Số truyền II; (ω= 80 rad/s)

Vb = yb.ω = 22,5 10-3 80 = 1,80 m/s

Như vậy, cả ba số truyền ñã lựa chọn ñều thỏa mãn ñiều kiện (**)

Hình 2.3 ðồ thị xác ñịnh vận tốc làm việc của dao

2601m2/h tương ñương với 7,2 sào/h – khi di chuyển với số truyền II

3858m2/h tương ñương với 9,1 sào/h – khi di chuyển với số truyền III

6120m2/h tương ñương với 14,4 sào/h – khi di chuyển với số truyền IV

Từ các thông số trên, có thể xác ñịnh ñược các tỷ số truyền từ trục chính công suất tới cơ cấu truyền ñộng của dao cắt và các bộ phận khác Tất cả các thông số xác ñịnh ñược sẽ là cơ sở cho việc thiết kế, chế tạo máy gặt liên hợp với máy kéo nhỏ

2.4 Tính toán xây dựng các ñồ thị ñặc tính làm việc khác của dao cắt [3]

2.4.1 ðồ thị ñường chạy phần cắt của lưỡi sắc

ðồ thị này cho phép xác ñịnh ñược phần diện tích do cạnh sắc quét sau nửa chu kỳ làm việc của dao và phần diện tích cắt cây thực tế Diện tích quét thường lớn hơn diện tích cắt và ñó là nguyên nhân gây nên hai hiện tượng không tốt cho dao cắt: Hiện tượng quét thừa làm tăng chi phí năng lượng; Hiện tượng cắt dồn (cây bị dồn lại ở ñầu cạnh sắc lưỡi cắt) làm tải trọng phân bố không ñều trên cạnh sắc lưỡi cắt, từ ñó làm hỏng nhanh phần ñầu của cạnh sắc, giảm tuổi thọ của dao cắt ðể hạn chế ảnh hưởng trên, người ta thường cố gắng lựa chọn các thông số hình học và ñộng học sao cho diện tích cắt tương ñương với diện tích quét [6]

Quỹ ñạo chuyển ñộng của một ñiểm thuộc cạnh sắc lưỡi dao là chuyển ñộng phức hợp gồm:

- Chuyển ñộng tương ñối: X = R(1- cosωt)

- Chuyển ñộng theo máy: Y = Vm.t

Vận tốc của dao theo chuyển ñộng ngang ñạt cực ñại khi sin ωt = 1

.25

2,2

30 25 20 15

Hình 2.4 ðồ thị ñường chạy phần cắt của cạnh sắc tính theo V m2

Gọi h là quãng ñường máy ñi ñược sau nửa chu kỳ làm việc của dao

)(

30)(03,08885,0

t R

x

m.cos

Hình 2.5 Vị trí của lưỡi dao sau 3 nửa chu kỳ làm việc liên tiếp

πω

t R

x

ωπ

ω

cos1

Phương trình ñường chạy phần cắt của cạnh sắc:

t x

ωπ

ω

30

cos1.25

2.4.2 ðồ thị chiều cao gốc rạ

Trong quá trình cắt cây một số cây không bị cắt ngay mà bị ñẩy từ răng bên này sang răng bên kia mới ñược cắt, một số cây bị dao quét nhưng vẫn dồn lại ñể cắt tại một ñiểm ñó là hiện tượng cây bị uốn trong quá trình cắt Sự biến ñổi ñộ cao gốc rạ tìm ñược bằng phương pháp ñồ thị Dựa vào ñồ thị ñường chạy phần làm việc của cạnh sắc ta xác ñịnh ñược chiều cao gốc rạ của những cây nằm trên mép của tấm kê

Chiều cao thực tế gốc rạ trên ñồng gồm 3 nhóm: Nhóm không uốn, nhóm uốn dọc và nhóm uốn ngang

-Nhóm không uốn: Có chiều cao gốc rạ bằng chiều cao ñặt dao so với mặt ñất -Nhóm uốn ngang: Những cây bị uốn ngang là những cây bị cạnh sắc của

dao xô nghiêng tới cạnh sắc tâm kê ñối diện, bị cắt tại ñây ðể ñơn giản coi cây bị

xô nghiêng là một ñường thẳng (sai số không ñáng kể) Những cây nằm ở tâm dao bên này bị uốn sang tấm kê bên kia là những cây bị uốn ngang nhiều nhất Ta sẽ tính chiều cao của những cây này:

2 max 0

0

cos θ

b t

t R

x

ωπ

ω

cos1

Ta có:

t R

h t

R h

d d d d d

d tg

t x t y

x

y

ωπ

ωω

ωπθ

sin.sin

30

ππ

θ

R

h tg

⇒ θmin ≈ 210 ⇒ cosθmin= 0,934

2

3262

22

⇒ b = 9,5 (mm)

Vậy ñộ uốn ngang cực ñại là:

)(

43934

,0

5,950

0 max

θ