Nghiên cứu xác định một số thông số của hệ thống truyền động thuỷ lực cho bộ phận cắt trong máy thu hoạch mía

Cùng với sự kiện, Việt Nam ra nhập tổ chức Thương Mại Thế Giới WTO, thì chủ trương của Đảng và Nhà nước ta là đẩy nhanh tiến bộ khoa học kỹ thuật trong các khâu canh tác, cơ cấu giống câ

bộ giáo dục và đào tạo trường đại học nông nghiệp I

Người hướng dẫn khoa học: ts nguyễn văn hựu

Hà nội - 2007

Lời cam Đoan

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và ch−a đ−ợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tôi xin cam đoan các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đ2 đ−ợc chỉ

rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Tạ Hanh

lời cảm ơn

Tác giả luận văn xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới:

- TS Nguyễn Văn Hựu đ2 hướng dẫn tận tình, chỉ bảo cặn kẽ cho tác giả trong suốt quá trình hoàn thành luận văn này

- Tập thể các thầy, cô giáo Khoa Cơ điện, Khoa Sau Đại học, đặc biệt là các thầy, cô Bộ môn Máy nông nghiệp - Khoa Cơ điện - Trường Đại học Nông nghiệp I, đ2 trực tiếp đóng góp và tạo điều kiện giúp tác giả hoàn thành luận văn

- Ban l2nh đạo, các thầy cô giáo và tập thể cán bộ công nhân viên Trường Cao đẳng nghề cơ khí nông nghiệp đ2 động viên tinh thần, tạo điều kiện về cơ sở vật chất, cho tác giả hoàn thành luận văn

- Cảm ơn các đồng nghiệp, những người thân trong gia đình đ2 giúp đỡ tôi tận tình trong quá trình thực hiện luận văn

Một lần nữa xin chân thành cảm ơn

Tác giả luận văn

Tạ Hanh

1.3 Xác công đoạn thu hoạch mía ở nước ta hiện nay 161.3.1 Chặt mía và gom bó bằng lao động thủ công 171.3.2 Bốc xếp vận chuyển bằng lao động thủ công kết hợp xe cơ giới 171.4 Một số loại máy thu hoạch mía trên thế giới 181.4.1 Sơ lược quá trình nghiên cứu chế tạo máy thu hoạch mía 181.4.2 Một số loại máy thu hoạch mía trên thế giới 201.4.3 Tình hình nghiên cứu máy thu hoạch ở nước ta 24

1.6 Đặc điểm ruộng mía và cây mía trong giai đoạn thu hoạch 301.7 Những nghiên cứu bộ phận cắt mía ở Việt Nam 371.7.1 Kết quả đo mô men cản cắt cây mía của Viện Cơ điện và CNSTH 37

1.7.2 Nghiên cứu của Khoa Cơ điện – Trường Đai học NNI 37Chương 2 đối tượng nghiên cứu, một số cơ sở lý

3.2.2 ảnh hưởng giá trị trung bình của mô men cản cắt cây mía đến quá trình

3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng giá trị mô men quán tính bộ phận cắt cây mía đến

3.2.4 Khảo sát ảnh hưởng thể tích từ bơm đến động cơ V1 trong hệ thống thủy lực đến quá trình chuyển tiếp 60

3.2.5 Khảo sát ảnh hưởng thể tích làm việc động cơ Vm trong hệ thống thủy

3.2.6 Khảo sát ảnh đường cong biên - tần 61

Bảng 2.4 Thông số của bơm và động cơ thuỷ lực bánh răng 49Bảng 2.5 Kết quả số liệu hồi quy lực cản khi dao làm việc ở góc 00 50

Bảng 3.1 ảnh hưởng của ML0 đến quá trình chuyển tiếp của hệ 64Bảng 3.2 ảnh hưởng của J đến quá trình chuyển tiếp của hệ 66Bảng 3.3 ảnh hưởng của V1 đến quá trình chuyển tiếp của hệ 68

Danh mục hình

Hình 1.2 Máy chặt dải hàng liên hợp máy kéo 4 bánh NB-15T (Nhật) 20Hình1.3 Máy thu hoạch mía Thái Lan Super Cane Cuter K-80 21Hình 1.4 Sơ đồ liên hợp máy thu hoạch để nguyên cây, xả đống định kỳ (úc)

22Hình 1.5 LHTHM cắt đoạn chuyển theo băng tải nghiêng 23Hình 1.6 LHTH mía cắt đoạn chuyển cây dưới gầm máy bằng hệ thống các

cặp ru lô (sáng chế của nhiều nước úc, Mỹ, Nga, Nhật, Đức…) 23Hình 1.7 LHTHM (THM – 03) của Viện Cơ điện và CNSTH 24

Hình 1.9 Sơ đồ bộ phận cắt ngọn có trống vơ chủ động 26Hình 1.10 Sơ đồ bộ phận cắt băm ngọn mía có hai trống vơ và băm 26Hình 1.11 Trống vơ và băm đọt có các vành dao và đĩa vơ 27Hình 1.12 Sơ đồ bộ phận cắt ngọn có hai đĩa vơ chủ động và mỗi trống băm

Hình 1.14 Sơ đồ kết cấu đĩa dao cắt có trục gỡ lá cuốn dao (sáng chế của

Hình 1.16 Khoảng cách giữa hai hàng mía và phân tách gốc mía 33

Hình 1.22 Sơ đồ thí nghiệm 39

Hình 2.2 Dao cắt có đường kính từ đỉnh đến tâm đĩa bằng 900 mm 45Hình 2.3 Kết quả mô men quán tính khi đĩa dao có đường kính bằng 1000

Hình 3.3 Lưu đồ thuật giải quá trình chuyển tiếp 62Hình 3.4 Mô men đáp ứng quá trình chuyển tiếp khi ML0 =280 Nm 63Hình 3.5 Mô men đáp ứng quá trình chuyển tiếp khi ML0=(100 – 350)Nm 64Hình 3.6 Mô men đáp ứng quá trình chuyển tiếp khi J=(0.8 - 2)kgm2 66Hình 3.7 Mô men đáp ứng quá trình chuyển tiếp khi V1 =(172ì10-4 –

Hình 3.8 Mô men đáp ứng quá trình chuyển tiếp khi Vm =(47,5ì10-6 –

Hình 3.10 Kết quả kiểm tra quá trình chuyển tiếp của bộ phận cắt có truyền

chuyển động thủy lực bằng sự thay đổi của giá trị vận tốc góc và áp

Mở đầu

Tính cấp thiết của luận văn

Cây mía là cây công nghiệp quan trọng của nước ta và một số nước trên thế giới Trong đó mía được sử dụng rộng r2i trong nhiều lĩnh vực (đường sử dụng trong công nghiệp thực phẩm, mật gỉ sử dụng trong công nghiệp riệu, b2 mía làm chất đốt…) Nhận thấy tầm quan trọng của mía đường, Chính phủ đ2

có chương trình 1.1 triệu tấn đường năm 2000 Cùng với sự kiện, Việt Nam ra nhập tổ chức Thương Mại Thế Giới (WTO), thì chủ trương của Đảng và Nhà nước ta là đẩy nhanh tiến bộ khoa học kỹ thuật trong các khâu canh tác, cơ cấu giống cây trồng … nhằm tăng năng suất mía đường, từng bước đảm bảo nhu cầu trong nước, tiến tới tham gia xuất khẩu, tăng thu nhập cho nông dân

Trước yêu cầu thực tế, cơ giới hóa các khâu canh tác, thu hoạch mía là quan trọng Trong đó khâu thu hoạch là một trong những khâu phức tạp và nặng nhọc cần nhiều nhân lực và đảm bảo tính thời vụ ở một số nước trên thế giới, cơ giới hóa trong khâu thu hoạch được áp dụng rộng r2i Tại Mỹ, từ những năm cuối 50 đầu 60, đ2 xuất hiện hai loại máy Munson Thompson Cane Harvaster và Wartele Harvester and Loader Qua 30 năm liên tục phát triển các loại máy thu hoạch mía được cải tiến về mặt nguyên lý, kết cấu được trang bị hiện đại phổ biến đa dạng ở nhiều châu lục Còn tại nước ta, hiện nay các khâu thu hoạch chủ yếu là lao động thủ công trong tất cả các công đoạn (chặt gốc, róc lá, gom thành bó …) Việc thu hoạch bằng lao động thủ công làm giảm năng suất lao động, cần nhiều nhân công, chi phí tài chính cho một

đơn vị mía cao, không đảm bảo tính thời vụ Cây mía được chặt bằng thủ công không được sát gốc vì thế làm ảnh hưởng đến ruộng mía cần lưu gốc, tỷ lệ hao hụt đường cao (lượng đường tập trung ở gốc)

Để khắc phục các khó khăn hiện nay nhằm cơ giới hóa từng bước khâu

thu hoạch, góp phần phát triển nhanh cây mía, cần tìm hướng trang bị phù hợp với điều kiện nước ta

ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn

Trong thời gian gần đây, một số định hướng nghiên cứu và sản xuất máy thu hoạch mía cần được đẩy mạnh theo các hướng sau:

- Tăng năng suất thu hoạch

- Bộ phận cắt phải đảm bảo: cắt tốt, cắt không bị sót

- Khả năng thông qua của của bộ phận cắt cũng như bộ phận làm sạch

có chất lượng tốt

- Đảm bảo tính cơ động của bộ phận di chuyển

- Máy phải có kết cấu đơn giản gọn nhẹ

Các hướng nghiên cứu trên, hướng nghiên cứu bộ phận cắt đưa vào áp dụng vào sản xuất, đặc biệt nghiên cứu thông số động học của bộ phận cắt cây trong thu hoạch mía chưa được đề cập đến

Chính vì vậy, chúng tôi tập chung đi nghiên cứu luận văn: “Nghiên cứu xác định một số thông số của hệ thống truyền động thuỷ lực cho bộ phận cắt trong máy thu hoạch mía ” Do TS Nguyễn Văn Hựu hướng dẫn

Luận văn gồm các chương sau

Chương 1.Tổng quan nghiên cứu

- Tìm hiểu tình hình thu hoạch mía trên thế giới và trong nước

- Một số mẫu máy thu hoạch mía trên thế giới và trong nước

- Bộ phận cắt

- Đặc điểm cơ lý tính cây mía

- Tìm hiểu những nghiên cứu lực cản cắt cây mía

Chương 2 Đối tượng nghiên cứu và một số cơ sở lý thuyết, thực nghiệm

- Cơ sở lý thuyết xác định vận tốc dao cắt

- Lựa chọn sơ đồ bộ phận cắt

- Lựa chọn hệ thống thuỷ lực

- Håi quy hµm lùc c¶n c¾t c©y b»ng ph−¬ng ph¸p b×nh ph−¬ng nhá nhÊt (håi quy) vµ néi suy Niut¬n

Ch−¬ng 3 KÕt qu¶ nghiªn cøu

Chương 1 Tổng quan nghiên cứu

1.1 Tình hình thu hoạch mía trên thế giới

Cây mía có nguồn gốc từ Tân Ghi nê, thích nghi với khí hậu nhiệt đới, mưa nhiều và nhiệt độ cao Hiện nay, trên thế giới có khoảng 70 nước trồng mía, tập trung trong khoảng từ 30 vĩ độ Nam đến 30 vĩ độ Bắc với diện tích khoảng 20 triệu ha Đường mía trở thành thực phẩm cơ bản từ rất lâu Sản lượng đường và mức tiêu thụ đường mía liên tục tăng Từ năm 1990 đến năm

2002, sản lượng đường trên thế giới tăng từ 116.076 triệu tấn lên 135.264 triệu tấn Mức tiêu thụ tăng từ 110.090 triệu tấn lên đến 128.268 triệu tấn Đường mía được sản xuất tập trung ở Châu Mỹ, sau đó là các nước Châu á, Châu úc, Châu Âu Những nước có diện tích và sản lượng mía cao hàng đầu thế giới là

ấn Độ – 3.43 triệu ha, Trung Quốc – 1.06 triệu ha, Pakistan 0.85 triệu ha, Thái Lan – 0.68 triệu ha, Ôxtrâylia – 0.38 triệu ha, Inđônêxia – 0.36 triệu ha, Việt Nam – 0.315 triệu ha, Philippin – 0.31 triệu ha … Cây mía có tiềm năng

là năng suất cao, chịu thâm canh Năng suất mía tối đa được ghi nhận ở Đài Loan là 456.95 tấn/ha với mía 24 tháng tuổi, ở ấn Độ là 440.85 tấn/ha với mía

18 tháng tuổi và 406.38 tấn/ha với mía 12 tháng tuổi [1], [7], [14]

Xu hướng chung của thế giới là đầu tư thâm canh tăng năng suất và chất lượng mía để giảm giá thành đầu tư vào công nghiệp sản xuất đường, ổn

định diện tích trồng mía [5]

1.2 Tình hình sản xuất mía đường ở nước ta

Cây mía được du nhập vào trồng ở nước ta từ rất lâu (có tài liệu nói từ trước năm 206 trước Công Nguyên) Cùng với cây mía, công nghiệp đường ở nước ta đ2 có từ thời Pháp thuộc với hai nhà máy đường: Tuy Hoà (Trung Bộ)

và Hiệp Hoà (Nam Bộ) [19]

Sau hoà bình lập lại (nhất là sau khi thống nhất đất nước), cây mía

đ2 được hồi phục và phát triển nhanh vào một số năm gần đây Với vị trí trải dài từ 8030’vĩ độ Bắc đến 23020’ vĩ độ Bắc, khí hậu nước ta thuận lợi cho sự phát triển và khai thác tiềm năng năng suất của cây mía Nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước và tham gia xuất khẩu, chúng ta đ2 hoàn thành chương trình một triệu tấn đường vào năm 2000 ở nhiều vùng nông thôn, trung du, miền núi, cây mía đ2 thực sự là cây xoá đói giảm nghèo, góp phần giải quyết việc làm, nâng cao thu nhập cho nhiều hộ gia đình nông dân, khai thác các tiềm năng đất đai, lao động Việc hình thành các vùng nguyên liệu mía gắn liền với các nhà máy chế biến đường đ2 góp phần thay đổi cơ cấu kinh tế nông nghiệp nông thôn, thực hiện công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước [7], [14]

Hiện nay, tình hình sản xuất mía đường ở nước ta tăng cả về diện tích và sản lượng; được tổng kết trên bảng 1.1 [7]

Bảng 1.1 Tổng hợp chung về sản xuất mía đường trong những

năm gần đây (1998 – 2003)

Vụ sản xuất

D.tích cả

nước (ha)

Diện tích vùng nguyên liệu tập trung (ha)

Năng suất bình quân (T/ha)

Tổng sản lượng mía (1.000T)

Sản lượng mía ép công nghiệp (1000T)

Hiện nay, nước ta có hơn 40 nhà máy đường đang hoạt động với vùng nguyên liệu mía hơn 300.000 ha, có sản lượng cây từ 10-12 triệu tấn Mục tiêu của nước ta là giữ ổn định diện tích trồng mía khoảng 300.000 ha; đầu tư khoa học, công nghệ, vật tư để thâm canh đảm bảo năng suất bình quân 50 –

60 tấn/ha, trữ lượng đường bình quân từ 11 – 12 CCS; đảm bảo nguyên liệu cho các nhà máy hoạt động trong thời gian từ 100 – 120 ngày với sản lượng

đường khoảng 1 triệu tấn/năm [1]

Đến nay, cả nước đ2 hình thành vùng mía tập trung tại 25 tỉnh với tổng diện tích trên 350.000 ha; được trình bày trên bảng 1.2 [1]

Bắc Trung

Bộ

DHMT Tây

Nguyên

Đông Nam

Cây mía có giá trị sử dụng trong các ngành nông nghiệp, công nghiệp ;

được trình bầy trong hình 1.1 [14]

Hình 1.1 Các lĩnh vực có sử dụng cây mía 1.3 các công đoạn thu hoạch mía ở nước ta hiện nay

Theo nghĩa rộng, thu hoạch mía nguyên liệu cho ngành đường là công việc đưa cây mía trên đồng về đến sân nhà máy đường, bao gồm các khâu: chặt gốc, chặt ngọn, róc lá làm sạch, gom bó, bốc xếp lên phương tiện chuyên chở, vận chuyển về nhà máy đường và dỡ mía ở sân nhà máy Tuy các khâu này chia thành 3 nhóm công việc tương đối độc lập như: thu hoạch trên đồng, vận chuyển và bốc dỡ ở sân nhà máy, nhưng các khâu có mối quan hệ mật thiết và chi phối lẫn nhau [5]

Bánh kẹo Phân hữu cơ Rượu Rhums Rượu Vodka Rượu mùi Cồn Các sản phẩm từ rượu

Dấm Men Torula Men bánh mì Glyxêrin Axêton Công nghiệp rượu Bột ngọt

Hoá chất

1.3.1 Chặt mía và gom bó bằng lao động thủ công

Khi thu hoạch, cây mía được chặt sát gốc và xử lý từ gốc tới ngọn Vì lượng đường tập trung ở gốc Nếu gốc được chặt cao thì vừa gây tổn thất sản lượng, vừa ảnh hưởng xấu đến mía lưu gốc vụ sau (mầm chồi cao khó vun và cây

dễ đổ ngả)

Ngọn và lá mía cần được chặt bỏ đúng điểm “mặt trăng” cuối cùng Toàn

bộ lá và bẹ được róc sạch Các thân mía xếp thành hàng theo hướng tiến của người chặt, sau đó bó lại thành bó bằng lá mía, mỗi bó 10 cây Toàn bộ các bó dồn lại một đầu ruộng để bốc xếp lên rơ moóc máy kéo hoặc thùng xe ôtô

Dụng cụ chặt phổ biến hiện nay là dao chuyên dùng (dao quắm, dao chuôi dài) nên khó chặt sát gốc Theo quan sát ở Tây Ninh, các gốc còn lại trên ruộng cao tới 10 – 20 cm do thân mía đổ ng2, bị lá phủ lấp không nhìn thấy gốc Tỷ lệ mía hao hụt khá lớn; tới 20% ở các ruộng mía đổ Hơn nữa theo yêu cầu nông học, ở những ruộng cần lưu gốc, mía phải được chặt ngầm dưới đất, bỏ phần trên, chỉ giữ lại phần dưới 3-5 đai rễ để đảm bảo mầm mía

vụ sau mọc khoẻ, không chồi gốc cao Yêu cầu này không thực hiện được bằng dao chặt mía Một số nơi đang ứng dụng loại cốc bàn kiểu Trung Quốc

để chặt ngầm, nhưng năng suất thu hoạch rất thấp, không cơ động khi xử lý các phần khác của cây mía [19]

- Một số nơi ở miền tây Nam Bộ, nông dân dùng chẽ thay dao Khi chặt, người chặt không phải vung tay, chỉ cần ấn lưỡi chẽ vào gốc mía để cắt cây (có thể cắt gốc sát đất) Dụng cụ này giúp giảm độ sót do chặt cao, nhưng chóng mệt mỏi cho người lao động, xử lý bằng ngọn lá bẹ không tiện bằng dao 1.3.2 Bốc xếp vận chuyển bằng lao động thủ công kết hợp xe cơ giới

Hiện nay, vận chuyển là khâu có thiết bị đa dạng nhất, từ phương tiện thô sơ; xe trâu bò kéo đến ôtô tải thùng lớn

Xe trâu bò kéo chủ yếu sử dụng ở các địa bàn miền núi, vùng sâu, xa, hoặc chở mía cho các lò đường thủ công, chở mía nội đồng Tại các vùng mía

tập trung, phương tiện chuyên chở chủ yếu là các rơ moóc máy kéo bốn bánh, xe

ôtô thùng lớn không tự đổ Trong bán kính dưới 10 km thuộc vùng mía quy hoạch của nhà máy đường, các rơ moóc máy kéo bốn bánh tham gia chuyên chở khá thuận tiện Với khoảng cách xa hơn, phương tiện chuyên chở là chủ yếu là các xe tải

Tải trọng các rơ moóc thường từ 7 – 10 tấn, của xe tải có thể lớn hơn 10 tấn, tuỳ theo chất lượng đường giao thông [19]

Nhìn chung, trình độ cơ giới hoá các khâu thu hoạch mía ở nước ta rất thấp so với những nước tiên tiến như: Mỹ, Ôxtrâylia, Cuba và ngay ở một số nước kém phát triển (như Bắc Phi) ở những điểm sau:

- Thu hoạch hiện nay 100% bằng lao động thủ công: chặt gốc, chặt ngọn, gom bó, bốc xếp lên xe, năng suất thấp, nặng nhọc

- Thiếu lao động, chi phí cao

Chính vì thế, để khắc phục những khó khăn hiện nay nhằm cơ giới hoátừng bước khâu thu hoạch, góp phần phát triển nhanh cây mía, cần tìm ra hướng trang bị phù hợp Với điều kiện ở nước ta, việc cơ giới hoá có một ý nghĩa quan trọng

1.4 Một số loại máy thu hoạch mía trên thế giới

1.4.1 Sơ lược quá trình nghiên cứu chế tạo máy thu hoạch mía

Những năm cuối 50 đấu 60, trên thế giới, toàn bộ mía được thu hoạch bằng chặt tay Vào thời gian này, bang Louisiana (Hoa Kỳ) xuất hiện hai loại máy chặt mía quy mô công nghiệp đó là Munson và Thompson Cane Harvester và Wartele Harvester and loader Qua hơn 30 năm liên tục phát triển, ngày nay, các máy thu hoạch mía được cải tiến về nguyên lý, kết cấu,

được trang bị hiện đại và phổ biến một cách đa dạng ở nhiều châu lục (đi đầu trong lĩnh vực này phải kể đến các nhà nghiên cứu, thiết kế người Mỹ) [4]

Để có hai loại máy nói trên đưa vào hoạt động trong những năm cuối

50, ngay từ những năm 1939 Mỹ đ2 thiết kế ra loại máy “The Falkiner”; làm

các công việc cắt, làm sạch và vận chuyển thân cây đến rơ moóc Thân cây

được cắt nhỏ thành từng đoạn dài từ 25 – 30 cm Tuy vậy, máy này không cho kết quả tốt Sau đó, người ta chuyển sang thiết kế loại máy Wartele Harvaster and Loader Máy chặt một hàng lắp trên máy kéo 4 bánh Cấu tạo là một khung hàn ống nhẹ Đĩa cắt quay lắp trên hai giá đỡ, trước hết cắt ngọn cây Thân cây được bộ phận gom có dạng xích gắn mấu ở giữa lấy nhờ những gân bằng cao su, sau đó lưỡi của đĩa dưới cắt sát mặt đồng Sau khi cắt gốc thân, cây được đưa vào bộ phận chuyển ngang, chuyển vào rơ moóc của một chiếc máy kéo khác Trong quá trình thu hoạch bằng máy này, lá ở thân vẫn còn [4]

H2ng Thompson (năm 1942) cũng đ2 thử nghiệm mẫu máy có bộ phận chặt nhỏ thân cây thành từng đoạn, bóc lá và róc rễ bằng bàn chải và quạt, nhưng bộ phận này không mang lại kết quả tốt Cuối cùng, chiếc máy Muson Thompson Cane Harvester đ2 ra đời Máy này treo trên máy kéo ba bánh, có cấu tạo khung Người điều khiển ngồi ngồi ở vị trí cao nhất (3-3.5m so với mặt đất) Những bánh xe của máy kéo đi vào hai d2nh hai bên Bánh trước đi vào r2nh giữa Các đĩa dao cắt hai hàng mía kề nhau, nằm ở hai bên bánh trước Cắt ngọn có những lưỡi cưa nằm ngang chạy ở phía trên Để chuyển ngọn cây, trên máy có lắp trục vít xoắn ngang, đường kính lớn Các phần ngọn

đ2 cắt theo máng rơi xuống đất Máy không làm sạch lá trên thân mía Công

đoạn này, vào thời gian đó thực hiện tại nhà máy đường ở đó thường đốt lá trong đống [4], [25]

Từ những chiếc máy đầu tiên này, các nhà nghiên cứu đ2 khẳng định khả năng thay thế chân tay trong thu hoạch mía bằng các máy móc liên hợp Chúng thực hiện liên hoàn bằng khâu cắt gốc, cắt ngọn, gom chuyển mía thành đống hoặc đổ lên rơ moóc đi theo Từ cuối năm 60 đến nay, cùng với việc chế tạo và ứng dụng máy thu hoạch mía, quá trình nghiên cứu cải tiến chúng chở nên sôi nổi, nôi cuốn tham gia không chỉ các nhà khoa học kỹ thuật Mỹ, mà còn hầu hết các nước phát triển trên thế giới, kể cả những nước không có mía

1.4.2 Một số loại máy thu hoạch mía trên thế giới

Trên thế giới, máy thu hoạch thường sử dụng hai loại công nghệ:

- Máy sử dụng công nghệ để nguyên cây

- Máy sử dụng công nghệ thu hoạch cắt cây thành đoạn

1.4.2.1 Máy sử dụng công nghệ để nguyên cây

Nhóm này bao gồm các máy thực hiện từng khâu riêng rẽ hoặc liên hợp thực hiện các khâu: cắt gốc, bóc lá, cắt ngọn, gom bó, bốc xếp lên moóc… gồm các loại máy:

a Máy chặt mía cỡ vừa NB-15T của Nhật Bản

Máy áp dụng trong công nghệ để nguyên cây thu hoạch mía nhiều giai

đoạn, ngồn động lực là máy kéo 4 bánh công suất 45-Hp (hình 1.2) [4], [7]

Tác dụng: Máy cắt gốc một luống mía, không làm sạch lá bẹ, xếp rải cây sang luống bên cạnh

Máy có cấu tạo bao gồm các bộ phận chính: Vít xoắn nâng cây, xích vơ gom và giữ cây gắn vấu Dao cắt gốc dạng đĩa Xích ngang kẹp giữ cây và rải hàng sang bên cạnh Phía trên xích có các thanh tựa cây Máy được treo phía sau máy kéo, không có dao cắt ngọn

Hình 1.2 Máy chặt dải hàng liên hợp máy kéo 4 bánh NB-15T (Nhật) Hạn chế của máy: Năng suất thấp (0.07ha/h); Tuy máy có trang bị vít nâng cây nhưng khả năng thu hoạch mía đổ còn hạn chế (trang bị một vít xoắn phía bên trái); Máy không thuận lợi trong sử dụng do chuyển đổi tay lái và

quay đầu máy kéo (bố trí bánh chủ động đi trước cùng với bộ phận làm việc)

b Máy thu hoạch mía liên hợp với máy kéo 4 bánh của Thái Lan

Máy Super Cane K-80-200Hp (hình 1.3) do công ty KMT Ltd chế tạo, máy được liên hợp với máy kéo 4 bánh, áp dụng công nghệ thu hoạch để nguyên cây, theo phương pháp nhiều giai đoạn, nguồn động lực là máy kéo 4 bánh công suất 65Hp, năng suất làm việc máy trung bình (0,16ha/h) [4]

Hình1.3 Máy thu hoạch mía Thái Lan Super Cane Cuter K-80 Tác dụng: Máy cắt ngọn, cắt gốc, chuyển cây đứng gom vào thùng chứa

- Không thu hoạch được mía đổ

- Tuy có thêm dao cắt ngọn nhưng chất lượng cắt chưa tốt, cắt còn sót ngọn và chiều cao cắt khó điều chỉnh nên tỷ lệ hao hụt cao

- Máy được bố chí lệch bên nên hạn chế khả năng quan sát và điều khiển máy trong quá trình làm việc của người lái

c Máy liên hợp tự hành thu hoạch mía để nguyên cây kéo qua gầm máy

Liên hợp máy tự hành áp dụng công nghệ để nguyên cây Máy có năng suất cao (đạt 40-60t/h), thu hoạch cả mía đốt lá và mía xanh (mía không đốt lá) [4], [7]

Tác dụng: Máy thực hiện nhiều công đoạn thu hoạch mía để nguyên

cây bao gồm các khâu liên hoàn: cắt ngọn, cắt gốc, rút chuyển cây vào thùng chứa và định kỳ xả đống trên đồng

Cấu tạo: Máy bao gồm các bộ phận chính sau: dao cắt ngọn, các vít nâng gom cây đổ, dao cắt gốc, các ru lo rút chuyển cây, thùng chứa cây

Hình 1.4 Sơ đồ liên hợp máy thu hoạch để nguyên cây,

xả đống định kỳ (úc) Nhìn chung các loại máy thu hoạch công nghệ này chủ yếu là các máy thu hoạch theo phương pháp nhiều giai đoạn, thực hiện các công việc độc lập,

có năng suất thấp, liên hợp với các nguồn động lức sẵn có là các loại máy kéo Các máy thu hoạch này đều sử dụng bộ phận gom giữ cây bằng xích kẹp chuyển cây đứng, kích thước tương đối cồng kềnh so với nguồn động lực và không có khả năng gom cây đổ Cũng do sử dụng nguồn động lực sẵn có là các loại máy kéo nên việc bố chí thêm các bộ phận làm việc khác như: Dao cắt ngọn, bộ phận làm sạch…sẽ rất phức tạp và khó thực hiện

Ngoại trừ máy liên hợp thu hoạch chuyển cây (hinh 1.4) do các bộ phận làm việc phù hợp nên thu hoạch được mía đổ và có năng suất rất cao Máy thu hoạch được cả mía xanh và mía đốt lá để nguyên cây rút qua gầm máy bằng các cặp ru lô chuyển vào thùng chứa

1.4.2.2 Máy sử dụng công nghệ thu hoạch cắt cây thành đoạn

Nhóm máy này bao gồm các liên hợp thu hoạch (LHTH) thực hiện

đồng thời nhiều công đoạn liên hoàn: cắt ngọn, cắt gốc, cắt đoạn, làm sạch và vận chuyển mía đoạn sang phương tiện chuyên chở

Phần lớn các loại máy này áp dụng phương thức chuyển rút cây ở trạng thái lằm qua gầm máy

Các loại máy chuyển cây theo nguyên lý rút cây qua gầm máy bằng băng chuyền, thực hiện các công đoạn cắt gốc bởi đĩa dao 5, cắt đoạn bởi dao cắt dạng lô 7, chuyển mía theo băng truyền 8, làm sạch lá bằng quạt 10, kết hợp quạt hút 13 (hình 1.5) [4], [7]

Hình 1.5 LHTHM cắt đoạn chuyển theo băng tải nghiêng

Mía đoạn được làm sạch rơi vào băng chuyền ngang 9 để chuyển sang phương tiện vận chuyển đi song hành bên cạnh

Loại dùng băng chuyền chuyền mía qua gầm có đặc điểm: Cây mía sau khi cắt gốc, được cắt thành đoạn ngay, sau đó đổ vào băng chuyền để đưa qua gầm máy ra phía sau Loại này cũng được áp dụng cho thu hoạch mía đ2 đốt sạch lá trước khi cắt đoạn

Hình 1.6 LHTH mía cắt đoạn chuyển cây dưới gầm máy bằng hệ thống các cặp ru lô (sáng chế của nhiều nước úc, Mỹ, Nga, Nhật, Đức…) Trên hình 1.6, LHTH được giới thiệu là loại máy cắt mía đoạn, chuyển cây nằm qua gầm máy nhờ các cặp ru lô Loại máy này thực hiện công đoạn cắt ngọn bởi dao cắt 1, cắt gốc bởi dao đĩa 5, chuyển cây bằng các cặp ru lô 7, cắt cây thành đoạn ở phía sau bởi cặp dao cắt lô 8 Mía cắt đoạn được làm sạch bởi quạt hút 9 và11 Mía cắt đoạn sau khi được làm sạch lá theo băng chuyền 10

chuyển đến phương tiện vận chuyển đi song hành với máy Loại máy này có năng suất cao và có thể ứng dụng để thu hoạch mía đốt hoặc mía xanh

1.4.3 Tình hình nghiên cứu máy thu hoạch ở nước ta

Năm 1996, Viện Cơ điện nông nghiệp và CNSTH Bộ Nông nghiệp và PTNT đ2 phối hợp với Sở khoa học và công nghệ môi trường Tây Ninh nghiên cứu xây dựng phương án cơ giới hoá thu hoạch mía Kết quả được dừng ở bước điều tra cơ bản, khảo sát tình hình sản xuất mía đường, xác định đặc

điểm cơ lý tính cây mía trong thời điểm thu hoạch mía ở vùng mía đường Tây Ninh, định ra các phương án thu hoạch mía bằng cơ giới trong thời gian tới

Năm 2000-2001, Phòng Cơ giới hoá Thu hoạch Viện Cơ điện nông nghiệp và CNSTH thực hiện đề tài nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy thu hoạch mía cỡ vừa áp dụng cho phương pháp thu hoạch nhiều giai đoạn Kết quả quá trình nghiên cứu cho ra mẫu máy THM – 03 (hình 1.7) [7]

Hình 1.7 LHTHM (THM – 03) của Viện Cơ điện và CNSTH

1-Càng cuốn; 2-Vít nâng cây; Động cơ thuỷ lực và hộp số dao cắt; 4-Dao đĩa; 5 Rulô nâng gốc; 6-xy lanh nâng hạ; 7 Rulô rút chuyển cây; 8-Hệ thống di động; 9-Cabin; 10-Khoang độ cơ

Máy có cấu tạo bao gồm các phần chính: Vít xoắn nâng cây, dao cắt gốc dạng đĩa, rulô nâng gốc, rulô chuyển cây, xy lanh nâng hạ

Máy thu hoach mía loại này có tác dụng: cắt gốc, rút cây qua hệ thống rulo rút cây, bóc lá

ưu điểm

- Thu hoạch cả mía đổ nghiêng cây hoặc cả đổ rạp; Cắt và rút được toàn

bộ cây mía trên hàng; Cắt không sót cây

- Bộ phận dao cắt rà sát được mặt luống nên cắt được sát mặt đất; chất lượng gốc cắt được đảm bảo yêu cầu (tỷ lệ dập, tước gốc <12%-13%)

- Tỷ lệ cây dập sau khi rút rải ra đồng tính theo khối lượng (6% - 7%)

- Năng suất máy: trung bình đạt 0.2ha/h

Nhược điểm

- Ruộng mía có nhiều lá khô, máy làm việc chưa tốt

- Máy làm việc chưa được ổn định đối với chiều cao cắt trong điều kiện ruộng mía không được vun gốc, r2nh luống không bằng phẳng

- Trường hợp ruộng có lẫn nhiều đá dao cắt bị mẻ và chóng mòn

1.5 bộ phận cắt trong máy thu hoạch mía

1.5.1 Bộ phận trong máy thu hoạch mía

Các bộ phận làm việc chính của máy thu hoạch gồm:

- Bộ phận gom, dựng cây mía phía trước

1.5.2 Bộ phận cắt ngọn mía

Bộ phận cắt ngọn của liên hợp thu hoạch mía có thể ở phía trước trong thân hoặc sau máy Bộ phận cắt ngọn được bố trí ở phía trước máy được áp dụng phổ biến nhất hiện nay Các h2ng lớn của Mỹ (Thompson, Vanguard,

Cameco), của Trung Quốc…đều sản xuất các liên hợp thu hoạch năng suất cao với kiểu cắt ngọn này (hình 1.8) [5]

Hình 1.8 LHTH mía có trống

dồn lá sang bên

Tuy nhiên, Kết cấu bộ phận này không hoàn toàn giống nhau ở các h2ng Cấu tạo chính của bộ phận cắt ngọn gồm: mũi vơ ngọn và dao cắt Thông số tính toán dao cắt ngọn chủ yếu dựa vào kết quả nghiên cứu hình dạng, chế độ dao cắt ở đây, một số loại hình kết cấu

đ−ợc nêu nh− sau:

- Loại đơn giản nhất là một đĩa cắt ngọn kết hợp với hai mũi gom thụ

động Ngọn sau khi đ−ợc cắt rời ra khỏi thân rơi qua một bên xuống đất Từ hình dạng đơn giản này đ2 xuất hiện nhiều loại bộ phận cắt ngọn cải tiến khác; thay đĩa cắt bằng trống có trục thẳng đứng; gắn nhiều đĩa dao Mục đích

là kết hợp đồng thời cắt ngọn với băm nhỏ Các lá ngọn để rải xuống đất nhằm nâng cao hiệu xuất chặt ngọn có bệ tì [5]

Hình 1.9 Sơ đồ bộ phận cắt ngọn

có trống vơ chủ động

Hình 1.10 Sơ đồ bộ phận cắt băm ngọn mía có hai trống vơ và băm

- Loại có phần gom ngọn cây quay chủ động (hình 1.9, hình 1.10) Sơ

đồ bộ phận cắt ngọn gồm hai trống chủ động hình sao, gạt ngọn vào đĩa cắt hai tầng trình bày trên hình 1.9 Đĩa cắt này vừa cắt rời ngọn ra khỏi thân, vừa

cắt đứt ngọn ra thành hai đoạn: đoạn cứng có bẹ và đoạn trên có lá (sáng chế của Ôxtrâylia, 1987) [5]

động đảm nhiệm (sáng chế của Ôxtrâylia, 1982)[5], [7]

Theo hướng vừa cắt vừa băm nhỏ đọt mía rải ra phía đồng, bộ phận cắt ngọn phía trước tiếp tục được cải tiến và hoàn thiện dạng trống cắt nhằm nâng cao hiệu suất băm đọt Kết cấu bộ phận này gồm hai trống băm (hình 1.12) Hai trống này có đường kính lớn, thực hiện luôn chức năng vơ gom Tấm kê dạng khung hình chữ V có các răng khớp với các vành dao trên trống (sáng chế của Ôxtrâylia, 1987) [5], [7]

Các kết cấu nêu trên chủ yếu dùng trong các LHTH chặt một hàng mía

ở các máy thu hoạch nhiều hang mía cần có bộ phận chuyển các đọt và lá ngọn đ2 cắt sang một bên, tránh lá ngọn của một hàng này xả vào hàng đang chặt bên kia LHTH mía có đĩa vơ gom được trình bày (hình 1.12) gồm: phía trước có đĩa cắt ngọn; máng thu gom; trống vít dồn chuyển ngọn sang một

bên, xả xuống đất (sáng chế của Đức, 1992) [5], [7]

Bộ phận cắt ngọn nằm trong thân liên hợp (chỉ thấy ở các máy liên hợp thu hoạch mía chặt khúc) Các máy này không có bộ phận chặt ngọn phía trước Cây mía sau khi chặt gốc được rút qua gầm máy bằng hệ thống ru lô kẹp và róc lá, có bố trí cặp trống băm khúc Toàn bộ thân, lá và ngọn mía

được băm nhỏ (200 mm – 400 mm), đưa qua hệ thống phân ly, tách lá và thân mía Như vậy, cặp chống băm khúc thực hiện luôn chức năng chặt ngọn 1.5.3 Bộ phận chặt gốc mía

Thiết bị chặt gốc thường có dạng đĩa quay gắn dao Chất lượng cắt cây phụ thuộc vào nhiều yếu tố: dạng thiết bị; các dao gắn trên đó; đườn kính đĩa dao; góc nghiêng dao; góc mài của lưỡi; tốc độ cắt … Chất lượng vết cắt đánh giá theo tình trạng nhát cắt trên thân gốc mía Để xây dựng cơ sở thiết kế đĩa cắt, từ những năm 50, các nhà khoa học thế giới đ2 nghiên cứu khá kỹ bộ phận này, đưa ra những thông số tính toán và thiết kế rất cơ bản

Một số đặc tính kỹ thuật của đĩa dao được trình bày ở bảng 1.3 [4], [5], [7]

Bảng 1.3 Một số đặc tính kỹ thuật của đĩa dao

Lưỡi dao dạng a (bảng 1.3) tạo nên vết chặt có nhiều vết nứt và bị tước

Vết cắt ngọt chỉ chiếm 5 % ữ 22 %, vết cắt nứt chiếm 40%, còn lại bị xé tước Các gốc mía thường bị cắt chập 2,3 lần, tạo nhiều bậc [5] Chất lượng cắt của dao dạng b tốt hơn dao dạng a Chất lượng cắt được tăng lên nếu tăng vận tốc dao Vận tốc cắt trên 30m/s thì (45% - 50%) vết cắt có chất lượng tốt [2], [21] Dao dạng c có chất lượng cắt tốt nhất Vận tốc cắt là 30m/s thì hơn 50% vết cắt có chất lượng tốt, vết bị tước rất ít [5], [7]

Nói chung, số dao trên đĩa cắt không ảnh hưởng nhiều đến chất lượng chặt gốc Hiện nay số dao thường 3 hoặc 4

Các kết quả nghiên cứu cũng cho thấy đĩa dao cần nghiêng một góc từ

10 ữ 30o so với mặt ngang để tránh làm tước gốc đ2 chặt Góc nghiêng lớn càng tạo nhiều bậc trong nhát cắt và tăng phần gốc để lại Các lưỡi dao cần bắt vào mặt dưới của đĩa, với cạnh trên được mài vát Tốc độ tiến của máy 0.5 m/s không ảnh hưởng đến chất lượng chặt mía

Hình 1.13 Các loại lưỡi dao chặt mía

Đường kính đĩa dao tuỳ thuộc vào số lượng đĩa ở bộ phận chặt gốc Nếu một đĩa, thì đường kính đĩa phải lớn Ngược lại, nếu hai đĩa thì đường kính đĩa

có thể thu nhỏ Đường kính đĩa còn tuỳ thuộc vào bề rộng của hàng mía (mức

độ nhảy bụi) Thường người ta chọn đường kính từ 900 ữ 1000 mm cho một

đĩa, 500 ữ 700 mm cho hai đĩa (tính tới đỉnh mũi dao cắt) [5], [7]

Các kết quả nghiên cứu bộ phận chặt gốc trong hơn 30 năm qua cũng cho thấy sự đa dạng của các loại đĩa cắt ( hình 1.13) Các loại đĩa dao này

cũng được dùng để chặt các loại cây khác tương tự

Ngày nay ở các máy thu hoạch năng suất cao người ta dùng cơ cấu chặt hai đĩa, trên đó lắp dao hình chữ nhật giống dạng c ở bảng 1.3, số lượng dao trên một đĩa thường là 4 Một số đĩa dao được cải tiến nhằm nâng cao khả năng điều chỉnh đĩa dao theo góc nghiêng, chiều cao chặt gốc … Đặc biệt

đáng lưu ý là hướng nghiên cứu giải quyết sự ùn tắc lá mía ở đĩa dao chặt gốc Thu hoạch mía xanh ngày càng được khuyến khích, lá mía không bị đốt trước, khối lượng lá rất lớn Theo yêu cầu rút cây qua gầm máy, ngay bên trên các

đĩa dao chặt gốc người ta phải bố trí cặp ru lô đầu tiên của hệ thống rút cây và cào lá Chúng cào lá rời ra khỏi thân cây và thường gây hiện tượng lá cuốn vào trục các đĩa dao, nhất là ở các LHTH năng suất cao Để tránh ùn tắc lá mía ở

đĩa chặt gốc, một trong những giải pháp có hiệu quả là gắn vào bộ phận chặt gốc một trống đánh tơi lá, xả xuống đất (hình 1.14)

Hình 1.14 Sơ đồ kết cấu đĩa dao cắt có trục gỡ lá cuốn dao

(sáng chế của Ôxtraylia, 1992) 1.6 Đặc điểm ruộng mía và cây mía trong giai đoạn thu hoạch

1.6.1 Một số đặc điểm nông học của cây mía

1.6.1.1 Các loại giống mía trồng ở nước ta và kỹ thuật canh tác

Hiện nay, trên cả nước có nhiều loại giống mía được trồng ở các vùng khác nhau Việc nhập nội và phổ biến nhanh chóng các giống mía tốt ở nước

ngoài đ2 làm phong phú thêm nguồn mẫu giống và tạo điều kiện thuận lợi cho việc tuyển chọn giống mía tốt, đáp ứng yêu cầu của sản xuất, chế biến

Bên cạnh đó, giống mía cũ vẫn còn được trồng trong sản xuất cùng các giống mía mới như: ROC1, ROC10, ROC16, ROC22, 86-368, Cp80-1827, VĐ63-237, VĐ79-177, K84-200, R570, MI5514…[4], [7]

Kỹ thuật canh tác mía bao gồm các khâu: làm đất, trồng và chăm sóc mía Mặc dù mỗi nơi có đặc thù cụ thể nhưng nhìn chung quy trình làm đất bằng máy ở nước ta gồm những khâu chính sau:

- Dọn mặt đồng; Cày bừa làm nhỏ đất và làm phẳng mặt đồng; Rạch hàng trồng mía; R2i hom và lấp đất

- Đối với quy trình làm đất ít lượt chỉ cày một lần với độ sâu 27-30 cm, sau đó dùng bừa để san phẳng mặt đồng

ở các nông trường, r2nh trồng mía được rạch sâu từ 25cm - 30 cm, với khoảng cách từ 0.85m - 1.3m tuỳ theo từng giống mía… Khâu tiếp theo là trồng mía Khâu này ở nước từ trước đến nay vẫn thực hiện thủ công dùng tay r2i hom vào r2nh mía theo khoảng cách quy định hoặc rải cây theo r2nh Sau

đó, dùng tay chặt thành từng hom ngay trong r2nh và lấp đất [4], [7]

1.6.1.2 Đặc điểm ruộng mía khi thu hoạch

a Chiều cao luống (chiều sâu r>nh khi thu hoạch)

Có hai dạng luống mía chủ yếu mà ta thấy trong thực tế sản xuất có ảnh hưởng đến quá trình cắt của dao là:

- Hàng mía nằm trong r2nh trồng thấp hơn hai bên (đối với mía vụ một)

- Hàng mía được vun hình thành luống (đối với các vụ mía lưu gốc)

Hình 1.15 Mặt cắt ngang hai luống mía

Theo kết quả khảo sát nhận thấy: chiều cao tương đối h trung bình của

đỉnh luống, nơi dao cắt làm việc, so với đáy r2nh, nơi bánh xe máy thu hoạch

di động xấp xỉ 8 cm, thấp hơn nhiều so với một số vùng canh tách khác, nơi các hàng mía được vun cao hơn [7]

Miền biến thiên của chiều sâu r2nh so với đường nằm ngang cũng không lớn bằng 8cm trên chiều dài khảo sát là 10m Hệ số biến thiên độ sâu r2nh luống là 6.38%, tương đối ổn định

Chênh lệch chiều cao trung bình giữa đỉnh và r2nh luống ở các vùng mía tập trung được cơ giới hoá làm đất và đào r2nh trồng mía từ 8-10cm So với phương lằm ngang, miền biến thiên của đỉnh luống (17cm, hệ số biến thiên 17,2%) gấp hai lần so với đáy r2nh 8m (hệ số biến thiên 6.4%) Điều này phản ánh khâu vun gốc thực hiện không đều, kết hợp với độ xói mòn do mưa những nơi mật độ khóm khác nhau [7]

Theo quy trình canh tác hiện nay ở Hà Trung Thanh Hoá, mía trồng theo r2nh liên vụ 1 thường không vun luống, hàng mía thấp hơn so với khoảng giữa hai hàng mía Trong trường hợp này, dao cắt không thể cắt sát gốc Do vậy, chất lượng nhát cắt sẽ kém, dễ bị xơ tước Đối với mía lưu gốc vụ 2và vụ

3, hàng mía được chăm sóc và vun luống nên đỉnh luống đ2 cao hơn khoảng cách giữa hai hàng Độ cao h giảm đáng kể hơn ở vụ mía 3, vụ 4 [7]

b Khoảnh cách hàng mía

Khoảng cách này một mặt phụ thuộc vào khoảng cách rạch hàng trồng mía, mặt khác phụ thuộc vào quy trình đẻ nhánh, chăm sóc bón phân Tại những ruộng điều tra, khoảng cách rạch hàng trung bình được quy định là 1.2m Nhưng do hàng rạch không luôn luôn thẳng, hom giống đặt không đều, không thẳng hàng, xu thế nhảy bụi, đẻ nhánh ở các khóm cũng khác nhau nên các khóm mía ở hai hàng (luống) kề nhau cách nhau không đều

Theo số liệu điều tra ở Hà Trung Thanh Hoá, khoảng cách giữa tâm hai hàng mía thay đổi từ 103cm đền 134cm, trung bình là 120,31cm

Qua khảo sát trên ruộng mía thấy rằng: chiều rộng nở bụi của mỗi hàng mía khá lớn tới 25cm (vụ1) tới 35cm(vụ2) Cho nên, khoảng cách cây giữa hàng bị thu hẹp (khoảng 87-95cm) [7]

Các cây mía tuy khác nhau về đặc tính nông, sinh học nhưng gần giống nhau về một số tính chất cơ lý mà chúng ảnh hưởng đến quá trình làm việc của máy thu hoạch Do vậy, có thể nghiên cứu một số giống mía đại diện thay vì phải nghiên cứu đầy đủ các tính chất cơ lý của toàn bộ các giống mía

b Trạng thái của cây mía lúc thu hoạch

Mía là cây có sinh khối lớn Thân và lá khá nặng Do vậy, mía dễ bị đổ ng2 khi gió lớn

Vùng mía thí nghiệm Hà Trung Thanh Hoá, các giống mía nói chung

có thân mọc thẳng Cây mía bị đổ ng2 thường do gió b2o gây nên

Tại những nơi có luồng gió lớn đi qua, khi cây mía có lóng cao dễ bị đổ rạp xuống đất Cây tiếp tục quang hợp để phát triển Ngọn mọc thẳng lên, tạo dáng cong chữ L

Đối với ruộng mía đổ nghiêng, mặc dù mật độ cây thưa hơn do một số cây bị g2y, lụi nhưng sự tản mạn của ngọn mía lại lớn Ngọn mía nằm ở hai hàng kế tiếp nhau có sự đan xen, gây khó khăn cho bộ phận thu gom và cắt ngọn của máy thu hoạch

Hình 1.17 Mía bị đổ ngã

Ngọn mía nằm rải rác trong phạm vi rộng tới 2m, chiều cao từ 1.6-2.8m

ở ruộng đứng cây nghiêng theo thạng thái tự nhiên, thân cây tương đối thẳng, có các góc lệch nhỏ Ngọn mía tương đối tập trung, không giao nhau giữa các hàng Độ phân tán ngọn mía (điểm đặt) có thể đánh giá theo chiều rộng và chiều cao của diện tích phân bố ngọn mía trên mặt cắt ngang luống Các ngọn mía chủ yếu phân bố trong bề rộng 0.85m và chiều cao từ 1.5-2.3m

Đối với các hàng mía đứng, ngọn mía lệch khỏi vị trí thẳng đứng so với gốc một cách ngẫu nhiên, về phía trước và phía sau theo hướng tiến của máy thu hoạch dọc theo luống Độ lệch này lấy tương đối theo vị trí của gốc nằm trong khoảng từ 0 m - 0.7 m

Trừ những cây đổ ng2, các thân mía đổ nghiêng có góc lệch rất khác nhau, phổ biến là 200- 400 Cùng với sự phân tán không thẳng hàng của các khóm mía, góc nghiêng lớn của thân cây gây khó khăn cho các mũi rẽn nâng thân cây trước khi mũi rẽ được dao chặt

Quan sát các cây mía đổ nghiêng ta thấy: độ không đồng đều rất lớn của chiều cao đứng của cây mía Biên độ dao động của chiều cao ngọn mía (tính đến điểm chặt) rất lớn (đối với mía đổ là 1.2m và đối với mía đứng cây là 0.8m) Nếu sử dụng dao cắt ngọn khó có thể điều chỉnh độ cao cắt đối với mọi cây mía được do đó thất thoát mía nguyên liệu khâu cắt ngọn là không tránh khỏi Tỷ lệ thất thoát cụ thể còn phụ thuộc vào nguyên lý, kết cấu và chế độ làm việc của máy thu hoạch và thao tác máy của người lái

c Đường kính cây mía lúc thu hoạch

Mỗi giống mía có đường kính trung bình đặc trưng riêng Nhưng trong thực tế, do điều kiện tự nhiên và canh tác có nhiều biến động, nên sự khác biệt

đường kính cây giữa các giống cây khác nhau không rõ rệt Kết quả đo đường kính gốc cây ở nông trường Hà Trung Thanh Hoá và tham khảo số liệu khảo sát ở một số địa phương khác… đ2 chứng minh điều đó Sự khác biệt đáng kể

về đường kính thường quan sát thấy ở các cây khác vụ nhau, như mía tơ, mía

vụ 1 thường to hơn mía vụ 3 không phụ thuộc vào giống Trong một cây,

đường kính thân cây cũng thay đổi từ gốc tới ngọn [7], [14]

Kết quả số liệu về đường kính thân cây đối với giống mía trồng ở nông trường Hà Trung Thanh Hoá cho thấy: quy luật thay đổi đường kính giảm từ gốc tới ngọn, có khoảng 20% số cây có ngọn mía nở ra, đường kính ngọn lớn hơn đường kính gốc sát đất Tỷ lệ chênh lệch này nhỏ hơn 1.2 thường là những cây có đường kính trung bình nhỏ Khoảng 37% số cây có đường kính đoạn giữa cây bằng hoặc nhỏ hơn đường kính gốc, chủ yếu những cây nhỏ và trung bình Tỷ số chênh lệch này không lớn, tối đa đến 1.2, thường là 1.0 - 1.1 Số cây

có đường kính giảm dần từ gốc đến ngọn chiếm (70% - 80%) Tỷ lệ giảm

đường kính so với gốc là 0.9 ở giữa cây và 0.85 ở ngọn cây

Những đặc điểm cây mía khi thu hoạch được tổng hợp trong bảng 1.4 [7]

Bảng 1.4 Đặc điểm ruộng và cây mía khi thu hoạch

Địa phương Tây

Ninh Hà Trung Thanh Hoá

Lam Sơn Thanh Hoá

20-vùng đồi b2i, đường kính gốc trung bình trên mặt đất xấp xỉ 28mm thì các vùng quản canh (nói chung) mía vụ 1 có đường kính trung bình 27.7±1.2mm, hầu như không sai lệch Nhưng ở vụ 3 đường kính cây giảm đáng kể, giá trị trung bình là 28±0.8mm

1.7 Những nghiên cứu bộ phận cắt mía ở việt nam

1.7.1 Kết quả đo mô men cản cắt cây mía của Viện Cơ điện và CNSTH

Năm 2005, phòng thí nghiệm Cơ điện VILAS019 - Viện Cơ điện và CNSTH tiến hành thí nghiệm đo mô men cản của bộ phận cắt cây [7] Kết quả

được trình bầy trên hình 1.18

Hình 1.18 Đồ thị đặc tính mô men cản khi cắt 1 cây

Kết quả thu được trên hình 1.18 cho ta thấy: mô men cản cắt cây không

đồng đều đối với mỗi cây; mô men cản luôn dương; giá trị lớn nhất 5 Nm; giá trị trung bình là 2.5 Nm

Từ đây, ta thấy: sự phân bố mía trên một hàng là không đồng đều;

đường kính và lực cản cắt với mỗi cây mía khác nhau; mô men cản luôn

dương chứng tỏ bộ phận cắt hoạt động tốt

1.7.2 Nghiên cứu của Khoa Cơ điện – Trường Đai học NNI

Năm 2004, Ths Nguyễn Văn Thiết Khoa Cơ điện – Trường Đai học

NNI tiến hành thí nghiệm đo lực cản cắt 1 cây mía [18] Phương pháp tiến hành và kết quả cho như sau:

Hình 1.19 Sơ đồ tính lực cắt riêng Hình 1.20 Sơ đồ bố trí thí

nghiệm

Hình 1.21 Dao cắt Giá ABC được bắt chặt với thớt dưới của máy tấm kê ở dưới gốc mía thí nghiệm một đầu gắn với khớp bản lề E, một đầu gắn với chốt bản lề D, di chuyển chốt D trên cung AB thì có thể thay đổi góc cắt γ (hình 1.19, hình 1.20, hình 1.22)

α là góc mài dao; γ min là độ sắc của lưỡi dao (hình 1.21)

Chọn α: 100-250

Hình 1.22 Sơ đồ thí nghiệm

- Cho l−ỡi dao dịch chuyển đều với vận tốc 20 mm/s

- Lần l−ợt thực hiện với từng nhóm ở các góc cắt khác nhau nhờ vào việc điều chỉnh đồ gá (gócγ) Trong thí nghiệm góc cắt γ lần l−ợt đ−ợc lấy các giá trị:0; 10; 20; 30; 35; 40; 45 Kết quả cho dạng đồ thị và bảng sau

Hình 1.23 Đồ thị tổng

Bảng 1.5 Công cắt đứt gốc mía ứng với các góc cắt vát khác nhau

Từ kết quả đo trên thể hiện dạng đồ thị (hình 1.23 và bảng 1.5) cho ta thấy: lực cản cắt tăng dần và lớn nhất khi dao ở giữa thân cây mía sau đó giảm dần; lực cản cắt giảm khi góc cắt γ tăng từ 00 – 450; công cắt riêng giảm khi góc cắt γ tăng từ 00 – 300, tăng khi góc cắt γ tăng từ 300 – 450; chiều dài cắt giảm từ 00 – 300, tăng từ 300 – 450; lực cản cắt lớn nhất có giá trị 0.5655 (kN)

Với kết quả trên góc cắt từ 00 có lực cản cắt là lớn nhất nhưng công cắt nhỏ Từ đây ta thấy, góc cắt này là tốt nhất để lựa chọn cho bộ phận cắt

Từ tìm hiểu tổng quan, chúng tôi đưa ra nhận xét sau:

- thu hoạch mía chủ yếu bằng lao động thu công trong tất cả các khâu thu hoach

- Các loại máy được ứng dụng rất rộng r2i trên thế giới Còn tại nước

ta, máy thu hoạch mía mới dừng lại ở mức thử nghiệm

- Loại máy cắt hai mặt phẳng có đặc điểm: gọn nhẹ, cơ động cao, năng suất cao, khả năng thông qua của bộ phận cắt tốt

- Mía được thu hoạch ở nước ta có phân bố không đồng đều trong một hàng, thường bị đổ do điều kiện thời tiết

- Những nghiên cứu về dao cắt mới dừng lại ở việc đo mô men cản cắt