Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy chăm sóc giữa hàng mía

Luận văn, thạc sĩ, tiến sĩ, khóa luận, cao học, đề tài

bộ giáo dục và đào tạo

trường đại học nông nghiệp I

Người hướng dẫn khoa học: PGS TS phạm văn tờ

Hà Nội, 2005

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan rằng những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề sử dụng để bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này

đ1 được cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều đ1 được chỉ

rõ nguồn gốc

Tác giả

Tô Văn Hưởng

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo Khoa Cơ điện và Bộ môn Cơ học kỹ thuật - Trường Đại học Nông nghiệp I đ1 giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài

Xin chân thành cảm ơn cán bộ Trung tâm Giám định máy Nông nghiệp

đ1 tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi hoàn thành việc khảo nghiệm máy phục vụ cho đề tài

Trong quá trình thực hiện đề tài không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy giáo, cô giáo và các đồng nghiệp đối với đề tài nghiên cứu của tôi để đề tài được hoàn thiện hơn

Tác giả

Tô Văn Hưởng

Mục lục

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục các bảng

Danh mục các hình

Mở đầu 1

1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 3

1.1 Lợi ích và triển vọng của nghề trồng mía 3

1.1.1 Mía là cây cao sản và có l1i suất lớn 3

1.1.2 Sản phẩm của mía là mặt hàng có nhu cầu ngày càng tăng và có thị trường tiêu thụ sản phẩm 3

1.1.3 Mía là cây có khả năng bảo vệ đất 4

1.1.4 Mía là cây năng lượng của thế kỷ 21 5

1.1.5 Mía là cây lấy xơ làm giấy của tương lai 6

1.2 Một số đặc điểm hình tháI có liên quan đến kỹ thuật chăm sóc mía 7

1.2.1 Thân mía 7

1.2.2 Lóng mía 8

1.2.3 Đốt mía 8

1.2.4 Mầm mía 8

1.2.5 Lá mía 9

1.2.6 Rễ mía 10

1.3 Kỹ thuật chăm sóc mía 11

1.3.1 Diệt cỏ dại 12

1.3.2 Xới xáo điều hoà không khí 13

1.3.3 Phòng chống đổ ngả, vun gốc 14

1.4 Quy trình chăm sóc mía 15

1.4.1 Đối với mía tơ 15

1.4.2 Đối với mía lưu gốc 15

1.5 Tình hình cơ khí hoá khâu chăm sóc mía 15

1.5.1 Máy xới chủ động 16

1.5.2 Máy xới thụ động 16

1.5.3 Một số máy xới cho mía trong và ngoài nước hiện nay 18

1.6 Mục tiêu đề tài 24

2 Lựa chọn đối tượng nghiên cứu và xây dựng cơ sở lý thuyết thiết kế máy xới giữa hàng mía 25

2.1 Lựa chọn đối tượng nghiên cứu 25

2.2 Mô hình cơ học mẫu máy xới giữa hàng miá 26

2.3 Cơ sở lý thuyết thiết kế máy xới giữa hàng mía 27

2.3.1 Cơ sở tính toán dàn phay 27

2.3.2 Cơ sở lý thuyết tính toán bánh xe bị động 39

2.3.3 Cơ sổ tính toán lưỡi xới vun 41

2.3.4 Phương pháp xác định phản lực pháp tuyến của mặt đồng tác dụng lên các bánh xe hoặc dàn phay .42

2.3.5 Động lực học hệ thống máy 45

3 Tính toán thiết kế máy 49

3.1 Lựa chọn mô hình và nguyên lý làm việc của máy 49

3.1.1 Lựa chọn kết cấu dàn phay 49

3.2 Thiết kế dàn phay 51

3.2.1 Kết cấu trống phay 51

3.2.2 Tính toán các thông số hình học và động hoc của dàn phay 54

3.3 Thiết kế hệ thống truyền động 57

3.4 Thiết kế lưỡi xới vun 58

4 Kết quả khảo nghiệm giám định máy 63

4.1 Phần chung 63

4.2 Các bước tiến hành xác định 64

4.2.1 Xác định một số thông số cấu tạo chính 64

4.2.2 Xác định điều kiện ruộng mía trước khi thử 65

4.2.3 Xác định vận tốc làm việc 66

4.2.4 Xác định độ xới sâu 67

4.2.5 Xác định chiều cao vun luống 67

4.2.6 Xác định bề rộng làm việc 68

4.2.7 Xác định khối lượng cỏ sau khi xới 68

4.3 Tổng hợp kết quả giám định tính năng làm việc của máy 68

4.3.1 Điều kiện thử 68

4.3.2 Kết quả khảo nghiệm kiểm tra tính năng làm việccủa máy 69

4.4 Tính kinh tế khi áp dụng máy xới gi1 hàng 71

Kết luận và đề nghị 73

Kết luận 73

Đề nghi 73

Tài liệu tham khảo 74

Phụ lục 77

Danh mục các bảng

Bảng 4.1 Xác định điều kiện ruộng mía trước khi thử 66

Bảng 4.2 Xác định vận tốc làm việc 66

Bảng 4.3 Xác định độ xới sâu 67

Bảng 4.4 Xác định chiều cao vun luống 67

Bảng 4.5 Xác định bề rộng làm việc 68

Bảng 4.6 Xác định khối lượng cỏ sau khi xới 68

Bảng 4.7 Điều kiện thử 69

Bảng 4.8 Kết quả khảo nghiệm kiểm tra tính năng làm việccủa máy 70

Danh mục các hình

Hình 1.1 Máy xới lò xo 18

Hình 1.2 Máy xới XM-6 19

Hình 1.3 Máy xới bón mía XBM-2,4 20

Hình 1.4 Xới bằng trâu bò cày 21

Hình 1.5 Máy xới cỡ nhỏ liên hợp với Máy kéo BS-12 23

Hình 2.1 : Mô hình cơ học máy xới giữa hàng mía 26

Hình 2.2: Sơ đồ vận tốc và quỹ đạo chuyển động của bánh xe chủ động 29

Hình 2.3: Sơ đồ lực và mô men tác dụng lên bánh xe chủ động 30

Hình 2.4: Sơ đồ làm việc của lưỡi phay 36

Hình 2.5 Sơ đồ lực tác dụng lên bánh xe đàn hồi khi lăn trên đường mềm 39

Hình 2.6: Sơ đồ lực tác dụng lên máy khi làm việc 42

Hình 2.7 : Mô hình động lực học máy 45

Hình 3.1 Máy xới chủ động 50

Hình 3.2 Máy xới chủ động có tấm đỡ 51

Hình 3.4 Lưỡi phay dạng dao thẳng 52

Hình 3.5 Lưỡi phay dạng dao cong 52

Hình 3.5 Lưỡi phay dạng móng 52

Hình 3.6 Lưỡi phay dạng dao cắt 52

Hình 3.7 Cách lắp lưỡi phay 54

Hình 3.8 Trống phay 54

Hình 3.9 Kêt cấu hệ thống dàn phay 57

Hình 3.10 : Thí nghiệm xác định góc ma sát ϕ 59

Hình 3.11 Hệ thống lưỡi xới vun 60

Hình 3.12 Bản vẽ lắp tổng thể máy XGH-0,6 61

Hình 3.13 Máy XGH-0,6 62

Hình 3.14 Máy XGH-0,6 làm việc trên đồng 62

Hình 4.1 Khảo nghiệm máy XG H-0,6 65

Mở đầu

Thâm canh tăng năng suất cây mía là một giải pháp quan trọng để người nông dân nâng cao thu nhập Để thâm canh tăng năng suất mía cần giống tốt, phân bón đủ, chăm sóc đúng kỹ thuật đồng thời cần phải áp dụng cơ giới hoá vào các khâu canh tác trong đó có khâu chăm sóc

Chăm sóc mía bằng máy sẽ giải quyết tốt tình trạng thiếu lao động ở các vùng nguyên liệu mía, thực hiện tốt các yếu tố của các quá trình chăm sóc mía theo hướng thâm canh, góp phần tích cực nâng cao năng suất và hiệu quả trồng mía

Vấn đề cơ khí hoá các khâu canh tác mía ở các nước trên thế giới đ1 được giải quyết triệt để ở Việt Nam vấn đề này còn đamg ở giai đoạn nghiên cứu Trong các khâu chăm sóc, khâu xới và vun đất là một trong những khâu quan trọng nhất cho sự phát triển của cây mía, đồng thời là khâu vất vả nhất của người nông dân

Xới diệt cỏ, phá váng giữa hàng cho mía đặc biệt là khi mía đ1 vươn lóng còn nhiều trở ngại Những máy cỡ lớn liên hợp với máy kéo bốn bánh là không phù hợp, những máy xới cỡ nhỏ liên hợp với máy kéo hai bánh, mặc dù

có thể đi giữa hai hàng mía nhưng vì kích thước chưa đủ nhỏ gọn nên việc

điều khiển máy rất khó khăn

Vì vậy,đối tượng nghiên cứu của đề tài là thiết kế chế tạo ra một mẫu máy xới cỡ nhỏ, có khả năng đi giữa hai hàng mía và dứa, điều khiển dễ dàng

để chăm sóc giữa hàng cho mía khi cây đ1 vươn lóng cao Máy làm việc theo nguyên lý tự hành có bộ phận làm việc tích cực

Phương pháp nghiên cứu : Phân tích ưu nhược điểm của các máy xới tích cực

các bộ phận phụ trợ) Từ mô hình đề tài xây dựng phương trình cân bằng công suất của liên hợp máy (Xem liên hợp máy như máy kéo có một cầu chủ

động).Trên cơ sở đó chọn động cơ , tính toán thiết kế dàn xới và bộ phận vun

đất phía sau

Máy xới tự hành điều khiển bằng tay lần đầu sử dụng ở nước ta và cũng

là lần đầu sử dụng để xới giữa hàng mía Do sử dụng ngay dàn xới chủ động làm bánh chủ động cho liên hợp máy nên kết cấu máy đơn giản gọn nhẹ phù hợp với chăm sóc giữa các hàng cây như mía và dứa

Luận văn được trình bầy trong 4 phần:

1 Giới thiệu tổng quan về cây mía , các đặc điểm của cây mía có liên quan

đến khâu chăm sóc và tình hình cơ khí hóa khâu này ở trong và ngoài nước

2 Lựa chọn đối tương nghiên cứu và xây dựng cơ sở lý thuyết tính toán thiết

kế máy xới giữa hàng

3 Tính toán thiết kế máy xới giữa hàng

4 Kết quả khảo nghiệm máy xới giữa hàng

Cuối cùng là phần kết luận và đề nghị

1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 1.1 Lợi ích và triển vọng của nghề trồng mía

1.1.1 Mía là cây cao sản và có lãi suất lớn

Hiện nay, mía đ1 trở thành cây làm giàu cho nhiều gia đình, cho nhiều vùng sản xuất rộng lớn ở nước ta và nhiều khu vực khác trên thế giới Một héc ta đất tốt trồng mía thâm canh có thể cho năng suất 100 tấn/ha, có nơi đạt 140 tấn/ha, cho thu nhập trên 35 triệu đồng/ha Trong đó l1i thuần tuý trên 20 triệu/ha

Trên các chân đất đồi của vùng chuyên canh mía Lam Sơn thuộc vùng trung du Thanh Hoá, rất nhiều gia đình trồng mía đ1 đạt năng suất trên 70 tấn/ha, thu nhập trân 20 triệu đồng/ha, trong đó l1i thuần tuý gần 10 triệu/ha Nhiều gia đình đ1 trở nên giàu có sau 4 – 5 năm trồng mía Đời sống kinh tế của cả vùng mía trung du thuộc hai huyện Thọ Xuân, Ngọc Lạc (Thanh Hoá)

đ1 được cải thiện một cách rõ rệt sau khi có nhà máy đường

1.1.2 Sản phẩm của mía là mặt hàng có nhu cầu ngày càng tăng và có thị trường tiêu thụ sản phẩm rộng lớn

Mía là nguyên liệu duy nhất của ngành đường nước ta Đường chẳng những là nguồn cung cấp năng lượng cho cơ thể ngoài bữa ăn chính, mà còn

là một loại thức ăn ngon, hợp với khẩu vị của mọi người Từ các loại bánh, kẹo, đến các loại nước giải khát, tất cả đều phải lấy đường làm gốc Nói cách khác, đường là nguyên liệu của nhiều ngành công nghiệp thực phẩm Đời sống càng được nâng cao thì nhu cầu đường càng tăng lên gấp bội

Hiện nay nước ta mới sản xuất được khoảng 6 kg đường/người Hàng năm phải nhập khẩu hàng vạn tấn Mức sản xuất còn thấp so với nhu cầu và còn chênh lệch khá xa so với mức tiêu thụ hiện nay trên thế giới

Trong chiến lược phát triển kinh tế đến năm 2010, chúng ta phải phấn

đường hiện nay Sau đó phải đưa sản lượng lên từ 4 đến 5 triệu tấn/năm mới thoả m1n nhu cầu trong nước và có đường để xuất khẩu

Từ các mục tiêu và phương hướng chiến lược kể trên, ta thấy tương lai của ngành sản xuất mía đường của nước ta vô cùng sáng sủa, thị trường tiêu thụ ngày càng mở rộng và ổn định, đó là điều hạnh phúc nhất của người trồng mía Chúng ta chỉ lo không sản xuất đủ cho nhu cầu của x1 hội ngày càng tăng nhanh, chứ không lo bị thừa ế sản phẩm

Phát triển ngành sản xuất mía đường là phù hợp với chủ trương Công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước của Đảng và Chính phủ, phù hợp với chủ trương chuyển đổi cây trồng theo hướng có hiệu quả kinh tế ngày càng cao, theo hướng làm cho dân giàu nước mạnh

1.1.3 Mía là cây có khả năng bảo vệ đất

Một trong những hướng phát triển chính của cây mía trong tương lai là vùng ruộng cao, b1i cao và đồi thấp thuộc các tỉnh trung du, vùng có độ dốc từ

0 – 80, để thay thế cho cây sắn, khoai, lúa có năng suất thấp Mặt khác, vì là vùng đất dốc nên vấn đề rửa trôi chất dinh dưỡng, xói mòn đất, suy giảm độ phì nhiêu của đất đang diễn ra từng ngày từng giờ Do đó việc xem xét khả năng bảo vệ đất của cây trồng đưa vào vùng đất này là một vấn đề có ý nghĩa lớn lao về mặt kinh tế, x1 hội và bảo vệ môi trường sống lâu dài cho các thế hệ mai sau Mía là cấy công nghiệp ngắn ngày nhưng có ưu thế lớn trong lĩnh vực bảo vệ đất vì các căn cứ sau đây:

a- Mía là loại cây trồng theo r1nh có độ sâu từ 25 đến 30 cm Thiết kế r1nh trồng mía vuông góc với hướng dốc, với khoảng cách giữa các r1nh từ 1

đến 1,2 m, có tác dụng vừa giữ ẩm cho mía vừa chống sói mòn rất tốt

b- Mía thường trồng từ tháng 10 đến tháng 2 hàng năm, là lúc lượng mưa rất ít Đến mùa mưa, mía đ1 được 4 đến 5 thang tuổi, bộ lá đ1 giao nhau thành một thảm lá xanh dày đặc, diện tích lá đ1 gấp từ 5 đến 7 lần diện tích

đất, làm cho nước mưa không thể rơi trực tiếp xuống mặt đất, do đó có tác dụng rất tốt trong việc chống xói mòn

c- Mía là cây rễ chùm và phát triển rất mạnh trong tầng đất từ 0 – 60

cm Trong mùa mưa bộ rễ mía gần trên mặt đất đ1 đan xen nhau giữa các hàng, một héc ta mía tốt có đến 10 – 13 tấn rễ, nhờ đó nó có tác dụng chống rửa trôi, chống sói mòn rất lý tường Sau khi thu hoạch bộ rễ để lại trong đất làm chất hữu cơ và độ phì nhiêu của đất Vì vậy trồng mía thâm canh chẳng những chống được sói mòn, rửa trôi đất mà còn có tác dụng giữ vững và tăng

độ phì nhiêu của đất

1.1.4 Mía là cây năng lượng của thế kỷ 21

Nhiều nhà khoa học và kinh tế dự báo rằng, sang thế kỷ XXI các nhiên liệu lỏng lấy từ lòng đất để dùng trong công nghiệp và giao thông vận tải sẽ ngày càng cạn kiệt dần Nếu không tìm được nguồn nhiên liệu khác thay thế thì loài người sẽ rơi vào tình trạng khủng hoảng về nhiên liệu lỏng

Để khắc phục tình trạng này người ta có nhiều hướng tìm tòi nghiên cứu Trong đó có một hướng được nhiều người quan tâm là tìm kiếm từ thực vật Đó là nguồn nhiên liệu không bao giờ cạn vì có thể tái tạo được thông qua

kỹ thuật trồng cây

Trong các cây có thể khai thác, chế biến ra nhiên liệu lỏng, thì cây mía

được nhiều người quan tâm nhất và người ta đ1 xếp cây mía là cây năng lượng hàng đầu của thế kỷ XXI

Từ một tấn mía tốt, người ta có thể sản xuất ra 35 – 50 lít cồn 960 Một héc ta với kỹ thuật sản xuất hiện đại của thế kỷ XXI người ta có thể sản xuất

ra 7.000 đến 8.000 lít cồn để làm nhiên liệu

Từ hướng này ta thấy vị trí của cây mía ngày càng có tầm quan trọng

đặc biệt, vừa là cây thực phẩm, vừa là cây năng lượng

1.1.5 Mía là cây lấy xơ làm giấy của tương lai

Nhiều thông tin cho thấy, tốc độ phá rừng của nước ta cũng như trên thế giới ngày càng tăng Diện tích rừng ngày càng giảm Mặc dù các nước đều có

kế hoạch trồng rừng, nhưng nhìn chung tốc độ trồng rừng không bù kịp tốc độ phá rừng Vì vậy tình trạng ngày càng kạn kiệt rừng là điều khó tránh khỏi

Trong lúc dân số trên thế giới ngày càng tăng, nhu cầu sử dụng giấy trên đầu người ngày càng nhiều, mà rừng thì ngày càng giảm, do đó việc giải quyết nhiên liệu giấy từ cây rừng sẽ càng khó khăn

Vì vậy người ta phải nghĩ đến việc tìm các cây ngắn ngày có chứa nhiều xenlulora để làm nguyên liệu giấy thay thế dần cho cây rừng

Trong cây mía có chứa khoảng 14% chất xơ Năng suất mía lại có thể đạt tới

100 tấn/ha/năm nên người ta hy vọng rằng cây mía sẽ là cây lấy sợi thay thế cho sự thiếu hụt của cây rừng trong thế kỷ XXI và các thế kỷ tiếp theo

Nhìn một cách tổng quát ta thấy cây mía là một cây công nghiệp ngắn ngày, có vị trí kinh tế ngaỳ càng quan trọng ở nước ta Nó là một trong những cây mũi nhọn, có hiệu quả kinh tế cao, là cây có ưu thế trong việc chuyển đổi cơ cấu cây trồng ở vùng đất cao, chưa chủ động nước để trồng lúa cao sản; và vùng đồi thấp của một dải đất trung du rộng lớn đang trồng cây lương thực mà sản lượng cả năm quy thóc dưới 5 tấn/1ha Là cây có khả năng bảo vệ và bồi dưỡng đất Là cây phục vụ cho sự nghiệp công nghiệp hoá và hiện đại hoá nền nông nghiệp nước nhà Là cây làm giàu của vùng trung du Trước mắt là cây lấy đường phục vụ tiêu dùng trong nước và xuất khẩu Trong tương lai, ngoài

đường, mía là nguyên liệu quý của ngành năng lượng, ngành giấy và sợi nhân tạo Vì vậy việc đầu tư cơ giới hoá trong các khâu trồng, chăm sóc và thu hoạch mía nhằm giảm sức lao động, tăng năng suất và hiệu quả kinh tế là việc làm quan trọng và cần thiết

1.2 Một số đặc điểm hình tháI có liên quan đến kỹ thuật chăm sóc mía

1.2.1 Thân mía

Thân mía là đối tượng thu hoạch, là nguyên liệu chính để thu đường, là

bộ phận làm giống để trồng cho các vụ sau

Số lượng thân và trọng lượng thân là hai yếu tố quyết định năng suất Thân mía gồm nhiều lóng và đốt hợp thành Tuỳ giống, các lóng mía có thể to, nhỏ, dài, ngắn và sắp xếp lại với nhau thành đường thẳng hoặc hơi gấp khúc hình chữ chi

Một cây mía sinh trưởng bình thường, các lóng mía dưới cùng rất bé và rất ngắn Từ đó trở lên lóng mía to dần và dài dần Đến độ cao 15 đến 30 cm lóng đạt độ to tiêu chuẩn Đến khoảng 1/3 cây, lóng đạt độ dài tối đa Đến gần ngọn, vào mùa mía chín, các lóng lại ngắn và bé dần

Độ to và chiều dài của các lóng (so với bản chất giống) phản ánh khá rõ tình hình chăm sóc, điều kiện ngoại cảnh và điều kiện dinh dưỡng của cây Người trồng mía giàu kinh nghiệm, nhìn thân cây mía lúc thu hoạch có thể nhận định các biện pháp kỹ thuật đ1 ứng dụng tốt hay xấu, đúng hay sai, điều kiện môi trường thuận lợi hay bất thuận lợi từ đó có kế hoạch chỉnh lý, bổ sung cho năm sau

Đoạn thân 20 cm dưới cùng, thông thường là đoạn nằm dưới mặt đất (nếu có vun trồng) Đoạn này thường có 6 đến 9 lóng đối với cây mẹ và 5 – 7 lóng đối với cây con Xử lý kỹ thuật để có các lóng dưới cùng càng ngắn thì số lóng nằm dưới mặt đất càng nhiều và như thế càng có lợi Vì số lóng này càng nhièu thì càng có nhiều đai rễ nằm dưới mặt đất, như thế tạo điều kiện cho bộ rễ phát triển mạnh, nhiều, có lợi cho việc hấp thu các chất dinh dưỡng và chống hạn, chống đổ, chống xói mòn đất tốt Mặt khác số lóng dưới mặt đất nhiều, số mầm

cũng sẽ nhiều, sẽ tăng số cây tái sinh, có lợi cho vụ gốc năm sau

Đoạn từ mặt đất đến gần ngọn (Khoảng 4/5 cây) thường rất ổn định, độ

to và chiều dài của các lóng không chênh lệch nhau nhiều Ngược lại với đoạn gốc (dưới mặt đất) đoạn này lóng càng to, càng dài càng có lợi Cây càng dài, càng to, trọng lượng càng lớn, năng suất càng cao

1.2.2 Lóng mía

Lóng mía là bộ phận nằm giữa hai đốt, thường có độ dài trung bình khoảng 10 đến 18 cm Lóng cùng với đốt (mắt) là những đơn vị cơ bản cấu thành thân mía Tuỳ theo các giống khác nhau mà các lóng cũng có hình dáng, mầu sắc, to nhỏ, dài ngắn khác nhau Lóng mía có 6 hình dáng cơ bản sau: Hình trụ, hình trống, hình ống chỉ, hình chóp cụt, hình chóp cụt ngược, hình cong queo Hình dáng lóng cũng có sự thay đổi theo điều kiện chăm sóc, nhưng không nhiều Mầu sắc lóng cũng có sự thay đổi khá nhiều theo tuổi, theo chế độ ánh sáng và chế độ chăm sóc Ví dụ: Giống có màu tím nhạt, nhưng ở nơi d1i nắng sẽ có màu tím sẫm, nơi thiếu ánh sáng hoặc thừa phân

đạm sẽ cho màu tím xanh

nhiều lá mầm hình vảy như một chiếc mũ Chân mầm có thể nằm sát sẹo lá hoặc hơi cách xa một ít Đỉnh mầm có thể nằm dưới, nằm ngang hoặc vượt quá đai sinh trưởng So với thân cây mía, mầm có thể hơi lồi lên, phẳng hoặc hơi lõm một ít tuỳ theo giống.ở mặt ngoài mầm, hai mép lá hình vảy xếp chéo lại với nhau, chừa một lỗ nhỏ, gọi là lỗ mầm hay điểm mầm Tuỳ giống, lỗ mầm có thể nằm ở giữa mầm, ở đỉnh mầm, hoặc ở gần đỉnh mầm

Mầm mía có 9 hình dạng cơ bản sau: Hình tam giác, hình bầu dục, hình trứng, hình ngũ giác, hình quả ấu, hình tròn, hình chữ nhật, hình mỏ chim 1.2.5 Lá mía

Lá mía mọc thành hai hàng so le, đối nhau, hoặc theo đường vòng trên thân mía (tuỳ giống) Mỗi đốt có một lá Lá mía dính vào thân ở phía dưới đai

rễ, khi lá rụng tạo thành sẹo lá

Lá mía có hai bộ phận chính: phiến lá và bẹ lá Bẹ lá ôm chặt vào thân cây chỗ tiếp giáp giữa bẹ lá và phiến lá gọi là cổ lá

Hình dạng của lá mía, tỉ lệ giữa chiều rộng và chiều dài, lá mọc đứng hay ngả, màu sắc là đặc trưng của từng giống mía

Ngoài ra bộ lá cũng phản ánh khá rõ điều kiện ngoại cảnh, và tình hình chăm sóc đang áp dụng

Ví dụ: lá to, dài, màu xanh sáng đạt đến mức tối đa của giống là biểu hiện của điều kiện sinh trưởng tốt

- Khoảng cách giữa các vai lá càng dài càng tốt, số lá xanh tồn tại càng nhiều cây tốt chứng tỏ mía đang gặp điều kiện tối ưu

- Lá uốn cong quá nhiều so với đặc trưng của giống là biểu hiện thừa

đạm hoặc thiếu lân, kali

- Lá bé và ngắn, màu vàng, số lá xanh tồn tại ít, tốc độ hình thành lá

chậm là biểu hiện thiếu phân hoặc thiếu nước

- Lá bị dựng đứng, chóp lá cuộn lại chứng tỏ mía đang bị hạn

Người trồng trọt cần có sự hiểu biết đầy đủ về bộ lá, cần nắm chắc các

đặc trưng của từng giống, để thông qua bộ lá, qua từng thời kỳ sinh trưởng mà

có những nhận định kịp thời về thực trạng của cây, của điều kiện ngoại cảnh, của kỹ thuật canh tác Từ đó có sự điều chỉnh cách chăm sóc cho hợp lý, kịp thời nhằm đạt được mục tiêu mong muốn

1.2.6 Rễ mía

Rễ mía thuộc loại rễ chùm Rễ mía mọc từ các điểm rễ trên đai rễ của hom giống, hoặc ở chân mầm nơi tiếp giáp giữa mầm và hạt

Rễ mía được chia thành hai loại: rễ sơ cấp và rễ thứ cấp

- Rễ sơ cấp: còn gọi là rễ giống, rễ sơ sinh, rễ tạm thời tức là loại rễ mọc từ hom giống hoặc từ hạt giống ra Loại rễ này đường kính bé, phân nhánh nhiều, ít ăn sâu, tuổi thọ ngắn, chỉ đảm nhiệm việc nuôi cây trong vòng

4 đến 7 tuần đầu

- Rễ thứ cấp còn gọi là rễ thứ sinh, rễ vĩnh cửu Rễ này mọc từ gốc của mầm mới sinh Thường khi cây con có từ 3 đến 5 lá thì rễ thứ cấp bắt đầu xuất hiện Loại rễ này to hơn rễ giống, ăn sâu hơn và tuổi thọ dài hơn nhiều, nên còn gọi là rễ vĩnh cửu Rễ thứ cấp được chia thành 3 nhóm nhỏ:

+ Nhóm rễ hấp thụ: loại này bé, chia nhánh nhiều, độ bền kém, phân bố chủ yếu ở tầng đất mặt và lan rộng đến 3 m để kiếm thức ăn

+ Nhóm rễ ăn sâu: loại này to, ít phân nhánh, phân bố theo chiều thẳng

đứng, có thể ăn sâu đến 5 m nếu đất xốp và không có nước ngầm Nhiệm vụ chủ yếu của nhóm rễ này là tìm nước và chống đổ

+ Nhóm rễ chống đổ: loại này to và cong queo, có độ bền cao, chúng thường phân bố một góc từ 450 đến 600, nhằm giữ cho cây khỏi đổ

Các nhóm rễ kể trên, ngoài những chức năng riêng chúng đều có chức năng chung của bộ rễ, bổ sung hỗ trợ cho nhau

So với các cây hoa thảo khác, cây mía có bộ rễ phát triển đặc biệt mạnh

- Một khóm mía có thể có từ 500 đến 2000 rễ

- Tổng chiều dài rễ của một cây mía có thể lên tới 500m

- Khoảng 50-60% tổng lượng rễ kể trên phân bố ở tầng đất canh tác số còn lại phân bố ở độ sâu 60cm Cá biệt có rễ sâu tới 7m

Do bộ rễ phát triển mạnh nên nếu ta xử lý kỹ thuật đúng thì cây mía có khả năng chống hạn và chống xói mòn cao

Điều khiển bộ rễ mía phát triển một cách thích hợp với từng thời kỳ, từng loại đất, từng điều kiện thời tiết… Là một biện pháp cực kỳ quan trọng

đối với người trồng mía Chỉ có điều khiển bộ rễ, và thông qua bộ rễ mới có thể phát huy cao độ hiệu lực của phân bón, của nước và của các khoản đầu tư, của các biện pháp kỹ thuật khác

Muốn tăng diện tích hấp thụ của bộ rễ, phải làm cho nó phân chia nhiều nhánh mới, để tăng tầng lông hút Các đầu rễ sẽ phân chia thành hai hoặc nhiều nhánh mới khi bị đứt một đoạn nào đó, và các nhánh mới sẽ tiếp tục phân chia khi bị đứt Vì vậy cần phải xới xáo và vun gốc để tạo nhiều rễ mới, tăng khả năng hấp thụ cho cây mía

1.3 Kỹ thuật chăm sóc mía

Tục ngữ có câu : “Công trồng là công bỏ, công làm cỏ là công ăn" ông cha ta tổng kết rất chính xác vị trí và tác dụng của công tác chăm sóc đối với kết quả cuối cùng của quá trình sản xuất nông nghiệp Song khâu chăm sóc nếu không nắm vững, không làm đúng, dễ phạm nhiều sai lầm có thể phủ định thành quả của các khâu trước đó và gây lên hiệu quả nghiêm trọng Ngược lại,

đó, tạo lên hiệu quả kinh tế cao

Đối với cây mía, công tác chăm sóc bao gồm toàn bộ các công việc cần tiến hành từ sau khi trồng đến trước khi thu hoạch Đây là những khâu kỹ thuật khá phức tạp cần đầu tư nhiều lao động từ trí óc và chân tay, và có ảnh hưởng khá quyết định đến năng suất, chất lượng và giá thành sản phẩm Toàn

- Bằng sức trâu bò với dụng cụ cải tiến

- Bằng công cụ cơ giới

- Bằng thuốc diệt cỏ

Với công cụ bằng cơ giới có thể dùng các loại máy xới sau đây:

- Máy xới răng nhọn

- Máy xới răng hình mũi tên

- Máy xới có dạng như cày không lật

- Máy xới kiểu đĩa

1.3.2 Xới xáo điều hoà không khí

Mía là cây trồng cạn Nó rất cần nhiều nước nhưng lại cũng cần nhiều không khí vùng rễ để phát triển bình thường Không khí và nước là hai yếu tố

đối lập nhau Thừa nước sẽ dẫn đến thiếu không khí, thừa không khí xảy ra khi thiếu nước Muốn điều hoà không khí ở vùng rễ phải lưu ý các biện pháp sau:

- Thoát nước triệt để, chống úng

- Phá váng sau các trận mưa to

- Xới đất tạo độ xốp, thoáng cần thiết sau một vài trận mưa, đất bị nén chặt Việc xới đất luôn luôn tơi xốp phải tiến hành thường xuyên, từ khi mía mọc đến khi mía đến 5 – 6 lóng (giao tán) việc xới đất có thể thực hiện bằng các cách sau:

- Bằng cào có nhiều răng

- Bằng cuốc

- Bằng cày

- Bằng máy xới

Nếu đất bị nén chặt, thiếu không khí kéo dài sẽ xuất hiện các hiện tượng sau:

- Bộ rễ phát triển kém, ít về số lượng, rễ ngắn, hiệu suất sử dụng dinh dưỡng kém

b- Xuống chân, vun luống

- Khi mía đủ mật độ cần thiết, bắt đầu cho đất vào gốc (gọi là xuống chân), lấp đất dày khoảng 10 – 15 cm

- Vun luống vừa có tác dụng phòng chống đổ, vừa thoát nước tốt, điều

hoà được nước và không khí, tạo điều kiện đạt năng suất cao

1.4 Quy trình chăm sóc mía

1.4.1 Đối với mía tơ

- Sau khi trồng 20-25 ngày tiến hành xới diệt cỏ và tạo độ xốp bằng máy xới với lưỡi xới không lật ở độ sâu 6-10 cm

- Sau khi trồng 45-50 ngày xới thông thoáng lần 2

- Sau khi mía được 4-5 tháng tiến hành xới xáo bón phân và vun đất cho gốc mía

1.4.2 Đối với mía lưu gốc

- Đốn gốc mía bằng máy sau khi thu hoạch không quá 10 ngày

- Sau đốn gốc cày hoặc xới sâu 2 bên luống sát gốc mía để xuân hoá bộ

rễ kết hợp bón phân

- Xới toàn bộ bề mặt r1nh để diệt cỏ và làm thông thoáng đất bằng máy xới

- Sau 40 ngày tiến hành xới lần 2

- Sau 4-5 tháng tiến hành xới lần 3 bằng máy xới nhỏ giữa hàng, kết hợp vun đất vào gốc

1.5 Tình hình cơ khí hoá khâu chăm sóc mía

Nhiệm vụ của xới là làm tơi đất ruộng khô, phá váng để thông thoáng khí, đưa khí độc ở trong đất thoát ra ngoài và đưa dưỡng khí từ bên ngoài vào

đất, xáo trộn đều phân với đất, diệt cỏ dại, diệt sâu bệnh, làm đứt một số rễ già, kích thích cây ra rễ non đẻ nhánh, vun đất vào gốc để cây đứng vũng chống đổ đồng thời đào r1nh thoát nước chống úng cho cây

Việc chăm sóc tốt hay xấu ảnh hưởng lớn đến sự nảy mầm, đẻ nhánh,

vươn lóng của cây mía, là một trong những yếu tố cấu thành năng suất có tầm quan trọng hàng đầu trong kỹ thuật thâm canh tăng năng suất

Để khống chế sự đẻ nhánh cần vun đất vồng lên và giữ vững cho cây chống đổ Trong thời kỳ này cẩn phải thường xuyên xới xáo để tăng cường dưỡng khí cho đất và diệt các loại cỏ dại, sâu bệnh

Để xới đất hiện nay qua nhiều công trình nghiên cứu trong và ngoài nước có thể phân thành hai loại máy xới: máy xới chủ động, máy xới thụ

động

1.5.1 Máy xới chủ động

Là máy xới mà bộ phận làm việc được quay chủ động nhờ trục trích công suất của máy kéo Máy xới chủ động có ưu điểm: lưỡi xới quay tốc độ cao, chém đất thành những lát mỏng, tung về phía sau, đập vào tấm chắn làm

đất vỡ tơi, diệt cỏ tốt

Tuy vậy máy xới chủ động có một số nhược điểm: Chi phí năng lượng cao, lưỡi xới mau mòn, máy cần phải có trục trích công suất từ máy kéo, phải

có hệ thống truyền động phức tạp, giá thành cao

1.5.2 Máy xới thụ động

Bộ phận làm việc của máy xới được di chuyển thụ động do lực kéo của máy kéo Máy xới thụ động được chia thành 2 loại: Loại có bộ phận làm việc chuyển động tịnh tiến và loại có bộ phận làm việc chuyển động quay

a Máy xới thụ động có bộ phận làm việc chuyển động tịnh tiến, gồm các loại sau:

- Loại lưỡi xới lò xo chuyển động tịnh tiến: Loại này lợi dụng độ chặt không đồng đều của đất, nên lực tác động của đất vào lưỡi xới lò xo cũng không đồng đều làm lưỡi xới đàn hồi rung động làm tơi vỡ đất Tuy vậy loại này chế tạo khó khăn nên ở nước ta ít dùng

- Loại lưỡi xới mũi tù: Loại này có góc do1ng là 2 γ = 60 – 700, do vậy khi cắt đất có cỏ rác không bị ùn trước lưỡi xới, cạnh lưỡi xới hợp với mặt phẳng nằm ngang một góc nâng Ƙ có khả năng bẻ đất làm tơi tốt

- Loại lưỡi xới mũi cong: Nhiều công trình nghiên cứu của các nhà khoa học đ1 cho thấy lưỡi xới có độ cong thích hợp thì phương lực lưỡi xới tác động vào đất tập trung vào điểm nằm cách mặt đồng bằng 1/3 độ xới sâu khi đó lưỡi xới công phá làm tơi đất tốt nhất Loại lưỡi xới mũi cong có khả năng làm tơi khoẻ, nên người ta dùng để xới đất ở tầng sâu, đất cứng làm thông thoáng khí,

độ xới sâu hiện nay đạt tới 15 cm Lưỡi mũi cong lắp rời còn có thể đối đầu để tăng thời gian sử dụng

- Loại lưỡi xới sâu không lật: Có khả năng xới sâu, đào sâu ngầm ở dưới

đất, cắt đứt một số rễ phụ, làm tơi xốp đất ở tầng sâu, không xáo trộn đất làm mất ẩm, độ xới sâu ổn định

- Loại xới vun: Cấu tạo gồm có mũi, lưỡi diệp và cánh diệp Mũi có tác dụng làm tơi đất chuyển qua diệp, diệp có độ cong thích hợp tạo ra lực uốn, xoắn làm tơi thêm rồi chuyển sang cánh diệp hướng vun đât vào gốc cây Loại lưỡi xới này thường để vun đất vào gốc cây để cây đứng vững, đồng thời tạo r1nh thoát nước chống úng

b Loại máy xới thụ động có bộ phận làm việc chuyển động quay, gồm các loại sau:

- Loại răng: Các răng có loại thẳng, loại cong, loại đuôi cá….khi làm việc răng quay quanh trục và bâm vào đất Việc làm vỡ đất phụ thuộc vào hai yếu tố chính là mật độ răng trên một đơn vị diện tích và áp lực phân bố trên răng Để thay đổi áp lực trên răng phù hợp với độ cứng từng loại đất thường trên máy có thùng chứa vật nặng

- Loại đĩa: Hiện nay trong sản xuất thường dùng phổ biến là đĩa chỏm

cầu: Khi làm việc đĩa vừa chuyển động quay vừa chuyển động tịnh tiến theo máy, đất đi vào trong lòng đĩa bị uốn làm tơi và vun vào gốc cây Để tăng cường, khả năng làm tới và ăn sâu vào đất ta có thể điều chỉnh góc tiến của

đĩa Loại này có ưu điểm là chi phí năng lượng thấp, làm tơi đất tốt và có khả năng làm việc tốt ở những đất có nhiều sỏi, đá, rễ cây

1.5.3 Một số máy xới cho mía trong và ngoài nước hiện nay

- Máy xới có răng lò xo: Có ở úc và nhiều nước trên thế giới, gần đây công ty mía đường Tây Ninh đ1 mua và đưa vào sử dụng Răng xới có dạng cong lôgarít đàn hồi Mỗi cụm xới được lắp 9 răng sắp xếp theo hình mũi tên

có khoảng cách đều nhau Mỗi răng hoạt động đàn hồi độc lập trong suốt quá trình làm việc Loại máy xới lò xo khi làm việc tạo ra sự rung động, do vậy khả năng làm tơi tốt, thích hợp cho đất có độ ẩm thấp, thành phần cơ giới nhẹ Nhưng răng là loại thép lò xo khả năng chế tạo trong nước khó khăn

Hình 1.1 Máy xới lò xo

- H1ng Pooneer ở úc giới thiệu công cụ xới móc rễ mía, lưỡi xới là đĩa chỏm cầu có đường kính đĩa là 600 mm có thể điều chỉnh góc tiến và góc nghiêng để thay đổi khả năng vun đất vào gốc cây.Khi sử dụng có thể lắp đĩa chỏm cầu xới cắt rễ tạo r1nh, khi đó đĩa chỏm cầu sẽ vun đất vào gốc cây

- Viện nghiên cứu Cơ giới hoá Quảng Tây – Trung Quốc đưa ra mẫu máy xới kết hợp bạt gốc mía: hai bên là hai thân cày lưỡi diệp có tác dụng cày móc rễ mía, làm đứt rễ già, tạo r1nh, làm thoáng khí, ở giữa đặt dao bạt gốc mía Khi cần vun đất vào gốc mía chỉ cần đổi thân cày phải sang trái là được

- Theo mô hình của viện Quảng Tây – Trung Quốc, viện Cơ điện nông nghiệp Việt Nam đ1 nghiên cứu thiết kế máy chăm sóc mía liên hoàn XM6.Máy có khả năng xới, bón phân và bạt gốc mía đồng thời hoặc làm riêng biệt từng việc theo nhu cầu chăm sóc cho mía Máy đ1 được thử nghiệm ở trại giống mía Thọ Lâm thuộc công ty mía đường Lam sơn

Hình 1.2 Máy xới XM-6

Trong những năm gần đây Trường ĐH Nông nghiệp I đ1 thiết kế chế tạo mẫu máy xới bón cho mía XBM – 2,4 Máy liên hợp với máy kéo MTZ -

50 xới hai hàng mía, có thể thực hiện nhiều chức năng trong một lần chạy như: xới, bón phân, vun gốc Hiện nay máy này đang được sử dụng có hiệu quả tại nông trường thống nhất Thanh Hoá

Hình 1.3 Máy xới bón mía XBM-2,4 Tuy nhiên ở trong nước hiện nay mức độ Cơ giới hoá khâu chăm sóc còn thấp:

rất thấp Nhiều vùng trồng mía trong nước hiện nay còn dùng cuốc và sức người, một số vùng trồng mía dùng trâu bò và cày lưỡi diệp tiến hành cày móc

đất và làm đứt rễ mía già ở mía lưu gốc, phơi nắng 4 – 5 ngày để diệt bớt cỏ dại, sâu bệnh, làm thoát khí độc trong đất, sau đó bón phân và cày úp đất vào gốc hoặc dùng cày vun đất vào cho mía tơ

Hình 1.4 Xới bằng trâu bò cày Dùng trâu bò năng suất cao hơn xới thủ công, tuy vậy chi phí sản xuất còn cao khó có đủ khả năng cạnh tranh trên thị trường khu vực

Một số địa phương như Tây Ninh mua máy xới ở nước ngoài, giá quá cao, khi hư hỏng khó tìm phụ tùng thay thế, không phù hợp khả năng tài chính, đồng ruộng Việt Nam

Hạn chế của Việt Nam là trang bị may móc lạc hậu không đồng bộ, rất nhiều chủng loại nhập từ nhiều nước trên thế giới nên gây rất nhiều khó khăn

trong việc quy hoạch đồng ruộng, tổ chức sử dụng, sửa chữa, dẫn tới bị động trong sản xuát, việc thống nhất quy trình canh tác cũng gặp nhiều khó khăn

Bức tranh cơ giới hoá khâu chăm sóc của Việt Nam còn rất sơ khai, không đồng bộ về nhiều mặt: Giữa quy hoạch đồng ruộng và trang bị cơ khí, giữa nguồn động lực và máy nông nghiệp, trong đó có vun xới…Song xu thế hình thành các công ty cổ phần, quy hoạch lại đồng ruộng, áp dụng tiến bộ kỹ thuật, quy trình sản xuất tiên tiến, trang bị cơ giới đồng bộ có quy mô phù hợp với điều kiện chế tạo, sử dụng và trình độ quản lý của Việt Nam đang xúc tiến mạnh mẽ Đó là yếu tố thuận lợi cho cơ khí phát triển, giảm chi phí sản xuất

để ngành mía đường sản xuất có l1i, có đủ khả năng đứng vững khi hội nhập với các nước trong khu vực

Kinh nghiệm của các nước trên thế giới cho thấy khi áp dụng cơ khí vào các khâu canh tác cho cây mía chi phí lao động sẽ giảm, đồng thời năng suất cũng tăng đáng kể ở Mỹ, Braxzin, úc nhờ tiến hành đồng bộ cơ khí 100% các khâu canh tác cho mía mà chi phí lao động trên 1 ha chỉ còn 20 – 30 công Trong khi đó ở Việt Nam riêng chi phí lao động cho bón phân, làm cỏ và cày vun bằng thủ công đ1 là 40 – 50 công Năng suất ở các nước trên đạt 90 – 95 tấn/ha Trong khi đó ở Việt Nam chỉ đạt 45 – 50 tấn/ha

Tuy nhiên để tiến hành cơ khí hoá các khâu canh tác cây trồng cần phải

có những điều kiện nhất định, phải lựa chọn mức độ và trình độ cơ khí cho phù hợp với điều kiện của mình ở Việt Nam viện nghiên cứu đưa cơ khí vào các khâu canh tác mía còn ở mức độ rất hạn chế, nhiều khâu mới ở giai đoạn bước đầu, vì thế chi phí lao động tăng, năng suất cây trồng thấp và hạn chế nhiều trong việc đưa tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất Mặt khác chúng

ta không thể mua thiết bị nước ngoài vì nhiều yếu tố: Không phù hợp điều kiện kinh tế và sử dụng, bị động trong việc xây dựng quy trình công nghệ, không phù hợp với trình độ quản lý, quy hoạch đồng ruộng và nguồn động lực của Việt Nam….Con đường đúng đắn nhất, hiệu quả nhất và bền vững nhất là

phân tích đầy đủ ưu nhược điểm của các máy của nhiều nước trên thế giới từ

đó tự nghiên cứu lựa chọn hệ thống các máy và quy trình kỹ thuật cơ giới hoá canh tác làm đất và chăm sóc… một cách đồng bộ, phù hợp kích thước đồng ruộng, tính chất đất với nguồn động lực sẵn có ở trong nước, giảm chi phí sản xuất đáp ứng yêu cầu nông học, phù hợp khả năng chế tạo và sử dụng của Việt Nam với giá thành hạ và chủ động trong kế hoạch sản xuất

Các loại máy xới treo sau máy kéo lớn như máy xới XM-6, XBM-2,4 và các máy nhập nội chỉ có thể vận hành được đối với mía còn thấp cây Khi cây mía đ1 cao các máy này không vào được vì thế việc chăm sóc cho mía đ1 cao còn đang là vấn đề nan giải

Thời gian gần đây viện Cơ điện Nông nghiệp cũng đ1 thí nghiệm các trang bị liên hợp với máy kéo BS – 12 để chăm sóc mía, với các công việc phay đất, diệt cỏ, bón phân, vun gốc Máy đ1 được tiến hành thí nghiệm ở trại giống Thọ Lâm thuộc công ty mía đường Lam Sơn Kết quả khảo nghiệm máy cho thấy máy có khả năng thực hiện được các công việc đặt ra với chất lượng

đảm bảo yêu cầu nông học

Hình 1.5 Máy xới cỡ nhỏ

Tuy nhiên, do máy kéo BS – 12 có bề rộng vết bánh xe chỉ vừa đủ đi trong khoảng bề rộng giữa hai hàng mía nên việc sử dụng máy rất khó khăn Người lái rất căng thẳng và rất vất vả khi điều khiển Chính vì chưa hợp lý khi

sử dụng nên máy xới cỡ nhỏ liên hợp với máy kéo BS – 12 đ1 không được thực tế sản xuất chấp nhận

Từ những phân tích trên, có thể thấy việc xới diệt cỏ, phá váng giữa hàng cho mía, đặc biệt là khi mía đ1 vươn lóng còn nhiều trở ngại, những máy liên hợp với máy kéo 4 bánh là không phù hợp, ngay cả những máy xới cỡ nhỏ liên hợp với máy kéo 2 bánh, mặc dù có thể đi giữa hai hàng mía, nhưng vì kích thước chưa đủ nhỏ gọn nên việc điều khiển máy rất khó khăn

1.6 Mục tiêu đề tài

Với vai trò và tầm quan trọng của cây mía với việc xoá đói giảm nghèo

và phát triển nền kinh tế ở Việt Nam, với quy trình chăm sóc mía và tinh hình cơ giới hoá việc chăm sóc mía ở Việt Nam, cho thấy việc đầu tư nghiên cứu cơ giới hoá cho các khâu canh tác mía đặc biệt là nghiên cứu máy xới nhỏ giữa hàng mía là việc làm cần thiết và cấp bách nhằm giảm bớt sức lao động, tăng năng suất cây trồng , hạ giá thành sản phẩm để phát triển ngành mía đường ở Việt Nam và hội nhập với khu vực và thế giới

Với mục đích đó, đề tài chọn đối tượng nghiên cứu là thiết kế một loại máy chăm sóc mía giữa hàng thực hiện nhiệm vụ xới thông thoáng đất, diệt cỏ

và vun gốc cho mía, phù hợp với trình độ công nghệ của Việt Nam, phù hợp với tình hình quy hoạch đồng ruộng ở Việt Nam, với giá cả hợp lý, thao tác dễ dàng thuận tiện và được người trồng mía chấp nhận

2 Lựa chọn đối tượng nghiên cứu và xây dựng cơ

sở lý thuyết thiết kế máy xới giữa hàng mía

2.1 Lựa chọn đối tượng nghiên cứu

Xới diệt cỏ, phá váng giữa hàng cho mía đặc biệt là khi mía đ1 vươn lóng còn nhiều trở ngại Những máy cỡ lớn liên hợp với máy kéo bốn bánh là không phù hợp, những máy xới cỡ nhỏ liên hợp với máy kéo hai bánh, mặc dù

có thể đi giữa hai hàng mía nhưng vì kích thước chưa đủ nhỏ gọn nên việc

điều khiển máy rất khó khăn

Vì vậy, đối tượng nghiên cứu của đề tài là thiết kế chế tạo ra mẫu máy xới cỡ nhỏ, có khả năng đi giữa hai hàng mía và dứa, điều khiển dễ dàng để chăm sóc giữa hàng cho mía khi cây đ1 vươn lóng cao Máy làm việc theo nguyên lý tự hành có bộ phận làm việc tích cực

Để thực hiện được mục tiêu trên đề tài xuất phát từ phân tích ưu nhược

điểm của các máy xới tích cực hiện có lựa chọn mô hình kết cấu máy (Động cơ, dàn xới, bánh xe lưỡi xới vun và các bộ phận phụ trợ) Từ mô hình đề tài xây dựng phương trình cân bằng công suất của liên hợp máy (Xem liên hợp máy như máy kéo có một cầu chủ động) Trên cơ sở đó chọn động cơ, tính toán thiết kế dàn xới và bộ phận vun đất phía sau

2.2 Mô hình cơ học mẫu máy xới giữa hàng

Để khắc phục những nhược điểm của các loại máy xới nói trên, chúng tôi xin đưa ra một mô hình máy xới giữa hàng biểu diễn trên (hình 2.1)

Hình 2.1 : Mô hình cơ học máy xới giữa hàng mía

1- Động cơ, khung máy, hệ thống truyền động 2- Bánh dẫn hướng

3- Dàn phay đồng thời là bánh chủ động (khi chuyển động trên đường thì lắp thêm

2 bánh ở 2 đầu trục) 4- Lưỡi xới vun

Các lực tác dụng lên máy bao gồm:

G: Trọng lượng toàn máy

PK: Lực kéo tiếp tuyến tác dụng lên dàn phay (bao gồm 2 phần : Pk1 Lực kéo tiếp tuyến tác dụng lên phần bánh chủ động và Pk2 Lực kéo tiếp tuyến tác dụng lên phần phay đất)

ZK: Phản lực pháp tuyến của đất lên giàn phay

Zn: Phản lực pháp tuyến của đất lên bánh dẫn hướng

MfK: Mô men cản lăn tác dụng lên bánh chủ động

MfK: Mô men cản cắt tác dụng lên phay

Mfn: Mô men cản lăn tác dụng lên bánh dẫn hướng

Pm : Lực cản của đất tác dụng lên lưỡi vun

Mô hình máy này có một số ưu điểm sau:

- Không bị hạn chế bởi khoảng cách giữa 2 bánh máy kéo, nên bề rộng máy có thể thu nhỏ, do đó vận hành dễ dàng giữa 2 hàng mía

- Hiệu suất cao do khả năng bám tốt, các phản lực ngang và đứng được cân bằng,chi phi năng lượng riêng thấp

- Kết cấu đơn giản, nhỏ gọn, giá thành hợp lý với người trồng mía

2.3 Cơ sở lý thuyết thiết kế máy xới giữa hàng mía

2.3.1 Cơ sở tính toán dàn phay

Dàn phay là bộ phận làm việc chính của máy Khác với các dàn phay

độc lập, ở đây nó vừa làm nhiệm vụ phay đất vừa làm nhiệm vụ của một bánh

xe chủ động của máy Để tính toán dàn phay ta xem nó như mô hình của bánh

xe chủ động cộng với phay đất Trước hết biểu diễn động học của bánh chủ

Hiện tượng trượt quay thường xảy ra ở các bánh chủ động Khi đó bánh

xe trượt về phía sau, ngược với chiều chuyển động của máy và do dó sẽ làm giảm vận tốc chuyển động, nếu bánh chủ động bị trượt hoàn toàn, nó chỉ quay tại chỗ và máy không chuyển động được nữa

Hiện tượng trượt lê thường xảy ra với bánh bị động hoặc khi bánh chủ

động phanh lại Ngược với hiện tượng trượt quay, khi trượt lê bánh xe sẽ trượt tương đối với mặt đồng theo chiều chuyển động của máy kéo Khi bị trượt lê hoàn toàn, bánh xe sẽ không quay mà chỉ chuyển động tịnh tiến

Nếu ký hiệu vận tốc tịnh tiến (vận tốc theo) của trục bánh xe khi lăn không trượt là Vo, khi trượt quay là V΄o và khi trượt lê là V˝o, ta sẽ có:

- Khi trượt quay: Vo΄ < Vo = Vtt = r ω

- Khi trượt lê: Vo" > Vo

Cũng dễ dàng suy luận ra rằng, khi trượt quay, tâm quay tức thời của bánh xe dịch gần về tâm hình học của nó do vận tốc theo nhỏ hơn vận tốc tiếp tuyến (Vo΄ < Vtt), quỹ đạo chuyển động của điểm thuộc vành ngoài bánh xe

là đường xicloit co ngắn

Ngược lại, khi trượt lê, tâm quay tức thời sẽ dịch ra ngoài bánh xe vì

Vı>Vtt và quỹ đạo chuyển động của điểm thuộc vành ngoài bánh xe là đường xicloit d1n dài

Trên hình 2.2 trình bày sơ dồ vận tốc và quỹ đạo chuyển động của bánh

xe cho các trường hợp lăn khác nhau: Lăn không trượt, trượt quay và trượt lê

Ký hiệu (‘) dùng cho trường hợp trượt quay và ký hiệu (“) dùng cho trường hợp trượt lê

Đối với bánh xe chủ động trong mô hình trên, hiện tượng lăn không trượt chỉ là giả định, thực tế luôn xảy ra hiện tượng trượt của bánh xe vì bánh chủ đông ở dây đồng thời làm nhiệm vụ phay đât Do đó người ta đưa ra 2 khái niệm: Vận tốc lý thuyết và vận tốc thực tế

Vận tốc lý thuyết là vận tốc tịnh tiến của trục bánh xe khi lăn không

tr−ît, ký hiÖu Vt nghÜa lµ Vt = Vo = rk ωk (Vt còng lµ vËn tèc c¾t Vc cña l−ìi phay)

vv

V: Vận tốc thực tế

δ : Độ tr−ợt Vì ta coi dàn phay nh− là bánh xe chủ động cứng lăn có tr−ợt trên nền

đất mềm, nên vấn đề cần giải quyết ở đây là tìm mối quan hệ để dàn phay vừa làm nhiệm vụ đẩy máy chuyển động với vận tốc vừa làm nhiệm vụ phay đất theo yêu cầu nông học đặt ra

Độ tr−ợt quay δ là một trong các thông số quan trọng dùng để đánh giá khả năng phay đất và chuyển động của máy Nó phục thuộc vào các thông số cấu tạo của dàn phay, trọng l−ợng phân bố trên cầu chủ động, các tính chất cơ

lý của đất và các lực cản chuyển động của l−ỡi xới vun

- Tải trọng thẳng đứng GK, đó là phần trọng lượng tác dụng lên trục bánh xe chủ động bao gồm cả trọng lượng bản thân dàn phay

- Phản lực của khung máy tác dụng lên trục bánh xe chủ động PK1 có phương song song với mặt đồng và có chiều ngược với chiều chuyển động

- Phản lực pháp tuyến R do mặt đồng tác dụng lên bánh chủ động R là hợp lực của các phản lực thành phần tác dụng theo phương pháp tuyến của bề mặt tiếp xúc được sinh ra do quá trình nén đất

- Phản lực tiếp tuyến TK từ mặt đồng tác dụng lên bánh chủ động do mô men chủ động sinh ra: TK = MK1/rk

Điểm đặt của phản lực R và TK có thể được xem như trùng nhau và đặt tại điểm A, cách đường thẳng đứng đi qua tâm trục bánh xe một đoạn ak

Ta có thể phân tích các phản lực R và TK thành 2 phần: thành phần vuông góc và thành phần song song với mặt đồngg, cụ thể là:

R

R X Z R

ư

ư

ư +

=

T

T X Z T

ư

ư

ư +

=Nếu lấy ký hiệu hợp lực của các thành phần phản lực thẳng đứng là ZK

Khi máy chuyển động bình ổn theo phương ngang, ta có:

; 0

K K K

fK

r

a G r

a Z r