Nghiên cứu hoàn thiện thiết kế máy xới+phay,ứng dụng vào mô hình cơ giới hoá sản xuất sắn

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

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

Chuyên ngành : Kỹ thuật máy và thiết bị

Cơ giới hoá Nông lâm nghiệp

Mã số : 60 - 52 - 14

Người hướng dẫn khoa học: T.S HÀ ðỨC THÁI

HÀ NỘI 2010

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan: Số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa ñược sử dụng và bảo vệ một học vị nào

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

Ngày tháng năm 2010

Tác giả

Trương Ngọc Sơn

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình học tập và nghiên cứu tại khoa Cơ ñiện và Viện ñào tạo sau ðại học trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội Tôi ñã ñược các thầy giáo, cô giáo trong nhà trường giảng dạy và giúp ñỡ nhiệt tình Nhân dịp này, tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới các thầy giáo, cô giáo trong nhà trường, các thầy, cô trong khoa Cơ ñiện, các thầy cô trong bộ môn Máy nông nghiệp

Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới Tiến sỹ Hà ðức Thái - Trưởng bộ môn Máy Nông nghiệp, và các thầy cô giáo trong bộ môn

ñã quan tâm, tận tình hướng dẫn, tạo ñiều kiện giúp ñỡ tôi về mọi mặt ñể tôi hoàn thành ñề tài nghiên cứu

Quá trình thực hiện ñề tài không thể tránh khỏi những thiếu xót, rất mong tiếp tục nhận ñược sự ñóng góp ý kiến của các thầy giáo, cô giáo và bạn bè ñồng nghiệp ñể ñề tài ñược hoàn thiện hơn

Học viên

Trương Ngọc Sơn

Chương I TỔNG QUAN SẢN XUẤT, TIÊU THỤ SẮN VÀ CÔNG CỤ

1.1 Diện tích, phân bố, loại ñất và cơ lý tính của ñất trồng sắn 3

Chương II NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN NGUYÊN LÝ CẤU TRÚC

2.2 Các công cụ và máy móc làm ñất cho vùng trồng sắn hiện nay 16

2.2.4 Làm ñất trồng sắn bằng máy kéo lớn thực hiện phương pháp làm

2.2.5 Làm ñất trồng sắn bằng máy kéo lớn, thực hiện phương pháp làm

ñất một giai ñoạn (công cụ làm ñất là máy phay) 20

2.3 Một số loại máy làm ñất, ưu nhược ñiểm và phạm vi ứng dụng 21

2.3.2 Công cụ làm ñất một giai ñoạn (làm ñất chủ ñộng) 22

3.3 Lực tác ñộng lên liên hợp máy ñề xuất và hệ phương trình cân

Chương IV XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP KHẢO NGHIỆM VÀ

4.2.2 Khảo nghiệm lần 2 (trên mô hình sản xuất thâm canh áp dụng cơ

Chương V TÍNH TOÁN HIỆU QUẢ KINH TẾ TRÊN MÔ HÌNH LÀM

5.3 Kết quả tính toán chi phí các khâu công việc ở mô hình Bắc trung bộ 77

5.3.2 Làm ñất bằng máy xới + phay của ñề tài KC 07.07/06-10 78

DANH MỤC BẢNG

1.1 Diện tích, năng suất và sản lượng sắn của thế giới từ năm 1995 – 2008 4 1.2 Diện tích, năng suất và sản lượng sắn Việt Nam giai ñoạn 1995 - 2008 8 1.3 Diện tích, năng suất và sản lượng sắn các vùng sinh thái ở Việt

1.4 Tính chất vật lý của một số loại ñất trồng sắn 11

4.3 Chất lượng làm việc phụ thuộc tốc ñộ máy và ñộ xới sâu ax2 = 25 cm 62 4.4 Chất lượng làm việc phụ thuộc tốc ñộ máy và ñộ xới sâu ax2 = 30 cm 62 4.5 Chất lượng làm việc phụ thuộc tốc ñộ máy và ñộ xới sâu ax2 = 25 cm 63 4.6 Chất lượng làm việc phụ thuộc tốc ñộ máy và ñộ xới sâu ax2 = 30 cm 63

3.11 Vùng biến dạng của ñất trong mặt phẳng ñứng dọc 41

3.12 Sơ ñồ xác ñịnh góc doãng của lưỡi xới 42

ðẶT VẤN ðỀ

Tính cấp thiết của ñề tài

Làm ñất là khâu không thể thiếu trong ngành trồng trọt, là khâu nặng nhọc nhất ñòi hỏi chi phí năng lượng nhiều nhất so với các khâu công việc khác

Từ thực tế sản xuất, các nhà khoa học ñã ước tính công chi phí cho làm ñất chiếm khoảng 30% tổng công chi phí cho canh tác một loại cây trồng Hiện nay, trước nhu cầu lớn về sản xuất nông nghiệp theo hướng thâm canh, thì năng suất, chất lượng, hiệu quả trong khâu làm ñất càng trở nên quan trọng; do ñó nhu cầu về cơ giới hoá khâu làm ñất rất lớn Tuỳ ñiều kiện cụ thể, khâu làm ñất có thể tiến hành theo các phương pháp khác nhau, với các quy trình khác nhau, nhưng phổ biến nhất hiện nay vẫn là cày, bừa, phay, xới…

Trên thế giới, nhiều nước ñã nghiên cứu và áp dụng ngày càng nhiều máy làm ñất tối thiểu, ñã và ñang mang lại nhiều kết quả to lớn Làm ñất tối thiểu ñang là xu thế tất yếu trong quá trình canh tác

Ở Việt Nam ñã có nhiều công cụ, máy móc làm ñất, song máy làm ñất tối thiểu còn ñang ở trong sách vở hoặc ở mức ñộ thí nghiệm, chưa áp dụng nhiều vào thực tế sản xuất

Những máy làm ñất cho cây trồng cạn nói chung và làm ñất trồng sắn nói riêng hiện có ñã bộc lộ nhiều nhược ñiểm, cần thiết phải có công cụ làm ñất mới phù hợp với ñất trồng sắn ở Việt Nam

Chúng tôi lựa chọn nguyên lý cấu trúc máy xới + phay là loại máy làm ñất tối thiểu, vì có chi phí năng lượng thấp, thực hiện việc canh tác bền vững, bảo vệ tốt môi trường sinh thái, phù hợp vùng với ñất trồng sắn ở Việt Nam Tuy vậy về cấu trúc máy còn nhiều ñiểm cần hoàn thiện hơn, chính vì vậy chúng tôi chọn ñề tài:

Nghiên cứu hoàn thiện thiết kế máy xới + phay, ứng dụng vào mô

hình cơ giới hoá sản xuất sắn

Mục tiêu của ñề tài:

Là hoàn thiện thiết kế, chế tạo ñược mẫu máy xới + phay XP-1,6; ứng dụng việc làm ñất bằng máy xới + phay XP-1,6 trên diện tích ñất trồng sắn qui mô 20 ha Tính hiệu quả làm ñất bằng xới + phay XP-1,6 trên mô hình thí nghiệm

Yêu cầu của ñề tài

Tìm hiểu cơ lý tính một số loại ñất trồng sắn, một số máy làm ñất trên thế giới, trong nước và máy của nhóm ñề tài KC.07.07/ 06 -10 hiện có Từ ñó hoàn thiện thiết kế một số bộ phận chính của máy xới + phay XP-1,6; xây dựng mô hình thí nghiệm và tính hiệu quả kinh tế

Chương I: TỔNG QUAN SẢN XUẤT, TIÊU THỤ SẮN VÀ CÔNG CỤ MÁY MÓC SẢN XUẤT SẮN TRÊN THẾ GIỚI VÀ

VIỆT NAM

1.1 Diện tích, phân bố, loại ñất và cơ lý tính của ñất trồng sắn

1.1.1 Vai trò của cây sắn trong ñời sống

Sắn có tên khoa học là Manihot esculenta Crantz, hiện ñược trồng trên

100 nước có khí hậu nhiệt ñới và cận nhiệt ñới, thuộc ba châu lục: Châu Á; Châu Phi và Châu Mỹ Latinh Tổ chức Nông lương thế giới (FAO) xếp sắn là cây lương thực quan trọng ở các nước ñang phát triển sau lúa gạo, ngô và lúa mì Tinh bột sắn là một thành phần quan trọng trong chế ñộ ăn của hơn một

tỷ người trên thế giới (www TTTA Food market, 2009); ñồng thời, sắn cũng

là cây thức ăn gia súc quan trọng tại nhiều nước trên thế giới; và cũng là cây hàng hóa xuất khẩu có giá trị ñể chế biến bột ngọt, bánh kẹo; mì ăn liền, ván

ép, bao bì, màng phủ sinh học và phụ gia dược phẩm

ðặc biệt trong tương lai gần, sắn là nguyên liệu chính cho công nghiệp chế

biến nhiên liệu sinh học (ethanol) Năm 2008 Trung Quốc ñã sản xuất một triệu

tấn ethanol; họ ñã thoả thuận với một số quốc gia lân cận ñể cung cấp nguyên liệu cho ngành công nghiệp sản xuất ethanol Tại Thái Lan, nhiều nhà máy sản xuất ethanol sử dụng sắn ñã ñược xây dựng trong năm 2008 Indonesia ñã lên kế hoạch sử dụng sắn sản xuất ethanol ñể pha vào xăng theo tỷ lệ bắt buộc 5% bắt ñầu từ năm 2010 Các nước như Lào, Papua New Guinea, ñảo quốc Fiji, Nigeria, Colombia và Uganda cũng ñang nghiên cứu thử nghiệm cho sản xuất

ethanol(TTTA.Outlookfor2009)

1.1.2 Tình hình sản xuất sắn ở trên thế giới

Diện tích, năng suất và sản lượng sắn trên thế giới có chiều hướng gia

tăng từ năm 1995 ñến nay (Bảng 1.1)

Năm 1995 sản lượng sắn thế giới ñạt 161,79 triệu tấn củ tươi; năm

2007 ñạt 223,75 triệu tấn; năm 2008 ñạt 238,45 triệu tấn Nước sản xuất sắn nhiều nhất là Nigeria (45,72 triệu tấn); kế ñến là Thái Lan (22,58 triệu tấn) và Indonesia (19,92 triệu tấn) Nước có năng suất sắn cao nhất là Ấn ðộ (31,43 tấn/ha); kế ñến là Thái Lan (21,09 tấn/ha), so với năng suất sắn bình quân của thế giới là 12,87 tấn/ha (FAO, 2008); Việt Nam ñứng thứ mười về sản lượng sắn trên thế giới (9,38 triệu tấn)

Bảng 1.1: Diện tích, năng suất và sản lượng sắn của thế giới

từ năm 1995 – 2008

STT Năm Diện tích

(triệu ha)

Năng suất (tấn/ha)

Sản lượng (triệu tấn)

1.1.3 Tình hình sản xuất sắn ở Việt Nam

Cây sắn ñược du nhập vào Việt Nam khoảng giữa thế kỷ XVIII, ñược trồng hầu hết các ở tỉnh trên cả nước Tại các vùng sâu, vùng xa sắn là nguồn lương thực bổ sung; là cây lương thực không thể thiếu ở vùng ñồi núi trong chiến lược an toàn lương thực quốc gia của Chính phủ, là thức ăn gia súc

quan trọng của các hộ nông dân trong chăn nuôi

Sắn là nguồn nguyên liệu quan trọng của các nhà máy chế biến tinh bột, các nhà máy chế biến thức ăn gia súc và những xưởng chế biến sắn thủ công;

là một trong những nguyên liệu ñể sản xuất Etanol – năng lượng sạch trong tương lai Hiện sắn có tiềm năng cao về xuất khẩu và tiêu thụ nội ñịa Thực tế trong những năm gần ñây cây sắn ñang chuyển ñổi nhanh chóng từ cây lương thực thành cây hàng hoá với lợi thế cạnh tranh cao Việt Nam hiện là nước xuất khẩu tinh bột sắn ñứng hàng thứ ba ở Châu Á sau Thái Lan

Ở nước ta cây sắn ñã chuyển ñổi vai trò từ cây lương thực thành cây công nghiệp với tốc ñộ cao, năng suất và sản lượng sắn ñã tăng nhanh ở thập

kỷ ñầu của thế kỷ XXI (Bảng 1.2)

Cây sắn là nguồn thu nhập quan trọng của các hộ nông dân nghèo, do sắn dễ trồng, ít kén ñất, ít vốn ñầu tư; phù hợp với môi trường sinh thái và

ñiều kiện kinh tế của các nông hộ (Hoàng Kim và Phạm Văn Biên, 1997)

Nghiên cứu phát triển cây sắn theo hướng sử dụng những vùng ñất

nghèo dinh dưỡng, những vùng khó khăn là việc làm có hiệu quả cao (Hoàng Kim và Trần Công Khanh, 2005), ñây là hướng hỗ trợ chính cho việc thực

hiện ðề án “Phát triển nhiên liệu sinh học ñến năm 2015, tầm nhìn ñến năm 2025” ñã ñược Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại quyết ñịnh số 177/2007/

Qð -TT ngày 20/11/2007

Tại Việt Nam, cây sắn ñược canh tác phổ biến ở hầu hết các tỉnh, các vùng sinh thái nông nghiệp Diện tích, năng suất và sản lượng sắn Việt Nam

qua các năm và phân theo các vùng sinh thái ựược thể hiện qua (Bảng 1.2 và Bảng1 3)

Diện tắch sắn nhiều nhất ở vùng Bắc Trung bộ và Duyên hải miền Trung (168.000ha) Tây Nguyên là vùng sản xuất sắn lớn thứ hai của cả nước, tập trung chủ yếu ở bốn tỉnh Kon Tum, Gia Lai, đăk Lăk và đăk Nông Năm

2008, diện tắch sắn của vùng Tây Nguyên ựạt 150.100 ha, nhưng năng suất bình quân chỉ ựạt 15,7 tấn/ha, tổng sản lượng 2,35 triệu tấn; thấp hơn rất nhiều so với năng suất và sản lượng sắn của vùng đông Nam Bộ (23,74

tấn/ha và 2,69 triệu tấn) (Tổng cục thống kê, 2009)

Chiều hướng sản xuất sắn của Việt nam:

Những năm gần ựây do nhu cầu nguyên liệu sắn và các sản phẩm chế biến từ sắn không ngừng tăng cao, ựể thỏa mãn nhu cầu thị trường người ta ựã phát triển mạnh diện tắch trồng sắn và kỹ thuật thâm canh sắn; dẫn tới diện

tắch, năng suất và sản lượng sắn cũng không ngừng tăng (bảng 1.1)

Về diện tắch:

Diện tắch sắn tương ựối ổn ựịnh

vào những năm 1990 - 2000 và

tăng mạnh từ năm 2000 cho ựến

nay (năm 2000 là 237.600ha;

diện tắch giống sắn mới bắt

ựầu ựược mở rộng, ựưa năng

Hình 1.1 Cây sắn trong giai ựoạn

sinh trưởng

suất trung bình tăng lên khoảng 8,36 tấn/ha (năm 2000) Từ năm 2001 ñến nay, diện tích giống sắn mới liên tục ñược mở rộng, hiện chiếm khoảng 60% diện tích trồng Năm 2006 ñã có trên 300.000 ha sắn ñược trồng bằng các giống mới, do ñó năng suất toàn quốc ñến năm 2008 ñã ñạt trung bình 16,85 tấn/ha (so với năm 2000 năng suất sắn trung bình toàn quốc ñã tăng gần 2 lần)

Ở những vùng sản xuất tập trung, diện tích giống mới ñạt xấp xỉ 100%, năng suất trung bình có thể ñạt tới 20 – 30 tấn/ha, ñặc biệt có nhiều hộ nông

dân ñã ñạt tới năng xuất 25 – 30 tấn/ha tại các trang trại 5 – 10 ha (Số liệu của chương trình sắn Việt nam)

• Về sản lượng:

Sản lượng ñã ñạt trên 4 triệu tấn vào thập niên 1970 – 1980 (do diện tích tăng) Sau ñó ổn ñịnh ở mức khoảng 2 triệu tấn những năm 1980 – 2000

Hiện nay, tăng rất mạnh ñạt 9.392.190 tấn (năm 2008)

Thị trường tiêu thụ sản phẩm sắn thuận lợi, nông dân yên tâm ñầu tư vào sản xuất; các giống sắn mới có năng suất tinh bột cao, mang lại nhiều lợi nhuận cho nông dân Kỹ thuật canh tác sắn bền vững ñảm bảo cho hộ nông dân thu ñược lợi nhuận cao từ sắn mà vẫn duy trì tốt ñộ phì của ñất, là ñộng lực ñể cây sắn phát triển

Hiện nay, cả nước có trên 500.000 ha trồng sắn sản lượng ñạt trên 9 triệu tấn Toàn quốc có 60 nhà máy chế biến tinh bột sắn có quy mô công nghiệp với tổng công suất chế biến mỗi năm hơn nửa triệu tấn tinh bột sắn ðến tháng 11/2009 có khoảng 3 triệu tấn sắn và tinh bột ñã ñược xuất khẩu với tổng giá trị gần 500 triệu USD

Năm 2009 trong khi nhiều loại hàng hoá xuất khẩu chậm và giảm mạnh

về giá trị thì tinh bột sắn lại lên ngôi, với mức xuất khẩu tăng hơn 4 lần về sản lượng và tăng 3 lần về kim ngạch Thị trường xuất khẩu chính vẫn là Trung Quốc, chiếm hơn 90% kim ngạch Tiếp theo là Hàn Quốc chiếm

5,5%, đài Loan 2%, Châu Âu 1,7%; và một phần rất nhỏ bắt ựầu ựến Nhật Bản Do ựó ựặt ra yêu cầu bức thiết là phải ổn ựịnh vùng nguyên liệu; mặt khác chỉ có con ựường canh tác sắn bền vững, trồng và chế biến sắn tập trung, là những vấn ựề không thể tách rời Vì vậy sản xuất sắn cần ựược cơ giới hóa ựồng bộ từ khâu canh tác tới thu hoạch, trong ựó khâu làm ựất giữ vai trò ựặc biệt quan trọng

Bảng 1.2: Diện tắch, năng suất và sản lượng sắn Việt Nam

giai ựoạn 1995 - 2008

STT Năm Diện tắch

(ha)

Năng suất (tấn/ha)

Sản lượng (tấn)

Diện tắch ựất trồng sắn ựược phân chia không ựều giữa các vùng miền,

là do khắ hậu, ựất ựai, kỹ thuật, tập quán canh tác các ựịa phương khác nhau

(bảng 1.3)

Bảng 1.3: Diện tắch, năng suất và sản lượng sắn các vùng sinh thái

ở Việt Nam năm 2008

T

T Vùng sinh thái

Diện tắch (ha)

Năng suất (tấn/ha)

Sản lượng (tấn)

2 Trung du và miền núi phắa bắc 110.000 12,07 1.327.700

3 Bắc Trung bộ và D.hải miền Trung 168.800 16,64 2.808,832

Nguồn: Trần Công Khanh tổng hợp từ Niên giám thống kê qua các năm

Về thời tiết, Đông Nam Bộ và Tây Nguyên có sự phân biệt mùa mưa và mùa khô rất rõ rệt Mùa mưa bắt ựầu từ tháng 05 và kết thúc vào cuối tháng 10 hàng năm Mùa khô bắt ựầu từ tháng 11 ựến hết tháng 04 năm sau Do ựặc ựiểm thời tiết của Vùng đông Nam Bộ và Tây nguyên gần giống nhau nên lịch thời

vụ trồng sắn của cả hai vùng sinh thái nói trên cũng ựược bố trắ tương tự:

- Thời vụ chắnh (khoảng 70% diện tắch), sắn ựược trồng từ giữa tháng 4 ựến cuối tháng năm, thu hoạch từ ựầu tháng 1 ựến cuối tháng 3 năm sau

- Thời vụ phụ (khoảng 30% diện tắch), sắn ựược trồng từ giữa tháng 8 ựến giữa tháng 9, thu hoạch từ giữa tháng 9 ựến giữa tháng 10 năm sau Sắn trồng ở thời vụ cuối mùa mưa có hàm lương tinh bột thấp hơn so với thời vụ

trồng ựầu mùa mưa

Loại ñất và cơ lý tính của ñất trồng sắn

Theo kết quả ñiều tra của Phạm Văn Biên, Hoàng Kim, Howeler (1996) thì 66% diện tích sắn ở Việt Nam ñược trồng trên ñất Utsois; 17% ở ñất Inceptisols; 7% ở ñất Alfisols và phần còn lại trên ñất Entisols và Vertisols Phần lớn ñất Utisols và Inceptisols ñược ñặc trưng bởi thành phần cơ giới nhẹ, pH chua và hàm lượng chất hữu cơ và dinh dưỡng thấp

Trên 1078 nông hộ trồng sắn tại 45 huyện ở các vùng sắn chính của Việt Nam (năm 1990-1991) có 59% diện tích sắn ñược trồng trên ñất cát, 25,3% trên ñất nhiều ñá sỏi; 11,7% trên ñất thịt nặng; và 3,9% trên ñất thịt nhẹ; khoảng 45% diện tích sắn ñược trồng trên ñất dốc

Tính chất vật lý của ñất ñặc trưng trước hết là thành phần cơ giới ñất (TPCG), các kết quả nghiên cứu cho thấy: ðất trồng sắn có TPCG thay ñổi từ cát, cát pha (ñất xám), ñất thịt nặng (ñất trên phiến thạch) ñến ñất sét (ñất badan) Sắn trồng trên ñất có thành phần cơ giới nặng, thoát nước kém cũng

có thể cho năng suất cao Tuy nhiên dù trồng ở ñất có thành phần cơ giới nặng hay nhẹ, thì cây sắn cũng yêu cầu ñất phải thoát nước tốt Nếu ñọng nước hay

bị úng nước lâu ngày thì cây sắn sẽ sinh trưởng kém, năng suất thấp, thậm chí không cho thu hoạch, củ bị thối, làm giảm năng suất

Kết quả nghiên cứu ở (bảng 1.4) cho thấy: Hàm lượng cấp hạt sét trong

thành phần cơ giới của ñất dao ñộng trong phạm vi khá rộng từ 12-62 %; cấp hạt cát thô có chiều hướng ngược lại, thay ñổi trong khoảng 4-60% Trong các loại ñất thì ñất badan trồng sắn có hàm lượng sét cao nhất, tiếp ñến là ñất phiến thạch ðất có thành phần cơ giới thô nhất là ñất phát triển trên sa thạch

và phù sa cổ Dung trọng các loại ñất hầu hết khá cao, dao ñộng từ 1,08 g/cm3

ở ñất badan ñến 1,50 g/cm3 trên ñất phù sa cổ

Bảng 1.4: Tính chất vật lý của một số loại ñất trồng sắn

Loại ñất Chỉ tiêu

Phù sa cổ Phiến thạch Liparit Sa thạch Badan

và SCADDR trong phạm vi 48-49,5% Các chỉ tiêu này trên ñất phiến thạch thường ñạt các trị số tương ứng dung trọng từ 1,15 -1,25g/cm3, cấp hạt sét từ 38-41% và SCADDR 30-32% trọng lượng ñất

So sánh với những cây trồng khác, sắn tạo khả năng che phủ ñất chậm hơn, thông thường cần một khoảng thời gian từ 3 - 4 tháng sau khi trồng ñể

bộ lá phát triển và mới có khả năng che phủ ñất ñược Hơn nữa, do khoảng cách trồng giữa các hàng và cây lớn (thông thường hàng x hàng bằng 1-1,2m; cây x cây bằng 0,7-1m), số cây trên ñơn vị diện tích ñất thấp nên khả năng che phủ ñất của sắn thấp Sắn thường bị cho là cây trồng gây xói mòn nghiêm trọng khi trồng trên ñất dốc, do bộ tán lá che phủ chậm và tán cây sắn chỉ có hiệu quả trong việc làm giảm xói mòn do hạt mưa gây ra mà không có hiệu

quả trong việc chống xói mòn do dòng nước chảy bề mặt ñất, ñặc biệt khi ñộ dốc tăng Nếu ñất càng dốc, mưa càng lớn, ñất có thành phần cơ giới nhẹ thì dòng chảy trên bề mặt sẽ càng lớn và gây xói mòn ñất càng nghiêm trọng

Tuy nhiên khi trồng sắn, không cần thiết phải làm ñất kỹ hoặc làm ñất nhiều lần như những cây lương thực, thực phẩm ngắn ngày khác (lúa, lạc, ngô )

Khi bộ lá sắn ñã có khả năng che kín mặt ñất thì cỏ dại cũng bị hạn chế, nên ta không phải làm cỏ ở giai ñoạn cuối của cây sắn

Ở Việt Nam, sắn trồng chủ yếu trên ñất thịt nhẹ ở vùng ñồi dốc Nhiều ñịa phương ñã dùng máy ñể làm ñất, nhưng thực hiện theo phương pháp làm ñất nhiều lượt, do ñó ñất bị phá vỡ cấu tượng, khi gặp mưa, gió ñất mau bị rửa trôi, xói mòn ðây cũng là một trong những nguyên nhân làm cho ñất trồng sắn mau bị thoái hóa

Từ trước tới nay việc làm ñất sắn chủ yếu là làm thủ công bằng trâu, bò

ñộ sâu lớp ñất cày thông thường chỉ ñạt ñộ sâu 10-15cm, mà củ sắn phát triển phổ biến trong lớp ñất tới 35cm Vì vậy dùng sức trâu, bò có ñộ cày sâu thấp, phần nào sẽ hạn chế sự phát triển chiều sâu của củ sắn; do ñó, dùng cày máy với ñộ sâu ñạt khoảng 35cm (ở những nơi ñất có tầng canh tác dày, ñất bằng phẳng, ñộ dốc dưới 12 ñộ) sẽ ñặt cơ sở cho việc nâng cao năng suất sắn Tuy nhiên ñối với những vùng ñất dốc, thì việc áp dụng phương pháp làm ñất tối thiểu ñể trồng sắn là phù hợp, vì làm ñất tối thiểu bảo tồn ñược dinh dưỡng trong ñất, giảm ñược chi phí sản xuất Nhiều nhà khoa học trên thế giới ñã khẳng ñịnh làm ñất tối thiểu, bảo tồn ñược dinh dưỡng trong ñất, giảm ñược chi phí sản xuất dẫn tới hiệu quả kinh tế tăng

ðể cải thiện ñộ phì nhiêu của ñất do trồng sắn, giảm bớt sự mất dinh dưỡng do cây trồng hấp thụ, ngăn ngừa sự thoái hóa lý tính ñất do làm ñất quá mức, ñặc biệt ñối với máy nặng, giảm sự mất sét và chất hữu cơ do ñất bị xói

mòn và bù ñắp chất hữu cơ bị mất, trong sản xuất cần thiết phải bón phân hóa học cho sắn, bón phân chuồng hay vùi phân xanh và tàn dư thực vật của cây trồng xen và chính thân lá sắn vào ñất ðể sắn phát triển tốt, ñạt năng suất cao, ñảm bảo duy trì ñộ phì nhiêu của ñất thì yêu cầu cần làm ñất tối thiểu theo phương pháp: Cày sâu 30 - 35cm, tùy theo từng vùng có thể dìm tàn dư thực vật xuống nền ñất, làm nhỏ toàn bộ tầng ñất canh tác hoặc chỉ cần làm nhỏ lớp ñất mặt 15-20cm; nên vùi vào ñất phần thân lá của cây như thân cây,

lá, chỉ thu hoạch củ

1.2 Tình hình nghiên cứu máy làm ñất trên thế giới

Hiện nay trên thế giới ñang sử dụng phổ biến hai phương pháp làm ñất là: Làm ñất nhiều lượt và làm ñất tối thiểu (ít lượt)

1.2.1 Phương pháp làm ñất nhiều lượt (phương pháp làm ñất truyền thống):

Dùng cày làm vỡ tầng ñất canh tác thành tảng, ñể phơi ải một thời gian cho chết cỏ dại và sâu bệnh; sau ñó dùng bừa 2 ñến 3 lượt làm nhỏ và san phẳng mặt ruộng

Phương pháp làm ñất nhiều lượt có những nhược ñiểm như sau:

- Kéo dài thời gian làm ñất, gây khó khăn cho việc tăng vụ

- Làm ñất nhiều lượt do vết bánh xe máy kéo sẽ di chuyển nhiều lượt trên mặt ñồng, cấu tượng ñất bị phá vỡ, làm ảnh hưởng xấu tới sinh trưởng và phát triển của cây trồng

- Làm ñất nhiều lượt dẫn ñến cấu tượng ñất bị vỡ, do ñó khi gặp mưa lớn ñất dễ bị rửa trôi, và rửa trôi rất nhanh ñối với ñất dốc; gây nên hiện tượng sói lở và lũ lụt

Thấy rõ những nhược ñiểm này nhiều nước Châu Âu, Mỹ ñã chuyển sang nghiên cứu và sử dụng máy làm ñất ít lượt (làm ñất tối thiểu)

1.2.2 Phương pháp làm ñất tối thiểu

Phương pháp này do hạn chế tối thiểu số lần ñi lại của máy kéo trên

ñồng ruộng, tối thiểu diện tích phải làm ñất; chi phí năng lượng tối thiểu nhưng vẫn ñảm bảo cây trồng sinh trưởng và phát triển tốt, cho năng suất cây trồng cao, tăng hiệu quả kinh tế trên ñơn vị diện tích

Hơn 40 năm trước ñây nạn sói mòn ñất canh tác ở Mỹ và Ca Na ða ñã xảy ra trên ½ diện tích ñất nông nghiệp Khi phương pháp làm ñất tối thiểu ra ñời tai họa ñó hoàn toàn tránh khỏi

Ở Mỹ là nước sử dụng rộng rãi phương pháp làm ñất tối thiểu cho cây trồng trong nông nghiệp Năm 1946, ông Masgve ở bang NewYork ñã bắt ñầu thí nghiệm giảm số lượt làm ñất trước khi gieo ngô Sau 5 năm thí nghiệm ông ñã ñề xuất phương pháp làm ñất tối thiểu gọi là “cày- gieo” Sau cày là máy gieo, trước lưỡi rạch có trục lăn nén ñất Phương pháp này có hiệu quả kinh tế rõ rệt trên ñất có ñộ ẩm thích hợp

Bộ nông nghiệp Anh ñã ñề ra nhiệm vụ:

- Tổ chức sử dụng phương pháp làm ñất tối thiểu vào các vùng khác nhau trong nước cho hợp lý

- Chọn các vùng sử dụng qui trình làm ñất tối thiểu và lập qui ñịnh về bảo vệ cấu tượng ñất

- Chế tạo các liên hợp máy mới, bảo ñảm làm ñất ít lượt và không di

chuyển trên ñất ñã cày

Ở nước Nga:

Năm 1954, phương pháp làm ñất của Man Xép: Tức là làm nhỏ lớp ñất mặt 5 - 7 cm ñể canh tác; sau 3 năm mới cày sâu không lật một lần; phương pháp này so với phương pháp làm ñất cổ truyền ñã giảm ñược 50% chi phí nhiên liệu cho khâu làm ñất và giảm chi phí giá thành sản phẩm 27%

1.3 Tình hình nghiên cứu máy làm ñất ở Việt Nam

Ở nước ta, do nền công nghiệp còn ñang ở mức phát triển thấp, ngành chế tạo máy nông nghiệp không tránh khỏi những khó khăn nhất ñịnh ñặc biệt

là chế tạo các máy phức tạp như máy kéo, máy gặt ñập liên hợp, máy phay…

Do ñó máy móc ñược sử dụng trong nông nghiệp chưa phổ biến, máy móc chỉ ñược ñưa vào sản xuất trong các nông trường lớn là chính, còn với quy mô sản xuất hộ gia ñình thì chủ yếu là dùng sức kéo của trâu, bò hoặc máy móc nhỏ, ñiều này ñã làm ảnh hưởng không nhỏ ñến năng suất và chi phí lao ñộng

Hiện nay, khâu làm ñất tuỳ theo ñiều kiện ñất ñai, tập quán, trình ñộ kỹ thuật, kinh tế từng vùng miền mà sử dụng các loại công cụ và máy móc khác nhau Có thể phân thành các loại sau:

- Làm ñất bằng công cụ thủ công

- Làm ñất bằng sức kéo của trâu, bò

- Làm ñất bằng máy kéo nhỏ có công suất < 30 sức ngựa

- Làm ñất bằng máy kéo lớn với máy móc truyền thống (cày + bừa)

Chương II: NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN NGUYÊN LÝ CẤU TRÚC MÁY LÀM đẤT CHO VÙNG TRỒNG SẮN

2.1 Yêu cầu kỹ thuật làm ựất trồng sắn

Xuất phát từ yêu cầu kỹ thuật phát triển của cây sắn, trên các vùng ựất trồng sắn ở Việt Nam, chúng tôi ựã ựưa ra yêu cầu kỹ thuật làm ựất như sau:

- Dùng cày 2 lớp:

+ Lớp 1 (tầng canh tác): Băm nhỏ, làm tơi, trộn ựều tàn dư thực vật vào trong tầng ựất canh tác, trả lại chất hữu cơ cho ựất Lớp ựất này cần có ựộ tơi

có kắch thước cục ựất < 3cm, chiếm > 80% và ựạt ựộ sâu 12 ọ 15cm

+ Lớp 2 (tầng ựất nền): đào sâu không lật tầng ựất dưới có ựộ sâu 15 -

30 cm; kắch thước cục ựất từ 3 ọ 10cm, chiếm 70%; ựể tăng chiều dày tầng canh tác, củ sắn có nhiều dinh dưỡng và phát triển sâu hơn; dự trữ ựược nhiều nước trong ựất khi mưa to; hạn chế ựược xói lở, lũ lụt; ựồng thời tạo ra ựổ hổng lớn, chứa ựược nhiều dưỡng khắ làm cho ựất thoáng, ựiều hòa ựộ ẩm của ựất khi nắng hạn, củ sắn dễ phát triển

- Mặt ruộng sau khi làm bằng phẳng, hạn chế nước ựọng gây thối củ

- Chi phắ năng lượng trên ựơn vị diện tắch giảm, góp phần tăng hiệu quả sản xuất sắn

- Hạn chế vết bánh xe máy kéo di chuyển trên mặt ruộng tránh phá võ kết cấu ựất

2.2 Các công cụ và máy móc làm ựất cho vùng trồng sắn hiện nay

Hiện nay, khâu làm ựất trồng sắn tuỳ theo ựiều kiện ựất ựai và tập quán, trình ựộ kỹ thuật, kinh tế từng vùng miền mà sử dụng các loại công cụ và máy móc khác nhau Có thể phân thành các loại sau:

- Làm ựất bằng công cụ thủ công

- Làm ựất bằng sức kéo trâu, bò

- Làm ñất bằng máy kéo nhỏ có công suất < 30 sức ngựa

- Làm ñất bằng máy kéo lớn với máy móc truyền thống (cày + bừa)

Hiện nay phương pháp này còn tồn tại ở những vùng núi cao, có ñộ dốc lớn, các phương pháp làm ñất khác không thể áp dụng ñược

2.2.2 Làm ñất bằng sức kéo của trâu bò

Phương pháp này là dùng trâu hoặc bò ñể kéo cày, làm vỡ ñất thành tảng, ñể phơi ải cho sâu bệnh, cỏ dại chết; dùng bừa ñể làm nhỏ ñất cày, san phẳng, vun luống ñể trồng sắn

Phương pháp này ñòi hỏi vốn ñầu tư, trình ñộ kỹ thuật cao hơn so với phương pháp dùng lao ñộng thủ công; cường ñộ lao ñộng vẫn còn lớn, chất lượng làm ñất vẫn không ñáp ứng ñược kỹ thuật thâm canh sắn (do việc ñưa các giống mới vào sản xuất); chi phí làm ñất cao

Hiện nay phương pháp này còn tồn tại ở những hộ có kích thước ñồng ruộng nhỏ, ñộ dốc trên 15 o; các loại phương pháp làm cơ giới không thể áp dụng ñược

2.2.3 Làm ñất trồng sắn bằng máy kéo nhỏ

Hiện nay nhiều vùng nông thôn các hộ gia ñình ñã mua sắm ñược máy kéo nhỏ có công suất 6 – 30 Hp ñể sử dụng trong việc làm ñất, vận chuyển và các công việc khác trong sản xuất nông nghiệp

Dùng máy kéo nhỏ công suất từ 6 -30 ngựa, có sức kéo bằng 6 -30 con trâu, nên công việc làm ñất ñược nhẹ nhàng hơn; cày sâu hơn trâu bò; ñã thỏa

mãn phần nào kỹ thuật thâm canh sắn

Dùng máy, người dân phải bỏ ra nhiều vốn hơn, phải học cách sử dụng, sửa chữa, bảo quản máy do vậy trình ñộ kỹ thuật ñược nâng cao

Dùng máy kéo nhỏ làm ñất và làm dịch vụ cho các hộ có nhu cầu, từ ñó

chuyên môn hóa ñược hình thành và phát triển

2.2.4 Làm ñất trồng sắn bằng máy kéo lớn thực hiện phương pháp làm ñất

hai giai ñoạn

Hình 2.1: Cày ПН 3-35

Nông dân khi sử dụng máy kéo nhỏ một thời gian ñã nắm chắc kỹ thuật, tổ chức tốt dịch vụ và ñã có lãi Dùng máy kéo nhỏ có năng suất thấp, chi phí lao ñộng cao, khi thời vụ căng thẳng thì năng suất máy kéo nhỏ không ñáp ứng Mặt khác ở những ruộng ñất cứng máy kéo nhỏ không làm ñược cần phải có máy công suất lớn hơn

Một số hộ tổ chức sử dụng máy ñã vươn lên ñầu tư mua máy kéo lớn,

có nhiều hộ ñầu tư mua máy kéo MTZ 80/82; MTZ 892 có công suất tới 80 -

105 sức ngựa

Có máy kéo cần phải có máy cày và máy bừa thì mới làm dịch vụ ñược Hiện nay trong sản xuất chỉ có cày lưỡi diệp của (liên xô cũ) loại ПН 3 - 35; hoặc loại ПН 4 - 35; loại cày này rất khỏe có khả năng cày sâu tới 30 cm

Hiện nay cả nước ñã ñưa vào sử dụng cày chảo 4 thân CT 4 - 35 có khả năng cày sâu tới 35 cm, liên hợp với máy kéo MTZ 892 có công suất tới 105 sức ngựa; loại cày này có ưu ñiểm làm tơi ñất tốt và khi gặp rễ cây hoặc ñá ngầm sẽ lăn qua không làm gẫy thân cày

Khi dùng cày ПН 4 - 35; CT 4 - 35 với máy kéo có công suất lớn sẽ lật ñất thành tảng; ñể làm nhỏ ñất này phải dùng bừa ñĩa nặng BðN 2,2

Làm ñất dùng máy kéo lớn cho phép cày sâu hơn, cây sẽ có cơ hội huy ñộng ñược nhiều dinh dưỡng trong ñất, nước mưa ñược dự trữ nhiều trong ñất

sẽ ñiều hòa ñộ ẩm ñất tốt hơn

Trong thời gian dài sử dụng người ta nhận thấy làm ñất bằng cày + bừa

ñi với máy kéo lớn ñã bộc lộ các nhược ñiểm sau:

- Nhiều vùng ñất có tầng canh tác mỏng nếu cày sâu quá sẽ làm bật tầng ñất sinh phèn hoặc ñộc tố lên trên làm cây bị nhiễm ñộc, phát triển kém

và cho năng suất thấp

- Việc làm nhỏ ñất phải cần một lần cày và 2 lần bừa, máy phải di chuyển trên ruộng 3 lần; mỗi lần di chuyển bánh xe máy kéo nén, trượt dẫn tới ñất bị vỡ vụn và mất kết cấu; ñất mất kết cấu cây trồng sẽ phát triển kém

- Dùng cày có xá cày lớn sẽ tạo thành sống và rãnh lớn, rất khó san phẳng; dẫn tới úng hạn cục bộ, cây phát triển kém, không thuận tiện cho vụ làm ñất tiếp theo

- Làm ñất bằng cày + bừa là loại công cụ làm ñất bị ñộng, tạo ra lực kéo ở móc lớn, làm tăng ñộ trượt của bánh xe chủ ñộng máy kéo, làm vỡ kết cấu ñất, làm lốp xe mau mòn, chi phí công vô ích lớn

2.2.5 Làm ñất trồng sắn bằng máy kéo lớn, thực hiện phương pháp làm ñất

một giai ñoạn (công cụ làm ñất là máy phay)

Hình 2.2: Máy phay ФБН- 0,9

Phay là công cụ làm ñất chủ ñộng, trống phay quay nhờ mô men quay truyền từ trục trích công suất của máy kéo Phay tuy mới ra ñời cách ñây trên

300 năm, song hiện nay diện tích làm ñất bằng phay chiếm khá lớn

- Ưu ñiểm làm ñất bằng phay:

+ Mặt ñất sau khi phay bằng phẳng, không tạo thành sống và rãnh trên mặt ñồng, không gây nên úng hạn cục bộ

+ Phân bón, cỏ rác ñược trộn ñều vào tầng ñất canh tác

+ Với ñất nền yếu, ruộng nước: phay có tác dụng như bánh chủ ñộng ñẩy máy về phía trước, làm giảm sự trượt của bánh xe máy kéo

+ Một lần máy phay di chuyển trên ñồng ñất ñược làm nhỏ bằng một lần cày và hai lần bừa

- Nhược ñiểm làm ñất bằng phay:

Khi làm ñất trên ruộng khô:

+ Lưỡi phay quay với tốc ñộ cao nên rất mau mòn

+ ðất cứng, lưỡi phay chém từ trên xuống, với khối lượng phay chưa

ñủ lớn nên khó ăn sâu (thường không ñủ yêu cầu nông học)

+ Với ñất ruộng khô, chi phí năng lượng cho phay còn lớn hơn cả cày + bừa gộp lại

+ Khi làm ñất trên ruộng nhiều cỏ, cỏ rác thường quấn vào trục phay

ðể phát huy ưu ñiểm, hạn chế nhược ñiểm sử dụng phay người ta khuyên nên dùng phay ở ñất ruộng nước, hoặc ñất có ñộ ẩm cao

2.3 Một số loại máy làm ñất, ưu nhược ñiểm và phạm vi ứng dụng

Hiện nay trong sản xuất chủ yếu sử dụng 2 loại công cụ làm ñất: công

cụ làm ñất 2 giai ñoạn và một giai ñoạn

2.3.1 Công cụ làm ñất hai giai ñoạn

Giai ñoạn 1: Dùng cày vỡ ñể cày vỡ ñất (hiện nay thường dùng cày

lưỡi diệp hoặc cày chảo)

- Ưu ñiểm: cày lật úp chôn vùi cỏ rác, phơi ải tốt

+ Cày thường có chiều dài lớn nên bỏ ñầu bờ nhiều, tạo ra quãng ñường chạy không của máy khi quay ñầu bờ lớn, dẫn ñến hệ số sử dụng thời gian làm ñất thấp

Giai ñoạn 2: Dùng bừa ñĩa hoặc bừa răng có nhiệm vụ làm tơi ñất, diệt

cỏ dại, san phẳng ruộng ñể chuẩn bị cho việc trồng sắn

2.3.2 Công cụ làm ñất một giai ñoạn (làm ñất chủ ñộng)

Hiện nay công cụ làm ñất một giai ñoạn ñang ñược ứng dụng ở nước ta chủ yếu là máy phay

+ Thuyền trượt có tác dụng giới hạn ñộ sâu phay

+ Nắp che 3 ñể ñất phay khỏi bắn tung tóe

Máy phay ra ñời sau máy cày và bừa, hiện nay nhiều ñịa phương dùng phay ñể canh tác

- Những ưu ñiểm của phay:

+ Khi làm việc, lưỡi phay chém tung ñất về phía sau, ñất sẽ tác ñộng lại lưỡi phay có tác dụng ñẩy trục phay về phía trước Lực ñẩy phay về phía trước ñã giảm ñược lực kéo của máy kéo Do vậy khi dùng phay trên nền ñất mềm yếu, sẽ giảm trượt, máy liên hợp làm việc hiệu quả hơn

+ Khi dùng phay: tầng ñất do lưỡi phay ñào lên có ñộ sâu bằng tầng ñất canh tác, do phay chém ñất thành lát mỏng, tung lên ñập vào tấm chắn vỡ vụn, do vậy phân và cỏ rác trên tầng ñất canh tác ñược trộn ñều

+ Mặt ñồng sau khi dùng phay tương ñối bằng phẳng sẽ thuận lợi nhiều cho các khâu canh tác tiếp theo

- Nhược ñiểm của phay:

+ Lưỡi phay chém từ trên xuống dưới, khi gặp ñất sẽ bị ñẩy lên Nếu ñất cứng, lưỡi phay cùn thì không phay ñược sâu và chi phí công suất có thể lớn hơn công suất cày + bừa

+ Trục phay phổ biến hiện nay có vận tốc quay phổ biến trong khoảng 200÷300vòng/phút, do vậy lưỡi phay chém thường xuyên vào ñất gây mòn

+ Nếu phay ruộng có nhiều cỏ thì cỏ dễ cuốn vào trục phay Nếu phay ruộng nước, khi phớt cổ trục phay mòn, nước dễ tràn vào ổ bi, làm tăng lực cản của trục và giảm tuổi thọ của ổ bi

- Ưu ñiểm: Một lần cày ñất tơi nhỏ, ñất cày lên không ma sát với diệp

do vậy giảm ñược lực cản do ma sát gây nên

- Nhược ñiểm: Cấu trúc phức tạp, truyền ñộng từ trục trích công suất tới rô to bằng truyền ñộng ñai, do tải nặng nên ñai hay bị trượt gây hỏng ñai Theo yêu cầu kỹ thuật làm ñất trồng sắn nêu trên là không phù hợp

2.3.3.2 Máy xới phay của ðức

Sơ ñồ cấu tạo:

Hình 2.4: Máy xới phay của ñức

- Máy gồm có 2 bộ phận làm việc:

+ Hàng lưỡi xới ñi trước phá vỡ ñất thành tảng

+ Hàng lưỡi phay ñi sau băm nhỏ ñất làm tơi

- Máy có ưu ñiểm: Làm giảm sự trượt của bánh xe máy kéo

- So với yêu cầu kỹ thuật làm ñất trồng sắn nêu trên, máy vẫn không phù hợp vì:

+ Nếu ñiều chỉnh lưỡi xới trước có ñộ sâu ≤ ñộ sâu lưỡi phay thì không ñào sâu ñất nền thành tảng ñể cải tạo ñất

+ Nếu ñào sâu > của lưỡi phay thì lực cản tăng rất nhanh

+ Khi ruộng có nhiều cỏ rác thì hàng lưỡi xới phía trước thường bị ùn

cỏ

2.3.3.3 Máy cày bừa kết hợp:

- Dùng bừa ñĩa hoặc bừa răng ñể làm nhỏ ñất; thường phải bừa 2 ÷3 lần

do vậy bánh xe máy kéo phải di chuyển nhiều lần trên mặt ruộng

- Bánh xe máy kéo di chuyển trên ñất ñã phơi ải, làm ñất vỡ vụn ra, nén chặt làm vỡ kết cấu ñất, sẽ không thuận lợi cho quá trình sinh trưởng phát triển của cây

- Máy kéo phải di chuyển trên mặt ñồng tới 4 lần Nhiên liệu ñể cho máy chạy không tiêu tốn nhiều; khi bừa gây lên bụi ñất, khi có mưa to làm trôi mất chất màu của ñất

2.4 Lựa chọn nguyên lý máy làm ñất trồng sắn

2.4.1 Mục ñích

Chọn máy làm ñất trồng sắn phải ñáp ứng yêu cầu kỹ thuật làm ñất trồng sắn, máy có cấu trúc ñơn giản, chắc chắn, phù hợp với ñiều kiện sử dụng tại Việt Nam

- Nếu dùng máy phay, ñộ phay nông sâu cũng không ñáp ứng yêu cầu làm ñất trồng sắn

Vận dụng ưu nhược ñiểm của các máy móc ñã biết, chúng tôi chọn sơ

ñồ nguyên lý làm việc của máy theo hai phương án:

Hình 2.5: Sơ ñồ nguyên lý máy xới phay 3 hàng làm việc

1 - Lưỡi xới trước

2 - Hàng lưỡi phay

3 - Hàng lưỡi xới ñào sâu thêm

- Hàng lưỡi xới thứ 3: có nhiệm vụ ñào sâu hơn ñộ sâu của lưỡi phay khoảng (13 ÷ 15cm) làm ñất vỡ thành tảng nằm nguyên ở ñáy luống, không ñưa lên trên mặt ruộng, ñể tạo ra ñộ hổng trong ñất; là nơi dự trữ nước khi mưa to, ñiều ẩm khi nắng hạn

Phương án 2:

Như phương án 1 nhưng bỏ ñi hàng lưỡi xới trước trong trường hợp ñất

có nhiều cỏ; vì khi ruộng có nhiều cỏ, hàng lưỡi xới trước dễ dồn cỏ thành ñống phía trước Nếu bỏ hàng lưỡi xới trước, lưỡi phay sẽ chém cỏ thành ñoạn nhỏ hơn ñể lưỡi xới ñi sau sẽ thoát cỏ nhẹ nhàng

2.4.2.2 Lựa chọn cấu trúc bộ phận làm việc

- Các dạng lưỡi phay

Lưỡi phay hiện nay có 3 dạng chủ yếu:

Hình 2.6: Các loại lưỡi phay

1 – Lưỡi phay dạng dao

2 – Lưỡi phay dạng móng

3 – Lưỡi phay cong

+ Lưỡi phay dạng dao: Khi làm việc chủ yếu ñể cắt và ñập làm vỡ ñất thường dùng sau khi cày thay cho bừa

+ Lưỡi phay dạng móng: dễ dàng băm vào ñất khô, thành phần ñất cát,

sỏi Lưỡi phay dễ ăn sâu vào ñất, làm tơi ñất tốt; nếu ñất có nhiều cỏ rác, lưỡi phay thường bị quấn cỏ Vì ruộng trồng sắn phổ biến thời kỳ thu hoạch có nhiều cỏ do ñó chúng tôi không dùng lưỡi phay có dạng móng

+ Lưỡi phay cong: có diện tích cắt vào ñất lớn, có góc nghiêng của lưỡi

và cạnh sắc thích hợp Khi ñó lưỡi phay cắt ñất thành thỏi nhỏ tung lên ñập vào tấm chắn làm tơi; có khả năng làm việc tốt ở ñất khô và lượng cỏ ở trong giới hạn cho phép

- Các loại lưỡi xới:

Hình 2.7: Một số loại lưỡi xới

Một số công trình nghiên cứu về lưỡi cày ngầm của PGS.TS ðoàn Văn ðiện và cấu trúc lưỡi cày ngầm Các máy cày ngầm của viện Lâm nghiệp và nước ngoài hiện nay dùng 2 loại chính:

+ Loại lưỡi mũi tên vạn năng: thường dùng cày ở ñất có ñộ cứng nhỏ

và ñộ sâu < 20cm

+ Loại lưỡi mũi ñục thường có ñộ sâu >20 cm

- ðể ñảm bảo ñất cắt và trượt trên lưỡi xới ta bố trí góc ε và α< 90 -ϕ (thường chọn ε và α ≈25÷ 300 )

Dựa theo kết quản nghiên cứu trên chúng tôi chọn:

+ Lưỡi xới hàng trước là lưỡi xới mũi tên vạn năng

+ Lưỡi xới hàng sau là lưỡi xới mũi ñục

+ Trụ lưỡi xới: làm việc chuyển ñộng tịnh tiến; trụ làm việc chủ yếu do uốn Theo sức bền vật liệu chúng tôi chọn trụ thép loại hình chữ nhật Do trụ làm việc chuyển ñộng tịnh tiến, cỏ rác dễ quấn vào trụ, do ñó trước trụ chúng tôi ñặt con dao sắc làm bằng thép tốt ñể cắt cỏ rác, làm giảm lực cản cho máy

2.5 Lựa chọn sơ ñồ nguyên lý máy làm ñất trồng sắn của ñề tài

Như phần trên ñã phân tích, các vùng ñất trồng sắn phổ biến là ñồi dốc,

có tầng canh tác mỏng; ruộng trồng sắn thường không có bờ ñể giữ nước, nguồn nước dựa vào mưa, do ñó việc làm ñất thực hiện trên ruộng khô

- Nếu dùng cày + bừa: bánh xe máy kéo di chuyển nhiều lần trên mặt ñồng làm phá vỡ cấu tượng ñất, mặt ruộng khó làm phẳng, ñưa lớp ñất nghèo dinh dưỡng lên trên, chi phí năng lượng cao

- Nếu dùng phay ñộ sâu làm ñất không ñạt yêu cầu kỹ thuật thâm canh sắn; trống phay có tác dụng như bánh chủ ñộng máy kéo, nếu ñất khô cứng có thể ñẩy máy kéo làm mất tác dụng của bánh xe chủ ñộng, làm bánh xe chủ ñộng bị trượt lê

ðể có công cụ làm ñất phù hợp cho vùng trồng sắn, phù hợp với yêu cầu kỹ thuật thâm canh nêu trên chúng tôi ñã ñưa ra công cụ làm ñất phối hợp; sẽ phát huy ñược ưu ñiểm làm ñất bằng cày + bừa và làm ñất bằng phay; ñồng thời hạn chế ñược nhược ñiểm cả hai loại công cụ nêu trên

Sơ ñồ cấu trúc máy làm ñất phối hợp chúng tôi ñưa ra thể hiện trên

hình Máy gồm ba hàng bộ phận làm việc:

Hình 2.8: Hình vẽ phối cảnh máy Xới + Phay

• Hàng trước: là hàng lưỡi xới mũi tên có nhiệm vụ xới sâu 10 -15 cm,

làm vỡ tầng ñất canh tác thành tảng, trộn ñều tàn dư thực vạt vào ñất

Hình 2.9: Cụm lưỡi xới ñằng trước

1- Thân khung phụ trước; 2, 4 - Tấm cố ñịnh thân xới; 3,5 - Tấm hàn

ñể bắt bulong liên kết với thân máy; 6 - Bulong M18; 8- Thân xới; 10 - Tai treo liên kết với máy kéo; 11 - Tấm tăng cường

• Hàng giữa: là trống phay, khi làm việc lưỡi phay có nhiệm vụ cắt ñập nhỏ tảng ñất do hàng lưỡi xới trước tạo nên

1 2

3 4 5

9 - Chống cuốn bên phải

• Hàng sau: là các lưỡi xới mũi ñục có nhiệm vụ ñào sâu tầng ñất dưới (nghèo dinh dưỡng) tạo thành tảng nhỏ, nằm yên vị trí cũ ñể tạo ra ñộ hổng trong ñất lớn, ñể dự trữ nước khi mưa to, và chứa không khí làm thoáng ñất

Hình 2.11: Cụm xới sau

1- Thân khung phụ sau; 2,4- Tấm cố ñịnh thân xới; 3,5- Tấm hàn ñể bắt bulong với thân máy; 6- Bulong M18; 7- Thân xới sau; 8- Bulong hãm thân xới; 9- ðai ốc