Luận văn thạc sĩ nghiên cứu khả năng kéo bám và ổn định của máy kéo bánh hơi cỡ nhỏ để làm nguồn động lực cho hệ thống máy chăm sóc mía giữa hàng​

Đã thiết kế cải tiến và chế tạo được máy kéo công suất 18HP có các đặc tính kỹ thuật đáp ứng yêu cầu cho công việc chăm sóc mía giữa hàng.. Được sự đồng ý của BGH Trường Đại học Lâm nghi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS ĐẬU THẾ NHU

Hà Nội, 2011

MỞ ĐẦU

Mía là cây công nghiệp trồng cạn, là cây nguyên liệu duy nhất cho ngành đường của nước ta Ngoài đường, cây mía còn cung cấp nguyên liệu cho nhiều ngành chế biến khác Ngày nay, từ mía người ta có thể sản xuất ra khoảng hơn 50 sản phẩm khác nhau như giấy, sợi nhân tạo, gỗ, chất hoá dược mà tổng sản lượng của nó còn gấp 2 ¸ 3 lần giá trị của đường Các nhà khoa học đã chỉ ra rằng mía là cây lấy sợi và cung cấp năng lượng của thế kỉ 21 Khi các nguồn năng lượng truyền thống như dầu mỏ, khí đốt, than

đá khai thác ngày càng cạn kiệt thì loài người sẽ tìm đến nguồn năng lượng có thể tái tạo hàng năm Trong số cây xanh có thể sản xuất ra nhiên liệu lỏng thì cây mía được xếp hàng đầu do có sản lượng cao và phương pháp điều chế không phức tạp Cây mía

là loại cây cao sản, sản lượng sinh khối có thể đạt 150-200 tấn/ha Riêng mía nguyên liệu có thể đạt 50¸100 tấn/ ha Cây mía không kén đất mà ngược lại còn có khả năng bảo vệ và cải tạo đất, chống xói mòn rửa trôi đất

Do vị trí địa lý của nước ta mà các điều kiện tự nhiên về nhiệt độ, ánh sáng, đất đai

và độ ẩm rất phù hợp cho cây mía phát triển Trong chương trình mía đường, diện tích trồng mía phát triển lên 280 000 ha và đưa sản lượng đường đạt 1 triệu tấn đến năm

2000 Cho đến vụ 2005¸2006 diện tích trồng mía cả nước khoảng 265.000 ha (giảm 15 nghìn ha so với năm trước), sản lượng mía đạt 13,5 triệu tấn, năng suất bình quân đạt 50,9 tấn/ ha Sản lượng đường đạt 1.237.200 tấn đường (nếu tính đường công nghiệp là 1,87 triệu tấn) Năm 2010, diện tích trồng mía trong tỉnh khoảng 9.600 ha, ước năng xuất đạt hơn 60 tấn/ha Đặc biệt, một số hộ nhờ áp dụng triệt để các tiến bộ khoa học

kỹ thuật nên năng suất đạt tới hơn 100 tấn/ha, lợi nhuận tăng thêm 1,5-2 lần

Thâm canh tăng năng suất cây mía là giải pháp quan trọng nhất để nâng cao năng suất trữ đường Ngoài việc cần giống tốt, phân bón đủ và chất lượng, cần áp dụng cơ giới hoá canh tác để đảm bảo thời vụ, đáp ứng đúng yêu cầu nông học của cây mía và đặc biệt là giải quyết vấn đề cải tạo đất ứng dụng cơ giới hoá canh tác mía sẽ đem lại

cho người trồng không chỉ thâm canh tăng năng suất cây trồng mà còn giảm nhẹ cường

độ lao động và nâng cao năng suất lao động sản xuất

Hiện nay, tình hình các khâu canh tác mía như làm đất, rạch hàng, trồng và bạt gốc đã được nghiên cứu cũng như đã được áp dụng khá phổ biến ở trong nước Tuy nhiên, do hạn chế về nguồn động lực, hiện nay vẫn chưa có một hệ thống máy chăm sóc phù hợp với điều kiện canh tác của nước ta Để có một hệ thống thích hợp cần

có một nghiên cứu tổng thể chung từ nguồn động lực tới các máy canh tác Đề tài

nghiên cứu "Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy xới, vun hàng cây mía" là cần thiết

trong điều kiện hiện nay

Hiện nay, tình hình các khâu canh tác mía như làm đất, rạch hàng, trồng và bạt gốc đã được nghiên cứu cũng như đã được áp dụng khá phổ biến ở trong nước Tuy nhiên, do hạn chế về nguồn động lực, hiện nay vẫn chưa có một hệ thống máy chăm sóc phù hợp với điều kiện canh tác của nước ta

Với mục tiêu thiết kế, cải tiến và chế tạo máy kéo cỡ nhỏ có công suất 15-20HP và thiết kế chế tạo hệ thống máy phục vụ chăm sóc giữa hàng mía Đề tài nghiên cứu

trọng điểm cấp bộ: “Nghiên cứu, thiết kế, và chế tạo máy xới, vun hàng mía“ do TS

Đậu Thế Nhu Viện Cơ Điện và Công nghệ sau thu hoạch chủ trì Đã thiết kế cải tiến và chế tạo được máy kéo công suất 18HP có các đặc tính kỹ thuật đáp ứng yêu cầu cho công việc chăm sóc mía giữa hàng Đồng thời thiết kế và chế tạo thành công hệ thống máy canh tác phục vụ việc chăm sóc mía giữa hàng với các đặc tính kỹ thuật đáp ứng được các yêu cầu về nông học

Tuy nhiên, khác với sản xuất nông nghiệp thông thường, hệ thống máy thực hiện công việc chăm sóc mía thường làm việc ở những nương mía nằm trong vùng bán sơn địa, trên các sườn dốc, mặt đường không bằng phẳng, nhiều chướng ngại vật cục bộ, nhiều chỗ có độ dốc dọc và dốc ngang lớn đòi hỏi chúng phải có tính ổn định cao, khả năng vượt dốc lớn Chính vì vậy, để làm cơ sở cho việc nâng cao khả năng ứng

dụng máy kéo đã được sáng chế vào các điều kiện làm việc khác nhau của thực tế sản xuất, cần thiết phải nghiên cứu tính chất động lực học của máy Được sự đồng ý của BGH Trường Đại học Lâm nghiệp và Ban chủ nhiệm khoa sau Đại học, tôi thực hiện

luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật với tên đề tài: “Nghiên cứu khả năng kéo bám và

ổn định của máy kéo bánh hơi cỡ nhỏ để làm nguồn động lực cho hệ thống máy chăm sóc mía giữa hàng”

Chương 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình trang bị máy kéo và áp dụng cơ giới hóa trong canh tác mía

ở nước ta

Trong một vài năm gần đây thực hiện chủ trương lớn của Đảng và Nhà nước ta về công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông nghiệp, nông thôn Quá trình chuyển dịch cơ cấu nông nghiệp gắn với cơ khí hóa để nâng cao năng suất, chất lượng, hiệu quả và sức cạnh tranh của nông sản hàng hóa trên thị trường đã góp phần nâng cao trình độ cơ giới hóa sản xuất trong nông nghiệp

Cả nước ta hiện nay có trên 400 nghìn máy kéo các loại với công suất khoảng 4,5 triệu mã lực tăng 2,7 lần so với năm 2001, trong đó máy kéo hai bánh dưới 12 mã lực chiếm 67,5%, máy kéo 12-35 mã lực chiếm 26,5% và máy kéo lớn trên 35 mã lực chiếm khoảng 6% Bình quân trang bị động lực cho một ha canh tác cả nước đạt 1,16

mã lực/ha Do điều kiện phát triển kinh tế ở từng vùng khác nhau nên việc trang bị động lực cũng khác nhau Vùng đồng bằng sông Cửu Long là nơi có trang bị máy kéo cao nhất toàn quốc với 1,85% mã lực/ha và cùng miền núi phía Bắc là nơi có trang bị động lực thấp nhất toàn quốc 0,39 mã lực/ha

Cùng với việc thay đổi chính sách trong sản xuất nông nghiệp, chủ sở hữu nông nghiệp cũng chuyển dần từ doanh nghiệp hoạt động theo mô hình nhà nước sang

sở hữu tư nhân, hộ gia đình, đây là những đối tượng có tiềm năng lớn áp dụng máy móc vào sản xuất nhờ đó mà hàng nghìn máy kéo, máy nông nghiệp đã đến với bà con nông dân Nhiều loại máy kéo cỡ nhỏ đã nhập vào Việt Nam với số lượng lớn từ các nước như là Nhật Bản, Hàn Quốc và Trung Quốc

Các loại máy kéo này được sử dụng ở nước ta đã góp phần cơ giới hoá nhiều khâu công việc trong sản xuất nông nghiệp Những năm gần đây tỷ lệ cơ giới hóa làm đất bình quân cả nước đạt 63,8% cao nhất là đông bằng sông Cửu Long đạt 87%; Đông

Nam Bộ 75%; Đồng bằng sông Hồng và duyên hải Nam Trung Bộ trên 65%, các vùng khác xấp xỉ 41%

Trung bình canh tác mía thì việc cơ giới hóa các khâu sản xuất chưa đồng bộ và chưa cao Việc cơ giới hóa canh tác mía tập trung chủ yếu ở các đơn vị, công ty phục vụ những nhà máy đường lớn thuộc cùng trọng điểm sản xuất mía đường như đồng bằng sông Cửu Long, Bắc Trung Bộ, duyên hải miền Trung Việc nghiên cứu cơ giới hóa các khâu canh tác mía được một số trung tâm nghiên cứu lớn tiến hành như trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh, Viện cơ điện Nông nghiệp và công nghệ sau thu hoạch Một số mẫu máy phục vụ canh tác mía

đã được chế tạo và áp dụng trong sản xuất

Khâu làm đất: Cày ngầm CN20, dùng để cày sau phá tầng đế dày, cày cải tạo tầng canh tác mới cho đất, cắt đứt rễ già, giữ ẩm, làm đất tơi xốp

Khâu trồng mía có các loại máy trồng mía MTM-1, MTM-2, MT1, MT2 đã thực hiện được nhiệm vụ trồng mía hàng đơn hoặc hàng đôi với các thao tác rạch hàng, bón phân, giải hom, cày lấp và nén đất

1.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng CGH chăm sóc mía

1.2.1 Về mặt quy trình

Chăm sóc mía được chia thành hai giai đoạn [13]: giai đoạn mía mới mọc và giai đoạn mía phát triển ra lóng Đối với giai đoạn thứ nhất các thiết bị cần đáp ứng cho hai loại mía: phục vụ cho mía trồng mới và phục vụ cho mía lưu gốc

* Chăm sóc trong giai đoạn mía chưa phát triển ra lóng:

 Đối với mía trồng mới đất còn tơi xốp chưa bị nén chặt, cỏ cũng mới mọc còn non dễ bị đứt khi có tác động cơ học vào nên cần có một thiết bị xới móc để diệt

cỏ, đồng thời phá váng ở giữa luống mía, tạo độ thông thoáng cho đất Sau đó khi cây mía đã lớn, phát triển ra lóng thì cần phải cày lật đất ra, bón thúc rải

phân chạy dọc theo 2 bên của hàng mía, sau đó lại cày lật lại vun đất vào gốc mía để tránh phân hoá học bay hơi hay cỏ ăn hết, đồng thời vun cao luống mía tạo sự vững chắc cho cây mía

 Đối với mía lưu gốc do gốc mía sau thu hoạch còn cao hơn mặt đất từ 50 - 150

mm nên mầm mía mọc từ gốc ở phía trên mặt đất sẽ yếu, kém phát triển, ảnh hưởng tới năng suất mía vụ sau.Vì vậy cần phạt bỏ phần gốc mía còn lại ở trên mặt đất để mía mầm mọc từ dưới đất sẽ to khoẻ Ngoài ra cần cắt đứt rễ cũ để xuân hoá rễ, tạo bộ rễ mới khoẻ là rất cần thiết để tạo ra năng suất cao cho vụ sau.Vì vậy cần cày lật hai bên cách gốc từ 150 - 200 mm, với độ sâu từ 180 -

200 mm Cuối cùng là cày úp, lấp phân và vun gốc mía Bốn công việc chăm sóc mía lưu gốc này cần được tiến hành ngay sau thu hoạch, càng sớm càng tốt, trước khi gốc mía nảy mầm

* Chăm sóc trong giai đoạn mía đã phát triển ra lóng:

Khi cây mía phát triển ra lóng, đến giai đoạn bón thúc thì cũng giống như chăm sóc mía trồng mới, công việc yêu cầu lúc này là cày lật đất ra, bón thúc phân hoá học, sau

đó cày lật trở lại, lấp phân vun đất vào gốc mía Tuy nhiên khó khăn nhất của việc chăm sóc trong giai đoạn này là thuộc về phần thiết bị Hiện nay vẫn chưa có một loại thiết bị nào có thể đi lại thuận tiện giữa hàng mía

1.2.2 Về mặt thiết bị

Những năm qua nông dân trồng mía ở nước ta có tập quán canh tác thủ công, trừ khâu chuẩn bị đất trồng đã được cơ giới hoá Việc chăm sóc mía sau thu hoạch được bà con quan tâm chủ yếu đến các khâu: đốt lá dọn ruộng, băm sửa gốc bằng dao sau đó để nguyên không cày bừa hoặc dùng trâu bò để cày bừa xả gốc Các biện pháp này không đảm bảo về yêu cầu chất lượng kĩ thuật, hiệu quả thấp Để giải quyết vấn đề này cần phải có một số máy móc, thiết bị xử lý, chăm sóc mía

Các thiết bị đã được nghiên cứu hiện nay ở nước ta chủ yếu phục vụ cho việc chăm sóc mía còn non chưa ra lóng [11,14]:

- Với mía lưu gốc hiện đã có nhiều mẫu máy được nghiên cứu như: máy bạt gốc kết hợp với cày móc rễ và bón phân của Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch nghiên cứu chế tạo; máy bạt gốc, sản phẩm của đề tài KC.07.09;

- Với mía trồng mới, ở giai đoạn mới mọc cũng đã có nhiều loại máy đã được nghiên cứu và ứng dụng như: máy xới vun giữa hàng mía (Viện CĐNN & CNSTH); máy bón phân, vun gốc mía [14] (Trường Đại học Nông lâm Tp HCM), v.v

Đặc điểm chung của các máy này là liên hợp với máy kéo lớn Do mía còn bé nên gầm máy kéo có thể đi trên các hàng mía mà không gây hư hại cho cây mía Nói chung ở giai đoạn mía còn bé, các máy chăm sóc đã được nghiên cứu ở nước ta đáp ứng khá tốt các yêu cầu về chăm sóc mía

Tuy nhiên về mặt chi phí công suất, các công đoạn này thường yêu cầu công suất chi phí không lớn nên khi liên hợp với máy kéo lớn thường không sử dụng hết công suất của máy kéo Với giá thành đầu tư của máy kéo lớn, việc không sử dụng hết công suất gây lãng phí và làm tăng giá thành của các công đoạn này Vấn đề đặt ra nếu chúng ta

có một liên hợp máy vừa có khả năng thực hiện tất cả các công đoạn chăm sóc, từ mía lưu gốc, mía còn nhỏ cho đến khi mía đã ra lóng sẽ tiết kiệm được đáng kể chi phí sản xuất

Hình 1.1 Máy xới, vun giữa hàng mía (của Viện cơ điện NN & CNSTH )

Hình 1.2 Máy bón phân, vun gốc mía (Trường Đại học Nông lâm Tp HCM)

* Giai đoạn mía đã ra lóng:

Lúc này do cây mía đã phát triển ra lóng, cao từ 700 - 1000 mm trở lên Các máy kéo lớn có công dụng chung khi đi trên các hàng mía sẽ làm gãy, hư hại tới mía Viện Cơ điện NN & CNSTH, Trường Đại học NN I cũng có đưa ra mẫu cày, xới liên hợp với

máy kéo Bông sen cho việc chăm sóc giữa hàng Tuy nhiên khoảng cách giữa hai vệt bánh của máy kéo Bông sen 12 vẫn còn lớn nên máy chỉ sử dụng cho những nơi có khoảng cách giữa 2 hàng mía từ 1200 - 1400 mm nên và rất khó điều khiển máy đi giữa hai hàng, do đó gây hư hại đáng kể cho mía Ngoài ra theo nhận định của một số chuyên gia, công suất 12 mã lực cho công việc chăm sóc mía ở những vùng mía tập trung là nhỏ và cho năng suất thấp

Một số nghiên cứu gần đây của Trường ĐH Nông nghiệp I đã thử nghiệm sử dụng máy kéo cỡ nhỏ 6 - 7 mã lực dùng động cơ xăng có phay lắp trên trục di động của máy kéo

để chăm sóc Các máy này chỉ thực hiện được công việc chủ yếu là làm cỏ giữa hai hàng mía Các công đoạn như rạch rãnh bón phân, vun gốc hiện không thực hiện được

do công suất có hạn

Như vậy, việc cơ giới hoá chăm sóc giữa hàng mía không chỉ đơn thuần là vấn đề hệ thống máy chăm sóc mà quan trọng bậc nhất hiện nay là có được một nguồn động lực

đủ lớn và có thể đi vào giữa hàng mía

Hiện có hai giải pháp để nguồn động lực có thể vào nương mía là sử dụng các máy kéo gầm cao hoặc nâng cao khoảng cách giữa hai hàng mía và giảm bề rộng của máy kéo Phương án nâng cao gầm máy kéo là không hợp lý, một mặt do công nghệ chế tạo máy kéo lớn ở nước ta chưa phát triển nên việc cải tiến nâng cao hệ di động là rất khó khăn, mặt khác với địa hình các nương mía ở phía Bắc thường là đồi dốc, các máy kéo gầm cao sẽ có độ ổn định rất thấp Phương án tăng bề rộng giữa hai hàng mía lên 1,4 - 1,6 m như các nước đang phát triển cũng là một phương án khả thi, tuy nhiên hiện nay các quy trình nông học của nước ta hiện đang khuyến cáo là từ 1 - 1,2 m Để tăng khoảng cách giữa hai hàng mía cần có một nghiên cứu kỹ lưỡng nhiều năm về mặt nông học, điều này nằm ngoài phạm vi và khả năng của đề tài

Hình 1.3 Máy cày, vun gốc lắp với máy kéo nhỏ (Viện Cơ điện NN & CNSTH)

Hình 1.4 Máy cày, vun gốc lắp với máy kéo nhỏ (Trường đại học nông lâm )

Các phân tích trên cho thấy cần thiết phải có nguồn động lực có công suất tương đối lớn (khoảng 17 - 20 HP) có bề rộng nhỏ liên hợp với các thiết bị chăm sóc như xới móc, vun luống và bón phân phù hợp cho việc chăm sóc mía trong giai đoạn này Ngoài ra cần thiết phải duy trì đồng bộ quy trình trồng mía với khoảng cách giữa hàng lớn nhất có thể (1,2 m)

Tương tự như lúc mía còn nhỏ, khi mía đã có lóng các công cụ thực hiện khâu chăm sóc bao gồm:

- Thiết bị xới xáo diệt cỏ, (có thể dùng phay diệt cỏ);

- Thiết bị rạch hàng và bón phân;

- Thiết bị vun luống

Ở nước ta, những năm vừa qua đã có một số loại máy chăm sóc mía được đưa ra ứng dụng trong thực tế sản xuất như của Trường Đại học nông lâm Tp HCM, Viện Cơ điện NN & CNSTH, Trường Đại học NN I, Các thiết bị này mới đáp ứng được công việc chăm sóc khi mía còn nhỏ chưa có lóng bằng việc sử dụng các công cụ liên hợp với các loại máy kéo lớn 4 bánh Tuy nhiên do nhu cầu tiêu thụ của các máy chăm sóc không lớn nên việc sử dụng máy kéo lớn sẽ gây lãng phí, tăng giá thành sản xuất Năm 2009, thực hiện đề tài nghiên cứu cấp bộ "Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy xới, vun hàng mía" Tiến sĩ Đậu Thế Nhu, viện cơ điện nông nghiệp và công nghệ sau thu hoạch đã thiết kế, chế tạo máy kéo 4 bánh 2 cầu chủ động công suất 18HP, lực kéo cực đại 3,3KN đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật cho công việc chăm sóc mía giữa hàng với khoảng cách hai hàng mía 1,2 m Đã thiết kế và chế tạo thành công hệ thống máy công tác phục vụ công việc chăm sóc mía giữa hàng với các đặc tính kỹ thuật đáp ứng được các yêu cầu về nông học bao gồm:

1 Máy phay chăm sóc mía PCS-0,6

 Độ sâu làm việc của lưỡi xới vun sâu 20-30cm

 Độ sâu làm việc lưỡi vung 10-15cm

3 Máy bón phân cho mía MBM-0,2

 Số cụm bón phân: 2

 Kích thước chính của máy (dài x rộng x cao) 1200 x 900 x 1350

 Khối lượng máy khi chưa có phân: 110kg

 Khối lượng máy khi có phân: 160kg

 Số hàng mía được bón phân trong một lượt: 2

 Lưỡi rạch đất với độ sâu: 5-8cm

 Máy có thể bón được nhiều loại phân NPK, phân vi sinh

 Lượng bón 10-30kg/sào

 Độ sâu bón phân: 8-12cm

4 Máy bạt gốc mía BGMR-01

 Bề rộng làm việc 800mm

 Khối lượng máy 80kg

 Kích thước phủ bì (dài x rộng x cao) 880 x 800x 700

Các sản phẩm nghiên cứu trên đã góp một phần vào việc cơ giới hóa khâu sản xuất trong canh tác mía đường ở nước ta Tuy nhiên, mức độ cơ giới hóa sản xuất trong canh tác mía đường nói riêng và cơ giới hóa sản xuất trong nông lâm nghiệp đối với cây trồng cạn (lạc, đậu, mía) còn ở mức thấp: 23% [ ] Vì vậy, việc nghiên cứu, chế tạo được mẫu máy kéo phù hợp với điều kiện sản xuất của cây trồng cạn và canh tác mía

nói riêng cũng như nghiên cứu những đặc tính sử dụng của các thiết bị đã được hoàn thiện, mở rộng khả năng sử dụng chung trong sản xuất là rất cần thiết

Hình 1.5 Liên hợp: máy kéo nhỏ 4 bánh, phay chăm sóc PCS – 0,6

Hình 1.6 Máy vun luống cho mía đang làm việc 1.2.3 Đặc điểm canh tác mía ảnh hưởng đến khả năng làm việc của máy kéo

Do hầu hết diện tích trồng mía ở nước ta trồng nhờ nước mưa nên có hai vụ trồng mía đó là vụ đầu mùa mưa và tháng 4, tháng 5 để sau khi mía nảy mầm sẽ có đủ nước

cho mía sinh trưởng, phát triển, kịp thu hoạch vào tháng 12 đầu tháng 3 năm sau Vụ cuối mùa mưa trồng vào tháng 9 đến tháng 11, vụ này giúp cho mía kết thúc nảy mầm

và bắt đầu đẻ nhánh khi sang mùa khô và chịu đựng được khô hạn để đầu mùa mưa sẽ vươn cao nhanh, đảm bảo thu hoạch cho vụ ép sớm

Mía là cây trồng cạn không kén đất nên có thể trồng trên nhiều loại đất như đất phù

sa, đất xám, đất phèn, đất cát Tuy nhiên, để đạt được năng suất cao, chất lượng tốt ngay từ khâu làm đất phải tuân thủ theo yêu cầu kỹ thuật nông học: cày lần đầu sâu 40-50cm, bừa kỹ, dọn sạch rác Vì vậy, để thực hiện khâu công việc này phải có máy kéo công suất lớn Khâu trồng mía là khâu quan trọng, ảnh hưởng đến năng suất mía và quá trình làm việc của các thiết bị cơ giới trồng, chăm sóc mía

Độ sâu trông tùy thuộc vào đất canh tác và điều kiện sản xuất ở địa phương Vùng đất khô hạn phải trồng sâu, vùng đất bằng phẳng, đất chua phèn độ sâu nhỏ hơn Thông thường độ sâu trồng từ 15-20cm

Mật độ trồng hợp lý làm cho số cây hữu hiệu tăng lên, cây phân bố đều, mỗi cây có một diện tích dinh dưỡng nhất định, đủ điều kiện thuận lợi để phát triển, mía đẻ ngọn nhiều hơn, giảm số nhánh vô hiệu, tiết kiệm được chất dinh dưỡng, chống khép tán, giảm được cỏ dại, chống xói mòn, bảo vệ đất

Mật độ hợp lý của mía khi thu hoạch tương ứng với các giống mía

Giống mía cây to: 65000-75000 cây hữu hiệu/ha

Giống mía cây trung bình: 75000-78000 cây hữu hiệu/ha

Giống mía cây nhỏ: 80000-100000 cây hữu hiệu/ha

Khoảng cách trồng mía phổ biến 1-2m ngoài ra ở một số nơi như miêng Trung Nam

Bộ dùng giống mía nhỏ, trình độ chưa cao, khoảng cách hàng từ 0,7 đến 0,8m; vùng đất phù sa ven sông, đất tốt thường trồng thưa 1,3-1,4m Để thuận lợi cho việc cơ giới hóa, khoảng cách giữa hàng mía thường phải từ 1,2m trở lên

Khâu chăm sóc mía được tiến hành hai giai đoạn là giai đoạn mía mới mọc và giai đoạn mía phát triển ra lóng Đối với giai đoạn thứ nhất các thiết bị cần đáp ứng cho hai loại mía đó là mía trông mới và mía lưu gốc

Chăm sóc trong giai đoạn mía chưa phát triển ra lóng:

- Đối với mía trồng mới đất còn tơi xốp chưa bị nén chặt, cỏ cũng mới mọc, còn non

dễ bị đứt khi có tác dụng cơ học vào nên việc chăm sóc ở giai đoạn này có tác dụng diệt cỏ và đồng thời phá ở giữa luống mía, tạo độ thông thoáng cho đất Khi mía đã lớn, phát triển ra lóng thì cần phải cày lật đất ra, bón thúc, rải phân chạy dọc theo hai bên của hàng mía, sau đó lại cày lật lại vun đất vào gốc mía để tránh phân hóa học bay hơi, đồng thời vun cho cao luống mía tạo sự vững chắc cho cây mía

Đối với mía lưu gốc, do gốc mía còn lại sau khi thu hoạch, cào hơn mặt đất từ 50-150

mm nên mầm mía mọc từ ở phía trên mặt đất sẽ yếu, kém phát triển, ảnh hưởng đến năng suất vụ sau Vì vậy cần phải phạt bỏ phần gốc mía còn lại ở trên mặt đất để cho mía mầm mọc từ dưới đất sẽ to khỏe Ngoài ra, cần cắt đứt rễ cũ để xuân hóa bộ rễ, tạo

ra bộ rễ mới khỏe giúp cây mía phát triển tốt Vì vậy, cần cầy lật hai bên cách gốc mía

từ 150-200mm với độ sâu từ 180-200mm Sau cùng là cày úp, lấp phân và vun gốc mía Bốn công việc chăm sóc mía lưu gốc trên cần tiến hành ngay sau thu hoạch mía, càng sớm càng tốt, trước khi gốc mía nảy mầm Ở giai đoạn mía đã phát triển lóng tiến hành giống như chăm sóc mía trồng mới

Việc chăm sóc mía ở hai giai đoạn trên được tiến hành bốn lần chăm sóc theo khoảng thời gian như sau:

Chăm sóc lần 1: sau khi trồng 10-15 ngày mầm bắt đầu lên khỏi mặt đất và kéo dài

2-3 tuần tùy theo giống mía và thời vụ trồng Thời gian chăm sóc lần một khi mía kết thúc nảy mầm và bất đầu đẻ nhanh Nội dung công việc của chăm sóc lần một gồm: kiểm tra, trồng dặm, trừ cỏ và xới đất cho thông thoáng, bón phân đạm đợt một để tăng sức đẻ nhánh

Chăm sóc lần hai: Thời gian khi mía kết thúc đẻ nhánh và bắt đầu vươn lóng (khoảng 7-8 tuần sau khi trồng) Nội dung chăm sóc đợt hai gồm cày xới giữa hàng để diệt cỏ và làm thông thoáng cho đất, bón thúc phân đạm, phân kali lần hai; vun đất để mía phát triển gốc và vươn lóng

Chăm sóc lần ba: được tiến hành khi mía đã ra lá (có 1-3 lóng) Nội dung chăm sóc lần ba là làm cỏ lần cuối, nếu mía kém phát triển cần bổ sung 20-25 kg phân đạm/ha, vun luống ca từ 20-25cm để cây mía vững chắc

Từ những phân tích trên cho thấy rằng:

- Trừ khâu làm đất trồng mía thì các khâu chăm sóc mía không đòi hỏi công suất lớn, nhưng một điều quan trọng là kích thước máy phải nhỏ gọn có thể đi vào giữa hàng mía với khoảng cách không vượt quá 1,2m Do việc trồng mía bằng tay nên nhiều khi khoảng cách giữa hai hàng còn 1,1m và với mía lưu gốc bề rộng thông thoáng giữa hai luống thường chỉ còn 1m Với điều kiện như vậy bề rộng máy kéo không thể vượt quá 0,8m

- Đất giữa hàng mía do quá trình canh tác thường không bằng phẳng, đặc biệt là ở

vụ đầu tiên, khi đất được cày xới và rạch rãnh, để lại giữa hai luống các sống trâu có mấp mô lớn Điều này gây ảnh hưởng đến ổn định hướng chuyển động và khả năng bám của máy kéo

- Đất trồng mái thường là đất đồi có độ chặt lớn hơn nhiều so với đất ruộng trông lúa hoặc cây trồng cạn Vì vậy, để đảm bảo năng suất cần thiết máy kéo có công suất

và lực kéo khá lớn

- Độ dốc dọc của các tuyến đường vào nương mía và độ dốc ngang khi làm việc trong ruộng mía đòi hỏi các máy kéo làm việc có kích thước nhỏ gọn và đảm bảo được

độ ổn định khi làm việc

1.3 Tình hình nghiên cứu khả năng kéo bám của máy kéo trên thế giới và trong nước 1.3.1 Tình hình nghiên cứu khả năng kéo bám của máy kéo trên thế giới

Khả năng làm việc của máy kéo và máy nông nghiệp là khả năng di động có lực kéo hoặc công suất dự trữ để hoàn thành một công việc nào đó Khả năng di động phụ thuộc vào áp suất riêng của liên hợp máy lên đất, các tính chất kéo, bám của loại cơ cấu

di động, nguồn dự trữ công suất của động cơ để cân bằng những mất mát công suất do trượt và cản chuyển động, phụ thuộc vào tính chất của đất, kích thước chiều cao gầm máy, độ êm dịu khi di chuyển, đặc điểm kết cấu hình dạng của bánh xe chủ động và lực cản của máy nông nghiệp

Để máy kéo bánh hơi làm việc trên nền đất cứng di chuyển được trên ruộng cần đảm bảo các điều kiện [10]: PK  t G ; (1.1)

Hoặc: PT  fG  t Gtrong đó: P K - lực kéo tiếp tuyến;

P T- lực kéo ở móc;

f.G - lực cản lăn;

t- hệ số bám;

- hệ số phân phối tải trọng của máy kéo lên cầu chủ động;

G – trọng lượng máy kéo

Mặt khác để tăng tính chất kéo bám cho máy kéo cần phải tăng hiệu suất kéo

T

 : T  TPf; (1.2)

trong đó: TP- hệ số tác dụng hữu ích trong truyền lực;

f f

k

f P

T

k

f

(1.3)

Như vậy muốn tăng hiệu suất kéo của máy kéo T cần phải tăng hệ số bám  , k

giảm hệ số cản lăn f và độ trượt  [10]

Svixepski V.S [105] đã nêu: hao hụt công suất tăng lên với sự tăng lực kéo, do

đó độ trượt phụ thuộc vào lực kéo PT Đối với máy kéo bánh, tác giả khẳng định rằng

độ trượt  tăng khi lực kéo tăng và tải trọng lớn Giữa chúng có mối liên hệ:

0 0

0

C T T

G

P b G

Để dễ dàng tính toán và cho kết quả chính xác hơn, một số nhà khoa học khác

đã tính đến biến dạng của đất trong quá trình tương tác đất máy Năm 1796, Phue N.I

Ở Viện hàn lâm Petecbua – Nga đã kết luận lực cản của đất chống lại sự biến dạng tăng

khi tải trọng tác dụng lên máy kéo tăng [56]

Năm 1875, Viut đã đề nghị một phương pháp đơn giản để thiết kế bánh xe Để xác định độ sâu của vết bánh xe Viut đã thống nhất tất cả các thành phần phụ thuộc điều kiện đất trong một hệ số không đổi [56]

; 3

/

2 K1h13/2

K  (1.5) Tác giả đã đưa ra công thức:

;

db K

P  (1.6)

trong đó: K 1 - hệ số phụ thuộc vào tình trạng đất;

d - đường kính bánh xe của máy kéo, m;

b - chiều rộng của bánh xe, m;

h 1 - độ lún sâu của bánh xe, m;

K - lực cản của đất khi bị biến dạng, N

Thời kỳ từ 1910 đến 1930, luận thuyết về mối quan hệ đất – máy trong nghiên cứu lực cản của đất ngày càng được phát triển, luận thuyết đề cập đến sự phụ thuộc tuyến tính giữa độ sâu nén và lực cản của đất [98][116]

Năm 1913 Bectain đã đi đến kết luận về sự cần thiết sử dụng đại lượng lực cản

và cho công thức:

; )

a’, a’’ - hệ số phụ thuộc vào điều kiện đất;

h 1 - độ sâu biến dạng của đất khi ép, m

Năm 1915 Suns V.V nghiên cứu bản chất sự lăn của bánh xe trên bề mặt đàn

hồi và kết luận là năng lượng được chi phí cho sự lăn là đáng kể

Ở Liên Xô (cũ), công tác nghiên cứu thực nghiệm về khả năng di động của máy kéo được tiến hành ở NATI và nhiều cơ sở nghiên cứu khác Nhiều thực nghiệm tính toán tương tự cũng được tiến hành ở Mỹ và Đức Từ công tác nghiên cứu về máy kéo bánh xe đến khả năng di động của máy kéo, nhưng những nghiên cứu trên là đơn yếu

tố, nên chưa xác định được ảnh hưởng của đa yếu tố đến khả năng di động và làm việc của liên hợp máy

Giai đoạn sau vào những năm 1940-1942, nghiên cứu trong lĩnh vực di động của liên hợp máy và các vết rãnh đã phát triển lý thuyết về vết rãnh qua áp dụng về cơ học đất, nổi bật là các tác giả Trankevit A và Tesaghi – Gôrentogeer, Calyzoski I A., giáo sư Pocroski V.V [106][107][108][111], đề nghị tính toán lực cản của đất không chỉ lực ép khi lăn mà còn tính lực dịch chuyển theo mặt đất, sự cản của đất được đưa ra

từ điều kiện cân bằng giới hạn Xác định lực cần thiết để ép lên đất dưới bánh xe của máy kéo, sự phụ thuộc giữa lực kéo và độ sâu của vết bánh xe Nghiên cứu khả năng di động của máy kéo trên đất có độ ẩm cao có không ít tác giả quan tâm, về lĩnh vực này

có giáo sư Karenski D.K và Critsli M.K [85][92] Đã đưa ra phương pháp làm chính xác kết cấu thông qua kết quả khảo nghiệm giảm công suất cho tự chạy trên đất có độ

ẩm cao và tăng khả năng đẩy được gắn liền với sự thay đổi kết cấu hệ thống di động

Trepenhecop I.I [107][108] xác định rằng độ ẩm của đất không ảnh hưởng đến

độ trượt khi sử dụng bánh cao su có áp suất thấp nếu độ ẩm thay đổi trong giới hạn từ

25 27%

Salôcốp A.V [103] khi quan sát độ căng của bánh xe cao su được coi như là bánh cứng khi làm việc với áp suất tối thích Nếu tăng độ ẩm của đất và tải trọng trên lốp xe chi phí cho tự chạy tăng Kết quả đạt được từ thực nghiệm cho thấy lực tự chạy tăng đáng kể khi máy kéo làm việc với tốc độ trên 2,12,2 m/s

Mingen E.M [96] coi lực tự chạy chịu ảnh hưởng của tình trạng đất, dạng hệ

thống di động, công suất kéo, độ trượt và tốc độ chuyển động Sự phụ thuộc của lực tự chạy được biểu thị theo phương trình sau:

; )

1 (

V

N N

Trong đó: N K - công suất truyền lên khung máy;  - độ trượt; N T - công suất mất

mát do cản lăn; V- tốc độ chuyyển động của máy kéo

Với những nghiên cứu trên đã phản ánh được khá đầy đủ quá trình tác động của

hệ di động bánh lốp với nền đất có tính đến biến dạng

1.3.2 Tình hình nghiên cứu khả năng kéo bám của máy kéo ở nước ta

Nghiên cứu động lực học của máy kéo ở nước ta tuy không nhiều vì chưa thành

hệ thống nhưng trong một vài năm gần đây bước đầu đã có những thành quả đáng ghi nhận

Trong chương trình nghiên cứu của Viện cơ điện và chế biến nông sản 1981-1985,

đã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm liên hợp máy kéo nhỏ hai bánh theo mô hình một mức, đã xây dựng được hàm truyền cho liên hợp máy kéo nhỏ làm việc với cày và có nhân xét rằng: máy kéo cỡ nhỏ khi làm việc có độ ổn định thấp hơn nhiều so với máy kéo MTZ-50 Tuy nhiên còn các vấn đề động lực học của quá trình kéo bám ổn định của liên hợp máy khi làm việc trên địa hình đồi dốc, các quá trình điều khiển, điều chỉnh cũng như tính chất tải trọng của các sản phẩm chưa đề cập đến

ThS Nguyễn Văn An đã xác định bằng lý thuyết các chỉ tiêu kéo, bám của máy kéo nông nghiệp khi làm việc ở vùng đồi dốc

ThS Đoàn Văn Thu đã đề cập đến ảnh hưởng của độ dốc ngang đến khả năng kéo bám của máy kéo bánh xích trên cơ sở đó xác định một số thông số tối ưu cho liên hợp máy cày

ThS Nguyễn Văn Hiếu đã xây dựng được phương pháp tính toán lực cản kéo của cày, lực bám của bánh xe khi liên hợp máy làm việc ngang sườn dốc Trên cơ sở xây dựng mô hình lý thuyết chuyển động của liên hợp máy và giải toán bằng phần mềm Matlab-Simulink đã tính toán được chuyển vị của liên hợp máy Đã xác định được điều kiện làm việc ổn định của máy kéo không bị trượt ngang

TS Đặng Thế Hòa đã xây dựng được mô hình và chương trình tính toán các tính chất hoạt động của bộ truyền đai, trong đó có tính chất đàn hồi phi tuyến, sự hao tán năng lượng và độ trượt Đông thời mô hình hóa được quá trình biến đổi năng lượng của động cơ một xi lanh trong đó có tính đến ảnh hưởng của các yếu tốt kết cấu, tác động qua lại của máy điều chỉnh với chế độ tải trọng và quá trình xảy ra bên trong động cơ Tác giả đã đề xuất một số biện pháp nhằm cải tiến chế độ các bộ phận truyền lực, chế độ khởi hành sang một số cách hiệu quả nhất

Một công trình nghiên cứu khá công phu về đặc tính kéo bám của máy kéo bám của máy kéo bánh hơi với nền đất khô do TS Nông Văn Vìn đã cho thấy: Với một mức

độ chính xác nhất định độ trượt của bánh chủ động trong một điều kiện nhất định của mặt đường chỉ phụ thuộc vào chỉ số sử dụng bám C= Fk / N; trong đó Fk là lực chủ động; N là áp lực thẳng đứng lên bánh xe Tác giả đã đưa ra công thức thực nghiệm tính toán độ trượt như sau:

C C

B A

Chỉ số sử dụng bám C được tính theo công thức:

TS Đậu Thế Nhu trong công trình Đề tài nghiên cứu trọng điểm cấp bộ: “Nghiên cứu, thiết kế, và chế tạo máy xới, vun hàng mía" đã thiết kế cải tiến và chế tạo được

máy kéo MK- CS công suất 18 HP có đặc tính kỹ thuật đáp ứng được yêu cầu trong chăm sóc mía và đã chế tạo thành công hệ thống các thiết bị công tác phục vụ công tác chăm sóc mía giữa hàng với đặc tính kỹ thuật đáp ứng được các yêu cầu về nông học như điều chỉnh độ sâu phay, độ vun cao luống Hệ thống thiết bị nghiên cứu và máy kéo đã được khảo nghiệm tại công ty mía đường Lam Sơn - Thọ Xuân - Thanh Hóa cho biết kết quả tương đối tốt như chi phí lao động, chi phí sản xuất giảm từ 59-64% so với lao động thủ công

Tuy nhiên, trong công trình này vấn đề động lực học của liên hợp máy kéo cải tiến chưa nghiên cứu đầy đủ và rõ ràng Để có một cơ sở khoa học cho việc thiết kế, chế tạo các loại máy canh tác liên hợp với máy kéo cần thiết phải nghiên cứu tính chất kéo bám và ổn định làm việc của máy kéo MK- CS khi làm việc trên các điều kiện khác nhau

Chương II

ĐỐI TƯỢNG, MỤC TIÊU,ĐỊA ĐIỂM, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

Tính năng ổn định, kéo bám của máy kéo MK- CS để phục vụ công việc chăm sóc giữa hàng mía

2.2 Địa điểm nghiên cứu

- Hệ thống thiết bị của phòng thí nghiệm đo lường - thử nghiệm quốc gia Vilas-019

và Trung tâm Khảo nghiệm máy nông nghiệp thuộc Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ Sau thu hoạch;

- Nghiên cứu thực nghiệm tại Nhà máy đường Thanh Hóa;

- Khảo nghiệm đánh giá các chỉ tiêu chất lượng làm việc của mẫu máy chặt mía rải hàng liên hợp với máy kéo 4 bánh và triển khai ứng dụng tại Gia Lai

2.3 Mục tiêu của đề tài;

Xác định được khả năng ổn định, kéo bám của máy kéo MK- CS làm cơ sở cho việc thiết kế chế tạo các máy công tác chăm sóc mía giữa hàng nhằm tăng năng suất, giảm chi phí lao động , ứng dụng vào các vùng trồng mía nguyên liệu tập trung

2.4 Nội dung nghiên cứu

a) Nghiên cứu lý thuyết

- Lựa chọn kết cấu của máy kéo MK-CS

- Xây dựng mô hình xác định đặc tính kéo bám của máy kéo ;

- Xây dựng mô hình xác định khả năng ổn định ngang của máy kéo ;

- Khảo sát một số điều khiện khác nhau ảnh hưởng tới đặc tính kéo và ổn định của máy kéo

b) Nghiên thực nghiệm

- Khảo nghiệm đặc tính kéo của máy kéo trên đường bê tông ;

- Khảo nghiệm một số chỉ tiêu của một số LHM chăm sóc trong điều kiện sản xuất

2.5 Phương pháp nghiên cứu

2.5.1 Phương pháp xác định toạ độ trọng tâm của máy kéo

a) Toạ độ trọng tâm theo phương ngang

Toạ độ trọng tâm theo phương ngang của máy kéo được xác định thông qua tải trọng của bánh trước G1 và bánh sau G2 của máy kéo khi nằm trên mặt phẳng nằm ngang

Khoảng cách từ trọng tâm tới bánh trước được xác định bởi công thức:

2 1

2 1

G G

LG l





(2.1)b) Chiều cao của trọng tâm

Chiều cao trọng tâm của máy kéo được xác định thông qua sự phân bố lại tải trọng của các cầu khi máy kéo bị nghiêng so với trục nằm ngang Thông thường Máy kéo được đặt nghiêng quay quanh trục nằm ngang đi qua tâm của bánh sau(quay theo trục của cầu sau) do dễ thực hiện Trên hình 2.1 là sơ đồ tính toán chiều cao trọng tâm của máy kéo

Hình 2.1 Sơ đồ tính toán chiều cao trọng tâm máy kéo

Gọi G1i là tải trọng của bánh trước khi máy kéo bị nghiêng một góc i G1i được tính theo công thức:

)cos(

)

(

)cos(

0 2

R G

- Gây tải về mặt nguyên tắc có thể thực hiện theo nhiều phương pháp khác nhau,

 G

nhưng hiện nay thông dụng nhất là phương pháp gây tác bằng máy kéo có sức kéo lớn hơn Việc thay đổi của lực kéo được thông qua tốc độ của máy kéo gây tải Đề tài lực chọn phương pháp này để gây tải cho máy kéo

Trong đó: vt, v là vận tốc lý thuyết và vận tốc thực tế của máy kéo;

Lt, L - quãng đường lý thuyết và quãng đường thực tế của máy kéo;

nt, n - số vòng quay lý thuyết và số vòng quay thực tế của bánh chủ động máy kéo tương ứng với một quãng đường hay thưòi gian xác định;

Các công thức trên tương ứng với các phương pháp đo lường khác nhau Công thức (2.3) có thể dùng để xác định độ trượt tức thời của máy kéo, ít được sử dụng cho khảo nghiệm máy kéo Phương pháp xác định độ trượt thông qua quãng đường, thường được dùng cho những trường hợp không có các thiết bị đo lường hiện đại (chỉ cần có thước giây và đồng hồ bấm dây), hiện nay ít được sử dụng do năng suất đo lường thấp Hiện nay độ trượt chủ yếu được xác định theo công thức 2.5, trong đó số vòng quay lý thuyết được lấy là trung bình cộng của 2 quá trình khi máy kéo chạy không tải và bị kéo

Trên hình 2.2 thể hiện sơ đồ lắp đặt các thiết bị đo lường lực kéo và độ trượt của máy kéo

Hinh 2.2 Sơ đồ bố trí các sen sơ trong khảo nghiệm lực kéo

1.Sen sơ đo số vòng quay bánh trước; 2 Sen sơ đo số vòng quay bánh sau;

3 Sen sơ đo số vòng quay bánh trước (đo quãng đường); 4 Ten sơ đo lực kéo

Máy kéo khảo nghiệm được gây tải bằng máy kéo MTZ-50 Đầu đo ten-sơ 4 được lắp giữa 2 cáp kéo Một đầu cáp kéo được bắt vào hệ thống nâng hạ của máy kéo khảo nghiệm đầu kia được bắt vào máy kéo gây tải Cáp kéo phải được giữ song song với mặt đường

Đầu đo số vòng quay 1 và 2 được lắp ở hai cầu của máy kéo gây tải đo số vòng quay thực tế của các cầu này Thông qua đầu đo số vòng quay 3 lắp trên bánh trước của máy kéo gây tải, để xác định số vòng quay lý thuyết của máy kéo

Chương III

NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT ĐẶC TÍNH KÉO, BÁM VÀ ỔN ĐỊNH CỦA

MÁY KÉO MK-CS

3.1 Chọn đối tượng

3.1.1 Chọn kết cấu máy kéo cải tiến

a) Các điều kiện làm việc của máy kéo

Như đã nêu trong phần về quy trình chăm sóc giữa hàng mía, máy kéo và máy công tác phải có khả năng đi giữa 2 hàng mía Với các ruộng mía hiện nay, bề rộng của luống mía thông thường không vượt quá 1,2 m (đây là khoảng cách hàng mía được khuyến cáo) Do việc trồng mía bằng tay, nên nhiều khi khoảng cách hàng chỉ còn 1,1

m, và với mía lưu gốc bề rộng thông thoáng giữa 2 luống thường chỉ còn khoảng 1 m Với điều kiện như vậy bề rộng của máy kéo không thể vượt quá 0,8 m

Đất trồng mía hiện nay chủ yếu là đất đồi, có độ chặt khá lớn Do đó để đảm bảo được năng suất cần thiết máy kéo cần có công suất và lực kéo khá lớn

Đất giữa hàng mía do quá trình canh tác thường không bằng phẳng, đặc biệt là ở vụ đầu tiên, khi đất được cày xới và rạch rãnh, để lại gữa hai luống các sống trâu có mấp

mô rất lớn

b) Các loại máy kéo sẵn có ở nước ta hiện nay

* Máy kéo hai bánh 12-15 mã lực:

Máy kéo hai bánh 12- 15 mã lực có khoảng cách 2 vệt bánh nhỏ có thể điều chỉnh dưới 800 mm, chiều cao trọng tâm thấp (500 mm) Với kích thước như vậy, hiện nay

có nơi đã sử dụng máy kéo hai bánh BS-12 để chăm sóc giữa hàng, nhưng đã bộc lộ nhiều nhược điểm đặc biệt là :

- Do điều kiện làm việc quá nặng nhọc, đường đi mấp mô nên máy thường đi lệch hướng phải cắt côn chuyển hướng thường xuyên

- Vì không có hệ thống nâng hạ nên các máy công tác thường phải nhỏ nhẹ, không đáp ứng được với điều kiện đất đai

- Với điều kiện nặng nhọc như đã nêu, người Việt Nam với cơ thể nhỏ bé không thể chịu đựng nổi nên nguồn động lực này hầu như không được ứng dụng vào thực tế chăm sóc mía

* Máy kéo bốn bánh

Hiện nay công việc chăm sóc mía ở một số nơi đã được thực hiện bằng máy kéo 4 bánh cỡ lớn Máy kéo di chuyển phía trên ngọn mía Việc chăm sóc này được thực hiện khi cây mía còn bé Khi mía đã khoảng sáng gầm máy sẽ không còn đủ cho thân mía

và có thể làm hư hại cây mía

Hiện nay chưa có một máy kéo 4 bánh cỡ nhỏ nào có bề rộng đủ nhỏ để có thể đi vào giữa 2 hàng mía Qua khảo sát trên thực tế các máy kéo 4 bánh cỡ nhỏ như KUBOTA, ISEKI 14 mã lực bề rộng 2 mép bánh cũng đã lên tới 1,05 m Máy kéo 4 bánh Bông sen 17 mã lực có bề rông 2 bánh trên 1,1 m

Như vậy trên thi trường hiện chưa có một loại máy kéo nào có bề rộng thích hợp cho việc chăm sóc giữa hàng mía được trồng hiện nay ở nước ta

Việc cải tiến máy kéo cho phù hợp với công việc chăm sóc có thể thực hiện theo 2 hướng sau:

- Cải tiến thu nhỏ bề rộng của máy kéo 4 bánh cỡ nhỏ hiện nay cho phù hợp;

- Cải tiến máy kéo cỡ nhỏ 2 bánh thành máy kéo 4 bánh, có bổ sung thêm các cơ cấu nâng hạ thuỷ lực

Theo phương án 1 đề tài cũng đã đặt ra cùng Công ty Máy kéo và máy Nông

nghiệp cải tiến máy kéo 4 bánh bông sen 17 mã lực phù hợp với việc chăm sóc giữa hàng Tuy nhiên trong quá trình thiết kế tính toán đã gặp những khó khăn không thể giải quyết được như sau:

- Các máy kéo 4 bánh có chiều cao trọng tâm thường khá lớn trên 700 mm, việc thu nhỏ khoảng cách 2 vệt bánh sẽ làm giảm tính ổn định ngang của máy

- Khoảng cách 2 bánh sau của máy kéo về mặt nguyên tắc có thể thu nhỏ được khi thiết kế lại bộ phận truyền lực cuối cùng của hộp số Tuy nhiên với 2 bánh trước, việc thu nhỏ khoảng cách bánh là không khả thi vì, không đủ không gian xoay cho bánh lái khi quay vòng Bánh bị vướng phần động cơ máy kéo Điều này chỉ có thể giải quyết bằng cách đưa 2 bánh lái lên phía trước, nhưng lúc đó chiều dài cơ sở của máy kéo quá lớn Máy kéo khó di chuyển và bán kính quay vòng lớn

c) Lựa chọn phương án cải tiến

Đề tài đã lựa chọn phương án 2 trên cơ sở học tập kết cấu của máy kéo vận chuyển công nông đầu dọc Máy kéo vận chuyển cùng với moóc thực tế là một máy kéo gập thân Phần thân sau chính là bộ phận rơ moóc Việc lái gập 2 thân của máy vận chuyển này được thực hiện nhờ bộ phận bánh răng rải quạt Vấn đề là cần phải thiết kế lại thân sau của máy kéo cho phù hợp Với phương án này chúng ta có được những lợi thế sau:

- Bề rộng hai mép bánh của máy kéo nhỏ có thể điều chỉnh từ 700 tới 1200mm

- Máy kéo lái bằng phương pháp gập thân có bán kính quay vòng bé, giảm được diện tích quay vòng đầu bờ

- Các chi tiết của máy vận chuyển sẵn có và được chế tạo hoàn toàn ở trong nước Tuy nhiên việc sử dụng máy kéo vận chuyển để cải tiến thành máy kéo chăm sóc

có những hạn chế cần khắc phục như sau:

- Bánh chủ động của máy kéo là bánh trước Điều này giảm khả năng bám của máy kéo

- Máy kéo chưa có hệ thống trích công suất cho các máy công tác chủ động như phay, bạt gốc

Qua những nhận xét trên đề tài đã đề xuất kết cấu máy kéo được mô tả trên hình 3.1

Hình 3.1 Hình ảnh tổng thể của máy kéo chăm sóc

Máy kéo có các bộ phận sau:

1 Hệ thống truyền động hai cầu

Như đã nêu ở phần trên, máy kéo cải tiến bao gồm 2 hộp số truyền động [5]:

Hộp số cầu trước là hộp số của máy kéo vận chuyển bông sen 12 Sơ đồ hộp số được miêu tả trên hình 3.2

Hình 3.2 Cấu tạo hộp số máy kéo BS- 12

Các số truyền của hộp số được thể hiện trên bảng 3.1

Bảng 3.1 Tỷ số truyền của hộp số bông sen 12

Hộp số có 6 số tiến và 2 số lùi Các công việc cho chăm sóc thường được tiến hành

ở số 3 với vận tốc lý thuyết là 4 km/h

Hộp số cầu sau được truyền động từ mô tơ thuỷ lực thông qua các bộ truyền bánh răng và vi sai tới các bán trục Trên hình.3.3 thể hiện sơ đồ truyện động của hộp số cầu sau

Hình 3.3 Sơ đồ truyền động của cầu sau máy kéo

Mô tơ thuỷ lực 3 được cung cấp dầu từ bơm thuỷ lực 1 lắp sau ly hợp làm quay bánh răng 4, thông qua 3 cặp bánh răng của hộp số sau truyền động tới vi sai và tới hai bán trục

Do không có khả năng thay đổi tỷ số truyền trong quá trình làm việc, hộp số sau được thiết kế dành cho những công việc cần có lực kéo lớn Như đã nêu ở trên công tác chăm sóc thường làm việc ở số truyền 3 nên đề tài đã chọn tỷ số tryền này cho việc thiết kế hộp số cầu sau

Để đảm bảo không phát sinh công suất ký sinh, tốc độ hai cầu phải xấp xỷ bằng nhau Tỷ số tryền cầu sau được tính theo công thức:

v

h

m i i i

2

Ở đây im2 là tỷ số truyền của hệ thống cơ học;

v - Tổng tổn thất thể tích của hệ thống thuỷ lực (bơm + mô tơ thuỷ lực)

ih là tỷ số truyền động lý thuyết của bơm và mô tơ thuỷ lực bằng tỷ số lưu lượng riêng giữa mô tơ và bơm

Hiệu suất v phụ thuộc vào áp suất làm việc của bơm Dựa trên đường đặc tính lý thuyết chúng tôi đã xác định được công thức tính toán của tổng tổn thất thể tích như sau:

1 (0,035 0,15 )

n v