Nghiên cứu, tính toán, thiết kế, chế tạo máy cắt cỏ chuyên dùng chăm sóc vườn cây ăn trái 4

Variable Name: tên biến (dài 8 kí tự và khơng có kí tự đặc biệt).
Type: kiểu của bộ mã hóa.
Labels: nhãn của biến, trong phần này chúng ta có thể nhập nhiều giá trị của nhãn phù
hợp với thiết kế của bảng dữ liệu.
Value: Giá trị của từng giá trị mã hóa (value) tương ứng với nhãn giá trị (value label)
của nó.
Missing: ký hiệu của giá trị khuyết (lỗi).
Column: thiết đặt độ lớn của cột mang tên biến và vị trí nhập liệu của biến này.
Measure: thang đo lường. Trên cơ sở 4 cấp độ thang đo lường (biểu danh, thứ tự, khoảng
cách và tỉ lệ), SPSS sẽ phân ra thành 3 thang đo (biểu danh (nominal), thứ tự (ordinal)
và scale (khoảng cách và tỉ lệ).
Phần mềm SPSS cho phép xử lý các phép phân tích thơng kê thơng thường:
Bivariate statistics (thống kê hai biến số): Means (trung bình); t-test (phép thủ kiểm tra,
phân tích…); ANOVA (phân tích phương sai); Correlation (tương quan) bao gồm
bivariate (hai biến), partial (tương quan từng phần, tương quan khơng hồn tồn), distances
(tương quan rời rạc, lỏng lẻo); Nonparametric tests (kiểm tra thông số giới hạn).
Prediction for numerical outcomes: Linear regression (dự đoán về kết quả bằng số dạng
hồi qui tuyến tính…).
Prediction for identifying groups: Factor analysis (phân tích nhân tố); cluster analysis
(phân tích cho dám đông) bao gồm two – step (hai bậc), K – means (số K), hierarchic
(có thứ bậc).
SPSS cũng cho phép lưu và chạy các thuật toán giúp việc kiểm tra kết quả dễ dàng.
Phạm vi Đề tài chỉ giới thiệu một vài chức năng cơ bản, ngồi ra cịn nhiều chức năng
khác trên các thanh cơng cụ,… có thể tìm hiểu kỹ qua các tài liệu về phần mềm này [33].
Trong Đề tài này, tác giả chỉ quan tâm đến phương pháp phân tích hồi quy (Regression),
phân tích phương sai (ANOVA – Analysis of Variance) sẽ được giới thiệu cụ thể trong
phần kế tiếp
CHƯƠNG 4. KHẢO NGHIỆM MÁY VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ
4.1. Mục đích, thời gian và địa điểm khảo nghiêm
 Mục đích khảo nghiệm
 Kiểm tra chất lượng chế tạo máy.

 Kiểm tra các mối lắp ghép, chất lượng lắp ráp máy.
 Đo kiểm tra các thông số kỹ thuật của các bộ phận.
 Xây dưng chế độ vận hành máy hợp lý
 Thời gian,địa điểm
Từ ngày15 tháng 12 đến ngày 10 tháng 01 năm 2020 tại xưởng cơ khí 55 Trần Nhật
Duật, Phường tân Định Quận 1, Tp.Hồ Chí Minh.
4.2. Chuẩn bị mơ hình thử nghiêm.
Chuẩn bị các pully va đay đai để thay đổi tốc độ tiến nhăm thục hiên theo thư
87


nghiệm tìm ravận tốc tiến hợp lý của máy va vận tốc dao cắt

Hình 4.1: Hai puly đai được bổ sung để
thay đổi tốc độ tiến của máy.

Hình 4.2: Ba puly đai thay đổi tốc độ
dao cắt.

Đối với việc điều chỉnh vận tốc tiến của máy sử dụng 2 Puly đai với các đường kính
khác nhau được tính tốn đảm bảo điều chỉnh được tốc độ tiến của máy phạm vi
0,5m/s, 0,8m/s và 1,1m/s
Đối với việc điều chỉnh vận tốc của dao Số puly thay thế cho phép điều chỉnh vận
tốc dao phạm vi 30, 35, 40, 45, 50 và 55 (m/s).

88


Hình 4.3: Xác định chiều dài của đường Hình 4.4: Xác định mật độ cỏ trước
chạy thí nghiêm máy trong phạm vi thí

khi cắt
nghiệm

Hình 4.5: Kiểu dao lưỡi thẳng góc nghiêng 30 được lắp
trên máy cắt cỏ.

Hình 4.6: Kiểu dao lưỡi răng
cưa (Dao loại C) được chuẩn
bị cho thí nghiệm

Hình 4.7: Kiểu dao lưỡi thẳng góc 00 được lắp trên máy
4.3. Khảo sát vườn cây trước khi khảo nghiệm
Đánh giá bề mặt vườn cây, mật độ cây cỏ trong vườn có ảnh hưởng trực tiếp đến
chất lượng và năng suất làm việc của máy cắt cỏ. Xác định mật độ cây cỏ và sự phân
bố cây cỏ trong vườn.
 Khảo sát xác định mật độ cây cỏ trong vườn cây
Chất lượng và năng suất làm việc của máy cắt cỏ ngồi việc phụ thuộc vào độ mấp
mơ đỉnh luống, đáy luống mà còn phụ thuộc vào mật độ và sự phân bố cây cỏ trong
vườn. Năng suất cây cỏ càng cao, năng suất làm việc của máy càng lớn và hiệu quả
89


sử dụng máy càng cao hơn. Ngoài ra mức độ tập trung hay tản mạn các cây cỏ dọc
theo luống có ảnh hưởng rõ rệt đến chất lượng cắt của dao cắt.
 Khảo sát và xác định mật độ cỏ trước khi cho máy làm việc
Bảng 4.1: Khảo sát mật độ cây cỏ trước khi khảo nghiệm
Vi trí lấy mẫu
theo chiêu dài
10 (m)
1

2
3
4
5

Mật độ cây cỏ (kg/m2)

Vi trí lấy mẫu theo
chiêu dài 10 (m)

Mật độ cây cỏ
(kg/m2)

6
7
8
9
10
TB

1,5
1,2
1,6
1,1
1,4
1,42

1,6
1,4
1,5

1,2
1,7

Mật độ( kg/m2)

Diện tích lấy mẫu là 1m2vườn cỏ thử nghiêm lây 10 mẫu ngẫu nhiên trên diện tich
các líp mà máy dự kiến chạy
1,8
1,6
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Chiều dài ((m)
Hình 4.8: Đồ thi phân bố mật độ cỏ tại các vị tri lấy mẫu khảo nghiệm máy
cắt cỏ làm việc
4.4. Quy trình và cách thức thực hiện thử nghiệm.
Kế hoạch thực hiện thí nghiệm với các nhiệm vụ được phân công rõ ràng sẽ giúp ta
hạn chế sai sót và thực hiện đầy đủ các cơng việc một cách nhanh chóng và khoa học.
Dưới đây, là các bước trong q trình thực hiện thí nghiệm đánh giá và tìm kiếm chế
độ hoạt động phù hợp của máy cắt cỏ của đề tài.
 Bước 1: Chuẩn bị diện tích vận hành cho từng thí nghiệm.
 Bước 2: Thay thế puly vận tốc tiến, tốc độ dao cắt và kiểu dao phù hợp với từng
thí nghiệm. Ngồi ra, để đảm bảo các thơng số thí nghiệm đúng theo u cầu đặt ra,
ta tiến hành kiểm tra lại các tốc độ trước khi tiến hành thử nghiêm. Bên cạnh đó, ta
cũng cần cho nhiên liệu vào bình chứa, để sau khi hồn thành mỗi thí nghiệm ta có
thể xác định được lượng tiêu hao nhiên liệu của máy.
90


 Bước 3: Tiến hành vận hành thử nghiệm trong phạm vi đã xác định trước, đồng
thời trong quá trình vận hành máy đồng hồ đo thời gian cũng được kích hoạt nhầm
xác định được thời gian máy hoạt động.
 Bước 4: Sau khi máy hoàn thành phạm vi cắt của mỗi thí nghiệm, ta tiến hành thu
thập và ghi chép lại các kết quả thí nghiệm.

 Bước 5: Sau khi hoàn thành tất cả các nhiệm vụ, ta tiến hành chuẩn bị cho thí
nghiệm tiếp theo.
 Lắp các pully, dao cắt vào đĩa
 Cài truyền động đai cho máy cắt cỏ làm việc không tải tại chỗ.
 Mỗi lần khảo nghiệm cho máy chạy trong 1 giờ để đo đạc và kiểm tra.
4.4.1. Thiết bị máy móc– dụng cụ
 Máy cắt cỏ
 Đồng hồ đo số vòng quay
 Dụng cụ đo bổ sung nhiên liệu (xăng)
 Thước đo chiều dài
 Đồng hồ bấm giây
 Đồ nghề chuyên dùng điều chỉnh thay các bánh pull
4.4.2. Kết quả khảo nghiệm xác định dải vận tốc dao cắt cỏ hai dao
Tiến hành đo kiểm tra thông số vận tốc dao cắt chế độ không tải khi thay đổi các
pully truyền động dao cắt. Việc khảo nghiệm không tải phục vụ cho việc điều chỉnh
hoạt động có tải khi thực nghiệm cắt cỏ trong vườn cây.
Bảng 4.2: Khảo nghiệm xác định các giá trị vận tốc dao cắt theo cách thay đổi puly.
Số vịng
Đường
Số vịng
Đường
Số vịng
Vận tốc
quay pully 1
Stt
kính puly 1 quay Puly kính puly quay dao cắt
dao cắt
(Vịng
(mm)
2 (V/phút)

2 (mm)
(Vịng/phút)
(m/s)
/phút)
1
3200
90
1102
260
1102
30
2
3200
90
1286
225
1286
35
3
3200
90
1470
195
1470
40
4
3200
90
1654
175

1654
45
5
3200
90
1837
160
1837
50
6
3200
90
2021
140
2021
55
Ghi chú: Puly 1: puly chủ động nhận truyền động từ động cơ
Puly 2: puly bị động

91


4.4.3. Kết quả
 Máy hoạt động tốt, kết cấu vững chắc.
 Các chi tiết quay chạy ổn định.
 Các mối lắp ghép đảm bảo.
 Đạt các thông số vận tốc dao và vận tốc tiến của máy theo yêu cầu thiết kế để sẵn
sàng thực nghiệm.
4.5. Các công việc chuẩn bị khảo nghiệm có tải
Các thơng tin cơ bản trước khi thực hiện khi khảo nghiệm có tải

a. Mục đích khảo nghiệm
Để đánh giá các mặt sau :
 Xác định tính ổn định và độ tin cậy của máy cắt cỏ
 Xác định được các chỉ tiêu kỹ thuật (chất lượng cắt) của máy.
b. Xác định các chỉ tiêu kỹ thuật
Yêu cầu cắt sát gốc cách mặt đất thiết kế 3cm (yêu cầu ≤ 5 -10cm)
c. Thời gian, địa điểm
Từ ngày 5 tháng 8 năm 2020 đến ngày 15 tháng 8 năm 2020 tại vườn trồng cây dừa
còn nhỏ tại Củ Chi, TP.HCM
d. Dụng cụ và các thông số đo đạc
 Đồng hồ bấm giây đo thời gian làm việc
 Thước dây đo kích thước, diện tích máy máy làm việc
 Thước kẹp đo đường kính cỏ hai dao
 Đồng hồ đo số vòng quay đo đĩa lắp dao và trục cốt máy
 Dụng cụ đo lưu lượng xăng bổ sung
e. Điều kiện khảo nghiệm
Theo nghiên cứu các máy nông nghiệp tùy thuộc vào mục đích sử dụng máy sẽ có
vận tốc hoạt động khác nhau: sử dụng khi thu hoạch ngũ cốc sẽ có vận tốc trung bình
0,89-1,34 m/s, thu hoạch thức ăn gia súc vận tốc từ 1,7-2,2 m/s, hoạt động phun thuốc
và gieo trồng khoảng 2,2 m/s, trên đồng ruộng hoạt động cấy mạ vào khoảng 0,50,8m/s. Vận tốc máy được người vận hành điều chỉnh phụ thuộc vào điều kiện khách
quan như: độ lún của đất, độ nhấp nhô bề mặt, mật độ, độ ẩm nguyên liệu cắt,..
Đối với máy cắt cỏ của đề tài, trong q trình hoạt động, người vận hành khơng ngồi
trên máy mà đi theo máy nên vận tốc của máy phải nhỏ hơn vận tốc đi bộ Vm<4 km/h,
các loại máy nơng nghiệp điều khiển bởi người theo sau có vận tốc hoạt động trong
khoảng 1,8 đến 4 km/h (0,5 – 1,1 m/s). Vận tốc tiến nằm trong khoảng này đảm bảo
khả năng kiểm sốt của máy khi có các vấn đề bất thường sảy ra, đồng thời giúp tăng
khả năng làm việc của người vận hành
92

Bảng 4.3: Bảng thí nghiệm chế độ thăm dị cắt máy cắt cỏ
Stt

Yếu tố

Đơn vị

Cấp 1

Cấp 2

Cấp 3

1
2

Vận tốc tiến
Vận tốc dao

(m/s)
(m/s)

0,5
30

0,8
40

3

Kiểu dao

Lưỡi thẳng
góc 00 (A)

Lưỡi thẳng góc
300 (B)

1,1
50
Lưỡi răng cưa
hình tam giác
(C)

Bảng 4.4: Bố trí thí nghiệm và kết quả thăm dị cắt máy cắt cỏ
Vận
tốc
Stt
tiến
(m/s)

Kết quả

Vận
tốc
dao
(m/s)

Kiểu
dao

Thí
nghiệm

Năng
suất
(ha/giờ)

Tiêu hao
NL
(l/giờ)

Độ sót
(%)

1

0,5

30

A

I

0,144

8,75

5%

2

0,5

40

B

II

0,152

8,5

4,6%

3

0,5

50

C

III

0,168

8,1

3,67%

4

0,8

30

B

II

0,172

8,2

5,25%

5

0,8

40

C

III

0,215

8,3

3,50%

6

0,8

50

A

I

0,186

8,45

4,7%

7

1,1

30

C

III

53,30%

8

1,1

40

A

I

45,95%

9

1,1

50

B

II

34,65%

Ghi chú

Ghi nhận dao

loại C
Máy di
chuyển nhanh,
gây ra hiện
tượng trượt,
không cắt
được, độ sót
cao.

Trên cơ sở kết quả thí nghiệm thăm dị tại Bảng 4.4, Đề tài tiếp tục sử dụng phương
pháp quy hoạch thực nghiệm đơn yếu tố để xác định khoảng cần khảo sát của các
thông số vận tốc dao cắt cỏ (Vd) và vận tốc tiến của máy (Vm) ảnh hưởng của từng
thông số của hàm mục tiêu bao gồm năng suất máy(Ns) Ha/giờ, tiêu hao nhiên liệu
riêng (Nnl) Lít/ ha, độ sót (Ds) % dựa trên ngun tắc cố định các thông số không
phải là thông số đang khảo sát.
Từ phân tích trên, và qua kết quả thực nghiệm thăm dị nghiên cứu nhóm Đề tài chọn
thơng số vận tốc tiến máy cố định Vm=0,8m/s, vận tốc này đảm bảo được 3 yếu tố:
Năng suất, Tiêu hao nhiên liệu và độ sót thấp nhất trong điều kiện thực hiện với cả ba
loại dao A,B,C đã thiểt kế đã chọn.
93


4.6. Kết quả khảo nghiệm xác định ảnh hưởng của vận tốc dao cắt đến các hàm
mục tiêu khi máy cắt cỏ làm việc.
Trong nghiên cứu này đề tài thực hiện thực nghiệm cắt cỏ trên mỗi luống có
chiều dài 100 m. Sử dụng 3 loại dao cắt: lưỡi thẳng góc 0°(A) , lưỡi thẳng góc 30°
(B), lưỡi răng cưa hình tam giác (C), vận tốc tiến của máy được điều chỉnh không đổi
đạt mức Vm = 0,8 m/s và giữ ổn định suốt trong quá trình khảo nghiệm trong khí đó
vận tốc dao cắt thì điều chỉnh biến thiên theo các giá trị 30; 35; 40; 45; 50; 55 m/s.
Khoảng biến thiên V = 5 m/s. Để thay đổi vận tốc dao cắt theo yêu cầu khảo nghiệm,

đề tài tiến hành thay đổi các puly truyền động từ cốt máy động cơ đến hộp số dao và
puly dao cắt. Kết quả thí nghiệm trình bày trong Bảng 4.3,. Tiến hành xử lý số liệu
thống kê chi tiết bằng phần mềm SPSS trình bày trong Phụ lục 5.
4.6.1. Ta tiến hành thực nghiệm ảnh hưởng vận tốc dao cắt đến các hàm mục
tiêu nghiên cứu với loại dao lưỡi thẳng góc 0°(A)
Kết quả thí nghiệm trình bày trong Bảng 4.5
Bảng 4.5: Bảng số liệu khảo nghiệm ảnh hưởng vận tốc dao cắt đến
các hàm mục tiêu nghiên cứu với loại dao lưỡi thẳng góc 0°(dao loại A)
Thơng số hiệu chỉnh
Kết quả
khảo nghiệm
Năng suất
Tiêu hao
STT
Vm (m/s)
Vd (m/s)
Độ sót (%)
(ha/h)
(lít/ha)
X2
X1
Y1-1
Y1-2
Y1-3
1
0,8
30
0,164
8,5
8,2

2
0,8
35
0,178
7,5
8
3
0,8
40
0,180
6,25
8,2
4
0,8
45
0,186
5,2
8,3
5
0,8
50
0,190
4,2
8,5
6
0,8
55
0,194
4,5
8,9

TB
0,8
42,50
0,182
6,025
8,35
Sau đây ta xét cho từng trường hợp cụ thể đến quá trình.
4.6.1.1. Xác định ảnh hưởng của vận tốc cắt của dao cắt đến năng suất
Tiến hành phân tích hồi quy kết quả thí nghiệm Hình 4 2 cho các giá trị.
 Hệ số tương quan R giữa X1 và Y1-1 là 0,982.
 Hệ số tương quan bình phương giữa chúng là R2= 0,964.
 Với mức ý nghĩa (significant) của hệ số tương quan (X1,Y1-1) bằng 0,007, giá trị này
< 0,05 cho thấy quan hệ (biến X1, hàm Y1-1 ) có mối quan hệ cao. Ta thiết lập được
phương trình hồi quy tổng qt có dạng phương trình bậc 2.
Y 1-1 = A1X12 + B1 X1 + C1

(4.1)

Kết quả xử lý số liệu ta lập được phương trình hồi quy quan hệ giữa vận tốc dao cắt
94


cỏ và năng suất của máy cắt cỏ .
Y1-1 = -0,00003X12 + 0,004X1 +0,083

(4.2)

Hay biểu diễn dưới dạng biến thực
Ns = -0,00003Vd2 + 0,004Vd +0,083

(4.3)

Xây dựng được đồ thị tương quan X1 và Y1-1 vận tốc dao cắt gốc và năng suất của
máy cắt cỏ như sau:

Hình 4.9: Đồ thị quan hệ vận tốc dao cắt cỏ và năng suất của máy cắt cỏ
 Nhận xét
 Đồ thị quan hệ giữa vận tốc dao cắt và năng suất máy có dạng ½ parabol.
 Miền vận tốc của dao cắt tốt nhất từ 52,5 m/s đến 57,5 m/s cho năng suất cao nhất
khoảng 0,194 ha/h
4.6.1.2. Xác định ảnh hưởng của vận tốc dao cắt đến tiêu hao nhiên liệu.
Thực hiện như trong phần thí nghiệm trước. Trong thí nghiệm này ta đi tìm biến
thiên của vận tốc dao cắt đến tiêu hao nhiên liệu.
Kết quả thí nghiệm được trình bày trên Hình 4.3. Phân tích thống kê cho kết quả:
 Hệ số tương quan R giữa X1 và Y1- là 0,983.
 Hệ số tương quan bình phương giữa chúng R2 = 0,967.
 Hệ số tương quan R2 hiệu chỉnh = 0,945
 Với mức ý nghĩa của hệ số tương quan (X1,Y1-2 ) bằng 0,006, giá trị này < 0,05 cho
thấy quan hệ (biến X1, hàm Y1-2 ) có mối quan hệ cao. Ta thiết lập được phương
trình hồi quy tổng quát có dạng phương trình bậc 2.
Y1-2 = A2X12 + B2 X1 + C2

(4.4)

Kết quả xử lý số liệu thống kê lập được phương trình hồi quy quan hệ giữa vận tốc
dao cắt đến tiêu hao nhiên liệu.
Y1-2 = 0,002 X12 - 0,153 X1 + 10,826

(4.5)

Hay biểu diễn dưới dạng biến thực
NL1 = 0,002V2d - 0,153Vd + 10,826

(4.6)
95


Xây dựng được đồ thị tương quan X1 và Y1-2 vận tốc dao cắt cỏ và tiêu hao nhiên
liệu như sau:

Hình 4.10: Đồ thị quan hệ vận tốc dao cắt cỏ và tiêu hao nhiên liệu
 Nhận xét:
 Đồ thị quan hệ giữa vận tốc dao cắt và tiêu hao nhiên liệu có dạng parabol.
 Quan sát đồ thị trên ta thấy rằng miền vận tốc của dao cắt vùng 32,5-37,5 m/s cho
tiêu hao nhiên liệu thấp.
4.6.1.3. Xác định ảnh hưởng của vận tốc dao cắt đến độ sót cỏ khi cắt
Thực hiện như các phần thí nghiệm trước. Trong thí nghiệm này ta đi tìm biến thiên
của vận tốc dao cắt đến độ sót cỏ hai dao.
Kết quả thí nghiệm được trình bày trênHình 4 4. Phân tích thống kê cho kết quả:
 Hệ số tương quan R giữa X1 và Y1-3 là 0,989.
 Hệ số tương quan bình phương giữa chúng R2 = 0,977.
 Hệ số tương quan R2 hiệu chỉnh = 0,962
 Với mức ý nghĩa của hệ số tương quan (X1,Y1-4 ) bằng 0,003, giá trị này < 0,05 cho
thấy quan hệ (biến X1, hàm Y1-3 ) có mối quan hệ cao. Ta thiết lập được phương
trình hồi quy tổng qt có dạng phương trình bậc 2.
Y1-3 = A3X12 + B3 X1 + C3

(4.10)

Kết quả xử lý số liệu thống kê ta lập được phương trình hồi quy quan hệ giữa vận

tốc dao cắt đến tiêu hao nhiên liệu.
Y1-3 = 0,005X12 - 0,632 X1 + 14,689

(4.11)

Hay biểu diễn dưới dạng biến thực
DS1 = 0,005V2d - 0,632Vd + 14,689

(4.12)

Xây dựng được đồ thị tương quan X1 và Y1-4 vận tốc dao cắt gốc và độ sót như sau:

96


Hình 4.11: Đồ thị quan hệ vận tốc dao cắt và độ sót
 Nhận xét:
 Đồ thị quan hệ giữa vận tốc dao cắt và độ sót có dạng ½ parabol.
 Vận tốc dao cắt tăng thì độ sót càng ít, vùng cực tiểu tại 50 - 55 m/s
4.6.2. Ta tiến hành thực nghiệm ảnh hưởng vận tốc dao cắt đến các hàm mục
tiêu nghiên cứu với loại dao lưỡi thẳng góc 30°( dao loại B)
Kết quả thí nghiệm trình bày trong Bảng 4.6
Bảng 4.6: Bảng số liệu khảo nghiệm ảnh hưởng vận tốc dao cắt đến
các hàm mục tiêu nghiên cứu với loại dao lưỡi thẳng góc 30°(dao loại B)
Thông số hiệu chỉnh
Kết quả
khảo nghiệm
Năng suất
Tiêu hao
Vm (m/s)

Vd (m/s)
Độ sót (%)
STT
(ha/h)
(lít/ha)
X2
X1
Y2-1
Y2-2
Y2-3
1
0,8
30
0,164
6,3
8,3
2
0,8
35
0,170
5,6
8,1
3
0,8
40
0,170
4,5
8,5
4
0,8

45
0,180
4,1
8,3
5
0,8
50
0,200
3,3
8,5
6
0,8
55
0,202
3,2
9,1
0,181
4,5
8,47
TB
0,8
42,50
Sau đây ta xét cho từng trường hợp cụ thể đến quá trình.
4.6.2.1. Xác định ảnh hưởng của vận tốc cắt của dao cắt đến năng suất
Tiến hành phân tích hồi quy kết quả thí nghiệmHình 4 5 cho các giá trị.
 Hệ số tương quan R giữa X1 và Y2-1 là 0,966.
 Hệ số tương quan bình phương giữa chúng là R2= 0,933.
 Hệ số tương quan R2 hiệu chỉnh = 0,888
97

 Với mức ý nghĩa (significant) của hệ số tương quan (X1,Y2-1 ) bằng 0,017, giá trị
này < 0,05 cho thấy quan hệ (biến X1, hàm Y2-1 ) có mối quan hệ cao. Ta thiết lập
được phương trình hồi quy tổng qt có dạng phương trình bậc 2.
Y 2-1 = A1X12 + B1 X1 + C1
(4.13)
Kết quả xử lý số liệu ta lập được phương trình hồi quy quan hệ giữa vận tốc dao cắt cỏ
và năng suất của máy cắt cỏ .
Y2-1 = 0,00004X12 - 0,002X1 +0,185
(4.14)
Hay biểu diễn dưới dạng biến thực
Ns = 0,00004Vd2 - 0,002Vd +0,185
(4.15)
Xây dựng được đồ thị tương quan X1 và Y2-1 vận tốc dao cắt gốc và năng suất của máy
cắt cỏ như sau:

Hình 4.12: Đồ thị quan hệ vận tốc dao và năng suất của máy cắt cỏ
 Nhận xét
 Đồ thị quan hệ giữa vận tốc dao cắt và năng suất máy có dạng ½ parabol.
 Miền vận tốc của dao cắt tốt nhất từ 52,5 m/s đến 57,5 m/s cho năng suất cao nhất
khoảng 0,202 ha/h
4.6.2.2. Xác định ảnh hưởng của vận tốc dao cắt đến tiêu hao nhiên liệu.
Thực hiện như trong phần thí nghiệm trước. Trong thí nghiệm này ta đi tìm biến
thiên của vận tốc dao cắt đến tiêu hao nhiên liệu.
Kết quả thí nghiệm được trình bày trênHình 4 6. Phân tích thống kê cho kết quả:
 Hệ số tương quan R giữa X1 và Y2- 2 là 0,940.
 Hệ số tương quan bình phương giữa chúng R2 = 0,884.
 Hệ số tương quan R2 hiệu chỉnh = 0,806
 Với mức ý nghĩa của hệ số tương quan (X1,Y2-2 ) bằng 0,040, giá trị này < 0,05 cho
thấy quan hệ (biến X1, hàm Y2-2 ) có mối quan hệ cao. Ta thiết lập được phương

trình hồi quy tổng qt có dạng phương trình bậc 2.
Y2-2 = A2X12 + B2 X1 + C2

(4.16)

Kết quả xử lý số liệu thống kê lập được phương trình hồi quy quan hệ giữa vận tốc
dao cắt đến tiêu hao nhiên liệu.
98


Y2-2 = 0,003 X12 - 0,189 X1 + 11,669
(4.17)
Hay biểu diễn dưới dạng biến thực
NL1 = 0,003V2d - 0,189Vd + 11,669
(4.18)
Xây dựng được đồ thị tương quan X1 và Y1-2 vận tốc dao cắt cỏ và tiêu hao nhiên liệu
như sau:

Hình 4.13: Đồ thị quan hệ vận tốc dao cắt cỏ và tiêu hao nhiên liệu
 Nhận xét:
 Đồ thị quan hệ giữa vận tốc dao cắt và tiêu hao nhiên liệu có dạng parabol.
 Miền vận tốc của dao cắt vùng 32,5 - 37,5m/s cho tiêu hao chi phí nhiên liệu thấp
nhất.
4.6.2.3. Xác định ảnh hưởng của vận tốc dao cắt đến độ sót cỏ khi cắt
Thực hiện như các phần thí nghiệm trước. Trong thí nghiệm này ta đi tìm biến thiên
của vận tốc dao cắt đến độ sót cỏ hai dao.
Kết quả thí nghiệm được trình bày trênHình 4 7. Phân tích thống kê cho kết quả:
 Hệ số tương quan R giữa X1 và Y1-3 là 0,988.
 Hệ số tương quan bình phương giữa chúng R2 = 0,976.
 Hệ số tương quan R2 hiệu chỉnh = 0,959

 Với mức ý nghĩa của hệ số tương quan (X1,Y2-3 ) bằng 0,004, giá trị này < 0,05 cho
thấy quan hệ (biến X1, hàm Y2-3 ) có mối quan hệ cao. Ta thiết lập được phương
trình hồi quy tổng qt có dạng phương trình bậc 2.
Y2-3 = A3X12 + B3 X1 + C3
(4.19)
Kết quả xử lý số liệu thống kê ta lập được phương trình hồi quy quan hệ giữa vận tốc
dao cắt đến tiêu hao nhiên liệu.
Y2-3 = 0,003X12 - 0,377 X1 + 15,169
(4.20)
Hay biểu diễn dưới dạng biến thực
DS1 = 0,003V2d - 0,377Vd + 15,169
(4.21)
Xây dựng được đồ thị tương quan X1 và Y1-4 vận tốc dao cắt và độ sót như sau:

99


Hình 4.14: Đồ thị quan hệ vận tốc dao cắt và độ sót
 Nhận xét:
 Đồ thị quan hệ giữa vận tốc dao cắt và độ sót có dạng ½ parabol.
 Vận tốc dao cắt tăng thì độ sót càng ít, vùng cực tiểu tại 47,5 - 55 m/s
4.6.3. Ta tiến hành thực nghiệm ảnh hưởng vận tốc dao cắt đến các hàm mục
tiêu nghiên cứu với loại dao cưa hình tam giác (C)
Kết quả thí nghiệm trình bày trong Bảng 4.7
Bảng 4.6: Bảng số liệu khảo nghiệm ảnh hưởng vận tốc dao cắt đến
các hàm mục tiêu nghiên cứu với loại dao Lưỡi răng cưa hình tam giác (C)
Thơng số hiệu chỉnh
Kết quả
khảo nghiệm
Năng suất

Tiêu hao
STT Vm (m/s)
Vd (m/s)
Độ sót (%)
(ha/h)
(lít/ha)
X2
X1
Y3-1
Y3-2
Y3-3
1
0,8
30
0,170
7,90
5,2
2
0,8
35
0,180
7,75
4,8
3
0,8
40
0,220
7,95
4,1
4

0,8
45
0,230
8,00
3,5
5
0,8
50
0,220
8,20
3,1
6
0,8
55
0,224
8,50
2,8
5,2
TB
0,8
42,500
0,207
8,05
Sau đây ta xét cho từng trường hợp cụ thể đến quá trình.
4.6.3.1. Xác định ảnh hưởng của vận tốc cắt của dao cắt đến năng suất
Tiến hành phân tích hồi quy kết quả thí nghiệm Bảng 4.8 cho các giá trị.
 Hệ số tương quan R giữa X1 và Y1-1 là 0,960.
 Hệ số tương quan bình phương giữa chúng là R2= 0,922.
 Với mức ý nghĩa (significant) của hệ số tương quan (X1,Y1-1 ) bằng 0,010, giá trị
100

này < 0,05 cho thấy quan hệ (biến X1, hàm Y1-1 ) có mối quan hệ cao. Ta thiết lập
được phương trình hồi quy tổng qt có dạng phương trình bậc 2.
Y 1-1 = A1X12 + B1 X1 + C1
(4.22)
Kết quả xử lý số liệu ta lập được phương trình hồi quy quan hệ giữa vận tốc dao cắt cỏ
và năng suất của máy cắt cỏ .
Y1-1 = -0,000154X12 + 0,0162X1 - 0,165
(4.23)
Hay biểu diễn dưới dạng biến thực
Ns = -0,000154Vd2 + 0,0162Vd - 0,165
(4.24)
Xây dựng được đồ thị tương quan X1 và Y1-1 vận tốc dao cắt gốc và năng suất của máy
cắt cỏ như sau:

Hình 4.15: Đồ thị quan hệ vận tốc dao cắt gốc và năng suất của máy cắt cỏ
 Nhận xét
 Đồ thị quan hệ giữa vận tốc dao cắt và năng suất máy có dạng parabol.
 Miền vận tốc của dao cắt tốt nhất từ 42,5 m/s đến 47,5 m/s cho năng suất cao nhất
khoảng 0,23 ha/h
4.6.3.2. Xác định ảnh hưởng của vận tốc dao cắt đến tiêu hao nhiên liệu.
Thực hiện như trong phần thí nghiệm trước. Trong thí nghiệm này ta đi tìm biến
thiên của vận tốc dao cắt đến tiêu hao nhiên liệu.
Kết quả thí nghiệm được trình bày trên Bảng 4.10. Phân tích thống kê cho kết quả:
 Hệ số tương quan R giữa X1 và Y1-2 là 0,981.
 Hệ số tương quan bình phương giữa chúng R2 = 0,962.
 Hệ số tương quan R2 hiệu chỉnh = 0,937
 Với mức ý nghĩa của hệ số tương quan (X1,Y1-2 ) bằng 0,007, giá trị này < 0,05 cho
thấy quan hệ (biến X1, hàm Y1-2 ) có mối quan hệ cao. Ta thiết lập được phương

trình hồi quy tổng qt có dạng phương trình bậc 2.
Y1-2 = A2X12 + B2 X1 + C2
(4.25)
Kết quả xử lý số liệu thống kê lập được phương trình hồi quy quan hệ giữa vận tốc dao
cắt đến tiêu hao nhiên liệu.
Y1-2 = 0,002 X12 - 0,111 X1 + 9,767
(4.26)
101


Hay biểu diễn dưới dạng biến thực
NL1 = 0,002V2d - 0,111Vd + 9,767
(4.27)
Xây dựng được đồ thị tương quan X1 và Y1-2 vận tốc dao cắt cỏ và tiêu hao nhiên liệu
như sau:

Hình 4.16: Đồ thị quan hệ vận tốc dao cắt cỏ và tiêu hao nhiên liệu
 Nhận xét:
 Đồ thị quan hệ giữa vận tốc dao cắt và tiêu hao nhiên liệu có dạng 1/2 parabol.
 Miền vận tốc của dao cắt vùng 32,5 – 37,5 m/s cho tiêu hao chi phí nhiên liệu thấp
nhất.
4.6.3.3. Xác định ảnh hưởng của vận tốc dao cắt đến độ sót cỏ khi cắt
Thực hiện như các phần thí nghiệm trước. Trong thí nghiệm này ta đi tìm biến thiên
của vận tốc dao cắt đến độ sót cỏ hai dao.
Kết quả thí nghiệm được trình bày trên Bảng 4.10. Phân tích thống kê cho kết quả:
Hệ số tương quan R giữa X1 và Y1-3 là 0,996.
 Hệ số tương quan bình phương giữa chúng R2 = 0,992.
 Hệ số tương quan R2 hiệu chỉnh = 0,986
 Với mức ý nghĩa của hệ số tương quan (X1,Y1-4 ) bằng 0,001, giá trị này < 0,05 cho
thấy quan hệ (biến X1, hàm Y1-3 ) có mối quan hệ cao. Ta thiết lập được phương

trình hồi quy tổng qt có dạng phương trình bậc 2.
Y1-3 = A3X12 + B3 X1 + C3
(4.27)
Kết quả xử lý số liệu thống kê ta lập được phương trình hồi quy quan hệ giữa vận tốc
dao cắt đến tiêu hao nhiên liệu.
Y1-3 = 0,001X12 - 0,204 X1 + 10,32
(4.28)
Hay biểu diễn dưới dạng biến thực
DS1 = 0,064V2d - 2,726Vd + 30,352
(4.29)
Xây dựng được đồ thị tương quan X1 và Y1-4 vận tốc dao cắt gốc và độ sót như sau:

102


Hình 4.17: Đồ thị quan hệ vận tốc dao cắt gốc và độ sót
 Nhận xét:
 Đồ thị quan hệ giữa vận tốc dao cắt và độ sót có dạng ½ parabol.
 Vận tốc dao cắt tăng thì độ sót càng ít, vùng cực tiểu tại 55 m/s
4.7. Thiết lập các mối quan hệ vận tốc dao cắt liên quan đến các hàm mục tiêu
4.7.1. Bảng tổng hợp kết quả thức nghiệm
Bảng 4.7: tổng hợp quan hệ vận tốc dao cắt đến năng suất 3 loại dao cắt A,B,C
Vận tốc dao cắt Năng suất dao C
Năng suất dao B
Năng suất dao A
(m/s)
(ha/h)
(ha/h)
(ha/h)
30

0,170
0,164
0,164
35
0,180
0,170
0,178
40
0,220
0,170
0,180
45
0,230
0,180
0,186
50
0,220
0,200
0,190
55
0,224
0,202
0,194
Bảng 4.8: Tổng hợp quan hệ vận tốc dao cắt đến độ sót của 3 loại dao A,B,C
Vận tốc dao cắt
Độ sót dao C (%) Độ sót dao B (%)
Độ sót dao A (%)
(m/s)
30
5,2

6,25
8,5
35
4,8
5,6
7,5
40
4,1
4,5
6,25
45
3,5
4,1
5,2
50
3,1
3,3
4,2
55
2,8
3,2
4,5

103


Bảng 4.9: Tổng hợp quan hệ vận tốc dao cắt đến tiêu hao nhiên liệu riêng của 3 loại
dao A, B, C
Tiêu hao dao C
Tiêu hao dao B

Tiêu hao dao A
Vận tốc dao cắt
(lít/ha)
(lít/ha)
(lít/ha)
(m/s)
30
7,90
8,3
8,2
35
7,75
8,1
8
40
7,95
8,5
8,2
45
8,00
8,3
8,3
50
8,20
8,5
8,5
55
8,50
9,1
8,9

0,2

10

0,19

8

0,18

6

0,17
4

0,16

2

0,15
0,14

Tiêu hao (lít/ha)

Năng suất (ha/h)

Trên cơ sở kết quả khảo nghiệm, ta thiết lập đồ thị quan hệ tương quan giữ vận tốc
dao cắt với vận tốc tiến của máy được xác định 0,8m/s với các hàm mục tiêu như sau:

0
30

35

40
45
Vận tốc dao (m/s)

Năng suất (ha/h)

50

55

Tiêu hao nhiên liệu ( lít/ha)

Hình 4.18: Đồ thị quan hệ giữa vận tốc dao cắt đến năng suất
và tiêu hao nhiên liệu của dao A
 Nhận xét:
 Ứng với vân tốc tiến của máy 0,8m/s (2,88km/giờ) thì tại vận tốc dao A là 55m/s
cho năng suất cắt cao nhất, đồng thời tiêu hao nhiên liệu riêng cũng thấp nhất.

0,2

9,000

0,18

8,500

0,16

8,000

0,14

7,500

30

35 40 45 50
Vận tốc dao (m/s)

Năng suất (ha/h)

Độ sót (%)

Năng suất (ha/h)

 Điểm giao của hai đường cong này là tại vị trí vận tốc dao A là 37,5m/s

55

Độ sót (%)

Hình 4.19: Đồ thị quan hệ giữa vận tốc dao cắt đến năng suất và độ sót, của dao A
104

 Nhận xét:
 Ứng với vân tốc tiến của máy 0,8m/s (2,88km/giờ) thì tại vận tốc dao A 55m/s cho
năng suất cắt cao nhất, nhưng đồng thời độ sót cũng cao nhất.
 Độ sót thấp nhất tại vị trí vận tốc dao cắt loại A là 35m/s
 Điểm giao của hai đường cong này là tại vị trí vận tốc dao 55m/s.

0,250
0,200
0,150
0,100
0,050
0,000

8
6
4
2

Độ sót (%)

Năng suất ( ha/h)

 Nên chọn vận tốc dao cắt dao loại A 55m/s để đạt được năng suất, trong khi đó sót
nhỏ hơn 10% được chấp nhận.

0
30

35

40

45

50

55

Vận tốc dao (m/s)
Năng suất dao B (ha/h)

Độ sót dao B (%)

Hình 4.20: Đồ thị quan hệ giữa vận tốc dao cắt đến năng suất và độ sót của dao B
 Nhận xét về quan hê vận tốc dao đến độ sót đối với dao B :
 Ứng với vân tốc tiến của máy 0,8m/s (2,88km/giờ) thì tại vận tốc dao B là 55m/s
cho năng suất cắt cao nhất, đồng thời độ sót cũng thấp nhất.

0,250
0,200
0,150
0,100
0,050
0,000

9,5
9
8,5
8

Tiêu hao(lít/ha)

Năng suất ( ha/h)

 Điểm giao của hai đường cong này là tại vị trí vận tốc dao B là 38 m/s

7,5

30

35

40

Năng suất dao B (ha/h)

45

50

55
Vận tốc dao (m/s)

Tiêu hao dao B (lít/ha)

Hình 4.21: Quan hệ giữa vận tốc dao cắt đến năng suất
và tiêu hao nhiên liệu của dao B
 Nhận xét quan hê vận tốc dao đến tiêu hao nhiên liệu riêng đối với dao B
 Ứng với vận tốc tiến của máy 0,8m/s, tại vận tốc dao B là 55m/s cho năng suất cắt
cao nhất, đồng thời tiêu hao nhiên lịệu riêng cũng cao nhất.

 Điểm giao của hai đường cong này là tại vị trí vận tốc dao B là 55m/s Do vậy nên
chọn dao B làm việc ở chế độ vận tốc dao 55m/s sẽ giải quyết được vấn đề năng
105


009
008
008
008
008
008
007
007

Năng suất ( ha/h)

0,250
0,200
0,150
0,100
0,050
0,000
30

35

40

45

Năng suất dao C (ha/h)

50

Tiêu hao(lít/ha)

suất cắt cỏ trong khi tiêu hao nhiên liệu 9,2 lít/ha

55

Vận tốc dao (m/s)

Tiêu hao dao C (lít/ha)

Hình 4.22: Đồ thị quan hệ giữa vận tốc dao cắt đến năng suất
và tiêu hao nhiên của dao C
 Nhận xét quan hệ vận tốc dao đến tiêu hao nhiên liệu riêng đối với dao C
 Ứng với vân tốc tiến của máy 0,8m/s, tại vận tốc dao C là 45m/s cho năng suất cắt
cao nhất, đồng thời tiêu hao nhiên lịệu riêng < 8lít/ha
 Điểm giao của hai đường cong này là tại vị trí vận tốc dao C 53,5m/s.

0,250
0,200
0,150
0,100
0,050
0,000

6
4

2

Độ sót (%)

Năng suất ( ha/h)

 Nên chọn dao C làm việc ở chế độ vận tốc dao 45m/s sẽ giải quyết được vấn đề
năng suất cắt cỏ trong khi tiêu hao nhiên liệu riêng là 8 lít/ha

0
30

35

40

45

50

55

Vận tốc dao (m/s)
Năng suất dao C (ha/h)

Độ sót dao C (%)

Hình 4.23: Đồ thị quan hệ giữa vận tốc dao cắt đến năng suất và độ sót của dao C
 Nhận xét quan hê vận tốc dao C đến đọ sót

 Ứng với vân tốc tiến của máy 0,8m/s, tại vận tốc dao C là 45m/s cho năng suất cắt
cao nhất ứng với độ sót < 4%).
 Điểm giao của hai đường cong này là tại vị trí vận tốc dao C là 33m/s.
 Nên chọn dao C làm viêc ở chế độ vận tốc dao 45m/s sẽ giải quyết được vấn đề
năng suất cắt cỏ trong khi độ sót chấp nhân được.

106


010

0,200

009

0,150

009

0,100

008

0,050

008

0,000

Tiêu hao(lít/ha)

Năng suất ( ha/h)

0,250

007
30

35

40

45

50

55
Vận tốc dao (m/s)

Năng suất dao C (ha/h)
Năng suất dao B (ha/h)
Tiêu hao dao B (lít/ha)

Năng suất dao A (ha/h)
Tiêu hao dao C (lít/ha)
Tiêu hao dao A (lít/ha)

Hình 4.24: Quan hệ giữa vận tốc dao cắt đến năng suất
và tiêu hao nhiên liêu của dao A,B,C
 Nhận xét về quan hê vận tốc dao đến tiêu hao nhiên liệu riêng của 3 loại dao

A, B, C
 Xét về mặt năng suất cho thấy ứng với vận tốc tiến của máy 0,8m/s, tại vận tốc dao
C là 45m/s năng suất cắt của dao C là cao nhất đạt 0,23 ha/ giờ sau đo mới đến dao
dao A cho năng suất 0,186 ha/h vs dao B là 0,18ha/h (chênh lệch năng suất dao B
và dao A không nhiều)
 Xét về tiêu hao nhiên liệu riêng thì cũng tại vận tốc dao 45m/s thì dao C là thấp
nhất, sau đó mới đến dao B tại vận tốc dao 45m/s tiêu hao nhiên liệu riêng dao B và
dao A không khác biệt nhiều.
 Nên chọn dao C làm việc ở chế độ vận tốc dao 45m/s sẽ giải quyết được vấn đề
năng suất cắt cỏ và tiêu hao nhiên liệu riêng là 8 lít/ha trong khi dao B và dao A
mức cao >8,3 lít /ha.

107


Đồ thị 4.18.
0,250

9
8
7
6

0,150

5
4

0,100

Độ sót(%)

Năng suất ( ha/h)

0,200

3
2

0,050

1
0,000

0

30

35

40

45

50

55

Vận tốc dao (m/s)

Năng suất dao C (ha/h)

Năng suất dao A (ha/h)

Năng suất dao B (ha/h)

Độ sót dao C (%)

Độ sót dao B (%)

Độ sót dao A (%)

Hình 4.25: Đồ thị quan hệ giữa vận tốc dao cắt đến năng suất
và độ sót của 3 loại dao A,B,C
 Nhận xét về quan hê vận tốc dao C đến đơ sót của 3 loại dao A,B,C
 Xét về mặt năng suất cho thấy ứng với vân tốc tiến của máy 0,8m/s, tại vận tốc
45m/s năng suất cắt của dao C cho cao nhất, trong khi dao B phải ở vận tốc dao là
50m/s và dao A là 55m/s
 Xét về độ sót thì tại vận tốc 45 m/s dao C có độ sót là thấp nhất là 3,5%
 Nên chọn dao C làm việc ở chế độ vận tốc dao 45m/s sẽ giải quyết được vấn đề
năng suất cắt cỏ và tiêu hao nhiên liệu riêng chấp nhận mức < 4%
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
5.1. Kết luận
 Hoàn thành các mục tiêu đề tài đã đề ra.
 Thực hiện tính tốn, thiết kế, chế tạo được một máy cắt cỏ sử dụng trong các nông
trại trồng cây ăn trái.
 Làm chủ được công nghệ cắt cỏ bằng kết cấu dạng tang trống hay cịn được gọi là
kết cấu hai trụ xoay có vành lắp dao kiểu động. Với khả năng nắm bắt được cơng
nghệ ta hồn tồn có thể xây dựng được các kế hoạch cái tiến và tối ưu loại máy cắt
cỏ này trong tương lai.

 Kết quả cụ thể về máy cắt cỏ của đề tài đã đạt được.
 Kích thước tổng thể máy:
 Năng suất làm việc: 0,23ha/h
108