Nghiên cứu cải tiến máy cày ngầm một thân liên hợp với máy kéo cỡ 50 mã lực để rạch hàng trồng rừng tràm bông vàng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
LÊ THÀNH TRUNG
NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN MÁY CÀY NGẦM 1 THÂN
LIÊN HỢP VỚI MÁY KÉO CỠ 50 MÃ LỰC
ĐỂ RẠCH HÀNG TRỒNG RỪNG
TRÀM BÔNG VÀNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
ĐỒNG NAI, 2014
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
LÊ THÀNH TRUNG
NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN MÁY CÀY NGẦM 1 THÂN
LIÊN HỢP VỚI MÁY KÉO CỠ 50 MÃ LỰC
ĐỂ RẠCH HÀNG TRỒNG RỪNG
TRÀM BÔNG VÀNG
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ
Mã số : 60.52.01.03
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. NGUYỄN NHƯ NAM
ĐỒNG NAI - 2014
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu ,
kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong
bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác.
Tác giả luận văn
Lê Thành Trung
i
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn thạc sĩ này tôi xin chân thành cảm ơn đến:

Thầy TS. Nguyễn Như Nam, Giảng viên khoa Cơ khí – Công nghệ, Trường
Đại Học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh là Giảng viên hướng dẫn đề tài .Thầy đã tận
tình chỉ bảo giúp đở tạo mọi điều kiện thuận lơi cho tôi trong suốt quá trình làm đề
tài. Qua thời gian làm việc cùng thầy, tôi đã có những kiến thức nghiên cứu khoa
học, cách nhận định đánh giá một vấn đề Đó là nền tảng cho tôi tiếp bước vững
chắc trong công tác giảng dạy của mình sau này.
Thầy PGS.TS.Dương Văn Tài , Chủ nhiệm khoa Cơ điện và Công trình,Chủ
nhiệm Bộ môn Công nghệ và máy chuyên dùng. Trường Đại Học Lâm nghiệp.
Thầy PGS.TS Nguyễn Phan Thiết , Trưởng phòng Sau Đại Học, Trường Đại
Học Lâm Nghiệp , Quí Thầy đã tạo điều kiện và giúp đỡ cho tôi trong quá trình làm
việc và thực hiện luận văn.
Ban Giám Hiệu Trường Đại học Lâm nghiệp cơ sở II, ban chủ nhiệm phòng
Đào Tạo Sau Đại Học và toàn thể giảng viên giảng dạy và hướng dẫn các môn học
ở chương trình cao học tại trường tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện luận văn
này.
Xin cảm ơn quý Thầy Cô đã phản biện đề tài cho những lời nhận xét quí báu,
qua những phản hồi đó tôi có thể để hoàn thiện hơn trong quá trình nghiên cứu.
tác giả.
ii
MỤC LỤC

Trang
MỤC LỤC i
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt
iv
Danh mục các bảng v
Danh mục các hình vẽ, đồ thị vi
MỞ ĐẦU 1
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4
1.1. Tổng luận về cơ giới hóa trồng rừng tràm bông vàng và

cày ngầm
4
1.1.1. Tổng luận về cây tràm bông vàng 4
1.1.2. Tổng luận về cơ giới hóa trồng rừng và cày ngầm 5
1.2. Cơ sở cải tiến máy cày ngầm một thân dùng làm máy
rạch hàng tạo rãnh trồng tràm bông vàng
12
1.2.1. Kỹ thuật trồng cây tràm bông vàng 12
1.2.2. Lý thuyết tính toán cày ngầm 13
1.3. Ý kiến thảo luận và đề xuất hướng nghiên cứu 15
1.3.1. Ý kiến thảo luận 15
1.3.2. Đề xuất hướng nghiên cứu 16
Chương 2. MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG
VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
17
2.1. Mục tiêu nghiên cứu 17
2.1.1. Mục tiêu tổng quát 17
2.1.2. Mục tiêu cụ thể 17
2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 17
2.2.1. Đối tượng nghiên cứu 17
2.2.2. Phạm vi nghiên cứu 17
2.3. Nội dung nghiên cứu 17
2.4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 18
2.4.1. Cách tiếp cận 18
2.4.2. phương pháp nghiên cứu 19
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 24
3.1. Cải tiến máy cày ngầm 1 thân CN – 1 liên hợp với máy
kéo 4 bánh bơm cỡ 50 mã lực để phục vụ rạch hàng trồng
tràm bông vàng
24

3.1.1. Các chỉ tiêu kỹ thuật cho máy cày ngầm 1 thân cải tiến CN-
1
24
3.1.2. Cải tiến lưỡi cày ngầm phục vụ thực nghiệm rạch hàng
trồng tràm bông vàng
24
3.2. Nghiên cứu máy cày ngầm 1 thân CN – 1 cải tiến liên hợp
với máy kéo cỡ 50 mã lực rạch hàng tạo rãnh bằng
25
iii
phương pháp quy hoạch thực nghiệm
3.2.1. Xây dựng bài toán “hộp đen” 25
3.2.2. Quy hoạch thực nghiệm theo phương án bậc I 28
3.2.3. Quy hoạch thực nghiệm theo phương án bậc II 34
3.2.4. Ý kiến thảo luận 48
3.3. Nghiên cứu tối ưu hóa liên hợp máy kéo MTZ – 50 và cày
ngầm 1 thân CN – 1 dùng tạo rãnh ngầm trồng tràm bông
vàng và cải tạo đất
49
3.3.1. Khái niệm thông số tối ưu và chỉ tiêu tối ưu 49
3.3.2. Kết quả xác định các thông số tối ưu hóa đơn mục tiêu 49
3.3.3. Kết quả xác định các thông số tối ưu hóa đa mục tiêu theo
phương pháp trọng số
52
3.3.4. Kết quả thực nghiệm kiểm định tại miền tối ưu 54
Chương 4. KẾT LUẬN VA KIẾN NGHỊ 58
4.1. Kết luận 58
4.2. Kiến nghị 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO 60
PHỤ LỤC 62

Phụ lục 1. Thực nghiệm theo quy hoạch bậc I 62
P. 1.1. Kết quả thực nghiệm theo quy hoạch bậc I 62
P. 1.2. Kết quả xử lý số liệu cho hàm độ phá vỡ đất theo chiều
ngang ở độ cày sâu 30 cm
62
P.1.2.1. Kết quả phân tích phương sai hàm độ phá vỡ đất theo
chiều ngang ở độ cày sâu 30 cm y
1
(cm) khi không có số
hạng chéo dạng mã hóa
62
P.1.2.2. Kết quả phân tích phương sai hàm độ phá vỡ đất theo
chiều ngang ở độ cày sâu 30 cm y
1
(cm) khi có số hạng
chéo dạng mã hóa
63
P.1.3. Kết quả xử lý số liệu hàm chi phí nhiên liệu cày ngầm g
NL
(l/ha)
64
P.1.3.1. Kết quả phân tích phương sai hàm chi phí nhiên liệu cày
ngầm y
2
(l/ha) khi không có số hạng chéo dạng mã hóa
64
P.1.3.2. Kết quả phân tích phương sai hàm chi phí nhiên liệu cày
ngầm y
2
(l/ha) khi có số hạng chéo dạng mã hóa

64
P.1.3.3. Kết quả xác định mô hình đa thức bậc I của hàm chi phí
nhiên liệu cày ngầm y
2
(l/ha) có số hạng chéo dạng mã hóa
65
Phụ lục 2. Thực nghiệm theo quy hoạch bậc II 66
P.2.1. Kết quả thực nghiệm theo quy hoạch bậc II 66
P.2.2. Kết quả xử lý số liệu cho hàm độ phá vỡ đất theo chiều
ngang ở độ cày sâu 30 cm y
1
(cm)
66
P.2.2.1. Kết quả phân tích phương sai hàm độ phá vỡ đất theo
chiều ngang ở độ cày sâu 30 cm y
1
(cm) dạng mã hóa lần I
66
iv
P.2.2.2. Kết quả phân tích phương sai hàm độ phá vỡ đất theo
chiều ngang ở độ cày sâu 30 cm y
1
(cm) dạng mã hóa lần II
67
P.2.2.3. Kết quả tính toán hệ số hồi quy hàm độ phá vỡ đất theo
chiều ngang ở độ cày sâu 30 cm y
1
(cm) dạng mã hóa
67
P.2.2.4. Kết quả tính toán hệ số hồi quy hàm độ phá vỡ đất theo

chiều ngang ở độ cày sâu 30 cm Bt (cm) dạng thực
68
P.2.3. Kết quả xử lý số liệu cho hàm chi phí nhiên liệu cày ngầm
y
2
(l/ha)
68
P.2.3.1. Kết quả phân tích phương sai hàm hàm chi phí nhiên liệu
cày ngầm y
2
(l/ha) dạng mã hóa lần I
68
P.2.3.2. Kết quả phân tích phương sai hàm chi phí nhiên liệu cày
ngầm y
2
(l/ha) dạng mã hóa lần II
69
P.2.3.3. Kết quả tính toán hệ số hồi quy hàm chi phí nhiên liệu cày
ngầm y
2
(l/ha) dạng mã hóa
69
P.2.3.4 Kết quả tính toán hệ số hồi quy hàm chi phí nhiên liệu cày
ngầm y
2
(l/ha) dạng thực
69
Phụ lục 3. Kết quả tính toán tối ưu hóa 70
P.3.1. Kết quả tính toán tối ưu hóa đơn mục tiêu 70
P.3.1.1. Kết quả tính toán tối ưu hóa hàm y1 (hay Bt) 70

P.3.1.2. Kết quả tính toán tối ưu hóa hàm y2 (hay g
NL
) 70
P.3.2. Kết quả tính toán tối ưu hóa đa mục tiêu 71
Phụ lục 4. Một số hình ảnh thực hiện đề tài. 73

v
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỬ VIẾT TẮT
Ký hiệu Ý nghĩa Thứ nguyên
L
Độ lớn của biến dạng đất phía trước mũi nêm (cày ngầm)
m
α
Mức điểm sao
-
N
tn
Số thí nghiệm
-
n
0
Số lượng thí nghiệm tại tâm phương án trong quy hoạch thực
nghiệm
-
K
Số thông số vào trong quy hoạch thực nghiệm
-
F
t
Hệ số theo tiêu chuẩn Fisher tính

-
F
b
Giá trị hệ số tiêu chuẩn Fisơ tra bảng
-
ϕ
góc ma sát của đất với sắt ở độ ẩm cày
độ
α
góc nâng
độ
A
Độ lớn của biến dạng đất phía bên mũi nêm (cày ngầm)
M
b
Bề rộng của lưỡi cày ngầm
Cm
Bt
(Hàm) độ phá vỡ đất theo chiều ngang ở độ cày sâu 30 cm
Cm
g
NL
chi phí nhiên liệu cày ngầm rạch hàng
l/ha
v
Vận tốc liên hợp máy
m/s
a
góc nâng lưỡi cày ngầm
độ

y
1
Hàm độ phá vỡ đất theo chiều ngang ở độ cày sâu 30 cm dạng
mã hóa
Cm
y
2
Hàm chi phí nhiên liệu cày ngầm rạch hàng dạng mã hóa
l/ha
x
1
Bề rộng của lưỡi cày ngầm ở dạng mã hóa
-
x
2
Vận tốc liên hợp máy ở dạng mã hóa
-
x
3
góc nâng lưỡi cày ngầm ở dạng mã hóa
-
λ
11
, λ
22 Các số đặc trưng chính tắc của bề mặt bậc II
-
α
1
; α
2 Các trọng số hay thông số điều khiển tối ưu

-
vi
DANH MỤC CÁC BẢNG
Số bảng Tên bảng Trang
Bảng 3.1 Ma trận thí nghiệm theo phương án bậc I. 29
Bảng 3.2 Miền thực nghiệm theo phương án thực nghiệm bậc I. 30
Bảng 3.3 Kết quả thực nghiệm theo quy hoạch thực nghiệm bậc I. 30
Bảng 3.4 Ma trận thí nghiệm theo phương án bậc II. 35
Bảng 3.5 Miền thực nghiệm theo phương án thực nghiệm bậc II. 36
Bảng 3.6 Kết quả thực nghiệm theo quy hoạch thực nghiệm bậc II. 36
Bảng 3.7 Kết quả nhận dạng các đồ thị của hàm y
1
(bề mặt đáp ứng). 43
Bảng 3.8 Kết quả nhận dạng các đồ thị của hàm y
2
(bề mặt đáp ứng). 48
Bảng 3.9 Kết quả thí nghiệm tại chế độ làm việc tối ưu. 55
vii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Số hình Tên hình Trang
Hình 1.1 Rừng tràm bông vàng. 4
Hình 1.2 Máy cày ngầm Tây Ban Nha. 11
Hình 1.3 Sơ đồ tính toán lưỡi cày ngầm. 14
Hình 3.1 Mô hình bài toán ‘Hộp đen’ 28
Hình 3.2 Biểu đồ mức độ ảnh hưởng của các hệ số hồi quy đến hàm
mức độ phá vỡ đất theo chiều ngang ở độ sâu cày 30 cm y
1

dạng mã hóa.
40

Hình 3.3 Biểu đồ mức độ ảnh hưởng của các hệ số hồi quy đến hàm
mức độ phá vỡ đất theo chiều ngang ở độ sâu cày 30 cm Bt
dạng thực.
40
Hình 3.4 Đồ thị quan hệ Bt – v – b ở dạng không gian 3 chiều. 41
Hình 3.5 Đồ thị quan hệ Bt – v – b ở dạng phẳng. 41
Hình 3.6 Đồ thị quan hệ Bt – v – a ở dạng không gian 3 chiều. 42
Hình 3.7 Đồ thị quan hệ Bt – v – a ở dạng phẳng. 42
Hình 3.8 Đồ thị quan hệ Bt – b – a ở dạng không gian 3 chiều. 42
Hình 3.9 Đồ thị quan hệ Bt – b – a ở dạng phẳng. 42
Hình 3.10 Biểu đồ mức độ ảnh hưởng của các hệ số hồi quy đến chi
phí nhiên liệu cày ngầm y
2
dạng mã hóa.
44
Hình 3.11 Biểu đồ mức độ ảnh hưởng của các hệ số hồi quy đến chi
phí nhiên liệu cày ngầm g
NL
dạng thực.
44
Hình 3.12 Đồ thị quan hệ g
NL
– v – b ở dạng không gian 3 chiều. 46
Hình 3.13 Đồ thị quan hệ g
NL
– v – b ở dạng phẳng. 46
Hình 3.14 Đồ thị quan hệ g
NL
– v – a ở dạng không gian 3 chiều. 46
Hình 3.15 Đồ thị quan hệ g

NL
– v – a ở dạng phẳng. 46
Hình 3.16 Đồ thị quan hệ g
NL
– b – a ở dạng không gian 3 chiều. 46
Hình 3.17 Đồ thị quan hệ g
NL
– b – a ở dạng phẳng. 46
Hình P.1 Chuẩn bị máy trước khi khảo nghiệm. 73
Hình P.2 Lắp cày ngầm vào máy kéo MTZ – 50 để khảo nghiệm. 74
Hình P.3 Khảo nghiệm liên hợp máy cày ngầm rạch hàng trồng tràm
bông vàng.
74
Hình P.4 Đo đạc bề rộng cày ngầm. 74
viii
MỞ ĐẦU
Cây tràm bông vàng hay keo lá tràm là cây được du nhập vào nước ta khoảng
thập niên 1960 – 1970. Với khả năng thích nghi tốt trong điều kiện khí hậu, đất đai
của nước ta, cho năng suất và sản lượng lớn, thời gian khai thác nhanh và giá trị
thương phẩm cao, nên loại cây này nhanh chóng được chọn làm đối tượng trồng
rừng phủ xanh đất trắng, đồi trọc, những rừng nguyên sinh bị khai thác triệt để
không có khả năng tái sinh. Cây tràm bông vàng có thể gặp trên mọi miền của Đất
nước, nhưng nhiều hơn cả vẫn là các tỉnh Phía Nam, gần với Indonexia nơi quê
hương bản địa của nó hơn. Khác với cây cao su cũng là loại cây trồng thành rừng
(vườn cao su), con người sống dưới tán rừng tràm bông vàng được cải tạo về sức
khỏe nhờ cây rừng tạo khí hậu phù hợp với sức khỏe của con người. Trong rừng
tràm bông vàng có nhiều chi thú về hội tụ, nhưng ở rừng cao su rất khó bắt gặp bất
kỳ loài thú hay chim muông nào bay đến. Đây cũng là ưu thế khi trồng rừng tràm
bông vàng để cải tạo khí hậu. Cây tràm bông vàng được trồng với mật độ dày hơn
nên góp phần không nhỏ cho việc giữ đất trống lại xói mòn, hạn chế sự tàn phá của

mưa và lũ cuốn.
Trước tình hình rừng nguyên sinh ngày càng bị thu hẹp do khai thác bừa bãi
của con người, do tình trạng quản lý yếu kém, diện tích che phủ của rừng ở nước ta
ngày càng giảm. Việt Nam trở thành quốc gia có diện tích rừng che phủ thấp nhất
trong khu vực và loại thấp nhất ở châu Á . Đây cũng là nguyên nhân gây lụt lội, lũ
cuốn làm thiết hại không nhỏ đến đời sống vật chất, tính mạng, tài sản của người
dân , đến hoạt động sản xuất kinh doanh, đến nền kinh tế Đất nước. Đây cũng là
nguyên nhân góp phần làm biến đổi khí hậu theo chiều xấu đối với hoạt động sống
của con người. Để trả lại màu xanh cho Đất nước, Chính phủ đã có chương trình
trồng mới rừng không chỉ phục vụ tạo mảng xanh cho mặt đất mà còn là nguồn
cung cấp có kế hoạch nguyên liệu cho các ngành công nghiệp giấy, bột giấy, ván
dăm, nội thất, trang trí,… Trong chương trình này thì tràm bông vàng là một trong
1
những cây chọn làm rừng trồng chủ lực nhờ ưu thế năng suất cao, góp phần cải tạo
đất, dễ trồng, dễ sinh trưởng và phát triển, công tác giống đơn giản.
Trồng rừng công nghiệp với khoảng cách hàng hay cây trên hàng được tiêu
chuẩn hóa nhằm có thể cơ giới hóa cho các khâu chăm sóc, phòng chống cháy rừng,
tạo điều kiện cho cây trồng mọc và phát triển tốt nhất. Trong trồng rừng thì công tác
cắm tiêu và đào lỗ là công việc tốn nhiều công lao động và vất vả nhất. Khác với
canh tác cây ăn quả hay cây trồng cạn, trồng rừng nói chung và tràm bông vàng nói
riêng có mật độ cao hơn nhiều, nên chi phí công lao động cũng lớn hơn nhiều lần so
với các loại cây trồng khác. Trong canh tác, nếu đào lỗ đúng kỹ thuật cũng góp
phần giúp cây sinh trường và phát triển tốt. Vì vậy công tác đào lỗ trồng thành rừng
tràm bông vàng mang theo kiểu công nghiệp có vai trò cực kỳ quan trọng.
Cho đến nay, việc cơ giới hóa trồng trong rừng vẫn hoàn toàn mang tính thủ
công dựa vào sức người và các công cụ lao động giản đơn như cuốc, xẻng, nên cho
năng suất thấp. Để trồng rừng mang tính công nghiệp phải cần thiết cắm tiêu lỗ để
đào cũng là gia tăng chi phí trồng. Vì vậy nghiên cứu giảm nhẹ cường độ lao động
cho người trồng, tăng năng suất, hạ giá thành trồng hay đào lỗ trồng cây tràm bông
vàng có tính cấp thiết và tính thời sự cao.

Được sự chấp thuận của khoa Sau đại học, Ban Giám hiệu trường đại học
Lâm nghiệp Hà Nội và dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Như Nam, tôi xin thực
hiện đề tài:
“Nghiên cứu cải tiến máy cày ngầm một thân liên hợp với máy kéo cỡ 50
mã lực để rạch hàng trồng rừng tràm bông vàng”
Mục tiêu tổng quát:
Góp phần cơ giới hóa trồng rừng tràm bông vàng theo hướng nâng cao năng
suất, hiệu quả, chất lượng trồng, tạo điều kiện sản xuất cơ giới hóa cho các khâu
chăm sóc và thu hoạch sau này.
2
Mục tiêu cụ thể:
1) Cải tiến máy cày ngầm 1 thân liên hợp với máy kéo bánh bơm có công suất 50
mã lực (cỡ lực kéo 1,4 tấn) phục vụ cho công tác rạch hàng tạo rãnh thay cho công
việc cắm tiêu, giảm cường độ lao động đào hố, nâng cao năng suất đào hố thủ công.
2) Cải tạo đất trồng rừng: tạo độ tơi xốp, giữ nước, chất dinh dưỡng ở hàng rạch
nhằm cho cây rừng mới trồng phát triển.
Nội dung nghiên cứu đề tài:
Nội dung nghiên cứu đề tài gồm:
+ Nghiên cứu cải tiến máy cày ngầm 1 thân CN – 1 liên hợp với các loại máy kéo
có cỡ lực kéo 1,4 tấn phục vụ công tác thực nghiệm theo hướng rạch hàng tạo rãnh
thay cho công việc cắm tiêu, giảm cường độ lao động đào hố, nâng cao năng suất
đào hố thủ công.;
+ Khảo nghiệm xác định các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật và tính toán đánh giá hiệu quả
kinh tế sử dụng máy cày ngầm CN – 1 vào trồng rừng tràm bông vàng.
Tính mới của đề tài:
+ Máy cày ngầm 1 thân CN – 1 được nghiên cứu với chức năng mới là rạch tiêu
định lỗ và làm tơi đất tại vị trí đào để làm lỗ giảm cường độ lao động cho người đào
lỗ, tăng năng suất lao động.
+ Góp phần cải tạo đất trồng rừng.
Tính khoa học của đề tài:

Đề tài phát triển các vấn đề khoa học mới cả về lý luận và thực tiễn trong
việc cơ giới hóa trồng rừng.
Ý nghĩa thực tiễn của đề tài:
Đề tài góp phần cơ giới hóa trồng rừng theo hướng nâng cao hiệu quả kinh
tế, kỹ thuật.
3
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng luận về cơ giới hóa trồng rừng tràm bông vàng và cày ngầm
1.1.1. Tổng luận về cây tràm bông vàng
Cây tràm bông vàng (hình 1.1) còn có tên là cây keo lá tràm có danh pháp
khoa học là Acacia auriculiformis là một loài cây thuộc chi Acacia. Loài này trong
tiếng Việt còn có tên gọi khác là keo lưỡi liềm, tên này được sử dụng nhiều khi loài
này mới nhập nội vào Việt Nam (thập kỷ 1960-1970), sau này người ta sử dụng
rộng rãi tên gọi tràm bông vàng. Cây tràm bông vàng được phân bố tự nhiên ở vùng
Indonesia và Papua New Guinea. Hiện tại được trồng rộng rãi tại nhiều quốc gia ở
vùng nhiệt đới.
Hình 1.1. Rừng tràm bông vàng.
Loài cây này được trồng với mục đích làm cây cảnh, cây lấy bóng râm và để
lấy gỗ. Gỗ của nó có thể dùng trong sản xuất giấy, đồ gỗ gia dụng và các công cụ.
Nó có chứa tanin nên có thể dùng trong công nghiệp thuộc da. Tại Ấn Độ, gỗ và
than củi từ keo lá chàm dùng làm nguồn nhiên liệu. Nhựa gôm từ keo lá chàm cũng
được buôn bán ở quy mô thương mại, nhưng người ta cho rằng nó ít có ích hơn khi
so với gôm Ả Rập (lấy từ Acacia senegal hay Acacia seyal). Loài cây này cũng
được thổ dân Australia dùng làm thuốc giảm đau. Các chất chiết ra từ gỗ lõi của keo
lá tràm có tác dụng chống nấm làm hỏng gỗ.
4
Keo lá tràm là loài cây thuộc họ Đậu, ở rễ có nốt sần ký sinh chứa vi khuẩn
nốt rễ có tác dụng tổng hợp đạm tự do, cải tạo môi trường đất, khối lượng vật rơi
rụng của keo lá tràm hàng năm cũng rất cao, cây keo lá tràm thường được dùng

nhiều trong cải tạo đất sản xuất lâm nghiệp. Đặc điểm sinh trưởng của loài này khá
nhanh và thích nghi rộng, nên keo lá tràm nhanh chóng trở thành loài cây được
trồng phủ xanh đất trống đồi trọc và cho nguyên liệu bột giấy ở nước ta.
Cây tràm bông vàng có thể được trồng làm cây phù trợ cây bản địa, chịu
bóng. Như nó có thể trồng hỗn giao theo hàng với cây bản địa lá rộng Trám trắng,
Dẻ đỏ , hoặc bố trí trồng xen giữa các hàng của cây lá rộng.
Cây tràm bông vàng cũng có thể trồng làm cây "đến trước" để sau đó trồng
cây bản địa. Như trồng trên diện rộng hoặc hỗn giao với Thông theo đám, sau 2-3
năm trồng cây bản địa lá rộng dưới tán hoặc trong các đám hỗn giao Keo với Thông
bố trí theo hàng như trồng Thông.
Cự li mật độ trồng ban đầu đối với trồng làm cây phù trợ cây bản địa lá rộng
có cự li 3x2m, mật độ 1.660cây/ha.
Thời vụ trồng cây tràm bông vàng với Vụ Xuân từ 10/tháng 2 đến 30/ tháng
3, còn Vụ Thu từ tháng 7 đến tháng 9
Cây tràm bông vàng cho gỗ cao tới 25 - 30m, cành nhỏ, tự tỉa cành tốt, dễ
trồng bằng hạt, sống lâu, cố định đạm. Có thể sinh trưởng trên nhiều loại đất, kể cả
đất nghèo kiệt, thoát nước kém. Cây mọc nhanh, tốc độ sinh trưởng cao trong vài
năm đầu. Song trên một nơi nếu trồng nhiều chu kì liên tục có thể dẫn tới nghèo
Kali và Mg trong đất. Gỗ làm trụ mỏ, bột giấy (giấy gói), ván dăm, thân cành làm
củi tốt do nhiệt lượng của than cao. Trong lâm sinh dùng làm cây trồng phù trợ cải
tạo đất, che bóng.
1.1.2. Tổng luận về cơ giới hóa trồng rừng và cày ngầm
1.1.2.1. Tổng luận về cơ giới hóa trồng rừng
Ở các nước phát triển, công việc trồng rừng đều được cơ giới hóa bằng các
máy móc chuyên dùng.
5
Ở Việt Nam, trước năm 1980, công tác trồng rừng chủ yếu bằng lao động thủ
công với công cụ cầm tay như công cụ khoan hố bằng sức người, dao, cuốc, xẻng,
… Vì vậy năng suất lao động thấp, giá thành trồng rừng cao, không hoàn thành mục
tiêu của Đảng và Chính phủ trong giai đoạn này về kế hoạch trồng rừng. Đồng thời

chất lượng trồng rừng kém ngay từ khâu chuẩn bị đất trồng, đào hố, trồng và chăm
sóc làm cho tỉ lệ cây trồng sống thấp, khó khăn cho việc sử dụng cơ giới cho các
khâu chăm sóc và khai thác sau này. Cuối giai đoạn 1980, cây tràm bông vàng bắt
đầu được đưa vào trồng diện rộng ở nước ta nhằm phủ xanh đất trống, đồi trọc vì
khả năng phát triển rất nhanh, cho năng suất, sản lượng khai thác rất cao hơn nhiều
loại cây rừng khác. Thời gian này nhiều lâm trường quốc doanh được thành lập với
mục đích trồng cây làm nguyên liệu giấy như Lâm trường nguyên liệu giấy Trị An
(Đồng Nai), Chiến Thắng (Bà Rịa – Vũng Tàu),…
Trước nhu cầu của thực tế trồng rừng (trong đó có cây tràm bông vàng là cây
rừng trồng chủ lực của nước ta), năm 1987 Bộ Lâm nghiệp ( nay là Bộ Nông nghiệp
và Phát triển Nông Thôn) đã giao Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam và TS.
Nguyễn Thanh Quế chủ trì thực hiện đề tài cấp Bộ Nông nghiệp “Nghiên cứu xây
dựng và áp dụng các biện pháp kỹ thuật công cụ và cơ giới hóa dùng trong lâm
nghiệp trên một số đất trống đồi núi trọc chủ yếu” mã số NN078. Đề tài được
nghiệm thu vào tháng 01/1990. Nội dung nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu các
đặc tính cơ lý của đất trống đồi núi trọc làm cơ sở đánh giá các biện pháp làm đất
khác nhau như xử lý thực bì, cày ngầm, làm bậc thang bằng máy ủi trên đất dốc.
Đồng thời nghiên cứu khảo nghiệm một số máy làm đất như cày ngầm CNS70KT
và CNS70KV, cày giữa hàng CTC.6.35 để làm cơ sở xây dựng quy trình làm đất cơ
giới bằng động lực cho vùng đất Tây Nguyên. Như vậy cày ngầm tham gia vào
canh tác trồng rừng tràm bông vàng với vai trò làm đất. Phương pháp làm đất trồng
rừng của tác giả Nguyễn Thanh Quế đề xuất tương đồng với các kết quả nghiên cứu
tại Mỹ thuộc thập niên 1960 - 1970. Phương pháp làm đất này thuộc phương pháp
làm đất tối thiểu, thay thế phương pháp làm đất cổ truyền cày lật úp bằng xới không
lật. Kết quả thí nghiệm cho thấy xới không lật so với cày trụ giảm chi phí lao động
6
50 %, giảm chi phí trực tiếp sản xuất 35 %. Giảm chi phí sản xuất cho khâu làm đất
30 ÷ 40 %.
Cũng giai đoạn này, Lâm trường Nguyên liệu Giấy Trị An (Đồng Nai) đã
thực hiện khai hoang trồng mới rừng tràm bông vàng lân cận vùng lòng Hồ Trị An

để làm nguyên liệu giấy. Việc làm đất trồng tràm bông vàng đã được Lâm trường
Nguyên liệu Giấy Trị An áp dụng bằng cơ giới với 1 lần cày phá lâm 3 chảo và 2
lần cày lật rạ 7 chảo. Ở những khu đất trồng còn nhiều cây lúp xúp, cỏ dại, còn tiến
hành thêm một lần phạt gốc bằng máy phát cỏ trục đứng chế tạo theo mẫu máy phát
cỏ tại các sân bay trước giải phóng. Một điều ghi nhận, các máy phát cỏ và máy làm
đất còn sử dụng ở khâu chăm sóc như phát cỏ và cày úp diệt cỏ giữa băng trồng.
Tuy nhiên hố trồng cây chàm bông vàng vẫn là đo dạc cắm tiêu từng hố đào và đào
bằng công cụ thủ công.
Dựa trên các kết quả nghiên cứu khoa học của các đề tài, dự án và theo dõi
quá trình canh tác rừng trồng trong đó có khâu trồng, ngày 26/02/1990, Bộ Lâm
nghiệp đã ra quyết định Số: 112-LS/CNR , ban hành quy phạm kỹ thuật trồng rừng.
Trong đó điều 16 và điều 17 của quyết định này nêu rõ:
• Điều 16:
Làm đất cuốc hố thì:
- Cuốc hố theo đường đồng mức, trên băng theo hình nanh sấu.
- Kích thước hố 30 x 30 x 30cm. Có điều kiện thì 40 x 40 x 40cm.
- Lấp hố trước khi trồng 15 - 20 ngày. Dùng lớp đất mặt trộn đều với đất quanh
thành hố, lấp đầy miệng hố.
Làm đất bằng cơ giới thì:
- Cày toàn diện, cày theo băng, san bằng bậc thang, tuỳ theo địa hình và khả năng
máy móc đầu tư.
- Cày ngầm sâu 0,5-0,6cm. Cày trước khi trồng ít nhất là 20 ngày không cày trước
quá 1 tháng.
- Cuốc hố trên bậc cày 20 x 20 x 20cm có thể cuốc hố trước hoặc vừa cuốc vừa
trồng. Có điều kiện thì bón lót bằng phân chuồng, hoặc phân hoá học.
7
- Phân chuồng bón 0,5 - 1kg/hố.
- Phân hoá hoặc NPK, hoặc hỗn hợp đạm lân kali trong đó tỷ lệ lân chiếm khoảng
2/3. Bón vào thời gian lấp hố, trước khi trồng 5-7 ngày.
Điều 17: Trồng rừng

1) Thời vụ: Chủ yếu trồng vào vụ xuân. Trong điều kiện đặc biệt cho phép trồng
vào vụ thu.
Trong vụ trồng phải tránh những ngày có gió nóng tây nam, nắng gắt nhiệt độ lên
cao (Tới 30
o
C), có gió mạnh (tới cấp 4) hoặc lượng mưa không đủ ấm.
2) Mật độ trồng 2500 cây/ha.
3) Tiến hành trồng: Tránh làm bầu bị biến dạng hoặc bị vỡ phải bỏ vỏ bầu trước khi
trồng.
- Dùng cuốc trộn lại đất trong hố cho đều, sau đó lấy thêm đất đắp dần vào hố.
- Dùng cuốc đào một lỗ nhỏ đủ để đặt bầu ngang mặt hố giữ cho cây ngang thẳng,
lấp đất dần và lèn chặt quanh bầu
Năm 2006, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam tiếp tục triển khai đề tài
nghiên cứu khoa học cấp Bộ Nông nghiệp mang mã số VI24 – 277 “Nghiên cứu lựa
chọn thiết bị và hoàn thiện công nghệ sử dụng cơ giới để phục vụ trồng rừng thâm
canh trên một số vùng kinh tế Lâm nghiệp trọng điểm” do ThS. Đoàn Văn Thu làm
chủ nhiệm. Đề tài triển khai trong thời gian khá dài từ 1/1/2006 đến 31/12/2010, trải
khắp các vùng Lâm nghiệp trọng điểm của Đất nước là Tây Bắc, Trung Tâm, Tây
Nguyên, Đông Nam Bộ. Mục tiêu của đề tài VI24 – 27 là nâng cao năng suất, chất
lượng rừng trồng, giảm giá thành sản phẩm, cải tạo, nâng cao hiệu quả sử dụng và
sử dụng bền vững đất trồng rừng, nâng cao tỷ lệ cơ giới hoá trong sản xuất lâm
nghiệp, lựa chọn được hệ thống thiết bị cơ giới làm đất và chăm sóc. Phương pháp
nghiên cứu của đề tài là điều tra khảo sát, lựa chọn thiết bị, xây dựng mô hình thử
nghiệm, đánh giá hiệu quả và đưa ra quy trình công nghệ thích hợp. Kết quả nghiên
cứu của đề tài VI – 27 là :
8
+ Nghiên cứu xác định được các yếu tố về đặc điểm địa hình, đất đai, thực bì, khí
hậu thuỷ văn và ảnh hưởng của nó tới khâu cơ giới hóa làm đất trồng, chăm sóc
rừng trồng tại (vùng núi phía Bắc, Tây Nguyên, Đông Nam Bộ).
+ Xác định được yêu cầu kỹ thuật khâu cơ giới hoá làm đất trồng, chăm sóc rừng và

cơ cấu loài cây trồng rừng chủ yếu như Keo (cây tràm bông vàng), Bạch đàn,
Thông.
+ Xác định và lựa chọn sơ bộ được các loại thiết bị và giải pháp công nghệ phù hợp
đã và đang sử dụng trong việc cơ giới hoá trồng và chăm sóc rừng tại vùng nghiên
cứu.
+ Tìm hiều về thiết bị và kỹ thuật cơ giới trồng rừng tại Trung Quốc làm cơ sở khoa
học để nghiên cứu áp dụng vào điều kiện sản xuất ở nước ta.
+ Nghiên cứu thiết kế cải tiến máy cày ngầm làm đất trồng rừng và đã chế tạo 3
mẫu cày ngầm cải tiến.
+ Đã tiến hành khảo nghiệm cày ngầm cải tiến tại vùng núi phía bắc và xác định các
chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, năng suất làm việc, chi phí nhiên liệu, chất lượng làm đất,
các hệ số thực nghiệm như k
0
(hệ số cản của cày)…
Cho đến thời điểm này thì cày ngầm sử dụng trong cơ giới hóa trồng rừng
vẫn chỉ dừng lại ở các khâu làm đất hoặc chăm sóc. Do cày ngầm phục vụ khâu làm
đất không phải là cày ngầm rà rễ trong khai hoang, nên độ bền của các cày này
thường rất thấp, khả năng cày sâu đất thường dưới 40 cm, chủ yếu độ sâu cày từ
20 – 25 cm. Không chỉ cày ngầm sâu mà các cày ngầm này còn tham gia lật đất
một phần. Do đất rừng có nhiều rễ cây không qua khâu rà rễ, các cày ngầm thường
là loại cày ngầm có cánh dùng trong làm đất không lật nên dễ sinh ra hỏng hóc các
bộ phận làm việc như làm cong, làm gãy trụ cày, lưỡi cày.
Việc dùng máy khoan hố trồng cây cũng được áp dụng thử nghiệm, nhưng
không mang lại hiệu quả kinh tế, kỹ thuật. Lý do chính là năng suất máy rất thấp.
1.1.2.2. Tổng luận về máy cày ngầm
Máy cày ngầm được nhập vào Miền Nam (Việt Nam) năm 1971 với mục
đích phục vụ giảng dạy cho sinh viên ngành Công Thôn của Học viện Nông Lâm
9
Súc (nay là trường đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh) với hai loại cày
ngầm 1 thân (do Mỹ sản xuất) và cày ngầm 2 thân (do Pháp sản xuất). Các loại cày

ngầm này đều là loại cày ngầm loại lưỡi có dạng nêm phẳng đơn giản không cánh
dùng cải tạo đồng ruộng bị chai cứng như đồng cỏ phục vụ chăn nuôi đại gia súc
dạng thả tự do. Năm 1983, TS. Nguyễn Như Nam cùng các cộng sự đã thử nghiệm
hai máy cày ngầm này vào phục hóa đồng cỏ chăn thả của Trung tâm nghiên cứu
trâu sữa Sông Bé (nay là Trung tâm nghiên cứu Gia súc lớn thuộc Viện khoa học kỹ
thuật Nông nghiệp Miền Nam nằm ở xã Lai Hưng, Huyện Bến Cát Tỉnh Bình
Dương). Kết quả khảo nghiệm cho thấy quá trình làm việc cả hai cày ngầm này cho
độ sâu cày lớn nhất đạt 42 cm, tạo các rãnh ngầm không lật đất theo đường rạch mà
không xới được toàn bộ mặt đồng. Các máy cày ngầm được khảo nghiệm liên hợp
với máy kéo Renault – 551 (do Pháp sản xuất) làm việc với mức tải thấp, khi gặp
phải rễ cây lớn hoặc bị cắt đứt, hoặc làm máy kéo bị dừng lại ( có thể chết máy) mà
không làm hư hại đến cày ngầm. Kể cả khi gặp đá ngầm thì trở lực tác động lên
máy chỉ làm liên hợp máy phải dừng lại vì công suất kéo của máy kéo không đủ
lớn. Đặc biệt là ở loại cày ngầm 2 thân do Pháp sản xuất, trụ cày ngầm tự xoay do
đứt bu lông an toàn. Ở cày ngầm 1 thân, nhờ cấu tạo trụ cày ngầm dạng tấm dày
kiểu dầm bền đều, nên có độ bền, độ cứng vững máy cao. Khả năng làm các cày
ngầm không xuống sâu hơn được là do giới hạn hình động học của cơ cấu nâng hạ
dạng cơ cấu 4 khâu bản lề. Đây cũng là nhược điểm nếu đưa cày ngầm này vào rạch
hàng trồng tràm bông vàng mà cần phải thiết kế lại.
Vào cuối thập niên 1970, PGS.TS. Đoàn Văn Điện đã nghiên cứu thành công
máy cày không lật đất dạng lưỡi cày ngầm có cánh CANN4 – 2,1 để làm đất trồng
lúa và trồng thơm (dứa). Máy cày không lật đất này đã được triển khai thành công
trên các vùng đất lúa thuộc xã Tân Tạo huyện Bình Chánh Thành phố Hồ Chí Minh,
nông trường (trồng thơm) Phạm Văn Hai, Lê Minh Xuân (Thành phố Hồ Chí
Minh). Đối với đất trồng lúa độ cày sâu làm việc dưới 20 cm, còn đất trồng thơm độ
sâu cày có thể đạt tới 30 cm. Ưu điểm của loại cày này là cho chi phí nhiên liệu rất
thấp và độ bằng phẳng mặt đồng cao, thích hợp cho canh tác các cây trồng cạn vùng
10
đất phèn. Do tác giả chuyển sang công tác quản lý nên các nghiên cứu không còn
tiếp tục.

Hình 1.2 trình bày cấu tạo máy cày ngầm Tây Ban Nha do công ty Cổ phần
A74 (Bộ Công Thương) chế tạo chép mẫu của nước ngoài (Tây Ban Nha). Máy
thuộc sản phẩm đă được thương mại hoá. Khung máy có dạng hộp được chế tạo từ
thép tấm dầy 8 mm. Khoảng cách các trụ xới sâu là 430 mm, không có thể điều
chỉnh được. Máy có 5 trụ xới sâu làm bằng thép tấm dầy 40 mm, có phay cạnh sắc
về phía sống trụ. Lưỡi xới lắp dạng khớp hộp có bề rộng làm việc là 75 mm, dầy 20
mm, dài 220 mm, góc nghiêng α = 35
0
. Khối lượng một trụ xới sâu là 55 kg. Khối
lượng tổng cộng toàn dàn xới sâu là 750 kg. Cày ngầm Tây Ban Nha sử dụng chủ
yếu cày ngầm làm đất không lật trên vùng đất thuộc phục vụ chuyên canh cho cây
mía. Độ cày sâu tối đa 42 cm. Máy được thiết kế liên hợp với máy kéo DT – 75 khi
sử dụng cả 5 thân cày, MTZ – 892, MTZ – 80 và MTZ – 50.

Hình 1.2. Máy cày
ngầm Tây Ban Nha.
Ở các tỉnh Phía Bắc như Thanh Hóa, Nghệ An,… nhiều cơ sở cơ khí nhỏ
thuộc xã phường đã chép mẫu và thiết kế chế tạo đơn giản hơn phục vụ tại các vùng
chuyên canh mía loại máy cày ngầm này để cày đất lượt đầu.
Vào cuối thập niên 1980, các Viện Cơ Điện Nông nghiệp và Viện Khoa học
Lâm nghiệp đều có những công bố bước đầu về các máy cày ngầm không cánh
phục vụ làm đất trồng mía hoặc làm đất trồng rừng như XS – 1,2 (Viện Cơ Điện
Nông nghiệp), CNS70KT và CNS70KV (Viện Khoa học Lâm nghiệp). Tất cả các
11
mẫu này đều được thiết kế chép mẫu tương tự với máy cày ngầm phục vụ làm đất
cho mía 1LD – 440, 1LD – 30, 1LD – 350 do Trung Quốc sản xuất. So với cày
ngầm Tây Ban Nha, thì các máy cày ngầm này có khối lượng nhỏ hơn, thích hợp để
liên hợp với các loại máy kéo bánh bơm có khả năng di động cao. Đồng thời các trụ
cày đều có thể dễ dàng điều chỉnh khoảng cách.
Cho đến thời điểm thực hiện đề tài chưa thấy có các công bố về việc sử dụng

loại máy cày ngầm không cánh phục vụ rạch hàng cho công tác đào lỗ trồng rừng
nói chung và trồng tràm bông vàng nói riêng.
1.2. Cơ sở cải tiến máy cày ngầm một thân dùng làm máy rạch hàng tạo
rãnh trồng tràm bông vàng
1.2.1. Kỹ thuật trồng cây tràm bông vàng
1.2.1.1. Chuẩn bị đất trồng
Nơi thực bì thưa thớt, đất trống trảng cỏ không cần xử lý thực bì. Nơi có thực
bì rậm rạp nhiều tế guột thì xử lý thực bì cục bộ theo băng chừa băng chặt song
song với đường đồng mức. Băng chặt rộng 2m, băng chừa rộng 1m. Cự ly giữa các
hàng: 3m. Trong băng chặt phải phát dọn hết cỏ dại cây bụi, với loài cây có khả
năng tái sính phải cuốc lật gốc ra ngoài băng chừa. Công việc xử lý thực bì gồm có
san ủi thực bì, gốc cây, gò mối, đốt dọn. Sau đó tiến hành cày bằng máy cày phá
lâm 3 chảo hay cày ngầm rồi dùng cày 7 chảo để đạt độ tơi của đất. Công việc
chuẩn bị đầt trồng phải hoàn thành trước khi trồng rừng 1 - 2 tháng.
1.2.1.2. Thiết kế mật độ trồng
Thiết kế trồng rừng: tùy theo mục đích trồng mà có mật độ trồng khác nhau
( 1.100 cây/ha, 1.650 cây/ha hoặc 2.200cây/ha). Thông thường thì trồng rừng với
mật độ 1.650 cây/ha; thiết kế theo kích thước: 3mx2m ( hàng cách hàng 3m, cây
cách cây 2m) để sau này dễ cơ giới hóa trong khâu chăm sóc và phòng chống cháy
rừng.
1.2.1.3. Đào hố và bón phân
Hồ được đào theo quy cách hố: Kích thước hố đào 30 cm x 30cm x 30cm ,
nếu có điều kiện thì đào hố 40x40x40cm. Hố bố trí so le hình nanh sấu giữa các
12
hàng. Khi cuốc để riêng phần đất tốt đất đen tơi xốp ra một bên. Thời gian cuốc hố
phải hoàn thành trước lúc trồng rừng từ 1 - 2 tháng.
Phân bón lót N:P:K = 5:10:3 trộn đều với phân vi sinh hữu cơ theo tỷ lệ 1:1.
Mỗi cây bón 60g. Trộn phân đều dưới đáy hố với lớp đất mặt và vun đất theo hình
mui rùa.
1.2.1.4. Trồng cây

Trồng cây vào những ngày có mưa nhỏ hoặc râm mát. Tránh trồng vào
những lúc trưa nóng hoặc có gió mùa Đông bắc. Nếu địa hình đồi dốc thì trình tự
trồng từ đỉnh xuống chân đồi.
Trước khi bỏ cây xuống hố cần phải xé túi bầu. Cho cây vào hố, giữ cây
thẳng đứng, sau đó lấp đất, cách mặt đất từ 3 – 4 cm, dùng tay ấn chặt vào gốc cây.
1.2.2. Lý thuyết tính toán cày ngầm
1.2.2.1. Tính toán thiết kế lưỡi cày ngầm
Lưỡi cày ngầm dạng nêm đơn giản. Chiều dài lưỡi chọn theo chiều sâu làm
đất, tham khảo các máy cày ngầm l = 200 ÷ 350 mm. Bề rộng lưỡi b, theo PGS.TS
Đoàn Văn Điện [3] (1983), b được chọn trong khoảng: b = 40 ÷ 80 mm. Bề dầy
lưỡi được thiết kế trên cơ sở đảm bảo độ bền (không bị biến dạng khi làm việc).
Việc tính bền có thể coi lưỡi là một ngàm công sơn với chiều dài của ngàm
bằng khoảng cách từ mũi lưỡi tới mũi của thân. Mặt cắt nguy hiểm tại mũi thân.
Các lực tác động lên lưỡi gồm lực cản của đất cày ở mỗi thân cày, lực pháp tuyến,
lực ma sát.
Vật liệu làm lưỡi: Để thoả măn các yêu cầu về độ bền, lưỡi được thiết kế
bằng vật liệu 65 Γ.
Kiểm tra bề rộng b thông qua mức độ làm tơi đất (độ lớn của biến dạng đất)
theo hình 1.3.
Độ lớn của biến dạng đất phía trước mũi nêm phụ thuộc vào độ sâu cày được
tính theo công thức:
L = a.tg (α + ϕ) (1.1)
Trong đó: a – độ cày sâu, m;
13
ϕ – góc ma sát của đất với sắt ở độ ẩm cày;
α – góc nâng, (
0
).
Độ lớn của biến dạng đất phía bên mũi nêm được tính theo công thức:
A = 2.k.a + b , m ; (1.2)

Trong đó: k – hệ số, k = 0 ÷ 1. Hệ số k chọn theo loại và độ ẩm đất
cày. Đất chặt, có ẩm độ thấp chọn k lớn, đất tơi xốp hay
ẩm độ cao chọn k nhỏ.
b – bề rộng của lưỡi cày ngầm, m.
Hình 1.3. Sơ đồ tính toán lưỡi cày ngầm.
Tính toán khoảng cách vết hai hàng lưỡi kề nhau:
K = A/2 (1.3)
Tính toán số lượng thân cày và bố trí thân cày (khi làm đất):
Số lượng thân cày ngầm phụ thuộc vào lực kéo của nguồn động lực. Tùy
theo độ cày sâu mà lực cản đặt trên mỗi thân cày từ 350 ÷ 600 KG.
1.2.2.2. Tính toán thiết kế trụ cày
Xác định chiều cao trụ: Chiều cao trụ cày từ mũi cày đến khung H phụ thuộc
vào độ cày sâu a. H được tính ứng với chiều sâu cao nhất bằng mà cày có khả năng
đạt được:
H = a
max
+ (100 ÷ 200) , mm ; (1.4)
14
Bề dầy và chiều rộng trụ : Chọn bề dầy trụ cày và bề rộng trụ cày được tính
toán thiết kế bảo đảm độ bền cho trụ trong trường hợp tải trọng lớn nhất lấy chính
bằng lực kéo danh nghĩa của máy kéo liên hợp có tính đến hệ số tải trọng động. Trụ
là một ngàm công sơn chịu các lực tổng hợp lên toàn bộ một thân cày. Mặt cắt nguy
hiểm tại vị trí bắt trụ cày với khung.
Thiết kế cơ cấu an toàn cho trụ cày: Để đảm bảo an toàn cho trụ cày, trụ
được bắt vào bát lắp khung cày bằng hai bu lông kiểu chốt lỏng. Khi gặp chướng
ngại vật không thể vượt qua hoặc làm gẫy, biến dạng thân cày, bu lon phía trước bị
cắt đứt, toàn bộ trụ cày sẽ quay về phía sau một góc đảm bảo liên hợp máy vuốt qua
dễ dàng, thân cày được bảo vệ an toàn. Vì vậy góc sau của thân cày được thiết kế
đảm bảo điều kiện quay.
1.2.2.3. Tính toán thiết kế khung máy

Khung có kết cấu dạng khung giàn được liên kết hàn với nhau. Vật liệu chế
tạo khung có thể bằng thép hình hay thép tấm gia công tạo hình.
Chiều rộng và chiều dài khung (theo hướng tiến của liên hợp máy) được thiết
kế nhằm đảm bảo việc bố trí, phân bố toàn bộ các bộ phận làm việc của cày ngầm.
1.3. Ý kiến thảo luận và đề xuất hướng nghiên cứu
1.3.1. Ý kiến thảo luận
1) Cày ngầm là thiết bị làm đất làm việc như một nêm phẳng thực hiện cắt, nâng và
nén phá đất. Do làm đất không lật, nên năng lượng giành cho lật đất không đáng kể.
Vì làm việc như một nêm phẳng, nên cày ngầm có thể cày sâu hơn các loại cày lật
đất khác.
2) Cày ngầm được sử dụng làm đất không lật, hạn chế được khả năng phong hóa
của môi trường và hạn chế được hiện tượng rửa trôi đất. Rãnh đất cày ngầm sẽ là
vùng tích tụ ẩm và chất dinh dưỡng giúp cho cây trồng sinh trưởng phát triển tốt.
3) Sử dụng cày ngầm làm công cụ rạch hàng đất trồng cây sẽ tiết kiệm được khâu
công việc đánh dấu lỗ đào cho các rừng trồng dạng công nghiệp, thuận tiện cho các
khâu chăm sóc, bảo vệ, khai thác sau này.
15