Nghiên cứu thiết kế máy cắt, băm gốc rạ liên hợp trước máy kéo bánh hơi công suất cỡ 80 HP

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ Thuật

0

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
====o0o====



LÊ KHẢ TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÁY CẮT, BĂM GỐC RẠ LIÊN HỢP
TRƯỚC MÁY KÉO BÁNH HƠI CÔNG SUẤT CỠ 80 Hp


LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí
Mã số : 60.52.01.03



Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN XUÂN THIẾT




Hà Nội - 2014

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ Thuật

i

LỜI CAM ðOAN

Tôi cam ñoan rằng những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là
trung thực và chưa hề sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào.
Tôi cam ñoan rằng mọi thông tin giúp cho việc thực hiện luận văn này ñã
ñược cảm ơn và thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc
Tác giả luận văn



Lê Khả Trường

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ Thuật

ii


LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình học tập và nghiên cứu tại lớp Cao học Khóa 20 chuyên
ngành kỹ thuật cơ khí, Trường ðại học nông nghiệp Hà Nội, tôi nhận ñược sự giúp
ñỡ, giảng dạy nhiệt tình của các thầy cô giáo trong trường. Nhân dịp này tôi xin
ñược bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới các thầy, các cô.
Tôi bày tỏ lòng cảm ơn tới gia ñình bạn bè ñồng nghiệp và ñặc biệt biết ơn
sâu sắc ñối với TS Nguyễn Xuân Thiết – Người thầy trực tiếp hướng dẫn và giúp
ñỡ tôi trong thời gian thực hiện luận văn. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy,
PGS. TS. Lương Văn Vượt; T.S Lê Minh Lư; ThS. ðặng ðình Trình ñã tận tình
hướng dẫn tôi hoàn thành ñề tài nghiên cứu này.
Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể giáo viên Bộ môn Cơ học kỹ thuật, Khoa
cơ ñiện, Ban quản lý ñào tạo Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội ñã giúp ñỡ và
tạo ñiều kiện cho tôi trong quá trình học tập và hoàn thành ñề tài này.
Trong quá trình thực hiện ñề tài , bản thân tôi ñã có nhiều cố gắng, song
không tránh khỏi thiếu sót, tôi rất mong tiếp tục nhận ñược các ý kiến ñóng góp của
các thầy giáo, cô giáo và các ñồng nghiệp ñể ñề tài nghiên cứu của tôi ñược hoàn
thiện hơn.
Tác giả

Lê Khả Trường








Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ Thuật

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ðOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC HÌNH ẢNH v

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vii
DANH MỤC BẢNG viii

ðẶT VẤN ðỀ 1

NỘI DUNG LUẬN VĂN BAO GỒM 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 3

1.1 Tình hình khai thác và sử dụng gốc rạ trên thế giới. 3

1.2 Tình hình khai thác và sử dụng rơm rạ ở Việt Nam 3

1.3 Một số máy thu hoạch rơm rạ 6

1.4 Một số nguyên lý máy cắt thái rơm rạ 12

CHƯƠNG 2: ðỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15

2.1 ðối tượng nghiên cứu: 15

2.1.1 ðặc ñiểm cơ lý tính của cây rạ ñối với máy cắt băm gốc rạ 15

2.1.2 Cơ sở lý thuyết quá trình cắt thái [4] 16

2.1.3 Yêu cầu ñặt ra ñối với máy 28

2.1.4 Xây dựng mô hình nguyên lý cấu tạo của máy 29

2.1.5 Nguồn ñộng lực cung cấp cho máy 30

2.2. Phương pháp nghiên cứu 32

2.2.1 Phương pháp thu thập thông tin và xử lý thông tin 32

2.2.2 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 32

2.2.3 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 32

2.2.4 Phương pháp xư lý số liệu thí nghiệm 33

CHƯƠNG 3 : TOÁN THIẾT KẾ MỘT SỐ BỘ PHẬN LÀM VIỆC CHÍNH
CỦA MÁY 34

3.1 Tính toán thiết kế bộ phận cắt 35


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ Thuật

iv

3.2 Tính toán thiết kế cánh gạt 44

3.3 Tính thiết kế bộ phận băm 45

3.3.1 Nguyên lý làm việc và cấu tạo của bộ phận băm 45

3.3.2 Tính toán xác ñịnh biên dạng của dao băm cố ñịnh 46

3.4 Ảnh hưởng của khe hở tới chất lượng cắt 48

3.5 Thí nghiệm xác ñịnh thông số ñộng học của bộ phận băm 49

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM MÁY 55

4.1 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 55

4.1.1 Tính toán thiết kế hệ thống thủy lực 55

4.1.2 Thiết kế bộ phận truyền ñộng trung gian 60

4.1.3 Thiết kế bộ phận cắt băm gốc rạ 62

4.1.4 Thiết kế cơ cấu treo 62

4.2 CHẾ TẠO VÀ LẮP ðẶT 63

4.3 THỬ NGHIỆM MÁY 67

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO 74

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ Thuật

v

DANH MỤC HÌNH ẢNH


Hình 1.1 Ủ rơm rạ trên ñồng làm phân bón 4
Hình 1.2 Ủ rơm rạ trồng nấm rơm 5
Hình 1.3 Rơm rạ dùng làm thức ăn gia súc 5
Hình 1.4 Rơm rạ ñược ñốt ngay trên ñồng 5
Hình 1.5 Máy cắt gốc rạ kiểu tông ñơ 6
Hình 1.6 Máy gặt tuốt liên hợp 6
Hình 1.7 Liên hợp máy cắt gốc rạ và ñóng kiện SR1231CX 7
Hình 1.8 Liên hợp máy thu gom ñóng kiện vuông 7
Hình 1.9 Máy thu gom và ñóng kiện trên ñồng 8
Hình 1.10 Máy băm kiện rơm rạ 8
Hình 1.11 Máy phạt gốc rạ ba tầng băng dao 9
Hình 1.12 Máy phạt gốc rạ dạng ñĩa 10
Hình 1.13 Máy cắt lúa ñeo vai 11
Hình 1.14 Máy băm rơm rạ 9Z -9A 11
Hình 1.15 Nguyên lý máy cắt thái dạng ñĩa 12

Hình 1.16 Nguyên lý máy cắt thái dạng trống 13
Hình 2.1 Hình dạng cây rạ 15
Hình 2.2 Phương pháp xác ñịnh hệ số ma sát 16
Hình 2.3 Tác dụng cắt thái của lưỡi dao 17
Hình 2.4 Tác dụng cắt trượt giảm chiều rộng lát thái 18
Hình 2.5 Sơ ñồ quá trình cắt thái bằng lưỡi dao 19
Hình 2.6 Cạnh sắc lưỡi dao 20
Hình 2.7 Phân tích vận tốc của các ñiểm M 20
Hình 2.8 Phân tích lực tương tác giữa lưỡi dao và vật liệu 22
Hình 2.9 Dụng cụ ño lực và áp suất cắt riêng 24
Hình 2.10 Tác dụng giảm lực cắt thái pháp tuyến 0 <τ ≤ ϕ’ 25
Hình 2.11 ðồ thị phụ thuộc δ với N 26
Hình 2.12 Góc kẹp χ 26
Hình 2.13 Sơ ñồ nguyên lý máy cắt, băm gốc rạ kiểu trống 29
Hình 2.14 Hình dáng tổng thể máy kéo MTZ 8 31
Hình 2.15 Máy kéo bánh lốp MTZ 80 31
Hình 3.1 Mô nguyên lý máy cắt, băm gốc rạ 34
Hình 3.2 Sơ ñồ bố trí các máy công tác trên máy kéo 35
Hình 3.3 Mô hình bộ phận cắt 35
Hình 3.4 Dao cắt 36
Hình 3.5 Quỹ ñạo chuyển ñộng của ñĩa dao 37
Hình 3.6 Sơ ñồ ñộng học của ñĩa dao 38
Hình 3.7 Quỷ ñạo chuyển ñộng 39
Hình 3.8 Tấm kê 42

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ Thuật

vi

Hình 3.9 Họa hình tính toán tấm kê 43

Hình 3.10 Hình dạng kết cấu tấm kê 44
Hình 3.11 Bố trí cánh gạt trên trống 45
Hình 3.12 Sơ ñồ nguyên lý làm việc của bộ phận băm 46
Hình 3.13 Vận tốc tại ñiểm M của dao vào vật thái 47
Hình 3.14 Biên dạng dao băm với
ϕ
=30
0
48
Hình 3.15 Ảnh hưởng của khe hở ñến chất lượng cắt 49
Hình 3.16 Mô hình thí nghiệm bộ phận băm 49
Hình 3.17 Bộ phận băm kiểu trống nằm ngang thí nghiệm 50
Hình 3.18 Mô hình băng tải cấp liệu 50
Hình 3.19 Bộ phận băm 51
Hình 3.20 Hệ thống thiết bị ño mô mem – công suất 52
Hình 3.21 Sơ ñồ chuyển ñổi tín hiệu 52
Hình 3.21 Bố trí thiết bị ño trên dàn thí nghiệm 53
Hình 3.22 ðồ thị quan hệ 54
Hình 4.1 Sơ ñồ nguyên lý ñiều khiển mô tơ thủy lực 55
Hinh 4.2 Van phân phối ñiều khiển bằng tay 56
Hình 4.3 ðường ñặc tính của bơm MAP 50 57
Hình 4.4 Bơm thủy lực MAP 80 57
Hình 4.5 Thông số hình học của bơm MAP 80 58
Hình 4.6 Nguyên lý hoạt ñộng của van an toàn tác ñộng trực tiếp 58
Hình 4.7 Sơ ñồ ñiều khiển xi lanh ñiều chỉn góc cắt 59
Hình 4.8 Xi lanh thủy lực 60
Hình 4.9 Bộ truyền bánh răng 60
Hình 4.10 Bộ truyền ñai 61
Hình 4.11 Máy cắt băm gốc rạ 62
Hình 4.12 Cơ cấu treo 62

Hình 4.13 Tấm kê cắt 63
Hình 4.14 ðĩa lắp dao 63
Hình 4.15 Trống dao 64
Hình 4.16 Ổ ñỡ 64
Hình 4.17 Trục truyền ñộng 65
Hình 4.18 Dao băm cố ñịnh 65
Hình 4.19 Khung máy 66
Hình 4.20 Lắp ñặt tổng thể máy 66
Hình 4.21 Cơ cấu treo 69
Hình 4.22 Cơ cấu ñiều chỉnh góc cắt 70
Hình 4.23 Máy cắt băm gốc rạ liên hợp trên máy kéo bánh lốp 70
Hình 4.24 Máy cắt băm gốc rạ làm việc 71
Hình 4.25 Các hình ảnh về thu thập số liệu và ño ñạc số liệu 71
Hình 4.26 Hình ảnh về thu thập và ño ñạc, xử lý số liệu 72

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ Thuật

vii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

TT KÝ HIỆU TÊN GỌI ðƠN VỊ
1 H Chiều cao cây rạ mm
2 a Khoảng cách giữa các dao cố ñinh mm
3 V
m
Vận tốc tiến của máy m/s
4 α Góc nghiêng tấm kê ðộ
5
θ

c

Góc nghiêm của thân cây rạ ðộ
6
σ
n

Ứng suất nén N/cm
2

7
σ
k

Ứng suất kéo N/cm
2

8 F Diện tích cắt thái Cm
2

9 q

Áp suất riêng N/cm
10 e ðộ sắc Mm
11 T Lực ma sát N
12 V Vận tốc cắt m/s
13 f Hệ số ma sát
14
τ
Góc trượt ðộ

15
ϕ
’
Góc cắt trượt ðộ
16 Bg Bề rộng cánh gạt mm
17 Lg Chiều dài cánh gạt mm
18 D
0
ðường kính trống mm
19 D (D
2
) ðường kính ñỉnh dao mm
20 N,z Số cánh gạt, số dao trên ñĩa dao
21 n Số vòng quay trống v/phút
22 L Chiều dài cắt mong muốn mm
23
δ

Khe hơ cắt mm
24
Ne
Chi phí năng lượng riêng Kw.s/kg
25
x
Chất lượng cắt %
26
q
Lượng cung cấp Kg/s
27 XYZ

Hệ tọa ñộ ðề các
28
ξηζ

Hệ tọa ñộ tâm
29 B
max
ðộ lớn của vòng thắt mm
30 C
max
chiều cao khối rạ cắt mm
31 V
s
Vân tốc dai ñĩa dao m/s
32
λ

Hệ số ñộng học của ñĩa dao
33 k Hệ số kích thước hình học của ñĩa dao Rad/s
34
ω

Vận tốc góc
35 h Chiều cao dao cắt mm





Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ Thuật

viii










DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Bảng thông số kỹ thuật của máy cắt gốc rạ 3 tầng dao 10
Bảng 1.2 Bảng thông số kỹ thuật của máy băm rơm rạ 9Z – 9A 11
Bảng 2 Một số thông số hình học của máy MTZ 80 31
Bảng 3 Biến thiên góc kẹp γ 44
Bảng 4.1 Bảng các thông số kỹ thuật của máy cắt băm gốc rạ 67
Bảng 4.2 Chất lượng băm của máy
68

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ Thuật

1

ðẶT VẤN ðỀ

Nước ta là một nước có nền nông nghiệp lâu ñời chủ ñạo là cây lúa nước và
một số hoa màu khác. Hiện nay cả nước có khoảng 7.4 triệu ha diện tích trồng lúa
hai vụ, diện tích tập trung chủ yếu là ñồng bằng Sông cửu long và ñồng bằng sông
Hồng, sản lượng cả nước ñạt 38.89 triệu tấn năm, ñảm bảo an ninh lương thực cho
cả nước và vươn lên hàng thứ 2 trên thế giới về sản lượng gạo xuất khẩu. Cùng với
ñó cho một lượng lớn khổng lồ rơm rạ và ñược xem là phế liệu nông nghiệp, ít giá
trị phần lớn nông dân ñều ñốt bỏ sau khi thu hoạch, rơm rạ thường ñược ñốt trên
ñồng, chỉ một phần nhỏ ñược sử dụng làm thức ăn chăn nuôi, chất ñốt hay trồng
nấm, ủ làm phân bón, làm thức ăn cho gia súc. Nông dân thường ñốt rơm rạ trên ñồng
sớm ñể gieo sạ vụ lúa xuân hè hoặc sạ lấp vụ thu ñông
Việc ñốt rơm rạ gia tăng trong những năm gần ñây do giá thành nấm rơm sụt
giảm, người làm nấm rơm không còn mặn mà với việc thu mua rơm rạ của nông
dân nên rơm rạ trở thành gánh nặng cho nông dân trước khi cần giải phóng mặt
ñồng cho vụ tiếp theo mà ñòi hỏi xuống giống nhanh, giải phóng rơm rạ trước khi
mùa mưa xuống, vì nếu gặp mưa mà chưa giải phóng hết rơm rạ trên ñồng thì việc
làm ñất và xuống giống càng trở nên phức tạp, lượng lớn rơm rạ chưa phân hủy hết

sẽ làm ánh hưởng ñến cây lúa non như sinh trưởng phát triển và nhiều sâu bệnh
Một yêu cầu ñặt ra là cần phải có một thiết bị máy giúp cắt và làm nhỏ gốc rạ
giải phóng mặt ñồng nhanh và khắc phục ñược nhược ñiểm mùa vụ nêu trên.
Xuất phát từ những yêu cầu cấp thiết từ thực tiễn nêu trên ñược sự hướng
dẫn của thầy TS. Nguyễn Xuân Thiết chúng tôi thực hiện ñề tài
“Nghiêu cứu thiết kế máy cắt, băm gốc rạ liên hợp trước máy kéo bánh hơi
công suất cỡ 80 Hp”








Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ Thuật

2

NỘI DUNG LUẬN VĂN BAO GỒM



ðặt vấn ñề.
Chương 1
.
Tổng quan nghiên cứu

Chương 2
.

ðối tượng và phương pháp nghiên cứu
Chương 3.

Tính toán thiết kế một số bộ phận làm chính của máy
Chương 4.

Hoàn thiện thiết kế chế, chế tạo và khảo nghiệm máy

Kết luận và ñề nghị


3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

1.1 Tình hình khai thác và sử dụng gốc rạ trên thế giới.
Gốc rạ là phần cây lúa còn lại sau khi thu hoạch phần bông. Rơm là phần
bông của cây lúa sau khi thu hạt, thành phần chính của rơm rạ là xenlulozơ.
Rơm rạ ñược nhiều nước trên thế giới thu gom, bảo quản vào các mục ñích
khác nhau:
- Ấn ðộ, Trung Quốc, Thái Lan, Brasil…Rơm rạ ñược thu gom và vảo quản
chế biến thức ăn cho gia súc
- Ba Lan, Nga, Úc… Rơm rạ ñược thu gom ñể sử lý ñể làm chất ñốt phục vụ
cho mục ñích khác nhau như sưởi ấm, máy phát ñiện, nhiên liệu sinh học
- Trung Quốc, Brasil , Ấn ðộ…. Rơm rạ ñược thu gom chế biến thành phụ gia
nông nghiệp như làm giá thể cho nấm, phân bón
- Trung Quốc, Úc, các nước châu Á Rơm rạ ñược dùng ñể giử ấm giữ ẩm
cho các loại cây trồng và vật nuôi
- Rơm rạ ñược dùng ñể sản xuất etanol và sản xuất giấy.
Hiện nay một số nước trên thế giới như Ấn ðộ, Mỹ, ñã ra lệnh cấm ñốt rơm

rạ trên ruộng lúa, khuyến cao nông dân vùi rơm rạ vào ñất ñể tăng cường dinh
dưỡng cho ñất, khuyến khích nông dân ứng dụng khoa học kỹ thuật vào xử lý rơm
rạ thành các sản phẩm hữu ích trong nông nghiệp như làm phân bón, nấm, chất ñốt
cho máy phát ñiện, chế biến giấy, gỗ công nghiệp, xăng sinh học
1.2 Tình hình khai thác và sử dụng rơm rạ ở Việt Nam
Nước ta là một nước có nền nông nghiệp lâu ñời chủ ñạo là cây lúa nước và
một số hoa màu khác. Hiện nay cả nước có khoảng 7.4 triệu ha diện tích trồng lúa
hai vụ, diện tích tập trung chủ yếu là ñồng bằng Sông cửu long và ñồng bằng sông
Hồng, sản lượng cả nước ñạt 38.89 triệu tấn năm, ñảm bảo an ninh lương thực cho
cả nước và vươn lên hàng thú 2 trên thế giới về sản lượng gạo xuất khẩu. Cùng với
ñó cho một lượng lớn khổng lồ rơm rạ và ñược xem là phế liệu nông nghiệp, ít giá
trị phần lớn nông dân ñều ñốt bỏ sau khi thu hoạch, rơm rạ thường ñược ñốt trên
ñồng, chỉ một phần nhỏ ñược sử dụng làm thức ăn chăn nuôi, chất ñốt hay trồng


4

nấm, ủ làm phân bón, làm thức ăn cho gia súc. Nông dân thường ñốt rơm rạ trên ñồng
sớm ñể gieo sạ vụ lúa xuân hè hoặc sạ lấp vụ thu ñông.
Việc ñốt rơm rạ gia tăng trong những năm gần ñây do lực lượng lao ñộng
nông nghiệp giảm, giá thành nấm rơm sụt giảm, người làm nấm rơm không còn
mạn mà với việc thu mua rơm rạ của nông dân nên rơm rạ trở thành gánh nặng cho
nông dân trước khi cần giải phóng mặt ñồng cho vụ tiếp theo, ñể kịp thời vụ cần
xuống giống nhanh, giải phóng rơm rạ trước khi mùa mưa xuống, vì nếu gặp mưa
mà chưa giải phóng hết rơm rạ trên ñồng thì việc làm ñất và xuống giống càng trở
nên phức tạp, lượng lớn rơm rạ chưa phân hủy hết sẽ làm ảnh hưởng ñến cây lúa
non như sinh trưởng phát triển và nhiều sâu bệnh
Việc ñốt rơm rạ trên ñồng không ñược khuyến cáo ở nước ta cũng như nhiều
nước trồng lúa trên thế giới, vì gây ô nhiễm môi trường, lãng phí năng lượng và
nhiều tác hại khác. Hàng năm sau mỗi vụ gặt nông dân ñốt rơm rạ gây ô nhiễm môi

trường cho các thành phố như Hà Nội. Nam ðịnh …
Trình ñộ sản xuất nông nghiệp của việt nam còn yếu kém chủ yếu là thủ
công, manh mún, lô thửa nhỏ hẹp, diện tích ñất nông nghiệp bị thu hẹp bởi quá trình
ñô thị hóa ngày càng nhanh, năng suất và chất lượng sản phẩm còn hạn chế, hiệu
quả sử dụng ñất còn kém
 Hình ảnh tình hình sử dụng rạ ơ Việt Nam

Hình 1.1 Ủ rơm rạ trên ñồng làm phân bón



5


Hình 1.2 Ủ rơm rạ trồng nấm rơm

Hình 1.3 Rơm rạ dùng làm thức ăn gia súc
Phần lớn rơm rạ sau khi thu hoạch ñược nông dân ñốt ngay trên ñồng, gây ô nhiễm
môi trường và gây biên chất cơ lý tính của ñất.

Hình 1.4 Rơm rạ ñược ñốt ngay trên ñồng


6

1.3 Một số máy thu hoạch rơm rạ
Một số loại máy và thiết bị xử lý rơm rạ trên thế giới:
 Máy cắt gốc rạ:
+ Máy cắt gốc rạ kiểu tông ñơ

Hình 1.5 Máy cắt gốc rạ kiểu tông ñơ
Máy cắt gốc rạ kiểu tông ñơ ñược sử dụng ở Trung Quốc và Nga và nhiều nước khác.
Máy có ưu ñiểm là kết cấu ñơn giản, dễ dàng liên hợp trên các máy kéo bánh
hơi, máy có khả năng cắt rạ nhưng không băm gốc rạ thành ñoạn ngắn.
 Máy gặt tuốt liên hợp:

Hình 1.6 Máy gặt tuốt liên hợp



7

Máy gặt tuốt liên hợp có khả năng cắt sát gốc cây lúa( bộ phận cắt hoạt ñộng
theo nguyên lý cắt có kê kiểu cắt tông ñơ), sau khi thu hoạch tuốt hạt, thân cây lúa
ñược ñưa qua bộ phận băm nhỏ và rải ra trên mặt ñồng làm phân bón, tăng ñộ ẩm
ñộ xốp cho ñất. Máy ñược sử dụng nhiều ở các nước ðông Á như Hàn Quốc, Nhật
bản, Trung Quốc…
 Liên hợp máy cắt gốc rạ và ñóng kiện.
Hình 1.7 Liên hợp máy cắt gốc rạ và ñóng kiện SR1231CX
Liên hợp máy SR1231CX là máy cắt gốc rạ theo nguyên lý cắt có kê kiểu tông
ñơ. Máy xuất xứ Nhật Bản. Máy thực hiện ñồng thời hai nhiệm vụ là cắt và thu gom
ñóng kiện, máy có kết cấu hiện ñại, chất lượng làm việc tốt, tuy nhiên có giá thành cao.
 Liên hợp máy thu gom ñóng kiện vuông

Hình 1.8 Liên hợp máy thu gom ñóng kiện vuông


8

Liên hợp máy cắt và thu gom gốc rạ ñóng kiện vuông ñược ứng dụng ở nhiều
nơi trên thế giới, trong ñó có Châu Âu, Trung Quốc. Máy thực hiện ñồng thời hai
nhiệm vụ là cắt và thu gom ñóng kiện. Máy cắt gốc rạ theo nguyên lý cắt có kê kiêu
cắt tông ñơ. Máy có giá thành cao.
 Máy ñóng kiện rơm rạ trên ñồng.

Hình 1.9 Máy thu gom và ñóng kiện trên ñồng
Máy thu gom ñóng kiện rơm rạ trên ñồng ñược liên hợp sau máy kéo bánh
lốp, có chức năng là thu gom rơm rạ và ñóng kiện trên ñồng. Máy ñược sử dụng
nhiều ở các nước châu Âu, Châu ÚC.
 Máy băm kiện rơm rạ.

Hình 1.10 Máy băm kiện rơm rạ


9

Máy dùng ñể băm kiện rơm rạ ñược thu gom ngoài ñồng làm thức ăn cho gia
súc, làm phân bón, phụ gia giữ ẩm, ấm cho cây trồng, làm chất ñốt …., máy gồm
các dao có chấu với bề rộng dao 76,2mm lắp trên các ñĩa dao bố trí song song.
Một số máy cắt băm gốc rạ ở Việt Nam
Nhu cầu về máy cắt băm gốc rạ phục vụ mục ñích giải phóng mặt ñồng ngay
càng cấp thiết
Hiện tại ở Việt Nam ñã có nhiều cơ sở cả nhà nước lẫn tư nhân ñã nghiên
cứu máy xử lý gốc rạ nhưng chưa thành công dưới ñây là một số mẫu máy mà các
cơ sở trong nước ñã nghiên cứu cải tiến chế tạo phục vụ nhu cầu giải phóng mặt
ñồng
+ Máy phạt gốc rạ ba tầng băng dao

Hình 1.11 Máy phạt gốc rạ ba tầng băng dao

Máy gồm 3 tầng băng dao xếp song song cách nhau 135 mm hoạt ñộng theo
nguyên lý cắt có kê theo kiểu tông ñơ.
Quá trình khảo nghiệm máy cho thấy khả năng cắt ở tầng băng dao cuối cùng
tốt hai tầng còn lại kém, vật liệu cắt xong không thoát khỏi băng dao làm ùn tắc dẫn
ñến năng suất giảm





10

Bảng 1.1 Bảng thông số kỹ thuật của máy cắt gốc rạ 3 tầng dao
TT CÁC CHI TIẾT CHÍNH THÔNG SỐ
I Cụm thiết bị cắt gốc rạ
1 Kích thước tổng thể 950 x 1450 x 850 mm
2 Chiều dài làm việc của thanh dao L = 1250 mm
3 Số thanh dao lắp trên cụm 3
4 khoảng cách giữa hai tầng dao 135 mm

+ Máy phạt gốc rạ dạng ñĩa

Hình 1.12 Máy phạt gốc rạ dạng ñĩa
Máy hoạt ñộng theo nguyên lý băm cánh xiên ñã ñược thiết kế và thử nghiệm
với các thông số chính của bộ phận cắt gốc rạ: Tốc ñộ quay trục dao 2000 v/ph;
ðường kính ñĩa dao: 270 mm; Số dao bắt trên 1 ñĩa 2; Số lượng ñĩa dao: 5
- Bộ phận cắt gốc rạ có khả năng cắt rạ khỏi gốc.
- Hầu như máy không cắt nhỏ ñược rạ. Các vết tổn thương của thân rạ phía
trên cho thấy dao ñã tác ñộng vào thân rạ nhưng không cắt ñược thân rạ. ðiều này
theo ñánh giá của ñề tài là tốc ñộ cắt chưa ñảm bảo. Hiện ñề tài ñã thử nghiệm với

tốc ñộ của ñĩa cắt là 2000 v/ph. Việc nâng cao hơn nữa tốc ñộ cắt là không hợp lý
về mặt cơ khí vì mất cân bằng và nguy hiểm cho người sử dụng
(Nguồn báo cáo khoa học Viện cơ ñiện nông nghiệp tháng 6/2011)


11

+ Máy cắt lúa ñeo vai

Hình 1.13 Máy cắt lúa ñeo vai
Máy thu hoạch lúa ñeo vai hoạt ñộng theo nguyên lý cắt không kê. Máy cấu
tạo gồm một ñộng cơ xăng 1,9 kw truyền chuyển ñộng cho ñĩa dao ñường kính
145mm với vận tốc là 6500 vòng/phút thông qua một ống thép trên ông thép có lắp
tay cầm. Năng suất của máy thấp không an toàn cho người vận hành …

+ Máy băm rơm rạ khô kiểu ñĩa dao 9Z -9A

Hình 1.14 Máy băm rơm rạ 9Z -9A
Bảng 1.2 Bảng thông số kỹ thuật của máy băm rơm rạ 9Z – 9A
Thông số

ðộng cơ phần băm (Kw) 15
ðộng cơ
Tốc ñộ (r / min) 1470
Kích thước ñóng gói:(dài x rộng x cao) 2620 × 1720 × 1850
Kích
thước
Kích thước khi làm việc:(dài x rộng x cao) 2620 × 2140 × 4110
Trọng lượng máy không tính ñộng cơ (kg) 880
Tốc ñộ băm (r / min) 500

Số lượng lưỡi băm (cái) 3


12

Thân lá cây ngô tươi (ñộ ẩm 78%) 9 t / h
Thân lá cây ngô khô (17% ñộ ẩm) 3,5 t / h
Rơm rạ khô (ñộ ẩm 17%) 4 t / h
Cỏ khô (ñộ ẩm 17%) 3,5 t / h
Cỏ voi khô (ñộ ẩm 20%) 4 t / h
Năng lực
sản xuất
(ðộ dài s
ản
phẩm
25mm)
Vỏ cây, bã mía (ñộ ẩm 17%) 3 t / h
ðộ dài sản
phẩm
Loại lắp 3 dao 12,18, 25, 35(mm)
Sản phẩm ñược máy phun ra trong bán kính 10 ~ 15 (m)

Máy băm thái rơm rạ 9Z -9A hoạt ñộng theo nguyên lý băm thái dạng ñĩa,
máy dung ñễ băm thái thân cây ngô, rơm rạ, cỏ khô, cỏ voi, vỏ cây, bã mía với ñộ
dài doạn băm là 25mm bộ phận băm ñược lắp 3 dao trên ñĩa và máy có thể phun
sản phẩm ra xa từ 10m ñến 25m, máy làm việc tĩnh tại, không có khẳ năng tự gom
không phù hợp với ñiều kiện làm việc trên ñồng
1.4 Một số nguyên lý máy cắt thái rơm rạ
+ Máy cắt thái rơm rạ dạng ñĩa

Hình 1.15 Nguyên lý máy cắt thái dạng ñĩa
1.Lô cuốn 2. Dao thái 3.ðĩa dao 4. Cánh gạt 5 Tấm kê cắt 6 cặp lô cấp liệu
7. Băng tải 8.Vật liệu cắt thái
Máy gồm các bộ phận chính như hình 1.15
Bộ phận cấp liệu. Dạng băng tải (7) có trục cuốn (1), (6) có tác dụng nén rơm rạ
trước khi cấp liệu cho bộ phận cắt thái
Bộ phận cắt thái. Gồm các lưỡi dao (2) lắp trên ñĩa dao 3, tấm kê (5) lắp vào họng thái


13

Bộ phận thu liệu. Cánh gạt 4 lắp trên ñĩa dao (3) có tác dụng như một cánh quạt kết
hợp với bộ phận dẫn hướng vật liệu thái ñược thổi ra ngoài buồng thái
Bộ phận truyền ñộng là các cặp bánh răng ñảm bảo chiều quay cho bộ phận cấp
liệu, tốc ñộ cắt của bộ phận cắt thái ñối với rơm rạ thường ≥ 15m/s
Ưu ñiểm. Máy có khả năng ñiều chỉnh chiều dài ñoạn cắt thái, vật liệu cắt thái
ñược nén ép trước khi vào họng thái tránh ñược hiện tượng vật thái bị kéo theo mà
không ñược cắt thái. Máy theo nguyên lý này thì chế tạo phức tạp, chi phi năng
lượng cao không thuận tiện khi liên hợp
Vận tốc cắt ñối với rơm rạ ≥ 15 m/s

+Máy băm rơm rạ kiểu trống quay


Hình 1.16 Nguyên lý máy cắt thái dạng trống
1.Lô nén cấp liệu, 2 Dao cắt thái, 3 Tấm kê cắt, 4 Lô nén cấp liệu,
5 vật liệu cắt thái, 6 Trông dao
Máy gồm các dao cắt (2) lắp trên trống quay (6), bộ phận lô nén cấp liệu (1),(6) và
tấm kê cắt (3),ưu ñiểm của máy hoạt ñộng theo nguyên lý này vật liệu sau khi cắt
thái tương ñối ñồng ñều, nhưng chi phi năng lượng tương ñối cao,

Vận tốc cắt ñối với rơm rạ ≥ 15 m/s
Kết luận:
Qua nghiên cứu tổng quan ta nhận thấy rằng những máy có xuất xứ nước
ngoài ña số là cắt và thu gom lại, chất lượng làm việc tốt nhưng thường có kích
thước lớn cồng kềnh, giá thành cao không phù hợp với ñồng ruộng và khả năng tài
chính của nông dân Việt Nam.


14

Những máy ñược nghiên cứu và chế tạo tại Việt Nam khả năng ứng dụng
chưa cao, có máy chỉ thực hiện ñược một nhiệm vụ là cắt hoặc băm, nếu thực hiện 2
nhiệm vụ cắt băm ñồng thời sẽ xẩy ra tình trạng tắc kẹt, hoặc là không có khẳ năng
băm thành từng ñoạn theo yêu cầu.
Máy phạt gốc rạ ba tầng dao chỉ có khả năng cắt tốt còn băm thành từng
ñoạn thì xảy ra tình trạng tắc kẹt trên băng dao.
Máy phạt gốc rạ theo dạng ñĩa chỉ có khả năng phạt gốc rạ không có khả
năng phân thành ñoạn.
Máy cắt lúa ñeo vai chỉ có khả năng cắt gốc không có khả năng phân phân
thành ñoạn, máy này không có bộ phận an toàn cho người sử dụng.
Do vậy máy cắt băm gốc rạ phải ñược thiết kế sao cho khắc phục ñược các
nhược ñiểm của các loại máy trên.
Ta thấy các máy cắt rơm rạ thường sử dụng nguyên lý cắt có kê kiểu tông ñơ
với dao cắt có bề rộng dao 76,2mm, dao có chấu, các máy dung ñể băm thái rơm rạ
thường là máy cắt dạng trống hoặc máy cắt dạng ñĩa với tốc ñộ cắt của dao ≥ 15m/s
Qua nghiên cứu tổng quan ta thấy việc sử dụng rơm rạ vào các mục ñích
truyền thống ngày càng giảm, chủ yếu là ñốt trực tiếp trên ñồng gây ô nhiễm môi
trường, làm biến tính cơ lý hóa của ñất, làm thay ñổi quần xã sinh học của ñồng
ruộng, giảm hiệu quả sử dụng ñất, giảm năng suất cây trồng…
ðể tăng hiệu quả sử dụng ñất, tăng năng suất , tăng chất lượng sản phẩm lúa

gạo cần phải áp dụng khoa học công nghệ vào sản suất, diện tích ñất trồng lúa ngày
một giảm ñi chúng ta cần phải sử dụng hiệu quả ñất trồng lúa, việc giải phóng mặt
ñồng sớm, băm nhỏ rơm rạ vùi lấp trên mặt ñồng là cấp thiết nhằm giảm ô nhiễm
môi trường do ñốt rơm rạ, cải tạo ñược ñặc tính lý hóa của ñất, giảm chi phí, tăng
hiệu quả kinh tế cho nông dân. Do vậy việc
“NGHIÊN CỨU THIẾ KẾ CHẾ TẠO MÁY MÁY CẮT BĂM GỐC RẠ LIÊN HỢP
TRÊN MÁY KÉO BÁNH HƠI 80 Hp”
là cấp thiết phù hợp với chủ trương chính sách của nhà nước về phát triển công
nghiệp hóa hiện ñại hóa nông nghiệp nông thôn


15

CHƯƠNG 2: ðỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 ðối tượng nghiên cứu:
2.1.1 ðặc ñiểm cơ lý tính của cây rạ ñối với máy cắt băm gốc rạ
Cây rạ là ñối tượng tác ñộng chính tới các bộ phận làm việc của máy cắt băm
gốc rạ, do vậy các ñặc tính cơ lý của cây rạ ảnh hưởng tới chất lượng làm việc của
máy

Hình 2.1 Hình dạng cây rạ

Trong ñiều kiện tự nhiên bình thường cây rạ có hình dạng như hình với góc
nghiêng thân cây
θ
c
, chiều cao tự nhiên H.
Chiều cao thân cây rạ

Chiều cao thân cây rạ phụ thuộc vào từng giống lúa, khoảng từ 30 ÷50 cm.
ðường kính thân cây rạ:
Trong một khóm lúa ñường kính thân cây có sự khác nhau. ðường kính thân
cây phụ thuộc vào từng giống lúa, cách thức gieo trồng, chăm sóc và mức ñộ ñẻ
nhánh của cây lúa. ðường kính cây cũng thay ñổi thu nhỏ dần từ gốc tới bông với
Giống CR203 ở ñộ cao 250mm ñường kính cây rạ khoảng 2,5mm ÷7mm
Góc nghiêng ñổ ở trạng thái tự nhiên của cây lúa qua khảo sát trên ñồng cho
kết quả ño ñạc thống kê trung bình
θ
c
=10
0
÷12,5
0
.

ðộ ẩm của thân cây lúa và hạt trong thời ñiểm thu hoạch cũng ảnh hưởng
nhiều ñến quá trình thu hoạch. Vào thời ñiểm thu hoạch khi lúa chín hoàn toàn, ñộ


16

ẩm hạt dao ñộng từ 20 ÷25%, càng về sau hạt càng dễ rụng. Tuy nhiên do ảnh hởng
của thời tiết khi thu hoạch ñộ ẩm hạt có thể cao hoặc thấp hơn.
Mật ñộ cây: 450÷720 cây/m
2
(Lúa gieo sạ) 300 ÷ 450 cây/m
2
(Lúa cấy)
Hệ số ma sát giữa cây lúa và vật liệu chế tạo

ðể xác ñịnh hệ số ma sát giữa cây với cạnh hoặc bề mặt làm việc của các bộ
phận, ñề tài ñã sử dụng thiết bị ño hệ số ma sát tĩnh hình 2.2 ðể xác ñịnh góc ma sát
giữa vật liệu với cây lúa bằng cách gắn các thân cây lúa bằng keo lên bề mặt phẳng
ñộng, ñặt vật liệu khảo sát lên trên thân các cây lúa (nhựa, nhôm, sắt ). Dùng tay
quay kéo tời làm nghiêng mặt phẳng ñộng so với mặt phẳng ñế cho ñến khi vật liệu
3 bắt ñầu xê dịch khỏi vị trí ban ñầu, lúc ñó dừng tay quay và xác ñịnh giá trị góc
nghiêng của mặt ñộng so với phơng ngang (mặt phẳng ñế) trên vành chia ñộ. Giá trị
góc ma sát
ϕ
ms
giữa vật liệu nhựa PVC và tôn ñen với thân cây lúa thí nghiệm dao
ñộng trong khoảng 16 ÷36
0
. Hệ số ma sát giữa vật liệu nhựa và thân cây lúa f
=tg
ϕ
ms
= 0,2867 ÷0,7265.

Hình 2.2 Phương pháp xác ñịnh hệ số ma sát
1. Mặt phẳng ñế, 2. Mặt phẳng ñộng, 3. Vật liệu khảo sát, 4. Vạch chia ñộ,
5. Trục dòng rọc, 6. Dây tời, 7. Tay quay2.1.2 Máy cắt băm gốc rạ
2.1.2 Cơ sở lý thuyết quá trình cắt thái [4]
Cơ sở lý thuyết của quá trình cắt thái bằng lưỡi dao