tóm tắt luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý của liên hợp máy phay đất thực hiện cơ giới hóa trong sản xuất mía

ĐẶT VẤN ĐỀ
Cây mía được trồng và phát triển lâu đời ở nước ta. Nó được trồng
khắp nơi trên đất nước từ vùng đất phèn mặn cho tới vùng đất khô cằn trên
đồi dốc núi cao. Phải công nhận rằng cây mía là cây dễ trồng, không kén đất,
chỉ cần đủ ánh sáng và độ ẩm là ngọn mía có thể nảy mầm và mọc lên thành
cây. Nhưng để cây mía mọc và phát triển tốt, cho năng suất và hiệu quả kinh
tế cao thì còn là vấn đề tổng hợp phức tạp của các ngành có liên quan tới cây
mía, tất nhiên trong đó cần thiết có sự đóng góp của ngành cơ giới hóa nông
nghiệp.
Do đó đề tài: “Nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý của liên
hợp máy phay đất thực hiện cơ giới hóa trong sản xuất mía.” Là cần
thiết.
*Mục tiêu của đề tài: Nghiên cứu cơ sở khoa học lựa chọn các yếu tố
ảnh hưởng đến khả năng làm việc của liên hợp máy canh tác cho vùng trồng
mía.
*Nội dung nghiên cứu:
- Phân tích tổng hợp quy trình làm đất, chăm sóc mía đang được áp
dụng ở các cơ sở sản xuất.
- Xây dựng quy trình làm đất bằng máy phay đất và chăm sóc mía
nhằm tăng năng suất và bảo vệ đất.
- Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo sử dụng liên hợp máy canh tác mía phù
hợp với điều kiện đất trồng mía ở Cao Bằng.
*Phương pháp nghiên cứu:
1
- Phương pháp sử lý số liệu thống kê đánh giá kết quả thu được thông
qua chương trình tính toán quy hồi.
- Phương pháp quy hoạch thực nghiệm lý thuyết đồng dạng và phân
tích thứ nguyên.
- Phương pháp đánh giá so sánh các loại máy phay
- Phương pháp đo đạc thực tế trên đồng ruộng.
Với nội dung, mục tiêu và phương pháp nghiên cứu đề tài như vậy: đề

tài được chia làm 3 chương.
Nghiên cứu tổng quan về vấn đề làm đất cho vùng trồng mía ở Việt nam là
nội dung của chương 1.
Xem xét tình hình sản xuất và các yêu cầu kỹ thuật đối với máy làm
đất trồng mía trên thế giới và tại nước ta, để từ đó có thể thấy được mức độ
phát triển của nước ta đang đứng ở vị trí nào. Nghiên cứu cụ thể tình hình
sản xuất mía tại Phục Hoà (địa phương làm thực nghiệm của đề tài), diện
tích trồng mía và sản lượng vụ năm 2009-2010, dự kiến sản xuất của vụ
2010-2011.
Sau đó xét đến các công nghệ làm đất trồng mía tiêu biểu trên thế giới
và Việt Nam xem các trang thiết bị hiện có, có phù hợp với yêu cầu kỹ thuật
hay không, để định hướng và lựa chọn trang thiết bị đạt được các yêu cầu kỹ
thuật về mặt nông học. Ứng dụng cụ thể các trang thiết bị đó cho tỉnh miền
núi Cao Bằng.
2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ LÀM ĐẤT CHO
VÙNG MÍA Ở VIỆT NAM
1.1. Tình hình sản xuất và yêu cầu kỹ thuật đối với máy làm đất trồng
mía trên thế giới và Việt Nam
Diện tích trồng mía trên thế giới rất lớn (khoảng hơn 20 triệu ha)
nhưng phân bố không đều. Trên 95% diện tích trồng mía tập trung ở Châu Á
- Thái Bình Dương, còn các nước khác thuộc các châu Âu, Châu Phi, Châu
Mỹ chỉ chiếm khoảng 5%. Khoảng 20 nước trồng nhiều mía, trong đó có các
nước diện tích trồng lớn như Trung Quốc - 1,35 triệu ha, Ấn độ - 4,10 triệu
ha, Thái Lan - 1,05 triệu ha, Ôxtrâylia - 0,41 triệu ha, Việt nam - 0,315 triệu
ha.
Những nước có năng suất mía cao là Ôxtrâylia - 83 tấn/ha, Inđônêxia -
82 tấn/ha, Philippin - 78,8 tấn /ha, Nhật Bản - 71,6 tấn /ha, Papua New Ginê
- 69,3 tấn/ha. Trong khi đó có những nước năng suất mía còn thấp như
Butan - 30 tấn/ha, NêPan - 31 tấn/ha, Srilanka - 35,8 tấn/ha, Việt nam - 42,2

tấn/ha.
Việt Nam là nước có diện tích trồng mía đứng vào loại trung bình trên thế
giới, tập trung ở các khu vực phía Bắc, phía Nam Trung Bộ và Nam Bộ.
Trong những năm qua, nhờ có giá trị kinh tế cao, cộng với mục tiêu sản
suất 1 triệu tấn đường của Nhà nước, diện tích và sản lượng mía đã tăng
đáng kể. Theo số liệu thống kê vụ mía năm 2006-2007, diện tích trồng mía
cả nước đạt gần 310.067 ha, sản lượng mía đạt khoảng 17,0 triệu tấn. So với
vụ 2004-2005 diện tích tăng 45.000 ha (17%); năng suất mía tăng 3,9 tấn/ha
(7,6%); sản lượng mía tăng 3,5 triệu tấn (25,9%). Diện tích vùng nguyên
liệu các nhà máy đã ký hợp đồng đầu tư và tiêu bao là 219.752 ha.
3
Sản xuất mía đường ở nước ta có từ lâu đời nhưng chỉ mới bắt đầu phát
triển vào cuối thập kỷ 80 và cho đến năm 1998 Việt Nam vẫn là nước nhập khẩu
đường. Vào năm 1994, cả nước sản xuất được khoảng 300.000 tấn đường (gần
100.000 tấn đường công nghiệp còn lại là đường thủ công) và phải nhập khẩu
124.000 tấn nữa mới đủ tiêu dùng. Tháng 10/1994 Thủ tướng Chính phủ đã
thông qua chương trình mía đường và đề ra mục tiêu sản xuất đạt 1 triệu tấn
đường vào năm 2000 để cung cấp đủ cho nhu cầu tiêu dùng trong nước. Từ khi
thực hiện chương trình 1 triệu tấn đường vào năm 2000, ngành công nghiệp mía
đường Việt nam đã có những bước tăng trưởng rất nhanh. Năm 2000, ngành mía
đường đã đạt mục tiêu sản xuất 1 triệu tấn đường, đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng
trong nước. Tổng hợp về diện tích, sản lượng mía ép và đường vụ 2006÷2007 và
kế hoạch 2007÷2008.
Các vùng mía nguyên liệu đảm bảo cung cấp nguyên liệu cho 39 nhà
máy hoạt động, được phân bố trên cả nước. Vụ 2007-2008, dự kiến diện tích
mía cả nước là 316.000 ha (tăng thêm so với vụ trước 6.000 ha tại vùng
nguyên liệu của các nhà máy), diện tích vùng nguyên liệu các nhà máy đã đã
ký hợp đồng đầu tư và bao tiêu sản phẩm dự kiến đạt 229.357 ha. Với năng
suất trên 55 tấn/ha, sản lượng mía cả nước dự kiến đạt trên 17,5 triệu tấn.
* Tình hình sản xuất mía tại Phục Hoà:

Phục Hoà là huyện có vùng nguyên liệu mía khoảng 1500 ha chiếm
50% diện tích trồng mía của tỉnh Cao Bằng và là địa bàn trọng điểm phát
triển vùng mía nguyên liệu của Công ty Cổ phần mía đường Cao Bằng.
Nhờ trồng mía mà hàng trăm hộ nông dân ở đây đã thoát nghèo, có thu nhập
ổn định, đời sống vật chất và tinh thần ngày càng được nâng lên.
Những năm gần đây, diện tích trồng mía nguyên liệu ngày càng được
mở rộng, nhiều tiến bộ khoa học kỹ thuật nông nghiệp đã được ứng dụng để
4
thâm canh tăng năng suất và chất lượng mía. Tuy nhiên trong các khâu canh
tác mía chủ yếu vẫn được làm bằng phương pháp thủ công.
Bảng 1.2: Bảng tổng hợp diện tích và sản lượng mía vụ 2009 – 2010
TT
Vùng Nguyên
liệu (xã)
D.tích sản
xuất vụ 09 –
10 (ha)
S.Lượng mía
ép (tấn)
S.Lượng mía
giống (tấn)
Tổng S.Lượng
(tấn)
N.suất B.quân
(tấn/ha)
1 2 3 4 5 6 = 4+5 7 = 6+3
I H: Phục Hòa 1,408.67 61,119 3,635 64,754 46.0
1 Tà Lùng 206.18 9,994 566 10,560 51.2
2 Hòa Thuận 341.75 12,551 931 13,482 39.4
3 Đại Sơn 471.23 23,005 880 23,885 50.7

4 Cách Linh 145.96 6,821 774 7,595 52.0
5 Hòng Đại 42.21 2,064 219 2,283 54.1
6 Mỹ Hưng 124.46 3,709 82 3,791 30.5
7 Lương Thiện 56.19 2,385 52 2437 43.4
8 Tiên Thành 0.99 50 0 50 50.5
9 Khai Hoang 19.7 540 131 671 34.1
10 Hạnh Phúc 162.42 7478 587 8,065 49.7
11 Hồng Quang 133.25 5795 194 5,989 44.9
12 Chí Thảo 25.45 949 73 1,022 40.2
13 Hồng Định 13.44 724 31 755 56.2
14 Tự Do 29.89 1730 170 1,900 63.6
15 Ngọc Động 13.68 757 123 880 64.3
16 Cai Bộ 0 9 0 9 0
17 Quốc Phong 4 421 27448 112.0 62
18 Phi Hải 2.3 174 7 181 21
19 Hoàng Hải 1.6 118 13 131 81.9
II H: Q. Uyên 386.03 18,155 1,225 19,380 50.2
20 Đức Long 100.91 5,722 376 6,098 60.4
21 Thuỵ Hùng 8.6 298 12 310 36.0
22 Vân Trình 0 34 0 34 0
23 Lê Lai 0 0 0 0 0
III H: Thạch An 109.51 6,054 388 6,442 58.8
Tổng 1,904.21 85,328 5,248 90,576 47.6
Nguồn: Phòng nguyên liệu, Công ty Mía đường Cao Bằng.
5
Sở Nông nghiệp và phát triển nông thôn Cao Bằng đã xây dựng kế hoạch
sản xuất mía trong giai đoạn 2010-2011 bảng 1.k3.
Bảng 1.3: Dự kiến diện tích sản xuất mía vụ 2010 – 2011
Dự kiến diện tích sản xuất vụ 2010 – 2011 (ha)
TT

Vùng Nguyên
liệu
(xã)
Số hộ vụ
2010 -
2011
Chỉ tiêu
trồng
mới
D.tích
trồng mới
DTích
M.gốc 1
DTích
M.gốc
2+3
Tổng DTích
DK.
SL
(tấn)
8 9 10 11 12
13=10+11+1
2
14
I H: Phục Hòa 2,237 656 623.06 542 224.18 1,389.24
1 Tà Lùng 324 100 100.93 98.52 23.93 223.38
2 Hòa Thuận 451 134 101.13 110.91 48.9 260.94
3 Đại Sơn 639 220 235.58 201.64 75.84 513.06
4 Cách Linh 278 80 77.22 59.63 30.75 167.6
5 Hòng Đại 165 40 27.44 11.79 13.92 53.15

6 Mỹ Hưng 266 60 50.98 43.33 13.15 107.46
7 Lương Thiện 98 17 20.11 10.04 15.44 45.59
8 Tiên Thành 0 1 0 0 0 0
9 Khai Hoang 16 4 9.67 6.14 2.25 18.06
10 Hạnh Phúc 430 65 86.85 51.13 52.47
11 Hồng Quang 354 65 59.51 45.54 35.44 140.49
12 Chí Thảo 92 20 9.9 5.42 10.91 26.23
13 Hồng Định 54 10 5.8 1.92 3.9 11.62
14 Tự Do 77 20 17.25 6.99 14.73 38.97
15 Ngọc Động 63 20 10.55 4.21 5.76 20.52
16 Cai Bộ 15 0 3 0 0 3
17 Quốc Phong 62 4 6.23 1.61 3.33 11.17
18 Phi Hải 21 3 3.34 0.3 2.19 5.83
19 Hoàng Hải 25 2 6.14 1.25 0.1 7.49
II H: Q. Uyên 1,193 209 208.57 118.37 128.83 455.77
20 Đức Long 196 32 46.9 23.27 41.67 111.84
21 Thuỵ Hùng 13 2 3.4 1.7 2.7 7.8
22 Vân Trình 6 1 2.7 0 0.2 2.9
23 Lê Lai 31 0 6.88 0 0 6.88
III H: Thạch An 246 35 59.88 24.97 44.57 129.42
Tổng 3,676 900 891.51 685.34 397.58 1,974.43
Nguồn: Phòng nguyên liệu, Công ty Mía đường Cao Bằng
6
1.2. Một số công nghệ làm đất trồng mía tiêu biểu trên thế giới và Việt
nam
1.2.1 Một số công nghệ làm đất trồng mía tiêu biểu trên thế giới.
Mía được trồng trong rãnh sâu từ 25-30cm và có bộ rễ chùm phát triển
rất mạnh trong tầng đất không từ 0-8cm. Để tạo ra 1kg nguyên liệu mía tiêu
thụ trung bình là 150kg nước, khối lượng nước tiêu thụ phụ thuộc vào các
yếu tố: độ ẩm không khí, sức gió, giống và kĩ thuật canh tác của từng vùng.

Từ đó thấy rằng mía là cây trồng cạn thuộc loại cây trồng đòi hỏi
nhiều nước trong quá trình sinh trưởng. Trong điều kiện chỉ sử dụng nguồn
nước mưa thì cần tạo điều kiện tối đa giúp cây mía có đủ nước để phát triển
cho năng suất cao bằng các biện pháp:
- Làm đất sâu trên 30 cm, càng sâu càng tốt giúp cho việc thấm nước
khi trời mưa to, tạo điều kiện để bộ rễ chùm của cây mía phát triển theo
chiều rộng và chiều sâu.
- Phần dư thải sau thu hoạch có khối lượng từ 10-15 tấn/ha cần được
băm nhỏ trộn vùi với đất làm nguồn bổi vừa che phủ chống bốc hơi giữ ẩm
vừa tạo mùn tơi xốp cho đất, đồng thời tránh đốt lá gây ô nhiễm môi trường.
Kết quả nghiên cứu của viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau
thu hoạch ở nông trường Hà Trung cho thấy: cày sâu trên 30cm năng suất
mía tăng trên 20% so với cày sâu 20cm trong cùng điều kiện giống, cách
trồng và chăm sóc.
Để có mẫu máy phay đất hợp lý để trồng mía, đáp ứng yêu cầu nông
học, giảm chi phí làm đất, tăng hiệu quả sản xuất mía cần tiến hành nghiên
cứu các thông số hợp lý.
7
Hiện nay trên thế giới đang sử dụng phương pháp làm đất trồng mía
chủ yếu là phương pháp làm đất nhiều lượt và làm đất sâu ít lượt.
1. Phương pháp làm đất nhiều lượt được thực hiện bằng thủ công hoặc
bằng máy. Phương pháp này có thể sử dụng nhiều loại công cụ, máy móc
làm đất công dụng chung, phù hợp với diện tích thửa ruộng bé. Nhược điểm
cơ bản nhất của phương pháp này là phải tiến hành làm đất nhiều lần, độ sâu
làm đất thường không đạt yêu cầu, chi phí làm dất cao.
2. Phương pháp làm đất sâu ít lượt được tiến hành theo hai cách sau:
- Làm đất đạt độ sâu 40-50cm bằng cày trụ hoặc cày đĩa sử dụng máy
kéo công suất lớn 100-150 mã lực và bừa cho đến khi đảm bảo yêu cầu, sau
đó rạch hàng.
- Làm bằng cày không lật xới sâu từ 1 đến 2 lượt cho đến khi đạt độ

nhỏ, độ sâu làm đất đạt từ 40-50cm sau đó tiến hành bừa, dùng máy rạch
hàng hoặc máy rạch hàng phối hợp với trồng.
Phương pháp này có ưu điểm là độ sâu làm đất đạt yêu cầu, đồng thời
giảm chi phí nhiên liệu và chi phí lao động trực tiếp, có khả năng liên hợp
các quá trình trong công nghệ làm đất, bón phân và trồng. So với phương
pháp làm đất nhiều lượt thì phương pháp này cho năng suất tăng từ 10-15%.
Các nước có trình độ cơ giới hoá cao thường áp dụng phương pháp này để
thâm canh tăng năng suất mía.
Để làm đất sâu người ta sử dụng cày không lật. Trường Đại học Hoa
Nam (Trung Quốc) đã ứng dụng cày không lật để làm đất trồng mía. Sau 3
năm thực nghiệm đã kết luận rằng: cày sâu 35cm bằng cày không lật đã đưa
năng suất mía tăng trên 20%.
8
Nhược điểm là các máy làm đất theo phương pháp này thường có kích
thước lớn, cấu tạo phức tạp, đồng thời đòi hỏi phải có những tiêu chuẩn qui
định chặt chẽ về đồng ruộng.
Trên thế giới ở những nước có nền công nghiệp phát triển như
Australia, Nhật bản, Đài loan, Cu ba… công việc canh tác cây mía được tiến
hành bằng máy 100% còn các nước đang phát triển như Ấn độ, Philippin,
Việt Nam… khâu canh tác nặng nhọc như làm đất, rạch hàng, thu hoạch
đang được cơ giới hoá từng bước.[9, 10]
Ở Cu Ba Bộ công nghiệp mía đường đã ban hành thống nhất 4 quy
trình làm đất trồng mía trong cả nước gồm: công nghệ làm đất sâu, công
nghệ làm đất cho vùng có độ ẩm và độ chặt cao, làm đất cho thửa ruộng có
diện tích nhỏ và làm đất ở các vùng có nhiều sỏi đá. Tuy nhiên, quy tụ chung
các quy trình đều có một số bước cơ bản như: làm sạch mặt đồng, loại bỏ
gốc mía, xới sâu đạt độ sâu 40-50cm từ 2-3 lần, bừa từ 1-2 lần, tiếp theo
tiến hành san phẳng 2-3 lượt và sau cùng là lên luống, rạch hàng để trồng.
Thời gian làm đất thường kéo dài từ 35-45 ngày. Sử dụng các loại máy như:
cày SP-280(5 lưỡi), cày đĩa SC-6D (6đĩa), máy xới sâu FAS-1 liên hợp với

máy kéo KOMATSU, máy kéo K-700 để làm đất sâu, dùng các loại bừa đĩa
nặng 3400kg, 7000kg. Các vùng diện tích bé dùng cày phá A-10000, bừa
2050kg…
1.2.2 Một số công nghệ và máy làm đất trồng mía chủ yếu ở Việt
Nam
Theo các nhà nông học thì làm đất trồng mía là biện pháp có tác dụng
nhiều mặt và có ý nghĩa lớn đối với cây mía. Làm đất tốt hay xấu, đúng hay
sai không chỉ có tác dụng đến một vụ thu hoạch, mà còn có tác dụng đến cả
9
chu kỳ kinh tế, đến nhiều vụ thu hoạch cả mía tơ và mía gốc. Ở nước ta, tuy
còn một số quan điểm khác nhau về làm đất trồng mía, song đều thống nhất
là độ sâu làm đất phải đạt được từ 40-50cm, chỉ cần cày lật 20-30cm, lớp
dưới không cần cày lật.
Viện cơ điện nông nghiệp sau nhiều năm nghiên cứu tại vùng mía
Lam Sơn - Thanh Hoá, đã đưa ra một số quy trình làm đất bằng máy được
thực hiện bằng các bộ phận làm việc liên hợp với máy kéo ĐT - 75 và MTZ
50/82. Hiện nay các khu vực sản xuất mía ở nước ta đang áp dụng các quy
trình làm đất trên hoặc tương tự như trên và đã đem lại hiệu quả kinh tế
cao…
Ở Việt Nam đã đưa thí nghiệm cày không lật để làm đất trồng mía áp
dụng tại nông trường Hà Trung - Thanh Hoá và cũng cho kết quả tương tự.
Cày không lật làm đất trồng mía đã được Viện Cơ điện nông nghiệp và công
nghệ sau thu hoạch nghiên cứu phát triển vào vùng mía Lam Sơn, đến nay
cày không lật đã được ứng dụng vào nhiều vùng mía khác
Dựa trên những cơ sở lý thuyết nào để chọn được dãy phay phù hợp
với điều kiện canh tác. Ứng dụng lý thuyết đồng dạng, mô hình, phép phân
tích thứ nguyên để tính toán và lựa chọn là nội dung của chương 2.
Qua phân tích lựa chọn máy kéo Foton FT 324 sản xuất tại Trung Quốc,
là loại máy kéo chất lượng cao đang được thịnh hành ở Trung Quốc làm
nguồn động lực cho liên hợp máy vì:

- Đây là nguồn động lực cỡ trung phù hợp cho vùng đất trồng mía nhỏ
hẹp
10
- So với một số loại máy kéo cỡ trung khác của Trung Quốc như Jinma,
Dong Fong,… thì máy kéo Foton là máy kéo được sản xuất theo công
nghệ chế tạo máy của Anh với chất lượng cao.
- Máy kéo Foton cũng đã được phát triển nhiều ở các tỉnh phía Nam và
Tây Nguyên của Việt Nam.
Lựa chọn được máy phù hợp, ngày 20 tháng 1 năm 2010, Trung tâm Cơ
điện Nông nghiệp và Ngành nghề Nông thôn đã đưa máy tới huyện Phục
Hòa và tiến hành thử các loại máy canh tác mía trên khu ruộng trồng mía ở
khu vực thị trấn Tà Lùng nằm dọc theo các dãy núi đá nên ruộng ở đây có độ
dốc nhỏ, ruộng không bằng phẳng, đất có tầng canh tác không sâu (từ 20-
25cm), có lẫn nhiều đá và thỉnh thoảng có cả những tảng đá ngầm, đất ở đây
độ ẩm nhỏ (thấp) cho nên việc làm đất ở đây rất nặng làm bằng trâu bò hay
máy kéo nhỏ là phải chờ đến khi trời mưa, đất có độ ẩm cao mới tiến hành
làm đất được. Kích thước thửa ruộng: chiều dài 200 mét, chiều rộng 50 mét.
Đất có độ ẩm thấp (khoảng 17%) vì đã lâu ngày trời hạn không có mưa, lá
mía sau thu hoạch đã được đốt.
Sau khi làm thí nghiệm các loại máy canh tác mía (máy phay đất, máy
cày lật, máy xới sâu và máy rạch hàng) được đánh giá đều làm việc trên
ruộng tốt, bảo đảm được chất lượng yêu cầu nông học của đất trồng mía.
Tính toán dãy máy phay cho máy kéo 4 bánh dựa theo phương pháp
đồng dạng.
11

Máy phay đất đang làm việc trên mô hình thí nghiệm
12
Các liên hợp máy canh tác mía đang làm việc trên mô hình thí nghiệm
13

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN CHỌN DÃY
MÁY PHAY PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN CANH TÁC
2.1. Ứng dụng lý thuyết đồng dạng - mô hình - phép phân tích thứ
nguyên trong nghiên cứu máy móc làm đất.
2.1.1. Ứng dụng lý thuyết đồng dạng và mô hình trong phương
pháp nghiên cứu về máy móc dùng trong nông nghiệp
Như ta đã biết, quá trình tác động do những bộ phận máy thực hiện
được đặc trưng bởi cùng một hiện tượng vật lý. Tính đa dạng của các quá
trình là do hình dạng bề mặt làm việc, chế độ và phương thức tác động của
bộ phận máy không giống nhau, xuất phát từ yêu cầu thuần tuý về mặt công
nghệ. Do đó để tìm ra quy luật tổng quát của cho mỗi quá trình, cần phải
chọn phương pháp nghiên cứu thực nghiệm nào mà chính nó đã được xây
dựng trên một cơ sở lý thuyết xác định.
Khi nghiên cứu quá trình làm việc của máy móc nông nghiệp, trong
một số trường hợp, ta lập được các phương trình vi phân rất khó giải hoặc
không giải được. Lý thuyết đồng dạng và thứ nguyên có khả năng mô tả
được mối liên quan giữa những đại lượng cơ bản mà không cần phải giải các
phương trình vi phân. Các đại lượng cơ bản này được gọi là các chuẩn số
đồng dạng, và được xem là những thông số phức hợp thể hiện ảnh hưởng
tổng hợp của các yếu tố riêng rẽ đối với quá trình.
2.1.2. Mô hình, bản chất và các dạng mô hình
Mô hình là một trong những phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
tiên tiến dùng để nghiên cứu các hiện tượng khác nhau. Phương pháp mô
hình dùng để xác định quá trình xảy ra và thiết lập mối quan hệ nghiên cứu
hệ thống. Khả năng tạo ra hệ thống mang tính tương tự được hình thành bởi
14
sự thống nhất vật chất của các quá trình với những hiện tượng vật lý khác
nhau.
Mục đích và ý nghĩa của phương pháp mô hình bao gồm đánh giá về
mặt định tính và định lượng các loại mẫu máy theo kết quả thực nghiệm trên

mô hình.
Mô hình không phải là phương pháp dùng riêng trong một vài ngành
khoa học kỹ thuật, mà là phương pháp phổ biến dùng để nghiên cứu khoa
học, cho phép xác định và giải thích những qui luật tổng quát của hiện
tượng.
Để mô hình hoá thường làm thí nghiệm nhằm dự đoán những đặc tính
của một số hệ thống cơ bản. Mô hình là quá trình tạo ra đối tượng nghiên
cứu, mà đối tượng này sẽ thay thế đối tượng nghiên cứu thực.
Khái niệm về đồng dạng và mô hình liên quan chặt chẽ với nhau, vì
mỗi đồng dạng trả lời một mô hình. Với ý nghĩa đó, phân loại đồng dạng và
mô hình là thống nhất, mặc dù mô hình được coi như công cụ thực tế tạo ra
trên cơ sở đồng dạng. Mô hình có thể là đồng dạng hoàn toàn, không hoàn
toàn và gần đúng.
2.1.3. Chuẩn số đồng dạng
Cơ sở của mô hình hoá là sự đồng dạng của đối tượng được tổng quát
theo những phương trình, công thức và được gọi là chuẩn số đồng dạng.
Những tập hợp này bao gồm các thông số vật lý đặc trưng cho đối tượng
nghiên cứu. Vì vậy lý thuyết đồng dạng là học thuyết về phương pháp
nghiên cứu hiện tượng, thể hiện bởi những tập hợp không thứ nguyên.
- Chuẩn số đồng dạng thông số: mô tả quan hệ không thứ nguyên các
thông số kích thước.
15
- Chuẩn số đồng dạng giải tích: là tập hợp những quan hệ không thứ
nguyên của các đại lượng vật lý (Chuẩn số đồng dạng Niu tơn-N
e
; Chuẩn số
Râynôn-R
e
; Chuẩn số Frut-F
r

và chuẩn số Galilê-G
a
)
Theo định lý thứ nhất về đồng dạng, chuẩn số đồng dạng là như nhau, tức
là ∏ = idem
2.1.4. Lý thuyết thứ nguyên
Mô hình hoá của quá trình nào đó bao gồm mô hình hoá các thông số
hình học, cơ – lý khác nhau. Thông thường các quá trình mô tả vật thực (thể
hiện từ mô hình) được mô tả bằng phương trình hàm số. Để nêu rõ ý nghĩa
vật lý trong các hàm số, cần trình bày bằng sự phụ thuộc giữa các đại lượng
riêng rẽ và đầy đủ thứ nguyên của hệ thống. Do đó khi một biểu thức toán
học muốn thể hiện đầy đủ ý nghĩa vật lý của quá trình thì điều kiện cần thoả
mãn là tính chất đồng nhất các loại đại lượng, nghĩa là tất cả các thành phần
trong trong biểu thức bắt buộc phải thể hiện bằng các đại lượng vật lý (cần
có một và chỉ một thứ nguyên).
Trong cơ học, đại lượng cơ bản thường lấy là khối lượng M, chiều dài
L, thời gian T…
Các đại lượng dẫn xuất từ các đại lượng đo cơ bản được gọi là thứ
nguyên. Thứ nguyên được viết bằng ký hiệu ở dạng công thức. Ví dụ thứ
nguyên của diện tích là L
2
, vận tốc là L/T, lực ML/T
2
…
Công thức thứ nguyên có dạng mũ tổng quát:
[x] = [M]
µ
[L]
λ
[T]

τ
(2.1)
Trong đó:
M, L, T-Khối lượng, chiều dài, thời gian;
µ, λ, τ - số mũ.
16
2.1.5. Nguyên lý của lý thuyết đồng dạng - Định lý đồng dạng
2.2. Tính chất cơ lý của đất
2.2.1. Độ cứng của đất (hay còn gọi là hệ số nén thể tích)
2.2.2. Lực cản của đất
2.2.3. Lực cản chuyển động của công cụ, máy móc khi tác động vào
đất
2.3. Mối quan hệ đất - máy trong khâu phay làm nhỏ đất để trồng mía
2.3.1. Nguồn động lực dùng cho máy phay làm đất trồng mía
2.3.2. Thông số cơ bản ảnh hưởng tới chất lượng làm việc của phay
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM MÁY PHAY ĐẤT TRÊN
RUỘNG TRỒNG MÍA TẠI CAO BẰNG
3.1. Mục đích
- Xác định công suất máy phay trong quá trình làm việc bằng thực
nghiệm
- Kiểm chứng và bổ sung cho mô hình lý thuyết
- Đánh giá tính năng kỹ thuật và tính năng sử dụng của máy phay
3.2. Nội dung
3.2.1. Trình diễn các máy canh tác mía tại huyện Phục Hoà
thí nghiệm
17
3.2.2. Thiết bị thí nghiệm;
3.3. Kết quả thực nghiệm trong điều kiện sản xuất - Phân tích hiệu quả
kinh tế của khâu phay đất bằng máy;
3.3.1 Xây dựng mô hình thí nghiệm

3.3.2 Xây dựng quy trình canh tác mía áp dụng cho mô hình:
3.3.3 Đặc điểm ruộng trồng mía:
3.3.4 Năng suất liên hợp máy:
3.3.5 Hiệu quả kinh tế
Kết luận:
- Sử dụng cảm biến để xác định tốc độ và mômen là kỹ thuật đo hiện
đại trong nghiên cứu thực nghiệm. Việc nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật này
để đo mômen xoắn và tốc độ động cơ, từ đó xác định được công suất động
cơ là phương pháp khả thi và cho phép xác định được chính xác công suất
của máy phay trong điều kiện sản xuất nông nghiệp.
- Hệ thống đo đa kênh được thiết lập cho phép xác định đồng thời các
thông số và chỉ tiêu công suất của máy phay với độ chính xác cao, đáp ứng
được mục tiêu nghiên cứu.
- Khai thác có hiệu các máy canh tác mía liên hợp với máy kéo 4 bánh
làm việc ổn định và tốt, bảo đảm tốt các yêu cầu kỹ thuật nông học làm đất
trồng mía như độ sâu làm đất, độ nhỏ, tơi đất; độ sâu rạch hàng trồng mía và
đặc biệt là nếu điều kiện đồng ruộng tốt có thể giảm bớt số lượt làm đất,
tăng năng suất làm việc của liên hợp máy.
18
KẾT LUẬN CHUNG - KIẾN NGHỊ
1. Kết luận:
- Qua tìm hiểu thực tế về quy trình canh tác mía hiện nay tại Cao Bằng cho
thấy việc làm đất bằng các công cụ trâu bò kéo và máy kéo nhỏ 2 bánh
không bảo đảm chất lượng làm đất trồng mía, ảnh hưởng đến năng suất và
chất lượng mía nguyên liệu, giảm thu nhập của bà con nông dân.
- Đề tài đã lựa chọn máy kéo 4 bánh Foton 324 và đã thiết kế chế tạo xong
hệ thống máy canh tác mía. Sau khi triển khai thực tế hệ thống máy canh tác
mía của đề tài tại vùng trồng mía huyện Phục hòa đã cho thấy:
+ Máy kéo 4 bánh cỡ 30 mã lực là nguồn động lực phù hợp cho canh tác mía
vùng ruộng trồng mía nhỏ hẹp.

+ Các máy canh tác mía liên hợp với máy kéo Foton 324: liên hợp máy cày
lật có năng suất 0,2 - 0,25 ha/giờ, liên hợp máy phay gốc mía và làm nhỏ đất
có năng suất 0,3 - 0,35 ha/giờ, liên hợp máy xới sâu có năng suất 0,2 - 0,25
ha/giờ, liên hợp máy rạch hàng trồng mía có năng suất 0,25 - 0,3 ha/giờ đáp
ứng được yêu cầu thực tế về năng suất máy và chất lượng làm đất canh tác
mía mang lại hiệu quả cho người trồng mía.
- Phối hợp với Công ty Cổ phần mía đường Cao Bằng tổ chức hội nghị trình
diễn các loại máy canh tác mía thành công: các đại biểu đã đánh giá cao về
chất lượng làm việc và năng suất liên hợp máy và có thể giảm bớt số lượt
làm đất, tăng năng suất làm việc của liên hợp. Đặc biệt một số hộ nông dân
tiêu biểu trồng mía cho rằng chất lượng làm đất của liên hợp máy này tốt
hơn nhiều chất lượng làm đất của liên hợp máy kéo 2 bánh hiện hành và đề
nghị phổ biến nhanh hệ thống máy canh tác mía này vào vùng sản xuất mía
của tỉnh Cao Bằng.
19
- Đề tài đã xây dựng được một mô hình thực nghiệm áp dụng quy trình canh
tác mía với hệ thống máy canh tác mía và đã làm việc được trên diện tích
gần 30 ha tại huyện Phục Hòa, phát triển mở rộng mô hình đáp ứng được
một phần nhu cầu căng thẳng thời vụ làm đất trồng mía tại địa phương và đã
chuyển giao đào tạo hướng dẫn kỹ thuật sử dụng, bảo dưỡng, vận hành máy
kéo và các liên hợp máy cho công nhân của Công ty Mía đường Cao Bằng.
2. Hướng phát triển:
- Nhiều ruộng trồng mía nằm dọc theo các dãy núi đá nên ruộng có đá cục và
đá ngầm nên ảnh hưởng đến khả năng làm việc của máy. Vì vậy khi áp dụng
phải xác định được những khu ruộng nào có ít đá máy có thể làm việc được,
khu ruộng nào cần tránh để bảo đảm an toàn cho máy.
- Do thời gian làm chưa nhiều nên đề tài mới chỉ tập trung đánh giá năng
suất làm việc và chi phí của các liên hợp máy. Cần tính toán đầy đủ hơn để
mở rộng liên hợp máy nêu trên dùng trong điều kiện canh tác mía cho các
tỉnh miền núi phía Bắc.

- Những kết luận trên là những tiến bộ kỹ thuật mà đề tài đã thực hiện.
Nhưng để những tiến bộ này áp dụng rộng rãi trong sản xuất, cần có sự đầu
tư hỗ trợ từ Nhà nước và các cấp các ngành.
- Xác định các liên hợp máy cho khâu canh tác (từ làm đất, chăm sóc, thu
hoạch…) cho cây mía, đây là vấn đề rất cấp bách mà từ trước tới giờ chưa
có đề tài nào nào nghiên cứu sâu về hệ thống máy này.
20