nghiên cứu một số thông số chính làm cơ sở thiết kế bộ phận cắt thái rơm liên hợp với máy đập lúa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM


NGUYỄN VĂN TAM


NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ CHÍNH
LÀM CƠ SỞ THIẾT KẾ BỘ PHẬN CẮT THÁI RƠM
LIÊN HỢP VỚI MÁY ĐẬP LÚA





LUẬN ÁN TIẾN SĨ
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ






HÀ NỘI, NĂM 2015

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN VĂN TAM

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ CHÍNH
LÀM CƠ SỞ THIẾT KẾ BỘ PHẬN CẮT THÁI RƠM
LIÊN HỢP VỚI MÁY ĐẬP LÚA


CHUYÊN NGÀNH:KỸ THUẬT CƠ KHÍ
MÃ SỐ:6252 01 03


NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS. LÊ MINH LƯ
2. TS. NGUYỄN XUÂN THIẾT



HÀ NỘI, NĂM 2015

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận án Tiến sỹ Khoa học K ỹ thuật
Page i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi,các kết quả
nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng
dùng để bảo vệ ở bất kỳ học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được
cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày tháng năm
Tác giả luận án


Nguyễn Văn Tam














Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận án Tiến sỹ Khoa học K ỹ thuật
Page ii

LỜI CẢM ƠN
Với tất cả lòng chân thành, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy:
TS. Lê Minh Lư; TS. Nguyễn Xuân Thiết và PGS.TS. Lương Văn Vượt- Học
viện Nông nghiệp Việt Nam, những người đã tận tình động viên, chỉ bảo, hướng
dẫn và giúp đỡ tôi trong nhiều năm để tôi đủ quyết tâm hoàn thành bản luận án này.
Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể các thầy, cô giáo Bộ môn Cơ học kỹ thuật,
Khoa Cơ Điện, Ban Quản lý đào tạo, Ban Giám đốcHọc viện Nông nghiệp Việt
Nam và các Khoa, Phòng, Ban, Viện trong Học viện đã giúpđỡ về chuyên môn

cũng như tạo điều kiện cho tôi trong quá trình thực hiện luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn tới Ban Giám hiệu và tập thể cán bộ CNV Trường
Cao đẳng nghề Cơ giới Ninh Bình, đã tạo mọi thuận lợi giúp đỡ tôi trong suốt quá
trình tôi học tập và nghiên cứu.
Xin chân thành cảm ơn Ban Giám đốc và tập thể cán bộ CNV Trung tâm
Giám định máy và thiết bị (trực thuộc Viện Cơ Điện NN và Công nghệ STH) đã tạo
điều kiện giúp đỡ tôi về thiết bịvà ghi nhận kết quả đo trong quá trình triển khai thí
nghiệm.
Tôi xin trân trọng cảm ơn các nhà khoa học, các bạnđồng nghiệp trong và
ngoài cơ quan và đặc biệt là các thành viên trong gia đình, đã giúp đỡ, ủng hộ, động
viên, góp ý kiến để tôi hoàn thành luận án này.
Xin trân trọng cảm ơn!

Tác giả luận án


Nguyễn Văn Tam




Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận án Tiến sỹ Khoa học K ỹ thuật
Page iii

MỤC LỤC


LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

HỆ THỐNG KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC HÌNH xii

DANH MỤC BẢNG BIỂU xiv

MỞ ĐẦU 1

Chương 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 5

1.1. Tình hình sản xuất và cơ giới hóa khâu thu hoạch lúa ở Việt Nam 5

1.1.1. Sản lượng lúa và rơm, rạ ở Việt Nam trong những năm gần đây 5

1.1.2. Tình hình cơ giới hóa khâu thu hoạch lúa ở Việt Nam 6

1.2. Một số đặc điểm của cây lúa và rơm sau thu hoạch 8

1.3. Tình hình khai thác và xử lý rơm, rạ trên thế giới và Việt Nam 9

1.3.1. Xử lý rơm làm thức ăn cho đại gia súc 9

1.3.2. Xử lý rơm, rạ làm phân vi sinh. 10

1.3.3. Xử lý rơm, rạ trong nuôi trồng nấm 11

1.3.4. Xử lý rơm, rạ đáp ứng cho một số ngành công nghệ cao 11

1.4. Tổng quan về một số mẫu máy cắt thái rơm trên thế giới và Việt Nam 13

1.4.1. Máy cắt thái rơm dao dạng trống 13

1.4.2. Máy cắt rơm dao dạng đĩa 16

1.4.3. Bộ phận cắt thái sử dụng nguyên lý cắt kiểu răng dao 17

1.4.4. Bộ phận cắt thái với nguyên lý cắt cho các khối rơm dạng lô kiện 19

1.4.5. Bộ phận cắt thái rơm liên hợp với máy GĐLH 22

1.5. Lựa chọn nguyên lý cắt cho bộ phận cắt thái rơm liên hợp với máy đập lúa 23

1.5.1. Ưu, nhược điểm của các nguyên lý cắt khi liên hợp với máy đập lúa 23

1.5.2. Lựa chọn nguyên lý cắt cho bộ phận cắt thái liên hợp với máy đập lúa 24

1.6. Yêu cầu kỹ thuật và các chỉ tiêu đánh giá của bộ phận cắt thái CTR-1 26

1.6.1. Yêu cầu kỹ thuật đối với bộ phận cắt thái CTR-1 26

1.6.2. Các chỉ tiêu đánh giá cho bộ phận cắt thái CTR-1 27

Kết luận chương 1 28


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận án Tiến sỹ Khoa học K ỹ thuật
Page iv

Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29

2.1. Đối tượng nghiên cứu 29

2.1.1. Xác định các thông số chính ảnh hưởng đến quá trình cắt thái 29

2.1.2. Xác định mức nghiên cứu các thông số chính và giá trị các hàm chỉ tiêu 31

2.2. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 37

2.2.1. Phương pháp giải tích 42

2.2.2. Phương pháp số 42

2.2.3. Phương pháp mô hình hóa và mô phỏng hệ thống kỹ thuật 43

2.3. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 43

2.3.1. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố 43

2.3.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố 45

2.3.3. Kế hoạch thực nghiệm cho mô hình nghiên cứu bộ phận cắt thái CTR-1 51

Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT 55

3.1. Thông số cấu tạo và thông số động học của bộ phận cắt thái CTR-1 58

3.1.1. Xây dựng biên dạng cạnh sắc dao cho bộ phận cắt thái CTR-1 59

3.1.2. Xác định một số thông số cấu tạo cơ bản của bộ phận cắt thái CTR-1 64

3.1.3. Xác định góc cực θ theo góc quay ϕ và tính góc kẹp χ trong giai đoạn cắt 69

3.1.4. Các thông số động học cơ bản của bộ phận cắt thái rơm 72

3.2. Xây dựng mô hình toán và khảo sát ảnh hưởng của các thông số chính đến
các hàm năng lượng trong quá trình cắt 73

3.2.1. Xác định độ dài đoạn cạnh sắc dao làm việc ∆S, khối lượng các phần rơm
chưa cắt m
rt
và đã cắt m
rs
74

3.2.2. Lực cản cánh gạt do ma sát giữa khối rơm đã cắt với mặt bên của thân dao 78

3.2.3. Xác định phản lực cánh gạt tác dụng vào khối rơm trong giai đoạn cắt 79

3.2.4. Mô hình toán mô tả ảnh hưởng của một số thông số chính đến các hàm năng
lượng của bộ phận cắt thái CTR-1 85

3.2.5. Khảo sát ảnh hưởng của một số thông số chính đến giá trị các hàm năng
lượng của bộ phận cắt thái CTR-1 89

3.3. Động lực học hệ truyền động 94

3.3.1. Khảo sát động lực học quá trình mở máy và bình ổn của hệ truyền động 98

3.3.2. Khảo sát đường cong biên-tần của hệ truyền động 100

Kết luận chương 3 102

Chương 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 103

4.1. Kết quả thí nghiệm xác định các tham số lý thuyết của mô hình toán 103


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận án Tiến sỹ Khoa học K ỹ thuật
Page v

4.1.1. Đặc điểm của khối rơm trước và sau khi qua bộ phận đập lúa 103

4.1.2. Kết quả về một số đặc tính cơ, lý của rơm tươi 105

4.2. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm 114

4.2.1. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố 115

4.2.2. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố 124

4.2.3. Kết quả nghiên cứu tối ưu tổng quát 131

Kết luận chương 4 131

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 133

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ĐÃ ĐƯỢC
CÔNG BỐ 135

TÀI LIỆU THAM KHẢO 136

PHỤ LỤC 141


















Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận án Tiến sỹ Khoa học K ỹ thuật
Page vi

HỆ THỐNG KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu Đơn vị Ý nghĩa
α
-
rad; độ
Mức ý nghĩa thống kê

Góc nghiêng cánh gạt
ϖ
rad/s Vận tốc góc của trống cắt
ϖ
0
rad/s Vận tốc góc từ trường quay của động cơ
γ
rad, độ
Góc tạo bởi phương cánh gạt và phương hướng tâm của điểm
đầu cánh gạt (còn được gọi là góc cấu tạo)
γ
1
; γ
2

Các bậc tự do xác định giá trị tra bảng chuẩn Kohren ở thực
nghiệm đơn yếu tố.
λ
rad, độ
Góc tạo bởi hai phương hướng tâm của đầu cánh gạt và chân
cánh gạt (còn được gọi là góc cấu tạo)
λ
Z
Thừa số Lagrange trong hàm tối ưu tổng quát
τ
rad, độ Góc trượt
ϕ
rad Góc quay trống cắt
ϕ
0

; ϕ
v
;
ϕ
c
; ϕ
cht
và
ϕ
ck
rad
Góc hạ đầu dao; góc bao vào; góc bao cắt; góc bao vùng chuyển
tiếp và góc bao vùng chạy không
ϕ'
rad, độ Góc ma sát giữa vật liệu làm dao và vật liệu cắt thái
ϕ
1
; ϕ
2

rad, độ Góc quay của trục động cơ; góc quay của trục trống cắt
ϕ
2q
rad, độ Góc quay quy đổi đồng trục
∆ϕ
rad
Giá trị biến thiên giữa góc cực θ và góc quay ϕ.
θ
rad
Góc cực (góc xác định bán kính cực R(θ))

ε
n
Tỷ số nén tương đối
Φ
Φ
ht

Hàm tối ưu tổng quát của các hàm chỉ tiêu
Hàm hao tán cản dao động
χ
rad, độ Góc kẹp
∆S
∆S
c

∆S
n
cm, m
Chiều dài đoạn dao ngập vào vật thái khi vừa nén vừa cắt
Chiều dài đoạn dao cắt
Chiều dài đoạn dao nén
δ
mm, m Khe hở giữa mặt bên dao và mặt bên cánh gạt
δ
d
; δ
ω
m Độ dày vật liệu chế tạo dao; độ quay không đều trục trống cắt

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận án Tiến sỹ Khoa học K ỹ thuật

Page vii

η
đ
η
v
; η
r
-
rad; độ
Hiệu suất bộ truyền đai
Góc nghiêng máng dẫn cửa vào rơm và cửa ra rơm
ρ
r
kg/m
3
Khối lượng riêng của rơm tươi ở trạng thái tự nhiên
σ
Hệ số trượt của động cơ ở tốc độ thấp hơn tốc độ điện từ
σ
k
Hệ số trượt ứng với mô men cực đại của động cơ
ξ
Hệ số trượt đàn hồi của bộ truyền đai

a
t
; a
n
m/s

2
Gia tốc tiếp tuyến; pháp tuyến với biên dạng cạnh sắc dao
a
i
; a
ij
; a
ii
Hệ số hàm chỉ tiêu dạng thực
A
ii
Hệ số hàm chỉ tiêu dạng chính tắc
A
ct
kJ Công do một hàng cánh gạt thực hiện một lần cắt
A
cr
kJ/cm
2
Công cắt thái riêng
A
đ
m Khoảng cách trục trong truyền động đai
b hệ số cản dao động trong hàm hao tán
b
i
; b
ij
; b
ii

Hệ số hàm chỉ tiêu dạng mã
b
cg
; b
hcg
m Chiều rộng cánh gạt; chiều dài hàng cánh gạt
b
d
m Khoảng cách hai mặt bên của hai dao kề nhau
Cx % Hàm chỉ tiêu chất lượng cắt
D
cg
; D
r
m
2
Diện tích bề mặt một cánh gạt; 1/10 diện tích bề mặt cánh gạt
D
cr
cm
2
Diện tích ngang phần khối rơm đã cắt áp vào mặt bên dao
D
đ
mm
2
Diện tích tiết diện dây đai
D
nr
m

2
Diện tích rơm do đoạn cạnh sắc dao làm việc nén vào
D
rt
m
2
Diện tích cản không khí của phần khối rơm chưa cắt chiếu lên
phương bán kính cực R(θ)
D
rs
m
2
Diện tích cản không khí của phần khối rơm đã cắt chiếu lên
phương bán kính cực R
t
D
rh
m
2
Tổng diện tích khối rơm được cắt do 7 dao thực hiện trong một
quá trình cắt
G
t
; G
b
Giá trị tính theo chuẩn Kohren; giá trị tra bảng chuẩn Kohren
f; f
r
1/s Tần số dao động của mô men cản; tần số dao động riêng của hệ
f

1
; f
2
Bậc tự do trong kế hoạch thực nghiệm đa yếu tố
f
0
; f
t
; f
e

Bậc tự do tổng quát; bậc tự do nghiệm thức; bậc tự do sai biệt
trong thực nghiệm đơn yếu tố

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận án Tiến sỹ Khoa học K ỹ thuật
Page viii

f' - Hệ số ma sát giữa rơm tươi và thép
F
qn
N
Lực quán tính ly tâm do khối rơm chưa cắt chuyển động theo
quỹ đạo cạnh sắc dao
F
qns
N
Lực quán tính ly tâm do khối rơm đã cắt chuyển động theo quỹ
đạo tròn bán kính R
t
F

qt
N
Lực quán tính theo phương tiếp tuyến với cạnh sắc dao do khối
rơm chưa cắt chuyển động trên cạnh sắc dao
F
msd
N Lực ma sát giữa rơm và cạnh sắc dao
F
mst
N Phản lực cánh gạt theo phương cánh gạt ở công đoạn nén cắt
F
mss
N Phản lực cánh gạt theo phương cánh gạt ở công đoạn đẩy rơm
F
t
; F
b
Giá trị phân tích phương sai; giá trị tra bảng chuẩn Fisher
h
r
m Chiều cao ban đầu khối rơm chưa được nén trong vùng cắt
h
n
m Độ giảm chiều cao ban đầu của khối rơm sau khi được nén
h
c
m Chiều cao khối rơm sau khi đã được nén đến trạng thái cắt
J
rt
kg.m

2
Mô men quán tính khối lượng roto động cơ
J
plđc
kg.m
2
Mô men quán tính khối lượng puly động cơ
J
1
kg.m
2
Mô men quán tính khối lượng quy dẫn về bánh đai chủ động đặt
ở đầu trục động cơ.
J
2
; J
2q
kg.m
2
Mô men quán tính khối lượng của bộ phận cắt CTR-1 về bánh
đai bị động và mô men quán tính khối lượng quy đổi đồng trục.
k
tn

k*

Số hệ số trong mô hình hồi quy thực nghiệm đầy đủ
Số hệ số có nghĩa trong mô hình hồi quy
k
d

Số dao cố định
k
n
N/m Độ cứng của nhánh đai
k
đ
N.m Độ cứng truyền động đai
L
cg
; L
t
m Chiều dài cánh gạt; chiều dài trống cắt
L
đ
m Chiều dài danh nghĩa dây đai
m Số thí nghiệm lặp lại
m
c
Số dao động của phản ứng đầu ra ở giai đoạn chuyển tiếp
m
cđ
kg Khối lượng phần khối rơm cắt đạt.
m
mr
kg
Khối lượng rơm lấy mẫu sau khi phân loại xong (tổng của khối
lượng rơm cắt đạt và cắt không đạt).
m
cg
kg Khối lượng rơm do một hàng cánh gạt vơ vào vùng cắt

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận án Tiến sỹ Khoa học K ỹ thuật
Page ix

m
r
kg Khối lượng rơm do một cánh gạt vơ vào vùng cắt
m
rt
kg Khối lượng rơm trên một cánh gạt chưa cắt trong giai đoạn cắt
m
rs
kg Khối lượng rơm trên một cánh gạt đã cắt trong giai đoạn cắt
M
ct
; M
thr
;
M
ck
; M
ctb
N.m
Mô men trên trục trống cắt ởgiai đoạn cắt; giai đoạn chuyển tiếp;
giai đoạn chạy không; mô men trung bình của 1 quá trình cắt.
M
c
; M
cq
N.m Mô men cản cắt và mô men cản quy đổi đồng trục

M
d1
; M
d2
N.m Mô men trên đai nhận từ động cơ và truyền cho bộ phận cắt
M
e
N.m Mô men phát động của nguồn động lực (động cơ).
M
đm
N.m Mô men định mức động cơ
M
đmax
N.m Mô men cực đại của động cơ
M
ctb
N.m Mô men trung bình trên trục trống cắt trong một quá trình cắt
MS
n
; MS
e
Trung bình bình phương: nghiệm thức; sai biệt
n; n
ch
vg/ph Tốc độ quay trống cắt và tốc độ quay trống cắt có cộng hưởng.
n
v
; n
r
Số thông số vào (số thông số ảnh hưởng chính); số thông số ra

n
tn

Số thí nghiệm cho một thông số trong quá trình thực nghiệm đa
yếu tố có kể đến số thí nghiệm lặp lại
N
tn

Tổng số thí nghiệm trong quá trình thực nghiệm đa yếu tố không
kể thí nghiệm lặp lại
Ne kW.s/kg

Hàm chỉ tiêu chi phí năng lượng riêng
N
0
Số thí nghiệm ở tâm (mức cơ sở)
N
c
; N
ctb
kW Công suất và công suất trung bình của một quá trình cắt
N
đc
kW Công suất nguồn động lực (động cơ)
p Hệ số rút gọn trong quy hoạch thực nghiệm bậc 2
P
c
N Lực cắt thái theo phương vận tốc dao
P
ct

N
Lực do dao tác dụng vào khối rơm theo phương vuông góc với
tiếp tuyến của cạnh sắc dao tại vị trí tiếp xúc
P
ntb
N Lực nén trung bình trong công đoạn nén rơm
P
rt
N Trọng lượng phần khối rơm chưa cắt
P
rs
N Trọng lượng phần khối rơm đã cắt
q
q
l
kg/s
kg lúa/s
Lượng cung cấp rơm vào bộ phận cắt thái
Lượng cung cấp lúa vào máy đập
q
ct
N/cm Áp lực cắt thái riêng
q
n
N/cm
2
Áp lực nén trong công đoạn nén

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận án Tiến sỹ Khoa học K ỹ thuật
Page x

q
nb
N/cm
2
Áp lực do phần khối rơm đã cắt vào hai mặt bên của dao
Q
nc
; Q
dr
N
Phản lực do một cánh gạt tác dụng vào phần khối rơm: chưa cắt
trong công đoạn nén cắt; đã cắt trong công đoạn đẩy rơm.
R
m
N
Hợp của lực cắt theo phương pháp tuyến và lực ma sát trên cạnh
sắc dao
r Số mức thay đổi thí nghiệm trong quá trình thực nghiệm
r
t
m Bán kính trống cắt
r
1
; r
2
mm, m Bán kính danh nghĩa bánh đai chủ động và bị động
R
0
m Bán kính vị trí đặt đầu dao (bán kính đầu cạnh sắc dao)

R
t
m
Bán kính cực xác định vị trí trung điểm đoạn cánh gạt đã qua
cạnh sắc của dao
R(ϕ)
m
Bán kính quay (là khoảng cách từ tâm quay O đến giao điểm của
phương bán kính đầu cánh gạt với cạnh sắc dao)
R(θ)
m
Bán kính cực (là khoảng cách từ tâm quay O đến vị trí giao điểm
giữa cánh gạt và cạnh sắc dao)
S
2
max
Phương sai lớn nhất trong r mức thí nghiệm
S
2
u
Phương sai thí nghiệm ở mức thứ u trong r mức thí nghiệm
s m Hàm đường đi của cạnh sắc dao
S
X
; S
Y
Tọa độ điểm đặc biệt của hàm chỉ tiêu dạng thực
t
α

Trị số tra bảng chuẩn Student ở bậc tự doγ
2
t
ct
; t
cht
; t
ck
s Thời gian của một giai đoạn: cắt; chuyển tiếp; chạy không.
t
m
s Thời gian mở máy của hệ truyền động
T
d
N Thành phần của lực P
ct
theo phương tiếp tuyến cạnh sắc dao
T
Mc
s Chu kỳ dao động của mô men kích động (mô men cản)
T
r
s Chu kỳ dao động riêng của hệ hai khối lượng
T
msb
(T
ms
) N Lực ma sát do khối rơm đã cắt với hai mặt bên thân dao
v m/s Vận tốc cắt
v

t
m/s Vận tốc cắt theo phương tiếp tuyến với cạnh sắc dao
V
r
m
3
Thể tích khối rơm ở trạng thái tự nhiên do một hàng cánh gạt
thực hiện một lần vơ rơm.
x
i
và X
i
Ký hiệu dạng mã và dạng thực cho các thông số vào
y
i
và Y
i
Ký hiệu dạng mã và dạng thực cho các hàm chỉ tiêu








Trị số thông số vào và ra ở phương trình chính tắc dạng thực

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận án Tiến sỹ Khoa học K ỹ thuật
Page xi

w
0
N/m
2
Áp lực gió
W
rr
m/s
2
Gia tốc trong chuyển động thẳng của khối rơm trên bề mặt cánh
gạt khi rơm đã ra khỏi vùng cắt.
W
0
N Lực cản không khí vào phần rơm chưa cắt
W
0s
N Lực cản không khí vào phần rơm đã cắt
CGH Cơ giới hóa
CTR-1 Tên của bộ phận cắt thái theo nguyên lý nhiều dao cắt cố định
ĐBSH Đồng bằng sông Hồng
ĐBSCL Đồng bằng sông Cửu Long
GĐLH Gặt đập liên hợp
TB Trung bình (giá trị trung bình)
TT Thứ tự
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
TN Thí nghiệm
TNHH Trách nhiệm hữu hạn

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận án Tiến sỹ Khoa học K ỹ thuật
Page xii

DANH MỤC HÌNH

STT

Tên hình

Trang

1.1 Quá trình đường hóa rơm làm thức ăn cho gia súc 9

1.2 Giải pháp xử lý rơm, rạ trong nuôi trồng nấm 11

1.3 Nguyên lý cấu tạo và máy cắt thái rơm dao dạng trống 14

1.4 Sơ đồ cấu tạo và máy cắt xơ, sợi vỏ dừa 15

1.5 Nguyên lý cấu tạo máy băm rơm dao dạng đĩa 16

1.6 Máy băm thái rơm trong dây chuyền sản xuất nấm và mạ thảm 17

1.7 Cấu tạo nguyên lý bộ phận cắt thái loại răng - dao và loại hai dao 18

1.8 Sơ đồ nguyên lý máy băm rơm và gốc rạ trên đồng 19

1.9 Kết quả thu gom rơm theo nguyên lý con lăn và nguyên lý pittông 19

1.10 Máy băm rơm Pazt Mode 9427 và các bộ phận của máy 20

1.11 Máy cắt rơm kiện tròn 21

1.12 Máy băm rơm lô kiện 21

1.13 Nguyên lý cấu tạo và mô hình liên hợp bộ phận cắt thái với máy gặt đập 22

1.14 Bộ phận cắt thái rơm và mô hình liên hợp với máy đập lúa 25

2.1 Mô hình xác định các thông số chính cho bộ phận cắt thái CTR-1 31

2.2 Hệ thống thiết bị đo mô men, công suất và Sơ đồ Worksheet 36

2.3 Sự ảnh hưởng của cung lưỡi dao và tấm kê lên vật thái 38

2.4 Đồ thị phụ thuộc A
ct
, P

c
theo v 40

2.5 Chuyển động của chất điểm M 41

3.1 Sơ đồ tổng quát quá trình làm việc của bộ phận cắt thái CTR-1 56
3.2 Phân tích đặc điểm biên dạng lưỡi dao dạng cung tròn lệch tâm 60

3.3 Xây dựng biên dạng cạnh sắc dao 62

3.4 Mô hình xác định bán kính đầu dao R
0
và chiều dài cánh gạt L
cg
66

3.5 Mô hình xác định hàm véc tơ bán kính cực R(θ) theo góc quay ϕ 69

3.6 Đồ thị động học phần tử rơm trượt theo giao điểm Q 73

3.7 Hàng cánh gạt vơ rơm vào vùng cắt 75

3.8 Xác định độ dài đoạn dao ∆S
c
và ∆S
n
77

3.9 Phân tích các thành phần lực trong công đoạn nén cắt 80

3.10 Phân tích các thành phần lực tác dụng lên phần khối rơm đã cắt m
rs
83


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận án Tiến sỹ Khoa học K ỹ thuật
Page xiii

3.11 Lưu đồ toán xác định giá trị của các hàm năng lượng ở mỗi mức nghiên cứu
của các thông số chính 90

3.12 Mô men trên trục trống cắt trong một quá trình cắt 90

3.13 Ảnh hưởng của các thông số chính đến các hàm năng lượng 91

3.14 Sơ đồ hệ truyền động 94

3.15 Biểu đồ mô men cản trong một vòng quay của trống cắt 96

3.16 Động lực học quá trình mở máy và bình ổn 99

3.17 Đường cong biên-tần của hệ 101

4.1 Kích thước rơm trước và sau khi qua bộ phận đập 103
4.2 Sơ đồ quá trình cắt thái bằng lưỡi dao 105

4.3 Đồ thị thực nghiệm và đồ thị hàm hồi quy mô tả quan hệ ε
n
- q
n

107

4.4 Đồ thị quan hệ giữa lực cắt và chuyển vị của dao ở các mức góc trượt τ 108

4.5 Sự phụ thuộc của q
ct
và A
r
với τ 111

4.6 Ảnh hưởng khe hở δ đến lực ma sát lên hai mặt bên của dao 112

4.7 Ảnh hưởng của khe hở δ đến q
nb
113

4.8 Mô hình thí nghiệm bộ phận cắt thái rơm liên hợp với máy đập lúa 114

4.9 Ảnh hưởng v đến Cx và Ne 116

4.10 Ảnh hưởng của q đến Cx và Ne 118

4.11 Ảnh hưởng của q đến khả năng cắt rơm của bộ phận cắt thái 118

4.12 Ảnh hưởng của χ đến Cx và Ne 120

4.13 Ảnh hưởng của δ đến Cx và Ne 122

4.14 Ảnh hưởng của khe hở δ đến Cx và Ne 122

4.15 Đồ thị mặt chỉ tiêu hàm Y
1
128

4.16 Đồ thị Pareto Chart 128

4.17 Đồ thị mặt chỉ tiêu hàm Y
2
130

4.18 Đồ thì mặt chỉ tiêu tổng quát 131








Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận án Tiến sỹ Khoa học K ỹ thuật
Page xiv

DANH MỤC BẢNG BIỂU
STT Tên bảng Trang

1.1 Sản lượng lúa và rơm, rạ theo các địa phương 5

1.2 Mức độ cơ giới hóa khâu thu hoạch lúa các tỉnh ĐBSCL 6

1.3 Một số mẫu máy đập lúa được sử dụng phổ biến ở ĐBSH 7

2.1 Xác định các mức vận tốc cắt v theo tần số biến tần 32
2.2 Xác định lượng cung cấp q theo lượng lúa trên mét dài băng tải m
l
33

2.3 Thay đổi góc kẹp χ bằng cách thay đổi góc nghiêng α 34

2.4 Giá trị các mức thí nghiệm đơn yếu tố của các thông số vào 52

2.5 Bảng ký hiệu mã cho các lần thí nghiệm 52

2.6 Giá trị kết quả các hàm chỉ tiêu Cx (%) và Ne (kW.s/kg) 53

4.1 Giá trị khối lượng phần khối rơm theo các khoảng chiều dài rơm 104
4.2 Kết quả đo các thông số đặc tính của rơm tươi 107

4.3 Lực trung bình và công trong giai đoạn nén và cắt 109

4.4 Giá trị áp lực cắt thái riêng và công riêng theo góc trượt τ 110

4.5 Giá trị áp lực q
nb
tác dụng lên thành bên của dao ở các mức khe hở δ 113

4.6 Kết quả Cx(%) và Ne(kW.s/kg) ở các mức thí nghiệm của v 115

4.7 Kết quả Cx(%) và Ne(kW.s/kg) ở các mức thí nghiệm q 117

4.8 Kết quả Cx(%) và Ne(kW.s/kg) ở các mức thí nghiệm góc kẹp χ 119

4.9 Kết quả Cx và Ne ở các mức thí nghiệm khe hở δ 121

4.10 Các mức và bước thay đổi của các thông số 124

4.11 Bảng ước lượng xác định giá trị và tính có nghĩa của hệ số hồi quy 125

4.12 Bảng ước lượng hệ số hồi quy sau khi loại bỏ tương tác cặp CD 126

4.13 Bảng phân tích phương sai 126

4.14 Tạo độ điểm tối ưu cho hàm chỉ tiêu Y
1
đạt giá trị Max 128

4.15 Bảng ước lượng hệ số hồi quy sau khi loại bỏ tương tác cặp X
3
X
4
128

4.16 Bảng phân tích phương sai 129

4.17 Tọa độ điểm tối ưu cho hàm chỉ tiêu Y
2
đạt giá trị Min 130

4.18 Tọa độ điểm tối ưu tổng quát 131

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận án Tiến sỹ Khoa học K ỹ thuật
Page 1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu
Năm 2013 sản lượng thóccả nước ước tính đạt 44,1 triệu tấn, trong đó diện
tích gieo trồng lúa cả năm ước tính đạt 7,9 triệu ha (Tổng cục Thống kê, 2013),với
tỷ lệ rơm, rạ chiếm khoảng 50 ÷ 55% và thóc chiếm 45 ÷ 50% khối lượng cây lúa
khô (Nguyễn Trường, 2012; Nguyễn Năng Nhượng, 2013),do đó mỗi năm cả nước
cho ra khoảng 46,305 triệu tấn rơm, rạ.
Làm thế nào để khai thác có hiệu quả nguồn phụ phẩm to lớn này trong khi
sau thu hoạch lúa nguồn rơm, rạ này lại phân bố rải rác trên cánh đồng, việc thu
gom rơm, rạ đòi hỏi phải tốn nhiều công sức và chi phí. Chính vì vậy, mặc dù đã có
nhiều hướng nghiên cứu được đặt ra để khai thác phụ phẩm rơm, rạ sau thu hoạch
như trồng nấm, chế biến làm thức ăn chăn nuôi cho đại gia súc, chế biến thành phân
hữu cơ bằng chế phẩm vi sinh…Nhưng thực tế lượng rơm, rạ còn bỏ lại trên đồng
ruộng vẫn còn chiếm một tỷ trọng lớn, tính riêng các tỉnh vùng ĐBSHlượng rơm, rạ
bị đốt ngay trên đồng ruộng sau thu hoạch chiếm khoảng từ 30÷ 90% tổng lượng
rơm, rạ sau thu hoạch, đặc biệt các nơi gần đồ thị hay các huyện ngoại thành Hà Nội
tỷ lệ đốt rơm, rạ ngoài đồng ruộng từ 60÷90% tổng lượng rơm, rạ sau thu hoạch lúa
(Nguyễn Mậu Dũng, 2012).
Rơm sau khi thu hoạch bằng máy GĐLH hoặc máy đập tĩnh tại có đặc điểm
sợi dai, dài, rối nên trong trường hợp sử dụng máy GĐLH lượng rơm để lại trên
đồng ruộng sẽ cản trở lớn tới các công đoạn canh tác tiếp theo, trường hợp sử dụng
máy đập tĩnh tại, rơm được chất thành từng đống nhỏ ngay trên đồng rất thuận lợi
cho việc chế biến thành phân hữu cơ bằng chế phẩm sinh học, nhưng để công đoạn
đảo trộn được thuận lợi cần chiều dài đoạn rơm sau khi được cắt tháikhoảng 10 cm
(Trần Minh Vượng và Nguyễn Thị Minh Thuận, 1999), do vậy rơm sau khi qua bộ
phận đập của máy đập lúa còn gây khó khăn cho quá trình xử lý làm phân vi sinh.
Hiện nay nhiều công trình nghiên cứu sử dụng rơm, rạ làm thức ăn cho đại

gia súc, làm nấm, làm gỗ công nghiệp, làm nhiên liệu ethanol… đều cho cùng một
yêu cầu là rơm, rạ cần được cắt ngắn thành các đoạn trước khi chế biến, do vậy đến

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận án Tiến sỹ Khoa học K ỹ thuật
Page 2

nay đã có một số mẫu máy cắt thái rơm đang được sử dụng tại các cơ sở sản xuất,
các mẫu máy này chủ yếu sử dụng các nguyên lý cắt truyền thống như nguyên lý cắt
kiểu dao trống; dạng dao đĩa, với nguyên lý cắt truyền thống khối rơm cần được nén
ép trước khi được đưa vào vùng cắt, vì vậy các nguyên lý cắt truyền thống này rất
khó khăn khi liên hợp với máy đập lúa do rơm ra từ máy đập lúa có trạng thái
không được nén ép trước.
Khâu đập lúa hiện nay ở nước ta, đặc biệt là các vùng sản xuất lúa tập trung
đã cơ bản được cơ khí hóa, nếu kết hợp được việc đập tách hạt và cắt ngắn rơm
ngay trong một công đoạn sẽ tiết kiệm lượng lớn năng lượng vì cắt rơm tươi chi phí
năng lượng thấp hơn rơm khô, tận dụng nguồn năng lượng tung rơm từ máy đập vào
thẳng bộ phận cắt thái; giảm chi phí lao động cho quá trình này và cho công đoạn
sau khi cắt. Đặc biệt hơn nữa sẽ giúp tận thu nguồn rơm, rạ triệt để sử dụng vào các
mục đích hữu ích; giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
Việc nghiên cứu bộ phận cắt thái rơm liên hợp với máy đập lúa có ý nghĩa
thực tiễn to lớn và thời sự. Vì những lý do trên nên việc thực hiện đề tài luận án:
"Nghiên cứu một số thông số chính làm cơ sở thiết kế bộ phận cắt thái rơm liên
hợp với máy đập lúa" là cấp bách và cần thiết.
2. Mục tiêu, nhiệm vụ và đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu trong luận án là một số thông số chính ảnh hưởng đến
quá trình cắt của bộ phận cắt thái rơm lắp liên hợp với máy đập lúa.
Mục tiêu nghiên cứu:
- Mục tiêu chung: Tạo ra được bộ phận cắt thái rơm lắp liên hợp sau bộ phận
đập của máy đập lúa nhằm nâng cao năng suất, giảm chi phí năng lượng và lao

động, tạo điều kiện thuận lợi cho việc khai thác, xử lý rơm nhanh và triệt để, góp
phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
- Mục tiêu cụ thể: Xác định một số thông số tối ưu về cấu tạo và chế độ làm
việc, làm cơ sở thiết kế, chế tạo bộ phận cắt thái rơm liên hợp với máy đập lúa.
Nhiệm vụ nghiên cứu:
Xác định một số tính chất về cơ, lý tính củarơm tươi liên quan đến quá trình
cắt thái bằng lưỡi dao.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận án Tiến sỹ Khoa học K ỹ thuật
Page 3

Xây dựng mô hình toán mô tả ảnh hưởng của các thông số chính đến chi phí
năng lượng cho bộ phận cắt tháirơm liên hợp với bộ phận đập của máy đập lúa.
Xây dựng mô hình toán mô tả quá trình động lực học, từ đó làm cơ sở chế
tạo bộ phận cắt thái rơm làm việc được ổn định.
Nghiên cứu thực nghiệm đánh giá ảnh hưởng của một số thông số đến các
hàm chỉ tiêu của bộ phận cắt thái rơm, trên cơ sở đó xác định các giá trị tối ưu cho
các thông số chính ảnh hưởng tới quá trình cắt.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Ý nghĩa khoa học:
+ Luận án đã ứng dụng và phát triển một nguyên lý mới để thiết kế bộ phận
cắt thái rơm liên hợp với máy đập lúa, phục vụ cho việc cắt ngắn rơm tươi ngay tại
đồng ruộng.
+ Xây dựng được cơ sở lý thuyết để tính toán xác định các thông số cơ bản về
cấu tạo và chế độ làm việc của bộ phận cắt thái rơm, nhằm định hướng cho việc thiết
kế, chế tạo. Kết quả nghiên cứu trên là tài liệu tham khảo cần thiết khi thiết kế các
loại máy cắt thái hay băm rơm hoặc các vật liệu tương tự có năng suất khác nhau.
+ Góp phần thúc đẩy sự phát triển của ngành chế tạo máy nông nghiệp ở
nước ta hiện nay.
- Ý nghĩa thực tiễn:

+ Ngay sau thu hoạch lúa, rơm đã được cắt ngắn và chất thành đống tại đồng
ruộng, ý nghĩa này làm tăng tính năng sử dụng cũng như khả năng khai thác và xử
lý rơm, rạ được tốt hơn.
+ Bộ phận cắt thái rơm được thiết kế và chế tạo có cấu tạo đơn giản, hoàn
toàn có thể chế tạo được ở trong nước thay cho thiết bị ngoại đắt tiền, nhờ đó có thể
triển khai, áp dụng rộng rãi cho các cơ sở sản xuất.
+ Kết quả nghiên cứu của luận án góp phần khai thác và xử lý phụ phẩm
nông nghiệp phục vụ sản xuất và đời sống, giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
4. Những đóng góp mới của luận án
+ Xây dựng được mô hình bộ phận cắt thái rơm liên hợp máy đập lúa. Đây là
bộ phận cắt thái được thiết kế theo nguyên lý mới, thực hiện cắt có trượt nhờ cánh

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận án Tiến sỹ Khoa học K ỹ thuật
Page 4

gạt kéo và nén khối rơm vào lưỡi dao cong đặt cố định, cho phép vừa cắt vừa đẩy
phần khối rơm đã cắt ra ngoài, nhờ đó đã nâng cao năng suất máy, giảm chi phí
năng lượng và lao động cho quá trình cắt.
+ Cạnh sắc dao được xây dựngtheo biên dạng đường xoắn ốc lôgarit có đặc
điểm góc trượt không đổi trong quá trình cắt, từ đó xây dựng được mô hình toán và
khảo sát ảnh hưởng của các thông số nghiên cứu đến các hàm năng lượng. Kết quả
này đã đóng góp một phương pháp tính toán mới cho bộ phận cắt thái về mặt tính
toán năng lượng.
+ Xây dựng được mối quan hệ giữa các tham số nghiên cứu về đặc điểm cơ
lý tính của rơm tươi ảnh hưởng đến quá trình cắt thái bằng lưỡi dao. Kết quả này
làm cơ sở tính toán năng lượng, đồng thời là tài liệu tham khảo cho các công trình
nghiên cứu khác liên quan đến rơm tươi.
+ Bằng phương pháp nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm đã xác định được
các giá trị tối ưu của quá trình cắt thái, làm cơ sở thiết kế và chế tạo bộ phận cắt thái
rơm liên hợp với máy đập lúa ứng dụng vào thực tiễn sản xuất.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận án Tiến sỹ Khoa học K ỹ thuật
Page 5

Chương 1.TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tình hình sản xuất và cơ giới hóa khâu thu hoạch lúa ở Việt Nam
1.1.1. Sản lượng lúa và rơm, rạ ở Việt Nam trong những năm gần đây
Sản lượng lúa cả nước năm 2013 ước tính đạt 44,1 triệu tấn, tăng 338,3
nghìn tấn so với năm trước (Năm 2012 tăng 1,3 triệu tấn so với năm 2011), trong
đó diện tích gieo trồng cả năm ước tính đạt 7,9 triệu ha (Tổng cục Thống kê, 2013).
Sản lượng lúa và rơm, rạ phân theo địa phương trên cả nước trong những năm gần
đây thể hiện trên bảng 1.1.
Bảng 1.1. Sản lượng lúa và rơm, rạ theo các địa phương
Đơn vị: Triệu tấn
Năm
Vùng miền
Năm 2009 Năm 2010 Năm 2011 Năm 2012
Thóc Rơm Thóc Rơm Thóc Rơm Thóc Rơm
Cả nước 38,95

42,84 40,01

44,01 42,39

46,63 43,67

48,04
ĐBSH 6,79 7,45 6,81 7,49 6,97 7,67 6,87 7,56
Trung du miền núi phía
Bắc
3,03 3,35 3,09 3,40 3,20 3,52 3,26 3,59
Bắc trung Bộ và Duyên
hải miền Trung
6,25 6,87 6,15 3,48 6,54 7,19 6,71 7,38
Tây Nguyên 0,99 1,09 1,04 1,14 1,08 1,19 1,13 1,24
Đông Nam Bộ 1,32 1,45 1,32 1,45 1,39 1,49 1,39 1,53
ĐBSCL 20,48

22,53 21,59

23,74 23,27

25,60 24,29

26,72
Nguồn: Nguyễn Năng Nhượng(2013)
Cùng với sự phát triển công nghiệp hóa, hiện đại hóa, diện tích trồng lúa
không ngừng bị sụt giảm từ 6,6 triệu ha năm 1995xuống còn 3,9 triệu ha năm 2012
(Nguyễn Viết Chiến, 2012). Trước tình hình trên dưới sự lãnh đạo của Đảng, ngày
11 tháng 05 năm 2012 Nghị định Số: 42/2012/NĐ-CP của Chính phủ được ban

hành, sự kiện này đã thúc đẩy mạnh mẽ ngành trồng lúa nước ta nhằm giữ vững ổn
định đồng thời khuyến khích khai hoang mở rộng diện tích trồng lúa bằng chính
sách hỗ trợ sản xuất lúa (Chính phủ, 2012). Để thúc đẩy mạnh mẽ hơn nữa ngành
sản xuất nông nghiệp, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đã phê duyệt đề án
phát triển ngành trồng trọt đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030. Trong đó quỹ đất
trồng lúa năm 2015 là 3,899 triệu ha, lúa nước 2 vụ trở lên là 3,258 triệu ha, diện

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận án Tiến sỹ Khoa học K ỹ thuật
Page 6

tích gieo trồng trên năm là 7,3 triệu ha; năm 2020 bảo vệ quỹ đất lúa ổn định là
3,812 triệu ha, trong đó lúa nước 2 vụ trở lên là 3,222 triệu ha, diện tích gieo trồng 7
triệu ha; áp dụng đồng bộ các biện pháp thâm canh tiên tiến để đạt sản lượng từ 41
÷ 43 triệu tấn vào năm 2015 và 2020; đạt 44 triệu tấn năm 2030, đảm bảo an ninh
lương thực và xuất khẩu (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 2012).
1.1.2. Tình hình cơ giới hóa khâu thu hoạch lúa ở Việt Nam
Hiện nay cả nước có khoảng 580.000 máy tuốt đập lúa; khoảng 19.221 máy
gặt lúa các loại (máy GĐLH tăng 19 lần so với năm 2007; máy gặt xếp dãy tăng 1,2
lần), riêng vùng ĐBSCL có 12.455 chiếc máy gặt các loại, trong đó: 8.919 máy
GĐLH và 3.536 chiếc máy gặt rải hàng.
Về cơ giới hoá sản xuất lúa, năm 2012 mức độ cơ giới hoá bình quân các
khâu: làm đất trồng lúa đạt 80%; thu hoạch đạt 30% (vùng ĐBSCL đạt 58%); sấy
lúa chủ động ĐBSCL 42%; tuốt lúa 95%; xay xát lúa, gạo 95%.
Về cơ giới hóa sản xuất lúa vùng đồng bằng sông Cửu Long: Tổng hợp báo
cáo của các tỉnh ĐBSCL, mức độ cơ giới hóa khâu thu hoạch lúa năm 2012 trình
bày trên bảng 1.2.
Bảng 1.2. Mức độ cơ giới hóa khâu thu hoạch lúa các tỉnh ĐBSCL
TT

Tỉnh Tỷ lệ gặt bằng máy (%) TT Tỉnh Tỷ lệ gặt bằng máy (%)

1 An Giang 50 8 Sóc Trăng 75
2 Kiên Giang 60 9 Vĩnh Long 76
3 Đồng Tháp 61 10 Trà Vinh 30
4 Long An 95 11 Hậu Giang 43
5 Cần Thơ 64 12 Bến Tre 10
6 Tiền Giang 45 13 Cà Mau 35
7 Bạc Liêu 20
TB

58
Nguồn: Nguyễn Viết Chiến(2013)
Riêng về cơ giới hóa nông nghiệp các tỉnh phía Bắc, tổng hợp báo cáo của
một số tỉnh phía Bắc tính đến hết năm 2012, mức độ cơ giới hóa khâu làm đất trồng
lúa trên bình quân 76,4% (cũng khá cao so với cả nước đạt 89,5%), trong đó Nam
Định đạt mức cao nhất 100%. Hiện nay, khu vực ĐBSH có trên 1.500 máy gặt lúa
các loại trong đó có 1.206 máy GĐLH còn lại là máy gặt rải hàng, cơ giới hóa thu
hoạch bình quân trong vùng đạt 12%.

Đ
ến nay ĐBSH giả
nông Quốc gia, 2012)
. Vì là khâu n
CGH khâu này tăng r
ất nhanh.
động cơ, đạt trên 90
%. Tính
chiếc máy đập lúa (
Trung tâm Khuy
đập đư

ợc trang bị ở ĐBSH l
số địa ph
ương, nông dân t
đã được trang bị trư
ớc đây để
M
ột số mẫu máy đậ
Bảng 1.3. M
ột số
Đơn vị sản xuất
(nguồn)
Công ty TNHH Cơ
Khí Năng Lượng
-
Ki
-
Công su
-
Tr
-
Nă

6
-
T
Công ty TNHH sản
xuất và thương mại
Bình Quân.
-
Ki

-
Công su
-
Tr

900 ÷ 1000
-
Nă

3 phút/sào B
-
T
Công ty TNHH Công
nghiệp cơ khí Minh
Hải
-
Ki
-
Công su
-
Tr

900 ÷ 1000
-
Nă
-
T
Công Ty TNHH Cơ
khí Nhật Việt
-

Ki
-
Công su
-
Tr

900 ÷ 1000
-
Nă
-
T
BSH giải quyết c
ơ bản khâu đập lúa bằng máy (
Trung tâm Khuy
. Vì là khâu n
ặng nhọc, yêu cầu thời vụ khẩn tr
ươ
ất nhanh.
Cả nước đã đầu tư trang b
ị 587.364 máy
%. Tính đ
ến năm 2010, các tỉnh thuộc ĐBSH đ
ã trang b
Trung tâm Khuy
ến nông Quốc gia, 2012). Ph
ần lớ
ĐBSH l
à do công ty cơ khí Nh
ật Việt cung cấp. Ngo
ng, nông dân t

ự lắp thêm động cơ diezen (lắp vào gu
ồng tuố
đây để giảm nhẹ c
ường độ lao động).
u máy đập lúa đ
ược sử dụng rộng rãi hi
ện nay (bảng 1.
ột số mẫu máy đập lúa đ
ược sử dụng phổ bi
ến ở Đ
Thông số kỹ thuật
Hình
Ki
ểu 1600 -1800- 2200
Công su
ất: 18 – 20 Hp
Tr
ục lô quay: 1000 vg/ph
Năng su
ất:
6
-7 phút/sào Bắc Bộ
T
ỷ lệ sạch: 99%
Ki
ểu: 2200
Công su
ất: 15 Hp
Tr
ục lô quay:

900 ÷ 1000
vg/ph
Năng su
ất:
3 phút/sào B
ắc Bộ
T
ỷ lệ sạch: 99%
Ki
ểu: 2000
Công su
ất: 15 Hp
Tr
ục lô quay:
900 ÷ 1000
vg/ph
Năng su
ất: 3 T/h
T
ỷ lệ sạch: 99%
Ki
ểu: 1600 -1800- 2200
Công su
ất: 15 ÷ 20 Hp
Tr
ục lô quay:
900 ÷ 1000
vg/ph
Năng su
ất: 2 ÷ 5 T/h

T
ỷ lệ sạch: 99%
Trung tâm Khuy
ến
ương cho nên t
ỉ lệ
587.364 máy đập lúa có
ã trang b
ị 152.563
ần lớn các loại máy
ấp. Ngo
ài ra, tại một
ng tuốt lúa đạp chân
ảng 1.
3).
ở ĐBSH

Hình
ảnh





Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận án Tiến sỹ Khoa học K ỹ thuật
Page 8

1.2. Một số đặc điểm của cây lúa và rơm sau thu hoạch
Ngày nay việc áp dụng các tiến bộ khoa học vào sản xuất đang được chú
trọng phát triển. Một số tính chất và đặc điểm của cây lúa có ảnh hưởng đến quá

trình làm việc của bộ phận cắt thái rơmtheo sau máy đập lúa.
- Độ ẩm: Độ ẩm lúa phụ thuộc vào giống lúa, điều kiện khí hậu, đất đai, chế
độ canh tác và thời điểm thu hoạch. Nhìn chung độ ẩm hạt thay đổi từ 18 ÷ 26%, độ
ẩm rơm thay đổi trong khoảng 60 ÷ 80% (Dương Ngọc Thọ và cs., 1980). Độ ẩm
lúa sẽ tiếp tục giảm sau khi cắt tùy theo mùa: sau khi cắt hai ngày về mùa hè độ ẩm
hạt giảm 4,2 ÷ 6,1%, độ ẩm rơm giảm từ 13,1 ÷ 17,8%; về mùa đông độ ẩm hạt
giảm từ 0,8 ÷ 2,4%, độ ẩm rơm giảm 4,2 ÷ 13% (Nguyễn Văn Hựu, 2000). Độ ẩm
lúa có ảnh hưởng đến độ dai liên kết, độ bền cơ học của hạt và rơm, do đó có ảnh
hưởng đến chỉ tiêu năng suất và chất lượng làm việc của bộ phận cắt thái rơm liên
hợp với máy đập lúa.
- Chiều cao cây: Các giống lúa ở miền Bắc có chiều cao trung bình khoảng0,8
÷ 1,15m. Ngày nay với trình độ thâm canh, công tác chọn giống tốt nên trên một thửa
ruộng chiều cao cây chênh lệch không đáng kể. chiều dài cây khi cắt phụ thuộc vào
giống lúa, tập quán canh tác và phương pháp thu hoạch. Với tập quán canh tác và thu
hoạch ngày nay khi thu hoạch lúa người nông dân chỉ cắt phần rơm có chứa bông lúa,
chính vì vậy chiều dài cây sau khi cắt thường trong khoảng 0,45 ÷ 0,6m.
- Tỷ lệ hạt/rơm (tỷ lệ giữa khối lượng hạt và khối lượng rơm): Tỷ lệ hạt/rơm
phụ thuộc vào giống lúa, điều kiện sinh trưởng, độ ẩm và chiều cao cắt, tỷ lệ
hạt/rơm thường trong khoảng 0,44 ÷ 0,55 (Trần Đức Dũng và cs., 1995).
- Hệ số ma sát: Phụ thuộc nhiều vào độ ẩm, từ các công trình nghiên cứu cho
thấy hệ số ma sát giữa lúa và thép dao động trong khoảng 0,39 ÷ 0,6 (Бородин и Дао,
1978), giữa lúa và vải bạt cao su là 0,7 ÷ 1 (Дао, 1979). Hệ số ma sát nội của thân cây
lúa phụ thuộc vào giống lúa, độ ẩm song khác biệt nhau không đáng kể, có thể lấy f
c
=
1,8(Дао, 1979; Nguyễn Văn Hựu, 2000).
Hệ số ma sát rơm khô ở độ ẩm 15% với thép là 0,6 và rơm tươi với thép là
0,46,khối lượng riêng của khối rơm khô ở trạng thái tự nhiên (ở dạng xếp đống lên

thùng xe) là 48

÷
50 kg/m
3
- Độ dai liên k
ết: Độ
độ ẩm và vị trí hạt tr
ên bông. Công b
3,2.10
-3
÷ 6,3.10
-3
J. L
ực bứ
cây lúa
(Бак, 1994; До, 1991).
- Kết quả nghi
ên c
khô có độ ẩm 10,5
÷

15,2%
trong đó:
ρ
rk
là khối lư
ợng ri
1.3. Tình hình
khai thác và x
1.3.1. Xử lý rơm làm th
ứ

Ở nước Nga đã x
ử
pháp đư
ờng hóa các công
thức ăn thô xanh- Chế bi
ế
trên hình 1.1.
Hình 1.1
. Quá trình
Ở Việt Nam r
ơm lúa t
2% và 3% rỉ mật) và ki
ềm hoá (v
được băm nhỏ tới kíchth
ư
th
ức) theo đúng tỷ lệ. Sau đ
3lần), lèn chặt và b
ịt kín khí v
90 ngày các m
ẫu đại di
3
(Nguyễn Đức Long, 2004; Nguyễn Năng Nh
ư
ết: Độ dai li
ên k
ết của hạt với bông phụ thuộc v
ên bông. Công b
ứt một hạt ra khỏi bông dao động trong kho
ực bứt hạt ra khỏi bông nhỏ h

ơn 8÷25 lần l
ực kéo
До, 1991).

ên c
ứu ảnh hưởng của áp lực ép đến khối lư
ợng ri
15,2%
(Nguyễn Đức Long, 2004):

ợng ri
êng của rơm khô, kg/m
3
.
khai thác và x
ử lý rơm, rạ trên thế giới và Việ
t Nam
ứ
c ăn cho đại gia súc
ử lý r
ơm dạng kiện làm th
ức ăn cho gia súc b
ng hóa các công đoạn đ
ược tiến hành và chuẩn bị như:
Nhà
ến thức ăn thô
-Đường hóarơm với các bư
ớc
. Quá trình
đường hóa rơm làm th

ức ăn cho gia súc
Ngu
ồn:
ơm lúa tươi ngay sau khi thu
hoạch đư
ợc ủ chua(v
ềm hoá (với 1%, 1,5% v
à 2% urê). Trư
ớc khi ủ
ư
ớc từ 1
÷
3 cm r
ồi trộn đều với các chất bổsung(tu
. Sau đó cho 2 kg hỗn hợp đ
ã trộnvào mỗi s
ilo thí nghi
t kín khí v
à ủ trong phòng thínghi
ệm. Sau khi ủ đ
đại diện đ
ược lấy theoTCVN 1532-86 đ
ể đánhgiátheo các
ư
ợng, 2013).
ộc v
ào giống lúa,
động trong khoảng
ực kéo đứt dọc thân
ợng ri

êng của rơm
t Nam

n cho gia súc bằng ph
ương
Nhà
hấp-Chuẩn bị
ớc
được trình bày

n cho gia súc

ồn:
Колхоз(2012)
ủ chua(với 0%, 1%,
c khi ủ, r
ơmlúa tươi
ổsung(tuỳtheo công
ilo thí nghi
ệm (lặp lại
ủ đ
ược 30, 60 hay
ể đánhgiátheo các