THIẾT KẾ KĨ THUẬT MÁY GẶT ĐẬP LIÊN HỢP PHỤC VỤ THU HOẠCH LÚA Ở KHÁNH HÒA

-1-

LỜI CẢM ƠN !
Trong suốt quá trình thực hiện đề tài, được sự hướng dẫn tận tình của
các thầy cô trong khoa cơ khí, nhất là các thầy trong bộ môn Chế Tạo máy, đã
giúp em hoàn thành tốt đề tài được giao.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần An Xuân, thầy Trần Doãn Hùng
cùng các quý thầy cô trong Khoa Cơ Khí Trường Đại Học Nha Trang, đã tận
tình hướng dẫn em .
Chúng em bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến quý thầy trong hội đồng
phản biện đã bỏ nhiều thời gian quý báu để xem, nhận xét và tham gia chấm
luận án.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn tới quý thầy cô, đã trang bò cho
chúng em những kiến thức cơ sở và chuyên ngành củng như giúp em hoàn
thành đúng thời gian làm luận án tốt nghiệp.
Nha Trang, Tháng 11 năm 2007

Nguyễn Đức Dư


-2-

Lời Nói Đầu
Trong giai đoạn công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước ta hiện nay,
ngoài công nghiệp thì nông nghiệp, trong đó có ngành trồng trọt được chú
trọng phát triển. Đặc biệt là chú trọng phát triển cây lúa nước, là cây lương
thực chính của người dân Việt Nam. Vì vậy cơ giới hoá nông nghiệp, phục vụ
phát triển trồng trọt luôn là mục tiêu của nhà nước ta, nhằm nâng cao năng
suất, chất lượng của ngành trồng trọt.
Trước tình hình đó, khoa cơ khí trường Đại Học Nha Trang đã đưa ra một
số đề tài tốt nghiệp, yêu cầu thiết kế chế tạo máy phục vụ sản xuất nông

nghiệp. Với mục đích giúp sinh viên sắp tốt nghiệp tổng hợp lại những kiến
thức đã học và giúp sinh viên làm quen với công việc của một kỹ sư sau khi
tốt nghiệp ra trường. Được sự đồng ý của bộ môn Chế Tạo Máy – Khoa Cơ
Khí – Trường Đại Học Nha Trang, em được nhận đề tài tốt nghiệp với nội
dung: Thiết kế kỹ thuật máy Gặt đập liên hợp phục vụ thu hoạch lúa ở Khánh
Hoà, năng suất trung bình 2 hecta/giờ.
Qua thời gian tìm hiểu và nghiên cứu, em đã đưa ra phương án và tiến
hành thiết kế chế tạo. Toàn bộ công trình nghiên cứu được thể hiện cụ thể
trong cuốn luận văn này.
Do thời gian và trình độ hiểu biết còn hạn chế nên đề tài của em tuy
có cố gắn song không tránh khổi những thiếu sót. Em rất mong được sự đóng
góp ý kiến của Thầy, Cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Doãn Hùng, thầy Trần An Xuân
đã giúp đỡ, hướng dẫn tận tình để em hoàn thành đồ án này.
Nha Trang, ngày 04 tháng11 năm 2007
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Đức Dự
Lớp: 45CT


-3-

MUÏC LUÏC


-4-

CHƯƠNG1
TỔNG QUAN VỀ NỀN NÔNG NGHIỆP TRỒNG LÚA Ở
KHÁNH HOÀ

1.1. Sơ lược lòch sử phát triển của cây lúa
Cây lúa nước là loại cây lương thực khá quan trọng, nó được loài người
trồng cách đây khoảng 3000 năm trước công nguyên. Cho tới nay, có khoảng
một nửa dân số trên thế giới dùng lúa gạo như nguồn lương thực chủ yếu.
Tổng diện tích trồng lúa ở khu vực châu Á- Thái Bình Dương chiếm 90% và
đạt 92% tổng sản lượg lúa nước trên toàn thế giới.
Người ta cho rằng lúa nước bắt nguồn từ Trung Quốc và sau đó lan ra
vùng Đông Nam Châu Á, rồi sang Châu Phi, Châu u và Châu Mỹ. Như vậy,
lúa nước có nguồn gốc từ Châu Á, từ xa xưa, người dân việt nam đã biét trồng
cây lúa và coi nó như là một loại cây lương thực chính trong đời sống.
1.2. Đặc điểm của cây lúa nước
Lúa nước là một loại cây trồng chòu nước, thời gian sinh trưởng cho đến
khi thu hoạch trong khoảng 3-4 tháng, tùy vào giống lúa, lúa được trồng bằng
cách xạ theo hàng hoặc xạ tự do, mật độ cây lúa từ 400-600 cây trên 1m², cây
lúa đẻ nhiều nhánh, chiều cao của cây lúa lúc chín tùy theo cây giống , song
nói chung chiều cao cây lúa ở Khánh Hòa dao động trong khoảng 0.5-1m.
Cây lúa mang hạt ở đầu bông, do sức nặng của các hạt lúa, bông lúa có
xu hướng làm cong thân cây ở phía trên xuống. Cả thân lúa dựa vào nhau lúc
lúa bắt đầu chín, vì thế cây lúa không bò đỗ xuống. Các hạt lúa được mọc ra từ
gié lúa cấp 1 và gié lúa cấp 2.
Khi lúa chín, ta nhận thấy cả lá, thân, hạt đều có màu vàng thì gần như
đảm bảo lúa đã chín hoàn toàn, chúng ta có thể tiến hành thu hoạch được.Tuy
nhiên trong thực tế, độ chín sinh học trên một bông lúa lại không hoàn toàn
giống nhau. Các nhà nông học chia độ chín của hạt ra làm 3 cấp : cấp sữa, cấp
sáp, cấp chín hoàn toàn. Từ chín sáp, hạt lúa đã đủ yếu tố chuyển sang chín


-5-

hoàn toàn mà không cần chất dinh dưỡng cấp từ rễ cây nữa. Trong một bông

lúa, các hạt ở gié cấp một thường chí trước, lúc đó lát đát một số hạt ở gié cấp
hai còn xanh. Vì vậy, chọn thời điểm để thu hoach lúa không thể chờ các gié
chín đều hết được, vì nếu lúa quá chín thì khi thu hoạch, lúa sẽ bò rụng rất
nhiều.
1.3. Điều kiện tự nhiên tỉnh Khánh Hòa
Khánh Hòa là một tỉnh thuộc khu vực Nam Trung bộ của Việt Nam, có
điều kiện tự nhiên thuận lợi cho sự phát triển cây lúa, có vùng đồng bằng ven
biển và các vùng đồng bằng ở các thung lũng. Đặc điểm của các vùng
đồng bằng ở Khánh Hòa là trũng thấp, khí hậu nóng ẩm, mưa nhiều, và đặc
biệt là đất đai màu mở, ngoài ra còn có hệ thống sông ngòi và hệ thống thủy
lợi thuận lợi cho công việc tưới tiêu, đây là điều kiện thuận lợi cho sự phát
triển nền nông nghiệp ở Khánh Hòa, đặc biệt là sự phát triển cây lúa nước.
1.4 Tình hình trồng lúa ở Khánh Hòa
Những năm gần đây, kinh tế Khánh Hòa phát triển mạnh. Cơ cấu kinh
tế có sự chuyển đổi lớn, từ nông nghiệp chuyển sang công nghiệp và dòch vụ
du lòch, thế mạnh của Khánh Hòa là dòch vụ du lòch, song nông nghiệp vẫn
đóng vai trò quan trọng cho sự phát triển kinh tế khánh hòa.Vì vậy, tỉnh
không ngừng đầu tư công nghệ, máy móc thiết bò góp phần cơ giới hóa nề
nông nghiệp khánh hòa. Nông nghiệp Khánh Hòa chủ yếu dựa vào trồng lúa
nước. Sản lượng lúa hàng năm vừa đáp ứng nhu cầu lương thực cho người dân
vừa có dư để xuất khẩu, góp phần tăng trưởng kinh tế ở đòa phương nói riêng
và cả nước nói chung.
Người dân Khánh Hòa có truyền thống trồng lúa từ rất sớm. Lúa được trồng rãi
rác khắp các vùng trong tỉnh, trồng ở các vùng đồng bằng trũng thấp ven sông
suối, ao hồ để thuận lợi việc tưới tiêu. Thời trước, chưa xây dựng các công trình
thủy lợi, diện tích trồng lúa nhỏ, người dân trồng chủ yếu những vùng có điều
kiện tưới tiêu thuận lợi. Khi đó, không có những giống lúa cho năng suất cao,
về vấn đề thuốc bảo vệ thực vật còn nhiều hạn chế, gây sâu bệnh, mất mùa,

-6-

chưa có máy móc thiết bò phục vụ sản xuất, từ khâu làm đất (như máy cày, máy
bừa) đến khâu xạ lúa như máy xạ hàng, đến khâu chăm sóc, thu hoạch (như
máy phun thuốc trừ sâu, máy gặt, máy tuốt, máy vận chuyển hạt), cộng với tập
quán canh tác không hợp lý mà năng suất lúa hàng năm còn thấp.
Ngày nay, cùng với sự phát triển của các nghành kinh tế khác, nông
nghiệp cũng được đầu tư, phát triển mạnh. Nhiều công trình thủy lợi được xây
doing, các đập nước như đập Cam Ranh Thượng, Đập Tô Hạp, Đập Đá Bàn ….
Hệ thống kênh mương tưới tiêu được hoàn thiện, đây là điều kiện thuận lợi để
phát triển cây lúa nước. Vì vậy, diện tích trồng lúa tăng lên đáng kể, những
vùng trước kia thiếu nước canh tác, nay được đưa vào sản xuất, ở những vùng
thiếu nước, chỉ sản xuất một vụ trong năm thì đến nay có thể tăng lên hai hoặc
ba vụ, do đó năng suất lúa hàng năm tăng lên đáng kể, nghề trồng lúa góp
phần tăng trưởng kinh tế cho người nông dân Khánh Hòa. Lúa được trồng hầu
hết các huyện trong tỉnh, nhưng tập trung nhiều nhất ở các huyện Cam Ranh,
Cam Lâm, Diên Khánh, Ninh Hòa, Vạn Ninh.
1.5.Vụ thu hoạch lúa ở Khánh Hòa
Mỗi năm, Khánh Hòa có hai vụ lúa chính: vụ Hè – Thu và Đông –
Xuân. Một số vùng, có thể có ba vụ do hệ có hệ thống thủy lợi , tập quán
canh tác, nhân lực, máy móc.
Vụ thu hoạch có thời tiết thuận lợi là vụ Đông – Xuân, thời tiết khô ráo
nên việc thu hoạch, phơi khô và bảo quản lúa thuận lợi.
Vụ thu hoạch vất vả là vụ Hè – Thu , đây là thời điểm thời tiết mưa
nhiều, lúa dễ bò ngã gây khó khăn cho việc thu hoạch, vận chuyển, bảo quản
lúa. Do vậy, chi phí lao động cho vụ sản xuất này cao hơn so với vụ mùa khô.
1.6. Cơ giới hóa nông nghiệp trồng lúa ở Khánh Hòa
Cơ giới hóa nông nghiệp là ước muốn từ bao đời của người nông dân cả
nước nói chung và nông dân Khánh Hòa nói riêng, ước mơ đó đã dần trở thành
hiện thực khi ngày càng nhiều máy móc thiết bò được đưa vào phục vụ sản xuất.

Đối với người trồng lúa thì sử dụng các máy như : máy cày, máy bừa, máy xạ


-7-

hàng, máy phun thuốc trừ sâu, máy gặt, máy tuốt, và các loại máy vận chuyển
khác…. Việc cơ giới hóa trong canh tác cây lúa đã góp phần giảm đáng kể lực
lượng lao động tham gia sản xuất, giảm được chi phí lao động, nâng cao hiệu
quả của việc trồng lúa. Vì theo tính toán thì cơ cấu chi phí lao động cho một ha
trong một vụ lúa được phân chia như sau:
- Làm đất: 15%.
- Gieo cấy: 20%.
- Chăm sóc: 25%-30%.
-Thu hoạch: 35%-40%.
Dựa vào cơ cấu chi phí trên mà ta tiến hành cơ giới hóa các khâu cho
hợp lý, để mang lại hiệu quả trồng lúa cao nhất. Thực trạng nghề trồng lúa ở
Khánh Hòa gặp nhiều khó khăn do thiếu lao động, giá lao động cao, làm cho
người trồng lúa không có lãi, nên từ khi đưa máy móc vào sản xuất phần nào
giải quyết được vấn đề này.
1.7. Các công cụ, máy móc phục vụ thu hoạch lúa ở Khánh Hòa
• Gặt tay và công cụ gặt lúa.
Từ khi con người biết trồng lúa thì đồng thời với sự phát triển của công
cụ làm đất là sự phát triển của công cụ gặt lúa. Không chỉ ở những nước trồng
lúa nước mà ở cả nước trồng lúa mì, công cụ gặt cũng phát triển. Những di vật
lòch sử được tìm thấy để gặt lúa là một công cụ hình cong mà người ta gọi là
liềm. Người ta tìm thấy liềm bằng đá ở Babilonia vào khoảng 3700- 2600 năm
trước công nguyên.
Cùng với sự phát triển của loài người qua các thời đại, kiêm loại được
dùng để làm các công cụ trong đó có liềm. Liềm cũng được người nông dân
Khánh Hòa xem như công cụ chính để thu hoạch lúa, cho đến ngày nay, liềm

vẫn còn sử dụng để gặt lúa một cách phổ biến, việc sử dụng liềm để gặt lúa có
những ưu điểm:
- Liềm là dụng cụ đơn giản, dễ chế tạo, giá thành rẻ, có thể sản xuất nó
ở các lò rèn thủ công, phù hợp với mức thu nhập của người nông dân.


-8-

- Dụng cụ gọn nhẹ, dễ sử dụng, nên công việc gặt lúa được tiến hành
đơn giản, gọn gàng, hiệu quả kinh tế cao.
- Liềm có thể gặt được lúa ngã, lúa ngập nước, có thể gặt ở mọi chân
ruộng.
- Gặt liềm hạt lúa ít bò rụng.
Tuy nhiên, gặt bằng liềm cũng gặp phải một số khó khăn:
- Dùng hoàn toàn bằng sức người, người nông dân phải cong lưng cắt rất
vất vả.
- Năng suất không cao.
- Thiếu lao động làm trễ mùa vụ.
• Máy gặt hàng xếp dãy.
Những năm gần dây, người nông dân đã đưa máy gặt hàng xếp dãy vào
để thu hoạch lúa, máy gặt hàng xếp dãy với bề rộng làm việc từ(1m-1.2m), cắt
lúa rồi xếp thành dãy, ngọn ra ngon, gốc ra gốc trên mặt đồng ruộng về phía
bên phải của máy. Sử dụng loại máy này để gặt lúa có những ưu điểm:
- Năng suất gặt cao hơn so với gặt bằng liềm.
- Lúa xếp thành hàng thuận lợi cho việc gom lúa đưa vào tuốt.
- Sử dụng máy gặt không cần nhiều lao động.
- Thu hoạch lúa nhanh, đúng thời vụ để sản xuất vụ sau.
Tuy nhiên, nó có một số hạn chế sau:
- Gía thành của máy còn cao so với mức thu nhập của người nông dân, vì
vậy máy chưa được người nông dân sử dụng phổ biến.

- Tốn tiền chi phí mua nhiên liệu, chi phí sữa chửa, bảo dưỡng máy.
- Một số máy còn làm rơi rụng hạt nhiều khi gặt, khó di chuyển đối với
đồng ruộng ở Khánh Hòa.
Nhưng so với gặt bằng liềm thì gặt bằng máy có hiệu quả kinh tế cao hơn
nhiều. Do đó, máy gặt hàng xếp dãy được người dân đưa vào thu hoạch lúa
ngày càng phổ biến ở Khánh Hòa.
• Máy đập, tuốt lúa.


-9-

Cùng với maý gặt, máy tuốt cũng được người nông dân đưa vào thu
hoạch lúa, máy tuốt có nhiệm vụ tách hạt lúa ra khỏi cây lúa, lúa sau khi gặt,
nó được gom lại, ta đưa vào máy tuốt để tuốt. Sử dụng máy tuốt tốn ít lao động,
giảm chi phí lao động, năng suất tuốt cao, nâng cao hiệu quả kinh tế trồng lúa.
Đến vùng nông thôn ở Khánh Hòa, ta thấy máy tuốt được sử dụng phổ biến, các
máy ở đây, phần lớn do thợ cơ khí đòa phương chế tạo, giá thành máy thấp phù
hợp với thu nhập của người nông dân, máy phù hợp với điều kiện đồng ruộng
đòa phương, vì vậy máy tuốt ngày càng được chế tạo nhiều.
• Máy gặt tuốt liên hợp.
Các nước u, Mỹ các máy đập liên hợp cắt đập thònh hành. Các máy
này gặt trên các cánh đồng khô, đất nền cứng nên khối lượng máy có thể lên
tới (13-14) tấn mà việc di chuyển không gặp trở ngại . Trong khi đó ở các nước
châu Á người ta đang cố gắng chế tạo ra kiểu máy gặt đập liên hợp phù hơp với
cánh đồng nước.
Máy gặt tuốt liên hợp có thể gọi là tổ hơp của máy gặt hàng xếp dãy và
máy tuốt. Trống tuốt bao giờ cũng lớn hơn trống đập, do đó khối lượng của liên
hợp máy sẽ giảm đi. Máy liên hợp cắt và gom lúa thành từng lớp đưa vào trống
tuốt, hạt được đóng vào bao còn rơm thì được rải trên mặt đồng.
Ngày nay, người nông dân Khánh Hoà đã đưa máy gặt tuốt liên hợp vào

thu hoạch lúa. Các máy này có nguồn gốc từ Nhật, Trung Quốc, nhìn chung
máy gặt tuốt liên hợp có nhiều ưu điểm:
- Năng suất gặt đập cao.
- Không cần nhiều lao động chân tay, chi phí lao động thấp.
- Thu hoạch kiệp thời vụ.
Tuy nhiên khi sử dụng máy này khặp phải những khó khăn:
- Máy nhập từ nước ngoài, giá thành cao, chưa phù hợp với mức thu nhập
của người nông dân.
- Chi phí sửa chữa, bảo trì, bảo dưỡng .
- Một số máy gặt còn rơi rụng hạt nhiều.


-10-

1.8. Những phương pháp thu hoạch lúa ở Khánh Hòa
Do điều kiện sinh trưởng của cây lúa, diện tích thửa ruộng nhỏ, nên việc
thu hoạch lúa rất khó khăn, phức tạp, chòu ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài
như: thời tiết, khí hậu ,đất đai….đồng thời lại đòi hỏi những yếu tố khắc khe.
Người nông dân phải căn cứ vào điều kiệ cụ thể của mình để thu hoạch lúa cho
hợp lý. Do đó, Khánh Hòa có nhiều phương pháp thu hoạch luá, sau đây là hai
phương pháp phổ biến hiện nay ở Khánh Hòa:
• Phương pháp thu hoạch phân đoạn:
Ở Khánh Hòa , việc thu hoạch lúa nước vẫn phải duy trì cách thu hoạch
phân đoạn, nhiều giai đoạn. Điều này xuất phát từ nhiều yếu tố khách quan về
đồng ruộng, nhân công lao động trong nông nghiệp, trình độ công nghiệp chế
tạo máy nông nghiệp, việc cơ giới hóa nông nghiệp… Phương pháp thu hoạch
phân đoạn tách hẳn việc gặt và đập làm sạch sơ bộ thành hai công đoạn riêng
biệt.
- Gặt bó: gặt xong bó lại thành từng lượng, hoặc thành từng bó lớn, vận
chuyển về nhà đập.

- Gặt xếp dãy: gặt xong phơi lúa ngoài đồng một vài hôm cho lúa chín
đều và giảm độ ẩm, sau đó, đem về nhà đập và làm sach. Phương pháp này chỉ
phù hợp với vụ mùa khô, chân ruộng khô ráo.
- Gặt đập tại ruộng: việc gặt và đập được thực hiện ngay trên ruộng.Thóc
thì được vận chuyển về nhà phơi còn rơm rạ phơi ngoài ruộng. Phương pháp
này rút ngắn thời gian thu hoạch, ít hao phí thóc do rơi rụng, nhưng điều kiện là
ruộng phải khô ráo, lúa phải chín đều. Đây là phương pháp thu hoạch mà người
nông dân Khánh Hòa sử dụng phổ biến nhất vì phù hợp với điều kiện ruộng lúa
ở Khánh Hòa.
• Phương pháp thu hoạch một giai đoạn:
Phương pháp thu hoạch một giai đoạn là phương pháp hiện đại, tiên tiến
nhất. Thường người ta dùng máy gặt đập liên hợp, năng suất thu hoạch cao, ít
hao phí thóc. Người nông dân đã nhận thấy ưu điểm đó, và đã đưa máy vào thu


-11-

hoạch lúa. Máy gặt đập liên hợp trên đường đi sẽ thực hiện cùng một lúc các
công việc:
- Gặt lúa gom ngay vào bàn cắt, đưa trực tiếp vào máy đập.
- Đập lúa và làm sạch sơ bộ hỗn hợp hạt.
- Hỗn hợp hạt được chứa vào thùng chứa trên máy.
- Rơm được rải thành từng hàng trên đồng ruộng.
Phương pháp thu hoạch một giai đoạn sẽ làm giảm mất mát hạt ở khâu
gom lúa tới máy tuốt, đồng thời không bò đe dọa bởi trời mưa giữa khâu cắt và
khâu đập. Ở Khánh Hòa phương pháp thu hoạch này đã được áp dụng nhưng
chưa được phổ biến rộng, do những khó khăn về giá thành máy cò khá cao so
với thu nhập của người nông dân.

-12-

CHƯƠNG 2
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
Máy gặt đập liên hợp là máy có cấu tạo khá phức tạp, bao gồm nhiều chi
tiết và cụm chi tiết khác nhau, dẫn đến kết cấu và đặc điểm của từng loại máy
sẽ hoàn toàn khác nhau.
2.1. Lựa chọn phương án cho bộ phận cắt
Phương án 1: Bộ phận cắt loại răng và dao.

Hình 2.1. Bộ phận cắt loại răng – dao

Hình 2.2. Răng máy gặt
Bộ phận cắt này thường có hai phần: phần di động- dao và phần cố đònh
răng.
Dao gồm một số lưỡi cắt hình thang lắp liên tiếp trên sống dao có tiết
diện hình chữ nhật và tán bằng đinh tán. Lưỡi cắt bằng thép dày 2mm, hai cạnh
bên được mài sắc. Tùy vào công việc thu hoạch hay đối tượng thu hoạch mà
cạnh sắc của lưỡi cắt có thể mài trơn hay băm chấu nhưng lưỡi cắt máy thu
hoạch thì thường băm chấu.


-13-

Răng của máy gặt thường chế tạo rời từng chiếc hoặc từng cụm hai, ba
răng bằng gang dẻo. Nhiệm vụ của răng là phân chia khối lúa cần cắt đều cho
các lưỡi cắt.Tấm kê cắt chế tạo rời và được tán vào răng. Mũ răng và tấm kê
cắt là hai điểm tựa khi dao chuyển động để cắt cây.
+ Ưu điểm:
- Lực cắt phân bố đều.

- Làm việc ổn đònh.
+Nhựơc điểm:
- Lực quán tính gây rakhi dao chuyển động chỉ được cân bằng một phần
nên khó tăng được tốc độ cắt.
- Khả năng cắt bò hạn chế.
- Chế tạo răng phức tạp, giá thành chế tạo lớn.
Phương án 2: Bộ phận cắt loại hai dao.

Hình 2.3. Bộ phận cắt loại hai dao.
Bộ phận cắt loại hai dao thường có hai loại: loại một dao cố đònh, một
dao di động , loại hai dao chuyển động ngược chiều nhau. Với cấu trúc này thì
một trong hai dao làm nhiệm vụ tấm kê cắt. Những thí nghiệm vào những năm
1962÷1966 cho hai bộ phận cắt kể trên, trong những điều kiện hoàn toàn giống
nhau, bộ phận cắt loại hai dao chuyển động có chất lượng làm việc tốt hơn loại
một dao. Cuối đợt khảo nghiệm cho thấy khe hở tối ưu giữa hai dao của bộ
phận cắt hai dai chuyển động là 0,89mm còn loại kia là 1,73mm. Khe hở lớn
nhất đối với loai đầu là 2,5, đối với loại sau là4,5mm.


-14-

+ Ưu điểm:
- Khắc phục được những nhược điểm của bộ phận cắt loại răng và dao.
- Tốc độ cắt nhanh hơn, ổn đònh hơn.
- Năng suất cao.
+ Nhược điểm:
- Dao chóng mòn.
- Cơ cấu chuyển động phức tạp.
- Lực cắt phân bố không đều.
Phương án 3: Bộ phận cắt có dao chuyển động tònh tiến về một phía.

vm

vn

Hình 2.4. Bộ phận cắt có dao chuyển động tònh tiến.
Để nâng cao năng suất lao động, một trong những biện pháp phổ biến
hiện nay là nâng cao tốc độ chuyển động của liên hợp máy. Ta biết ở tốc độ
liên hợp máy từ 7,5÷ 11,5km/h thì các chỉ tiêu chất lượng làm việc ít thay đổi.
Nhưng nếu tăng tốc độ của máy lên 10 ÷ 15 km/h thì chất lượng làm việc của
máy kém đi rỏ rệt: chiều cao gốc rạ tăng lên, bề mặt gốc rạ sau khi cắt không
bằng phẳng, cây không dược cắt hết, tăng độ hao phí hạt…. Nguyên nhân là do
cây bò uốn nhiều khi cắt. Để khắc phục người ta tăng tốc độ dao lên nhưng biện
pháp này bò hạn chế nhiều. Dao chuyển động không ổn đònh dễ gây ra hư hỏng
và tăng nhanh hao mòn các chi tiết bộ phận cắt. Bộ phận cắt có dao chuyển
động tònh tiến về một phía liên tục đáp ứng được yêu cầu trên.
+ Ưu điểm:
- Tăng tốc độ cắt .


-15-

- Năng suất cao.
- Máy hoạt động ổn đònh.
- Tốc độ dao không đổi ở bất kỳ vò trí nào.
+Nhược điểm:
- Cơ cấu chuyển động phức tạp.
- Khó chế tạo.
- Tốc độ cắt cao nên dao chóng mòn.
Phương án 4: Bộ phận cắt có dao quay trong mặt phẳng nằm ngang.

Hình 2.5. Bộ phậ
n cắt có dao quay trong mặt phẳng nằm ngang.
.
Bộ phận cắt có thể là một đóa tròn hay đóa vuông trên chu vi của nó lắp
một số lưỡi cắt. Đóa và lưỡi cắt nằm chung trong một mặt phẳng nằm ngang,
quay với tốc độ khá lớn đủ để cắt cây. Số lượng đóa cắt trên đóa tính toán trên
cơ sở bảo đảm quá trình cắt không gây ra uốn cây.
+ Ưu điểm:
- Tốc độ cắt cao.
- Không gây uốn cây.
+ Nhược điểm:
- Tốc độ cao nên chóng mòn.
- Khó chế tạo, giá thành chế tạo cao.
⇒ Qua phân tích ưu nhược điểm của từng loại bộ phận cắt, chúng tôi chọn

phương án 1 với những ưu điểm:


-16-

- Lực cắt phân bố đều.
- Làm việc ổn đònh.
- Cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo.
2.2. Lựa chọn phương án cho bộ phận đập


-17-

Phửụng aựn 1: Boọ phaọn ủaọp loaùi thanh khớa.

-18-

Trên các máy đập lúa và các máy gặt đập liên hợp của các nước
thường bố trí bộ phận đập loại thanh khía. Bộ phận đập gồm: trống đập và
máng trống. Bộ phận đập loại này có những ưu và nhược điểm như sau:
+ Ưu điểm:
- Chất lượng làm việc tốt trong điều kiện làm việc bình thường.
- Cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng.
+ Nhược điểm:
- Khả năng thoát tải kém.
- Tốc độ đập không cao.
+ Trống đập:
Trống đập là một khối hình trụ, lắp trên trục trống là các đóa trống và
vòng đỡ giữa. Các thanh lót và thanh khía lắp trên các đóa và vòng đỡ đều theo
chu vi trống. Số lượng thanh khía tùy theo đối tượng lúa có thể có: 6; 8; 10; 12;
thanh … phổ biến nhất là loại trống đập có số thanh khía là: 8; 10; 12.
Để cho quãng đường di chuyển khối lúa trong khe ở giữa trống và máng
trống được kéo dài thì hai thanh khía kề nhau có chiều khía cùng nhau. Đồng
thời còn tránh hiện tượng lúa dồn về một đầu trống, có thể gây ra kẹt trống.
Về cấu tạo của thanh khía có nhiều kiểu khác nhau. Trên các máy đập
của Liên Xô(máy đập lúa MC-1100,máy liên hợp CK-3 …) thường thanh khía có
dạng đường gân phức tạp. Tiết diện ngang của đường gân thay đổi. Hướng các
rãnh cũng không hoàn toàn song song với nhau. Cấu trúc như thế của thanh khía
làm cho quá trình di chuyển của lớp lúa cũng phức tạp, hiệu quả đập tốt. Thanh
khía thường chế tạo bằng thép 20.
Trên một số máy đập tónh tại loại nhỏ của Trung Quốc và Việt Nam,
thanh khía có cấu tạo đơn giản hơn, tiết diện ngang thanh khía hình bán nguyệt.
Trên mặt làm việc của thanh khía phay các rãnh nghiên có hướng song song

với nhau. Thanh khía loại này thường chế tạo bằng thép 20 hoặc gang dẻo.
+ Máng trống:
Đối với bộ phận đập loại thanh khía, máng trống có cấu tạo là một
máng sàng. Máng trống gồm hai má hai bên và một số má đỡ ở giữa. Các thanh


-19-

ngang hàn vào các má, song song với nhau. Trên các thanh ngang có các lỗ
cách đều nhau cho dây thép luồn qua. Cấu tạo như thế máng trống như một cái
sàng, vì vậy người ta gọi là máng sàng. Toàn bộ máng trống đỡ bằng hai trục
lồng qua các lỗ trên má, liên kết với khung máy thông qua cơ cấu điều chỉnh
khe hở giữa trống và máng.


-20-

Phương án 2: Bộ phận đập loại răng.

Bộ phận đập loại răng được áp dụng khá phổ biến trong sản xuất.
+ Ưu điểm:
- Khả năng cung cấp khá lớn, nên trong loại bộ phận đập này thường
phía trước trống không cần bố trí thêm trục cung cấp lúa.
- Đối với giống lúa thân dài, độ ẩm cao thì khả năng thoát tải tốt.
- Tốc độ trống tương đối ổn đònh so với bộ phận đập kiểu thanh khía.
+ Nhược điểm:
- Qúa trình đập làm nát rơm.
- Chất lượng đập chưa tốt bằng loại trống thanh.
+ Trống đập:
Trống đập là một khối hình trụ. Trên trục trống lắp cố đònh các đóa trống

và các vòng đỡ giữa. Các thanh trống bố trí theo chu vi trống, các thanh lót có
cắm răng. Các răng trống phân bố theo quy luật vít nhiều đầu ren. Số lượng


-21-

thanh trống và răng trống thay đổi tùy theo yêu cầu và đối tượng lúa đem đập.
Thông thường số lượng thanh trống thay đổi trong khoản 6-8-10-12 thanh.
Răng trống là một chi tiết làm việc quan trọng có ảnh hưởng lớn đến
chất lượng đập năng suất của bộ phận đập. Cấu tạo chung của răng gồm có ba
phần, phần làm việc gọi là thân răng, phần lắp vào thanh lót là cổ răng, phầ
dưới răng có ren để lắp đai ốc. Phần đuôi răng cần đủ dài để có thể vặn được
đai ốc bắt chặt, đai ốc hãm và đai ốc cân bằng khi cần thiết. Răng trống chế tạo
ở nước ta làm đơn giản hơn và thường được hàn trực tiếp vào thanh lót.
Theo tiêu chuẩn của Liên Xô (cũ), răng trống đập có ba kiểu chính, răng
hình kiếm, răng hình nêm, răng có hính đối xứng. Răng của cả ba kiểu trong
mặt phẳng chuyển động có dạng hình nêm. Góc giữa mặt bên ở đỉnh răng đối
với răng hình kiếm và hình đối xứng là 4-5 độ; đối với răng hình nêm là 47 độ.
Chiều cao răng thích hợp khoảng 50÷60 mm.
+ Máng trống:
Trong cấu trúc của máy cũ, thường máng trống răng là một máng liền,
không cho hạt chui qua đó. Trên máng lắp tới hai hoặc ba hàng răng xen kẽ với
răng trống. Góc bao của trống thường 70÷80 độ. Trên một số cấu trúc bộ phận
đập loại răng gần đây, máng trống thường là một tấm tôn đục lỗ dài. Răng
máng lắp trên một mảng riêng, có thể dễ dàng chui qua khi điều chỉnh bằng
cách nâng hạ máng răng. nước ta thường dùng cấu trúc trống răng máng
sàng. Để đảm bảo chất lượng đập, thường điều chỉnh tốc độ trống trong khoảng
18÷23m/s, đôi khi có thể tăng lên 25m/s.
Phương án 3: Bộ phận đập loại hai trống.
Trên thế giới trong những năm gần đây có xu hướng dùng bộ phận

đập kiểu hai trống phối hợp để đập các loại lúa. Cơ sở kỹ thuật của bộ phận
đập hai trống căn cứ vào tính chất cơ lý của hạt trong thời kỳ chín. Trong giới
hạn một bông, hạt chín hoàn toàn có liên kết hạt với bông nhỏ hơn hạt chưa
chín hoàn toàn. Tính chất quan trọng nữa là độ bền cơ học của hạt không đều,


-22-

hạt lúa có trọng lượng tuyệt đối khác nhau thì độ bền cũng khác nhau. Những
hạt chín hoàn toàn không nên tác dụng lực lớn, có thể gây ra hư hỏng hạt.
Nguyên lý làm việc của bộ phận hai trống có chú ý tới hai tính chất kể
trên. Trống đầu thường là trống răng có vận tốc nhỏ, tạo những lực va chạm
nhỏ trên khối lúa, nhằm tách ra khỏi lúa những hạt chín hoàn toàn. Những hạt
còn lại qua trống đầu đã bò biến dạng, liên kết hạt với bông yếu đi sẽ bò tách ra
nốt khi qua trống thứ hai(thường là trống loại thanh khía) có vận tốc lớn hơn.
Nhờ vậy chất lượng đập tốt hơn loại một trống, đồng thời chi phí năng lượng
cho bộ phận đập cũng giảm 10 ÷15%. Tuy nhiên loại này có kết cấu phức tạp,
chi phí chế tạo cao.
⇒ Qua phân tích, tìm hiểu ưu nhược điểm của 3 phương án, tôi chọn phương án

2.
Qua phần tìm hiểu và nghiên cứu về các loại bộ phận cắt, các loại bộ
phận đập cho ta thấy hết được những ưu điểm và nhược điểm của từng loại.
Đồng thơi qua tìm hiểu về đòa hình trồng lúa, đặc điểm cây lúa và nền nông
nghiệp trồng lúa ở Khánh Hòa, cho ta tìm ra phương án thiết kế một máy gặt
đập liên hợp, phù hợp với đặc điểm cây lúa và thu nhập của người nông dân,
giải quyết những khó khăn thiếu vốn để mua máy ngoại nhập, máy nhập từ
nước ngoài vừa có giá thành máy cao, kết cấu máy cồng kênh, phức tạp, trọng
lượng của máy lớn không phù hợp với các thửa ruộng ở Khánh Hòa. Từ việc
nghiên cứu ưu nhược điểm của từng loại và đưa ra các bộ phận gặt và đập phù

hợp nhất đối với cây lúa nước ở Khánh Hòa. Tôi quyết đònh lựa chọn phương án
thiết kế cho máy gặt đập liên hợp như sau: Bộ phận cắt thiết kế loại răng-dao;
bộ phận đập thiết kế bộ phận đập loại trống răng.


-23-

CHƯƠNG 3
THIẾT KẾ KỸ THUẬT MÁY
3.1. Tính toán thiết kế bộ phận cắt
3.1.1. Sơ đồ cấu tạo

Hình 3.1. Sơ đồ cấu tạo của bộ phận cắt
1- đóa xích;

2- xích truyền động;

3- tay quay;

4- cặp bánh răng côn;

5- răng cắt;

6- dao cắt;

7- càng dẫn hướng;

8- đóa gom lúa vào lưỡi cắt;

9- bộ phận rẽ lúa.

3.1.2. Nguyên lý hoạt động của bộ phận cắt
Khi máy hoạt động, động cơ truyền chuyển động cho hợp giảm tốc, từ
hợp giảm tốc thông qua cơ cấu truyền động xích, truyền chuuyển động đến cặp
bánh răng côn 4, từ đóa lệch tâm thông qua thanh truyền 3 biến chuyển động
quay thành chuyển động tònh tiến của hệ thống dao cắt 5, càng dẫn hướng làm
nhiệm vụ dẫn lúa vào bộ phận dao cắt, bộ phận rẽ lúa làm nhiệm vụ tách khối
cây sẽ bò cắt ra khỏi khối cây chưa cắt đồng thời hướng cây vào bộ phận cắt.


-24-

Song song với quá trình cắt bộ phận gạt lúa và cơ cấu vận chuyển lúa đưa lúa
lên buồng đập.
3.1.3. Tính chọn bề rộng làm việc của máy
Để thiết kế máy đúng với năng suất mà ta yêu cầu thì ta phải tính chọn
bề rộng làm việc của máy và vận tốc tiến của máy khi làm việc, tính chọn sao
cho phù hợp nắng suất và điều kiện kỹ thuật của máy. Với năng suất yêu cầu là
2ha/h ta chọn:
Bề rộng làm việc của máy: B = 3(m).
Với bề rộng làm việc là 3m yêu cầu đặt ra là ta phải tính chọn vận tốc
tiến của máy, sao cho trong 1h máy phải gặt hết một diện tích 2ha.
Theo kinh nghiệm thiết kế máy gặt đập liên hợp cho thấy, tốc độ liên
hợp máy từ 7,5÷ 11,5km/h thì các chỉ tiêu chất lượng làm việc của máy ít thay
đổi. Ta dựa vào khoảng tốc độ này để chọn vận tốc tiến của máy khi làm việc.
Để đơn giản cho việc tinh toán, ta giả sử máy lám việc ở điều kiện lý
tưởng là chỉ làm việc trên đường thẳng, không cua, khi đó ta chọn vận tốc tiến
của máy khi làm việc: v = 8(km/h).
Với bề rộng làm việc: B = 3(m).
Diện tích máy cắt được trong 1h:
S0 = 8000 x 3 = 24000m² = 2,4(ha).

Trong điều kiện làm việc cụ thể, phụ thuộc vào đặc điểm thửa ruộng mà
năng suất giảm khoảng 16% so với diện tích cắt trong điều kiện lý tưởng.
Diện tích thực máy cắt được trong 1h:
S = S0 -

16
16
S0 = 2,4 2,4 = 2(ha).
100
100

Qua tính toán cho ta kết quả phù hợp với năng suất thiết kế là 2ha/h.
Vậy ta tính chọn được:
-Bề rộng làm việc của máy:
B = 3(m).
-Vận tốc tiến của máy khi làm việc:


-25-

V = 8km/h = 2,2(m/s).
3.1.4 Tính toán các thông số cơ bản của bộ phận cắt
3.1.4.1. Cơ cấu chuyển động của dao
B
C

D

l

r
A

Hình 3.2. Cơ cấu chuyển động của dao.
Ta biểu diễn đường chạy X, vận tốc Vx và gia tốc Jx theo thời gian t.
Gọi vận tốc gốc của tay quay là ω:
ω=

π .n
30

Trong đó:
n:số vòng quay của tay quay trong một phút.
Ta có:
X = -rωcos ωt.
Vx = rωsin ωt.
Jx= rω²cos ωt = - ω²X.
Như vậy gia tốc là hàm bậc nhất đối với đường chạy X.
Ta có thể biểu diển đường chạy Vx theo đường chạy X.
Vx = ω r ² − X ²
V²x = ω²(r²-x²)
V ²x
Χ²
=1(ω.r )²
r²
V ²x
Χ²
+ (ω.r )² =1
r²

Nghóa là Vx và X biến thiên theo đường elíp. Để dễ dàng tìm vận tốc
và gia tốc của dao, ta vẽ đồ thò vận tốc và gia tốc trên cùng một hình.