Nghiên cứu một số bộ phận làm việc chính trong máy liên hợp cắt và trồng hom sắn (TT)

25
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN NGỌC BÌNH

TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU MỘT SỐ BỘ PHẬN LÀM VIỆC CHÍNH
TRONG MÁY LIÊN HỢP CẮT VÀ TRỒNG HOM SẮN

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ
MÃ SỐ: 62.52.01.03

TịMăT TăLU NăỄNăTI NăSƾă

HĨăN I - 2016

25


26
Công trình được hoàn thành tại: H căvi năNôngănghi păVi tăNam

Ng

iăh

ngăd năkhoaăh c:
1.ăTS.ăHĨăĐ CăTHỄI
2.ăPGS.TS.ăNỌNGăVĔNăVỊN

Ph năbi nă1: PGS.TS.ăL ngăVĕnăV t
H căvi năNôngănghi păVi tăNam

Ph năbi nă2:ăPGS.TS.ăĐ ăH uăQuy t
Vi năKhoaăh căCôngăngh ăC ăkhí,ăT ăđ ngăhóaăvƠăMôiătr

ng

Ph năbi nă3:ăTS.ăĐ uăTh ăNhu
Vi năC ăđi năNôngănghi păvƠăCôngăngh ăsauăthuăho ch

Lu năánăs ăđ căb oăv tr căH iăđ ngăđánhăgiáălu năánăc păH căvi năt iăH căvi năNôngănghi pă
Vi tăNam
VƠoăh iăầ.ăgi ăầ..ăngƠyăầ..ăthángăầ.ănĕmă2016

Cóăth ătìmăhi uălu năánăt iăTh ăăvi n:
- Th ăvi năQu c gia
- Th ăvi năH căvi năNôngănghi păVi tăNam
26


1

PH Nă1.ăM ăĐ U
1.1. TệNHăC PăTHI TăC AăĐ ăTĨI
Việt Nam là nước xuất khẩu sắn thứ 2 thế giới, năm 2014 diện tích trồng sắn của
cả nước là 560 nghìn ha với tổng sản lượng đạt gần 9,5 triệu tấn, kim ngạch xuất khẩu đạt
1,12 tỉ USD. Hiện nay sản xuất sắn chủ yếu bằng lao động thủ công nên năng suất thấp,
hiệu quả không cao. Trong canh tác sắn, khâu cắt hom và trồng là khâu tốn nhiều công
lao động nhất và cần phải thực hiện nhanh khi thời tiết thuận lợi đồng thời cho kịp thời
vụ. Theo các nhà nông học thì trồng hom sắn không đúng kỹ thuật có thể làm giảm
năng xuất củ tới 30%. Hiện nay phương pháp trồng hom sắn nghiêng là phương pháp

tiên tiến giúp nâng cao năng suất củ.
Trên thế giới đã nghiên cứu ứng dụng máy trồng hom sắn nằm vào sản xuất,
đang nghiên cứu máy trồng hom sắn đứng, chưa có máy trồng hom sắn nghiêng. Các
máy của nước ngoài tuy có nhiều ưu điểm nhưng không thực sự phù hợp với điều kiện
sản xuất nước ta. Năm 2013, dự án sản xuất thử nghiệm cấp Nhà nước mã số KC 03
DA.15/11-15 do tiến sĩ Hà Đức Thái làm chủ nhiệm đã đưa ra mẫu máy liên hợp cắt
trồng hom sắn TR-2-1.2, máy có thể cắt và trồng hom sắn đồng thời. Máy có nhiều ưu
điểm: khá gọn nhẹ, khả năng làm việc tốt, có thể trồng hom sắn nghiêng. Tuy nhiên để
máy có thể làm việc và ứng dụng hiệu quả cao trong sản xuất thì cần được nghiên cứu
đầy đủ về lý thuyết và thực nghiệm. Đề tài được thực hiện giúp nâng cao cơ giới hóa
và hiệu quả sản xuất sắn hiện nay.
1.2. M CăTIểUăC AăĐ ăTĨI
Xây dựng được mô hình nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm, xác định các
thông số cơ bản của một số bộ phận làm việc chính trong máy liên hợp cắt và trồng
hom sắn nghiêng, làm cơ sở cho việc thiết kế, chế tạo máy liên hợp cắt và trồng hom
sắn.
1.3. PH MăVIăNGHIểNăC Uă
Nghiên cứu cấu trúc một số bộ phận làm việc chính làm cơ sở cho thiết kế, chế
tạo máy liên hợp cắt và trồng hom sắn.
1.4. NH NGăĐịNGăGịPăM IăC AăĐ ăTĨIă
- Đã thiết lập được mô hình và công thức tính toán các thông số cơ bản của: bộ
phận cắt; bộ phận trồng trên máy liên hợp cắt và trồng hom sắn nghiêng.
- Đã đề xuất phương pháp và thiết bị nghiên cứu thực nghiệm xác định áp suất
nén tới hạn của lớp đất làm dập mầm hom, từ đó đã xây dựng phương pháp đồ thị xác
định khoảng cách tối thiểu từ mép bánh xe lấp nén đất đến hom sắn đảm bảo mầm
hom không bị dập.
- Đề xuất được phương pháp thí nghiệm lực cắt đứt thân cây sắn, từ đó làm cơ
sở tính diện tích mẫu bám bánh xe máy trồng.
- Đã xác định được các yếu tố chính ảnh hưởng tới góc nghiêng hom sắn sau
khi trồng, phục vụ tính toán thiết kế, chế tạo.

- Đã thiết lập và xây dựng được phương pháp điều chỉnh góc nghiêng hom sắn
sau khi trồng và điều chỉnh độ nén chặt của đất lên hom sắn.
- Kết quả tính toán đã áp dụng chế tạo một số bộ phận làm việc trong máy liên
hợp cắt trồng hom sắn. Máy được áp dụng vào thực tiễn sản suất đảm bảo chất lượng
1


2

trồng và đạt hiệu quả kinh tế cao, bước đầu được sản xuất chấp nhận.
1.5. ụăNGHƾAăKHOAăH CăVĨăTH CăTI NăC AăĐ ăTĨIă
- Ý nghĩa khoa học: Đã xây dựng mô hình và thiết lập công thức tính toán một
số bộ phận chính phục vụ thiết kế, chế tạo máy liên hợp cắt và trồng hom sắn. Kết quả
nghiên cứu là tài liệu tham khảo cho các công trình nghiên cứu tiếp theo và phục vụ
đào tạo sau đai học chuyên ngành cơ khí nông nghiệp.
- Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu tính toán được áp dụng vào chế tạo
một số bộ phận trong máy liên hợp cắt trồng hom sắn TR-2-1.2A. Mẫu máy được đưa
ra sản xuất góp phần giảm chi phí sản xuất sắn, máy được chế tạo trong nước giúp hạ
giá thành sản xuất, hạn chế nhập khẩu.

PH Nă2.ăT NGăQUANăTĨIăLI U
2.1. KHỄIăQUỄTăTỊNHăHỊNH S NăXU T,ăTIểUăTH ăS NăTRểNăTH ăGI Iă
VĨăVI TăNAM
- Việt Nam là một trong những nước sản xuất sắn hàng đầu thế giới, diện tích
và sản lượng sắn của Việt Nam đã được quy hoạch ổn định khoảng 500 nghìn ha. Xuất
khẩu sắn Việt Nam hàng năm đạt trên 1 tỉ USD.
- Nhu cầu sắn cho sản xuất công nghiệp, xăng sinh học và chăn nuôi của Việt
Nam và trên thế giới ngày càng lớn.
- Sản xuất sắn tại Việt Nam chủ yếu là thủ công, hiệu quả thấp, tốn nhiều lao
động. Để nâng cao năng suất, hiệu quả sản xuất sắn thì quá trình canh tác cần được cơ

giới hóa theo yêu cầu nông học mới phát huy hiệu quả.
2.2. TỊNHă HỊNHă NGHIểNă C Uă VĨă NGă D NGă C ă GI Iă HịAă KHỂUă
TR NGăS NăTRểNăTH ăGI IăVĨăVI TăNAM
- Các nước trên thế giới đã nghiên cứu chế tạo: máy cắt hom sắn, máy trồng hom
sắn hàng đơn, máy trồng hom sắn hàng đôi. Máy trồng hom sắn của các nước chỉ trồng
hom sắn nằm không trồng được hom sắn nghiêng, máy trồng đứng đang được nghiên cứu
hoàn thiện chưa ứng dụng trong sản xuất. Các nước Braxin, Trung Quốc đã có liên hợp
máy trồng sắn tuy nhiên nhiên còn nhiều nhược điểm, không phù hợp với điều kiện sản
xuất Việt Nam và không trồng được hom sắn nghiêng.
- Việt Nam đã đầu tư nghiên cứu chế tạo máy cắt hom và máy trồng sắn, máy
kế thừa ưu điểm của máy nước ngoài và có nhiều điểm mới. Máy liên hợp cắt và trồng
hom sắn TR-2-1.2 đã được dự án KC 03 DA.15/11-15 (do tiến sĩ Hà Đức Thái làm chủ
nhiệm) nghiên cứu chế tạo, máy gọn nhẹ, có nhiều ưu điểm, trồng được hom sắn
nghiêng, máy đã được ứng dụng vào sản xuất. Tuy nhiên để máy liên hợp có thể ứng
dụng hiệu quả cao trong sản xuất thì cần được nghiên cứu đầy đủ về lý thuyết và thực
nghiệm một số bộ phận làm việc chính phục vụ hoàn thiện chế tạo máy.
Tómăt tăph nă2:ăQua nghiên cứu tổng quan tài liệu có thể tóm tắt như sau:
1. Việt Nam là một trong những nước sản xuất sắn hàng đầu thế giới, diện tích
được quy hoạch ổn định, sản lượng sắn của Việt Nam ngày càng tăng, nhu cầu cơ giới
hóa sản xuất sắn là rất cấp thiết.
2. Các nước trên thế giới như Braxin, Trung Quốc...đã nghiên cứu ứng dụng
máy cắt hom, máy trồng và máy liên hợp cắt trồng hom sắn trong sản xuất, song
2


3

vẫn còn một số nhược điểm và không thực sự phù hợp với điều kiện sản xuất sắn
tại Việt Nam nên ít được ứng dụng. Đặc biệt các máy nước ngoài chưa thực hiện
được việc trồng hom sắn nằm nghiêng.

3. Máy liên hợp cắt trồng hom sắn TR-2-1.2 của Việt Nam có nhiều ưu điểm
máy gọn nhẹ, đặc biệt máy có khả năng trồng được hom sắn nằm nghiêng. Tuy nhiên
mẫu máy lần đầu được nghiên cứu chế tạo nên để ứng dụng tốt trong sản xuất thì cần
được nghiên cứu đầy đủ về lý thuyết và thực nghiệm bao gồm:
- Nghiên cứu xây dựng mô hình làm việc của máy liên hợp cắt trồng hom sắn.
- Nghiên cứu bộ phận cắt và cung cấp hom: bán kính vòng tròn cơ sở và bán
kính đỉnh dao, khoảng cách giữa hai trục của hai trống lắp dao, tỉ số truyền từ bánh xe
máy trồng đến trống lắp dao, các thông số của bánh xe máy trồng.
- Nghiên cứu bộ phận trồng hom sắn nghiêng: vị trí lắp bánh xe lấp nén đất; góc
nghiêng của máng dẫn hom và phương pháp điều chỉnh sau khi trồng; áp suất nén tới
hạn của lớp đất lên hom sắn, khoảng cách tối thiểu từ bánh xe tới hom sắn; các thông
số cơ bản của đĩa rạch hàng và đĩa ch m cầu vun luống.
- Nghiên cứu quy hoạch thực nghiệm mẫu máy đã được chế tạo.

PH Nă3.ăV TăLI UăVĨăPH

NGăPHỄPăNGHIểNăC U

3.1.ăĐ A ĐI MăVĨăTH IăGIANăNGHIểNăC U
3.1.1.ăĐ aăđi mănghiênăc u
- Khoa cơ điện - Học viện Nông nghiệp Việt Nam
- Công ty cơ khí Tân Vũ
- Xã Sơn Lai - Nho Quan - Ninh Bình; Xã Phú Thịnh - Ngọc Lặc - Thanh Hóa.
3.1.2. Th iăgianănghiênăc u
Từ tháng 9 năm 2011 đến tháng 9 năm 2015.
3.2. Đ IăT

NGăNGHIểNăC U

- Máy liên hợp trồng sắn TR-2-1.2 của dự án KC 03 DA.15/11-15

- Các giống sắn đang được trồng phố biến hiện nay: KM90, KM94...
3.3. N IăDUNGăNGHIểNăC U
- Tổng quan tình hình sản xuất sắn, kỹ thuật trồng sắn, tình hình nghiên cứu ứng
dụng cơ giới hóa trồng sắn trên thế giới và tại Việt Nam.
- Xây dựng mô hình máy liên hợp cắt trồng hom sắn và một số bộ phận làm việc
chính của máy: bộ phận cung cấp và cắt hom, bộ phần trồng, bộ phận vun luống.
- Tính toán một số bộ phận làm việc chính của máy liên hợp.
- Nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố và đa yếu tố.
- Tính sơ bộ hiệu quả kinh tế khi ứng dụng máy vào sản xuất.
3.4. PH

NGăPHỄPăNGHIểNăC U

3.4.1. Ph

ngăphápănghiênăc uălỦăthuy t

Dựa vào lý thuyết tính toán máy nông nghiệp, thiết lập mô hình và kỹ thuật tính
toán để xác định một số thông số các bộ phận chính của máy như: đường kính đĩa cắt,
đường kính đĩa vun, diện tích mấu bám, số mẫu bám, các yếu tố ảnh hưởng đến góc
nghiêng hom sắn…
3


4

3.4.2.ăPh ngăphápănghiênăc uăth cănghi m
3.4.2.1. Phương pháp xác định áp suất ép của đất vào hom sắn để đ m b o an toàn
cho mầm hom
Để xác định ứng suất ép lên hom sắn trong quá trình trồng, chúng tôi bố trí mô

hình thí nghiệm và áp dụng lý thuyết để tính toán xác định ứng suất cực đại (hình 3.1).
6

5

3

4

2
1

P
p

p
H

d

l
L

B

1. Hộp gỗ; 2. Nắp hộp; 3. Đất; 4. Hom sắn; 5. Mắt hom; 6. Lực kế

Hìnhă3.1.ăMôăhìnhăthíănghi măl căépălƠmăd păm măhomăs n

p

P
(N/cm2)
F

(3.1)

Trong đó: P – lực nén được xác định bằng lực kế (N);
F – diện tích nắp hộp (cm2):
3.4.2.2. Phương pháp xác định lực cắt hom sắn và lực bám của bánh xe
Để xác định lực cản cắt của hom sắn, chúng tôi đề xuất thiết bị thí nghiệm như
hình 3.2.
6
5
1

P

PC1

2

PC 2

7
02

01
8

1
Rd

R

2

3

4

Hìnhă3.2.ăThi tăb ăthíănghi măxácăđ nhăl căc tăhomăs n
1. Đĩa chủ động; 2. Đĩa bị động; 3. Mấu cao su; 4. Dao cắt;
5. Khung thiết bị; 6. Cây sắn; 7. Lực kế; 8. Tay đòn.

PC max 

R
Pmax
Rd

(3.2)

Trong đó: PCmax - tổng lực cản cắt của bộ phận cắt; Pmax - Giá trị cực đại hiện
thị trên lực kế; R - chiều dài cánh tay đòn của thiết bi thí nghiệm; Rd - bán kính vòng
tròn đỉnh dao.
4


5

Để đảm bảo có thể cắt được hom sắn thì lực bám của bánh xe phải th a mãn điều
kiện sau:
P 

2M C1max PC max Rd

Rk .i.mx
Rk .i.mx

(3.3)

Trong đó: P - lực bám của bánh xe; MC1max – mô men cản cắt cực đại; Rk – bán
kính bánh xe; Rd – bán kính vòng tròn đỉnh dao; i, mx – tỷ số truyền và hiêu suất hữu
ích của bộ truyền động xích.
3.4.2.3. Một số phương pháp nghiên cứu thực nghiệm khác
Phương pháp xác định độ cứng của đất; Phương pháp xác định độ ẩm của đất
(độ ẩm tuyệt đối); Phương pháp xác định vận tốc làm việc hợp lý của máy; Phương
pháp xác định năng suất làm việc của máy; Xác định các chỉ tiêu hiệu quả kinh tế:
Bằng các công thức toán và thực nghiệm của tác giả Phan Thanh Tịnh và Bùi Quang
Huy xuất bản năm 1993.
3.4.3.ăPh

ngăphápănghiênăc uăth cănghi măđ năvƠăđaăy uăt

Chọn 3 yếu tố có ảnh hưởng nhiều nhất đến quá trình trồng sắn bao gồm: Vận tốc
liên hợp máy V, góc nghiêng máng dẫn hom, góc tiến của bánh xe lấp nén đất, với hàm
mục tiêu là góc nghiêng của hom sắn sau khi trồng.
Các yếu tố đầu vào và ra của thiết bị được mô tả theo hình 3.3.
X1

X2 

Đ Iă
T

NGă

NGHIểNă

Y

C U

X3 

Hìnhă3.3.ăCácăy uăt ăđ uăvƠoăvƠăraăc aăthi tăb
Trong đó: X1 - Vận tốc tiến của máy V (km/h)
X2 - Góc nghiêng của máng dẫn hom (độ)
X3 - Góc tiến của bánh lấp nén đất (độ), là góc nghiêng của mặt phẳng
dọc của bánh xe so với phương chuyển động của máy.
Y - Góc nghiêng của hom sắn sau khi trồng (độ)
3.4.4.ăPh ngăphápăđoăđ căvƠăx ălỦăs ăli u
- Dùng các thiết bị, dụng cụ đo đếm trực tiếp.
- Kết quả đo đạc các số liệu được xử lý theo phương pháp thống kê toán học,
khi đo n lần lặp lại được các giá trị Xi (i = 1÷n) và tính các giá trị trung bình theo công
thức:
X tb 

1 n
 Xi

n 1

- Xử lý số liệu trên các phần mềm: Matlab; Excel…

5

(3.4)


6

PH Nă4.ăK TăQU ăVĨăTH OăLU N
4.1.ăĐ TăV NăĐ
Từ kết quả phân tích đã tham khảo các mẫu máy nước ngoài để phục vụ nghiên
cứu, tính toán về lý thuyết một số bộ phận làm việc chính trên mẫu máy TR-2-1.2 của
dự án KC 03 DA.15/11-15 cho phù hợp với các yêu cầu trồng sắn ở Việt Nam. Mẫu
máy sau khi được dự án chế tạo, chúng tôi tiến hành nghiên cứu thực nghiệm trên
đồng ruộng. Trong phần này chúng tôi trình bày kết quả nghiên cứu xây dựng mô hình
tính toán một số thông số chính của máy liên hợp cắt và trồng hom sắn nghiêng.
4.2. M TăS ăYểUăC UăK ăTHU TăĐ IăV IăM UăMỄYăTHI TăK
Để máy làm việc hiệu quả, mẫu máy cần đáp ứng một số yêu cầu cơ bản như sau:
Máy cắt được hom sắn có chiều dài trong khoảng 15-25cm; đường kính thân cây từ 18
- 35mm; Khoảng cách giữa hai hom sắn trên cùng một luống từ 60-80cm; Góc nghiêng
của hom sắn sau khi trồng khoảng 30 - 60 độ; Hom sắn được lấp đất từ 2/3 đến 3/4
chiều dài thân hom; Điều chỉnh được chiều cao và bề rộng của luống đất.
4.3.ăMỌăHỊNHăK TăC UăT NGăTH ăVĨăNGUYểNăLụăLĨMăVI CăC Aă
MỄYăLIểNăH PăC TăVĨăTR NGăHOMăS Nă
4.3.1.ăS ăđ ăk tăc u
Sơ đồ kết cấu thể hiện trên hình 4.1.
9

8
V

10

7

11

6

12

1

2

3

4

5

Hìnhă4.1.ăS ăđ ănguyênălỦăk tăc uăc aămáyăliênăh păc tăvƠătr ngăhomăs n
1- Bánh xe máy trồng; 2- Đĩa rạch hàng; 3- Hom sắn; 4- Bánh xe lấp nén đất;
5- Đĩa vun luống; 6- Xích truyền động; 7- Trống cắt hom bị động; 8- ng nạp liệu;
9- Cây sắn; 10- Trống cắt hom chủ động; 11- Máng dẫn hom; 12- Khung máy.

Kết cấu của máy gồm 3 bộ phân chính: bộ phận nạp liệu và cắt hom, bộ phận
trồng, và bộ phận vun luống.

- Bộ phận nạp liệu và cắt hom gồm: bánh xe máy trồng 1, trống cắt hom bị động
7, trống cắt hom chủ động 10, xích truyền động 6, ống nạp liệu 8, máng dẫn hom 11.
- Bộ phận trồng bao gồm: Đĩa rạch hàng 2, cặp bánh lấp nén đất 4.
- Bộ phận vun luống gồm: Cặp đĩa vun luống 5.
4.3.2.ăăNguyênălỦălƠmăvi căc aămáyăliênăh pă
4.3.2.1. Nguyên lý làm việc của bộ phận n p liệu và cắt hom
Khi máy làm việc với vận tốc V, bánh xe máy trồng 1 lăn đi và truyền động quay
cho bộ phận cắt thông qua cặp bánh răng 10, 7 và xích 6. Cây sắn giống được người
6


7

công nhân vận hành thả vào ống dẫn hom 8. Khi đi vào vùng không gian giữa hai
trống cắt 7 và 10, cây sắn được các mấu cao su gắn trên hai trống 7 và 10 kéo xuống.
Khi cây sắn dịch được một đoạn tương ứng với lúc gặp dao cắt thì dao sẽ cắt đứt thân
cây tạo thành hom sắn. Hom sắn rơi xuống máng, rồi trượt xuống rãnh đất.
4.3.2.2. Nguyên lý làm việc của bộ phận trồng
Đĩa rạch hàng chuyển động theo chiều tiến của máy kéo rạch thành hàng với độ
nông sâu theo yêu cầu. Hom sắn sau khi được cắt rơi vào máng dẫn hom 11 rồi rơi
xuống rãnh. Cặp bánh xe lấp nén đất 4 chuyển động quay kết hợp tịnh tiến vun dồn đất
vào hom sắn đồng thời nén đất để giữ cho hom sắn cố định với góc nghiêng nào đó.
4.3.2.3. Nguyên lý làm việc của bộ phận vun luống
Cặp đĩa vun luống 5 chuyển động quay kết hợp tịnh tiến theo chiều chuyển động
của máy kéo. Đĩa được thiết kế dạng ch m cầu, 2 đĩa so le nhau để vun luống dễ dàng.
Hai đĩa vun 5 vun đất lấp lên thân cây sắn với độ dày lớp đất phụ thuộc vào góc
nghiêng của đĩa và tải trọng pháp tuyến trên đĩa.
4.4.ăXỄCăĐ NHăCỄCăTHỌNGăS ăC ăB NăC AăB ăPH NăCUNGăC PăVĨă
C TăHOM
4.4.1.ăS ăđ ănguyênălỦăk tăc u

Sơ đồ nguyên lý kết cấu thể hiện trên hình 4.2.
Cây sắn
Dao cắt

Vh

Mấu cao su





Trống
lắp dao

A

r2
450

450

B



Đĩa xích
bị động

Hìnhă4.2.ăS ăđ ănguyênălỦăk tă

c uăc aăb ăph năcungăc păvƠă
c tăhomăs n

e R
0

d

Rm
f

Rd

Trong đó: d- đường kính hom sắn;
R0- bán kính vòng tròn cơ sở; Rd –
bán kính đỉnh dao; Rm- khoảng cách
từ tâm trống đến hom sắn; e- khoảng
cách an toàn cho hom sắn không bị
dập;
f- khe hở an toàn cho các dao không
va chạm vào nhau; V – vận tốc liên
hợp máy; Vh – vận tốc cây sắn.

D

V

Xích
r1

Đĩa xích
chủ động

k

Bánh xe
máy trồng
Rk

44.2.ăXácăđ nhăm tăs ăthôngăs ăc ăb năc aăb ăph năc tăhom
4.4.2.1. Xác định bán kính vòng tròn cơ sở R0
Chọn trước số dao trên đĩa n và chiều dài hom sắn là l
Vận tốc chuyển động của cây sắn:
vh  Rm  ( R0  e)
Xét trong một vòng quay của trống ta có:
7

(4.1)


8

Suy ra:

vh t  ( R0  e).t  nl

t  2
n.l.
 R0 
e

2

(4.2)

Theo yêu cầu nông học, chiều dài hom sắn l = 20 ÷ 22 cm
Chọn trước khe hở an toàn cho hom sắn e = 4 ÷ 5 mm, số dao trên một đĩa n = 4.
Bán kính vòng tròn cơ sở sẽ là:

R0 

4*22
nl
e 
 0,5  13,5 cm
2
2

4.4.2.2. Xác định bán kính vòng tròn đỉnh dao Rd
Rd  R0  e  0,5d  0,5 f

(4.3)

4.4.2.3. Xác định kho ng cách giữa hai trục của trống lắp dao D
D  2Rd  f

4.4.2.4. Xác định tỷ số truyền
Tỷ số truyền từ bánh xe của máy trồng đến trục trống chủ động i:

i k


Từ mô hình tính được:

(4.4)

(4.5)

ltr ( R0  e)
l.Rk

(4.6)

n.ltr
2 Rk

(4.7)

i

Thay R0 từ công thức (4.2) vào (4.6) ta được:
i

Chọn 3 mức khoảng cách giữa hai hom trên một luống: ltr  60;70;80 cm . Đường
kính bánh xe máy trồng chọn theo kinh nghiệm: D = 45cm.
Thay các giá trị vào công thức (4.7) nhận được các giá trị tỉ số truyền tương ứng
với khoảng cách trồng khác nhau: với ltr=60; 70; 80cm thì i=1,7; 1,99; 2,27.
4.4.3. Phơnătíchăcácăy uăt ă nhăh ngăđ năch tăl ngăc tăhomăs n
4.4.3.1. nh hưởng đến độ đồng đều về chiều dài các hom sắn
Sơ đồ xác định chiều dài hom sắn thể hiện trên hình 4.3.
Dựa trên hình 4.3 ta xác định chiều dài hom sắn:
(4.8)

l  ld  lm
ld  Rd sin  0
Trong đó:
(4.9)

(4.10)
lm  Rm  Rm (   0 )
2
ld - chiều dài dịch chuyển của hom do dao kéo xuống;

lm - chiều dài dịch chuyển của hom do lực ma sát các mấu cao su kéo xuống
Rm - khoảng cách từ tâm trống lắp dao đến hom sắn:
Rm  Rd  0,5(d  f )
f - khe hở an toàn cho hai dao không va chạm nhau;
 0 - góc xác định vị trí dao bắt đầu cắt hom:
R  0,5(d  f )
 0  arccos d
Rd

Thay các công thức trên vào (4.8) ta được
8

(4.11)

(4.12)


9

l  Rd sin  0  [ Rd  0,5(d  f )](



 0 )

2

(4.13)

d

Hom 3

Vh  V0 x

Vh  Vm
Hom 3

Hom 2

A

A

Hom 2

Bắt đầu cắt
l





Dao 2

lm

Dao 2

l

y Y

0 B

Dao1

0

0
V0 y

V0 x

Rd

Y



Vd

0 B

ld

y
y

Dao1

l

Vm

Cắt đứt
hom 1

Rm

Rm
Hom1

X

xX

a)

b)

x

Hìnhă4.3.ăS ăđ ăxácăđ nhăchi uădƠi homăs n
a) Giai đoạn I: Dao kéo hom xuống;
b) Giai đoạn II: Mấu bám kéo hom xuống

Qua các công thức trên cho thấy ngoài các thông số kết cấu của máy, đường kính
hom sắn d là thông số gây ảnh hưởng đến chiều dài hom sắn.
4.4.3.2. nh hưởng đến chất lượng mặt cắt hom sắn
Mô hình phân tích quá trình chuyển động của dao cắt như hình 4.4.
Cây sắn

vh



Dao1

y
Dao 2

0

A v Ay

Rd


0

01

v Ax

B

x

y
A

v Ay

vA

R0

v Ax

vA

Vùng biến dạng

Dao 3

C
Dao 4
Đĩa lắp dao

Hom sắn

Mấu cao su

e

R0

ymax

Rm

x

d
2

Hìnhă4.4.ăMôăhìnhăphơnătíchăquá trìnhăchuy năđ ngăc aădaoăc t

9


10

Chất lượng mặt cắt của hom sắn phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nguyên lý cắt, vận
tốc cắt, chất lượng kỹ thuật của dao, tính chất cơ lý của cây sắn.
Nguyên lý cắt của bộ phận cắt đang nghiên cứu là cắt có tấm kê. Xây dựng
phương trình chuyển động tương đối của dao so với thân cây. Đặt hệ trục tọa độ tương
đối x0y trên thân cây sắn, gốc tọa độ đặt tại điểm bắt đầu dao tiếp xúc với thân cây sắn
(điểm 0 trên hình 4.4). Trong hệ tọa độ tương đối, coi cây sắn đứng yên và dao chuyển

động tương đối.
a. Vận tốc chuyển động tương đối của mũi dao
 , vận tốc của mũi dao sẽ là:
Xét chuyển động của điểm A bất kỳ trên cung 0B
(4.14)
VA  Rd .



Phân tích véc tơ vận tốc VA thành hai thành phần: thành phần theo phương




chuyển động của cây sắn là VAx và thành phần vuông góc với thân cây là VAy .
VAx  VA cos( 0   )  Rd  cos( 0   )



VAy  VA sin( 0   )  Rd .sin( 0   )

(4.15)

b. Vận tốc cắt
Vận tốc chuyển động của cây sắn trước khi gặp dao cắt:
(4.16)
vh  ( R0  e).
Ta có thể giả thiết: Trong quá trình cắt, vận tốc dịch chuyển của cây sắn bằng
thành phần vận tốc của mũi dao theo phương 0x. Do đó chuyển động tương đối của
mũi dao theo phương x là bằng không (x = 0).

Phương trình dịch chuyển tương đối của dao so với thân cây có dạng:
x  0

 y  Rd cos( 0   )  Rd cos  0
R  0,5(d0  f )
Trong đó:  0  arccos d
Rd

(4.17)
(4.18)

Cây

Vùng bị kéo đứt

sắn

vh





f

Dao
o

f

Hom sắn

a

b

c

Hìnhă4.5.ăQuáătrìnhăc tăđ tăhomăs năraăkh iăcơy
a) Thực hiện cắt; b) Kết thúc cắt;
c) Kéo đứt

Theo nguyên lý này, mặt cắt ở đầu hom sắn sẽ là mặt phẳng vuông góc với thân
cây sắn. Khi góc nghiêng của dao  > 0, phần lưng của thân dao ép thân cây sắn lên
phía trên và nhờ đó mũi dao sẽ kéo đứt phần chưa được cắt và hom sắn sẽ được tách ra
10


11

kh i cây sắn.
4.4.3.4. nh hưởng đến độ dập nát thân hom và các mắt trên hom sắn
Bộ phận kẹp bằng các mấu cao su mềm, các dao lắp trên hai đĩa được bố trí đối
xứng với nhau đảm bảo an toàn cho thân cây một cách tuyệt đối không bị dập. Kết quả
thực nghiệm đã khẳng định giả thuyết này là đúng.
4.4.4.ăXácăđ nhăcácăthôngăs ăc ăb năc aăbánhăxeămáyătr ng
Sơ đồ truyền động thể hiện trên hình 4.6.
MC





MC

k

V


Gk

Rk

Fk

MX
Pk

h

Zk

B
h

a

Hìnhă4.6.ăS ăđ ăxácăđ nhăkíchăth

Mấu bám

căm uăbámăbánhăxeă

Mô men cản do bộ phận cắt truyền xuống được xác định theo công thức:
2M C
(4.19)
im
Trong đó: MC - mô men cản trên đĩa cắt, được xác định bằng thực nghiệm; i - tỷ số
truyền của bộ truyền xích; m - hiệu suất của bộ truyền.
MX 

Mô men làm quay bánh xe Mk được tạo ra bởi mô men ngẫu lực M(Fk,Pk) và có
thể tính theo công thức:
(4.20)
M k  Fd Rk  Pk Rk
Trong đó: Fk - lực kéo của máy kéo; Pk - phản lực tiếp tuyến của mặt đồng tác dụng lên
bánh xe; Rk - bán kính vành bánh xe.

Mô men cản lăn của bánh xe:

M f  Gk .a  Z k a

hoặc

(4.21)
(4.22)

M f  fGk R k
Trong đó: Gk - tải trọng pháp tuyến trên bánh xe; Zk - phản lực pháp tuyến của mặt

đồng; a - khoảng dịch chuyển của phản lực pháp tuyến; f - hệ số cản lăn.

Điều kiện để bánh xe có thể lăn được là:

M k max  M X  M f

hoặc

Pk max Rk 

2M C
 fGk R k
im
11

(4.23)
(4.24)


12

Pkmax là lực bám của bánh xe: Pk max  Gk ; trong đó  - hệ số bám của bánh xe.
4.4.4.1. Tính kho ng cách các mấu bám L
Khoảng cách giữa hai mấu bám L được quy ước lấy bằng chiều dài cung trên
vành bánh xe chắn góc chia  (hình 4.6):
2
(4.25)
L  Rk   Rk
n

Với n là số mấu bám của bánh xe.
Để bộ phận cắt làm việc liên tục thì phải đảm bảo luôn có ít nhất hai mấu bám
tiếp xúc với đất, khoảng cách giữa hai mấu bám được tính theo công thức:
(4.26)
L  D.h
Các thông số lựa chọn: D=450mm; h=100mm. Kết quả tính được: L  212mm . Để
th a mãn điều kiện (4.26) ta chọn L  212mm .
4.4.4.2. Tính số mấu bám n trên vành bánh xe
Xác định số mấu bám theo tài liệu (Nguyễn Bảng, 1995):
n ≥ π D/L
(4.27)
Thay số ta được n ≥ 6,66, chúng tôi chọn n = 12, tính lại ta có: L = 117,75 mm
4.4.4.3. Tính diện tích và kích thước của mấu bám
Phản lực tiếp tuyến của mặt đồng tác dụng lên bánh xe có thể xác định theo công
thức (Nguyễn Bảng, 1995):
Pk  C..S
(4.28)
Nếu xác định trước Pk theo điều kiện th a mãn yêu cầu của bộ phận cắt, ta có thể
xác định được diện tích mấu bám:
S

Pk
C.

(4.29)

Xác định lực cắt hom sắn:
Lực cắt của hom sắn được xác định bằng thực nghiệm theo mô hình thí nghiệm.
Sơ đồ cấu tạo như hình 3.2 Giống sắn MK94, đường kính lớn nhất D = 32 mm, với 10
lần thí nghiệm lặp lại xác định được Pmax = 235N.

Từ cân bằng mô men ta có: Pmax .R  P.i.R bx
Suy ra

P

Pmax R
i.Rk

(4.30)

Kết quả tính được diện tích thức tế của mấu bám:
S  B  h  10cm  10cm  100cm2

4.5. XỄCăĐ NHăCỄCăTHỌNGăS ăC ăB NăC AăB ăPH NăTR NGăHOMă
S N
4.5.1.ăL a ch nămôăhìnhănghiênăc uă
Quá trình thực hiện trồng hom sắn bao gồm 3 giai đoạn: xẻ rãnh, thả hom sắn,
lấp đất ở gốc. Để giảm bớt những khó khăn trong quá trình làm việc, chúng tôi lựa
chọn phương án lấp đất bằng hai giai đoạn: vùi lấp và vun luống.
4.5.2. Xácăđ nhăcácăthôngăs ăc ăb năc aăb ăph năl pănénăđ tăăă
Sơ đồ tổng thể của bộ phận lấp nén đất thể hiện như hình 4.7.

12


13

V

z

ltr

Máng dẫn hom
Đĩa rạch hàng

Hom sắn



Bánh xe lấp nén đất

Rn
A

z01

B


x



01

hl hr
0
xA

l1

hn



L0


Lớp đất lấp hom sắn

x0

a) Mô hình trên hình chiếu đứng dọc
Hom sắn

Hom sắn

hn
hr
b) Thiết diện ngang sau khi
xẻ rãnh xong

hr

hl
c) Thiết diện ngang sau khi
lấp đất xong

Hìnhă4.7.ăMôăhìnhăxácăđ nhăcácăthôngăs ăc ăb n
c aăb ăph nătr ngăhomăs n

4.5.2.1. Xác định vị trí tương đối giữa gốc hom sắn và bánh xe lấp nén đất
a) Trường hợp mặt phẳng bánh xe song song với phương chuyển động
Trong trường hợp này, để có thể gạt được đất về phía hom sắn, ta sử dụng hai
bánh xe có kết cấu là hình nón cụt với đỉnh nằm về phía hom sắn. Trên hình 4.8 là sơ
đồ hệ thống đang ở thời điểm hom sắn bắt đầu tiếp xúc với đáy rãnh.
Điều kiện để đất không rơi xuống đáy rãnh trước khi hom sắn tiếp xúc với đáy
(4.31)
rãnh là: xA  0
Dựa trên quan hệ hình học ta có thể xác định được vị trí lắp trục bánh xe 0 1 để
th a mãn điều kiện (4.31):
x0  xA  Rn2  ( Rn  hn )2
(4.32)
Trong đó: Rn – bán kính mặt ngoài của bánh xe; hn – độ lún của bánh xe.

Chiều cao vị trí lắp trục bánh xe lấp đất so với đáy luống sẽ là:
z01  hr  Rn  hn

13

(4.33)


14
V

z

Máng


Rn

Hom sắn

Rn

rn

rn
01



z01

C

A

D

hn
hr

B
x

0

xA

a)

xC

b)
x0

A

B


D
01

C

x

0

c)

b

y

Hìnhă4.8.ăS ăđ ănguyênălỦălƠmăvi căb ăph năl pănénăđ t khi

m tăphẳngăbánhăxeăsong songăv iăph ngăchuy năđ ngăă
(=0)
a) Hình chiếu đứng; b) Hình chiếu cạnh; c) Hình chiếu bằng .

b) Trường hợp mặt phẳng bánh xe lệch một góc  so với phương chuyển động
Để tăng hiệu quả lấp đất xoay mặt phẳng bánh xe đi một góc  như hình 4.9.
b

V

b'



z

h

Hom sắn

Rn
rn

Máng

01



02

A
C D

E
B

x

hn

II  II

I I

hr

III  III

0
xA

I

II

III

C

B
D E

x0

A

Rn2  ( Rn  hn )2




bN

A
C
D


0

x

B
E

b' b

x
b'

b

I

x0

II

III

y

Hìnhă4.10.ăĐi uăch nhăchi uăcaoăl păđ tăl pă
bằngăcáchăxoayăbánhăxeăl pănénăđ tăm tăgócă

Hinh 4.9.ăăXácăđ nhăv ătríăl păđ tăbánhă
xeăl pănénăđ tăx0



khiăxoayăbánhăxeănghiêngăm tăgócă 

14


15

Từ quan hệ hình học ta có thể xác định được:
x0  xA  AB.cos   bN sin 

(4.34)

AB  Rn2  ( Rn  hn )2

(4.35)
Tác dụng của việc xoay bánh xe lấp nén đất đi một góc  so với phương chuyển
động x là để tăng thêm chiều cao lớp đất lấp, nhờ đó sẽ làm tăng khả năng giữ chặt
hom sắn được tốt hơn.
4.5.2.2. Xác định góc nghiêng của máng dẫn hom
Sơ đồ xác định góc nghiêng của máng dẫn hom sắn thể hiện trên hình 4.11.
V

z
Máng

Sm



P0

h

Rn

Hom

01

00

hn

P

zP
zm min

A1



x

A0

B1

B0

hL

hr

0

0'



x0

xA0

a0

Lớp đất lấp

x0
s0  sm

sm
xP

Hìnhă4.11.ăS ăđ ăxácăđ nhăgócănghiêngăc aămángăd năhom

Từ các quan hệ hình học ta có thể xác định được góc nghiêng của máng dẫn hom
như sau:
- Đặt hom sắn tại vị trí 0P có góc nghiêng theo yêu cầu là  ;
- Quãng đường dịch chuyển của bánh xe:
(4.36)
s0  x0  a0
Trong đó:

a0 

hr  hn
tg

(4.37)

Quãng đường dịch chuyển của máng tương ứng với điểm P là:
sm  s0  x0 

hr  hn
tg

Đặt đoạn 00’= sm. Góc nghiêng của đoạn thẳng 0’P chính là góc nghiêng của
máng dẫn hom  đảm bảo cho hom sắn sau khi trồng có góc nghiêng là  .
tg  

zP
xP  sm

(4.38)
15


16

 xP  l.cos 

 zP  l.sin 

Trong đó:

(4.39)

Điểm thấp nhất của máng dẫn hom phải th a mãn điều kiện:
zm min  z p  l sin 

(4.40)

4.5.2.3. Điều chỉnh góc nghiêng của hom sắn
Mô hình điều chỉnh góc nghiêng hom sắn như hình 4.12.
M0

M

z

Máng



Hom

h

V

P0




P

'

o1

P'

B1

A1
B '1
x

o0

A0

B0

hn Rn
hL


0

sm  s0

s0
x0

a0
a '0
s 'm  s '0

x '0
s '0

Hìnhă4.12.ăĐi uăch nhăgócănghiêngăhomăs năsauăkhiătr ng
bằngăcáchăăthayăđ iăv ătríăt ngăđ iăc aăbánhăl păđ tăx0

Phương pháp điều chỉnh: ta có thể thực hiện bằng cách thay đổi vị trí lắp đặt
bánh xe lấp nén đất so với gốc của hom sắn x0.
Gỉa sử ta tăng x '0  x0 (hình 4.12) thì điểm B '1 sẽ gặp hom sắn muộn hơn do đó
quãnq đường dịch chuyển của bánh xe s '0  x '0  a '0  s0 , điểm P dịch thêm một đoạn
đến P’, góc  '   .
Như vậy, với góc nghiêng của máng   const , nếu tăng x0 sẽ làm cho góc
nghiêng của hom sắn  giảm xuống
4.5.3.ăXácăđ nhăápăsu tăchoăphépăc aăđ tătácăd ngălênăhomăs n
4.5.3.1. Kết qu thí nghiệm xác định ứng suất ép khi mầm hom bắt đầu dập
Lực nén đất phải nh hơn lực làm dập mầm hom. Theo yêu cầu của nông học thì
lực ép đất vào hom sắn tới hạn khi tế bào mầm hom bị dập, biểu hiện là mầm hom sắn
bị trầy xước hoặc chẩy nước. Vì vậy cần tính toán ứng suất nén tới hạn lên mầm sắn để
làm cơ sở phục vụ cho việc tính toán thiết kế máy.
Áp suất nén giới hạn được xác định theo thực nghiệm ở trên, áp suất nén tác
động lên mầm được tính gần đúng theo công thức:
p

P
(N/cm2)
F
16

(4.41)

17

Kết quả thí nghiệm cho loại giống sắn KM94 cho thấy đường kính thân cây sắn
từ 21,5-24,0cm, lực nén từ 221-225N, áp duất nén từ 1,75-1,79N/cm2.
4.5.3.2. Xác định áp suất trong đất dưới tác dụng của bánh xe lấp hàng
Trong phạm vi luận án này, chúng tôi sử dụng phương pháp tính gần đúng các
giá trị ứng suất nén trong đất của (Nguyễn Bảng, 1995).
a) Trường hợp nén đất theo phương thẳng đứng
Khi có một đầu nén hình chữ nhật nén vuông góc vào mặt đất với áp suất tại bề
mặt là p0 thì nó sẽ truyền vào trong đất, gây ra sự biến dạng của đất và do đó làm thay
đổi ứng suất nén trong đất. Sơ đồ thí nghiệm như hình 4.13.
P

Khuôn nén
0

p0

600

l0

z
B

A

pz

lz

Hìnhă4.13. S ăđ ăxácăđ nhă ngăsu tănénătrongăđ t

Gi ăthi t: Áp suất p0 ở bất kỳ điểm nào dưới khuôn phẳng vuông đều bằng nhau
và bằng:
p0 

ng suất nén tại độ sâu z:

P P

S0 l02

pz  p0

(4.42)

l0 .b
(l0  z )(b  z )

(4.43)

b) Trường hợp sử dụng bánh nén đất
Trong trường hợp này, theo phương thẳng đứng chịu tác dụng của trọng lượng G,
còn theo phương chuyển động chịu tác dụng của lực đẩy Px. Do đó lực nén đất tổng
hợp là R, thể hiện hình 4.14.
V

R

r

G

Px

L0



p0

0

p0

pz

C

z

B
A
300

pz

z

z

Hìnhă4.14.ăS ăđ ăxácăđ nhă ngăsu tătrongăđ t
d iătácăđ ngăc aăbánhăxeă
17


18

Công thức tính áp suất (4.42) có thể viết lại:
p0 

G
2r.B sin  .cos 

(4.44)

ng suất trong đất pz ở độ sâu z >0 có thể tính tương tự như trường hợp nén
thẳng đứng (4.43):
L0 B
(4.45)
( L0  z )( B  z )
Đồ thị quan hệ giữa ứng suất trong đất pz với độ sâu pz  f ( z ) có dạng như trên
pz  p0

hình 4.16. Tại lớp đất trên bề măt (z = 0) ứng suất là lớn nhất pz max  p0 . ng suất nén
trong đất ở các lớp đất sâu hơn sẽ giảm dần.
Như vậy ứng suất trong đất pz phụ thuộc vào tải trọng thẳng đứng G, bán kính

bánh xe r, bề rộng bánh xe B, hệ số cản lăn  và độ sâu lớp đất z.
c) Xác định vị trí lắp đặt bánh xe lấp nén đất lên hom sắn
Khi bánh xe lấp nén đất làm việc, nếu áp suất của đất tác dụng lên mầm hom lớn
hơn giá trị cho phép ( pz  pcp ) thì mầm hom bị dập. Do vậy cần phải xác định vị trí lắp
đặt bánh xe hợp lý để sao cho áp suất tại bề mặt p0 khi lan truyền đến hom sắn phải
nh hơn giá trị cho phép ( pz  pcp ). Giá trị áp suất cho phép đã được xác định bằng
thực nghiệm. Vị trí lắp đặt bánh xe có thể được xác định bởi khoảng cách từ mép bánh
xe đến hom sắn. Trên hình 4.15 trình bày sơ đồ xác định khoảng cách tối thiểu ymin để
đảm bảo mầm hom không bị dập.

R

r



G

G

ymin

Px

Pf
zmin

300

L0

y

0

300

30

0

'
zmin

B

A

y  z ' tg 300

pz  pcp

z

z'
b) Trong mặt phẳng ngang

a) Trong mặt phẳng dọc

Hìnhă4.15.ăS ăđ ăxácăđ nhăv ătríăl păđ tăbánhăxeăl pănénăđ t

Trên hình 4.16 là một ví dụ minh họa với các điều kiện đầu vào là:
r = 22,5 cm, B = 6 cm, G = 420N;   0,17 ; pcp  1,7 N / cm2
Kết quả tính toán khoảng cách tối thiểu cho phép ymin = 4,8497 cm

18


19

Hìnhă4.16.ăĐ ăth ăxácăđ nhăv ătríăl păbánhăxeăl pănénăđ tăymin

Nhận xét:
Qua các phân tích cho thấy việc xác định khoảng cách tối thiểu từ mép bánh xe
đến hom sắn ymin được dựa trên các quan hệ phụ thuộc phức tạp giữa nhiều thông số:
Kích thước của bánh xe; Tải trọng tác dụng lên bánh xe; Hệ số cản lăn  ;Loại cây
giống, đặc trưng bởi áp suất lớn nhất cho phép pcp đảm bảo không làm h ng mần hom.
4.5.3.3. Tính toán lựa chọn sơ bộ đường kính bánh xe lấp nén đất
Xây dựng mô hình tính toán như hình 4.17




VV

O0
A
A





rktrkt



DD
Hìnhă4.17.ăS ăđ ăxácăđ nhăđ



rrkm
km
B

B

ngăkính c aăbánhăxe l pănénăđ t

Từ mô hình trên xác định được bán kính tối thiểu của bánh xe lấp hàng rktmin có
thể vượt qua cục đất bán kính rkm: rktmin = rkm.tg2((φ1 + φ2)/2)
(4.46)
Thay số liệu vào tính được: rkt = 16,7 cm. Chọn bánh xe lấp nén đất rkt = 20 cm
hay đường kính bánh xe lấp nén đất là 40 cm.
4.5.4.ăK tăqu ănghiênăc uătínhătoánăđƿaăch măc uăvunălu ng
4.5.4.1. Kết qu nghiên cứu tính toán đường kính đĩa chỏm cầu
Để tính đường kính đĩa ch m cầu vun luống chúng tôi xây dựng mô hình toán
như hình 4.18.

19


20
M

Vm

p


p

0

P

h
b

N

H

Hìnhă4.18.ăS ăđ ănguyênălỦălƠmăvi căc aăđƿaăc t

Kết quả ta tính được đường kính đĩa cắt như công thức 4.47:
D

h b

2
sin 

(4.47)
Từ công thức trên tính toán, lựa chọn được: Đường kính đĩa rạch hàng Dr = 40cm.
Đường kính đĩa vun luống Dv = 560 mm.
4.5.4.2. Kết qu tính toán góc tiến τ của đĩa chỏm cầu vun luống
Thiết lập mô hình như hình 4.19.
A
B

a

A
D

B

Da



a

a





x
Mặt cắt B-B
Mặt cắt A-A

Hìnhă4.19 Xácăđ nhăgócăti n τ c aăđƿaăch măc u

Từ mô hình đã xác định được để đĩa ch m cầu dễ ăn sâu vào đất thì:
τ ≥ ωa + ζa
Kết quả tính toán được: τ ≥ 44,690.

(4.48)

4.6. K TăQU ăNGHIểNăC UăQUYăHO CHăTH CăNGHI M
4.6.1.ăL aăch năcácăthôngăs ănghiênăc uăvƠăcácăhƠmăm cătiêu
Do điều kiện thời gian và kinh phí hạn chế, trong phạm vi đề tài luận án chỉ lựa
chọn một số thông số ảnh hưởng chính đến chất lượng trồng. Cụ thể như sau: Vận tốc
20


21

liên hợp máy V, góc nghiêng máng dẫn hom , góc tiến của bánh xe lấp nén đất  với
hàm mục tiêu là góc nghiêng của hom sắn sau khi trồng .
4.6.2.ăK tăqu ănghiênăc uăđ năy uăt
4.6.2.1. nh hưởng của vận tốc liên hợp máy đến góc nghiêng của hom sắn sau khi trồng
Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của vận tốc máy đến góc nghiêng của hom sắn khi
trồng.
a)

b)

c)

Hìnhă4.20.ă nhăh ngăc aăv năt că
liênă h pă máyă đ nă gócă nghiêngă
homăs năsauăkhiătr ng

Nhận xét: Góc tiến bánh xe
càng tăng thì góc nghiêng hom
sắn sau trồng càng giảm.
4.6.3.ăK tăqu ănghiênăc uăđaăy uăt
- Dựa trên các kết quả nghiên cứu đơn yếu tố đã lựa chọn mức và khoảng biến
thiên của các yếu tố ảnh hưởng chính đến các hàm mục tiêu.
- Với quy hoạch thực nghiệm cho 3 thông số, một hàm mục tiêu trong điều kiện
thí nghiệm trên đồng ruộng, các thiết bị đo tương đối đơn giản nên chúng tôi chọn ma
trận quy hoạch thực nghiệm Box Willson.
ng dụng mô hình hồi quy để xác định một số thông số sử dụng liên hợp máy
trồng sắn TR-2-1.2A.
Các phương trình hồi quy thực nghiệm mô tả toán học về mối quan hệ định
lượng của hàm mục tiêu với các thống số ảnh hưởng. Có thể sử dụng các phương trình
hồi quy cho các mục đích sau:
- Dùng để dự báo giá trị hàm mục tiêu khi thay đổi giá trị các thông số ảnh hưởng
(thường được sử dụng trong khai thác các máy móc trong một điều kiện nhất định nào
đó);
- Dùng để nghiên cứu tối ưu các thông số kết cấu theo một hoặc một số chỉ tiêu nào đó
của hàm mục tiêu (ví dụ các thông số kết cấu của máy, các chế độ sử dụng , …).
Trong phạm vi đề tài, một mặt do điều kiện thời gian và kinh phí nghiên cứu có
hạn, mặt khác do điều kiện đất đai nông nghiệp rất đa dạng, do đó việc nghiên cứu tối
ưu kết cấu máy trong sắn TR-2-1.2A chưa thực hiện được.

21


22
Đồ thị xác định góc nghiêng hom sắn sau khi trồng
(khi góc tiến của bánh lấp đất =25 (do)

Đồ thị xác định góc nghiêng hom sắn sau khi trồng
(khi góc tiến của bánh lấp đất =25 (do)

51

51

78

78

51

72

52

53

54

Góc nghiêng của máng (dđộ)

51

52

53

54

2

2.5
3
Vận tốc LHM V (km/h)

2

a)

52

53

68

3.5

54

50

51

55

52

53

54

56

68

55

70

56

Góc nghiêng của máng (dđộ)

52

53

74

55

70

76

56

55

56

72

54

74

55

56

52

53

54

55

56
76

2.5
3
Vận tốc LHM V (km/h)

50

51
3.5

b)

Hỡnh4.21. th xỏc nhgúcnghiờnghoms n
4.6.4.Nh nxột
Qua cỏc kt qu nghiờn cu n v a yu t cú th rỳt ra mt s nhn xột sau õy:
- Vn tc mỏy tng thỡ gúc nghiờng hom sn gim.
- Gúc nghiờng mỏng dn hom tng thỡ gúc nghiờng hom sn tng
- Gúc tin bỏng xe lp nộn t tng thỡ gúc nghiờng hom sn gim.
- ng thi nhiu yu t tỏc ng vo hom sn thỡ quy lut ca tng yu t
cng nh hng ỳng quy lut.
- Tớnh tng thớch ca mụ hỡnh cao, cú th ng dng ph ng oỏn kh nng
lm vic ca liờn hp mỏy v cú th xỏc nh c cỏc thụng s.
4.7. TNHS B HI UQU KINHT KHIPD NGMYLINH PC T
TR NGHOMS N
p dng mỏy liờn hp ct trng hom sn TR-2-1.2A vo sn xut giỳp gim chi
phớ so vi lao ng th cụng khong 49%. Mỏy TR-2-1.2A ca ti c nghiờn cu
hon thin, mỏy lm vic n nh giỳp tng cht lng trng sn lm tng nng sut
cõy sn, tng hiu qu kinh t cho sn xut sn.
4.8. B NGTMT TTHNGS K THU TMYLINH PC T
TR NGHOMS NTR-2-1.2A

Tng hp mt s thụng s k thut ca mỏy nh bng 4.1.
B ng4.1.M ts thụngs k thu tlm vi cc amỏyTR-2-1.2A
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

Thụngs k thu t
Nng sut lm vic
Vn tc mỏy lm vic
S hng trng c 1 ln di chuyn
Khong cỏch hom
Gúc nghiờng hom sn sau trng
S dao ct
ng kớnh bỏnh lp nộn
ng kớnh a vun
ng kớnh a rch hng
S mu bỏm bỏnh xe mỏy trng
ng kớnh bỏnh xe lp nộn
T s truyn i1,2,3

Chiu di hom sn sau khi ct

nv tớnh
ha/h
km/h
hng
cm

dao
mm
mm
mm
Mu
mm
cm
22

Giỏtr
0,79
3,6
2
60-80
30-60
4
400
560
400
12
400
1,7; 1,99; 2,27

20-25


23

K tălu năph n 4: Từ các kết quả nghiên cứu có thể rút ra một số kết luận sau:
1. Xây dựng được mô hình lý thuyết tính toán các thông số cơ bản của bộ phận
cắt và cung cấp hom sắn: bán kính vòng tròn cơ sở R0, bán kính đỉnh dao Rd (công
thức 4.3), khoảng cách giữa hai trục của hai trống lắp dao D, tỉ số truyền từ bánh xe
máy trồng đến trống lắp dao, các thông số của bánh xe máy trồng.
Bộ phận cắt làm việc theo nguyên lý cắt tấm kê di động, bố trí đối xứng nên quá
trình cắt rất ổn định, đảm bảo an toàn cho hom sắn và mầm không bị dập.
2. Xây dựng được mô hình lý thuyết tính toán xác định các thông số cơ bản của
bộ phân trồng hom sắn nghiêng: Xác định vị trí lắp bánh xe lấp nén đất so với gốc hom
sắn x01 và so với đáy luống z01; Xác định góc nghiêng của máng dẫn hom  theo góc
nghiêng hom sắn  cho trước, th a mãn theo yêu cầu nông học; Đề xuất phương pháp
điều chỉnh góc nghiêng hom sắn sau khi trồng, áp suất nén và độ dầy lớp đất lấp nhằm
th a mãn các yêu cầu nông học đối với các vùng canh tác khác nhau; Tính toán được
các thông số cơ bản của đĩa rạch hàng và đĩa ch m cầu vun luống.
3. Đề xuất phương pháp và thiết bị nghiên cứu thực nghiệm xác định áp suất nén
tới hạn của lớp đất làm dập mầm hom, từ đó đã xây dựng phương pháp đồ thị xác định
khoảng cách tối thiểu từ mép bánh xe lấp nén đất đến hom sắn đảm bảo mầm hom
không bị dập.
4. Đề xuất được phương pháp thí nghiệm lực cắt đứt thân cây sắn, từ đó làm cơ
sở tính diện tích mẫu bám bánh xe máy trồng.
5. Bằng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đơn và đa yếu tố đã xây dựng
được phương trình hồi quy mô tả sự phụ thuộc của góc nghiêng hom sắn  vào các
yếu tố gây ảnh hưởng: vận tốc liên hợp máy V, góc nghiêng của máng dẫn hom  và
góc tiến của bánh xe lấp nén đất  . Mô hình có thể sử dụng để ph ng đoán khả năng
làm việc của liên hợp máy.

6. Các mô hình lý thuyết và kết quả tính toán đã được vận dụng vào chế tạo một
số bộ phận chính trong máy liên hợp căt trồng hom sắn TR-2-1.2A thuộc dự án KC 03
DA.15/11-15. Đã tiến hành khảo nghiệm trên mẫu máy trong điều kiện sản xuất. Chất
lượng làm việc của máy đã đáp ứng tốt các chỉ tiêu nông học, máy làm việc ổn định,
được sản xuất đón nhận.

PH Nă5.ăK TăLU NăVĨ KI N NGH
5.1.ăK TăLU N
1) Xây dựng được mô hình lý thuyết tính toán các thông số cơ bản của bộ phận
cắt và cung cấp hom sắn: bán kính vòng tròn cơ sở R0 (công thức 4.2), bán kính đỉnh
dao Rd (công thức 4.3), khoảng cách giữa hai trục của hai trống lắp dao D (công thức
4.4), tỉ số truyền từ bánh xe máy trồng đến trống lắp dao (công thức 4.7), các thông số
của bánh xe máy trồng (công thức 4.30 đến 4.41).
Bộ phận cắt làm việc theo nguyên lý cắt tấm kê di động, bố trí đối xứng nên quá
trình cắt rất ổn định, đảm bảo an toàn cho hom sắn và mầm không bị dập.
2) Xây dựng được mô hình lý thuyết tính toán xác định các thông số cơ bản của
bộ phân trồng hom sắn nghiêng: Xác định vị trí lắp bánh xe lấp nén đất so với gốc hom
sắn x01 và so với đáy luống z01 (công thức 4.43 đến 4.46); Xác định góc nghiêng của
máng dẫn hom  theo góc nghiêng hom sắn  cho trước, th a mãn theo yêu cầu nông
học (công thức 4.47 đến 4.51); Đề xuất phương pháp điều chỉnh góc nghiêng hom sắn
sau khi trồng, áp suất nén và độ dầy lớp đất lấp nhằm th a mãn các yêu cầu nông học
23