Luận văn tốt nghiệp đại học Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy thu hoạch đậu phộng tự hành

Header Page 1 of 146.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ
MÁY THU HOẠCH ĐẬU PHỘNG
TỰ HÀNH
CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Huỳnh Quốc Khanh

Nguyễn Long Hồ (MSSV: 1110368)
Trần Quốc Tài (MSSV: 1110415)
Ngành: Cơ khí chế tạo máy – Khoá 37

Tháng 12/2014

Footer Page 1 of 146.


Header Page 2 of 146.

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CÔNG NGHỆ
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ KHÍ
===== O0O =====
Cần Thơ, ngày 04 tháng 08 năm 2014

PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
HK 1, NĂM HỌC: 2014-2015
1. Họ và tên sinh viên: Nguyễn Long Hồ MSSV: 1110368
Trần Quốc Tài

MSSV: 1110318

Ngành: Cơ khí chế tạo máy

Khóa: 37

2. Tên đề tài: NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY THU HOẠCH ĐẬU
PHỘNG TỰ HÀNH
3. Thời gian thực hiện: Học kì 1, năm học 2014 – 2015.Từ ngày 18/08/2014 –
28/11/2014
4. Cán bộ hƣớng dẫn: Th.s. Huỳnh Quốc Khanh
5. Địa điểm thực hiện: Khoa Công nghệ - ĐHCT
6. Mục tiêu của đề tài:
 Mục tiêu tổng quát: Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy thu hoạch đậu phộng
 Mục tiêu cụ thể:
- Đánh giá nhu cầu cơ giới hóa khâu thu hoạch đậu phộng.
- Nghiên cứu, đề xuất phƣơng án thiết kế máy.
- Tính các thông số hoạt động và truyền động của máy.
- Thiết kế chi tiết máy thu hoạch đậu phộng.
7. Giới hạn của đề tài: Sử dụng ở khu vực Long An, Tây Ninh. Năng suất 0,2 ha/giờ.
Cây đậu phộng đƣợc nhổ và xếp thành dãy trên đồng, máy thực hiện cuộn, tách trái và

sàng.
8. Các yêu cầu hỗ trợ cho việc thực hiện đề tài:
9. Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài: 500.000 VNĐ

Footer Page 2 of 146.

i


Header Page 3 of 146.

Bộ môn

Footer Page 3 of 146.

Cán bộ hƣớng dẫn

Sinh viên
(Ký tên và ghi rõ họ tên)

Huỳnh Quốc Khanh

Nguyễn Long Hồ Trần Quốc Tài

ii


Header Page 4 of 146.

LỜI CẢM ƠN

Mỗi đứa trẻ sinh ra thì cuộc đời giống nhƣ một trang giấy trắng, mỗi ngày trôi
qua trang giấy ấy đƣợc viết lên những kinh nghiệm và cảm nhận bản thân về cuộc
sống. Để viết lên những ƣớc mơ trong tƣơng lai rạng ngời thì con ngƣời ta không
ngừng cố gắng học hỏi để mỗi ngày một trƣởng thành hơn. Trong suốt khoảng thời
gian sinh viên của mình có lẽ khoảng thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp là khoảng
thời gian đáng nhớ nhất của chúng tôi.
Chúng tôi đã học đƣợc rất nhiều điều, thu nhận đƣợc thêm nhiều kiến thức quý
báo, gặp gỡ, tiếp xúc với nhiều thầy cô và nhiều ngƣời bạn tốt. Với tất cả tấm lòng của
mình chúng tôi xin gửi đến những ngƣời đã giúp đỡ chúng tôi trong suốt quá trình thực
hiện luận văn tốt nghiệp này lời biết ơn chân thành nhất.
Lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đầu tiên xin gửi đến gia đình vì sự động
viên không mệt mỏi và sự kề cận, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện để chúng tôi hoàn thành
khóa học của mình một cách tốt nhất.
Chúng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thạc sĩ Huỳnh Quốc Khanh, thầy đã
cho chúng tôi ý tƣởng và dành rất nhiều thời gian, tâm huyết hƣớng dẫn nghiên cứu và
giúp chúng tôi hoàn thành đề tài này.
Bên cạnh đó chúng tôi xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô thuộc bộ môn Kỹ
thuật Cơ Khí khoa Công Nghệ trƣờng Đại học Cần Thơ; đặc biệt xin gửi lời cảm ơn
chân thành đến thầy cố vấn Phạm Ngọc Long, thầy Hồ Trung Dũng, thầy Phạm Văn
Măng, thầy Nguyễn Văn Long và thầy Phạm Phi Long, các thầy đã cho chúng tôi
những lời khuyên, tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất cho chúng tôi thực hiện đề
tài này.
Đặc biệt xin gửi đến các bạn lớp Cơ khí chế tạo máy khóa 37 lời cảm ơn chân
sâu sắc, các bạn đã mang lại cho chúng tôi ký ức của một thời sinh viên đáng nhớ!
Cuối cùng xin cảm ơn quý độc giả đã dành thời gian đọc, tham khảo và góp ý
cho tập luận văn tốt nghiệp này.
Cần Thơ, ngày 03 tháng 12 năm 2014
Nhóm thực hiện đề tài:
Nguyễn Long Hồ

Trần Quốc Tài
Footer Page 4 of 146.

iii


Header Page 5 of 146.

ĐẶT VẤN ĐỀ

Đậu phộng còn đƣợc gọi là đậu phụng hay lạc (có tên khoa học là arachis
hypogaea) là một loài cây thực phẩm thuộc họ Đậu đƣợc trồng rộng rãi trên khắp các
tỉnh thành ở nƣớc ta. Đậu phộng là một loại cây công nghiệp có giá trị dinh dƣỡng cao.
So với các loại cây công nghiệp khác, đậu phộng là cây ngắn ngày có năng suất cao và
có khả năng thích ứng rộng với điều kiện khí hậu, thổ nhƣỡng khác nhau. Các chất
dinh dƣỡng trong hạt đậu khá đầy đủ với nhiều nguyên tố và hàm lƣợng khá cao. Đậu
phộng đƣợc dùng rộng rãi trong đời sống hằng ngày và là nguồn nguyên liệu cho nhiều
ngành công nghiệp khác nhau ở nƣớc ta cũng nhƣ xuất khẩu sang các nƣớc bạn. Cây
đậu phộng có tính cạnh tranh cao do lợi nhuận từ cây đậu phộng cao hơn một số loài
câu trồng khác (nhƣ ngô, sắn, lúa, mì,…) và có thể sản xuất quanh năm.
Để tăng hiệu quả kinh tế từ việc trồng đậu phộng thì công việc thu hoạch là một
khâu khá là quan trọng, thu hoạch đậu phộng cần nhanh chóng, bảo đảm chất lƣợng và
thất thoát là ít nhất. Hiện nay, ngƣời nông dân ở các nơi vẫn tiến hành thu hoạch theo
phƣơng pháp truyền thống thu hoạch bằng tay dựa vào sức ngƣời là chính. Nhƣ vậy sẽ
cần một số lƣợng khá lớn và chi phí bỏ ra là khá nhiều (khoảng 10triệu/ha). Mặt khác,
thời gian thu hoạch đậu lại rất ngắn và phụ thuộc rất nhiều vào thời tiết. Trong mùa
cao điểm, vì không có hoặc thiếu hụt lao động cho nên việc thu hoạch gặp rất nhiều
khó khăn dẫn đến việc thu hoạch mùa vụ bị chậm trễ làm ảnh hƣởng đến năng suất và
chất lƣợng đậu sau thu hoạch gây thiệt hại cho ngƣời sản xuất. Ngoài ra sự di cƣ lao
động nông nghiệp từ các khu vực nông thôn, cùng với sự chuyển đổi cơ cấu lao động

từ nông nghiệp sang công nghiệp dịch vụ ngày một nhiều lại càng làm trầm trọng thêm
vấn đề này.
Để giảm bớt các vấn lao động trong mùa vụ cao điểm và hoàn thành kịp thời
việc thu hoạch vụ mùa trong thời gian thu hoạch nhằm đạt đƣợc năng suất và chất
lƣợng tốt nhất. Một trong những giải pháp để cải thiện hiện trạng trên cũng nhƣ tăng
lợi nhuận cho ngƣời sản xuất đó là tiến hành cơ giới hóa trong quá trình thu hoạch đậu
phộng trong canh tác. Đây là nguyện vọng của hầu hết nông dân.
Nắm bắt đƣợc những nhu cầu cấp thiết này của ngƣời nông dân nhóm thực hiện
luận văn chúng em quyết định chọn đề tài: “Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy thu
hoạch đậu phộng tự hành”, dựa trên điều kiện canh tác, thu hoạch thực tế ở nƣớc ta để
phục vụ nhu cầu sử dụng của ngƣời nông dân dƣới sự hƣớng dẫn của thầy Huỳnh
Quốc Khanh
Footer Page 5 of 146.

iv


Header Page 6 of 146.

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Đề tài:
NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ
MÁY THU HOẠCH ĐẬU PHỘNG TỰ HÀNH

Đậu phộng là một loại cây công nghiệp đƣợc trồng phổ biến ở nƣớc ta. Nhƣng
việc thu hoạch đậu phộng vẫn chƣa đƣợc cơ giới hóa, quá trình thu hoạch vẫn làm thủ
công nên gặp rất nhiều khó khăn. Trong điều kiện không thể áp dụng các kiểu máy thu
hoạch đậu phộng trên thế giới vào nƣớc ta và trong nƣớc vẫn chƣa có mẫu máy đƣợc
áp dụng vào thực tế thì việc nghiên cứu, thiết kế và chế tạo một máy thu hoạch là hết

sức cần thiết.
Phƣơng pháp nghiên cứu:
- Tìm hiểu thị trƣờng, khảo sát thực tế, đánh giá các dòng máy hiện có.
- Đƣa ra nguyên lý hoạt động mới phù hợp với điều kiện thực tế và chế tạo
mô hình chứng minh nguyên lý hoạt động.
- Thiết kế mẫu máy thu hoạch đậu phộng tự hành.
Sau khi tiến hành chế tạo mô hình thí nghiệm nguyên lý hoạt động của cơ cấu
cuộn và kẹp cây đậu đã cho kết quả khả quan. Tỉ lệ cây đậu đƣợc cuộn lên là 100%. Tỉ
lệ cây đậu đƣợc xích kẹp là 100%. Tỉ lệ cây đậu xích kẹp đƣợc khi đi qua cơ cấu tuốt
là 92%. Tỉ lệ cây đậu bị cuộn vào rulô là 8%. Tỉ lệ trái đậu đƣợc tách ra khỏi thân là
94,3%.
Đề tài đã thiết kế đƣợc mẫu máy thu hoạch đậu tự hành có cơ cấu gọn nhẹ
phù hợp với điều kiện gieo trồng ở nƣớc ta, đây là loại xe có ngƣời lái với năng suất
dự kiến 0,2 ha/giờ.
Trong giới hạn đề tài nội dung đƣợc thực hiện gồm:
- Chế tạo mô hình và tiến hành thí nghiệm để kiểm tra sự hoạt động của cơ
cấu cuộn, kẹp và tách trái đậu.
- Thiết kế nguyên lý và bố trí không gian cho xe thu hoạch đậu phộng tự
hành.
- Tính toán, thiết kế hệ thống thủy lực, sàng, quạt, vít tải và lựa chọn bánh
xe.
Footer Page 6 of 146.

v


Header Page 7 of 146.

-

MỤC LỤC

CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN ............................................................................................ 1
1.1. Tổng quan .............................................................................................................1
1.1.1. Khái quát về cây đậu phộng ..........................................................................1
1.1.2. Giá trị thực tiễn của cây đậu phộng ............................................................... 1
1.1.3. Tình hình trồng đậu phộng ở nƣớc ta ............................................................ 3
1.1.4. Kỹ thuật làm đất trồng đậu phộng .................................................................4
1.1.5. Các hình thức thu hoạch đậu phộng ở nƣớc ta ..............................................4
1.1.6. Các loại máy thu hoạch đậu phộng ............................................................... 5
1.2. Giới thiệu đề tài ....................................................................................................7
1.2.1. Vấn đề cần giải quyết ....................................................................................7
1.2.2. Mục tiêu nghiên cứu ......................................................................................8
1.2.3. Kết quả cần đạt .............................................................................................. 8
1.2.4. Cấu trúc luận văn ........................................................................................... 8
CHƢƠNG 2 XÂY DỰNG VÀ CHỌN LỌC Ý TƢỞNG .............................................10
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu ......................................................................................... 10
2.2. Thu thập thông tin về cây đậu (các số liệu lấy từ thực nghiệm) ........................ 10
2.2.1. Thông số về cây đậu ....................................................................................10
2.2.2. Hình ảnh khi thu hoạch đậu .........................................................................11
2.3. Các phƣơng án thiết kế ....................................................................................... 13
2.3.1. Phƣơng án 1 .................................................................................................13
2.3.2. Phƣơng án 2 .................................................................................................13
2.3.3. Phƣơng án 3 .................................................................................................13
2.3.4. Phƣơng án 4 .................................................................................................13
2.4. Đánh giá và lựa chọn phƣơng án ........................................................................13
2.5. Những tiêu chí đánh giá phƣơng án khi tiến hành thí nghiệm bằng mô hình ....14
CHƢƠNG 3 THIẾT KẾ MÔ HÌNH VÀ THÍ NGHIỆM THỰC TẾ ............................ 15
Footer Page 7 of 146.

vi


Header Page 8 of 146.

3.1. Thiết kế trục cuộn ............................................................................................... 15
3.1.1. Cơ sở lý thuyết............................................................................................. 15
3.1.2. Thiết kế ........................................................................................................15
3.2. Thiết kế cơ cấu tách trái đậu phộng ra khỏi thân ...............................................17
3.2.1. Cơ sở lý thuyết............................................................................................. 17
3.2.2. Thiết kế ........................................................................................................17
3.3. Thiết kế xích (cơ cấu kẹp phôi) ..........................................................................20
3.3.1. Cơ sở lý thuyết............................................................................................. 20
3.3.2. Thiết kế ........................................................................................................20
3.4. Trục dẫn động xích ............................................................................................. 21
3.4.1. Cơ sở lý thuyết............................................................................................. 21
3.4.2. Thiết kế ........................................................................................................21
3.5. Tấm ốp trục cuộn ................................................................................................ 23
3.5.1. Cơ sở lý thuyết............................................................................................. 23
3.5.2. Thiết kế ........................................................................................................23
3.6. Thiết kế bộ truyền xích ....................................................................................... 24
3.6.1. Thiết kế khung ............................................................................................. 24
3.6.2. Thiết kế bộ truyền xích ................................................................................25
3.7. Thiết kế bộ ép xích ............................................................................................. 25
3.7.1. Cơ sở lý thuyết............................................................................................. 26
3.7.2. Thiết kế ........................................................................................................26
3.8. Thí nghiệm và kết quả thí nghiệm ......................................................................27
3.8.1. Thí nghiệm lần 1 .......................................................................................... 28
3.8.2. Thí nghiệm lần 2 .......................................................................................... 28
3.8.3. Thí nghiệm lần 3 .......................................................................................... 28

3.8.4. Thí nghiệm lần 4 .......................................................................................... 29
CHƢƠNG 4 THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ XE THU HOẠCH ĐẬU PHỘNG TỰ HÀNH
.......................................................................................................................................31
4.1. Sơ đồ nguyên lý của xe thu hoạch đậu phộng tự hành .......................................31
4.2. Nguyên lý hoạt động .......................................................................................... 32
CHƢƠNG 5 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUỘN ĐẬU VÀ KẸP PHÔI ........................... 33
Footer Page 8 of 146.

vii


Header Page 9 of 146.

5.1. Phƣơng án thiết kế .............................................................................................. 33
5.2. Tính toán vận tốc xích cơ cấu kẹp đậu ............................................................... 34
5.2.1. Các thông số ban đầu ...................................................................................35
5.2.2. Tính toán sợ bộ ............................................................................................ 35
5.2.3. Tính toán thời gian chạy trên luống ............................................................ 35
5.2.4. Tính toán vận tốc xích .................................................................................36
5.3. Tính toán thiết kế hệ thống thuỷ lực nâng hạ khung ..........................................36
5.3.1. Tính toán lực đẩy cần thiết ..........................................................................36
5.3.2. Tính toán kích thƣớc cơ bản của piston và xilanh .......................................38
5.3.3. Chọn loại bơm ............................................................................................. 39
CHƢƠNG 6 THIẾT KẾ CƠ CẤU TUỐT ĐẬU VÀ SÀNG LẮC PHẲNG ................41
6.1. Thiết kế cơ cấu tuốt đậu .....................................................................................41
6.1.1. Cơ sở lý thuyết............................................................................................. 41
6.1.2. Thiết kế ........................................................................................................41
6.2. Thiết kế sàng lắc phẳng ...................................................................................... 42
6.2.1. Cơ sở lý thuyết............................................................................................. 42
6.2.2. Thiết kế sàng................................................................................................ 42

6.2.2.1. Cấu tạo mặt sàng ................................................................................42
6.2.2.2. Tính toán sàng lắc phẳng ...................................................................42
CHƢƠNG 7 THIẾT KẾ QUẠT HƢỚNG TRỤC, VÍT TẢI VÀ LỰA CHỌN BÁNH
XE ..................................................................................................................................47
7.1. Thiết kế quạt hƣớng trục ....................................................................................47
7.1.1. Cơ sở lý thuyết............................................................................................. 47
7.1.2. Tính toán quạt hƣớng trục ...........................................................................47
7.1.2.1. Tính lƣợng không khí cần thiết ............................................................ 47
7.1.2.2. Tốc độ dòng khí ....................................................................................47
7.1.3. Xác định đƣờng kính trục ............................................................................48
7.1.4. Xác định đƣờng kính bầu ............................................................................48
7.1.4.1. Xác định đƣờng kính chu vi cánh công tác ..........................................48
7.1.4.2. Tỉ số bầu ............................................................................................... 49
7.1.4.3. Đƣờng kính bầu ....................................................................................49
Footer Page 9 of 146.

viii


Header Page 10 of 146.

7.1.5. Tính toán cánh công tác ...............................................................................49
7.1.6. Xác định vận tốc .......................................................................................... 49
7.1.7. Xác định số cánh công tác ...........................................................................49
7.1.8. Xác định bƣớc.............................................................................................. 50
7.1.9. Xác định chiều dài cánh ..............................................................................50
7.2. Thiết kế vít tải đậu .............................................................................................. 50
7.2.1. Cơ sở lý thuyết............................................................................................. 50
7.2.2. Tính toán một số thông số quan trọng của vít tải ........................................51
7.2.2.1. Xác định đƣờng kính vít tải .................................................................51

7.2.2.2. Xác định số vòng quay của vít tải ........................................................ 51
7.2.2.3. Xác định momen xoắn trên vít tải ........................................................ 52
7.2.2.4. Xác định lực dọc trục trên vít tải .......................................................... 52
7.2.2.5. Xác định tải trọng ngang tác dụng lên trục vít đặt giữa hai gối đỡ ......52
7.3. Tính toán và lựa chọn bánh xe ...........................................................................53
7.3.1. Chức năng của bánh xe................................................................................53
7.3.2. Lựa chọn loại bánh xe .................................................................................53
7.3.3. Tính toán, lựa chọn bánh xe ........................................................................55
CHƢƠNG 8 KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ..........................................................................57
8.1. Kết luận...............................................................................................................57
8.2. Đề nghị ...............................................................................................................57
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 58

Footer Page 10 of 146.

ix


Header Page 11 of 146.

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Ruộng đậu phộng............................................................................................. 1
Hình 1.2: Dầu đậu phộng và bơ đậu phộng .....................................................................2
Hình 1.3: Thân cây đậu làm thức ăn gia súc ...................................................................2
Hình 1.4: Khô dầu đậu phộng.......................................................................................... 3
Hình 1.5: Đậu phộng đƣợc trồng trên từng luống ........................................................... 4
Hình 1.6: Thu hoạch đậu phộng ......................................................................................5
Hình 1.7: Dòng máy AMADAS và COLOMBO ............................................................ 5
Hình 1.8: Đậu phơi khô đang đƣợc thu hoạch.................................................................6
Hình 1.9: Máy thu hoạch đậu phộng THL – 02 .............................................................. 6

Hình 1.10: Một số máy thu hoạch đơn giản do nông dân tự chế tạo............................... 7
Hình 2.1: Đậu phộng đƣợc nhổ và xếp thành hàng trên mặt ruộng .............................. 10
Hình 2.2: Chiều dài cây đậu (cm) ..................................................................................10
Hình 2.3: Khoảng phân bố trái đậu (mm)......................................................................11
Hình 2.4: Chiều dài trái đậu (mm).................................................................................11
Hình 2.5: Đƣờng kính thân đậu (mm) ...........................................................................11
Hình 2.6: Nông dân nhổ đậu và xếp thành hàng trên ruộng ..........................................12
Hình 2.7: Đậu sau khi đƣợc tách khỏi thân ...................................................................12
Hình 2.8: Thân đậu sau khi đƣợc tách trái đậu .............................................................. 12
Hình 3.1: Mô phỏng chuyển động của trục đƣợc gắn que ............................................15
Hình 3.2: Gia công ống thép làm trục cuộn...................................................................16
Hình 3.3: Trục cuộn .......................................................................................................16
Hình 3.4: Trục bậc 1 ......................................................................................................16
Hình 3.5: Sơ đồ lắp cốt vào trục cuộn (không thể hiện các que) ..................................17
Hình 3.6: Nguyên lý hoạt động của rulô .......................................................................17
Hình 3.7:Thông số lƣỡi dao ........................................................................................... 18
Hình 3.8: Thông số thân rulô ......................................................................................... 18
Hình 3.9: Trục bậc 2 ......................................................................................................19
Hình 3.10: Sơ đồ phân bố lƣỡi cắt trên hai rulô ............................................................ 19
Hình 3.11: Sơ đồ lắp cốt vào trục rulô ( không thể hiện lƣỡi cắt) .................................20
Hình 3.11: Xích má tam giác ......................................................................................... 20
Hình 3.12: Má xích ........................................................................................................21
Hình 3.13: Xích má tam giác ......................................................................................... 21
Hình 3.14: Thân rulô .....................................................................................................22
Hình 3.15: Trục bậc 3 ....................................................................................................22
Hình 3.16: Trục dẫn động xích hoàn chỉnh ...................................................................23
Hình 3.17: Tấm ốp trục cuộn ......................................................................................... 24
Hình 3.18: Sơ đồ tính góc nghiêng cấp phôi .................................................................24
Hình 3.19: Bộ truyền xích cho rulô ...............................................................................25
Footer Page 11 of 146.

x


Header Page 12 of 146.

Hình 3.20: Chữ U lắp bánh xích ....................................................................................26
Hình 3.21: Trục của bộ phận ép xích ............................................................................26
Hình 3.22: Chữ U lắp bộ phận ép xích ..........................................................................27
Hình 3.23: Bộ ép xích ....................................................................................................27
Hình 4.1: Sơ đồ nguyên lý của xe thu hoạch đậu phông tự hành ..................................31
Hình 5.1. Xích má tam giác ........................................................................................... 33
Hình 5.2. Trục cuộn .......................................................................................................33
Hình 5.3. Tấm ốp trục cuộn ........................................................................................... 33
Hình 5.4. Khung ............................................................................................................34
Hình 5.5 Hệ thống nâng hạ của piston thủy lực ............................................................ 34
Hình 5.6: Ruộng đậu 100m x 100m ..............................................................................35
Hình 5.7: Sơ đồ bố trí hệ thống thuỷ lực .......................................................................37
Hình 5.8: Sơ đồ lực tác dụng lên khung ........................................................................37
Hình 5.9: Nguyên lý làm việc của bơm bánh răng ........................................................ 40
Hình 6.1: Nguyên lý hoạt động của cơ cấu tuốt đậu .....................................................41
Hình 6.2: Hình dạng các lỗ trên mặt sang .....................................................................43
Hình 6.3: Sơ đồ nguyên lý của sàng lắc ........................................................................43
Hình 6.4: Sơ đồ xác định vận tốc hạt trên sàng nghiêng ...............................................45
Hình 7.1: Bánh hơi ........................................................................................................54
Hình 7.2: Bánh lồng ......................................................................................................54
Hình 7.3: Bánh xích .......................................................................................................54
Hình 7.4: Loại bánh xe đƣợc chọn ................................................................................55
Hình 7.5: Tiết diện khi bánh xe lún 40mm ....................................................................55

Footer Page 12 of 146.

xi


Header Page 13 of 146.

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.6: Thống kê diện tích và sản lƣợng đậu phộng các năm……….…...……3
Bảng 2.1: Bảng thông số về cây và trái đậu phộng……………..………………11
Bảng 3.1: Thống kê kết quả thí nghiệm…………...…………………………….29

Footer Page 13 of 146.

xii


Header Page 14 of 146.

Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy thu hoạch đậu phộng tự hành

CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan
1.1.1. Khái quát về cây đậu phộng
Đậu phộng là loại cây công nghiệp
đƣợc trồng phổ biến ở nƣớc ta. So với

các loại cây công nghiệp khác, đậu
phộng là cây ngắn ngày có năng suất
cao và có khả năng thích ứng rộng với
điều kiện khí hậu, thổ nhƣỡng khác
nhau. Ngoài ra các chất dinh dƣỡng
trong hạt đậu khá đầy đủ với nhiều
nguyên tố và hàm lƣợng khá cao. Đậu
phộng đƣợc dùng rộng rãi trong đời
sống hằng ngày và là nguồn nguyên
liệu cho nhiều ngành công nghiệp
khác nhau ở nƣớc ta cũng nhƣ xuất
khẩu sang các nƣớc bạn.

Hình 1.1: Ruộng đậu phộng

Ngoài sản phẩm thu hoạch chính là trái đậu, ngƣời dân còn tận dụng thân cây
đậu làm thức ăn gia súc, ủ phân để trồng trọt,…

1.1.2. Giá trị thực tiễn của cây đậu phộng
Hạt đậu phộng là một loại thực phẩm có giá trị dinh dƣỡng cao. Hạt đậu
phộng là nguồn thức ăn giàu về dầu lipit và protein. Do hạt đậu phộng có hàm
lƣợng dầu cao, nên năng lƣợng cung cấp rất lớn. Với giá trị dinh dƣỡng cao của hạt
đậu phộng từ lâu loài ngƣời đã sử dụng nhƣ một nguồn thực phẩm quan trọng.
SVTH: Nguyễn Long Hồ
Trần Quốc Tài

Footer Page 14 of 146.

1

Header Page 15 of 146.

Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy thu hoạch đậu phộng tự hành

Hình 1.2: Dầu đậu phộng và bơ đậu phộng
Hạt đậu phộng phục vụ cho công nghiệp sản xuất bơ, ép dầu, dầu đậu phộng
đƣợc dùng làm thực phẩm và chế biến dùng cho các ngành công nghiệp khác nhƣ
chất dẻo, xi mực in, dầu diesel, làm dung môi cho thuốc bảo vệ thực vật, ...

Hình 1.3: Thân cây đậu làm thức ăn gia súc
Trong nông nghiệp, giá trị làm thức ăn gia súc của đậu phộng là rất lớn: thân,
lá cây đậu phộng làm thức ăn cho trâu, bò,… và tận dụng các phụ phẩm của dầu đậu
phộng đó là khô dầu đậu phộng. Khô dầu đậu phộng đƣợc dùng làm thức ăn cho
ngƣời và chăn nuôi gia súc và gia cầm. Khô dầu phộng có thể chế biến thành hơn
300 sản phẩm khác nhau phục vụ cho các ngành thực phẩm, trên 300 loại sản phẩm
công nông nghiệp. Ngoài ra, khi tách hạt đậu phộng ra khỏi vỏ thì vỏ trái đậu phộng
trở thành sản phẩm phụ. Vỏ củ đậu phộng đƣợc dùng để nghiền thành cám dùng cho
chăn nuôi. Cám vỏ trái đậu phộng có thành phần dinh dƣỡng tƣơng đƣơng với cám
gạo dùng để nuôi lợn, gà vịt công nghiệp rất tốt. Không dừng lại ở đó, vỏ trái đậu
phộng có giá trị dinh dƣỡng cao nên dùng để làm phân bón hữu cơ rất tốt, làm phân
bón lót hay phân bón trong ngành trồng hoa kiểng.

SVTH: Nguyễn Long Hồ
Trần Quốc Tài

Footer Page 15 of 146.

2

Header Page 16 of 146.

Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy thu hoạch đậu phộng tự hành

Hình 1.4: Khô dầu đậu phộng
Đậu phộng có ý nghĩa to lớn trong việc cải tạo đất do khả năng cố định đạm
(N) của nó.
Ngoài thị trƣờng trong nƣớc, trái đậu phộng và hạt đậu phộng còn đƣợc xuất
khẩu sang các nƣớc bạn nhƣ Campuchia, Malaysia, …

1.1.3. Tình hình trồng đậu phộng ở nƣớc ta
Với điều kiện tự nhiên thích hợp, đồng bằng sông Cửu Long là một trong
những vùng có diện tích trồng và sản lƣợng cao bậc nhất cả nƣớc, đem lại nguồn lợi
lớn cho vùng. Với 2 vùng Long An và Trà Vinh đƣợc mệnh danh là 2 vƣơng quốc
đậu phộng ở vùng đồng bằng châu thổ. Ngoài ra, một số tỉnh ở miền Đông Nam Bộ
cũng có diện tích trồng đậu phộng đáng kể nhƣ: Tây Ninh, Đồng Nai,…

Bảng 1.6: Thống kê diện tích và sản lƣợng đậu phộng các năm.
Năm

2010

2011

2012

2013

Diện

tích
(nghìn
ha)

Sản
lƣợng
(nghìn
tấn)

Diện
tích
(nghìn
ha)

Sản
lƣợng
(nghìn
tấn)

Diện
tích
(nghìn
ha)

Sản
lƣợng
(nghìn
tấn)

Diện

tích
(nghìn
ha)

Sản
lƣợng
(nghìn
tấn)

Trà vinh

4,4

19,3

4,5

21,0

4,7

22,1

4,6

23,2

Long An

5,1

16,5

6,2

15,1

7,0

20,2

8,1

23,8

Tỉnh

Nguồn: Tổng cục Thống kê ( />
SVTH: Nguyễn Long Hồ
Trần Quốc Tài

Footer Page 16 of 146.

3


Header Page 17 of 146.

Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy thu hoạch đậu phộng tự hành

1.1.4. Kỹ thuật làm đất trồng đậu phộng
Đậu phộng ƣa đất cát pha, đất thịt nhẹ, có độ pH trung tính, chủ động tƣới
tiêu và dễ thoát nƣớc, trên đất chua phèn đậu phộng kém phát triển. Đất đƣợc cày
sâu, bừa kỹ và làm sạch cỏ dại, tỉ lệ đất có đƣờng kính nhỏ hơn 1cm chiếm 70%, độ
ẩm đất khi gieo hạt đạt 75%.
Cày sâu tăng khả năng giữ nƣớc,
cải thiện điều kiện sống cho hệ vi sinh
vật làm cho rễ đậu phát triển tốt hơn, ăn
sâu hơn nên hút đƣợc nhiều chất dinh
dƣỡng cung cấp cho cây sinh trƣởng,
phát triển tốt. Tùy theo từng điều kiện
của địa phƣơng, đất đai mỗi vùng mà
quyết định mức độ cày sâu khác nhau:
thƣờng từ 20 – 25cm.
Sau làm đất tiến hành lên luống,
rộng từ 100 – 110cm; chiều rộng rãnh
tƣới, tiêu nƣớc từ 23 – 30cm; chiều cao
luống từ 20 – 25cm.
Hình 1.5: Đậu phộng đƣợc trồng trên từng luống
Trên luống rạch 5 hàng cách nhau 20cm dọc theo chiều dài luống, hai hàng
ngoài cách mép 15cm, mật độ trung bình khoảng 30 bụi đậu trên 1m2.
Độ sâu lấp hạt: Tùy vào điều kiện thời tiết cụ thể của từng vùng mà bố trí
gieo, độ sâu gieo hạt: 3 – 5cm.
1.1.5. Các hình thức thu hoạch đậu phộng ở nƣớc ta
Hiện nay, ở nƣớc ta việc thu hoạch đậu đƣợc tiến hành hoàn toàn bằng tay
với phƣơng pháp thủ công truyền thống và quy mô nhỏ.

SVTH: Nguyễn Long Hồ
Trần Quốc Tài

Footer Page 17 of 146.

4


Header Page 18 of 146.

Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy thu hoạch đậu phộng tự hành

Hình 1.6: Thu hoạch đậu phộng
Với hình thức thu hoạch nhƣ trên thì ngƣời nông dân đã gặp phải rất nhiều
khó khăn:
Cần số lớn lao động.
Thời gian thu hoạch kéo dài.
Chi phí cho thu hoạch vụ mùa khá lớn.
Vì vậy việc áp dụng máy móc vào thu hoạch là rất cần thiết.
1.1.6. Các loại máy thu hoạch đậu phộng
Việc áp dụng máy móc vào thu hoach đậu phộng đã đƣợc các nƣớc trên thế
giới áp dụng từ rất sớm với các dòng máy nổi tiếng. Đây là những loại máy thu
hoạch đậu phộng liên hợp với năng suất cao.

Hình 1.7: Dòng máy AMADAS và COLOMBO

Hai dòng máy này có kích thƣớc khá lớn, có đặc điểm chung là thu hoạch
đậu khô. Có nghĩa là đậu đƣợc cày lên rồi phơi ngay trên cánh đồng cho cả thân và
trái đậu khô đi, lúc này nông dân mới dùng các loại máy này để tiến hành thu hoạch
đậu phộng.

SVTH: Nguyễn Long Hồ
Trần Quốc Tài

Footer Page 18 of 146.

5


Header Page 19 of 146.

Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy thu hoạch đậu phộng tự hành

Hình 1.8: Đậu phơi khô đang đƣợc thu hoạch
Vì cách gieo trồng, thu hoạch vụ mùa hoàn toàn khác ở nƣớc ta và giá các
máy này khá đắt cho nên các loại máy này không đƣợc áp dụng ở nƣớc ta.
Các kỹ sƣ của Phân viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch
Thành phố Hồ Chí Minh đã nghiên cứu – thử nghiệm – cải tiến thành công mẫu
máy thu hoạch đậu phộng liên hợp của Đài Loan và cho ra mẫu máy THL – 02
nhằm phục vụ nhu cầu của ngƣời dân trong nƣớc.

Hình 1.9: Máy thu hoạch đậu phộng THL – 02
Theo báo Khuyến nông Thành phố Hồ Chí Minh thì máy THL – 02 đƣợc
ứng dụng trong sản xuất 4 vụ tại Trảng Bàng – Tây Ninh. Nhƣng trong quá trình
tìm kiếm nguồn tài liệu phục vụ cho việc nghiên cứu đề tài thì chính ngƣời dân địa
phƣơng ở đây cho biết máy THL – 02 chƣa đƣợc ứng dụng vào sản xuất và cũng
không có ở địa phƣơng. Tìm hiểu tại Phân viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ
sau thu hoạch Thành phố Hồ Chí Minh đƣợc kỹ sƣ Trần Đức Công cho biết máy
SVTH: Nguyễn Long Hồ
Trần Quốc Tài

Footer Page 19 of 146.

6


Header Page 20 of 146.

Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy thu hoạch đậu phộng tự hành

THL – 02 là đề tài nghiên cứu, không áp dụng vào sản xuất nông nghiệp nên không
phổ biến cho ngƣời dân sử dụng.
Một số nông dân cũng đã sáng chế đƣợc máy tuốt đậu phộng nhƣng hiệu quả
đạt đƣợc không cao và cũng không áp dụng rộng rãi trong sản xuất.

Hình 1.10: Một số máy thu hoạch đơn giản do nông dân tự chế tạo
Kết luận: Hiện nay, ngƣời nông dân trồng đậu phộng vẫn phải tiến hành thu
hoạch đậu phộng bằng phƣơng pháp thủ công truyền thống là chính, không có sự hỗ
trợ nào từ máy móc.
1.2. Giới thiệu đề tài
1.2.1. Vấn đề cần giải quyết
Để tăng hiệu quả kinh tế từ việc trồng đậu phộng thì công việc thu hoạch là
một khâu khá là quan trọng, thu hoạch đậu phộng cần nhanh chóng, bảo đảm chất
lƣợng và thất thoát là ít nhất. Hiện nay, ngƣời nông dân ở các nơi vẫn tiến hành thu
hoạch theo phƣơng pháp truyền thống thu hoạch bằng tay dựa vào sức ngƣời là
chính. Nhƣ vậy sẽ cần một số lƣợng khá lớn và chi phí bỏ ra là khá nhiều. Mặt
khác, thời gian thu hoạch đậu lại rất ngắn và phụ thuộc rất nhiều vào thời tiết.
Để giảm bớt các vấn lao động trong mùa vụ cao điểm và hoàn thành kịp thời
việc thu hoạch vụ mùa trong thời gian thu hoạch nhằm đạt đƣợc năng suất và chất
SVTH: Nguyễn Long Hồ
Trần Quốc Tài

Footer Page 20 of 146.

7


Header Page 21 of 146.

Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy thu hoạch đậu phộng tự hành

lƣợng tốt nhất. Một trong những giải pháp để cải thiện hiện trạng trên cũng nhƣ tăng
lợi nhuận cho ngƣời sản xuất đó là tiến hành cơ giới hóa trong quá trình thu hoạch
đậu phộng trong canh tác. Đây là nguyện vọng của hầu hết nông dân. Với nhu cầu
của những nông dân trồng đậu phộng, việc cho ra đời một chiếc máy thu hoạch đậu
phộng phù hợp với điều kiện thực tế ở Việt Nam là hết sức cần thiết.
1.2.2. Mục tiêu nghiên cứu
Đƣa ra nguyên lý hoạt động cho máy thu hoạch đậu phộng phù hợp với tình
hình thực tế ở Việt Nam và thiết kế máy thu hoạch đậu phộng tự hành.
1.2.3. Kết quả cần đạt
Chế tạo mô hình chúng minh nguyên lý hoạt động của máy thu hoạch đậu
phộng.
Tính toán các thông số hoạt động của của máy thu hoạch đậu phộng.
Thiết kế chi tiết máy thu hoạch đậu phộng.
1.2.4. Cấu trúc luận văn
Chƣơng 1: Tổng quan
Giới thiệu khái quát về cây đậu phộng, tình hình trồng đậu phộng và nhu cầu
thực tế của thị trƣờng.
Chƣơng 2: Xây dựng và chọn lọc ý tƣởng
Thu thập thông tin về cây đậu phộng, đƣa ra và lựa chọn các phƣơng án thiết
kế.
Chƣơng 3: Thiết kế mô hình và thí nghiệm thực tế
Chế tạo mô hình thí nghiệm và thí nghiệm thực tế để chứng minh nguyên lý

hoạt động.
Chƣơng 4: Thiết kế nguyên lý xe thu hoạch đậu phộng tự hành
Đƣa ra nguyên lý xe thu hoạch đậu phộng tự hành.
Chƣơng 5: Thiết kế hệ thống cuộn đậu và kẹp phôi

SVTH: Nguyễn Long Hồ
Trần Quốc Tài

Footer Page 21 of 146.

8


Header Page 22 of 146.

Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy thu hoạch đậu phộng tự hành

Tính toán, thiết kế, lựa chọn cơ cấu cuộn, xích kẹp đậu, khung và hệ thống
thuỷ lực nâng hạ khung.
Chƣơng 6: Thiết kế cơ cấu tuốt đậu và sàng lắc phẳng
Tính toán, thiết kế cơ cấu tuốt đậu theo nguyên lý ở phần thí nghiệm. Tính
toán một số thông số cần thiết và thiết kế sàng lắc phẳng.
Chƣơng 7: Thiết kế quạt hƣớng trục, vít tải và lựa chọn bánh xe
Tính toán một số thông số cần thiết cho quạt hƣớng trục, vít tải. Lựa chọn
bánh xe cho máy thu hoạch đậu phộng tự hành.
Chƣơng 8: Kết luận và đề nghị
Đƣa ra kết luận chung về những vấn đề đạt đƣợc của đề tài và đề nghị bổ
sung để hoàn thiện đề tài.

SVTH: Nguyễn Long Hồ

Trần Quốc Tài

Footer Page 22 of 146.

9


Header Page 23 of 146.

Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy thu hoạch đậu phộng tự hành

CHƢƠNG 2

XÂY DỰNG VÀ CHỌN LỌC Ý TƢỞNG

2.1. Đối tƣợng nghiên cứu

Hình 2.1: Đậu phộng đƣợc nhổ và xếp thành hàng trên mặt ruộng
Đối tƣợng mà chúng ta nghiên cứu ở đây là cuộn cây đậu phộng lên từ mặt
ruộng lên khi đã đƣợc nhổ và xếp sẵn thành hàng, kẹp và đánh trái đậu phộng ra
khỏi thân cây.

2.2. Thu thập thông tin về cây đậu (các số liệu lấy từ thực nghiệm)
2.2.1. Thông số về cây đậu

Hình 2.2: Chiều dài cây đậu (cm)

SVTH: Nguyễn Long Hồ
Trần Quốc Tài

Footer Page 23 of 146.

10


Header Page 24 of 146.

Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy thu hoạch đậu phộng tự hành

Hình 2.3: Khoảng phân bố trái đậu (mm)

Hình 2.4: Chiều dài trái đậu (mm)

Hình 2.5: Đƣờng kính thân đậu (mm)
Bảng 2.1: Bảng thông số về cây và trái đậu phộng
Thông số
Kích thƣớc (mm)
Chiều dài cây đậu
500
Chiều dài thân đậu
300
Chiều dài phần trái và râu đậu
100
Khoảng phân bố trái đậu
120
Đƣờng kính thân đậu
5–7
Chiều dài trái đậu
Min 15; Max 35
Đƣờng kính trái đậu

Min 10; Max 12
2.2.2. Hình ảnh khi thu hoạch đậu

SVTH: Nguyễn Long Hồ
Trần Quốc Tài

Footer Page 24 of 146.

11


Header Page 25 of 146.

Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy thu hoạch đậu phộng tự hành

Hình 2.6: Nông dân nhổ đậu và xếp thành hàng trên ruộng

Hình 2.7: Đậu sau khi đƣợc tách khỏi thân

Hình 2.8: Thân đậu sau khi đƣợc tách trái đậu
SVTH: Nguyễn Long Hồ
Trần Quốc Tài

Footer Page 25 of 146.

12