Nghiên cứu một số thông số về cấu tạo và chế độ làm việc của máy thu hoạch khoai lang liên hợp với máy kéo shibaura sd 3543

LỜI CAM ĐOAN
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
Tôi xin cam------------------------------------đoan, đây là công trình của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực
và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

NGUYỄN PHẠM HUY CƯỜNG
Tác giả luận văn

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ VỀ CẤU TẠO VÀ CHẾ
ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MÁY THU HOẠCH
KHOAI
LANG LIÊN
Trần
Văn Thịnh
HỢP VỚI MÁYLỜI
KÉO
SHIBAURA
SD 3543
CẢM
ƠN
Sau một thời gian làm việc khẩn trương, với tinh thần nghiên cứu khoa
học một cách nghiêm túc, trên cơ sở các kiến thức của bản thân và các tài liệu
tham khảo, sự hướng Chuyên
dẫn tận tình
của TS. Nguyễn
Văn Quân, thầy hướng dẫn
ngànhnghệ
gỗ, giấy

trực tiếp, thầy Phạm Văn Lý với những nhận xét và góp ý xác đáng, thầy Trần
Kim Khôi và các bạn đồng nghiệp đã tận tình giúp đỡ trong quá trình khảo
nghiệm tại hiện trường
xử lý
số liệu
đếm
được. Đến nay, Đề tài
LUẬNvàVĂN
THẠC
SỸđo
KỸ
THUẬT
“Nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số yếu tố đến năng suất và chi phí năng
lượng riêng khi vận xuất gỗ rừng tự nhiên bằng tời tự hành hai trống” của tôi
đã hoàn thành và đạt được mục tiêu đề ra.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc với những sự giúp đỡ tận tình quý báu đó.
Tôi xin hứa với những kiến thức đã học được trong quá trình học tập và
nghiên cứu, trong điều kiện có thể tôi sẽ vận dụng vào quá trình hoạt động
HàCAM
Nội, 2011
LỜI
ĐOAN


sốVÀ
liệu,
kết quả
là trung
thực VÀ PTNT
BỘ GIÁOCác

DỤC
ĐÀO
TẠOtrong luận
BỘvăn
NÔNG
NGHIỆP
và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
-------------------------

Tác giả luận văn

NGUYỄN PHẠM HUY CƯỜNG

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ VỀ
CẤU
TẠO
VÀ CHẾ
Trần
Văn
Thịnh
ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MÁY THU HOẠCH KHOAI LANG LIÊN
HỢP VỚI MÁY KÉO SHIBAURA SD 3543

Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và Thiết bị cơ giới hóa Nông -Lâm nghiệp
Mã số: 60.52.14

Chuyên ngànhnghệ gỗ, giấy
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

TS. Trần Tuấn Nghĩa
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. LÊ VĂN THÁI

Hà Nội, 2011


1

ĐẶT VẤN ĐỀ
Như chúng ta đã biết cơ giới hóa nông nghiệp tác dụng rất nhiều trong
đời sống, sản xuất và đặc biệt là vấn đề sinh tồn của con người, như sản xuất
ra sản phẩm phục vụ xã hội, cân bằng sinh thái, bảo vệ môi trường tự nhiên.
Đất nước ta đang bước sang một giai đọan mới – giai đoạn công nghiệp hóa
hiện đại hóa các ngành kinh tế quốc dân. Trong đó nông nghiệp đóng vai
trò quan trọng. Cơ khí hóa nông nghiệp là một trong những nội dung của
công cuộc hiện đại hóa và công nghiệp hóa nông nghiệp nông thôn, với
việc tiến hành cơ khí hóa các khâu canh tác và chế biến để thúc đẩy nông
nghiệp nông thôn Việt Nam ngày càng phát triển. Do vậy việc áp dụng cơ
giới hóa vào sản xuất nông lâm nghiệp hiện nay có ý nghĩa quan trọng và cấp bách.
Để thực hiện được nhiệm vụ trên ngành nông nghiệp phải “Cơ giới hóa
nông nghiệp” thực chất là thu hút sự tham gia của toàn xã hội, của mọi người
dân vào sản xuất nông nghiệp, áp dụng rộng rãi cơ giới hóa vào sản xuất nông
nghiệp, đầu tư áp dụng tiến bộ của khoa học kỹ thuật để nâng cao năng suất,
giảm nhẹ sức lao động, sử dụng nhiều biện pháp và công nghệ đồng bộ từ
khâu làm đất gieo ươm, trồng cây chăm sóc, bảo vệ đến khai thác, sơ chế, bảo
quản và chế biến..., trong đó khâu thu hoạch đóng vai trò quan trọng.
Nhận thức được tầm quan trọng cần phải có máy thu hoạch khoai lang
Đảng và nhà nước ta đã đề ra Nghị quyết và phê duyệt Dự án cơ giới hóa
nông nghiệp khâu thu hoạch khoai lang. Trong chiến lược phát triển Nông

nghiệp giai đoạn 2001-2010 đề ra cần phải cơ giới hóa, hiện đại hóa máy thu
hoạch khoai lang.
Nông nghiệp của nước ta mang đặc điểm của vùng nhiệt đới, đất đai,
khí hậu rất thuận lợi để phát triển các loại cây trồng, đặc biệt là các loại cây
có củ như: khoai lang, khoai tây, sắn, lạc,….Cây có củ trồng ở nước ta
không những là nguồn lương thực và thực phẩm quý mà còn là nguồn


2

nguyên liệu cho công nghiệp chế biến có giá trị kinh tế cao phục vụ cho
nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu sang các nước khác. Tương lai
không xa các loại cây này sẽ được phục vụ cho công nghiệp chế biến rựơu,
bia cồn, tơ nhân tạo, cao su nhân tạo, thuốc chữa bệnh…
Hiện nay, trên thế giới ở các nước phát triển cơ giới hóa các khâu
canh tác các cây có củ, đặc biệt là khâu thu hoạch đã đạt trình độ cao với
quy mô rộng lớn. Ở nước ta một số công trình nghiên cứu về vấn đề này đã
thu được kết quả bước đầu. Một số mẫu máy đã được đề xuất như: máy đào
củ DC – 1, máy đào củ sắn DS – 1 của trường Đại học Nông nghiệp I.
Thực tại ở nước ta khâu thu hoạch chủ yếu vẫn tiến hành theo thủ công.
Nguyên nhân thực trạng trên là do quy mô sản xuất nông nghiệp ở nước ta
đã có nhiều thay đổi về cơ chế. Chính sách khoán trong nông nghiệp đã
giao phần lớn đất đai cho nông dân sử dụng. Các mẫu máy hiện đại phục
vụ cho quy mô sản xuất lớn của thế giới và trong nước không thích hợp với
yêu cầu sản xuất của các hộ nông dân. Trong thực tiễn sản xuất nông
nghiệp của nước ta hiện nay rất cần đầu tư về cơ khí nhưng phải là các
công cụ, máy móc cở nhỏ, gọn nhẹ, dễ chế tạo, bảo trì, dễ sử dụng, đa
dạng, chất lượng làm việc tốt, giá thành hạ.
Để thỏa mãn yêu cầu trên, chúng ta không thể máy móc sao chép các
mẫu máy đã có trên thế giới theo hình thức thu nhỏ kích thước và công

suất. Cách làm này sẽ không đem lại hiệu quả cao vì điều kiện sử dụng và
yêu cầu đặt ra là hoàn toàn khác xa nhau.
Trong quá trình canh tác cây khoai lang thì việc thu hoạch là khâu công
việc nặng nhọc, vất vả, đòi hỏi chi phí nhiều năng lượng, mặt khác đối với
những vùng đất trai cứng, ướt công việc này càng rất khó khăn. Để giảm bớt
khó khăn trong quá trình thu hoạch và đẩy mạnh việc cơ giới hóa khâu thu
hoạch là hết sức quan trọng. Để áp dụng cơ giới khâu thu hoạch khoai nhằm


3

cải thiện điều kiện làm việc và nâng cao năng suất lao động và giảm giá thành
sản phẩm, từ năm 2008 - 2011, Tiến sỹ Hoàng Bắc Quốc cùng các nhà khoa
học Viện Cơ điện Nông nghiệp, trường Đại học Cần Thơ, trường Đại học
Nông lâm TP Hồ Chí Minh thực hiện đề tài cấp Bộ: “ Cơ giới hóa khâu tưới,
vun luống và thu hoạch khoai lang tại Tỉnh Vĩnh Long”. Một trong các sản
phẩm của đề tài tạo ra là máy dũ khoai dùng trong công nghệ thu hoạch khoai
bằng cơ giới. Để có cơ sở khoa học cho việc thiết kế và hoàn thiện máy theo
yêu cầu của đề tài thì việc nghiên cứu xác định các thông số cấu tạo và chế độ
làm việc tối ưu của máy là cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn cao. Vì vậy muốn
có các mẫu máy thu hoạch phục vụ cho việc sản xuất khoai lang, điều cần
làm máy thu hoạch cho phù hợp với điều kiện và yêu cầu đặt ra. Với ý
nghĩa đó, tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu một số thông số về cấu tạo và
chế độ làm việc của máy thu hoạch khoai lang liên hợp với máy kéo
Shibaura SD 3543 ” mong rằng sẽ đóng góp một phần nhỏ vào việc cơ giới
hóa các khâu sản xuất khoai lang ở Tỉnh Vĩnh Long nói riêng và ĐBSCL
nói chung.
1. Hiệu quả đối với lĩnh vực khoa học và công nghệ
Xác định được một số thông số cấu tạo và chế độ làm việc của máy
thu hoạch khoai lang liên hợp với máy kéo Shibaura SD 3543 để làm cơ sở

cho việc nghiên cứu hoàn thiện mẫu máy phục vụ cơ giới hóa khâu thu hoạch
khoai lang tại đồng bằng sông Cửu Long .
2. Hiệu quả kinh tế - xã hội
Kết quả nghiên cứu là cơ sở cho việc thiết kế và hoàn thiện mẫu máy
dũ khoai lang để áp dụng vào sản xuất nhằm cải thiện điều kiện làm việc, tăng
năng suất lao động và giảm giá thành sản phẩm cũng như góp phần nâng cao tỷ lệ
cơ giới hóa phục vụ sản xuất Nông lâm nghiệp tại đồng bằng sông Cửu Long.


4

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tình hình canh tác cây khoai lang
1.1.1. Quy trình công nghệ canh tác cây khoai lang
Qua các tài liệu chuyên môn và khảo sát thực tế tại một số Huyện có
diện tích canh tác cây khoai lang lớn tại khu vực đồng bằng sông Cửu long,
chúng tôi xây dựng quy trình công nghệ canh tác cây khoai lang theo các
khâu công việc sau:
a. Chọn giống
Hiện nay có rất nhiều loại giống như: khoai tím Nhật, khoai Bí
đường xanh, khoai sữa, khoai Nhật nghệ cao sản, khoai lang trắng...
Trong đó giống khoai tím Nhật được trồng nhiều nhất vì giá trị kinh tế
cao 6.000 ÷ 7.000 đồng/kg.
b. Chuẩn bị đất
Qua điều tra cho thấy công việc làm đất phục vụ sản xuất khoai lang
thường được xới 2 ÷ 3 lần, nhưng chủ yếu là xới 2 lần (85%), rất ít hộ xới 3
lần (15%). Riêng ở một vài xã trong huyện Bình Tân - Vĩnh Long thì đa số bà
con chỉ xới đất có 1 lần (81%), rất ít hộ xới 2 lần (19%).
c. Lên luống và trồng hom dây

Chiều rộng của luống thường là từ 0,8 m ÷ 1,1 m; Chiều rộng từ 0,8
m ÷ 0,9 m chiếm 53%, còn bề rộng 1,0 m ÷ 1,1 m chiếm 47%.
Chiều cao của luống thường từ 0,3 m ÷ 0,5 m; Chiều cao từ 0,3 m ÷
0,4 m chiếm 70%, còn chiều cao 0,5 m chiếm 30%.
Bề rộng của rãnh thường từ: 0,2 m ÷ 0,3 m. Chỉ có rất ít hộ làm bề rộng
rãnh tới 0,4 m (3 hộ)
Chiều sâu của rãnh thường từ 0,15 m ÷ 0,2 m; Chỉ có rất ít hộ làm
chiều sâu rãnh tới 0,25 m ÷ 0,3 m (2 hộ).


5

Hom dây nằm ở độ sâu từ 0,03 m ÷ 0,08 m; Số hộ trồng khoai cho
dây nằm sâu từ 0,03 m ÷ 0,05 m chiếm 71%, còn từ 0,06 m ÷ 0,08 m chiếm
khoảng 29%.
d. Chăm sóc
Trước khi đặt dây cần tưới nước cho ướt. Sau khi đặt dây nên tưới
nước liên tục 15 ÷ 20 ngày đầu tùy theo độ ẩm của đất, thời gian sau đó giảm
dần 2 ÷ 4 ngày tưới 1 lần cho đến khi thu hoạch. Phân bón dùng cho mỗi héc
ta khoảng 5 ÷ 10 tấn phân chuồng + 150 kg ure + 200 kg supe lân + 150 kg
KCl. Phòng trừ sùng khoai lang (cylas formicarius) bằng bẫy sinh học
pheromone, tuyến trùng bằng thuốc ISK.
e. Thu hoạch
Sau 4 ÷ 6 tháng trồng thì thu hoạch, trước khi thu hoạch, luống phải
được cắt hết dây, sau đó dùng dụng cụ cào móc để móc giật luống khoai cho
củ hiện trên mặt đất. Công việc giật luống do lao động nam thực hiện, để kéo
giật 1 luống cần 4 ÷ 5 người. Một ngày (8 h) một nhóm 4 ÷ 5 người có thề
giật được 3,5 ÷ 4 công (1200 m2), giá một công giật 120.000 đồng (1200 m2).

Hình 1.1 - Dụng cụ cào móc để thu họach khoai lang ở Bình Tân

6

Củ được lao động nữ thu lượm để cắt rễ, làm sạch và phân loại bán
cho thương lái.
Khi thu hoạch khoai phải đáp ứng các yêu cầu nông học sau:
- Không gây thương tổn cho củ khoai.
- Tỉ lệ khoai còn sót lại phải nhỏ hơn mức cho phép.
- Khoai phải được rải trên mặt luống và sạch đất.
- Dễ thu gom.

Hình 1.2 - Thu hoạch củ khoai lang ở Bình Tân
1.1.2. Hiện trạng và tiềm năng canh tác cây khoai lang
a. Trên thế giới
Với sự phát triển khoa học kỹ thuật như ngày nay thì có rất nhiều loại
máy thu hoạch khoai lang có kích thước khác nhau ở trên thế giới. Đa số các
loại máy này đều làm việc trên nguyên tắc: chuyển động quay tròn chủ yếu
được dẫn động từ trục thu công suất của máy kéo thông qua truyền động thủy
lực hoặc cơ khí được thực hiện nhờ hệ thống thủy lực của máy kéo hoặc bằng
tay người điều khiển.
Cây khoai lang là một lọai cây vừa là cây màu lương thực vừa là cây
thực phẩm chức năng dưới dạng thuốc, làm dễ dàng cho việc tiêu hóa. Về


7

dinh dưỡng khoai lang có tỷ lệ gluxit cao hơn (26,0%) khoai tây, nhưng đạm
lại thấp hơn (1,40%). Trong củ khoai lang còn chứa một lượng đáng kể
carroten là chất tiền vitamin A có tác dụng chống lại các bệnh về mắt…. Do

có nhiều tính ưu việc, nên khoai lang có vai trò đáng kể trong cuộc đấu tranh
đẩy lùi sự thiếu hụt lương thực và suy dinh dưỡng. Đó là hai vấn đề cấp thiết
trên thế giới hiện nay.
Năm 2006, toàn thế giới có 111 nước trồng khoai lang (theo FAO
2008) trên diện tích 8,99 triệu ha, trong đó 95% tại các nước đang phát triển,
năng suất bình quân 13,72 tấn/ha, sản lượng đạt 123,50 triệu tấn (so với năm
2005 là 123,27 triệu tấn và năm 1961 là 98,19 triệu tấn). Việt Nam có sản
lượng khoai lang 1,45 triệu tấn, đứng thứ năm của toàn thế giới sau Trung
Quốc (100,22 triệu tấn), Nigeria (3,46 triệu tấn), Uganda (2,62 triệu tấn) và
Indonesia (1,85 triệu tấn). Khoai lang dùng làm lương thực cho người, thức ăn
chăn nuôi và làm nguyên liệu chế biến tinh bột, rượu, cồn, xi- rô, nước giải
khát, bánh kẹo, mỡ, miến, phụ gia dược phẩm, màng phủ sinh học, ….
Trung Quốc là quốc gia trồng nhiều khoai lang nhất; chiếm tới 80% sản
lượng toàn thế giới (với sản lượng năm 1990 là 130 triệu tấn bằng khoảng
một nửa sản lượng khoai tây của quốc gia này). Trong quá khứ, phần lớn
khoai lang tại Trung Quốc được trồng để làm lương thực, nhưng ngày nay
phần lớn (60%) được trồng để chăn nuôi. Phần còn lại được dùng làm lương
thực hay chế biến các sản phẩm khác cũng như để xuất khẩu, chủ yếu là sang
Nhật Bản. Tại Trung Quốc hiện nay có trên 100 giống khoai lang.
Nhìn chung các quy trình công nghệ thu hoạch khoai lang của các nước
đã được nghiên cứu, chế tạo với công suất lớn để áp dụng cho điều kiện sản
xuất nông nghiệp tập trung quy mô lớn. Do đó, chúng không phù hợp với điều
kiện sản xuất nông nghiệp tập trung quy mô nhỏ, phân tán, tầng đất canh tác


8

mỏng. Các thiết bị công tác của các loại máy này có thể xem xét cải tiến để
phù hợp với điều kiện ở Việt Nam.
b. Ở Việt Nam

Ở Việt Nam, khoai lang là cây lương thực truyền thống đứng thứ ba sau
lúa, ngô và đứng thứ hai về giá trị kinh tế sau khoai tây.
Với diện tích 67.990 ha cho cả nước năm 1999, diện tích trồng khoai
lang ngày càng gia tăng thêm tại miền Bắc.
Tại các Tỉnh Bắc Trung Bộ, khoai lang trồng tập trung nhiều nhất tại
Nghệ An (16.200 ha), Hà Tĩnh (22.500 ha), Thanh Hóa (37.700 ha), Vĩnh
Phúc … Tại các Tỉnh Miền Trung, khoai lang được trồng tập trung nhiều nhất
tại Quảng Nam – Đà Nẵng (18.100 ha) và rãi rác tại Quảng Ngãi (9.100 ha)…
Diện tích trồng khoai lang của ĐBSCL hiện còn rất thấp (11.500 ha với
năng suất 10.7 tấn/ha), chỉ còn rãi rác tại các Tỉnh Vĩnh Long (1.900 ha), Cần
Thơ (1.300 ha), Sóc Trăng (1.400 ha), Trà Vinh( 1.800 ha), Đồng Tháp
(1.000 ha) và Bến Tre (1.300 ha).
Năng suất khoai lang tại nước ta vẫn còn thấp, dù cá biệt các hộ
gia đình tại ĐBSCL có thể đạt đến 30 ÷ 40 tấn/ha, nhưng trung bình cả
nước cũng chỉ đạt 6,0 tấn/ha, rất thấp so với những nước khác như: Nhật
(19,1 tấn/ha), Đài Loan (12 tấn/ha). Nguyên nhân vì nhiều lý do.
1.2. Tình hình áp dụng cơ giới hóa vào khâu thu hoạch khoai lang (củ)
1.2.1. Trên thế giới
Tùy thuộc vào điều kiện tự nhiên, trình độ công nghệ và quy trình
sản xuất khoai lang ở mỗi Quốc gia, máy và hệ thống máy thực hiện cơ
giới hóa (CGH) sản xuất khoai lang phát triển theo các hướng chủ yếu:
CGH đồng bộ và CGH kết hợp lao động thủ công.
CGH đồng bộ: thực hiện bằng nhiều máy cho toàn bộ quy trình canh
tác của cây khoai lang. Ưu điểm của phương pháp này là cho năng suất lao


9

động cao nhất, nhưng đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu lớn cho hạ tầng cơ sở kỹ
thuật, công nghệ và đòi hỏi trình độ tổ chức sản xuất cao.

CGH kết hợp thủ công: Thực hiện bằng nhiều loại máy trong đó một
số công đọan, hoặc trong một công đọan có tham gia lao động thủ công. Ưu
điểm của phương pháp này là tăng năng suất lao động, vốn đầu tư ban đầu
không lớn, phù hợp với điều kiện đồng ruộng nhỏ hẹp chưa được cải tạo, vì
vậy có phạm vi ứng dụng rộng rãi ở các nước đã và đang phát triển như:
Trung Quốc, Đài Loan … Các máy công tác thường đơn giản, dễ chế tạo,
giá thành rẻ, sử dụng nguồn động lực từ 25÷50 Hp là chủ yếu. Các máy
thực hiện cơ giới hóa phục vụ kỹ thuật trồng cây khoai lang v.v… tập trung
chủ yếu ở 3 khâu then chốt, có tính quyết định nhất trong quá trình canh tác
là khâu lên luống, tưới nước và thu họach. Hiện nay cũng có một số nước
có sản xuất máy thu họach khoai lang và cây có củ khác. Một số mẫu máy
thu hoạch khoai lang lắp sau máy kéo được sử dụng ở một số nước thuộc
khu vực Châu Á bao gồm:
Ở Hàn Quốc: hiện nay có một số công ty đã chế tạo máy thu
họach khoai lang và một số cây có củ khác như (hình 1.3) và (hình 1.4).

Hình 1.3 - Máy thu họach khoai lang của Hàn Quốc


10

Hình 1.4 - Máy đào củ gắn sau máy kéo có lưỡi đào dao động

Hình 1.5 - Máy thu họach khoai lang lắp sau máy kéo


11

Hình 1.6 - Máy thu họach khoai lang của Malaysia
Ở Trung Quốc, máy thu hoạch khoại lắp sau máy kéo bánh hơi 4 bánh

có công suất nhỏ, trung bình. Bộ phận làm việc chính của máy là lưỡi đào và
bộ phận dũ loại băng tải, các máy có nguyên lý làm việc tương tự chỉ khác
nhau về hình dáng và có một mẫu máy khác nhau như các hình

Hình 1.7- Máy thu hoạch khoai (JW4U) của Trung Quốc


12

Máy 4U chủ yếu được sử dụng cho thu hoạch khoai tây, tỏi, lạc và các
cây trồng khác cho hiệu quả cao.

Hình 1.8- Máy thu hoạch khoai lang, khoai tây (4U - 1A) Trung Quốc
Máy 4U - 1A hiệu suất làm việc cao, máy chủ yếu được sử dụng cho
việc thu hoạch khoai lang, khoai tây, tỏi, đậu phộng và nhiều loại cây trồng
khác. Tỷ lệ củ bị hỏng thấp, ít rung động, tuổi thọ cao.

Hình 1.9 - Máy thu hoạch khoai tây 4U - 1A của Trung Quốc


13

1.2.2. Ở Việt Nam
Ở nước ta từ những năm 1960 đã xuất hiện công cụ đào dỡ khoai lang
bằng trâu kéo ở Huyện Ba Vì.
Kết cấu của công cụ này gồm các lưỡi đào hình tam giác lấp trên khung
chữ U, phía sau lưỡi đào có các con lăn bằng gỗ.
Năm 1965 Nông Trường Cửu Long - Hòa Bình đã áp dụng thử thu
hoạch khoai lang bằng máy đào khoai tây KTH-2 của Liên Xô cũ.
Cho tới năm 1969 Trường Đại học Nông nghiệp I bắt đầu triển khai

nghiên cứu đề tài cơ khí hóa các khâu canh tác cây có củ. Công trình đầu tiên
được nghiên cứu là cải tiến máy đào khoai tây KTH -2. Nôi dung cải tiến bao
gồm thay đổi bộ phận đào hai lưỡi thành bộ phận đào có một lưỡi với các kiểu
hình thang, tam giác, phân đoạn, lòng mo. Bộ phận phân ly kiểu băng dũ có
bánh sau không tròn thành băng dũ có con lăn va đập nhằm làm tăng biên độ
dao động và chiều dài làm việc. Máy đào củ cải tiến đã được áp dụng để thu
hoạch khoai lang, củ đậu và sắn ở nhiều nơi có kết quả tốt.
Đặc biệt 1979 Trường Đại học Nông nghiệp I đã nghiên cứu thành
công mẫu máy đào sắn DS - 1. Cấu tạo máy DS - 1 (hình 1.19).
Máy đào DS 1 có bộ phận đào là ba lưỡi tam giác lấp trên khung chữ
U, bộ phận phân ly là các thanh sàng lắc có tác dụng gây va đập lớp đất phía
dưới lớp đất có củ đã được đào.


14

1

7

6

3

2

5

4

Hình 1.10 - Máy đào sắn DS - 1
1. Tay quay; 2. Bánh lệch tâm; 3. Thanh truyền ; 4. Sàng;
5. Khung máy ; 6. Lưỡi đào; 7. Bánh xe
Máy đào sắn là một đóng góp đáng kể cho kỹ thuật cơ khí nông
nghiệp của nước ta.
Tiếp theo kết quả nghiên cứu về máy đào củ và máy đào sắn, năm
1979 Trường Đại học Nông nghiệp I kết hợp với Viện Công Cụ Cơ Giới
Hóa Nông Nghiệp nghiên cứu thành công mẫu máy đào lạc dựa trên cơ sở
cải tiến máy đào sắn DS - 1. Trong máy đào lạc bộ phận phân ly được dùng
là các con lăn hình sao (hình 1.20).


15

7

5

4
3

6
2
1

Hình 1.11 - Máy đào lạc
1. Lưỡi đào; 2. Con lăn hình sao; 3. Trục cuốn; 4. Khung chữ U
5. Khung máy; 6. Bánh xe ; 7. Thanh treo
Những năm tiếp theo, Trường Đại học Nông nghiệp I còn nghiên cứu
đưa ra mẫu máy đào sắn cải tiến có bộ đào là các lưỡi đặt trên giá đàn hồi và

bộ phận phân ly là sàng dao động tịnh tiến (hình 1.21).
Tuy kết quả nghiên cứu về các máy đào củ ở nước ta và trên thế
giới phong phú như đã giới thiệu ở trên, nhưng cho tới nay trong thực tế
sản xuất ở nước ta chưa được đưa ra sử dụng. Nguyên nhân cơ bản ở đây
là các mẫu máy hiện có chưa phù hợp với cơ chế sản xuất nông nghiệp ở
nước ta hiện nay. Chúng ta đã chuyển sang cơ chế thị trường, ruộng đất
hiện nay đã phần lớn đã được giao cho nông dân quản lý và canh tác.
Sản xuất hiện nay đòi hỏi các công cụ và máy cơ khí nhỏ có kết cấu gọn
nhẹ, dễ sử dụng, sử dụng đa dạng, chất lượng làm việc tốt, và đặc biệt là
rẻ tiền.


16

Đây chính là vấn đề đang được các nhà khoa học kỹ thuật cơ khí nông
nghiệp quan tâm nghiên cứu.

7

8

9

1

2

6

3

4

5

Hình 1.12 - Máy đào sắn cải tiến có bộ đào là các lưỡi đặt trên giá đàn hồi
1. Bánh xe ; 2. Lưỡi đào; 3. Khung chữ U ; 4. Sàng; 5. Thanh treo sàng;
6. Tay quay; 7. Khung máy; 8. Nhíp; 9. Thanh treo máy


17

1.3. Tình hình nghiên cứu áp dụng bộ phận phân ly máy thu hoạch củ
1.3.1. Trên thế giới
Trước đầu thế kỷ XIX trên các máy thu hoạch củ không có bộ phận
phân ly chỉ có bộ phận đào và bộ phận hất đất sang một bên (Hình 3.9) nên
khi thu hoạch bị sót nhiều và tỉ lệ hư hỏng cao.

1

2

3

4

Hình 1.13 - Cơ cấu đào củ có bộ phận hất đất sang một bên
1. Khung; 2. Bánh xe; 3. Cơ cấu hất đất sang một bên; 4. Lưỡi đào
Đến đầu thế kỷ XIX, hàng loạt nguyên lý phân ly ra đời như:
Phân ly bằng con lăn đặt sau lưỡi đào (hình 1.13): kết cấu đơn

giản, năng suất cao nhưng khả năng phân ly thấp.
Phân ly bằng sàng hình chóp nón hoặc hình trụ (hình 1.14): kích
thước lớn, khả năng phân ly và năng suất cao nhưng củ dễ bị xay xát.
Phân ly bằng sàng phẳng (hình 1.15): năng suất thấp, khả năng
phân ly cao.
Phân ly bằng băng dũ (hình 1.16): năng suất, khả năng phân ly
cao nhưng kích thước lớn kết cấu phức tạp.


18

Bô phận phân ly còn có thể phối hợp giữa băng dũ và sàng phẳng
(hình 1.17), giữa băng dũ và con lăn (hình 1.18): hai loại này có khả
năng phân ly cao nhưng kết cấu và kích thước lớn.
Máy đào củ có bộ phận phân ly đem lại hiệu quả làm việc cao, tỷ
lệ sót và hư hỏng củ khi thu hoạch thấp, năng suất làm việc cao hơn.
Đến giữa thế kỷ XX do trình độ công nghiệp các nước Tây Âu phát
triển rất cao, nhu cầu sản xuất cây có củ như: khoai tây, củ cải đường ở
quy mô rộng lớn, hàng loạt máy liên hợp thu hoạch củ ra đời ở Liên Xô,
Anh, Pháp, Đức…Trên các máy liên hợp ngoài hai bộ phận làm việc
chính như máy đào củ trong giai đoạn trước còn có cấu tạo thêm các bộ
phận làm sạch và phân loại củ. Giới thiệu một số máy liên hợp thu hoạch
khoai tây có bộ phận đào và phân ly khác nhau (hình 1.3). Trong các
máy thu hoạch liên hợp bộ phận phân ly chủ yếu là sàng phẳng và băng dũ.
Ngoài các công cụ cơ khí để thu hoạch tây và củ cải đường trên thế
giới chưa có các công cụ chuyên dùng để thu hoạch các cây có củ khác
như khoai lang, sắn, lạc….
3

4

5

2
1

6

Hình 1.14 - Phân ly bằng con lăn đặt sau lưỡi đào
1. Đất; 2. Củ; 3. Bánh cào đất và khoai
4. Khung; 5. Con lăn phân ly 1; 6. Con lăn phân ly 1


19

4
3
2
1

Hình 1.15 - Phân ly bằng sàng hình chóp nón
1. Lưỡi đào ; 2. Trục sàng côn; 3. Sàng côn; 4. Bộ phận hứng củ

1

2

3

4

5

6

Hình 1.16 - Phân ly bằng sàng phẳng
1. Khoai; 2. Đất; 3. Lưỡi đào ; 4. Thanh treo sàng; 5,6. Sàng phẳng


20

1

2

4

3

5

10

9

6

7

8

Hình 1.17 - Phân ly bằng băng dũ
1. Đất; 2. Củ; 3. Lưỡi đào; 4. Băng dũ; 5. Con lăn va đập; 6. Bánh lệch tâm;
7. Xích; 8. Bộ phận điều khiển bánh lệch tâm
9. Bánh xe; 10. Bộ phận căn xích

1

2

3

4

5

Hình 1.18 - Phân ly giữa băng dũ và sàng phẳng
1. Củ; 2. Đất; 3. Băng dũ; 4,5. Sàng


21

1

2

3

4

5

Hình 1.19 - Phân ly giữa băng dũ và con lăn
1. Lưỡi đào;2. Băng dũ; 3. Củ; 4. Đất; 5. Các con lăn

1.3.2. Tình hình nghiên cứu về sàng rung trên máy thu hoạch củ ở Việt Nam
Có nhiều loại bộ phận phân ly trên máy đào củ như: con lăn sàng ống
trụ, sàng hình nón, sàng phằng và băng dũ. Thực tiễn ứng dụng các loại bộ
phận phân ly nói trên trong máy đào củ cho thấy hai loại sàng phẳng và băng
dũ có nhiều ưu điểm hơn cả. Các công trình nghiên cứu về lý thuyết và thực
nghiệm thường cũng tập trung vào hai loại này.
Về băng dũ: khi làm việc nhờ ăn khớp với bánh răng elip nên giải băng
phía trên được dao động lên xuống có chu kỳ bằng nửa chu kỳ của bánh răng elip.
3

2

4

1

Hình 1.20: Băng dũ có bộ phận dũ là bánh răng elip
1. Băng; 2. Bánh răng chủ động; 3. Bánh răng elip; 4. Bánh răng bị động


22

Trong quá trình làm việc hổn hợp nằm trên băng vừa được chuyển về phía
sau vừa được tung lên, rơi xuống nhiều lần để thực hiện việc phân ly đất củ.
Bằng tính toán người ta đã xác định được vị trí ở trên băng mà hỗn hợp

có khả năng tung lên, số lần được tung lên, độ cao cực đại khi tung độ dày của
băng có khả năng phân ly.
Ưu điểm của băng dũ: là có khả năng truyền tải và khả năng phân ly
tốt nhưng kết cấu phức tạp, chiều dài đoạn băng có khả năng phân ly nhỏ so
với chiều dài thực tế cấu tạo băng do đó kích thước khó thu gọn được.
Để tăng thêm độ dài có khả năng phân ly, tần số va đập. Năm 1969,
Trường Đại học Nông nghiệp I đã nghiên cứu đề xuất băng dũ có hai con lăn
va đập.
Loại phân ly bằng sàng phẳng đã và đang được ứng dụng nhiều trên các
máy đào củ. Sàng phẳng là một cơ cấu không những được ứng dụng trên máy
đào củ mà còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực kỹ thuật khác như trong
máy thu hoạch lúa, máy phân loại làm sạch, máy vận chuyển .v.v.

1

2

3

4

5

Hình 1.21- Băng dũ có bộ phận dũ là bánh răng elip
1. Băng tải; 2. Con lăn; 3. Bánh răng chủ động; 4. Tay quay; 5. Bánh răng bị động


23

1.4. Kết luận chương 1

- Hiện nay trên thế giới, chủ yếu ở các nước châu Á, châu Phi,
người ta cũng đang nghiên cứu sử dụng các lọai máy móc phục vụ cho
sản xuất ngô (bắp), sắn (khoai mì), khoai tây, …. sang phục vụ các khâu
canh tác như máy lên luống, máy thu họach hay máy tưới. Nhưng nói chung
theo các tài liệu hiện có thì chưa có dạng nào đạt tiêu chuẩn thương mại để
sản xuất. Vì vậy việc nghiên cứu chế tạo máy phục vụ sản xuất thu hoạch khoai
lang đang được tiếp tục hoàn thiện.
- Các loại sàng phân ly bằng con lăn đặt sau lưỡi đào (hình 1.13), Phân
ly bằng sàng phẳng (hình 1.15), có kết cấu đơn giản nhưng cách phân ly
chỉ phù hợp với lọai đất cát mịn không thể ứng dụng cho loại đất thịt
trồng khoai ở Tỉnh Vĩnh Long.
- Phân ly bằng sàng hình chóp nón hoặc hình trụ (hình 1.14) tuy khả
năng phân ly tốt nhưng do kết cấu lớn nên khối lượng máy không phù hợp để
hoạt động trên nền đất yếu ở ĐBSCL .
- Phân ly bằng băng dũ (hình 1.16) có khả năng truyền tải và khả năng
phân ly tốt nhưng kết cấu máy nhỏ phù hợp cho loại đất thịt trồng khoai có
nền đất yếu ở ĐBSCL.
- Máy thu hoạch khoai lang, các công trình trên thế giới cũng như trong
nước chưa đề cập tới, do đó việc nghiên cứu đã xác định chúng phục vụ thiết
kế hoàn thiện máy có ý nghĩa thực tiễn cao.