LUẬN văn cơ KHÍ CHẾ tạo máy TÍNH TOÁN và THIẾT kế máy sạ PHÂN TRÊN lúa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
MÁY SẠ PHÂN TRÊN LÚA

Giáo viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện:

NGUYỄN TẤN ĐẠT

NGUYỄN VĂN NGOAN
MSSV : 1080435
LỚP: CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY 1 K34

C n Th

- 2012


Tính toán và thiết kế máy sạ phân trên Lúa

LỜI CẢM TẠ


Qua 4 năm học tập và rèn luyện tại Trường Đại học Cần Thơ cùng với sự
chỉ dạy và hướng dẫn nhiệt tình của các thầy, cô khoa Công Nghệ , đã giúp cho tác
giả có những kiến thức quý báu để bước vào môi trường thực tế, những kiến thức để

cho tác giả hoàn thành đề tài của mình.
Bên cạnh những kiến thức tại giảng đường cũng như kiến thức thực tế đã
giúp cho tác giả có những hiểu biết về lĩnh vực kỹ thuật cơ khí cũng như công nghệ
hiện nay trong thực tế để từ đó có những kinh nghiệm cũng như sự hiểu biết để có
thể làm việc và thích nghi tốt hơn với môi trường làm việc sau này.
Xin chân thành cảm ơn đến Thầy Nguyễn Tấn Đạt, người đã hướng dẫn và
đóng góp nhiều ý kiến để tác giả có thể hoàn thành đề tài này.
Xin chân thành cảm ơn các bạn cùng học đã góp ý kiến và giúp đỡ tôi trong
quá trình thực hiện đề tài này.
Vì thời gian thực hiện đề tài có hạn, thêm vào đó là lần đầu tiên tiếp xúc với
thực tế nên không tránh khỏi những thiếu sót, mong được sự đóng góp của quý
thầy cô và các bạn để đề tài này có thể hoàn thiện hơn.
Kính chúc quý thầy cô dồi dào sức khoẻ, nhiều niềm vui và thăng tiến trong
công tác giảng dạy tại trường.
Xin chân thành cảm ơn!
Cần Thơ, Ngày…..tháng…..năm
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Ngoan

GVHD: Nguyễn Tấn Đạt

1

SVTH: Nguyễn Văn Ngoan


Tính toán và thiết kế máy sạ phân trên Lúa

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN


Họ và tên giáo viên hướng dẫn: ThS. NGUYỄN TẤN ĐẠT
Tên đề tài: Thiết kế và tính toán máy sạ phân trên lúa.
Họ và tên sinh viên: NGUYỄN VĂN NGOAN

MSSV: 1080435

Lớp: Cơ Khí Chế Tạo Máy k34
Nội dung nhận xét:
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

Cần Thơ, Ngày…. tháng…. năm 2012
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

GVHD: Nguyễn Tấn Đạt

2

SVTH: Nguyễn Văn Ngoan

Tính toán và thiết kế máy sạ phân trên Lúa

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Họ và tên Giáo viên chấm phản biện:…………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Tên đề tài: Thiết kế và tính toán máy sạ phân trên lúa.
Họ và tên sinh viên: NGUYỄN VĂN NGOAN

MSSV: 1080435

Lớp: Cơ Khí Chế Tạo Máy k34
Nội dung nhận xét:
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
Cần Thơ, Ngày…..tháng…..năm 2012
GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

GVHD: Nguyễn Tấn Đạt

3

SVTH: Nguyễn Văn Ngoan


Tính toán và thiết kế máy sạ phân trên Lúa

MỤC LỤC
PHẦN 1 GIỚI THIỆU CHUNG.................................................................................10
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ..................................................................................11
1. ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ..................................................................11
2. THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ ..........................................................................11
3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU .......................................................................12
4. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ..........................................................12
CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU .............................................................13
1. SƠ LƯỢC VỀ SẠ PHÂN TRÊN LÚA ......................................................13
2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH SẠ PHÂN .................14
3. YÊU CẦU VỀ KẾT QUẢ LÀM VIỆC CỦA MÁY SẠ PHÂN KHI VẬN
HÀNH.............................................................................................................14
4. YÊU CẦU KỸ THUẬT .............................................................................14
5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..............................................................14
6. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ....................................................................15
PHẦN 2 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ......................................................................16
CHƯƠNG 1 PHÂN LOẠI VÀ CHỌN LỌC .....................................................17
CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ .......................................................18
1. BỘ PHẬN DI CHUYỂN ............................................................................20
1.1 Sơ bộ bánh xe. ..........................................................................................20
1.2 Sơ bộ và ước lượng bộ phận di chuyển ....................................................21
1.3 Xác định kích thước bánh xe. ...................................................................22
1.4 Xác định mấu bám của bánh xe................................................................23
1.5 Xác định vận tốc của máy sạ phân. ..........................................................25
1.6. Xác định công suất của bộ phận di chuyển .............................................25

2. BỘ PHẬN PHÂN PHỐI.............................................................................25
2.1. Nhiệm vụ .................................................................................................25
2.2 Yêu cầu kỹ thuật .......................................................................................25
2.3. Nguyên lý làm việc của bộ phân phối: ....................................................26
2.4. Thiết kế và tính toán ................................................................................27
2.4.1. Thiết kế bình chứa ................................................................................27
2.4.1.1. Sơ lược về hạt phân. ..........................................................................27
2.4.1.2. Thể tích bình chứa .............................................................................27
2.4.1.3 Hệ thống phân phối phân lưu lượng phân ..........................................28
3. BỘ PHẬN SẠ.............................................................................................33
3.1 Nhiệm vụ ..................................................................................................33
3.2 Yêu cầu kỹ thuật .......................................................................................33
3.3 Cơ lý tính hạt phân....................................................................................33
3.4 Nguyên lý làm việc của bộ phận sạ ..........................................................33
3.5 Thiết kế và tính toán .................................................................................34
3.5.1 Thiết kế đĩa sạ ........................................................................................34
3.5.2 Bố trí đĩa sạ ............................................................................................40
4. CHỌN ĐỘNG CƠ ......................................................................................40
4.1. Xác định số vòng quay của động cơ ứng với công suất làm việc của
máy.................................................................................................................42
GVHD: Nguyễn Tấn Đạt

4

SVTH: Nguyễn Văn Ngoan


Tính toán và thiết kế máy sạ phân trên Lúa
4.2. Phân phối tỷ số truyền .............................................................................44
5. TÍNH TOÁN CÁC BỘ TRUYỀN..............................................................46

5.1. Bộ truyền đai............................................................................................46
5.1.1. Bộ truyền đai (bộ 1)..............................................................................46
5.1.2. Bộ truyền đai (bộ 2)..............................................................................48
5.2. Bộ truyền bánh răng.................................................................................51
5.2.1.Bánh răng nón răng thẳng......................................................................51
5.2.1.1. Bộ bánh răng nón 1 (BRN 1).............................................................51
5.2.1.2. Bộ bánh răng nón 2 (BRN 2).............................................................55
5.2.2. Bánh răng trụ răng nghiêng ..................................................................60
5.2.2.1. Bộ bánh răng 1...................................................................................60
5.3. Bộ truyền xích..........................................................................................67
6. TÍNH TOÁN TRỤC ...................................................................................75
6.1 Tính toán trục trong hộp số vi sai .............................................................75
7. CHỌN Ổ LĂN ............................................................................................86
8. HỘP SỐ ......................................................................................................92
9. BỘ VI SAI ..................................................................................................93
10. LY HỢP ....................................................................................................94
10.1 Ly hợp vấu ..............................................................................................94
10.2. Ly hợp ly tâm.........................................................................................96
11. HỆ THỐNG LÁY.....................................................................................97
12. KHUNG XE..............................................................................................97
13. KIỂM NGHIỆM CÔNG SUẤT THỰC TẾ ...........................................101
PHẦN 3 LẬP QUY TRÌNH GIA CÔNG ................................................................103
CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG ........................................104
1. PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG NHIỆM VỤ CỦA CHI TIẾT ....................104
2. PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ CỦA CHI TIẾT ...............................104
CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ SƠ BỘ PHƯƠNG ÁN CÔNG NGHỆ ...................106
1. XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG PHÔI ..........................................................106
2. CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI ............................106
3. TRA LƯỢNG DƯ TỔNG CHO CÁC BỀ MẶT GIA CÔNG.................106
4. LẬP PHƯƠNG ÁN CÔNG NGHỆ GIA CÔNG .....................................107

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG.....................................................108
1. NGUYÊN CÔNG 1 ..................................................................................108
1.1. Sơ đồ gá đặt ...........................................................................................108
1.2. Phương án gia công ...............................................................................108
1.3. Phương án kẹp chặt................................................................................108
1.4. Chọn máy...............................................................................................108
1.5. Chọn dụng cụ cắt. ..................................................................................109
1.6. Chọn dụng cụ kiểm tra...........................................................................109
1.7. Sử dụng dung dịch làm mát. ..................................................................109
2. NGUYÊN CÔNG 2 ..................................................................................109
2.1. Sơ đồ gá đặt ...........................................................................................109
2.2. Phương án gia công ...............................................................................109
2.3. Phương án kẹp chặt................................................................................109
2.4. Chọn máy...............................................................................................110
GVHD: Nguyễn Tấn Đạt

5

SVTH: Nguyễn Văn Ngoan


Tính toán và thiết kế máy sạ phân trên Lúa
2.5. Chọn dụng cụ cắt. ..................................................................................110
2.6. Chọn dụng cụ kiểm tra...........................................................................110
2.7. Sử dụng dung dịch làm mát ...................................................................110
3. NGUYÊN CÔNG 3 ..................................................................................110
3.1. Sơ đồ gá đặt ...........................................................................................110
3.2. Phương án gia công ...............................................................................110
3.3. Phương án kẹp chặt................................................................................110
3.4. Chọn máy...............................................................................................110

3.5. Chọn dụng cụ cắt. ..................................................................................110
3.6. Chọn dụng cụ kiểm tra...........................................................................111
3.7. Sử dụng dung dịch làm mát ...................................................................111
4. NGUYÊN CÔNG 4 ..................................................................................111
4.1. Sơ đồ gá đặt ...........................................................................................111
4.2. Phương án gia công ...............................................................................111
4.3. Phương án kẹp chặt................................................................................111
4.4. Chọn máy...............................................................................................111
4.5. Chọn dụng cụ cắt. ..................................................................................111
4.6. Chọn dụng cụ kiểm tra...........................................................................111
4.7 Sử dụng dung dịch làm mát ....................................................................111
5. NGUYÊN CÔNG 5 ..................................................................................111
5.1. Sơ đồ gá đặt ...........................................................................................111
5.2. Phương án gia công ...............................................................................112
5.3. Phương án kẹp chặt................................................................................112
5.4. Chọn máy...............................................................................................112
5.5. Chọn dụng cụ cắt. ..................................................................................112
5.6. Chọn dụng cụ kiểm tra...........................................................................112
5.7. Sử dụng dung dịch làm mát ...................................................................112
6. NGUYÊN CÔNG 6 ..................................................................................112
6.1. Sơ đồ gá đặt ...........................................................................................112
6.2. Phương án gia công ...............................................................................112
6.3. Phương án kẹp chặt................................................................................112
6.4. Chọn máy...............................................................................................112
6.5. Chọn dụng cụ cắt. ..................................................................................112
6.6. Chọn dụng cụ kiểm tra...........................................................................113
6.7. Sử dụng dung dịch làm mát ...................................................................113
CHƯƠNG 4 TÍNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG ................................................114
1. TÍNH LƯỢNG DƯ GIA .........................................................................114
1.1. Đường kính tính toán .............................................................................115

1.2. Xác định kích thước giới hạn nhỏ nhất bằng cách làm tròn kích thước
tính toán theo hàng số có nghĩa của dung sai theo chiều tăng......................116
1.3. Xác định kích thước giới hạn lớn nhất bằng cách cộng giới hạn nhỏ nhất
với dung sai...................................................................................................116
1.4. Xác đinh lương dư giới hạn nhỏ nhất tại một bước nào đó bằng cách lấy
dmin của bước trước trừ đi dmin của bước đang tính ..................................116
CHƯƠNG 5 XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CẮT .........................................................118
1. NGUYÊN CÔNG 1 ..................................................................................118

GVHD: Nguyễn Tấn Đạt

6

SVTH: Nguyễn Văn Ngoan


Tính toán và thiết kế máy sạ phân trên Lúa
2. NGUYÊN CÔNG 2 ..................................................................................121
3. NGUYÊN CÔNG 3 ..................................................................................124
4. NGUYÊN CÔNG 4 ..................................................................................124
5. NGUYÊN CÔNG 5 ..................................................................................126
6. NGUYÊN CÔNG 6 ..................................................................................127
CHƯƠNG 6 THỜI GIAN GIA CÔNG ............................................................129
1. NGUYÊN CÔNG 1 ..................................................................................129
2. NGUYÊN CÔNG 2 ..................................................................................130
3. NGUYÊN CÔNG 3 ..................................................................................131
4. NGUYÊN CÔNG 4 ..................................................................................132
5 NGUYÊN CÔNG 5 ...................................................................................132
6. NGUYÊN CÔNG 6 ..................................................................................132
PHẦN 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................134

1. KẾT LUẬN ..............................................................................................135
2. KIẾN NGHỊ..............................................................................................135
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................136

GVHD: Nguyễn Tấn Đạt

7

SVTH: Nguyễn Văn Ngoan


Tính toán và thiết kế máy sạ phân trên Lúa

DANH MỤC BIỂU BẢNG

Bảng 1. SO SÁNH CƠ CẤU SẠ PHÂN TRÊN LÚA ..................................................17
Bảng 2. PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN CƠ CẤU SẠ PHÂN.....................................45
Bảng 3. PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN CƠ CẤU DI CHUYỂN................................46
Bảng 4. THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA BỘ BÁNH RĂNG .......................................66
Bảng 5. THÔNG SỐ CỦA CÁC BỘ BÁNH RĂNG TÍNH TRỤC .............................75
Bảng 6. PHẢN LỰC TẠI CÁC GỐI ĐỠ KHI BỘ BÁNH RĂNG 3 ĂN KHƠP.........78
Bảng 7. THỐNG KÊ LỰC MÔMEN TẠI CÁC TIẾT DIỆN NGUY HIỂM...............83
Bảng 8. CHỌN ĐƯỜNG KÍNH TẠI CÁC TIẾT DIỆN ..............................................84
Bảng 9. MÔMEN UỐN VÀ CẢN UỐN TẠI CÁC TIẾT DIỆN.................................85
Bảng 10. KIỂM NGHIỆM ĐỘ BỀN THEN .................................................................85
Bảng 11. CHỌN THEN HOA CHO TIẾT DIỆN .........................................................86
Bảng 12. ĐỊNH ĐƯỜNG KÍNH SƠ BỘ CHO CÁC TRỤC........................................91
Bảng 13. CHỌN Ổ LĂN CHO CÁC TRỤC.................................................................91
Bảng 14. THÔNG TIN BỘ KHUNG ............................................................................97
Bảng 15. THÔNG TIN LỰC VÀ MÔMEN KHUNG XE............................................97

Bảng16. LIỆT KÊ ĐỘ NHÁM CÁC NGUYÊN CÔNG ...........................................113
Bảng 17. DUNG SAI NGUYÊN CÔNG ....................................................................115
Bảng 18. LƯỢNG DƯ CÁC KÍCH THƯỚC GIỚI HẠN TRUNG GIAN CỦA MẶT
TRỤ .............................................................................................................................117
Bảng 19. CÁC CẤP ĐỘ CỦA MÁY TIỆN 1II611 ∏ ................................................118
Bảng 20. CÁC CẤP ĐỘ CỦA MÁY PHAY 6M81III................................................118

GVHD: Nguyễn Tấn Đạt

8

SVTH: Nguyễn Văn Ngoan


Tính toán và thiết kế máy sạ phân trên Lúa

DANH MỤC HÌNH
Hình 1. Sơ đồ khối Máy Sạ Phân ...........................................................................18
Hình 2. Sơ đồ truyền động máy sạ phân ................................................................19
Hình 3. Sơ bộ bánh xe ............................................................................................20
Hình 4. lực ép của mấu bám trong bánh xe ...........................................................23
Hình 6. Bộ phân phối phân ....................................................................................26
Hình 7. Thùng chứa phân.......................................................................................27
Hình 8. Công tác điều chỉnh ..................................................................................28
Hình 9. Nguyên lý lấy phân....................................................................................28
Hình 10. Bánh cuốn................................................................................................29
Hình 11. Thể tích 1 khoang răng bánh cuốn..........................................................29
Hình 12. Cơ cấu sạ phân........................................................................................33
Hình 13. sơ bộ đĩa ..................................................................................................35
Hình 14. Độ văng xa hạt phân ..............................................................................36

Hình 15. Đĩa sạ ......................................................................................................37
Hình 16 .Nắp chặn .................................................................................................38
Hình 17 Sơ đồ hướng đi của hạt phân ...................................................................38
Hình 18. Động cơ ...................................................................................................41
Hình 19. Sơ đồ phân phối tỷ số truyền máy sạ phân .............................................44
Hình 20. Phân tích lực tác dụng lên bánh răng.....................................................75
Hình 21. Sơ đồ mômen trục 1.................................................................................79
Hình 22. Sơ đồ mômen trục 2.................................................................................80
Hình 23. Sơ đồ mômen trục 3.................................................................................81
Hình 24. Sơ đồ mômen trục 4.................................................................................82
Hình 25 . Cơ cấu sang số .......................................................................................92
Hình 26. Bộ vi sai...................................................................................................93
Hình 27. Lực theo phương x của khung xe ............................................................98
Hình 28. Lực theo phương y của khung xe ............................................................98
Hình 29. Lực theo phương z của khung xe.............................................................99
Hình 30. Mômen theo phương x của khung xe.......................................................99
Hình 31. Mômen theo phương y của khung xe.....................................................100
Hình 32. Mômen theo phương z của khung xe.....................................................100
Hình 33. Trục cố định của ly hợp vấu..................................................................105
Hình 34. Bản vẽ phôi............................................................................................107
Hình 35. Nguyên công 1.......................................................................................108
Hình 36. Nguyên công 2.......................................................................................109
Hình 37. Nguyên công 3.......................................................................................110
Hình 38. Nguyên công 4.......................................................................................111
Hình 39 Nguyên công 5........................................................................................111
Hình 40. Nguyên công 6.......................................................................................112

GVHD: Nguyễn Tấn Đạt

9

SVTH: Nguyễn Văn Ngoan


Tính toán và thiết kế máy sạ phân trên Lúa

PHẦN 1
GIỚI THIỆU CHUNG

GVHD: Nguyễn Tấn Đạt

10

SVTH: Nguyễn Văn Ngoan


Tính toán và thiết kế máy sạ phân trên Lúa

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU
1. ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Ở nước ta, Nông Nghiệp là một ngành chủ đạo, khoảng 50% dân số sinh sống
nhờ vào hoạt động nông nghiệp nhưng thành phần cơ giới quá cũng như tiến bộ khoa
học kỹ thuật người dân chưa thật sự đáp ứng được nhu cầu, vẫn còn nhiều vấn đề cần
được khắc phục và cải tiến nhằm phục cuộc sống của người dân. Và đặt biệt là ngành
trồng lúa nước là một ngành chủ đạo nên cũng chiếm một vai trò rất quan trọng. Để có
được một vụ thu hoạch có năng suất cao thì quá trình phát triển của cây lúa cũng cần
phải được đảm bảo đủ chất.
Ngày nay, ngành nông nghiệp trồng lúa nước đã không còn xa lạ với người dân
đặt biệt là ở Đồng Bằng Sông Cửu Long chiếm khoảng 90% nông nghiệp. Do vậy nên

sự đa dạng về giống lúa là không thể thiếu để đáp ứng nhu cầu của người dân, sự đa
dạng về giống lúa sẽ có một cách bón phân thích hợp .
Với sự khang hiếm về lực lượng lao động trong nông nghiệp như hiện nay thì
cấp thiết giải quyết vần đề trên là cần có một sự cơ giới hóa nông nghiệp thích hợp
cho nông dân phục vụ sản xuất. Ngoài ra còn giúp nước ta tiết kiệm được lực lượng
lao động đáng kể.
Thực hiện việc cơ giới hóa nông nghiệp là mục tiêu của các nhà kỹ thuật. Với
thực trạng trên nên tác giả cũng muốn góp một ít công sức của mình vào khâu sạ phân
qua đề tài:” Tính toán và thiết kế máy sạ phân trên lúa” với nguyện vọng rút ngắn
lực lượng lao động và có thể sạ phân đều trên lúa, giúp nông dân thu hoạch lúa với
năng suất tối ưu.
2. THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ
Ở nước ta, sạ phân được nông dân sử dụng bằng kỹ thuật cá nhân gieo sạ trên
ruộng lúa, với những ruộng lớn thì cần nhiều người cùng nhau sạ, nên việc sạ đều là
việc rất khó thực hiện. Việc sạ không đều trên lúa sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển cây
lúa cũng như gây ra một số bệnh dịch hại trên lúa và ảnh đến năng suất lúa.

GVHD: Nguyễn Tấn Đạt

11

SVTH: Nguyễn Văn Ngoan


Tính toán và thiết kế máy sạ phân trên Lúa
3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Với mục tiêu phát triển máy nông nghiệp cụ thể là máy sạ phân trên lúa góp
phần phục vụ cơ giới hóa nông nghiệp nhằm hiện đại hóa quá trình sản xuất nông
nghiệp ở nước ta.
4. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

Đề tài: “Tính toán và thiết kế máy sạ phân trên lúa” được thực hiện nhằm vào
các mục tiêu sau đây:
-

Giải quyết vấn đề cơ giới hóa khâu sạ phân

-

Nâng cao năng suất lao động

-

Sạ phân đều trên lúa

- Tiết kiệm lượng phân bón cho mỗi lần sạ

GVHD: Nguyễn Tấn Đạt

12

SVTH: Nguyễn Văn Ngoan


Tính toán và thiết kế máy sạ phân trên Lúa

CHƯƠNG 2
LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
1. SƠ LƯỢC VỀ SẠ PHÂN TRÊN LÚA
Tùy mỗi loại giống khác nhau mà có thời gian thu hoạch khác nhau, thường
nằm trong khoảng 85-105 ngày, trong khoảng thời gian này những người nông dân có

thể chia ra bón phân trên lúa từ 4 – 5 đợt để giúp lúa phát triển tốt thì việc bón phân
đều trên lúa là khâu khá quan trọng hạn chế được một số bệnh trên lúa.
Tùy mỗi loại giống và cách thức chăm sóc của nông dân mà cây lúa phát triển
theo chiều cao khác nhau, khi lúa trổ bông thường cao khoảng 0,75 – 0,95 mét.
Đợt phân cuối cùng của nông dân thường rơi vào giai đoạn cây lúa nuôi hạt và
đây cũng là giai đoạn cây lúa có chiều cao tối đa.
Trên mỗi lần bón phân thì khối lượng phân bón phụ thuộc vào sự phát triển của
cây lúa ( phát triển mạnh hay yếu) và phụ thuộc vào thời gian trồng lúa. Nên việc bón
phân trên lúa ít giống nhau trên mỗi lần bón và thường dao động trong khoảng từ 100
– 200 kg/ha.
Hạt phân được dùng để cung cấp các chất dinh dưỡng cho cây, cụ thể là cây lúa,
vì được tạo thành từ các chất khác nhau nhưng thành phần chính gồm có: nitơ, phốt
pho và kali. Tùy thuộc vào sự phát triển của cây lúa và tùy từng vùng đất mà bón các
loại phân khác nhau.

Chính vì sự đa dạng đó mà các hạt phân có hình dạng khác nhau, thường thì có
hình dạng gần tròn và có kích thước không ổn định, các hạt phân có kích thước lớn
nhất dao động trong khoảng từ 0.5 – 4 mm và có khối lượng rất nhỏ.

GVHD: Nguyễn Tấn Đạt

13

SVTH: Nguyễn Văn Ngoan


Tính toán và thiết kế máy sạ phân trên Lúa
2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH SẠ PHÂN
Đối với máy sạ phân tự động có các yếu tố chính sau đây ảnh hưởng đến quá
trình sạ phân như sau:

- Nền đất yếu gây khó khăn trong di chuyển.
- Máy di chuyển khó khăn ảnh hưởng đến quá trình sạ đều.
- Với sự phát triển ngày càng cao của cây lúa cũng ảnh hưởng không nhỏ đến
quá trình sạ.
3. YÊU CẦU VỀ KẾT QUẢ LÀM VIỆC CỦA MÁY SẠ PHÂN KHI VẬN HÀNH
- Khi sạ phải phân bố hạt phân đều trên ruộng lúa
- Máy di chuyển trên nền lúa phải ổn định và ít hư hại lúa
- Phải hạn chế về trọng lượng của máy đến mức tối thiểu để tránh tình trạng lún
trên ruộng lúa
- Phải đều chỉnh được lượng phân khi sạ
- Tốc độ làm việc phải nhanh và ổn định
- Máy phải sạ được lúa nuôi hạt và ít gây đổ ngã.
4. YÊU CẦU KỸ THUẬT
Kết cấu gọn nhẹ, di chuyển trên nhiều vùng đất khác nhau, dễ dàng sử dụng,
ngoài ra còn phải đạt được các tiêu chuẩn sau:
- Có khả năng sạ được lúa phát triển từ thấp đến cao
- Có khả năng chịu quá tải, đảm bảo năng suất máy
- Độ bền máy phải cao
- Dễ dàng sửa chửa khi hư hỏng
- Chi phí đầu tư thấp để nông dân có thể mua sắm được
- Chi phí nhiên liệu thấp
- Máy có thể sạ được 1 ha/giờ
- Tháo lắp và điều chỉnh được
- An toàn cho người sử dụng
5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Dựa vào các cơ cấu có sẵn và quá trình tích lũy được trong quá trình học. Ngoài
ra còn nhiều nguồn tài liệu phong phú có thể áp dụng vào việc chế tạo mà ta nhận định
từng bộ phận có thể vận hành cho đến toàn bộ cấu trúc của máy.

GVHD: Nguyễn Tấn Đạt

14

SVTH: Nguyễn Văn Ngoan


Tính toán và thiết kế máy sạ phân trên Lúa
6. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Hiện nay, ở nước ta có rất nhiều máy nông nghiệp được ứng dụng vào hoạt
động sản xuất, dựa trên nền tảng có sẵn ta có thể thiết kế và chọn lọc để phục vụ nhu
cầu xã hội.
Sau đây là một số máy sạ phân đã có chế tạo và trình diễn trên ruộng lúa:

GVHD: Nguyễn Tấn Đạt

15

SVTH: Nguyễn Văn Ngoan


Tính toán và thiết kế máy sạ phân trên Lúa

PHẦN 2
TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ

GVHD: Nguyễn Tấn Đạt

16

SVTH: Nguyễn Văn Ngoan

Tính toán và thiết kế máy sạ phân trên Lúa

CHƯƠNG 1
PHÂN LOẠI VÀ CHỌN LỌC
Hiện nay trên thị trường có rất ít máy nông nghiệp có thể thực hiện công đoạn
sạ phân trên lúa , hoặc nếu có thì hầu như không được biết đến vì do người dân tự chế
ra.
Có rất nhiều cách để bón phân trên lúa, nhưng ta cần phải chọn cơ cấu sao cho
thích hợp và đảm bảo yêu cầu đặt ra là phù hợp với người dân và phù hợp với vùng
đất.
Sau đây là bảng so sánh một số cơ cấu có thể thực hiện nhiệm vụ sạ phân trên
lúa :
Bảng 1. SO SÁNH CƠ CẤU SẠ PHÂN TRÊN LÚA

Sạ đều

Phức tạp

Giá thành

Kinh tế

Tốt

Cao

Cao

cao

Cần gạt

Trung bình

Trung bình

Thấp

Trung bình

Trục quay

Trung bình

Cao

Thấp

Trung bình

Đĩa quay

Tốt

Trung bình

Trung bình

cao

Tên cơ cấu
Phun áp
suất

Ta chọn cơ cấu sạ đĩa quay vì giá thành tương đối thấp nhưng phù hợp với yêu
cầu người dân làm lúa ở Đồng bằng Sông Cửu Long.

GVHD: Nguyễn Tấn Đạt

17

SVTH: Nguyễn Văn Ngoan


Tính toán và thiết kế máy sạ phân trên Lúa

CHƯƠNG 2
TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
Sơ bộ máy sạ phân
Sơ đồ khối
Động
cơ

Ly hợp
li tâm

Hộp số và vi sai

Bánh xích

BR
Bánh xe

Ly hợp vấu
BTĐ

Bộ phận sạ

BTĐ

Trục
trung
gian

BR

Bộ phân phối
hạt phân

Hình 1. Sơ đồ khối Máy Sạ Phân
Trong đó;

BR – Bộ truyền bánh răng
BTĐ – Bộ truyền đai

GVHD: Nguyễn Tấn Đạt

18

SVTH: Nguyễn Văn Ngoan


Tính toán và thiết kế máy sạ phân trên Lúa

Hình 2. Sơ đồ truyền động máy sạ phân

Sơ bộ cơ cấu truyền động máy sạ phân
Trong đó:
1. Động cơ

10. Bánh đai

2. Ly hợp ly tâm

11. Đĩa sạ

3. Hộp số và vi sai

12. Bánh cuốn lấy phân

4. Bánh răng trụ răng nghiêng

13. Thùng chứa phân

5. Bánh răng nón

14. Bánh răng nón dẫn động

6. Bộ vi sai

15. Ống truyền phân từ thùng chứa

7. Bánh xích

phân đến đĩa sạ.

8. Bánh xe

16. ổ lăn

9. Ly hợp vấu

GVHD: Nguyễn Tấn Đạt

19

SVTH: Nguyễn Văn Ngoan


Tính toán và thiết kế máy sạ phân trên Lúa
Theo hình 2 Sơ đồ truyền động máy sạ phân gồm 3 cơ cấu chấp hành:
a)

Bánh cuốn lấy phân (12)

b)

Đĩa sạ tung phân (11)

c)

Bánh xe chuyển động (8)

Nguyên lý hoạt động của máy sạ phân:
Khi máy chuẩn bị di chuyển trên ruộng lúa nhờ vào hệ truyền động từ động cơ
(1) sang hộp số và vi sai (3) và truyền động đến bánh xe (8) làm xe dịch chuyển, cùng
lúc đó cũng có một hệ thống truyền lực từ hộp số và vi sai (3) đến cơ cấu sạ phân là
đĩa sạ (11) làm việc theo nguyên lý quay li tâm, đĩa sạ (4) có thể tung phân ra xung
quanh và rơi đều trên ruộng. Lượng phân được được sạ nhiều hay ít phụ thuộc vào cơ
cấu phân phối phân từ thùng chứa phân (13) đến đĩa sạ (11) nhờ vào ống dẫn (15).
Thùng chứa phân (13) được đặt cao hơn đĩa sạ (11) để hạt phân có thể chảy từ trên cao
xuống. Để chủ động trong việc lấy phân ta có cơ cấu bánh cuốn (12) quay lấy phân
trong thùng chứa (13) đến đĩa sạ (11) nhờ vào ống dẫn (15). Với lượng phân cần sạ
trên lúa nhiều hay ít mà ta có thể thay đổi số vòng quay hoặc thay đổi lượng ăn của
bánh cuốn.
Để máy có thể vận hành tốt ta cần tính toán công suất cần thiết để thực hiện 3
cơ cấu chấp hành trên và chọn động cơ có công suất thích hợp.
Công suất của 3 cơ cấu chấp hành được tính như sau:
1. BỘ PHẬN DI CHUYỂN
1.1 Sơ bộ bánh xe.

Hình 3. Sơ bộ bánh xe

GVHD: Nguyễn Tấn Đạt

20

SVTH: Nguyễn Văn Ngoan

Tính toán và thiết kế máy sạ phân trên Lúa
Trong đó:
a – Chiều sâu lúng của bánh xe
b – Bề rộng bánh xe
c – lưỡi gạt lúa
D – Đường kính bánh xe
1.2 Sơ bộ và ước lượng bộ phận di chuyển
Máy có thể di chuyển trên ruộng lúa ngoài công suất cần thiết còn cần phải đạt
được một số yêu cầu là máy di chuyển trên lúa cần phải ít lún và ít hư hại lúa nhưng
phải sạ được đều lượng phân trên ruộng lúa.
Để máy có thể đáp ứng được yêu cầu đặt ra như trên thì máy phải có trọng
lượng nhẹ, bề rộng bánh xe nhỏ và đây cũng là vấn đề chính cần được giải quyết.
Trong lần sạ phân đầu tiên trên lúa khoảng 5-7 ngày sau khi sạ lúa, nên trên bề
mặt đất canh tác lúc này còn rất mềm và dể lún do đất mới được xới lên trước khi sạ,
chính vì thế để ít gây hư hại lúa ta cần gắn lưỡi gạt tiếp xúc trực tiếp với đất ruộng với
mật độ vừa phải để có thể vẹt lúa trên đường bánh xe đi qua hai bên. Và trong lần sạ
phân thứ 2 ta cho lưỡi gạt cách đất ruộng một khoảng cách vì đất ruộng lúc này liên
kết tương đối chặt.
Trong lần chạy thứ 1 để lại đường chạy đã vẹt lúa nên trong lần chạy thứ 2 cũng
chạy trên 1 đường đó thì hầu như không hư hại lúa mà đất lúc đó do đã được máy chạy
qua 1 lần nên cũng không lún,
Chinh vì thế ta chỉ cần tính toán lực và công suất cần thiết lúc máy chạy lần đầu
trên ruộng lúa là được.
Giả sử trong lần chạy đầu tiên bánh xe lún một khoảng a và ta cho lưỡi gạt có
độ lún cùng bánh xe thì lúc này ta có thể chia chúng thành 2 lực như sau;
- Lực cản đất do lưỡi gạt được đặt trước bánh xe ta có thể xem lưỡi gạt như lưỡi
cài đất để tính toán.
- Do lưỡi gạt đã gạt một lớp đất mềm trên ruộng lúa nên lúc này ta có thể xem

là bánh xe đang đi trên đất phẳng không có lớp đất cản.
Vì thế khi máy di chuyển thì có 3 thành phần lực cản tác động là lực cản lăn,
lực cản của đất tác dụng lên lưỡi gạt và lực cản của đất tác dụng lên bánh xe.

GVHD: Nguyễn Tấn Đạt

21

SVTH: Nguyễn Văn Ngoan


Tính toán và thiết kế máy sạ phân trên Lúa
1.3 Xác định kích thước bánh xe.
Dựa vào “Lý thuyết và tính toán máy nông nghiệp – Đoàn Văn Điện – Nguyễn
Bảng”. về sự liên hệ giữa tải trọng Q (kg) với kích thước bánh xe và độ lún sâu ta có
công thức sau:

Q = k .b. D .

( công thức (V – 20’) TL[4] )

Trong đó:
Q – tải trọng của một bánh xe (kg)
b – bề rộng của bánh xe (cm)
D – đường kính bánh xe (cm)
k- hệ số thực nghiệm
Giả sử trọng lượng của toàn bộ máy sạ phân là 420 kg và phân bố trên cầu trước
(bánh xe chủ động) là 300 kg và cầu sau là 120 kg. (cầu trước gồm 2 bánh xe, cầu sau
1 bánh xe.)
Vì đây là công thức liên hệ giữa bề rộng và đường kính bánh xe nên ta chỉ cần

chọn kích thức của bề rộng hoặc đường kính để chọn cái còn lại.
Mặt khác, do máy di chuyển trên ruộng lúa nên để cho hạn chế hư hại lúa ta cần
chọn bề rộng sau cho ít lún và ít hư hại lúa và sau đó tính đường kính.
Chọn bề rộng bánh xe

b = 6 cm

Hệ số thực nghiệm

k = 3 dùng cho máy làm đất (tra bảng 37 – TL[4])

Tải trọng tại bánh chủ động

Q1 = 150 kg

Tải trọng tại bánh phụ động

Q2 = 120 kg

Vậy, kích thức đường kính bánh xe cầu chủ động là:
2

2

Q 
 150 
D= 1  =
 ≈ 70cm
 3.6 
 k .b 

Kích thức đường kính bánh xe cầu phụ động:
2

2

Q 
 120 
D= 2  =
 ≈ 45cm
 3.6 
 k .b 

GVHD: Nguyễn Tấn Đạt

22

SVTH: Nguyễn Văn Ngoan


Tính toán và thiết kế máy sạ phân trên Lúa
1.4 Xác định mấu bám của bánh xe.

Hình 4. lực ép của mấu bám trong bánh xe
Trong đó:
T – lực cần thiết để tác dụng lên vành bánh xe để xe có thể lăn được.
T’ – lực của đất tác dụng lên mấu bám
F – lực cản lăn của bánh xe.
Để bánh xe có thể lăn thì:
T ≤ T’ +F

công thức( V -26) TL[4]

Mặt khác:
T’ = k.a.b.λ ,N

(chứng minh trong TL[4] trang 313)

Trong đó:
a – là chiều sâu mấu bám , cm
b – bề rộng bánh xe , cm
k – hệ số cản nén của đất, N/cm3
λ – độ biến dạng của đất
và,

F = f.Q

,N

Trong đó,
f – hệ số cản lăn,
Q – trọng lượng tải trọng tại bánh xe. N
Ta có, k = 50 N/cm3 , λ = 0,5 cm

( TL[4] – trang 313)

a = 2,5 cm , b = 6 cm
f = 0,12 cho loại đất mới xới
GVHD: Nguyễn Tấn Đạt

23

(tra bảng II – 1 TL[2])
SVTH: Nguyễn Văn Ngoan


Tính toán và thiết kế máy sạ phân trên Lúa
- Lực cần thiết tác động lên bánh xe chủ động
T = k.a.b.λ + f.Q , N
Với Q = 150 kg = 1500 N
Ta có : T1 = 50.2,5.6.0,5 + 0,12. 1500 = 555 N
- Lực cần thiết tác động lên bánh xe phụ động
T = k.a.b.λ + f.Q , N
Với Q = 120 kg = 1200 N
Ta có : T2 = 50.2,5.6.0,5 + 0,12. 1200 = 519 N
Khi thiết kế mấu bám bánh xe cầm chỉnh sao cho khi bánh xe lăn mấu bám tác
động vào đất với một lực nghiêng một góc φ = 600 (góc giữa đất và mấu bám) là tốt
nhất.
Tổng lực cần tác động lên 3 bánh xe là
T = 2.T1 +T2 = 2.555 + 519 = 1629 N
Xác định số lượng mấu bám trên bánh xe

π .

n ≥

D
công thức (V – 31) TL[4]

a

Vậy, Bánh chủ động,

n = 17

Bánh phụ động

n = 14

Lực cản của đất tác dụng lên lưỡi gạt.
Pm = K 0 .a.b , N

Trong đó;

(công thức I – 55 TL[2])

K0 – hệ số cản chính diện của đất , MN/m2
b – bề rộng lưỡi gạt, m
a – chiều sâu lún,

chọn

K = 0,035 MN/m2 = 35000 N/m2

(trang 34 TL[2])

Hình 5. Sơ bộ lưỡi gạt

Lưỡi gạt chỉ cần lún 50 mm so với mặt đất thì có khả năng vẹt được lúa sang 2 bên
bánh xe.

Bánh xe có bề rộng 60 mm nên lưỡi gạt phải có bề rộng lớn hơn.
Nên ta có: b = 0,08 m, a = 0,05 m
Khi góc γ = 300 thì ta có
GVHD: Nguyễn Tấn Đạt

24

SVTH: Nguyễn Văn Ngoan