Nghiên cứu xác định một số thông số cơ bản của bộ phận bóc lá mía trong liên hợp máy thu hoạch mía ( Luận án tiến sĩ)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

VIỆN CƠ ĐIỆN NÔNG NGHIỆP VÀ CÔNG NGHỆ
SAU THU HOẠCH

TẠ HANH

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ CƠ BẢN
CỦA BỘ PHẬN BÓC LÁ MÍA TRONG LIÊN HỢP
MÁY THU HOẠCH MÍA

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

Chuyên ngành đào tạo: Kỹ thuật cơ khí
Mã số: 62.52.01.03

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
1. TS. ĐỖ HỮU KHI
2. PGS.TS. LƢƠNG VĂN VƢỢT

HÀ NỘI – 2014


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan: Luận án “Nghiên cứu xác định một số thông số cơ
bản của bộ phận bóc lá mía trong liên hợp máy thu hoạch mía” là công trình
nghiên cứu của riêng tôi. Những số liệu, kết quả nêu trong luận án này là

trung thực, khách quan và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình
nào khác và các thông tin trích dẫn trong luận án đều đƣợc chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày

tháng

Tác giả luận án

Tạ Hanh

năm 2014


ii

LỜI CẢM ƠN
Với tất cả lòng chân thành, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới hai thầy
hƣớng dẫn: TS. Đỗ Hữu Khi - Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu
hoạch, PGS.TS. Lƣơng Văn Vƣợt - Trƣờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội, đã
tận tình chỉ bảo, hƣớng dẫn và giúp đỡ để tôi hoàn thành bản luận án này.
Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Viện Cơ điện nông nghiệp và Công
nghệ sau thu hoạch, tập thể cán bộ Trung tâm Máy Nông nghiệp và Thủy khí, bộ
môn Nghiên cứu cơ giới hoá chăn nuôi, bộ môn Điện - Tự động hóa, phòng
Khoa học – Đào tạo và Hợp tác quốc tế thuộc viện Cơ điện nông nghiệp và Công
nghệ sau thu hoạch, Hội cơ khí nông nghiệp Việt Nam; cảm ơn ban Giám hiệu
trƣờng Cao đẳng nghề Cơ khí Nông nghiệp và các đơn vị, cá nhân trong Nhà
trƣờng đã tạo điều kiện cho tôi trong quá trình thực hiện luận án.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Đậu Thế Nhu. Bằng tấm lòng
của mình, thầy đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện luận án.
Tôi xin trân trọng cảm ơn các nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp trong

và ngoài cơ quan và đặc biệt các thành viên trong Gia đình đã giúp đỡ, ủng hộ
và động viên để tôi hoàn thành bản luận án này.
Xin trân trọng cảm ơn!
Tác giả luận án


iii

MỤC LỤC
Lời cam đoan

i

Lời cảm ơn

ii

Mục lục

iii

Danh mục chữ viết tắt

vii

Danh mục các ký hiệu toán học

viii

Danh mục bảng

xiii

Danh mục hình

xiv

MỞ ĐẦU

1

Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

3

1.1

Tình hình sản xuất mía tại Việt Nam và trên thế giới

3

1.2

Tình hình cơ giới hoá khâu thu hoạch mía

5

1.2.1

Nhu cầu cơ giới hóa khâu thu hoạch mía

5

1.2.2

Yêu cầu cơ giới hóa khâu thu hoạch mía

6

1.3

Tình hình áp dụng công nghệ thu hoạch mía

7

1.3.1

Công nghệ thu hoạch để nguyên cây

7

1.3.2

Công nghệ thu hoạch cắt cây thành đoạn

7

1.4

Tính cấp thiết của việc bóc lá mía bằng bộ phận bóc

8

1.5

Tình hình nghiên cứu, ứng dụng bộ phận bóc lá mía

9

1.5.1

Nguyên lý bóc lá mía tƣ thế ngang cây

9

1.5.2

Nguyên lý bóc lá mía tƣ thế cây nằm, chuyển dọc

12

1.5.3

Nguyên lý làm sạch cây mía bằng khí động học

15

1.6

Lựa chọn nguyên lý

17

1.7

Tình hình nghiên cứu kết cấu cánh bóc lá

18

1.7.1

Một số kết quả nghiên cứu cánh bóc dựa trên hiện tƣợng miết, chải

18

1.7.2

Những nghiên cứu cánh bóc dựa trên quá trình tách, róc

20


iv

1.8

Lựa chọn răng bóc trong bộ phận bóc lá mía áp dụng nguyên lý
bóc lá mía tƣ thế cây nằm, chuyển dọc, gốc vào trƣớc

25

1.9

Kết luận

27

1.10

Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu

28

1.10.1 Mục đích nghiên cứu

28

1.10.2 Nhiệm vụ nghiên cứu

28

Chƣơng 2 ĐỐI TƢỢNG, PHƢƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU

29

2.1

Đối tƣợng nghiên cứu

29

2.1.1 Xác định lực phân bố tác dụng lên răng bóc bằng phƣơng
pháp thực nghiệm
2.1.2

30

Xác định độ cứng của răng bóc bằng cáp thép khi uốn EI và khối
lƣợng đơn vị chiều dài μ

32

2.2

Phƣơng pháp nghiên cứu

33

2.2.1

Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết

33

2.2.2

Phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm

35

2.3

Phƣơng pháp xác định một số thông số của cây mía

43

2.3.1

Một số đặc điểm sinh hóa của cây mía

43

2.3.2

Một số đặc điểm cơ lý của cây mía

47

2.4

Cơ sở vật chất thí nghiệm, thiết bị và dụng cụ đo đạc

49

2.5

Phƣơng pháp xác định các số liệu thí nghiệm

51

2.5.1

Hiệu chuẩn dụng cụ đo

51

2.5.2

Tiến hành thí nghiệm

51

Chƣơng 3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THỐNG SỐ
CỦA BỘ PHẬN BÓC LÁ MÍA TRONG LIÊN HỢP MÁY THU
HOẠCH MÍA

54

3.1

Đặc điểm lá mía khi thu hoạch

55

3.2

Quá trình kẹp cây và rút cây của bộ phận bóc

56

3.3

Quá trình tách, róc lá mía bằng răng bóc tại lô bóc

58


v

3.4

Khảo sát động học quá trình tách, róc lá ra khỏi cây bằng răng bóc

62

3.4.1

Xác định quỹ đạo chuyển động của răng bóc

63

3.4.2

Chiều dài quyét của răng bóc lá

65

3.4.3

Hệ số quyét lặp trung bình

65

3.4.4

Tần suất đập trung bình.

66

3.4.5

Khảo sát ảnh hƣởng quan hệ vận tiến của cây mía và số vòng quay
lô bóc tới chiều dài quét

67

3.4.6

Khảo sát ảnh hƣởng quan hệ R1 và h tới chiều dài quét

69

3.4.7

Khảo sát ảnh hƣởng V và nb tới hệ số quét lặp trung bình,

70

3.4.8

Khảo sát chỉ tiêu tần suất đập trung bình trên 1 mét chiều dài

71

3.5

Khảo sát động lực học quá trình tách, róc lá ra khỏi cây bằng
răng bóc

71

3.5.1

Thành lập phƣơng trình vi phân biến dạng uốn của răng bóc

71

3.5.2

Điều kiện biên của phƣơng trình vi phân biến dạng uốn răng bóc

76

3.5.3

Phƣơng pháp giải phƣơng trình vi phân biến dạng uốn của răng bóc

77

3.5.4

Kết quả khảo sát sơ bộ các yếu tố ảnh hƣởng đến w trong quá trình
tách, róc lá mía của răng bóc

80

3.5.5

Khảo sát ảnh hƣởng của EI đến w

82

3.5.6

Khảo sát ảnh hƣởng của lc đến w

84

3.5.7

Khảo sát ảnh hƣởng của R1 đến w

86

3.5.8

Khảo sát ảnh hƣởng của μ đến w

87

3.5.9

Khảo sát ảnh hƣởng của p đến w

89

3.5.10 Khảo sát ảnh hƣởng của nb đến w

90

KẾT LUẬN CHƢƠNG 3

93

Chƣơng 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM

94

4.1

Đặc điểm cơ lý của cây mía và cánh bóc

94

4.1.1

Kết quả đo kích thƣớc, khối lƣợng của cây mía

94

4.1.2

Kết quả đo hệ số ma sát của cây mía với các loại vật liệu

95


vi

4.1.3

Kết quả đo độ cứng của răng bóc khi uốn EI, khối lƣợng đơn vị
chiều dài μ của răng bóc

4.2

Nghiên cứu ảnh hƣởng của một số thông số tới khả năng làm
việc của bộ phận bóc lá mía

4.2.1

107

Ảnh hƣởng của lƣợng cung (q) cấp tới tỷ lệ sót (η), tỷ lệ tổn
thƣơng cây (ψ) và chi phí năng lƣợng riêng Ne.

4.3

104

Ảnh hƣởng của chiều dài răng bóc (lc) tới tỷ lệ sót (η), tỷ lệ tổn
thƣơng cây (ψ) và chi phí năng lƣợng riêng Ne.

4.2.4

102

Ảnh hƣởng của số vòng quay lô rút (nr) tới tỷ lệ sót (η), tỷ lệ tổn
thƣơng cây (ψ) và chi phí năng lƣợng riêng Ne

4.2.3

97

Ảnh hƣởng của số vòng quay lô bóc (nb) tới tỷ lệ sót (η), tỷ lệ tổn
thƣơng ψ và chi phí năng lƣơng riêng Ne

4.2.2

96

109

Kết quả nghiên cứu xác định các thông số tối ƣu của bộ phận bóc
lá mía bằng phƣơng pháp quy hoạch hóa thực nghiệm (QHHTN)
đa yếu tố

111

4.3.1

Các yếu tố đƣợc lựa chọn trong nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố 111

4.3.2

Kết quả thu thập số liệu thí nghiệm, xử lý đồng nhất phƣơng sai

4.3.3

Kết quả xác định mô hình hồi quy QHHTN đa yếu tố cho hàm

112

chất lƣợng làm việc của bộ phận bóc lá mía

115

4.3.4

Hàm tỷ lệ tổn thƣơng

118

4.3.5

Hàm chi phí năng lƣợng riêng

121

4.3.6

Giải bài toán tối ƣu bằng phƣơng pháp thƣơng lƣợng có điều kiện 124

KẾT LUẬN CHƢƠNG 4

129

KẾT LUẬN

130

Danh mục các công trình đã công bố có liên quan đến luận án

132

Tài liệu tham khảo

133

Phụ lục

142


vii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Diễn giải

LHM

Liên hợp máy

LHMTHM

Liên hợp máy thu hoạch mía

FAO

Tổ chức Nông Lƣơng Liên Hiệp Quốc

NN-PTNT

Nông nghiệp và phát triển nông thôn

USDA

United States Department of Agriculture

TT

Thứ tự

TN

Thí nghiệm

CCS

(Commercial Cane Sugar) là số đơn vị khối lƣợng đƣờng
saccaroza theo lý thuyết có thể sản xuất từ 100 đơn vị
khối lƣợng mía

QHHTN

Quy hoạch hóa thực nghiệm

PTHQDT

Phƣơng trình hồi quy dạng thực

NLR

Năng lƣợng riêng


viii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU TOÁN HỌC
Ký hiệu

Đơn vị

Giải thích

Gc

kg

G1

kg

G2

kg

Khối lƣợng lá đƣợc bóc

GM

kg

Khối lƣợng cây mía gồm cả lá và thân trƣớc thí nghiệm

Khối lƣợng lá chƣa bóc
Khối lƣợng lá còn trên cây sau khi đi qua bộ
phận bóc

Hệ số bóc lá

k
b

mm

½ Chiều dài quét

c

mm

½ Khoảng cách giữa hai trục lô bóc

αmax

rad

Góc uốn lớn nhất khi răng tác động vào cây mía

υ2

rad

Góc uốn của lo xo răng bóc

D2

m

Đƣờng kính lo xo

dc

m

Đƣờng kính răng
Hệ số ma sát tĩnh

ft
υms

rad

Góc ma sát
Hệ số ma sát động

fd
Lt

mm

Là đoạn đƣờng trƣợt của mẫu thử

s

mm

Khoảng dịch chuyển cây mía lệch khỏi vị trí ban đầu

E

N/m2

Mô đun đàn hồi của vật liệu

Iy

m4

Mô men quán tính cáp thép

dm

mm

Đƣờng kính thân cây mía


ix

Ký hiệu

Đơn vị

Giải thích

p

N

w

mm

Độ võng

dct

mm

Đƣờng kính cáp thép

Lực phân bố

m

Số lần lặp lại ở điểm thứ i

yij

Giá trị thông số ra ở điểm thứ i, lần lặp thứ j

yi

Giá trị trung bình thông số ra ở điểm thứ i

m

Số lần thí nghiệm

S i2

Phƣơng sai thí nghiệm thứ i

S 2tn

Phƣơng sai trong các thí nghiệm

Fb

Chuẩn Fisher

Gb

Giá trị Kohren

N

Số thông số nghiên cứu

xi

Giá trị mã của các thông số thứ i

Xi

Giá trị thực của các thông số thứ i

X0i

Giá trị thực của thông số thứ i ở mức cơ sở

εi

Khoảng biến thiên của thông số

Xit

Giá trị thực mức trên

Xid

Giá trị thực mức dƣới

S2a

Phƣơng sai tuyển chọn

yˆ i

Giá trị tính toán theo mô hình tại điểm i


x

Ký hiệu

Đơn vị

Giải thích

k*

Số các hệ số trong mô hình hồi quy

Ftt

Giá trị tính toán của chuẩn Fisher
Các ƣớc lƣợng độ lệch trung bình theo hệ số

Sb0; Sbj ...

hồi quy
Các giá trị hệ số hồi quy cần kiểm tra

b0; bi ...
ys

Cực trị của hàm mục tiêu

~
X

Các thông số vào theo hệ tọa độ mới

Bii

Hệ số phƣơng trình chính tắc

~
Y

Giá trị tối ƣu

Y1

%

Tỷ lệ bóc sót

Y2

%

Tỷ lệ tổn thƣơng

GM

kg

GT

kg

Khối lƣợng thân cây sau bóc

Gtt

kg

Khối lƣợng tổn thƣơng trên thân cây mía

ωk

rad/s

Vận tốc góc lô kẹp

ωr

rad/s

Vận tốc góc lô rút

ωb

rad/s

Vận tốc góc lô bóc

Vb

m/s

Vận tốc đầu răng bóc

Vk

m/s

Vận tốc đầu cánh kẹp tại lô kẹp

Khối lƣợng cây mía gồm cả lá và thân trƣớc
thí nghiệm


xi

Ký hiệu

Đơn vị

Giải thích

VR

m/s

Vận tốc đầu cánh rút tại lô rút

V

m/s

Vận tốc tiến của cây mía

R0

mm

R1

mm

Δ

mm

Fms

N

R0k

mm

R1k

mm

Dxm

mm

R0r

mm

R1r

mm

nr

v/p

Số vòng quay lô rút

h

mm

Khoảng cách từ cây mía đến tâm lô bóc

l

mm

Bán kính trong lô bóc (đƣợc tính từ chân răng
bóc đến tâm lô)
Bán kính ngoài lô bóc (đƣợc tính từ đỉnh răng
bóc đến tâm lô)
Chiều dài quét
Lực ma sát giữa cánh kẹp (cao su) với thân
cây mía
Bán kính trong lô kẹp (đƣợc tính từ chân
cánh kẹp đến tâm lô)
Bán kính ngoài lô kẹp (đƣợc tính từ mép
trong bán nguyệt cánh kẹp đến tâm lô)
Quãng đƣờng lô bóc đi đƣợc một vòng 2π
Bán kính trong lô rút (đƣợc tính từ chân cánh
rút đến tâm lô)
Bán kính ngoài lô rút (đƣợc tính từ mép trong
bán nguyệt cánh rút đến tâm lô)

Khoảng cách giữa hai đỉnh nút xicloit giữa
hai dãy cánh bóc liên tiếp

xii

Ký hiệu

Đơn vị

Giải thích

ξ

Hệ số quét lặp trung bình

Z

Số dãy răng bóc (cánh bóc)

Z*

Số răng bóc trên 1 cánh

ε

Tần suất đập trung bình

υ

rad

Góc xoay tƣơng đối của mặt răng bóc

M

Nm

Mô men uốn

Q

N

Lực cắt của răng bóc.

N

N

Lực pháp tuyến

Flt

N

Lực quán tính ly tâm

A

mm2

ρ

g/mm3

dJ

mm4

Mô men quán tính khối của phân tố với trục Y

μ

kg/m

Khối lƣợng đơn vị chiều dài

dx

mm

Chiều dài phân tố

lc

mm

Chiều dài răng bóc

r(x)

mm

Khoảng cách từ tâm lô bóc đến phân tố đƣợc xét

p.dx

N

Hợp lực phân bố

Fx

N

Lực quán tính theo chiều X

Diện tích mặt cắt
Mật độ khối


xiii

DANH MỤC BẢNG
STT

Tên bảng

Trang

1.1

Ảnh hƣởng của vật liệu đối với ứng lực va đập

1.2

Ảnh hƣởng của vòng quay lô bóc đối với ứng suất răng bóc lá và

23

lực va đập của cánh cao phân tử.

24

1.3

Mức nhân tố thí nghiệm

24

2.1

Kết quả đo lực tác dụng lên răng bóc

31

2.2

Ma trận thực nghiệm bậc 2 hợp thành Hartly

40

4.1

Một số thông số cấu tạo chính của cây mía

95

4.2

Hệ số ma sát của cây mía với một số loại vật liệu

95

4.3

Kết quả đo độ cứng của răng bóc khi uốn (EI), khối lƣợng đơn vị
chiều dài (μ) của răng bóc

96

4.4

Các yếu tố lựa chọn nghiên cứu

111

4.5

Mức và khoảng biến thiên của các yếu tố vào

112

4.6

Kết quả thí nghiệm hàm tỷ lệ sót Y1, %

113

4.7

Kết quả thí nghiệm hàm tỷ lệ tổn thƣơng Y2, ‰

113

4.8

Kết quả thí nghiệm hàm chi phí năng lƣợng riêng Y3, Ws/kg

114

4.9

Giá trị các hệ số và chuẩn Student

115

4.10

Đánh giá sai số của mô hình hồi quy.

116

4.11

Đánh giá sai số của mô hình hồi quy.

118

4.12

Giá trị các hệ số và chuẩn Student

119

4.13

Đánh giá sai số của mô hình hồi quy

121

4.14

Giá trị các hệ số và chuẩn Student

122


xiv

DANH MỤC HÌNH

STT

Tên hình

Trang

1.1

Nguyên lý của bộ phận bóc lá mía khi cây ở tƣ thế đứng

1.2

Nguyên lý của bộ phận bóc lá mía khi cây ở trên đồng

10

1.3

Sơ đồ cơ cấu bóc lá mía ở tƣ thế nằm, ngang cây trong LHTH KCT-1

11

1.4

Sơ đồ nguyên lý bộ phận bóc lá mía cấp cây - ngọn vào trƣớc

12

1.5

Sơ đồ cơ cấu bóc lá mía theo nguyên lý cấp cây – gốc vào trƣớc

13

1.6

Sơ đồ hệ thống lô cào bóc lá trên LHTH mía

14

1.7

Liên hợp máy thu hoạch mía nguyên cây của Úc áp dụng bộ phận

9

bóc sử dụng nguyên lý quạt thổi

15

1.8

Máy bóc lá mía trên hàng

16

1.9

Sơ đồ bộ phận làm sạch cây mía trên LHTH để nguyên cây

16

1.10

Sơ đồ bộ phận làm sạch cây mía trên LHTH cắt khúc

17

1.11

Cánh bóc bằng thép tấm xẻ thuỳ lắp trên LHMTHM của Úc

19

1.12

Thử nghiệm mầu cánh bóc bằng thép tấm xẻ thuỳ

19

1.13

Răng bóc làm bằng thép lò xo

21

1.14

Sơ đồ kết cấu bộ phận bóc lá mía ở tƣ thế, nằm ngang

22

1.15

Bộ phận bóc theo nguyên lý bóc lá mía tƣ thế cây nằm, chuyển
dọc, gốc vào trƣớc với loại cánh bóc là cáp thép

27

2.1

Sơ đồ mô hình thí nghiệm xác định lực p

30

2.2

Sơ đồ thí nghiệm thử độ cứng răng cáp thép

32

2.3

Các bƣớc xây dựng mô hình toán

33

2.4

Mô hình bài toán của bộ phận bóc lá mía

38

2.5

Cấu tạo bẹ và thân cây mía

44

2.6

Chuỗi phản ứng của sự biến chất tại vết tổn thƣơng sau bóc

45

2.7

Sơ đồ xác định hệ số ma sát của thân cây mía với các loại vật liệu

48


xv

2.8

Mía đƣợc cắt lát tại vị trí tổn thƣơng

53

2.9

Xác định khối lƣợng tổn thƣơng trên thân cây mía

53

3.1

Sơ đồ nguyên lý hoạt động bộ phận bóc lá mía

55

3.2

Lá mía trên cây

56

3.3

Sơ đồ nguyên lý làm việc và lực tác động lên cây mía của cặp lô
kẹp và rút

57

3.4

Các trƣờng hợp xảy ra khi cánh bóc tác động đến cây mía

59

3.5

Sơ đồ quá trình tách, róc lá ra khỏi thân cây mía của răng bóc

60

3.6

Hình ảnh răng bóc róc lá dọc theo thân cây mía

61

3.7

Sơ đồ khảo sát động học của răng bóc

63

3.8

Quỹ đạo chuyển động tƣơng đối của điểm đầu răng bóc so với
thân cây mía

64

3.9

Đồ thị ảnh hƣởng nb và V đến Δ

68

3.10

Đồ thị ảnh hƣởng h và R1 đến Δ

69

3.11

Ảnh hƣởng của V, nb tới hệ số quyét lặp trung bình

70

3.12

Khảo sát chỉ tiêu tần suất đập trên 1 mét chiều dài

71

3.13

Mô hình biến dạng uốn của răng bóc khi cây mía tác động đến

72

3.14

Mô hình phân tố của răng bóc

73

3.15

Minh hoạ thời điểm bóc, điều kiện của h khi khảo sát

77

3.16

Lƣu đồ thuật giải phƣơng trình vi phân biến dạng uốn của răng bóc

80

3.17

Đƣờng cong biến dạng của răng bóc ở các thời điểm khác nhau

81

3.18

Ảnh hƣởng của EI tới w trong quá trình tách, róc lá mía

82

3.19

Ảnh hƣởng của EI tới w ở thời điểm cuối quá trình tách, róc

83

3.20

Ảnh hƣởng của lc tới w trong quá trình tách, róc lá mía

85

3.21

Ảnh hƣởng của lc tới w ở thời điểm cuối quá trình tách, róc

85

3.22

Ảnh hƣởng của R0 tới w trong quá trình tách, róc

86

3.23

Ảnh hƣởng của R0 tới w ở thời điểm cuối quá trình tách, róc

86


xvi

3.24

Ảnh hƣởng của μ tới w trong quá trình tách, róc lá mía

88

3.25

Ảnh hƣởng của μ tới w ở thời điểm cuối quá trình tách, róc lá mía

88

3.26

Ảnh hƣởng của p tới w trong quá trình tách, róc lá mía

89

3.27

Ảnh hƣởng của p tới w ở thời điểm cuối quá trình tách, róc lá mía

90

3.28

Ảnh hƣởng của nb tới w trong quá trình tách, róc lá mía

91

3.29

Ảnh hƣởng của nb tới w ở thời điểm cuối quá trình tách, róc lá mía

91

3.30

Biên dạng răng bóc tại các thời điểm khác nhau

92

4.1

Sơ đồ nghiên cứu thực nghiệm bộ phận bóc lá mía

99

4.2

Sơ đồ mô hình khảo nghiệm bộ phận bóc lá mía

100

4.3

Giàn khảo nghiệm bộ phận bóc lá mía

100

4.4

Ảnh hƣởng của số vòng quay lô bóc nb tới tỷ lệ sót η

102

4.5

Ảnh hƣởng của số vòng quay lô bóc nb tới tỷ lệ tổn thƣơng cây (ψ) 103

4.6

Ảnh hƣởng của số vòng quay lô bóc (nb) tới chi phí năng lƣơng
riêng (Ne)

104

4.7

Ảnh hƣởng của số vòng quay lô rút (nr) tới tỷ lệ sót (η)

105

4.8

Ảnh hƣởng của số vòng quay lô rút (nr) tới tỷ lệ tổn thƣơng cây (ψ) 106

4.9

Ảnh hƣởng của số vòng quay lô rút (n r) tới chi phí năng lƣơng
riêng (Ne)

106

4.10

Ảnh hƣởng của chiều dài răng bóc lc tới tỷ lệ sót (η)

107

4.11

Ảnh hƣởng của chiều dài răng bóc lc tới tỷ lệ tỷ lệ tổn thƣơng (ψ) 108

4.12

Ảnh hƣởng của chiều dài răng bóc lc tới chi phí năng lƣợng
riêng (Ne)

108

4.13

Ảnh hƣởng của lƣợng cung cấp (q) tới tỷ lệ sót (η)

109

4.14

Ảnh hƣởng của lƣợng cung cấp (q) tới tỷ lệ tổn thƣơng cây(ψ)

110

4.15

Ảnh hƣởng của lƣợng cung cấp (q) tới chi phí năng lƣợng riêng (Ne) 110

4.16

Mặt cắt của các hàm quy hoạch theo x1, x2

125

4.17

Ảnh hƣởng x1, x2 tới Ne

125


xvii

4.18

Ảnh hƣởng x1, x2 tới tỷ lệ η

125

4.19

Ảnh hƣởng x1, x2 tới tỷ lệ ψ

125

4.20

Mặt cắt các hàm quy hoạch theo x1, x3

126

4.21

Ảnh hƣởng x1, x3 đến Ne

126

4.22

Ảnh hƣởng x1, x3 đến tỷ lệ η

126

4.23

Ảnh hƣởng x1, x3 đến tỷ lệ ψ

126

4.24

Mặt cắt các hàm quy hoạch theo x1, x4

126

4.25

Ảnh hƣởng x1, x4 đến Ne

126

4.26

Ảnh hƣởng x1, x4 đến tỷ lệ η

127

4.27

Ảnh hƣởng x1, x4 đến tỷ lệ ψ

127

4.28

Mặt cắt các hàm quy hoạch theo x2, x3

127

4.29

Ảnh hƣởng x2, x3 đến Ne

127

4.30

Ảnh hƣởng x2, x3 đến tỷ lệ η

127

4.31

Ảnh hƣởng x2, x3 đến tỷ lệ ψ

127

4.32

Mặt cắt các hàm quy hoạch theo x2, x4

128

4.33

Ảnh hƣởng x2, x4 đến Ne

128

4.34

Ảnh hƣởng x2, x4 đến tỷ lệ η

128

4.35

Ảnh hƣởng x2, x4 đến tỷ lệ ψ

128


1

MỞ ĐẦU
Nội dung Nghị quyết Đại hội XI của Đảng về phát triển nông nghiệp,
nông dân, nông thôn trong giai đoạn hiện nay là phát triển nông nghiệp toàn
diện theo hƣớng hiện đại, hiệu quả, bền vững trên cơ sở phát huy những lợi
thế của nền nông nghiệp nhiệt đới gắn với giải quyết tốt các vấn đề nông dân,
nông thôn. Trong điều kiện hiện nay, phát triển nông nghiệp phải theo hƣớng
sản xuất hàng hóa lớn, có năng suất, chất lƣợng, hiệu quả và sức cạnh tranh
cao; đảm bảo vững chắc an ninh lƣơng thực, thực phẩm quốc gia cả trƣớc mắt
và lâu dài; sản xuất một số sản phẩm nông nghiệp hàng hóa ứng dụng công
nghệ cao, có năng suất, chất lƣợng và giá trị gia tăng cao; đồng thời, phát
triển nông nghiệp cũng tính tới những yếu tố bảo vệ môi trƣờng và các nguồn
tài nguyên thiên nhiên. Để đạt đƣợc mục tiêu trên cần đẩy nhanh áp dụng tiến
bộ khoa học và công nghệ hiện đại, đặc biệt là cần áp dụng cơ giới hóa trong
tất cả các khâu của quá trình sản xuất.
Đối với nền nông nghiệp nhiệt đới của nƣớc ta, mía là cây công nghiệp
có giá trị cao. Ngoài để sản xuất đƣờng, mía còn là nguyên liệu cho 50 loại
sản phẩm chế biến khác của ngành giấy, dệt, hóa dƣợc … Nghề trồng mía
nƣớc ta đã đƣợc hoạch định và phát triển với tốc độ lớn. Trong niên vụ

2012÷2013 diện tích mía cả nƣớc khoảng 300.000 ha (tăng so với vụ trƣớc
16.778 ha), sản xuất 16 triệu tấn mía (tăng 300 nghìn tấn so với vụ trƣớc). Để
đạt đƣợc mục tiêu này, ngành mía đƣờng cần phải giải quyết nhiều vấn đề:
tăng cƣờng biện pháp kỹ thuật thâm canh, sử dụng giống mới để tăng năng
suất mía, cơ giới hóa đồng bộ trong tất cả các khâu sản xuất, đồng thời cần
giảm tối đa tổn thất sau thu hoạch.
Thời gian thu hoạch chính của mía kéo dài từ 4 ÷ 6 tháng liên tục trong
một năm trùng với một hoặc hai vụ thu hoạch lúa. Mặc dù dân số ở khu vực
nông nghiệp lớn, nhƣng lại là những vùng trọng điểm, lực lƣợng lao động


2

thƣờng khan hiếm vào lúc thu hoạch rộ, giá công lao động khá cao, tăng dần
qua hàng năm. Đồng thời, các khâu thu hoạch nhƣ chặt gốc, róc lá, chặt ngọn,
bó cây, gom đống, chất lên xe vận chuyển … đƣợc thực hiện bằng lao động
thủ công. Công cụ chủ yếu là dao, cuốc bàn nhỏ. Do đó năng suất lao động
thấp, cƣờng độ lao động lớn, thất thoát mía còn nhiều. Trƣớc tình hình này,
việc cơ giới hóa trong khâu thu hoạch là cần thiết.
Yêu cầu quan trọng đặt ra cho khâu thu hoạch bằng cơ giới hóa là phải
giảm thiểu tối đa hao hụt. Theo Carlos Leon (Philsurin 3/2010): “Cứ 1% tạp chất
sẽ giảm đi 0,1 ÷ 2% tổng thu hồi trong chế biến có nghĩa là cứ tăng 1% tạp chất
sẽ mất đi từ 2 ÷ 4 kg đƣờng/tấn mía ép”, Việc bóc lá, loại bỏ tạp chất trƣớc chế
biến không những giảm hao hụt lƣợng đƣờng mà còn giảm chi phí cho công
đoạn tách bỏ tạp chất trong chế biến. Để loại bỏ tạp chất lá mía trong quá trình
thu hoạch có nhiều phƣơng pháp thu hoạch mía bằng máy liên hợp không có bộ
phận bóc lá mía trƣớc khi thu hoạch đƣợc đốt để loại bỏ phần lá, ngoài việc ảnh
hƣởng môi trƣơng, tiêu diệt các loại thiên địch có lợi thì phƣơng pháp này còn
làm đất chai cứng, mất cấu tƣợng. Thu hoạch bằng máy có bóc lá mía không
những giảm chi phí nhân công, mà còn trả lại cho đất một lƣợng lá mía lớn, giúp

cải tạo đất. Tuy nhiên, phƣơng pháp này đòi hỏi chi phí ban đầu lớn và LHM
phải có bộ phận bóc lá mía hoạt động hiệu quả. Đây là phƣơng pháp nƣớc ta tất
yếu phải áp dụng trong quá trình phát triển ngành mía đƣờng. Do vậy, cần phải
có những nghiên cứu nhằm nâng cao chất lƣợng, hiệu quả làm việc của bộ phận
bóc trong LHMTHM.
Vì những lý do trên nên việc thực hiện đề tài luận án: “Nghiên cứu xác
định một số thông số cơ bản của bộ phận bóc lá mía trong liên hợp máy thu
hoạch mía” là cấp thiết
Đề tài này nhằm nghiên cứu lựa chọn nguyên lý làm việc và xác định
thông số cơ bản của bộ phận bóc lá mía trong LHMTHM, làm cơ sở thiết kế
bộ phận bóc trong LHMTHM phù hợp với điều kiện Việt Nam. Đề tài đƣợc
hoàn thành tại Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch.


Luận án đầy đủ ở file: Luận án Full