NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ BỀN KHUNG CÀY CHẢO C7C Tp. Hồ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ & CÔNG NGHỆ
WX

TRẦN NGỌC VIỆT
ĐẶNG HỒNG VƯƠNG

NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ BỀN
KHUNG CÀY CHẢO C7C

Tp. Hồ Chí Minh
Tháng 08 năm 2007


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ & CÔNG NGHỆ
WX

NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ BỀN
KHUNG CÀY CHẢO C7C

Chuyên ngành : Cơ khí Nông Lâm

Giáo viên hướng dẫn

Sinh viên thực hiện

Th.s Nguyễn Hồng Phong

Trần Ngọc Việt

KS Nguyễn Huỳnh Trường Gia

Đặng Hồng Vương

Tp. Hồ Chí Minh
Tháng 08 năm 2007


MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING
NONG LAM UNIVERSITY
FACULTY OF ENGINEERING & TECHNOLOGY
WX

RESEARCHING THE METHOD OF EVALUATING
THE DURABILITY OF FRAME DISK FLOW C7C

Speciality : Agricultural Engineering

Supervisor

Student

Master. Nguyen Hong Phong

Tran Ngoc Viet

Engineer. Nguyen Huynh Truong Gia

Ho Chi Minh City
August, 2007

Dang Hong Vuong


LỜI CẢM TẠ
Chân thành cảm tạ: Ban Giám Hiệu trường đại học Nông Lâm TPHCM, Ban
Chủ Nhiệm Khoa Cơ Khí - Công Nghệ, các Thầy Cô cùng toàn thể CB - CNV đã
hướng dẫn giáo dục chúng tôi trong suốt thời gian học tập tại trường.
Cảm ơn thầy Thạc Sĩ Nguyễn Hồng Phong và thầy Kỹ sư Nguyễn Huỳnh
Trường Gia đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ chúng tôi chúng tôi trong suốt thời gian
thực hiện đề tài.
Cảm ơn toàn thể cán bộ, công nhân viên Trung tâm Năng lượng và Máy nông
nghiệp đã giúp đỡ nhiệt tình chúng tôi để chúng tôi hoàn thành tốt đề tài.
Chân thành cảm ơn chú 6 Thọ ở ấp 2 xã Trị An huyện Vĩnh Cửu - Đồng Nai
đã tạo điều kiện cho chúng tôi tìm hiểu về các loại cày.
Chân thành cảm ơn các bạn đã khích lệ giúp đỡ chúng tôi trong suốt thời gian
thực hiên đề tài.

i


TÓM TẮT
Hiện nay việc sử dụng cày chảo để làm đất ngày càng trở nên phổ biến, nhất là
vùng Đông Nam Bộ. Do nhu cầu đó cho nên có rất nhiều công ty đã tiến hành sản xuất
cày chảo như công ty cổ phần A74, công ty cơ khí Đồng Tâm, công ty cơ khí Đồng
Tiến, ... Tuy nhiên theo chúng tôi được biết, trong quá trình làm việc trên nhiều vùng
đất khác nhau, những loại cày chảo đó đã xuất hiện hư hỏng, đặc biệt là chảo bị cong,
mẻ. Ngoài ra khung cày cũng bị biến dạng, nứt, cong. Nhận thấy tình hình đó chúng

tôi thực hiện đề tài "NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ BỀN KHUNG
CÀY CHẢO C7C".
Mục đích của đề tài là xây dựng được phương pháp đánh giá độ bền khung cày
chảo.
Mục tiêu của đề tài là xác định lực cản tác dụng lên khung cày để từ đó tính
toán ứng suất lý thuyết ở một số điểm nguy hiểm trên khung cày khi chịu ở các mức
tải khác nhau. Qua đó, kết luận sơ bộ về độ bền của khung cày.
Để thực hiện đề tài chúng tôi đã tiến hành tham khảo các tài liệu có liên quan
đến cày, đất đai, sức bền vật liệu. Trên cơ sở đó tính được lực cản của cày, đồng thời
chúng tôi cũng tiến hành khảo nghiệm để có được số liệu thực tế khi cày làm việc. Sau
đó sẽ tính ứng suất lý thuyết ở các điểm trên khung cày. Các phương tiện để chúng tôi
thực hiện đề tài bao gồm cày 7 chảo do công ty cổ phần A74 chế tạo đặt tại xưởng
thực tập của Khoa Cơ Khí, liên hợp máy kéo gồm 2 máy kéo MTZ 50 và MTZ 80, các
thiết bị đo lực, đo độ chặt, đo độ ẩm.
Nội dung thực hiện gồm có:
1. Xác định cơ lí tính của đất thuộc khu đất tập lái của khoa Cơ khí Công nghệ
trường Đại Học Nông Lâm TPHCM.
2. Tổ chức, bố trí thí nghiệm, đo đạc thu thập xử lí số liệu.
3. Xác định lực cản cày bằng lý thuyết và thực nghiệm.
4. Tính toán ứng suất lý thuyết ở một số điểm nguy hiểm trên khung cày.

ii


SUMARY
Nowadays, the need of using dish-plows to impact on the soil is becoming more
and more popular, particularly in the South East of Viet Nam. To satisfy that demand,
many companies have manufactured dish-plows, for examples : A74 joint-stock
company, Dong Tam mechanics company, etc... However, as we know, there are some
problems when dish-plows are used to work on various kinds of soil, especially dishs

are curved and batched. Besides, the frame is deformed, split, and curved. For that
reason, we decide to implement the thesis : "RESEARCHING THE METHOD OF
EVALUATING THE DURABILITY OF FRAME DISK PLOW C7C".
Purpose of the thesis is building the method of evaluating the durability of
frame disk plow.
The goal of the thesis is defining resistance forces acting on the frame, so that
we can compute theorical stress on risk points of plow frame when it is effected by
difference loads. As a result, we can have some preliminary conclusion about the
durability of frame disk plow.
To accomplish this thesis we refered some documents which are related to dish
plows, soil, and material durability. Base on this, we can caculate resistant forces and
do expirements to have real data so we can compute theorical stress on risk points of
plow frame when it is effected by difference loads. Means serve for our thesis are:
dish-plows manufactured by A74 joint-stock company which are placed at the
workshop of Faculty of engineering and technology, two tractors: MTZ 50 and MTZ
80, equipment to measure force, hardness of soil and moisture.
The content for performing include:
1. Defining physical characteristic of soil at training area of Faculty of
Engineering and Technology of Nong Lam University.
2. Celebrating, arranging expirement, measuring and processing data.
3. Determining resistant force with fact and theoretical method.
4. Computing theoretical stress on some risk points of disk-plow-frame.

iii


MỤC LỤC
Trang
CẢM TẠ ...................................................................................................................... i
TÓM TẮT .................................................................................................................. ii

SUMARY .................................................................................................................. iii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iv
DANH SÁCH CÁC HÌNH........................................................................................ vi
DANH SÁCH CÁC BẢNG ..................................................................................... vii
Chương 1. MỞ ĐẦU...................................................................................................
1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................ 1
1.2. Mục đích đề tài .................................................................................................... 2
Chương 2. TRA CỨU TÀI LIỆU SÁCH BÁO PHỤC VỤ TRỰC TIẾP ĐỀ
TÀI
2.1. Cơ lí tính của đất nông nghiệp ............................................................................ 3
2.1.1. Phân loại đất theo thành phần hạt rắn trong đất ........................................ 3
2.1.2. Độ ẩm ........................................................................................................ 3
2.1.3. Độ chặt của đất nông nghiệp ..................................................................... 5
2.2. Ứng suất - trạng thái ứng suất ............................................................................. 6
2.2.1. Ứng suất .................................................................................................... 6
2.2.2. Trạng thái ứng suất ................................................................................... 6
2.3. Cày chảo ............................................................................................................ 11
2.3.1. Nhiệm vụ, yêu cầu kĩ thuật và phân loại................................................. 11
2.3.2. Cấu tạo .................................................................................................... 13
2.3.3. Lực tác dụng lên chảo khi làm việc ........................................................ 16
2.3.4. Hư hỏng của các loại cày chảo................................................................ 17
2.4. Ngôn ngữ lập trình C ......................................................................................... 18
2.4.1. Khái niệm ................................................................................................ 18
2.4.1. Chương trình C ....................................................................................... 19
iv


Chương 3. PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN .................................................
3.1. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................... 20
3.2. Phương pháp thực hiện ...................................................................................... 20

3.3. Các phương tiện và thiết bị thực hiện ............................................................... 21
Chương 4. THỰC HIỆN ĐỀ TÀI – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .......................
4.1. Xác định cơ lí tính của đất ................................................................................. 23
4.1.1. Xác định thổ nhưỡng của đất .................................................................. 23
4.1.2. Xác định ẩm độ của đất ........................................................................... 24
4.1.3. Xác định độ chặt của đất ......................................................................... 26
4.2. Chuẩn bị khảo nghiệm ....................................................................................... 28
4.2.1. Chuẩn bị mặt đồng .................................................................................. 28
4.2.2. Chuẩn bị dụng cụ đo lực ......................................................................... 29
4.2.3. Chuẩn bị liên hợp máy ............................................................................ 29
4.3. Tiến hành khảo nghiệm ..................................................................................... 29
4.4. Xác định lực cản cày bằng phương pháp lý thuyết ........................................... 34
4.5. Lực tác dụng lên chảo trong quá trình làm việc ................................................ 36
4.6. Tính toán và kiểm tra độ bền khung .................................................................. 37
4.6.1. Tính bền thanh ngang dưới ..................................................................... 37
4.6.2. Tính bền cho ống chỉ và trục chảo .......................................................... 42
Chương 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .....................................................................
5.1. Kết luận ............................................................................................................. 46
5.2. Đề nghị .............................................................................................................. 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 47
PHỤ LỤC ................................................................................................................ 48
TẬP BẢN VẼ

v


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1 Trạng thái ứng suất đơn của phân tố chính. ................................................ 7
Hình 2.2 Trạng thái ứng suất phẳng của phân tố chính.............................................. 8

Hình 2.3 Trạng thái ứng suất phẳng của phân tố không phải là phân tố chính. ......... 9
Hình 2.4 Trạng thái ứng suất khối của phân tố chính. ............................................. 10
Hình 2.5 Cày chảo C7C. ........................................................................................... 13
Hình 2.6 Chảo cày. ................................................................................................... 13
Hình 2.7 Bánh đuôi. ................................................................................................. 15
Hình 2.8 Lực tác dụng lên chảo. .............................................................................. 17
Hình 3.1 Cày chảo C7C. ........................................................................................... 21
Hình 3.2 Lực kế hiển thị số. ..................................................................................... 21
Hình 3.3 Lực kế tự ghi. ............................................................................................ 21
Hình 3.4 Liên hợp máy kéo MTZ 50 và MTZ 80. ................................................... 22
Hình 4.1 Khu đất khảo nghiệm. ............................................................................... 23
Hình 4.2 Sơ đố xác định vị trí lấy mẫu đất............................................................... 24
Hình 4.3 Sơ đồ cấu tạo dụng cụ đo độ chặt. ............................................................. 26
Hình 4.4 Sơ đồ lấy mẫu đất đo độ chặt. ................................................................... 27
Hình 4.5 Liên hợp máy kéo MTZ 50 và MTZ 80. ................................................... 29
Hình 4.6 Đo lực cản kéo không tải. .......................................................................... 30
Hình 4.7 Đo lực cản kéo ở chế độ có tải. ................................................................. 31
Hình 4.8 Lực tác dụng lên chảo khi làm việc. .......................................................... 36
Hình 4.9 Biểu đồ mômen của tải trọng và các phản lực đơn vị ............................... 38
Hình 4.10 Hệ tĩnh định tương đương. ...................................................................... 40
Hình 4.11 Biểu đồ nội lực tác dụng lên thanh ngang dưới....................................... 41
Hình 4.12 Lực tác dụng lên chảo. ............................................................................ 42
Hình 4.13 Biểu đồ mômen tác dụng lên ống chỉ và trục chảo. ................................ 43
Hình 4.14 Tiết diện ống chỉ. ..................................................................................... 43
vi


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1 Độ ẩm của đất trong khoảng giới hạn cày khô. ........................................ 5

Bảng 4.1 Thành phần cơ giới của đất. .................................................................... 23
Bảng 4.2 Kết quả đo độ ẩm của đất. ....................................................................... 25
Bảng 4.3 Kết quả đo độ chặt của đất. ..................................................................... 28
Bảng 4.4 Kết quả đo lực cản kéo không tải............................................................ 31
Bảng 4.5 Kết quả đo lực cản kéo có tải ở vận tốc 3,5 km.h-1................................. 32
Bảng 4.6 Kết quả đo lực cản kéo có tải ở vận tốc 5 km.h-1................................... 33
Bảng 4.7 Lực cản riêng của cày. ............................................................................ 35

vii


Chương 1
MỞ ĐẦU

1.1. Đặt vấn đề:
Cày chảo (cày đĩa) được ứng dụng khá rộng rãi trong thực tế sản xuất nông
nghiệp. Ưu điểm lớn nhất của cày chảo đó là lực cản kéo của nó chỉ bằng 3/4 của cày
trụ cùng loại. Nhờ thế nó làm giảm chi phí nhiên liệu, tăng năng suất của liên hợp
máy, làm giảm chi phí đáng kể. Tuy nhiên chưa được nghiên cứu một cách bài bản
trên thực tế sản xuất ở Việt Nam nên cày chảo còn bộc lộ ra nhiều yếu tố hạn chế
nhược điểm của chúng (như độ cày sâu, cày không ổn định, năng suất chưa cao...) do
việc chế tạo chưa thỏa mãn những yêu cầu kĩ thuật nông học.
Cơ giới hóa nông nghiệp là nhiệm vụ quan trọng trong quá trình công nghiệp
hoá - hiện đại hóa đất nước, nhằm đưa nền nông nghiệp dần tiến gần đến trình độ sản
xuất của các nước tiên tiến.Trong đó, khâu chuẩn bị đất trồng đóng vai trò cực kỳ quan
trọng của quá trình cơ giới hóa. Để thực hiện tốt khâu chuẩn bị đất trồng thì chất lượng
và độ bền của công cụ quyết định phần lớn đến năng suất cây trồng và hiệu quả kinh tế
nông nghiệp.
Hiện nay, chúng ta đang sử dụng một số lượng lớn các loại máy làm đất, công
cụ loại chảo chiếm vị trí quan trọng, gồm rất nhiều chủng loại, kiểu cỡ khác nhau.

Riêng về cày chảo, ở các tỉnh phía Nam sử dụng phần lớn các loại cày chảo do các
công ty trong nước sản xuất như: Công ty A74, Công ty cơ khí Đồng Tâm, Công ty cơ
khí Đồng Tiến...
Trong điều kiện của nước ta hiện nay, việc sử dụng các dụng cụ xác định độ
bền của cày còn gặp nhiều khó khăn. Công nghiệp chế tạo công cụ của chúng ta còn ở
trình độ thấp, không đảm bảo cả về mặt số lượng và chất lượng. Mặt khác, việc nhập
khẩu các máy làm đất của nước ngoài còn hạn chế do giá thành cao chưa phù hợp với
người nông dân trong nước. Vì vậy, việc có được phương pháp xác định độ bền của
1


cày loại chảo, cụ thể là xác định ứng suất tại các điểm nguy hiểm của khung cày, trở
nên rất cần thiết.
1.2. Mục đích đề tài:
Được sự cho phép của Ban chủ nhiệm Khoa Cơ Khí Công Nghệ và dưới sự
hướng dẫn trực tiếp của thầy Thạc Sĩ Nguyễn Hồng Phong, thầy kỹ sư Nguyễn Huỳnh
Trường Gia và bộ môn Công Thôn chúng tôi thực hiện đề tài "NGHIÊN CỨU
PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ BỀN KHUNG CÀY CHẢO C7C" với mục đích là
xây dựng được phương pháp đánh giá độ bền khung cày chảo và nội dung thực hiện
gồm:
9 Liệt kê đầy đủ các hư hỏng thường gặp của cày 7 chảo C7C.
9 Tính toán ứng suất lý thuyết ở các điểm nguy hiểm trên khung cày khi chịu
ở các mức tải khác nhau. Qua phân tích đánh giá độ bền, độ cứng khung
cày.
9 Ứng dụng ngôn ngữ lập trình C để lập chương trình tính toán ứng suất tại
các điểm nguy hiểm trên khung cày khi giá trị lực cản kéo thay đổi.
Trong quá trình thực hiện, chúng tôi đã cố gắng nghiên cứu lý thuyết và thực
nghiệm. Nhưng do thời gian có hạn và trình độ kinh nghiệm thực tế còn nhiều hạn chế
nên bản luận văn này còn nhiều thiếu sót, chúng tôi rất mong được sự đóng góp quí
báu của Quý thầy cô để đề tài được hoàn chỉnh hơn.

2


Chương 2
TRA CỨU TÀI LIỆU, SÁCH BÁO
PHỤC VỤ TRỰC TIẾP ĐỀ TÀI

2.1. Cơ lí tính của đất nông nghiệp:
2.1.1. Phân loại đất theo thành phần các hạt rắn trong đất:
Việc phân loại đất theo thành phần cơ giới như cát pha, thịt nhẹ, thịt trung bình,
thịt nặng là căn cứ vào tỷ lệ % các cấp hạt có trong đất. Theo Jacốp, loại đất chứa
60 - 90% số hạt có đường kính 0,05 - 3 mm là cát pha. Loại đất chứa 25 - 60% số hạt
có đường kính 0,5 - 3 mm là đất thịt nhẹ. Loại đất chứa 10 - 50% số hạt có đường kính
nhỏ hơn 0,005 mm là đất thịt nặng. Loại đất chứa trên 50% số hạt có đường kính nhỏ
hơn 0,005 mm là đất sét.
2.1.2. Độ ẩm:
a) Định nghĩa và phân loại độ ẩm:
* Định nghĩa: Độ ẩm của đất biểu thị lượmg nước có trong đất ở một độ sâu
nhất định, một thời điểm xác định của một loại đất.
* Phân loại: Người ta thường phân độ ẩm của đất ra các loại sau:
Độ ẩm cây héo: chỉ lượng nước còn ở trong mỗi loại đất mà cây không thể hút
được, lúc đó cây bắt đầu héo dần rồi chết.
Độ ẩm toàn phần: chỉ sức chứa ẩm tối đa của mỗi loại đất, khi các lỗ rỗng của
đất chứa đầy nước.
Độ ẩm tương đối: chỉ lượng nước có trong đất so với độ ẩm toàn phần của mỗi
loại đất.
Độ ẩm tuyệt đối: chỉ lượng nước đang có trong đất so với trọng lượng các hạt
rắn của mỗi loại đất.

3


Độ ẩm của đất ở giới hạn nhão: chỉ lượng nước có trong mỗi loại đất mà khi
vượt quá giới hạn thì đất sẽ chuyển sang trạng thái nhão ướt.
Độ ẩm của đất ở giới hạn lăn: chỉ lượng nước có trong mỗi loại đất mà khi giảm
nhỏ hơn giới hạn thì đất chuyển sang trạng thái khô nứt.
b) Xác định độ ẩm:
Bằng các dụng cụ chuyên dùng, lấy mẫu đất tại ruộng, phân tích trong phòng
thí nghiệm theo phương pháp chung. Sấy mẫu đất ở nhiệt độ 1050C đến trọng lượng
không đổi. Nếu là đất ướt thì trong 4 giờ đầu sấy ở nhiệt độ 40 – 500C, rồi chuyển sang
sấy ở nhiệt độ 1050C. Sai số giữa hai lần cân sau cùng, không quá 0,02 g. Xác định độ
ẩm W% theo công thức:
W =

g1 − g 2
.100
g2 − g0

(1) [TL3. Trang 31]

Trong đó:
g1 - trọng lượng hộp + mẫu đất trước khi sấy (g)
g2 - trọng lượng hộp + mẫu đất sau khi sấy khô kiệt (g)
go - trọng lượng hộp không (g)
c) Động thái của độ ẩm:
Theo diễn biến thời tiết và theo chế độ canh tác, cơ cấu luân canh trong một
năm, độ ẩm của đất trồng trọt ở nước ta có những thay đổi rõ rệt qua các trạng thái
khác nhau.
+ Ở đất trồng các cây trồng cạn quanh năm thì trong mùa khô độ ẩm rất thấp và

trong mùa mưa độ ẩm cao.
+ Ở đất trồng 1 vụ lúa mùa khô bỏ hoang thì mùa mưa ruộng ngập nứớc đất
nhão, còn mùa khô thì đất ở trạng thái ẩm khô với độ ẩm từ 45 - 50% đến 10 - 15%.
+ Ở đất trồng 2 vụ thì phần lớn thời gian trong năm ruộng ngập nước đất nhão,
có xen kẽ thời gian đất ướt, ẩm khô.
Kết quả nghiên cứu của động thái độ ẩm của đất nông nghiệp ở Việt Nam cho
thấy sự phụ thuộc của độ ẩm vào các yếu tố:

4


- Chiều sâu từng loại đất: khi đất ngập nước thì độ ẩm của lớp đất mặt lớn nhất
và giảm dần theo chiều sâu. Nếu là đất trồng màu và cây công nghiệp thì độ ẩm của
đất ở những lớp dưới thường lớn hơn lớp đất mặt.
- Thành phần cơ giới các loại đất: đất thịt nặng có sức chứa ẩm lớn (50 – 60%).
Đất xám có thành phần cơ giới cát pha thịt nhẹ, sức chứa ẩm nhỏ (25 – 30%).
- Mùa vụ cày: vào mùa khô độ ẩm của các loại đất đều xuống thấp, có tháng độ
ẩm lớp đất mặt chỉ còn 8 – 9%. Vào mùa mưa độ ẩm các loại đất tăng lên.
d) Độ ẩm của đất trong vụ cày khô:
Đất có độ ẩm cao, ướt thì khi làm việc, bánh chủ động quay tít nhưng máy sa
lầy tại chỗ, cày có xu hướng ăn sâu quá mức yêu cầu kĩ thuật.
Nếu là đất quá khô, khi cày khó cắt vào đất và lật đất theo yêu cầu kĩ thuật.
Bảng 2.1: Độ ẩm của đất trong khoảng giới hạn cày khô
W% có thể cày ép

W% cày khô

Đất ẩm

Đất khô

thích hợp

31 – 35

18 – 20

22 – 30

Đất phù sa không bồi, thịt trung 30 – 33

16 – 20

21 – 28

Loại đất
Đất phù sa không bồi, thịt nặng.
bình.
Đất phù sa không bồi, thịt nhẹ.

(1)

10 – 12

15 – 25

Đất xám, cát pha.

(1)

7–9

12 – 24

Ghi chú: (1) Đất có thành phần cơ giới thịt nhẹ hoặc cát pha, cày khi đất ướt
hoặc độ ẩm cao không khó khăn như đất có thành phần cơ giới thịt nặng và trung bình.
2.1.3. Độ chặt của đất nông nghiệp:
a) Định nghĩa: Độ chặt (còn gọi là độ cứng) của đất là lực cản riêng của đất
tính trên mỗi đơn vị diện tích đầu đo được ấn vào đất từ trên xuống dưới theo phương
thẳng đứng. Độ chặt (HkG.cm-2) được xác định theo công thức:
b) Cách xác định:

H=

S .K hcp .K
=
(kG.cm − 2 )
l.F
F

(2) [TL3. Trang 45]

Trong đó:
5


S – diện tích của giản đồ lực đo được (mm2)
l – chiều dài của giản đồ lực (mm)
K – hệ số lò xo của trang bị đo (kg.mm-1)
F – diện tích của đầu đo (cm2)

hcp – chiều cao trung bình của đường biểu diễn lực đo được (mm)
c) Dụng cụ đo: Có 2 loại do Liên Xô chế tạo.
- Trang bị Vít Skhôm, đầu đo được chuyển động từ từ vào đất qua trục vít vô
tận và các cặp bánh răng truyền lực.
- Trang bị kiểu Rê-viát-skin, đầu đo được ấn vào đất trực tiếp bằng tay người
đo.
* Độ chặt của đất phụ thuộc vào các yếu tố:
™ Hình dạng đầu đo.
™ Độ sâu của đất.
™ Độ ẩm của đất.
2.2. Ứng suất - Trạng thái ứng suất:
2.2.1. Ứng suất:
* Định nghĩa: Ứng suất là cường độ của nội lực tại một điểm nào đó trên mặt
π , kí hiệu là p.

* Thành phần của ứng suất:
- Thành phần vuông góc với mặt cắt được gọi là ứng suất pháp, kí hiệu σ
- Thành phần nằm trong mặt cắt gọi là ứng suất tiếp, kí hiệu τ .
* Cách xác định p:
p = σ 2 +τ 2

(3) [TL5. Trang15]

2.2.2. Trạng thái ứng suất:
a) Trạng thái ứng suất tại một điểm C:
* Định nghĩa: Nếu qua C xét các mặt cắt khác nhau thì tương ứng với mỗi vị trí
→

của mặt cắt π ta được một vector ứng suất p có giá trị khác nhau. Tập hợp mọi vector
→

ứng suất p , ứng với tất cả các mặt cắt qua C, được gọi là trạng thái ứng suất tại điểm
C.
6


Người ta chứng minh đươc rằng, qua một điểm bất kì ta luôn tìm được ba mặt
cắt vuông góc với nhau. Trên ba mặt cắt đó thành phần ứng suất tiếp bằng không. Các
mặt cắt đó được gọi là các mặt chính. Ứng suất trên mặt cắt đó gọi là ứng suất chính.
Đối với ba mặt chính đó xảy ra ba trường hợp:
- Trên một mặt chính có ứng suất pháp, trên hai mặt chính còn lại ứng suất pháp
bằng không, ta gọi là trạng thái ứng suất đơn.
- Trên ba mặt chính có ứng suất pháp, trên một mặt chính ứng suất pháp bằng
không, ta gọi là trạng thái ứng suất phẳng.
- Trên ba mặt chính đều có ứng suất pháp, ta gọi là trạng thái ứng suất
khối.
b) Trạng thái ứng suất đơn:
* Cho phân tố chính:

Fa

s1

s1

x

ta

Hình 2.1 Trạng thái ứng suất đơn cho phân tố chính

α - góc hợp bởi pháp tuyến mặt Fα với đường chiều dương trục thanh.
α >0 khi quay từ chiều dương trục thanh đến phưong pháp tuyến ngược chiều

kim đồng hồ.
α < 0 trong trường hợp ngược lại : σ 1 ≠ 0; σ 2 = σ 3 = 0 .

Ứng suất chính ở mặt cắt F được xác định theo công thức:
σ1 =

N
F
; Fα =
F
cos α

(4) [TL5. Trang 26]
7


Ứng suất toàn phần trên mặt cắt Fα sẽ là:
pα =

N
N . cos α
=
= σ 1 . cos α
Fα
F

(5) [TL5. Trang 26]

Ứng suất pháp và tiếp trên mặt cắt nghiêng Fα có trị số:
σ α = pα . cos α = σ 1 . cos 2 α
τ α = pα . sin α = 1 / 2σ 1 . sin 2α

(6) [TL5. Trang 28]

Khi α = 0 0 → σ αmax = σ 1 (mặt chính vuông góc với trục thanh)
Khi α = 90 0 → σ αmin = 0 (mặt chính song song với trục thanh)
Khi α = 45 0 → τ αmax =

σ1
2

Khi α = 0 0 hoặc α = 90 0 → τ αmin = 0
c) Trạng thái ứng suất phẳng:
* Cho phân tố chính:

s

s
s

1

2

ί

s

ί

t

a

ί

a

s

1

ta

s

2

Hình 2.2 Trạng thái ứng suất phẳng cho phân tố chính
σ 1 ≠ 0; σ 2 ≠ 0; σ 3 ≠ 0.
σ α = σ 1 . cos 2 α + σ 2 . sin 2 α .
τ α = 1 2 (σ 1 − σ 2 ) sin 2α

Khi α = 0 0 → σ αmax = σ 1

8

(7) [TL5. Trang 30]


Khi α = 90 0 → σ αmin = σ 2
Khi α = 45 0 → τ αmax =

σ1 − σ 2
2

Khi α = 0 0 hoặc α = 90 0 → τ αmin = 0
Ứng suất tác dụng lên hai mặt tương ứng vuông góc có mối quan hệ như sau:
σα + σ β = σ1 + σ 2

(8)

τ β = −τ α

* Cho phân tố có một mặt là mặt chính không ứng suất và hai mặt còn lại không
phải là mặt chính.

sy

t yx

xy

sx
ta
t xy
t yx

v

sy
Hình 2.3 Trạng thái ứng suất phẳng cho phân tố không phải là phân tố chính
α > 0 khi quay từ chiều dương trục thanh đến phương pháp tuyến ngược chiều

kim đồng hồ.
α < 0 trong trường hợp ngược lại.

Ứng suất pháp và tiếp trên mặt cắt nghiêng bất kì song song với trục Oz, có
pháp tuyến hợp với chiều dương trục x một góc α , được xác định theo công thức.
σα =
τα =

σ x +σ y
2
σ x −σ y
2

+

σ x −σ y
2

cos 2α − τ xy . sin 2α

sin 2α + τ xy . cos 2α

9

(9) [TL5. Trang 35]


Trong trạng thái ứng suất phẳng người ta kí hiệu hai ứng suất chính cần tìm là
σ max , σ min . Các ứng suất này được xác định theo công thức:

max
σ min
=

σx +σ y
2

±

1
(σ x − σ y ) 2 + 4τ xy2
2

(10) [TL5. Trang 40]

Phương các mặt chính được xác định theo công thức:
tgα 21 =

τ xy
max
σ y − σ min

(11) [TL5. Trang 40]

Trong đó: góc α 1 ứng với phương có α max
Góc α 2 ứng với phương có α min
d) Trạng thái ứng suất khối:
* Cho phân tố chính:
s

2

s
t

1

a

Hình 2.4 Trạng thái ứng suất khối của phân tố chính

σ 1 ≠ 0; σ 2 ≠ 0;σ 3 ≠ 0 và σ 1 > σ 2 > σ 3 .

Ứng suất tiếp và pháp trên mặt cắt bất kì có pháp tuyến n hợp với phương chính
những góc σ 1 ; σ 2 ; σ 3 được xác định theo công thức:
σ α = σ 1 . cos 2 α 1 + σ 2 cos 2 α 2 + σ 3 cos 2 α 3
τ α = σ 12 cos 2 α 1 + σ 22 cos 2 α 2 + σ 32 cos 2 α 3 − σ α2

10

(12) [TL5. Trang 45]


Nếu pháp tuyến của mặt cắt hợp với ba phương chính những góc bằng nhau

(α 1 = α 2 = α 3 ) ứng suất pháp và tiếp trên mặt cắt đó được xác định theo công thức:

σα =

σ1 + σ 2 + σ 3

τα =

3
2
. σ 12 + σ 22 + σ 32 − σ 1σ 2 − σ 2σ 3 − σ 3σ 1
3

(13) [TL5. Trang 45]

1
= . (σ 1 − σ 2 ) 2 + (σ 2 − σ 3 ) 2 + (σ 3 − σ 1 ) 2
3

Ứng suất pháp và tiếp trên mặt cắt bất kỳ song song với một ứng suất chính nào
đó được xác định bằng công thức đã lược bỏ ứng suất chính ấy, nghĩa là sử dụng công
thức ở trường hợp trạng thái ứng suất phẳng.
2.3. Cày chảo:
2.3.1 Nhiệm vụ, yêu cầu kĩ thuật và phân loại:
a) Nhiệm vụ:
Cày là một công cụ làm đất chính dùng để cày vỡ đất sau các mùa thu hoạch và
chuẩn bị cho các vụ tiếp theo. Trong trường hợp máy cần phải phối hợp với máy làm
đất sau cày thì máy làm đất chính là các loại cày có nhiệm vụ cày vỡ, phá vỡ mối liên
kết đầu tiên của đất trên mặt đồng, tạo nên các rạn nứt để sau đó máy bừa, xới tiếp tục
công việc làm tơi và san phẳng. Trong điều kiện đất chua mặn, cày dùng để thực hiện

công việc ải đất trong mùa khô. Cày ải có nhiệm vụ cắt mao dẫn phèn, mặn từ dưới
sâu bốc lên và phơi khô lớp đất này.
b) Yêu cầu kĩ thuật của máy làm đất chính:
Các loại máy dùng làm đất chính phải đạt được các yêu cầu kĩ thuật sau:
Đảm bảo độ cày sâu đều, độ chênh lệch không quá 1cm.
Đất tơi rạn nhiều, các cục đất có kích thước càng nhỏ càng tốt (nếu chỉ thực
hiện một lần thì phải đảm bảo độ tơi đất đủ để có thời gian gieo trồng) tạo điều kiện dễ
dàng cho công cụ làm đất tiếp theo, trong trường hợp phơi ải sẽ chóng khô rõ rệt.
Góp phần diệt được cỏ dại, trong trường hợp cày lật đất cần phải lật thỏi đất
hoàn toàn để chôn vùi cỏ dại, nếu cày sâu quá 18 cm thì cần phải có khâu cày phụ để
lật đất triệt để hơn, lấp hoàn toàn cỏ dại.

11


Trong trường hợp cày không lật cần giữ thảm cỏ trên mặt đồng, đất tơi vỡ nhỏ
để phơi đất chóng khô và cỏ chóng chết.
Mặt đồng cần bằng phẳng để giữ đều chế độ nước và dinh dưỡng cho cây trồng.
Ngoài ra công cụ cần đơn giản, vững chắc, tiết kiệm nguyên vật liệu, giá thành
rẻ, làm việc ổn định, lực cản riêng nhỏ.
Khi cày đúng độ ẩm (khoảng 18 - 20% - đất nẻ chân chim) lực cản kéo sẽ nhỏ
nhất, đất tơi vỡ đạt mức tối đa.
c) Phân loại máy làm đất chính:
Có thể có những căn cứ khác nhau để phân loại máy làm đất chính:
* Phân loại theo nhiệm vụ và yêu cầu kĩ thuật:
™ Cày lật đất;
™ Cày không lật đất;
™ Đảo trộn và làm tơi (phay);
™ Cày sâu (đến 40 – 50 cm);
™ Cày cạn (dưới 18 cm) và trung bình (18 – 30 cm);

™ Cày nhiệm vụ chung: đất thuộc;
™ Cày nhiệm vụ đặc biệt: khai hoang, v.v...
* Phân loại theo bộ phận làm việc:
™ Cày diệp;
™ Cày chảo;
™ Cày bừa xới;
™ Phay.
* Phân loại theo nguồn sức kéo:
™ Cày súc vật kéo;
™ Cày máy kéo;
™ Cày tời kéo;
™ Cày đi điện.

12


2.3.2. Cấu tạo:

Hình 2.5 Cày 7 chảo C7C
* Cấu tạo cày chảo có hai loại:
- Loại có các chảo quay trên một trục của cả dàn cày (cày lật rạ).
- Loại có các chảo quay trên các trục riêng biệt cho mỗi chảo (cày phá lâm).
* Khung cày:
Là các khung đầu và thanh ngang. Thanh ngang mang trục chảo được gia công
chắc chắn. Trên khung được hàn hoặc bắt các thanh treo đứng và ngang để lắp vào cơ
cấu treo của máy kéo.
* Chảo cày:
βn
β

δ
D

R

α

Hình 2.6 Chảo cày
13

ε

i


Chảo cày có dạng chỏm cầu hoặc hình nón thay cho lưỡi và diệp cày. Chảo
hình nón có các mặt song song nhau nên khoảng cách giữa các mặt làm việc không
thay dổi. Còn trong chảo chỏm cầu độ cong của các cung khác nhau nên có xu hướng
ép đất.
Chảo đặt nghiêng một góc so với hướng tiến, nó quay cắt đất thành lát mỏng và
xúc lên mặt chảo. Thường chảo có kích thước khoảng 610 mm (đến 813 mm) dày
6 - 7,5 mm cắt luống cày rộng 250 - 300 mm, góc mài cạnh sắc của chảo về phía mặt
lồi và bằng 15 - 250.
Góc tiến của chảo (góc nằm ngang giữa mặt phẳng của chảo và hướng chuyển
động) thường không quá 450. Góc nghiêng giữa mặt phẳng chảo và đường thẳng đứng
(góc lật) thường 15 - 250 khi tăng góc tiến khoảng 450, làm tăng độ ăn sâu của chảo.
Ngược lại khi tăng góc lật 15 - 200 sẽ tăng lực kéo một ít và có xu hướng giảm độ ăn
sâu của chảo, nhưng việc lật thỏi đất tốt hơn.
Để điều chỉnh các góc β n (góc lật) có thể thực hiện bằng cách thay đổi một trong
ba vị trí trên trụ cày (ở cày Ford), thay đổi vị trí một trong hai nấc (ở cày Gard).

Để điều chỉnh góc β (góc tiến) có thể thực hiện bằng cách xoay trục chảo cày
vào một trong ba lỗ trên khung (ở cày Gard).
Để gạt đất đồng thời tăng khả năng lật đất người ta lắp thêm bộ phận gạt
(hoặc tai diệp) phía trước chảo.
* Trục chảo:
Trục chảo quay trên ổ đũa côn đỡ chặn. Thường người ta không bố trí hai ổ ở
hai đầu tận cùng của trục mà đặt ổ ở khoảng lưng chừng của trục, khi chế tạo cày 6
chảo trở lên. Còn cày 5 chảo thì hai ổ đỡ được đặt ở hai đầu. Các ổ được các phớt che
chắn cẩn thận để tránh lọt nước bùn.
* Bánh lái và khung thành lái:
- Bánh lái: lăn trên đáy luống và có tác dụng chống lại lực xoay cày phản lực
đất tác dụng vào chảo cày. Bánh lái được chế tạo từ một vành sắt, mặt ngoài có cạnh
sắc, lăn do trên ổ bi côn. Bánh lái được gắn trên khung bánh lái.

14


Hình 2.7 Bánh đuôi
- Khung bánh lái: Khung bánh lái được lắp vào khung cày với bộ phận điều
chỉnh độ sâu. Góc của bánh lái được điều chỉnh như một cơ cấu tay đòn và vít điều
chỉnh.
Cày chảo có nhiều trục riêng biệt cho mỗi chảo:
Các loại cày chảo này có 2 - 3 chảo. Các chảo không cùng lắp trên một trục mà
được lắp trên các bán trục riêng biệt. Mỗi bán trục lại được gắn lên mỗi trục cày biệt
lập. Chảo được lắp các ổ bi côn, quay tự do trên bán trục của nó.
* Các loại cày chảo đặc trưng:
- Cày chảo đất thuộc: Thường có 6 - 7 hoặc 8 chảo (treo hoặc nửa treo). Các
chảo lắp trên một trục chung. Chỉ có thể điều chỉnh góc tiến. Cày được dùng trong các
vùng đất thuộc. Các cày tiêu biểu được sản xuất ở Việt Nam như cày 7 chảo Đồng
Tiến, cày 7 chảo Đồng Tâm (cày 10 chảo). Cày chảo Hưởng phước: Cày có 6 chảo lắp

trên cùng một trục. Đường kính chảo là 610 mm, khoảng cách giữa các chảo 270 mm,
bề rộng làm việc 1,4 m. Cày liên hợp với máy kéo 50 - 55 mã lực, năng suất
0,6 - 0,8 ha.h-1. Cày sử dụng tốt ở vùng đất thịt, đất cát pha, đất nhiều mùn có độ ẩm
thích hợp, cho năng suất cao. Không nên cày đất quá ẩm vì hay bị dính đất.
- Cày An Giang: Cày có 6 chảo, đường kính chảo 650 mm, khoảng cách chảo
230 mm. Các chảo được lắp trên một trục. Bề rộng làm việc của chảo là 1,2 m. Cày
15