Luận văn thạc sĩ khảo sát ảnh hưởng của một số yếu tố đến tính tương thích động học giữa bộ phận gặt đập và hệ thống di động của máy gặt đập liên hợp thu hoạch lúa

....

Bộ giáo dục và đào tạo
Trờng đại học nông nghiệp hà nội
-------------***-------------

Vũ hoàng thành

Khảo sát ảnh hởng của một số yếu tố
đến tính tơng thích động học giữa bộ phận
gặt đập và hệ thống di động của máy gặt
đập liên hợp thu hoạch lúa

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành : Kỹ thuật máy và thiết bị
cơ giới hoá nông, lâm nghiệp
MÃ số

: 60.52.14

Ngời hớng dẫn khoa học: PGS.TS. nông văn vìn

hà nội - 2011


LỜI CAM ðOAN
Tơi xin cam đoan các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này
là hoàn toàn trung thực và chưa hề ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào.
Tơi cam đoan rằng, mọi sự giúp ñỡ ñể thực hiện luận văn này ñã ñược
cảm ơn và các thơng tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2011

Tác giả luận văn

Vũ Hồng Thành

Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………

i


LỜI CẢM ƠN
ðể hồn thành luận văn tơi đã nhận được sự hướng dẫn rất nhiệt tình
của PGS.TS. Nơng Văn Vìn cùng với những ý kiến đóng góp q báu của các
thầy giáo, cơ giáo Bộ mơn Cơ khí ðộng lực của Trường ðại học Nông nghiệp
Hà Nội. Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới những sự
giúp đỡ q báu đó.
Tơi xin chân thành cảm ơn các ñồng nghiệp tại Viện Cơ ñiện Nơng
nghiệp và Cơng nghệ sau thu hoạch đã tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành
luận văn này.
Hà Nội, ngày 24 tháng 10 năm 2011
TÁC GIẢ

Vũ Hoàng Thành

Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………

ii


MỤC LỤC
Lời cam ñoan
Lời cảm ơn

i
ii

Mục lục

iii

Danh mục bảng

v

Danh mục hình

vi

MỞ ðẦU

1

CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU

3

1.1.

CÁC PHƯƠNG PHÁP THU HOẠCH LÚA BẰNG MÁY

3

1.1.1.

Phương pháp thu hoạch một giai ñoạn

3

1.1.2.

Phương pháp thu hoạch nhiều giai ñoạn

4

1.2 .

ƯU, NHƯỢC ðIỂM CỦA MÁY THU HOẠCH LÚA LIÊN HỢP

5

1. 3.

PHÂN LOẠI MÁY LIÊN HỢP THU HOẠCH LÚA (LHTHL)

6

1.3.1.

Phân loại theo hình thức liên hợp với nguồn ñộng lực: gồm các loại sau: 6

1.3. 2. Phân loại theo hình thức tách hạt khỏi bông
1.4.

6

CÁC LOẠI MÁY LHTHL HIỆN NAY TRÊN THẾ GIỚI.
NGUYÊN LÝ CẤU TẠO CHUNG CỦA MỘT SỐ LOẠI MÁY
ðIỂN HÌNH

7

1.4.1.

Máy gặt ñập liên hợp

7

1.4.2.

Máy gặt tuốt liên hợp

10

1.4.3.

Máy tuốt hạt trực tiếp trên bơng (TTTB)

16

1.5.

TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VÀ PHÁT TRIỂN
MÁY GðLH Ở CÁC NƯỚC TRONG KHU VỰC VÀ TRONG
NƯỚC

1.5.1.
1.5.2.

19

ðặc ñiểm các loại máy GðLH với bộ phận ñập dọc trục của
Trung Quốc và Thái Lan.

19

Các nghiên cứu thử nghiệm và thiết kế chế tạo máy GðLH ở Việt nam

22

Chương 2 ðỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

30

2.1.

ðối tượng nghiên cứu:

30

2.1.

Phương pháp nghiên cứu

33

Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………

iii


Chương 3 XÂY DỰNG MƠ HÌNH NGHIÊN CỨU ðỘNG HỌC CỦA
LIÊN HỢP MÁY GẶT ðẬP LIÊN HỢP THU HOẠCH LÚA

34

3.1.

Lựa chọn mơ hình nghiên cứu

34

3.1.1.

Các giả thiết để xây dựng mơ hình

34

3.1.2.

Thiết lập sơ đồ khối

34

3.1.3.

Cân bằng mơ men động cơ

36

3.1.4.

Lựa chọn các hàm mục tiêu

37

3.1.5.

Các thơng số điều khiển

40

3.2.

Xây dựng đường đặc tính của động cơ

40

3.2.1.

Khái niệm mức ga

40

3.2.2.

Xây dựng đường đặc tính của động cơ

42

3.3.

Một số kết quả nghiên cứu

44

3.3.1.

ðối tương và mục đích khảo sát

44

3.3.2.

Lựa chọn các phương án khảo sát

45

3.3.3.

ðường đặc tính động cơ 4L68

45

3.3.4.

Khảo sát hệ số ñộng học k theo tỉ số truyền

49

3.3.5.

Ảnh hưởng mức ga và số truyền ñến các chỉ tiêu làm việc của
liên hợp máy

50

3.3.6.

Ảnh hưởng mơ men cản gặt đập ñến các chỉ tiêu làm việc

57

3.4.

Kết luận chương 3

59

Chương 4 KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ

60

4.1.

KẾT LUẬN

60

4.1.

KIẾN NGHỊ

61

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………

62

iv


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1 : Thông số kỹ thuật máy liên hợp thu hoạch lúa 4LZ-1.5

32

Bảng 3.1. Ảnh hưởng của mức ga và số truyền ñến các chỉ tiêu làm việc của
liên hợp máy

Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………

55

v


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Máy gặt đập liên hợp trống ñập tiếp tuyến

7

Hình 1. 2. Máy GðLH trống ñập dọc trục

8

Hình 1.3. Một mẫu máy gặt tuốt liên hợp hiện ñại

10

Hình 1.4 Máy gặt tuốt liên hợp ñang làm việc

11

Hình 1.5. Sơ đồ hoạt động của máy GTLH

12

Hình 1.6. Bộ phn tut ht gmcỳ

14

Hình 1.7. Nguyên lý làm việc máy TTTB

17

Hình 1.8. Răng trống tuốt

18

Hình 1.9. Máy GðLH 4LZ-1,8 (Cơng ty Liễu Lâm Trung Quốc)

20

Hình 1.10. Máy GðLH Kaset -22 của Thái Lan

21

Hình 1.11. Máy gặt đập liên hợp GLH-0,2

23

Hình 1.12. Máy gặt đập liên hợp GðLH-1,2

24

Hình 1.13. Máy GðLH-154 của cơ sở Chín Nghiã

26

Hình 1.14. Máy GðLH của ơng Nguyễn ðức Hồng- tồn cảnh và hệ di
động nhìn phía sau

27

Hình 1: Máy liên hợp thu hoạch lúa 4LZ-1.5

30

Hình 3.1. Mơ hình sử dụng liên hợp máy gặt đập lúa

35

Hình 3.2. ðặc tính trượt của liên hợp máy gặt lúa theo hệ số kéo bám

38

Hình 3.3. ðường đặc tính tốc ñộ với các mức ga khác nhau
Hình 3.4. ðường ñặc tính tốc độ ngồi của động cơ 4L68

41
46

Hình 3.5. ðường ñặc tính cục bộ của ñộng cơ 4L68 với mức ga 75%

47

Hình 3.6. ðường đặc tính cục bộ của động cơ 4L68 với các mức ga khac nhau

48

Hình 3.7. ðặc tính hệ số động học của LHM 4LZ-1.5

49

Hình 3.8. Xác ñịnh ñiểm làm việc của ñộng cơ

52

Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………

vi


MỞ ðẦU
Cơ giới hóa thu hoạch lúa đóng vai trị rất quan trọng trong sản xuất
nông nghiệp ở nước ta, khơng chỉ nhằm giải phóng sức lao động nặng nhọc
cho nơng dân, giảm tổn thất trong thu hoạch mà cịn nâng cao chất lượng gạo
ñể ñáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu.
Xuất phát từ các yêu cầu thực tế đó, ðảng và Nhà nước ta đã có nhiều
chủ trương, chính sách đầu tư cho sự phát triển cơ giới hóa nói chung và cơ
giới hóa khâu thu hoạch lúa nói riêng. Trong đó có kinh phí cho nghiên cứu
khoa học và cơng nghệ, đồng thời có kinh phí hỗ trợ cho nơng dân đầu tư mua
máy. Nhiều đề tài nghiên cứu khoa học và cơng nghệ cấp Nhà nước, cấp Bộ,

cấp Tỉnh ñã ñược triển khai và đã có những kết quả nhất định. Góp phần vào
sự phát triển các máy thu hoạch lúa ở nước ta cịn có các cá nhân (bao gồm cả
nơng dân) ñã nghiên cứu thiết kế, chế tạo ra một số loại máy thu hoạch lúa và
ñã ñược ứng dụng trong thực tế sản xuất. Tuy nhiên, cho ñến nay, các mẫu
máy chế tạo trong nước còn tồn tại những nhược ñiểm nhất ñịnh như ñộ bền,
ñộ tin cậy trong sử dụng và hiệu quả thu hoạch. Vì thế sức cạnh tranh về kỹ
thuật với các máy nhập ngoại còn thấp. Tuy vậy, một số loại máy gặt chế tạo
trong nước đã được nơng dân đón nhận do giá thành rẻ, phù hợp với khả năng
ñầu tư vốn của họ.
Máy gặt ñập liên hợp thuộc loại máy có kết cấu phức tạp, ñối tượng tác
ñộng thay ñổi trong phạm vi rộng. Bởi vậy, năng suất, chất lượng công việc
và hiệu quả kinh tế của các máy gặt ñập phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như
chất lượng chế tạo, ñiều kiện sử dụng. Trong các yếu tố cấu tạo, tính tương
thích ñộng học giữa bộ phận gặt ñập và bộ phận di động là một trong những
thơng số gây ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu sử dụng máy. Tính tương
thích động học chủ yếu phụ thuộc vào đặc điểm của hệ thống truyền ñộng của
liên hợp máy và ñiều kiện sử dụng (tính chất mặt đồng, mật độ và tính chất cơ
lý của cây lúa).
Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………

1


Với những lý do trên, tơi chọn đề tài luận văn:

“Khảo sát ảnh hưởng của một số yếu tố ñến tính tương thích động học
giữa bộ phận gặt đập và hệ thống thống di ñộng của máy gặt ñập liên hợp
thu hoạch lúa”
Mục đích nghiên cứu của đề tài
Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến tính tương thích ñộng học giữa

bộ phận gặt ñập và hệ thống di động của máy gặt đập liên hợp nhằm góp phần
hồn thiện cơ sở thiết kế, chế tạo hệ thống truyền ñộng trên loại máy này và
lâu dài hơn là góp phần phát triển các loại máy gặt ñập lúa ở nước ta.

Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………

2


CHƯƠNG I
TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
1.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP THU HOẠCH LÚA BẰNG MÁY
Hiện nay trên thế giới thu hoạch lúa nói chung và lúa nước nói riêng vẫn
song song tồn tại hai phương pháp thu hoạch một và nhiều giai ñoạn. Việc áp
dụng phương pháp nào tuỳ thuộc vào yếu tố khách quan về đồng ruộng, nhân
cơng lao động trong nơng nghiệp, trình độ cơng nghiệp chế tạo máy phục vụ
nông nghiệp và tập quán canh tác ở mỗi nơi, mỗi vùng.
1.1.1. Phương pháp thu hoạch một giai ñoạn
Phương pháp thu hoạch một giai ñoạn là phương pháp hiện đại tiên tiến.
Tồn bộ khâu thu hoạch được thực hiện bằng máy liên hợp thu hoạch. Khi
làm việc, ñồng thời cùng một lúc máy thực hiện các công việc sau:
- Vơ gom, cắt gặt và chuyển tải cây lúa vào bộ phận ñập (tuốt) hạt;
- ðập (tuốt) hạt;
- Làm sạch sản phẩm hạt;
- Thu gom hạt vào thùng chứa hoặc đóng bao;
- Rải rơm thành hàng (hoặc theo khối) trên đồng.
Trong điều kiện địa hình các vùng trồng lúa nước ta rất ña dạng, ñồng
ruộng chưa ñược quy hoạch nên khơng phải địa bàn nào cũng có thể sử dụng
ñược loại máy liên hợp này. Mặt khác nguồn nhân lực ở mỗi nơi cũng khác,
do vậy việc chọn lựa phương pháp thu hoạch và loại máy phải căn cứ vào

ñiều kiện cụ thể của từng vùng, từng ñịa phương. Riêng tại ðBSCL cả hai
phương pháp này đều có ưu thế và khả năng phát triển như nhau. Nên ưu tiên
phương pháp một giai ñoạn ở các vùng ruộng tập trung lớn, vùng mới khai
hoang, ở các nơng trường... Cịn tại nơi đơng dân, ven thị nên chú trọng

Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………

3


phương pháp nhiều giai ñoạn. ðiều quan trọng là phải có các máy phù hợp
nhất cho từng loại phương pháp trong ñiều kiện Việt Nam.
1.1.2. Phương pháp thu hoạch nhiều giai ñoạn
Phương pháp thu hoạch này tách hẳn việc cắt gặt, ñập (tuốt) tách hạt và
làm sạch sơ bộ thành các cơng đoạn riêng biệt. Ứng với mỗi cơng đoạn có
cơng cụ và máy cơng tác riêng rẽ, hoạt động ñộc lập. Phương pháp này có thể
thực hiện kết hợp lao động thủ cơng hoặc có thể thực hiện bằng máy. Ở
những nước có trình độ CGH thấp phương pháp thu hoạch này ñược áp dụng
là chủ yếu. Tuy nhiên ở những nước có trình độ CGH cao phương pháp này
vẫn ñược áp dụng nhưng với tỉ lệ thấp hơn so với phương pháp thu hoạch một
giai ñoạn. Nhược ñiểm của phương pháp thu hoạch này là phải tiến hành thu
hoạch lúa theo nhiều cơng đoạn nên:
- Tỉ lệ tổn thất hạt qua các cơng đoạn cắt gặt, gom, vận chuyển cao;
- Tốc ñộ thu hoạch chậm, thời vụ bị kéo dài, càng làm tăng khả năng rơi rụng;
- Tính chất thời vụ căng thẳng, địi hỏi nhiều nhân lực thực hiện các cơng đoạn.
Ở nước ta từ trước đến nay áp dụng phương pháp thu hoạch này là chủ
yếu. Về lâu dài phương pháp này còn tiếp tục tồn tại, bởi nó có các ưu điểm
sau đây:
- Có thể nhanh chóng nâng cao trình độ CGH các khâu riêng biệt trong thu
hoạch mà vốn đầu tư ban đầu khơng lớn. Hiện nay khâu ñập về cơ bản ñã ñược

cơ giới hố. Hệ thống máy thu hoạch cần được trang bị thêm các máy gặt.
- Mỗi máy gặt và máy đập chỉ thực hiện một cơng đoạn riêng biệt, nên
có kết cấu gọn nhẹ, dễ khuân vác, dễ lội ñồng và thao tác trên ruộng hẹp. Ở
các tỉnh ðBSH và Trung du, Miền núi, ñặc ñiểm này rất quan trọng, quyết
ñịnh khả năng ứng dụng máy gặt trong sản xuất. Cịn ở ðBSCL, tuy khơng
giữ vai trị quan trọng, song tính cơ động của máy cũng phát huy tốt tác dụng
tại các chân ruộng nền yếu, lầy lội, dễ chuyên chở di chuyển địa bàn...

Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………

4


- Có chi phí năng lượng thấp hơn do khi làm việc trên đồng khơng phải
di chuyển cả bộ phận ñập lúa và làm sạch hạt cồng kềnh.
- Khâu ñập có nhiều thuận lợi. Lúa sau khi gặt được gom ñống chờ máy
ñập. Thân cây trở nên khô héo, hạt dễ rụng, sản phẩm ñập sạch hơn. Máy hoạt
ñộng tĩnh tại, vì thế dễ nâng cao chất lượng khâu đập và làm sạch.
1.2 . ƯU, NHƯỢC ðIỂM CỦA MÁY THU HOẠCH LÚA LIÊN HỢP
a . Ưu ñiểm
- Trong cùng thời gian thực hiện nhiều cơng đoạn trên cùng một loại máy.
- Phương pháp thu hoạch này cho năng suất thu hoạch cao, thời gian thu
hoạch ngắn và chi phí thu hoạch thấp hơn so với phương pháp thu hoạch
nhiều giai ñoạn.
- Giảm ñược lượng tổn thất hạt trong thu hoạch;
- Giảm được nhiều cơng lao động.
b. Nhược điểm
- Máy có nhiều bộ phận làm việc phức tạp, do đó địi hỏi trình độ chế tạo
cơng nghiệp;
- Có chi phí đầu tư cao hơn so với loại máy thu hoạch nhiều giai ñoạn;

- Yêu cầu người vận hành phải ñược huấn luyện, có kiến thức đầy đủ để có
thể sử dụng máy hiệu quả và an tồn lao động;
- Giá thành máy cao do đó chỉ phù hợp với đối tượng có khả năng về tài
chính và đối tượng có đầu tư diện tích canh tác lớn;
- Máy chỉ phát huy hiệu quả tối ña khi ñồng ruộng ñã ñược cải tạo hồn
chỉnh: đường giao thơng thuận lợi, hệ thống tưới tiêu nước chủ động, đồng
ruộng được quy hoạch có quy mơ lơ thửa lớn;
- Chi phí bảo dưỡng lớn.

Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………

5


1. 3. PHÂN LOẠI MÁY LIÊN HỢP THU HOẠCH LÚA (LHTHL)

1.3.1. Phân loại theo hình thức liên hợp với nguồn ñộng lực: gồm các loại sau:
- Loại treo trên máy kéo: các bộ phận làm việc ñược gắn treo trên máy
kéo. Nguồn động lực được nhận từ trục thu cơng suất máy kéo.
- Loại móc: Là dàn thu hoạch liên hợp ñược gắn trên khung ñộc lập, khi
sử dụng dùng máy kéo ñể chuyển ra ñồng. Nguồn ñộng lực ñược nhận từ trục
thu cơng suất máy kéo (hoặc động cơ ñộc lập).
- Loại tự hành: Tất cả các bộ phận cơng tác và nguồn động lực hợp thành
một khối thống nhất, tự chạy ra ñồng ñể làm việc.
1.3. 2. Phân loại theo hình thức tách hạt khỏi bơng
Q trình nghiên cứu về máy thu hoạch lúa trên thế giới cho ñến thời ñiểm
này chủ yếu có 3 loại máy LHTHL ñược nghiên cứu ứng dụng trong sản xuất:
1). Gặt ñập liên hợp (GðLH);
2). Gặt tuốt liên hợp (GTLH);
3). Tuốt hạt trực tiếp trên bông (TTB).

Sự khác nhau của liên hợp máy phụ thuộc chủ yếu vào nguyên lý tách hạt
khỏi bơng. Do vậy mỗi loại cần có các bộ phận làm việc phối hợp với nhau ñể
cấu thành liên hợp máy LHM.
1). ðối với loại máy GðLH quá trình tách hạt khỏi bơng có đặc trưng là sử
dụng bộ phận ñập. Bộ phận ñập này có nhiều kiểu khác nhau nhìn trung có 2
ngun lý:
- Ngun lý đập tiếp tuyến (Tangential);
- Nguyên lý ñập dọc trục (axial);
2). ðối với loại máy GTLH, q trình tách hạt khỏi bơng được thực hiện
bởi bộ phận tuốt hạt. Bộ phận tuốt chủ yếu bao gồm trống tuốt và máng trống.
Trống tuốt là dạng trống kín, trên bề mặt trống được gắn các răng tuốt, bố trí
theo cách đặc trưng của q trình tuốt; máng trống thường dùng phổ biến có
dạng lưới đan (phổ biến trên các máy thu hoạch liên hợp của Nhật bản).
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………

6


3). ðối với máy liên hợp thu hoạch lúa áp dụng ngun lý tuốt hạt trực tiếp
trên bơng có bộ phận đặc trưng là trống tuốt. Trống có chức năng tuốt hạt
ngược từ dưới bơng lúa đến đỉnh bơng.Với ngun lý làm việc như vậy khơng
có bộ phận cắt gặt nên kích thước cũng như khối lượng liên hợp máy giảm ñi
ñáng kể.
1.4. CÁC LOẠI MÁY LHTHL HIỆN NAY TRÊN THẾ GIỚI. NGUYÊN
LÝ CẤU TẠO CHUNG CỦA MỘT SỐ LOẠI MÁY ðIỂN HÌNH
1.4.1. Máy gặt đập liên hợp

Hình 1.1. Máy gặt ñập liên hợp trống ñập tiếp tuyến
1- Bàn trượt, 2-Dao cắt, 3- càng rẽ lúa, 4- Tay vơ lúa, 5- Guồng gạt, 6- Vít gom cây, 7Trống cấp lúa, 9- Băng chuyền nghiêng, 11- Trống ñập tiếp tuyến, 12- Cabin, 13- ðộng
cơ, 15- Vít tải lúa ngang, 16- Vít tải lúa ra xe vận chuyển lúa, 17- Thùng chứa lúa, 26Bánh lái, 30, 36,37- Vít tải ngang, 31,32- sàng làm sạch, 33-Phím rũ rơm, 39- Quạt ly

tâm, 43- Máng trống, 44- Bánh xe chủ ñộng, 45- Xy lanh thuỷ lực nâng hạ dàn gặt.

Máy GðLH có nguồn gốc sử dụng để thu hoạch lúa mì (hình 1.1). Loại
máy này hiện nay đã được nhiều hãng trên thế giới hồn thiện: John Deere
(Mỹ), Claas (CHLB ðức), New Holand (Bỉ), Bizon (Balan), ðon (Nga),..
Trung Quốc.
Cơ giới hoá thu hoạch lúa ở châu Âu-Mỹ và nhiều nước phát triển trên
thế giới hiện nay thường dùng là các loại máy GðLH. ðể thu hoạch lúa nước,
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………

7


các bộ phận làm việc ñã ñược cải tiến nhưng cơ bản vẫn dựa trên nguyên lý
thu hoạch lúa mì. ðối với cây lúa nước ngun lý đó chưa thật thích hợp cho
nên chất lượng thu hoạch bằng các máy đó cịn thấp. Vì vậy trong nhiều năm
trở lại đây các nhà nghiên cứu ở nhiều nước trên thế giới ñã tập trung tìm
hướng mới ñể giải quyết vấn ñề CGH khâu thu hoạch lúa nước. Loại hình
trống đập lúa dọc trục nhiều vịng được ứng dụng trong các loại máy ñập lúa
và trên máy gặt ñập liên hợp ñã có hiệu quả rõ rệt trong sản suất (hình 1.2).

Hình 1. 2. Máy GðLH trống ñập dọc trục

ðáng chú ý là Trung quốc ñã ñưa vào sử dụng nhiều loại máy gặt ñập tự
hành và liên hợp với máy kéo 4 bánh. Các loại máy này có bộ phận đập dọc
trục nên giảm đáng kể khối lượng máy do khơng cần bộ phận rũ rơm.
1.4.1.1. Nguyên lý làm việc:
Máy GðLH là máy thu hoạch theo phương pháp một giai ñoạn, trong cùng
thời gian liên hợp máy thực hiện các công ñoạn: cắt gặt, chuyển tải cây, ñập
tách hạt, làm sạch sơ bộ, gom chứa hạt vào thùng (dung tích thùng chứa từ

1,8÷9m3). Tổng hao hụt hạt của các khâu trong liên hợp thường không vượt
quá 2%.

Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………

8


Hiện nay trên thế giới có rất nhiều mẫu máy GðLH, tuy có kết cấu và kiểu
dáng khác nhau song nhìn chung các cơng đoạn thực hiện của chúng cơ bản
giống nhau (hình 1.1):
Khi máy đi vào thảm lúa, mũi rẽ phân định dải lúa cần cắt với phần cịn
lại. Guồng gạt có nhiệm vụ nâng, vơ gạt cây lúa về phía sau hỗ trợ để dao cắt
thân cây lúa, tiếp sau đó gạt cây lúa vào trục vít. Trục vít gom dồn lúa vào cửa
băng tải nghiêng. Băng tải tiếp nhận cuốn lúa ñều ñặn cấp cho bộ phận ñập.
Quá trình ñập tách hạt xảy ra trong buồng ñập, hạt ñược tách ra cùng tạp chất
lọt qua máng trống rơi xuống máng hứng và sàng ñộng. Khi rơi xuống chúng
chịu tác động của luồng khí thổi do quạt tạo ra, thổi các tạp chất nhẹ bay ra
phía sau cịn hạt nặng hơn rơi xuống máng hứng dồn về trục vít ngang, tiếp
theo hạt được chuyển lên thùng chứa nhờ vít tải đứng hoặc gầu tải. Khi thùng
chứa hạt đầy, người ta dùng trục vít chuyển hạt ra xe vận tải hoặc rơ mc đi
bên cạnh.
Khối rơm thốt ra khỏi buồng ñập mang theo lượng hạt chưa kịp phân ly
qua máng trống (25÷30%) được trống hất tung rải lên các phím rũ. Thơng qua
các phím rũ rơm hạt được rơi xuống máng nghiêng dồn về vít tải. Rơm được
di chuyển rải ra phía sau máy nhờ cơ cấu răng lược của phím rũ.
Những gié lúa gãy lọt qua máng trống cịn mang hạt di chuyển trên mặt
sàng. Cuối cùng nó rơi xuống khoang chứa vít tải, được vít tải đưa trở lại bộ
phận ñập ñể ñập lại.
ðể ñảm bảo cho bộ phận đập làm việc an tồn khi gặt trên ñồng ruộng có

ñá sỏi, trước khi khối lúa ñi vào trống ñập ñá sỏi lẫn trong lúa lọt vào buồng
thu ñá.
1.4.1.2. Cấu tạo máy gặt ñập liên hợp (hình 1.1):
Máy GðLH có cấu tạo gồm các bộ phận chính sau:
- Bộ phận cắt gặt gồm có: guồng gạt, mũi rẽ, dao cắt, trục vít gom lúa;
- Băng chuyền nghiêng chuyển tải lúa đến bộ phận đập;
Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………

9


- Bộ phận ñập (bộ phận ñập tiếp tuyến hoặc ñập dọc trục);
- Bộ phận rũ rơm (phím rũ rơm hoặc rơto). ðối với loại máy dùng bộ phận
đập dọc trục không cần bộ phận rũ rơm;
- Bộ phận làm sạch: các máng hứng, sàng, quạt;
- Hệ thống gom, vận chuyển hạt vào thùng chứa, chuyển hạt ra xe;
- ðộng cơ;
- Hệ truyền ñộng tới các bộ phận làm việc;
- Cabin điều khiển và hệ thống tín hiệu;
- Hệ thống thuỷ lực ñiều khiển nâng hạ, tay lái;
- Hệ thống di động (có 3 dạng chính: di động bằng bánh hơi, di động bằng
dải xích và di động kết hợp nửa xích).
1.4.2. Máy gặt tuốt liên hợp
Ưu thế của phương pháp tuốt hạt là giảm hẳn chi phí năng lượng, ñược
nhiều nước trên thế giới như Pháp, Nhật, Viện lúa IRI, Trung Quốc đã và
đang quan tâm và đã có ứng
dụng và phát triển trong thực tế sản xuất (hình 1. 3)

Hình 1.3.

Một mẫu máy gặt tuốt liên hợp hiện ñại

Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………

10


Hình 1.4 Máy gặt tuốt liên hợp đang làm việc

Máy gặt tuốt liên hợp ñược dùng phổ biến nhất ở Nhật Bản và Hàn Quốc.
Những năm gần ñây loại máy này ñược nhập về thị trường ðBSCL, phần lớn
là máy cũ, đã qua sử dụng. Tuy nhiên có nhiều máy cịn hoạt động tốt. Loại
máy này có bộ phận tách hạt khỏi bông áp dụng nguyên lý tuốt hạt, do vậy
máy có thể gọi là máy gặt tuốt liên hợp (GTLH).
1.4.2.1. Ngun lý làm việc
Nhìn chung máy GTLH có kết cấu rất phức tạp. Máy gặt theo hàng, với
khoảng cách đã định từ cơng đoạn cấy lúa trước đó. Ngun lý làm việc của
máy như sau:
Khi máy ñi vào thảm lúa theo sự ñiều khiển của người lái, cây lúa ñược
hướng vào phần hẹp của mũi rẽ (1) (hình 1.5); các ngón vuốt (17) của băng
xích vuốt cây hai bên vuốt thẳng cây lúa lên. Các thanh dẫn hướng (19) và
(21) cùng với tấm dẫn hướng (18) sẽ hướng gốc lúa vào quỹ ñạo chuyển
ñộng của tay vơ lúa sau khi dao cắt (20) cắt. Với chiều tiến của máy, dao cắt
(20) sẽ cắt ñứt gốc khi mà tay vuốt (17) đang dịch chuyển lên phía ngọn và
dựng đứng cây lúa.

Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………

11

Hình 1.5. Sơ đồ hoạt động của máy GTLH

Khi cây lúa bị dao cắt đứt khỏi gốc thì bộ phận tay vơ lệch tâm gốc lúa (4)
hai bên sẽ vơ gốc lúa và gom tồn bộ số lúa đã cắt vào giữa thanh chặn đỡ
gốc lúa (6) và xích kẹp gốc lúa (5) . Lúc này cây lúa có 2 phần đỡ:
- Phần ngọn được ngón vuốt (16) và hộp đỡ bơng lúa (15) đỡ. Vận tốc của
ngón vuốt (16) chậm hơn phần xích kẹp (5).Vận tốc của ngón vuốt ñầu bông
lúa là 0,3m/s;
- Phần gốc lúa ñược dịch chuyển theo định hướng của thanh chặn (6), nhờ
vận tốc xích kẹp (5) nhanh hơn vận tốc ngón vuốt (16) mà gốc lúa được đưa
lên cao để chuyển cho phần xích kẹp (8) với thanh chặn (7). Vận tốc xích kẹp
gốc lúa là 0,46m/s. Khi bơng lúa thốt ra khỏi hộp xích vuốt đỡ bơng lúa (14)
thì các thanh chặn (13) sẽ đè bơng lúa xuống mặt đỡ phía dưới đầu trống tuốt

Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………

12


(12). Cùng với sự vận chuyển lên cao của gốc lúa nhờ vào xích kẹp (8) và
thanh đỡ (7) thanh cong (9) sẽ đỡ phần đầu bơng lúa.
Khi xích (8) chuyển gốc lúa tới tận cùng của thanh ñỡ (7) cũng là lúc xích
kẹp (11) (song song với trục trống) tuốt kẹp giữ gốc lúa. Lúc này đầu bơng
lúa đã bắt đầu đi vào khơng gian của trống tuốt. Nhờ thanh đỡ (10) có các lị
xo ép nên xích kẹp (11) tạo nên ñược một lực ép lớn giữ chặt gốc lúa có chiều
dày khơng đều nhau mà lực kẹp vẫn chặt để cây lúa khơng bị trống tuốt cuốn
theo răng trống trong q trình tuốt lúa.
Rơm sau khi được trống tuốt hết hạt sẽ ñược rải xuống ñồng hoặc qua bộ
phận băm nát thân rơm. Hạt ñược ñưa ra hệ thống thu gom ñể vào bao.

1.4.2.2. Cấu tạo của máy (hình 1.5)
1) Phần cắt gặt: gồm có mũi rẽ, bộ phận nâng vuốt cây lúa, bộ phận cắt
và bộ phận tay vơ gốc lúa.
- Bộ phận gom lúa (mũi rẽ): có nhiệm vụ đẩy các cây lúa ngã sang hai bên
vào giữa các bộ phận nâng vuốt cây và dao cắt.
- Bộ phận nâng vuốt cây lúa: Máy gặt này ñược thiết kế ñể gặt lúa cấy
theo hàng nên bộ phận này có hai dải xích có gắn các ngón vuốt. Khi xích
chuyển động, các ngón vuốt sẽ vuốt cây lúa từ dưới gốc lên, có tác dụng nâng
cây lúa đứng thẳng lên, đồng thời bộ phận này có tác dụng gom cây lúa ñã
ñược cắt gốc ñưa vào xích kẹp.
Ngón vuốt được chế tạo bằng nhựa PVC.
- Bộ phận cắt được sử dụng là kiểu tơng đơ có bước S=t=t0= 50,8.
- Bộ phận vơ lúa lệch tâm: gồm các tay vơ lúa lệch tâm đươc bố trí sau
dao cắt. Ngay sau khi bị cắt ñứt khỏi gốc, cây lúa ñược tay vơ lúa lệch tâm
gom gốc lúa vào thanh dẫn hướng và xích kẹp.
2). Phần chuyển lúa vào trống tuốt
- ðây là phần rất quan trọng và phức tạp, vì việc chuyển lúa vào trống
tuốt buộc phải xếp theo một thứ tự nhất định. Hay nói một cách khác, cây lúa
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………

13


sau khi ñược cắt, phải ñược giữ nguyên ngọn và gốc theo một chiều. Nhiệm
vụ của hệ thống chuyển lúa là ñưa cây lúa 1 chiều vào trống tuốt. Phần
chuyển lúa (hình 2.5) gồm có:
- Xích kẹp gốc lúa (5) và thanh chặn (6);
- Phần ngọn ñược ñỡ bởi chi tiết (16) và (15);
- Xích kẹp (8) và thanh chặn (7);
- Thanh chặn (13) và xích kẹp (11).

Như thế cây lúa phải đi qua 3 lần chuyển tiếp chuyền xích kẹp ñể ñưa lúa vào
trống tuốt.
3). Phần tuốt lúa:
Trống tuốt có dạng kín,

8

2

9
10

3

được cuốn bằng thép tấm,
trên bề mặt trống được gắn

1

các răng tuốt bằng sợi thép
11

trịn uốn cong (hình 1.6).
4

12

Máng trống có kết cấu
dạng lưới đan bằng các sợi
thép trịn. Một phần máng

trống được gắn các thanh
thép mỏng, sắc nhằm cắt
ñứt các cọng lúa do trống
tuốt rút vào, quấn vào răng
và mặt trống.

5
6
7

Hình 1.6. Bộ phận tuốt hạt gồmcú: 1.- Xớch kẹp giữ cây, 2.Trống tuốt hạt, Mỏng trống, 4.- Quạt ly tâm, 5.- Sàng dưới,
6.- Sàng tròn, 7.- Vít chuyển gié ngang, 8.-Vít chuyển thóc
sạch, 9.- Vít chuyển gié ñể ñập lại, 10.- Trống ñập gié, 11.Quạt hút tạp chất, 12.- Sàng cuối dưới.

4). Bộ phận làm sạch: Gồm có quạt thổi ly tâm, tấm hứng, sàng trên và dưới,
cơ cấu dao động sàng…

Trường ðại học Nơng Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………

14


5). Bộ phận thu gom và vận chuyển hạt: Gồm có các vít chuyển gié lên trống
tuốt để tuốt, đập lại, bộ phận nhận hạt sạch chuyển vào bao ở phía phải máy.
6). Hệ thống di động
ðể giảm áp lực cho hệ thống di ñộng lên mặt ñất, các máy gặt tuốt liên
hợp của Nhật và Hàn Quốc ñều sử dụng xích cao su liền dải. Các dải xích có
chiều rộng 30 cm. áp lực của máy lên ñất khoảng 0,29 kg/cm2.
Máy làm việc ổn định trên ruộng khơ, bùn ít và có nền cứng, nhưng khả
năng vượt bờ kém vì bánh sao chủ động nhỏ, gầm máy thấp.

7). Khả năng ứng dụng máy gặt tuốt liên hợp ở nước ta
Máy gặt tuốt liên hợp là một sản phẩm của nền chế tạo cơng nghiệp hiện
đại của Nhật Bản và Hàn Quốc. Máy ñược thiết kế, chế tạo tinh sảo, phức tạp
và làm việc tốt ở ñiều kiện:
- Ruộng ñược rút nước khơ khi gặt;
- Ruộng có nền;
- Lúa đứng cấy theo hàng có khoảng cách hàng 30 cm.
Máy gặt tuốt liên hợp có những ưu, nhược điểm sau:
*). Ưu ñiểm:
- Kết cấu máy gọn, cơ ñộng ñược trên ruộng không quá lầy thụt;
- Cắt, chuyển lúa và tuốt lúa tốt;
- Năng suất máy phù hợp (ñối với ruộng khoảng 1÷5 ha);
- Tỷ lệ hao hụt do khi tuốt hạt thấp.
*). Nhược ñiểm:
- Kết cấu của máy rất phức tạp, nhiều chi tiết, khi hư hỏng khó có phụ tùng
thay thế;
- Quá trình chuyển lúa từ bộ phận cắt tới trống tuốt gây rơi rụng hạt nhiều;

Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………

15


- Năng suất máy thấp (0,1 ha/h) vì thế khơng đáp ứng được u cầu thu
hoạch nhanh. Máy khơng có khả năng tăng chiều rộng nên hạn chế khả
năng tăng năng suất.
- Hầu hết các máy ñưa về Việt nam ñã qua sử dụng nên phát sinh hư hỏng
nhanh sau một thời gian làm việc ngắn;
- Máy di chuyển ñịa bàn rất khó khăn, cần có các phương tiện hỗ trợ.
1.4.3. Máy tuốt hạt trực tiếp trên bông (TTTB)

1.4.3.1. Nguyên lý làm việc:
Khi máy bắt ñầu ñi vào thảm lúa, mũi trên nắp chạy đè lướt trên ngọn
bơng (phía trên trọng tâm cây lúa (hình 1.7). Máy tiếp tục đi vào thảm lúa,
phần bơng thốt khỏi sự đè lướt trên ñỉnh bông bật vào không gian giữa mũi
nắp chụp và răng trống tuốt. Ngay lập tức, các hạt lúa ñầu bông lọt vào các
khe hở của hai răng tuốt liền nhau, hoặc bị ngay ñầu nhọn của răng trống tuốt
tác ñộng, dứt ñứt khỏi thân cây lúa. Hàng răng trống tuốt tiếp theo tiến sâu
vào khối lúa, vuốt từ cổ cây lúa ñi lên, càng gia tăng khả năng tuốt sạch các
hạt, dứt đứt lá, gié lúa ra khỏi bơng.
Ngun lý làm việc của máy là tuốt hạt trực tiếp trên bơng, được thực hiện
bởi một trống tuốt có cấu tạo đặc biệt. Trong q trình làm việc, trống tuốt
thực hiện hai chuyển ñộng: tịnh tiến theo máy và chuyển ñộng quay. Răng
tuốt gắn trên thanh răng trống tuốt hạt ngược từ dưới bơng lên đến đỉnh bơng.
Hạt lúa, gié gãy và một phần lá ñược răng trống tuốt dứt ñứt, hất vào thùng
chứa ở phía sau trống ñập. Cách thực hiện này của răng trống chỉ có tác dụng
tuốt hạt mà khơng đập vào bơng lúa làm rơi rụng hạt.
Trống tuốt truyền ñộng năng cho hạt lúa ñược tuốt ra bay thốt khỏi mặt
chắn của các răng tuốt, đồng thời có tác dụng như là quạt gió làm hạt bay theo
hướng tiếp tuyến với trống. Nhờ các răng lắp nghiêng với đường kính 150, hạt
được tuốt sẽ bay theo một quỹ đạo đặc biệt nhờ nắp trống phía trên và hướng
vào thùng chứa. Vận tốc ñầu răng tuốt của trống không nhỏ hơn 21m/s.
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………

16


Khi thùng chứa thóc đầy, dừng máy để chuyển hạt ra ngồi hoặc thay
thùng khác.
1.4.3.2. Cấu tạo của máy:
1

2

3

4

5

H×nh 1.7. Nguyên lý làm việc máy TTTB
1- Mũi nắp chụp, 2- Nắp chụp , 3- răng tuốt, 4- Trống tuốt, 5- Thïng chøa h¹t

Máy cấu tạo gồm có các bộ phận chính sau:
1.- Bộ phận tuốt: Trống tuốt và nắp trống tuốt; 2.- Thùng chứa hạt; 3.- Bộ
phận truyền ñộng; 4.- Bộ phận di động; 5.- ðộng cơ (10÷12 mã lực).
Dưới ñây ta xem xét cấu tạo bộ phận tuốt – bộ phận đặc trưng của máy.
a). Trống tuốt gồm có 3 phần chính: trên moay ơ có 8 cạnh đỡ 8 thanh
răng tuốt. Trên thanh răng gắn các răng làm bằng vật liệu cao su hoặc vật liệu
mềm có dạng ñã ñịnh như hình 1.8
b). Nắp trống tuốt: Nắp là chi tiết quan trọng hợp cùng trống tuốt ñể
hướng khối hạt được tuốt khỏi bơng chuyển vào buồng chứa. Nắp có cấu tạo
dạng đặc biệt, đáng chú ý là phần mũi chụp. Hình dạng của mũi chụp rất quan
trọng, nó có tác dụng uốn phần đầu bơng lúa nhẹ nhàng tự nhiên không cưỡng
bức, tránh gây rơi rụng hạt. Nếu khơng có nó bơng lúa đi vào khơng gian tuốt
sẽ không hợp lý, làm gia tăng hạt rơi rụng trên ñồng.

Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………

17

1

3

2

Hình
Hỡnh 2.14
1.8 Răng trống tuốt
1- Răng tuốt, 2- Thanh răng, 3 - Bu l«ng

Hỗn hợp mà trống tuốt đưa vào thùng chứa gồm hạt, gié gẫy, lá và cả bông
lúa. Hỗn hợp này có khoảng 70% hạt rời, cịn lại 30% là gié lúa gãy, lá, bơng
lúa,…Khi máy đi được qng đường khoảng 80÷120m thì thùng chứa đầy,
được thay bằng thùng chứa khác. Hỗn hợp trong thùng ñược lấy ra và chuyển
vào máy ñập nhỏ kèm theo hệ thống ñể ñập xử lý gié.
14.3.3. Ưu nhược ñiểm của máy tuốt hạt trực tiếp trên bơng
Máy có ưu điểm là có cấu tạo đơn giản, ít các bộ phận nên kích thước gọn,
nhẹ. Nguyên lý làm việc thoả mãn ý ñịnh thu hoạch nhanh hạt trên ruộng.
Nhược ñiểm cơ bản của máy tuốt hạt trực tiếp trên bông là:
1.Năng suất máy thấp khoảng từ 1,1÷1,2 ha/ngày với 5-6 người phục vụ;
2.Máy ñể lại thân cây trên ñồng không ñược cắt gây khó khăn cho việc làm
đất kế tiếp;
3.Sản phẩm sau khi tuốt là hỗn hợp tạp chất bao gồm: 70% hạt, 30% dính trên
các bơng, và gié bị đứt, các lá và thân cây lúa, cỏ…, cần phải ñược xử lý. Do
vậy đi kèm theo máy gặt này cần có máy ñập và làm sạch;
4.Máy cần nhiều người phục vụ (2 người cho máy tuốt, 4 người cho việc thay
ñổi thùng chứa và máy đập). Cơng việc khá vất vả vì phải lội theo máy.
ðánh giá chung về máy tuốt lúa trực tiếp trên bơng là:

- Máy khá đơn giản, dễ sử dụng, hư hỏng dễ sữa chữa;
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ……………………………

18