Luận văn thạc sĩ nghiên cứu thiết kế chế tạo và khảo nghiệm máy băm thái rơm rạ trong cơ khí hoá các khâu sản xuất nấm và mạ thảm

....

Bộ giáo dục và đào tạo

trờng đại học nông nghiệp i

Nguyễn hoàng đại

Nghiên cứu thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm
máy băm thái rơm rạ trong cơ khí hoá các
khâu sản xuất nấm và mạ thảm

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành: kỹ thuật máy và thiét bị cơ giới hoá
Nông lâm nghiệp
MÃ số: 60.52.14

Ngời hớng dẫn khoa học: TS. Lê minh l

Hà nội - 2007


LỜI CAM ðOAN

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

Tác giả

Nguyễn Hoàng ðại

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật ----------------------------

i


LỜI CẢM ƠN

Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS. Lê Minh Lư,
người thầy trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ tơi trong thời gian thực hiện ñề tài,
các thầy giáo PGS-TS. Lương Văn Vượt, TS. ðỗ Hữu Quyết, Thạc sĩ ðặng
ðình Trình và các thầy cô trong bộ môn Cơ học kỹ thuật, Khoa cơ điện, Khoa
sau ðại học trường ðại học Nơng nghiệp I – Hà Nội ñã giúp ñỡ và tạo ñiều
kiện cho tơi trong q trình học tập và hồn thành luận văn này.
Tác giả

Nguyễn Hồng ðại

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật ----------------------------

ii


MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ðOAN...............................................................................................i
LỜI CÁM ƠN ..................................................................................................ii

MỤC LỤC .......................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC BẢNG ...............................................................................v
DANH MỤC CÁC HÌNH ...............................................................................vi
MỞ ðẦU ........................................................................................................i
Chương 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ..................................................3
1.1TỔNG QUAN VỀ PHỤ PHẨM RƠM RẠ TRONG NƠNG NGHIỆP.3
1.2. MỘT SỐ QUY TRÌNH KỸ THUẬT XỬ LÝ RƠM RẠ.....................5
1.2.1. Xử lý rơm rạ sau thu hoạch thành phân bón cho cây trồng [10] .....5
1.2.2. Xử lý rơm rạ sau thu hoạch ưng dụng trong Kỹ thuật trồng nấm [1]....7
1.2.3. Xử lý rơm ra ứng dụng trong quá trình gieo mạ thảm................... 10
1.3. MỘT SỐ MÁY BĂM THÁI ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT
NÔNG NGHIỆP ......................................................................................... 10
1.3.1. Máy băm cỏ của anh “Hai lúa” (22/03/07) ...................................... 10
1.3.2. Một số máy băm khác....................................................................... 12
1.4. YÊU CẦU CÔNG NGHỆ CỦA QUÁ TRÌNH BĂM THÁI ............. 12
1.5. MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN ............................... 13
Chương 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................................... 14
2.1. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT ............................... 14
2.2. PHƯƠNG PHÁP ðIỀU TRA KHẢO SÁT ........................................ 14
2.3. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ðÁNH GIÁ...................................... 15
2.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHẢO NGHIỆM [7] ................... 15
Chương 3: LỰA CHỌN NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC VÀ TÍNH TỐN
MỘT SỐ THƠNG SỐ CHÍNH CỦA MÁY BĂM THÁI RƠM RẠ ........ 17
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật ----------------------------

iii


3.1. ðẶC ðIỂM CƠ LÝ TÍNH CỦA RƠM RẠ....................................... 17
3.1.1. ðộ ẩm yêu cầu của rơm rạ trước khi băm thái ................................. 17

3.1.2. Khối lượng riêng của rơm khô ở trạng thái tự nhiên ....................... 17
3.1.3. Hệ số ma sát tĩnh của rơm rạ .......................................................... 18
3.1.4. Khả năng chịu cắt khơng có trượt của rơm rạ [7] .......................... 18
3.2. LỰA CHỌN NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY......................... 19
3.2.1 Các nguyên lý cắt thái rau, cỏ, rơm.................................................. 19
3.3. XÁC ðỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY CẮT THÁI .... 21
3.3.1. Sơ ñồ cấu tạo nguyên lý làm việc của máy cắt thái ......................... 21
3.3.2. Cơ sở lý thuyết về cắt thái ................................................................ 21
3.3.3. Xác định các thơng số chính của máy cắt thái................................. 42
3.3.4. Xác định mơ men cắt thái và cơng suất động cơ ............................... 48
3.4. THÀNH LẬP BÀI TỐN PASSCAL TÍNH CÁC THƠNG SỐ CỦA
MÁY............................................................................................................ 54
Chương 4: THIẾT KẾ CHẾ TẠO VÀ KHẢO NGHIỆM MÁY.............. 60
..................................................................................................................... 60
4.1. THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ PHẬN CẮT THÁI.................................. 60
4.1.1. Dao cắt thái ....................................................................................... 60
4.1.2. Tấm kê............................................................................................... 61
4.1.3. Buồng cắt thái ................................................................................... 61
4.2. THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ PHẬN CUNG CẤP................................. 62
4.2.1. Hệ trục cuốn...................................................................................... 62
4.2.2. Băng tải ............................................................................................. 64
4.3. THIẾT KẾ BỘ PHẬN TRUYỀN ðỘNG........................................... 64
4.3.1. Chọn ñộng cơ .................................................................................... 64
4.3.2. Tính tốn bộ truyền cho dao thái..................................................... 65
4.4. TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤC ........................................................ 72
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật ----------------------------

iv

4.4.1. Thiết kế chế tạo trục dao [3],[4] ....................................................... 72
4.4.2. Trục lô ép, trục trống tang và các trục truyền khác ....................... 73
4.5. THIẾT KẾ KHUNG MÁY................................................................... 74
4.6. KHẢO NGHIỆM MÁY....................................................................... 75
4.6.1. Mục đích và u cầu khảo nghiệm................................................... 75
4.6.2. Nội dung khảo nghiệm...................................................................... 76
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................... 83
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 84
Phụ lục ........................................................................................................ 85

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật ----------------------------

v


DANH MỤC CÁC BẢNG

Số bảng

Tên bảng

Trang

Bảng 1.1 Diện tích và sản lượng lúa của nước ta từ (2001- 2006) [ 8]

3

Bảng 1.2. Khối lượng phụ phẩm sau khi thu hoạch lúa từ năm 2001 ÷ 2006

5

Bảng 2.1. Kết quả khảo nghiệm

15

Bảng 3.1. Xác ñịnh khối lượng riêng của rơm

17

Bảng 3.2. Hệ số ma sát của rơm khô với các loại vật liệu

18

Bảng 3.3. Sự liên hệ giữa lực cắt N và độ dịch chuyển của dao S

23

Bảng 4.1. Kích thước tiết diện của ñai thang

65

Bảng 4.2. Chiều dài sản phẩm ñối với rơm sóng có ñộ ẩm W = 70%

79

Bảng 4.3. Chiều dài sản phẩm đối với rơm rối có ñộ ẩm W = 58%

79

Bảng 4.4. Chiều dài sản phẩm ñối với rơm rối có ñộ ẩm W = 85%

79

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật ----------------------------

vi


DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hình

Tên hình

Trang

Hình 1.1. Máy băm cỏ

10

H×nh 3.2. Sơ đồ quá trình cắt thái bằng lỡi dao

18

Hỡnh 3.3. Sơ ñồ cấu tạo các bộ phận máy thái rau cỏ rơm

19

Hình 3.4. Sơ đồ cấu tạo bộ phận thái củ quả kiểu bào gỗ

20

Hình 3.5. Sơ đồ cấu tạo các bộ phận chính của máy cắt thái

21

Hình 3.6. Tác dụng cắt thái của lưỡi dao

22

Hình 3.7. Mẫu sơ đồ thí nghiệm về cắt thái

22

Hình 3.8. ðồ thị phụ thuộc của lực cắt thái N vào ñộ dịch chuyển S

23

Hình 3.9. Tác dụng cắt trượt giảm chiều rộng lát thái

24

Hình 3.10. Sơ đồ q trình cắt thái bằng lưỡi dao

25

Hình 3.11. ðồ thị phụ thuộc của q và τ

26

Hình 3.12. Cạnh sắc lưỡi dao

26

Hình 3.13. Góc cắt thái

27

Hình 3.14. ðồ thị phụ thuộc lực cắt với độ thái sâu

27

Hình 3.15. ðồ thị phụ thuộc q, Act, pt với v

28

Hình 3.16. Phân tích vận tốc của các điểm M ở cạnh sắc lưỡi dao AB khi tác
động vào vật thái

28

Hình 3.17. Phân tích tác động giữa lưỡi dao và vật thái

30

Hình 3.18. Dụng cụ đo lực cắt thái và áp suất cắt thái riêng

33

Hình 3.19. Tác dụng giảm lực cắt thái pháp tuyến τ ≤ϕ ,

33

Hình 3.20. ðồ thị phụ thuộc δ với N

35

Hình 3.21. Góc kẹp χ và điều kiện χ ≤ϕ , 1+ϕ , 2

35

Hình 3.22. ðồ thị phụ thuộc của q với W%

38

Hình 3.23. Sơ đồ dao thái để tính năng lượng

38

Hình 3.24. Xét đoạn dao thái S với góc quay d θ

39

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật ----------------------------

vii


Hình 3.25. đồ thị q= F( τ )

40

Hình 3.26. Dụng cụ đo góc cắt trượt

41

Hình 3.27. ðồ thị f, = F (tg τ )

41

Hình 3.28. Sự phụ thuộc của Ar với góc τ

42

Hình 3.29. ðồ thị xác định q, f’ theo độ trượt τ

43

Hình 3.30. Miền giới hạn tác dụng của lưỡi dao

44

Hình 3.31. Sơ đồ dao thái lưỡi cong theo vịng trịn lệch tâm

45

Hình 3.32. Sơ đồ xác định các vị trí của dao

48

Hình 3.33. Xác định toạ độ các điểm trong vùng cắt thái của lưỡi dao 51

Hình 3.34. ðồ thị cơng cắt thái riêng

57

Hình 3.36. ðồ thị tính mơmen cắt thái

57

Hình 4.1. Bản vẽ chế tạo dao

60

Hình 4.2. Bản vẽ chế tạo tấm kê

61

Hình 4.3. kích thước chế tạo buồng cắt thái

61

Hình 4.4. kích thước chế tạo các lơ và các mặt bích

63

Hình 4.5. Cơ cấu lị xo ép

63

Hình 4.6. kết cấu lắp ghép trống băng tải chủ động (a), bị động (b)

64

Hình 4.7. Biểu đồ lực và mơ mem trên trục dao

72

Hình. 4.8. Bản vẽ chế tạo trục dao

73

Hình 4.9. Kích thước kết cấu khung máy

74

Hình 4.10. Máy băm thái rơm rạ

75

Hình 4.12.Băng tải

77

Hình 4.13. Bộ phận truyền động

77

Hình 4.14. Bộ phận cắt thái

78

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật ----------------------------

viii


MỞ ðẦU

ðất nước ta ñang trong thời kỳ phát triển mạnh mẽ do mở cửa và hội
nhập, song môi trường hiện đang bị ơ nhiễm nặng nề. ðó là những vấn đề có
tính thời sự, u cầu sự phát triển cân bằng ñang ñược ñặt ra hơn bao giờ hết.
Nước ta là một nước nơng nghiệp đang phát triển, trong những năm gần
đây do chính sách đổi mới mà nền nơng nghiệp nước nhà có một bước phát
triển ngoạn mục, trở thành một trong những nước xuất khẩu gạo hàng ñầu thế
giới (trung bình khoảng 3,5 triệu tấn gạo ñược xuất khẩu hàng năm). Nơng
nghiệp phát triển đã tạo ra một lượng lớn phụ phẩm và phế thải cả trong thu
hoạch và sau chế biến (trên 50 triệu tấn/năm). Nếu ñược khai thác sử dụng thì
ñây là nguồn năng lượng có khả năng tái tạo, sử dụng mà khơng mất ñi khả
năng dự trữ. ðồng bằng sông Cửu Long là vựa lúa của cả nước (chiếm trên
50% sản lượng), nơi có một lượng trấu, rơm rạ dư thừa khá lớn. Tuy nhiên,
đốt chúng ở dạng thơ thường khơng hấp dẫn người sử dụng, mặt khác việc
vận chuyển ñi xa là khó khăn và khơng kinh tế. Chính vì vậy việc sử dụng
rơm rạ và phụ phẩm của sản xuất lúa vào sản xuất các sản phẩm nông nghiệp
khác là vấn ñề rất cần thiết và mang tính cấp thiết. Việc sử dụng rơm rạ cho
sản xuất nấm là một trong những hướng đi có triển vọng và đang được phát
triển mạnh mẽ , mang lại hiệu quả kinh tế ñáng kể cho sản xuất nơng nghiệp.
Trong qui trình sản xuất nấm và mạ thảm cơng đoạn băm thái rơm rạ là khâu
rất nặng nhọc và tốn cơng lao động. ðể phát triển sản xuất nấm và mạ thảm
với giá thể rơm rạ địi hỏi phải tạo ra các máy băm thái rơm rạ ñáp ứng ñược
nhu cầu sản xuất là yêu cầu cấp thiết và có ý nghĩa to lớn.
Ngành chăn nuôi hiện nay cũng rất phát triển xuất hiện các nơng trại

chăn ni đại gia súc (trâu, bị…) ngày càng nhiều, vấn đề địi hỏi là phải tích
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật ----------------------------

1


trữ thức ăn cho gia súc vào mùa đơng, đối với trâu, bò thức ăn chủ yếu là rơm
và cỏ, việc băm thái rơm rạ là cơng đoạn cần thiết cho q trình bảo quản, tích
trữ rơm rạ vào mùa trái vụ.
Chính vì vậy, việc nghiên cứu thiết kế chế tạo một mẫu máy băm thái
rơm rạ ñể phục vụ cho sản suất nấm, mạ thảm cũng là một vấn ñề ñược ñặt ra.
Xuất phát từ những yêu cầu cấp thiết của thực tiễn nói trên chúng tơi
thực hiện luận văn:
“Nghiên cứu thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm máy băm thái rơm rạ
trong cơ khí hố các khâu sản xuất nấm và mạ thảm” do giảng viên TS.
Lê Minh Lư hướng dẫn.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật ----------------------------

2


Chương 1
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.1. TỔNG QUAN VỀ PHỤ PHẨM RƠM RẠ TRONG NƠNG NGHIỆP

Từ hàng nghìn năm nay cây lúa là cây lương thực chủ yếu của nước ta,
hiện nay nó vẫn đóng vai trị là cây lương thực chính đảm bảo an ninh lương
thực cho cả nước và cho xuất khẩu. Diện tích và sản lượng lúa của cả nước từ
năm 2001 ÷ 2006 phân theo vùng miền được trình bầy trên bảng 1.1.

Bảng 1.1 Diện tích và sản lượng lúa của nước ta từ (2001- 2006) [ 8]
DIỆN TÍCH LÚA CẢ NĂM PHÂN THEO VÙNG - MIỀN
ðơn vị: 1000 ha - Unit: 1000 ha
Số
TT

Tỉnh/Thành phố
Provinces/Cities

Năm - Years
2001

2002

2003

2004

2005

2006

CẢ NƯỚC - WHOLE
COUNTRY

7.492,7

7.504,3 7.452,1 7.445,3 7.326,4 7.324,7

Miền Bắc - North

2.601,3

2.599,5 2.583,7 2.555 2.521,1 2.515,6

1

ðồng bằng Sông Hồng
Red River Delta

1.202,5

1.196,5 1.183,5 1.161,6 1.138,8 1.123,9

2

ðông Bắc - North East

558,0

562,4

566,1

557,2

555,5

553,6

3

Tây Bắc - North West

139,6

140,1

139,5

151,1

152,7

154,4

4

Bắc Trung Bộ
North Central Coast

701,2

700,5

694,6

685,5

674,1

683,6

Miền Nam - South

4.891,4

Duyên Hải Nam Trung Bộ
South Central Coast

414,0

399,5

408,4

401,1

370,2

392,5

180,8

186,6

193,8

197,9

190,7

207,6

504,6

483,9

478,8

475,2

418,1

435,5

5

6 Tây Nguyên - Central Highlands
7
8

ðông Nam Bộ
South Central Coast
ðồng bằng sông Cửu Long
Mekong River Delta

3.792,0

4.904,8 4.868,4 4.889 4.805,3 4.809,1

3.834,8 3.787,3 3.815,7 3.826,3 3.773,4

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật ----------------------------

3


SẢN LƯỢNG LÚA CẢ NĂM PHÂN THEO VÙNG - MIỀN
ðơn vị:1000 tấn - Unit: 1000 tons
Số

Tỉnh/Thành phố

TT

Provinces/Cities
CẢ NƯỚC - WHOLE
COUNTRY
Miền Bắc - North

1

ðồng bằng Sông Hồng
Red River Delta

2

ðông Bắc - North East

3

Tây Bắc - North West

4

Bắc Trung Bộ
North Central Coast
Miền Nam - South

5
6
7
8

Duyên Hải Nam Trung Bộ
South Central Coast
Tây Nguyên
Central Highlands
ðông Nam Bộ
South Central Coast
ðồng bằng sông Cửu Long
Mekong River Delta

Năm - Year
2001

2002

2003

2004

2005

2006

32.108,4 34.447,2 34.568,8 36.148,9 35.790,8 35.827,6
12.076,9 12.740,3 12.671,8 13.127,4 12.448,7 13.113,0
6.419,4 6.752,2 6.487,3 6.710,2 6.199,0

6.528,8

2.249,9 2.374,6 2.475,2 2.490,6 2.537,7

2.512,4

440,7

457,5

488,2

548,8

546,2

2.966,9 3.156,0 3.221,1 3.377,8 3.165,8

587,0
3.484,8

20.031,5 21.706,9 21.897,0 23.021,5 23.342,1 22.714,6
1.707,1 1.711,0 1.878,3 1.890,8 1.774,8
646,2

606,6

748,2

781,4

714,5

1.680,7 1.679,7 1.742,7 1.782,1 1.618,3

1.928,2
891,5
1.701,4

15.997,5 17.709,6 17.527,8 18.567,2 19.234,5 18.193,5

Cây lúa ngoài hạt thu hoạch làm lương thực cịn có rơm rạ, vỏ trấu là
phụ phẩm. Thơng thường cây lúa có độ hạt β = 1/7 ÷ 1/5 tức là khối lượng hạt
chiếm 14,3% ÷ 20% khối lượng cây lúa [8] lượng còn lại là rơm rạ do đó
cũng có thể thấy lượng phụ phẩm từ cây lúa là rất lớn. Từ bảng 1.1 ta có kết
quả khối lượng phụ phẩm nông nghiệp sau khi thu hoạch lúa được trình bầy
trên bảng 1.2
Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật ----------------------------

4


Bảng 1.2. Khối lượng phụ phẩm sau khi thu hoạch lúa từ năm 2001 ÷ 2006
Năm – Year (triệu tấn)

CẢ NƯỚC - WHOLE
COUNTRY
2001

2002

2003

2004

2005

2006

Khối lượng phụ phẩm

175

170

180

180

170

160

Là loại phụ phẩm chủ yếu trong nơng nghiệp, trước đây rơm rạ được
coi là nguồn chất đốt chủ yếu ở khu vực nơng thơn, sau vụ thu hoạch rơm rạ
được thu gom, phơi khơ dự trữ và dùng ñể ñốt dần. Trong ñiều kiện kinh tế có
nhiều cải thiện rõ rệt như hiện nay rơm rạ ñược thay thế dần dần bằng các
nguồn chất đốt khác như than, dầu, khí ga, … Do đó nhiều bà con không biết
dùng loại phụ phẩm này vào việc gì. ðể giải phóng ruộng đất một cách nhanh
nhất cho vụ canh tác mới thay vì tận dụng, rơm rạ ñược ñốt ngay trên ñồng
ruộng gây rất nhiều tác hại như lãnh phí, cản trở giao thơng vận tải và huỷ
hoại mơi trường sống vốn đã ơ nhiễm như hiện nay. ðể khắc phục tình trạng
trên, địi hỏi chúng ta phải có biện pháp sử lý như cắt ngắn rơm rạ hoặc sau đó
ép rơm rạ lại thành kiện và tận dụng vào việc chăn nuôi gia súc, sử dụng tái
tạo làm chất đốt, …
1.2. MỘT SỐ QUY TRÌNH KỸ THUẬT XỬ LÝ RƠM RẠ

1.2.1. Xử lý rơm rạ sau thu hoạch thành phân bón cho cây trồng [10]
Mục đích và ý nghĩa
Các loại cây trồng nói chung cây lúa nói riêng sau khi thu hoạch đã lấy
đi của ñất nguồn dinh dưỡng lớn. Một phần dinh dưỡng ñó nằm trong sản
phẩm thu hoạch phục vụ con người, phần cịn lại (khơng nhỏ) ở trong phế thải
nơng nghiệp. Hiện nay những phế thải nơng nghiệp này thường được nơng
dân đốt (do chăn ni kiểu chuồng chìm khơng cịn, thay vào đó là hình thức
chăn ni bán cơng nghiệp bằng chuồng nổi). Biện pháp này đã: gây ơ nhiễm
mơi trường ảnh hưởng ñến người – gia súc, gia cầm – các loại cây trồng khác,
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật ----------------------------

5


làm mất ñi vĩnh viễn nhiều nguyên tố quan trọng mà cây trồng ñã lấy ñi từ
ñất. ðặc biệt là Cacbon. Nếu tình trạng này cứ tiếp tục tiếp diễn thì cùng với
sự lạm dụng phân hóa học đất sẽ càng ngày càng cằn cỗi & chai cứng. Hậu
quả lâu dài sẽ khơng lường trước được. Trả lại cho đất những gì đã lấy đi của
nó là việc làm cần thiết cấp bách của con người.
Làm ñược việc này chúng ta sẽ hạn chế được việc lạm dụng phân hóa
học và thuốc hóa học trên đồng ruộng mà vẫn đảm bảo được năng suất &
ngày nâng cao chất lượng nơng sản. Dần dần chúng ta sẽ lấy lại ñược ñộ phì
nhiêu cho đất – làm tăng hàm lượng các chất khoảng – tăng ñộ tơi xốp của ñất
– tăng hàm lượng vi sinh vật hữu hiệu trong ñất vi sinh là yếu tố vơ cùng quan
trọng trong việc chuyển hóa phân bón thành thức ăn cho cây trồng) - giảm tối
thiểu các loại vi khuẩn có hại các loại mầm mống sâu & nấm gây hại cho cây.
ðây cũng là giải pháp quan trọng tạo nên một nền nông nghiệp sạch – an toàn
và bền vững.
Phương pháp ủ
- Thời vụ: Cần tập trung làm tốt trong vụ mùa. Vì từ khi thu hoạch lúa
mùa ñến khi cấy lúa xuân, thời gian là tương đối dài. Trong thời gian ủ, nơng
dân vẫn cứ cầy ải hoặc trồng các loại cây vụ đơng bình thường.
- Ngun vật liệu dùng cho xử lý rơm rạ
- Chế phẩm EMUNIV. Lượng dùng 500 gam/1000 kg rơm rạ.
- ðạm U RÊ (100 gam/1000 kg rơm rạ), hoặc phân chuồng (càng nhiều
càng tốt).
- Nilon, cót rách, vỏ bao xi măng loại nilon, bạt rách… ñể che ñậy.
- Ơ doa hoặc bình bơm thuốc sâu để tưới.
- Các bước xử lý
- Khi thu hoạch lúa, cần xén thêm 2-3 nhát để rơm rạ thêm vụn.

Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật ----------------------------

6


- Khi rơm rạ đã nỏ thì làm ướt rồi xếp vào xung quanh bờ ruộng, chiều
rộng khoảng 2m, cứ mỗi lớp 30cm rơm rạ thì tưới một lượt dung dịch chế
phẩm EMUNIV (ñộ ñậm ñặc của dung dịch tùy thuộc vào ñộ ẩm của rơm rạ
sao cho khi ủ rơm rạ có độ ẩm 50%. Nếu có phân chuồng thì bổ sung ln –
cách kiểm tra độ ẩm khi ủ: Nếu thấy nước ngấm ñều trong rơm rạ và khi cầm
vào thấy mềm là ñạt ñộ ẩm cần thiết. Tiếp tục rải cho ñến khi chiều cao ñạt
1,5-1,6m.
- Dùng các loại vật liệu ñã chuẩn bị ñể che ñậy. Phải che kín cả trên nóc
lẫn ở cạnh. ðảm bảo duy trì nhiệt độ đống ủ ln ở mức 40oC.
- Sau 10 ngày kiểm tra và đảo trộn. Cơng việc này có ý nghĩa quan trọng:
ðảo trộn sẽ làm cho rơm rạ vụn thêm do tác ñộng cơ học – Làm cho các loại
vi sinh vật phân bố ñều hơn – Phát hiện chỗ nào chưa ñảm bảo ñộ ẩm thì tưới
bổ sung thêm - chỗ chưa thối thì trộn ñều với chỗ thối. Cách kiểm tra ñộ ẩm:
Cầm nắm rơm rạ vắt ñều thấy nước rỉ ra theo kỹ tay là ñược. Trong ñợt ñảo ủ
này cần tưới bổ sung dung dịch ñạm U RÊ với liều lượng 100gam/1000kg
rơm rạ (hịa vào nước sạch để tưới).
Nếu làm đúng quy trình thì sau 45-50 ngày rơm rạ đã phân hủy rất tốt.
* Chú ý
- Trong quá trình xử lý phải che đậy kín, đảm bảo nhiệt độ và ẩm độ.
- Dụng cụ ñể pha chế và tưới phải là dụng cụ sạch chưa ñựng thuốc sâu
thuốc bệnh lần nào.
- Nước dùng để pha chế phải là nước sạch khơng chua.
1.2.2. Xử lý rơm rạ sau thu hoạch ứng dụng trong Kỹ thuật trồng nấm [1]
Nguồn nguyên liệu phổ biến là rơm rạ sau khi ñược băm thái theo yêu
cầu kỹ thuật, bơng phế thải, mùn cưa. Có 2 phương pháp xử lý như sau:

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật ----------------------------

7


Ủ nguyên liệu thành ñống với khối lượng ñủ lớn ñể tăng nhiệt ñộ trong
ñống ủ ñạt ñạt 60-700C, thời gian kéo dài 6-7 ngày. Trung bình một đống ủ
đảm bảo có trọng lượng tối thiểu từ 300kg khơ trở lên.
Khử trùng nguyên liệu trong hơi nước ở nhiệt ñộ 100-1250C kéo dài
90-180 phút.
Xử lý rơm rạ theo cách 1:
Rơm rạ khơ được làm ướt bằng nước vơi theo tỷ lệ: 3,5kg vơi đã tơi
hịa tan với 1000 lít nước. Ủ rơm rạ ñược 3 ngày, ñảo ñống lần 1, ủ tiếp 3
ngày, ñảo lần 2 và băm nguyên liệu thành từng ñoạn 5-10cm, ủ tiếp 2 ngày là
ñược (bắt ñầu cấy giống). Thời gian ủ 8 ngày ñối với rơm rạ mềm, 9 ngày
rơm rạ cứng. Trong khi ñảo, chỉnh ñộ ẩm thật chuẩn (65%). Nếu quá ẩm hoặc
quá khơ cần điều chỉnh bằng cách phơi hoặc thêm nước, ủ lại 1-2 ngày sau
mới trồng.
Xử lý bông phế thải theo cách 1:
Ngâm bông nhanh trong dung dịch nước vôi theo tỷ lệ như trên, vắt nhẹ, ủ
lại thành ñống, che kín bằng bao dứa hoặc nilon. Thời gian ủ 12-24 giờ. Xử lý
theo phương pháp này có thể làm số lượng ít nhưng vẫn đảm bảo. Khi trồng nấm
cần làm thật tơi nguyên liệu bằng cách dùng tay hoặc cào sắt xé bông vụn.
Xử lý nguyên liệu rơm rạ, bông phế thải và mùn cưa theo cách 2:
Rơm rạ chặt ngắn 10-15cm, ngâm trong nước vôi 15-20 phút, vớt ra để
ráo nước 1-2 ngày. Bơng phế thải làm ướt như trên. Mùn cưa làm ướt ủ lại 4-6
ngày. Các nguyên liệu này sau khi kiểm tra ñủ ñộ ẩm, trộn thêm 5-10% bột
cám hoặc ngô. Cho nguyên liệu vào túi nilon chịu nhiệt kích cỡ 20 x 40cm,
trong lượng 1,5-2kg/túi, nút túi bằng ống nhựa và bông không thấm nước ñưa

vào thanh trùng ở các chế ñộ nhiệt khác nhau:

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật ----------------------------

8


Hấp cách thủy trong thùng phuy, khi nhiệt ñộ trong túi đạt 95oC bắt đầu
tính giờ, kéo dài 180 phút.
ðể nguội sau 24 giờ hấp lại lần 2 như lần 1.
Lấy nguyên liệu ra, ñể nguội, cấy giống trong tủ và phịng vơ trùng.
Cấy giống:
Sau khi xử lý ngun liệu thì chuẩn bị túi nilon kích thước 30 x 40cm.
Tỷ lệ giống cấy cho một túi khoảng 40 - 50g (40kg giống cho 1 tấn nguyên
liệu).
Cho một lớp nguyên liệu vào túi đã gấp đáy vng cao 5 - 7cm, rắc một
lớp giống nấm xung quanh thành túi. Làm như vậy ñủ 3 lớp, lớp trên cùng rắc
giống ñều trên bề mặt. Sau đó lấy bơng quấn dây cao su chặt nút bông. Trọng
lượng của một túi (nguyên liệu rơm rạ) khoảng 2 - 3kg/túi, của bông phế thải
và mùn cưa là 1,2 - 1,5kg/túi.
Ươm và rạch bịch:
Bịch nấm ñã ñược chuyển vào phòng ươm, ñặt trên giá hoặc ñể trực
tiếp xuống nền đất theo chiều nút bơng phía trên. Khoảng cách giữa các bịch
từ 5-10cm, nhà cần thoáng mát sạch sẽ, không cần ánh sáng. Thời gian ươm
từ 25 - 30 ngày.
Rạch bịch: bịch nấm ñã phát triển tốt sau 25 - 30 ngày, dùng dao nhọn,
sắc, rạch 4 - 6 ñường xung quanh, khoảng cách giữa các ñường rạch ñều
nhau, chiều dài vết rạch 3 - 4cm. Gỡ nút bơng ra, úp miệng túi quay xuống
phía dưới và ñặt bịch cách nhau 15 - 20cm ñể khi nấm ra khơng chạm vào
nhau.

Chăm sóc và thu hái:
Tưới nước: khi rạch bịch ñược 4 - 6 ngày, tiến hành tưới nước bên
ngoài túi. Tưới nước dưới dạng phun sương, lượng ít nhưng kéo dài thời gian
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật ----------------------------

9


tưới, trung bình 4 - 6 lần/ngày. Sau khi thu hết ñợt 1, ngừng việc tưới nước
khoảng 5 - 7 ngày sau nấm lại ra tiếp ñợt sau.
Thu hái nấm:
Nấm sị mọc tập trung thành cụm nên khi nấm đủ lớn cần hái cả cụm.
Hái nấm khơng được để sót phần gốc trên bịch nấm. Tổng thời gian thu hái
nấm kéo dài trong 30 - 45 ngày kể từ ngày hái ñầu tiên.
1.2.3. Xử lý rơm ra ứng dụng trong q trình gieo mạ thảm
Rơm rạ được lấy sau khi thi hoạch lúa, ñạt ñộ ẩm quy ñịnh ñược băm thái
nhỏ rồi trộn với bùn tạo ra một loại bùn mới có tính tơi xốp và độ liên kết cao.
1.3. MỘT SỐ MÁY BĂM THÁI ỨNG DỤNG TRONG SẢN SUẤT NƠNG NGHIỆP

1.3.1. Máy băm cỏ của anh “Hai lúa” (22/03/07)

Hình 1.1. Máy băm cỏ
Máy ñược thiết kế dựa trên nguyên lý hoạt động của máy cắt bắp một hàng
(có hệ thống băm) của ðức và một số loại máy băm khác đang dùng cho nơng
trường.
Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật ----------------------------

10

ðể tiết kiệm điện, quạt gió được thiết kế làm mâm ñỡ cho dao và làm
bánh ñà tạo lực cho máy. Ưu ñiểm của chiếc máy băm mini này là gọn, nhẹ
(trọng lượng 80kg/máy), chạy êm, công suất cao, dễ vận hành và di chuyển
(có gắn 2 bánh xe đẩy). Không những thế, máy băm cỏ của anh “Hai lúa” ñã
khắc phục ñược một số nhược ñiểm của máy ngoại nhập như hạn chế tình
trạng cỏ quấn trục, khơng gãy lưỡi dao, cơng suất cao gấp đơi và đặc biệt là
giá thành khá rẻ, chỉ khoảng 2.600.000đ/máy.
Khơng chỉ băm cỏ voi, máy cịn băm được thân bắp và các loại cỏ tạp
(kích thước từ 1cm-3cm) nên rất tiện dụng cho các hộ chăn nuôi nhỏ lẻ. Nhờ
vậy, nhiều hộ chăn ni bị sữa tại thị xã Bảo Lộc, các huyện Di Linh, ðức
Trọng… đã tìm đến anh đặt mua máy. Vì ít vốn, khơng có người phụ việc,
nên một mình anh Kiển phải mất 10 ngày mới hoàn thành một máy băm.
Theo các hộ chăn ni bị sữa, cỏ voi khi cắt non sẽ dễ bị thúi gốc, cắt
già thì bị chỉ ăn được 6% lá. Gần như tồn bộ gốc và thân cỏ voi bị khơng
thể ăn được vì quá cứng. Nay có máy băm của anh “Hai lúa”, 100% cỏ được
tận dụng, vừa đỡ tốn cơng, vừa tiết kiệm chi phí thức ăn. Thấy tiện lợi, nhiều
hộ chăn ni bị thịt cũng đặt mua máy, vừa băm cỏ cho bị, vừa tận dụng các
phế phẩm nơng nghiệp để làm phân hữu cơ.
Máy băm, thái cỏ có ưu điểm tiện lợi, gọn nhẹ, tồn bộ hệ thống máy
được đặt trên giá đỡ, có gắn bánh xe rất tiện cho việc di chuyển.
Máy có cấu tạo đơn giản, gồm: 1 phần khoang thái cỏ bên trong có lưỡi
dao thái; Bộ phận chuyển động 1 phần gần động cơ, có thể dùng ñiện 3 pha,
hoặc lắp ñầu máy nổ của Trung Quốc hay Vikyno. Guồng của máy thái ñược
chuyển ñộng qua máy nổ bằng dây ñai. Sau khi cỏ ñược ñưa vào máng chứa
nguyên liệu sẽ ñược ñẩy ép vào khoang thái, trong đó có guồng quay đường
kính 600 mm, trên ñó gắn dao thái và cánh quạt, khi dao thái quay theo vịng
Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật ----------------------------

11

tròn sẽ làm dập và cắt nguyên liệu, cánh guồng sẽ đẩy ngun liệu được cắt
ra ngồi qua phễu.
1.3.2. Một số máy băm khác
Máy băm
ðây là loại thiết bị chuyên dùng
trong công nghệ chế biến mủ tạp
(SVR 10 - 20). Máy băm thường
đặt sau máy ép cắt thơ (Prebreaker)
để cắt, xé, băm nhỏ hạt cao su, tác
dụng làm giảm kích thước cục mủ
cao su, đồng thời tách chất bẩn dính
vào mủ được triệt để hơn trước khi
chuyển vào cơng đoạn kế tiếp để
cán tạo tờ.

Máy băm thơ
ðây là loại thiết bị chuyên
dùng trong công nghệ chế
biến mủ tạp (SVR 10 - 20).
Máy băm thường đặt sau
máy ép cắt thơ (Prebreaker)
để cắt, xé, băm nhỏ hạt cao
su, tác dụng làm giảm kích
thước cục mủ cao su, đồng
thời tách chất bẩn dính vào
mủ được triệt để hơn trước
khi chuyển vào cơng đoạn kế
tiếp để cán tạo tờ.
1.4. U CẦU CƠNG NGHỆ CỦA Q TRÌNH BĂM THÁI

Băm thái vật liệu trong nơng nghiệp là một q trình phức tạp, bởi tính
chất cơ lý tính của các đối tượng nghiên cứu. Bản thân các loại vật liệu này
vừa có tính đàn hồi và biến dạng khi chịu lực tác ñộng ở những mức ñộ và
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật ----------------------------

12


trạng thái nhất ñịnh. Khi băm thái vật liệu phải qua q trình đàn hồi, biến
dạng dẻo và phá vỡ vật thể (theo ñịnh luật Hook).
Với các vật liệu như rơm, cỏ khơ mức độ đàn hồi và biến dạng phụ thuộc
nhiều vào trạng thái ép của vật liệu, kết cấu bộ phận băm thái cũng như lực cắt
thái và thời gian cắt thái.
Một số chỉ tiêu của rơm rạ sau khi cắt thái: Có kích thước các chiều dài,
phù hợp với yêu cầu của nguyên liệu trồng nấm và giá thể gieo mạ thảm. Do đó
để thuận tiện cho tính tốn thiết kế máy thì kích thước của rơm rạ sau khi cắt thái
có chiều dài 1 ÷ 10 mm.
1.5. MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN

* Mục tiêu:
Nghiên cứu thiết kế, chế tạo ñược một mẫu máy có thể đáp ứng được
nhu cầu về băm thárơm rạ, Theo kích thước chiều dài rơm rạ sau khi cắt thái 1
÷ 10 cm, máy phải có kết cấu gọn, nhẹ, dễ vận chuyển và dễ sử dụng.
* Nhiệm vụ:
1. Phân tích tình hình sử dụng, quy trình cơng nghệ và khả năng làm việc
của các máy băm thái hiện có.
2. ðiều tra, phân tích và nghiên cứu thực nghiệm xác định các tính chất cơ
lý của rơm, cỏ khơ làm cơ sở để xác định ngun lý và tính tốn q trình băm
thái.
3. Phân tích, lựa chọn ngun lý và kết cấu hợp lý cho máy băm thái rơm rạ.

4. Xác định giá trị một số thơng số cho việc thiết kế.
5. Thiết kế, chế tạo máy và khảo nghiệm máy.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật ----------------------------

13


Chương 2
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT
- Sử dụng các chương trình phần mềm trợ giúp thiết kế:
+ Chương trình phần mềm thiết kế Inventor 9: Phần mềm Autodesk
Inventor mơ hình hóa hình học các kết cấu trên máy tính.
+ Chương trình phần mềm phân tích thiết kế COSMOS Design STAR
4.0 của tập đồn SRAC (Mỹ). ðây là chương trình đa tài liệu kiến trúc mở, có
các tính năng tiên tiến của giao diện sử dụng ñồ họa Windows nổi tiếng.
+ Chương trình phần mềm lập trình Pascal cho ta ứng dụng các phép tính
về mảng hay ma trận. Ứng dụng phần mền này ta có thể vẽ đồ thị thí nghiệm
và lập trình giải các bài tốn theo u cầu.
- Sử dụng phương pháp tính tìm hàm nội suy. Cơ sở là sử dụng phương
pháp bình phương nhỏ nhất của hiệu giữa kết quả thí nghiệm và trị số của
hàm thực nghiệm.
2.2. PHƯƠNG PHÁP ðIỀU TRA KHẢO SÁT
Nội dung của phương pháp là ñiều tra khảo sát tình hình sản xuất nấm
và mạ thảm, nguyên liệu sản xuất nấm và mạ thảm. ðiều tra khảo sát tình
hình sản xuất lúa trong nước, khối lượng phụ phẩm sau thu hoạch của cây lúa
trong những năm gần ñây, các biện pháp sử lý rơm rạ.
Trên cơ sở ñiều tra khảo sát, từ ñó thiết kế, chế tạo máy có các thơng số
kỹ thuật phù hợp với u cầu sản xuất.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật ----------------------------

14


2.3. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ðÁNH GIÁ
Trên cơ sở phân tích các nguyên lý cắt thái ứng dụng trên các máy trong
và ngồi nước hiện nay. Từ đó tiến hành phân tích kết cấu, ngun lý hoạt động,
phạm vi ứng dụng, ưu nhược ñiểm của các nguyên lý trên. Từ ñó lựa chọn
nguyên lý phù hợp với ñặc trưng cơ lý tính và yêu cầu của vật liệu cắt thái. Sau
đó tiến hành xây dựng mơ hình tính tốn các thông số cơ bản của máy.
2.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHẢO NGHIỆM [7]
Phương pháp này ñược thực hiện sau khi ñã thiết kế , chế tạo máy hoàn
chỉnh với các thơng số đúng theo u cầu. Phương pháp khảo nghiệm cho kết
quả chính xác nhằm kiểm định lại kết quả tính tốn , lựa chọn từ các phương
pháp khác.
Nội dung của phương pháp là ñưa máy vào trong thực tế sản xuất dung
các dung cụ, thiết bị ño kiểm ñể xác ñịnh các chỉ tiêu làm việc của máy.
Các kết quả đo trong q trình nghiên cứu khảo nghiệm thường là các
ñại lượng ngẫu nhiên. Các sai số trong quá trình đo đạc phụ thuộc vào độ
chính xác của thiết bị ño và phương pháp ño.
Các số liệu ño ñạc sau mỗi lần khảo nghiệm, kết quả ñược ghi trong bảng
2.1 và xử lý theo các quy tắc của lý thuyết xác suất và thống kê toán học.
Bảng 2.1. Kết quả khảo nghiệm
x

x1

x2

...................

xn

mi

m1

m2

...................

mn

trong đó : xi – giá trị của thơng số ở lần đo thứ i;
mi - số lần lặp lại giá trị xi;
- Sau khi ño n lần lặp lại ñược các giá trị xi (i = 1,2,...,n) và tính các giá
trị trung bình theo cơng thức:
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật ----------------------------

15


1 n
x = .∑ xi mi
n i=1
- ðộ lệch chuẩn thực nghiệm:
- Ước lượng kỳ vọng:

s=

l - tα .

(2.1)

1 n
(xi − x )2
∑
n − 1 i =1
S
n

≤ m ≤ l + tα .

S
n

(2.2)
(2.3)

trong đó:
t: tra từ bảng 3 [7]; t α : tra theo mức α và số bậc tự do n, α = 1-p
P: mức tin cậy cho trước (lấy p = 0,95)
m: khoảng ước lượng giá trị trung bình
Tra bảng 3 ta có: t α = 1,96

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật ----------------------------

16