Nghiên cứu, thiết kế chế tạo một số bộ phận chính và khảo nghiệm máy gieo hạt lúa thành khóm

Bộ giáo dục và đào tạo Trờng đại học nông nghiệp I Nguyễn Thành Long Nghiên cứu thiết kế, chế tạo một số bộ phận chính và khảo nghiệm máy gieo lúa hạt thành khóm phù hợp với điều kiện sản xuất lúa ở Việt nam Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hoá nông lâm nghiệp M số: 60.52.14 Ngời hớng dẫn khoa học: TS. Lê Minh L Hà nội - 2006 2 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan rằng những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và cha hề sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp cho việc thực hiện luận văn này đ đợc cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều đ đợc chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả Nguyễn Thành Long 3 Lời cám ơn Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo - TS. Lê Minh L ngời trực tiếp hớng dẫn và giúp đỡ tôi trong thời gian thực hiện đề tài, các thầy giáo TS. Lơng Văn Vợt, TS. Đỗ Hữu Quyết, Thạc sĩ Đặng Đình Trình và các thầy cô trong bộ môn Cơ học kỹ Thuật, Khoa Cơ điện, Khoa Sau Đại học Trờng Đại học Nông nghiệp I Hà Nội đ giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn này. Tôi cũng xin bày tỏ lời cám ơn tới các thầy giáo, các cô giáo và tất cả những ngời đ giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài. Tác giả Nguyễn Thành Long 4 Danh mục các bảng Số bảng Tên bảng Trang 2.1. Các nốc có diện tích trồng lúa nhiều trên thế giới năm1996 3 2.2. Tình hình sản xuất lúa khu vực ASEAN 4 2.3. Diện tích trồng lúa cả năm (đơn vị nghìn ha) 5 2.4. Sản lợng lúa cả năm (nghìn tấn) 5 3.1. Bảng ghi kết quả khảo nghiệm 16 4.1. Các kích thớc hạt 22 4.2. Trọng lợng 1000 hạt lúa không mầm và lúa mầm của một số giống lúa 23 4.3. Độ ẩm của một số giống lúa 23 4.4. Khối lợng riêng của một số giống lúa 24 4.5. Hệ số ma sát và góc ma sát của lúa không mầm và lúa mầm 26 4.6. Độ cao cần thiết khi gieo đối với hạt lúa mầm 28 4.7. Tỉ lệ hạt hỏng qua bộ phận gieo với số vòng quay n = 18 v/ph 55 4.8. Tỉ lệ hạt hỏng qua bộ phận gieo với số vòng quay n = 26 v/ph 56 4.9. Tỉ lệ hạt hỏng qua bộ phận gieo với số vòng quay n = 28 v/ph 56 4.10. Tỉ lệ hạt hỏng qua bộ phận gieo với số vòng quay n = 31 v/ph 56 4.11. Tỉ lệ hạt hỏng qua bộ phận gieo với số vòng quay n = 37,5 v/ph 57 4.12. Kích thớc khóm hạt đối với đoạn ống dẫn hạt: l 1 =220 mm 57 4.13. Kích thớc khóm hạt đối với đoạn ống dẫn hạt: l 2 =170 mm 58 4.14. Kích thớc khóm hạt đối với đoạn ống dẫn hạt: l 3 =112 mm 58 4.15. Bảng kết quả khảo nghiệm với lỗ = 9 mm, dày 3,5 mm 59 5.1. Dụng cụ đo khi thử máy gieo 67 5.2. Đặc tính kỹ thuật của một số giống lúa 68 5.3. Lợng cung cấp hạt khi gieo bằng máy 69 5.4. Khoảng cách hàng của hạt khô giống lúa XI 23 71 5.5. Khoảng cách hàng của hạt nứt nanh giống lúa XI 23 72 5 5.6. Khoảng cách khóm của hạt khô giống lúa XI 23 72 5.7. Khoảng cách khóm của hạt nứt nanh giống lúa XI 23 73 5.8. Số hạt trong một khóm của hạt lúa khô giống lúa XI 23. 73 5.9. Số hạt trong một khóm của hạt nứt nanh giống lúa XI 23 74 5.10. Đờng kính khóm của hạt khô giống lúa XI 23. 74 5.11. Đờng kính khóm của hạt nứt nanh giống lúa XI 23 75 5.12. Năng suất thuần tuý 75 5.13. Kết quả thử tính năng làm việc trong phòng thí nghiệm 79 5.14. Kết quả khảo nghiệm trên đồng với giống lúa XI 23 80 5.15. Kết quả khảo nghiệm trên đồng với giống lúa Q5 81 5.16. Kết quả khảo nghiệm trên đồng với giống lúa Nếp 325 82 6 Danh mục các hình Số hình Tên hình Trang 4.1. Dụng cụ đo độ ma sát của hạt lúa với bề mặt làm việc 25 4.2. Dụng cụ đo góc chảy tự nhiên của hạt lúa 27 4.3. Sơ đồ cơ cấu lấy hạt kiểu đĩa có trục nằm ngang 30 4.4. Cơ cấu lấy nhả hạt kiểu đĩa có trục thẳng đứng 31 4.5. Nguyên lý gieo kiểu trục cuốn 32 4.6. Nguyên lý gieo kiểu khí động 33 4.7. Sơ đồ nguyên lý gieo kiểu ly tâm 34 4.8. Mô hình bộ phận ra hạt lúa mầm loại rung 35 4.9. Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy gieo lúa thành khóm 37 4.10. Mô hình nguyên lý bộ phận gieo 38 4.11. Sơ đồ rơi của hạt 42 4.12. Sơ đồ tính toán 43 4.13. Đĩa định lợng 45 4.14. Đĩa cố định 46 4.15. Mô hình cấu tạo bộ phận gieo 47 4.16. Kích thớc thùng đựng hạt 48 4.17. Kích thớc nón cụt 48 4.18. Kích thớc cốc ra hạt. 49 4.19. Nắp điều chỉnh cửa ra 49 4.20. Mô hình tổng thể của cốc ra hạt 50 4.21. Buồng làm việc 51 4.22. Mô hình buồng làm việc 51 4.23. ống dẫn hạt 52 7 4.24. Mô hình giàn khảo nghiệm 53 4.25. Giàn khảo nghiệm bộ phận gieo 53 4.26. Tời kéo 54 4.27. Băng ray 54 4.28. Biểu đồ phân bố số hạt trong mỗi khóm ứng với lỗ = 9 mm 59 4.29. Máy gieo lúa hạt thành khóm 62 5.1. Liên hợp máy gieo 66 1 1. Mở đầu Lúa nớc là một trong những cây lơng thực chủ yếu của thế giới, sản xuất lúa nớc chủ yếu tập trung ở các nớc châu á. Một số nớc sản xuất lúa nớc lớn nh Trung Quốc, ấn Độ, Thái Lan, Pakistan, Việt Nam Việt Nam là nớc với khoảng 70% dân số sống bằng nông nghiệp. Trong sản xuất nông nghiệp, lúa là cây lơng thực chính. Việc sản xuất lúa ở nớc ta hiện nay còn mang tính thủ công, năng suất và chất lợng cha cao đặc biệt là giá trị thơng phẩm của sản phẩm làm từ lúa còn thấp nên thiếu tính cạnh tranh xuất khẩu trong khu vực và trên thế giới. Xuất phát từ thực tiễn trên, ngành nông nghiệp đang đa nhanh tiến bộ khoa học vào sản xuất nhằm hiện đại hoá nông nghiệp. Trong văn kiện Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ IX nêu rõ: Đẩy nhanh công nghiệp hoá, hiện đại hoá nông nghiệp và nông thôn theo định hớng hình thành nền nông nghiệp hàng hoá lớn phù hợp với nhu cầu thị trờng và điều kiện sinh thái của từng vùng. Đa nhanh tiến bộ khoa học và công nghệ vào sản xuất nông nghiệp, đạt mức tiên tiến trong khu vực về trình độ công nghệ và về thu nhập trên một đơn vị diện tích, tăng năng suất lao động. Việc cơ khí hoá nông nghiệp sẽ góp phần nâng cao năng suất lao động, chất lợng sản phẩm. Đặc biệt giải phóng đợc lợng nhân công lao động phục vụ cho các ngành nghề kinh tế x hội khác. Trong đó, cơ giới hoá quá trình sản xuất lúa là hết sức quan trọng. Hiện nay, việc cơ khí hoá khâu làm đất và thuỷ lợi đ đạt tỉ lệ khá cao. Tuy nhiên, khâu gieo và cấy còn hạn chế sản xuất chủ yếu bằng thủ công. Khâu gieo lúa ở Việt Nam thờng sử dụng hình thức gieo sạ. Hình thức này đợc sử dụng rộng ri ở các tỉnh miền Trung, Nam bộ nhng có nhiều nhợc điểm. Vấn đề đặt ra gieo lúa theo khóm sẽ có u điểm hơn hẳn so với gieo vi, gieo hàng. Gieo lúa theo khóm có những u điểm sau: 2 - Mật độ cây lúa đều đảm bảo tốt điều kiện sinh trởng, phát triển tăng năng suất cây trồng. - Tạo điều kiện cho việc cơ giới hoá các khâu chăm sóc và thu hoạch. - Tạo môi trờng thuận lợi kết hợp nuôi trồng thuỷ sản trên đồng ruộng. - Tiết kiệm lúa giống, giảm chi phí nhân công lao động. Hiện nay gieo lúa khóm cha đợc ứng dụng do không thể làm thủ công, chỉ có thể dùng máy nhng máy gieo lúa nớc theo khóm cha có. Việc nghiên cứu, chế tạo máy gieo lúa thành khóm phù hợp với điều kiện sản xuất lúa ở Việt Nam là cần thiết luôn mang tính thời sự. Xuất phát từ những lý do trên tôi chọn đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo một số bộ phận làm việc chính và khảo nghiệm máy gieo lúa hạt thành khóm phù hợp với điều kiện sản xuất lúa ở Việt Nam. 3 2. Tổng quan tình hình sản xuất lúa và cơ giới hoá khâu gieo lúa trên thế giới và Việt nam 2.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới và Việt nam 2.1.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới Lúa là cây lơng thực quan trọng trên thế giới. Thế giới có khoảng trên 100 nớc sản xuất lúa. Vào năm 1996 diện tích trồng lúa nớc trên thế giới là 152,2 triệu ha, trong đó 90% tập trung ở châu á, còn lại ở châu Âu, châu Phi, châu Mỹ, châu Đại Dơng. Có khoảng 40 nớc trồng nhiều lúa, trong đó có 13 nớc có diện tích trồng lúa từ 1 triệu ha trở lên. Các nớc có diện tích trồng lúa nhiều trên thế giới biểu thị ở bảng 2.1. Bảng 2 .1. Các nớc có diện tích trồng lúa nhiều trên thế giới năm 1996,[13] Nớc ấ ấấ ấn Độ Trung Quốc Inđô nê xia Băng la đét Thái Lan Việt Nam Miến Điện Bra xin Diện tích (triệu ha) 39 33 11,09 9,3 9,22 7,02 5,524 3,5 Năng suất lúa bình quân trên thế giới năm 1992 khoảng 3,34 tấn/ha. Những nớc có năng suất cao là Nhật Bản 6,8 tấn/ha, Hàn Quốc 6,2 tấn/ha, Trung Quốc 5,7 tấn/ha. Những nớc có năng suất thấp: Chilê 0,94 tấn/ha, Mali 1,1 tấn/ha, [13]. Châu á là khu vực sản xuất lúa lớn nhất của thế giới. Năm 1996 chiếm 88,6% của toàn thế giới và năm 1997 tăng lên tới 89,59%. Các nớc sản xuất lúa gạo nhiều nhất ở châu á gồm có 8 nớc là ấn Độ, Trung Quốc, Inđônêxia, Bănglađét, Việt Nam, Thái Lan, Nhật Bản, Myamar. Trong đó, ở khu vực ASEAN có tập quán trồng lúa nớc từ lâu đời. Năm 1996 diện tích là 40,23 triệu ha, chiếm tỷ lệ 26,4% so với toàn thế giới và 29,8% so với châu á. Năm [...]... trị ở lần đo thứ i; n - Số lần đo Tiến h nh với hai loại hạt (hạt khô v hạt nứt nanh) của ba giống lúa XI 23, Q5 v Nếp 325 21 4 Nghiên cứu lụa chọn nguyên lý bộ phận gieo lúa hạt theo khóm 4.1 cơ lý tính hạt lúa gieo Khi thiết kế máy gieo hạt lúa, một số thông số của máy đợc chọn trớc muốn nh vậy phải có các thông số cần thiết về hạt lúa gieo, bằng phơng pháp nghiên cứu thực nghiệm, đo đạc ta xác định... trồng Điều tra, khảo sát tình hình cơ giới hoá các khâu sản xuất lúa nói chung, khâu gieo lúa nói riêng ở đồng bằng sông Hồng v đồng bằng sông Cửu Long từ đó thiết kế mô hình máy đáp ứng nhu cầu sản xuất 3.3 Phơng pháp đo đạc, thực nghiệm Để nghiên cứu, thiết kế, chế tạo một số bộ phận l m việc của máy chúng ta cần có các thông số về đặc điểm của hạt lúa gieo cơ sở lựa chọn một số thông số ban đầu đó... hạt th nh khóm có cải tiến cho phù hợp để gieo lúa hạt th nh khóm trên đất ớt có nền trong điều kiện sản xuất lúa ở nớc ta 3.5 Phơng pháp nghiên cứu thử nghiệm máy thực 3.5.1 Nghiên cứu thử nghiệm đối với bộ phận gieo Sau khi đ chế tạo bộ phận gieo tiến h nh thử nghiệm nhằm kiểm định lại kết quả nhận đợc từ các phơng pháp nghiên cứu khác Để thử nghiệm bộ phận gieo ta tiến h nh phơng pháp tìm theo định... hỏng l nh Tỷ lệ hạt hỏng đợc tính p= nh 100% n (3.3) Từ kết quả khảo nghiệm ta xác định đợc số vòng quay của đĩa định lợng đảm bảo yêu cầu đặt ra + Khảo nghiệm ảnh hởng của chiều d i ống dẫn hạt đến độ chụm của khóm gieo: Thay đổi chiều d i ống dẫn hạt xác định kích thớc khóm hạt gieo Mỗi chiều d i ống dẫn hạt, với một loại hạt lúa ta đo kích thỡc khóm Tổng số khóm hạt cần đo n, coi khóm hạt có kích thớc... các máy nớc ngo i đa v o trong nớc cha phù hợp với chủng loại cây trồng v điều kiện canh tác ở nớc ta Nhng các chủng loại máy đó l cơ sở cho chúng ta nghiên cứu, cải tiến để thiết kế các máy có thể áp dụng với điều kiện nớc ta 4.2.1 Các nguyên lý gieo của một số máy gieo hạt Bộ phận gieo hạt phổ biến hiện nay có nhiều loại khác nhau có thể chia l m hai loại chính: bộ phận gieo cơ học v bộ phận gieo. .. Gieo hạt Chăm sóc Thu hoạch 2.3.3 Xây dựng qui trình sản xuất lúa sử dụng máy gieo lúa theo khóm Qui trình sản xuất lúa sử dụng máy gieo lúa theo khóm l qui trình sản xuất lúa gieo thẳng nhng khác với gieo v i, gieo h ng l các hạt lúa đợc gieo th nh khóm Để thực hiện bằng máy nên đặt ra một số yêu cầu nh sau: + Chuẩn bị ruộng gieo - Ruộng gieo thẳng nên tập trung, không phân tán để đảm bảo tiện lợi... : khoảng ớc lợng số hạt trung bình trong mỗi khóm 16 (3.8) Từ kết quả khảo nghiệm ta vẽ đợc biểu đồ phân bố số hạt trong mỗi khóm ứng với các đĩa có kích thớc lỗ định lợng khác nhau 3.5.2 Nghiên cứu thử nghiệm máy gieo lúa hạt th nh khóm Phơng pháp thử nghiệm máy thực cho kết quả chính xác với máy cụ thể, phơng pháp n ydùng ở giai đoạn cuối của quá trình nghiên cứu nhằmkiểm định lại kết quả nhận đợc... hợp với gieo lúa hạt th nh khóm trên ruộng bùn ớt có nền, hạt lúa gieo đ đợc ngâm ủ nứt nanh Phân tích đặc điểm cấu tạo, nguyên lý l m việc, các phép điều chỉnh trong quá trình sử dụng của các máy gieo hiện có để chọn cơ cấu phù hợp: cơ cấu truyền động cho bộ phận gieo, bộ phận di động, bộ phận xoá vết bánh, cơ cấu liên hợp với máy kéo Khi đ chọn đợc nguyên lý, cơ cấu phù hợp với gieo hạt th nh khóm có... với Viện Lúa đồng bằng sông Cửu Long thiết kế chế tạo công cụ gieo lúa 8 trên đất ớt kiểu trống quay theo mẫu của Viện lúa Quốc tế một ngời kéo, hạt lúa đợc gieo th nh h ng, hạt lúa ngâm ủ không đợc có mầm đổ v o trống Khi trống quay, hạt lúa do trọng lợng sẽ rơi qua các lỗ ở th nh trống xuống đất Qua kết quả nghiên cứu ở trên cho thấy ở đồng bằng sông Cửu Long sản xuất lúa theo qui trình một giai... Bộ phận gieo cơ học có nhiều loại nh: loại đĩa, loại trục cuốn, loại chải, loại gầu Bộ phận gieo khí áp có loại đĩa, loại trống Tuỳ theo mục đích sử dụng của máy ngời ta sử dụng bộ phận gieo khác nhau có nguyên lý l m việc khác nhau, chúng ta phân tích một số nguyên lý để lựa chọn, cải tiến áp dụng cho máy gieo lúa hạt th nh khóm 4.2.1.1 Nguyên lý gieo kiểu lấy hạt dùng đĩa quay + Cơ cấu lấy, nhả hạt . Bộ giáo dục và đào tạo Trờng đại học nông nghiệp I Nguyễn Thành Long Nghiên cứu thiết kế, chế tạo một số bộ phận chính và khảo nghiệm máy gieo lúa hạt thành khóm. lý do trên tôi chọn đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo một số bộ phận làm việc chính và khảo nghiệm máy gieo lúa hạt thành khóm phù hợp với điều kiện sản xuất lúa ở Việt Nam. . xuất lúa áp dụng cho máy gieo lúa hạt thành khóm. Việc áp dụng quy trình sản xuất lúa bằng máy gieo lúa hạt thành khóm sẽ giảm đợc một lợng lớn lúa giống, nhân công phục vụ khâu gieo cấy và tạo