LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CƠ KHÍ THIẾT KẾ MÁY GẶT ĐẬP LIÊN HỢP CỠ NHỎ

Hình 1.5 Máy tuốt lúa 1.2.2 Phương pháp thu hoạch một giai đoạn Phương pháp này hoàn toàn thực hiện bằng cơ giới , sử dụng máy gặt đập liênhợp để tiến hành các công đoạn từ cắt gặt , t

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ MÁY GẶT ĐẬP LIÊN HỢP CỠ NHỎ

GVHD : TS Phan Tấn Tùng SVTH : Nguyễn Ngọc Nam

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ MÁY GẶT ĐẬP LIÊN HỢP 1.1 Giới thiệu chung

Khác với các ngành sản xuất khác, sản xuất nông nghiệp là công việc nặng nhọc,

vất vả và lại mang tính chất thời vụ rất chặt chẽ Tập quán canh tác của nước ta mỗinăm gieo trồng từ 2-3 vụ Thu hoạch là khâu kết thúc quá trình trước nhưng lại là khâumở đầu cho giai đoạn sau Do chỉ số qua vòng cao, tính thời vụ khẩn trương, yêu cầuphải nhanh chóng giải phóng đồng ruộng chuẩn bị bước vào vụ sau nên việc thu hoạchphải có năng suất cao nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế của quá trình sản xuất

Trong những năm gần đây, khi mà các khu công nghiệp, khu chế xuất, sự mở rộngxây dựng ồ ạt ở thành phố đã thu hút lực lượng lao động trẻ khoẻ rời khỏi đồng ruộngtìm công việc có thu nhập cao hơn ngày một nhiều, công việc nặng nhọc đó chuyểnsang vai những người lớn tuổi, phụ nữ và đặc biệt là trẻ em, vẫn sử dụng liềm và háilà công cụ chính, vì vậy khi kỳ thu hoạch đến là nỗi lo của mọi người, khối lượng côngviệc đòi hỏi phải nhanh gọn nhưng công cụ,nhân lực đều ở trạng thái lạc hậu và khôngđiều hoà được

Nông dân đang mong mỏi có các loại công cụ, máy móc làm cho thời gian thuhoạch ngắn lại và lao động đỡ cực nhọc hơn

…những người lớn tuổi, phụ nữ

và đặc biệt là trẻ em, vẫn sử

dụng liềm và hái là công cụ chính…

Hình 1.2 Nông dân đang gặt lúa

Ở Đồng bằng sông Cửu Long và các vùng sản xuất lúa khác trong cả nước, thuhoạch lúa vẫn còn thủ công, chủ yếu là do phụ nữ Nỗ lực để cơ giới hóa khâu nàyhiện nay là dùng máy gặt xếp dãy hoặc dùng máy gặt đập Máy gặt xếp dãy chỉ giảiquyết được được một nửa vấn đề, vì vẫn phải gom thủ công Các vấn đề của máy gặtđập liên hợp là:đất lầy thụt, máy dễ hư và lúa đổ ngã

1.2 Các phương pháp thu hoạch lúa nước

Phương pháp thu hoạch khác nhau thì công cụ, máy móc sử dụng để thu hoạch vàhiệu quả cũng khác nhau Nếu căn cứ vào công cụ dùng Nếu căn cứ vào công cụdùng trong thu hoạch thì có thể phân ra thành phương pháp thu hoạch thủ công vàphương pháp thu hoạch bằng cơ giới Nếu căn cứ vào quy trình thu hoạch thì ta có thểphân ra thành phương pháp thu hoạch nhiều giai đoạn và phương pháp thu hoạch mộtgiai đoạn

1.2.1 Phương pháp thu hoạch nhiều giai đoạn

Phương pháp thu hoạch nhiều giai đoạn là phương pháp chia khâu thu hoạch thànhnhiều công đoạn riêng biệt , mỗi công đoạn sử dụng một công cụ hoặc máy móc khácnhau

- Thu hoạch bằng công cụ thủ công : Đây là phương pháp cổ truyền , chỉ tồn tại ởgiai đoạn kinh tế chưa phát triển Vì năng suất lao động rất thấp , cường độ lao độngcao và đặc biệt hao hụt khá lớn , trên 10% Vì vậy , ở nước ta hiện nay , một số côngđoạn đã sử dụng thay công cụ thủ công , trong đó khâu đập tách hạt được ứng dụngtương đối rộng rã

Hình 1.3 Thu hoạch lúa thủ công

Hình 1.4 Vẫn còn thu ho ạch bằng công cụ thủ công

- Thu hoạch bằng cơ giới : dùng máy gặt rải hàng cắt rải xuống ruộng, sau đó dùngmáy kéo hoặc ôtô tải cỡ nhỏ chuyển lúa về sân để đập , phân ly và làm sạch bằngmáy Hiện nay , do máy đập liên hợp phát triển , để giảm công vận chuyển , nhiềunơi đưa máy ra đập tận ruộng , sau đó mới chuyển thóc về sân phơi

- Ưu điểm của phương pháp này là:

+ Máy móc dùng trong các công đoạn tương đối đơn giản , gọn nhẹ , giá

thành thấp + Giữa các công đoạn ít bị ảnh hưởng và phụ thuộc lẫn nhau Ngay trong

những điểu kiện khó khăn phức tạp nhất thì một số công đoạn vẫn thựchiện bằng máy được

+ So với phương pháp thủ công , cường độ lao động và tổng hao hụt

giảm đáng kể , năng suất lao động có thể tăng lên từ 1 – 2 lần Đốivới nước ta , đây là một phương pháp tồn tại tương đối lâu dài Điềuquan trọng hiện nay cần có nhiều loại máy , kiểu cỡ máy có chất lượnglàm việc tốt , năng suất cao cho từng công đoạn , có thể ứng dụng rộngrãi trên nhiều địa bàn , nhiều vùng khác nhau

- Hạn chế của phương pháp này là việc đầu tư mua sắm số lượng máy, chủng loạimáy phải nhiều , việc bảo quản , sửa chữa sẽ có những khó khăn nhất định

Hình 1.5 Máy tuốt lúa

1.2.2 Phương pháp thu hoạch một giai đoạn

Phương pháp này hoàn toàn thực hiện bằng cơ giới , sử dụng máy gặt đập liênhợp để tiến hành các công đoạn từ cắt gặt , thu gom , đập tách hạt , rũ rơm , làmsạch liên tục trong cùng một thời điểm , một lần hoàn thành toàn bộ các côngđoạn thu hoạch trên đồng ruộng

- Những ưu điểm nổi bật nhất của phương pháp này là năng suất lao động rấtcao , cường độ lao động thấp , độ hao hụt thấp và giá thành thu hoạch giảm Trong điều kiện ruộng khô , lúa đứng , độ chín đồng đều , độ ẩm thân cây vàhạt thấp , kích thước lô thửa thích hợp thì máy có thể hoạt động liện tục , năngsuất và chất lượng làm việc của máy đều rất cao , tổng hao hụt do gặt sót , đậpsót , thóc theo rơm và sàng quạt thổi ra có thể nhỏ hơn 3% , độ sạch sản phẩmtrên 98%

- Do đặc điểm của phương pháp này là hoàn thành nhiều công đoạn trong mộtlúc , chịu ảnh hưởng cửa nhiều yếu tố như kích thước lô thửa , tính chất cơ lýcủa đất đai và cây trồng Mặt khác kích thước của máy lớn , các cơ cấu làmviệc phức tạp , việc chế tạo và sử dụng đòi hỏiphải có trình độ nhất định mớiđảm bảo cho máy hoạt động có hiệu qủa

Nước ta thời gian qua chưa ứng dụng rộng rãi phương pháp thu hoạch lúa mộtgiai đoạn vì chưa có những máy móc hoàn chỉnh thích hợp với điều kiện ViệtNam Mặt khác , mức thu nhập và tích lũy của nông dân còn thấp nên khảnăng đầu tư mua sắm còn hạn chế

Một số máy thu hoạch của nước ngoài

Hình 1.6 Máy gặt đập liên hợp của Nhật Bản, trọng lượng 4000kg

Hình 1.7 Máy gặt đập liên hợp của Nhật Bản

Hình 1.8 Máy gặt đập liên hợp của Trung Quốc

Tóm lại , thời vụ trong sản xuất nông nghiệp là rất quan trọng Việc rút ngắnthời gian thu hoạch , tức là nâng cao năng suất lao động trong toàn khâu khôngnhững đảm bảo cho sản xuất tận thu mà còn có ý nghĩa thâm canh

Phương pháp thu hoạch và việc nghiên cứu thiết kế chế tạo cũng như sửdụng máy thu hoạch có liên quan mật thiết với nhau , bởi lẽ đây là căn cứ đểxác định hệ thống máy thu hoạch Việc chọn phương pháp không những phảidựa vào điều kiện tự nhiên của từng vùng ; chế độ canh tác , cơ lý tính đất đai ,cây trồng và kỹ thuật nông học của vùng đó mà phải xem xét cả điều kiện kinhtế xã hội ; trình độ khả năng chế tạo , sử dụng và nguồn động lực sẵn có Cónhư vậy mới đảm bảo việc triển khai ứng dụng máy thu hoạch vào sản xuất mộtcách có hiệu quả

Bảng 1.1 Bảng tóm tắt các phương pháp và công cụ máy móc dùng trong thu hoạch lúa.

TT Các công đoạn Thủ công Nhiều giai đoạn Cơ giới Một giai đoạn Cơ giới

1 Cắt, gặt, xén lúa Liềm, hái Máy gặt rải hàng Máy gặt đập liên hợp

2 Thu gom, vận chuyển Quang gánh, xe cải tiến Máy kéo, ôtô Ôtô tải, máy kéo

3 Tách hạt khỏi bông Đập néo,

trục lăn

Máy đập liên

máy sấy sấy

7 Làm sạch tinh Quạt hòm Máy làm sạch,phân loại Máy làm sạch, phân loại

Hình 1.9 Tóm tắt các phương pháp tóm tắt các phương pháp và công cụ máy móc dùng

trong thu hoạch lúa.

1.3 Khảo sát một số máy thu hoạch trong và ngoài nước

1.3.1 Sơ lược lịch sử phát triển công cụ thu hoạch

Trong quá trình trồng lúa, giai đoạn tốn nhiều công nhất, cần thời gian đểhoàn thành công việc ngắn nhất đó là thời kỳ thu hoạch Đã từ lâu, người taluôn mơ ước có thể tạo ra những công cụ thu hoạch đơn giản, năng suất cao,giảm sức lao động Ở nước ngoài, các công cụ thu hoạch phát triển tương đốisớm Năm 1655, bộ phận đập được chế tạo chuyển động nhờ bánh xe hơi nước.Năm 1800, bộ phận cắt kiểu cái kéo ra đời sau đó hoàn thiện bộ phận cắt kiểulưỡi cắt như ngày nay Khoảng giữa thế kỷ thứ 19 xuất hiện guồng gạt dùng gạtlúa vào bộ phận cắt, rồi xuất hiện máy gặt lúa Năm 1875, ở Ai Len xuất hiệnbộ phận đập kiểu trống hình trụ có lắp các thanh trống 3 cạnh Ở Mỹ, bộ phậnđập kiểu trống răng, máng răng xuất hiện năm 1840, hoàn thiện thành máy đậpphức tạp có kèm cả hệ thống làm sạch

Từ lâu nhiều người đã đề xuất việc kết hợp hai loại máy gặt và máy đậpthành máy gặt đập liên hợp Năm 1868, kỹ sư người Nga Andoray Romanovit làngười đầu tiên nghĩ ra máy gặt đập liên hợp nhưng không triển khai được

Hầu hết các máy các máy gặt đập liên hợp ở nước ngoài được chế tạo đểphục vụ thu hoạch lúa mì Những cánh đồng lúa mì có thường có diện tích rấtlớn, cây lúa mì chỉ trồng được ở những nơi khô ráo, chính những điều này màcác máy thu hoạch của các nước trồng lúa mì nói chung thường có kích thướcrất lớn để đảm bảo năng suất Do đó, hệ thống di chuyển thường dùng là bánhbơm, ít khi dùng bánh xích

Ngày nay, các mẫu máy gặt đập liên hợp đã có được nhiều công ty trên thếgiới hoàn thiện Các tập đoàn hàng đầu trong lĩnh sản xuất máy gặt đập liênhợp như John Deere (Mỹ), Claas (Đức), New Holand (Bỉ), Phần Lan, Cộng Hòa

Czec, Australia, Pháp, Liên Bang Nga…Gần đây có các mẫu máy gặt đập liênhợp được sản xuất ở Trung Quốc, Nhật Bản, Thái Lan

Phương pháp thu hoạch một giai đoạn có nhiều ưu điểm nổi bật là năng suấtlao động cao, cường độ lao động thấp, độ hao hụt thấp và giá thành thu hoạchgiảm nên đã từ lâu các nước Âu-Mỹ đều ứng dụng để thu hoạch lúa mỳ Hiệnnay, một số nước Châu Á như Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan, Philippines vàTrung Quốc cũng đã ứng dụng phương pháp này để thu hoạch lúa

Ở các nước Âu- Mỹ, các máy gặt đập liên hợp được sử dụng trên các

cánh đồng khô, nền đất cứng nên khối lượng có thể tới 13-15 tấn mà việc di chuyển không gặp trở ngại Trong khi đó ở Châu Á và nhất là ở Việt Nam,

do phương pháp thu hoạch này chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như kích

thước lô thửa,tính chất cơ lý của đất đai và cây trồng, việc chế tạo và sử dụngđòi hỏi phải có trình độ nhất định mới đảm bảo máy hoạt động có hiệu quả nênngười ta vẫn đang mày mò để tìm ra kiểu máy sao cho thích hợp cho ruộng lúanước

Hình 1.10 Máy thu hoạch lúa của

Mỹ dùng với ruộng khô

1.3.2 Tình hình máy thu hoạch trong nước

- Trong những năm 1970,1980 các nông trường lúa ở miền Bắc đã thử nghiệmcác máy gặt đập liên hợp SKD-5R sản xuất tại Liên Xô trước đây Máy chạy bằngxích bản rộng, có khả năng đi trên ruộng lầy tốt Có năng suất cao vì có bề rộnglàm việc tới 4 mét Tuy nhiên do đồng ruộng lúa nước khó có nhiều thửa ruộngrộng lớn, nên không phát huy được hết khả năng của SKD-5R Hơn nữa đồngruộng Việt Nam lại không đồng nhất nên nên đôi nơi vẫn không di chuyển được.Và với khối lượng trên 10 tấn, việc cứu nó khi sa lầy là vô cùng khó khăn

- Năm 1996, máy gặt đập liên hợp SR-500 của Phần Lan có khối lượng 3.300 kgđược thử nghiệm tại nông trường Sông Hậu- Cần Thơ cũng cho kết quả không cókhả năng di chuyển tốt trên ruộng lầy

- Trong những năm 1995-1997 một số nơi đã thử nghiệm các máy gặt tuốt liên hợpnhập từ Nhật Bản và Trung Quốc Tuy làm việc tốt nhưng chỉ di chuyển được trênruộng có nền tốt, năng suất lại thấp và khi hư hỏng lại không có phụ tùng thay thế

- Nhà máy Cơ khí Đồng Tháp , A74 , và một số nông dân cũng đã có chế tạo và thửnghiệm máy gặt đập liên hợp theo mẫu máy của nước ngoài nhưng ở ruộng không nềncũng không làm việc ổn định vì khối lượng vẫn còn cao Trong năm 2005 , Công tyVINAPPRO cũng đã cho ra mẫu máy MGĐ-120 theo thiết kế của Công ty Briggs&Stration (B.S) được cải tiến tương đối phù hợp với đồng ruộng Việt Nam Do trọnglượng chỉ khoảng 600 kg nên máy có khả năng tự hành cao, vượt lầy vượt bờ khá tốtnhưng năng suất hãy còn thấp (1 -1,5ha/ ngày) Đã thử nghiệm và thao diễn nhiều nơinhưng vì sử dụng động cơ xăng (để kết cấu gọn nhẹ) nên nông dân vẫn chưa chuộnglắm về mặt hiệu quả kinh tế

1- Máy gặt hàng xếp dãy (GHXD)-Reaper

Hình 1.11 Cấu tạo chung của máy gặt hàng xếp dãy của Công ty Minh Phát

Các máy gặt xếp dãy là máy thuộc loại thu hoach nhiều giai đoạn, được thiết kếchế tạo với mục tiêu đầu tư cho các hộ gia đình có từ 1-2ha canh tác, với phương châmnhỏ, nhẹ , có khả năng cơ động trên ruộng lầy thụt, có kích thước thửa ruộng nhỏ.Máy này cắt lúa với bề rộng 1-1,2m , rồi rải xếp thành ngọn ra ngọn , gốc ra gốc trênmặt đồng về phía phải của máy

Động cơ được gắn trên máy là loại động cơ xăng 4 kỳ nhằm làm cho máy giảmtrọng lượng Động cơ xăng dẫn động cho:

-Bánh xe để máy tự hành trên đường cắt lúa

-Bộ phận gặt (dao cắt loại có tấm kê)

-Bộ phận xích gạt trên và dưới, vừa tác động làm bánh sao quay vừa góp phần tải lúatừ trái sang phải.

Khi đi vào thảm lúa, các mũi rẽ sẽ gom lúa vào phía dao cắt Bánh sao sẽ quay nhờcánh gạt trên xích gai ( băng chuyền lúa ) tác động Dao cắt lìa gốc và thân lúa

Đầu bông lúa ngã vào bàn đỡ, cả xích gạt trên và xích gạt dưới sẽ cùng với cácthanh dẫn hướng chuyển lúa từ trái sang phải (đứng phía sau máy nhìn vào thảm lúa).Khi hết bàn dỡ, cây lúa sẽ đổ xuống cánh đồng vuông gốc với hướng tiến, được xếpthành dãy

2- Máy tuốt lúa trên bông (striper)

Dù gặt tay hay gặt máy ở phương pháp nhiều giai đoạn, tổn thất hạt vẫn là vấn đề

nan giải Sau khâu gặt, việc tách hạt ra khỏi bông cũng là một vấn đề không đơn giản.Một câu hỏi được đặt ra là: làm thế nào thu ngay được hạt lúa trên bông đang đứng ởtrên đồng ? Nếu làm được điều bày thì sẽ rút ngắn được thời gian thu hoạch rất nhiều Người ta cho rằng, sản phẩm chính là hạt lúa được thu ngay trên cây sẽ giúp rútngắn được thời gian thu hoạch, sản phẩm phụ là rơm có thể thu sau thời gian đã thusong hạt, hoặc không thu hoạch nữa Như vậy sẽ đỡ công cắt cây lúa khỏi gốc

 Nguyên lý làm việc:

-Nguyên lý làm việc của máy là dùng một trống đặt biệt có 8 hàng răng trống, cóchiều quay ngược so với phương chuyển động, tuốt ngược từ dưới cổ bông lúa lên đỉnhbông Trong quá trình vừa tiến vừa tuốt như vậy, hạt lúa, gié lúa lá được trống tuốt dưtđứt, được dẫn hướng bằng một nắp chụp và quẳng hỗn hợp mà răng trống đã tuốt vàomột thùng chứa hoặc đưa vào trống đập để đập lại các gié lúa Rơm không được cắtmà bị bánh xe của máy đè dập vùi xuống bùn

 Nhược điểm của máy tuốt lúa trên bông:

-Nhược điểm thứ hai là để lại rơm trên ruộng Không cắt được rơm sẽ rất lâu khô.Với truyền thống canh tác ở Nam Bộ, bà con rất cần rơm khô nhanh để đốt làm vệsinh đồng ruộng chuẩn bị cho mùa sau Còn nếu sau đó có cắt rơm thì cũng khó vìbánh xe của máy đã đè rơm xuống mặt ruộng.

-Máy sẽ không làm việc được nếu người điều khiển không khống chế được mộtcách đều đặn độ cao của trục trống tuốt và chiều cao của thảm lúa Cao quá hoặc thấpquá đều làm cho tổn thất về hạt tăng lên gấp nhiều lần

-Số người phục vụ khá đông: 2 người cho máy tuốt, 4 ngươi cho việc thay đổi thùngchứa và máy đập

Hình 1.12 Máy tuốt lúa trên bông

 Đánh giá chung về máy tuốt lúa trên bông:

-Máy khá đơn giản, dễ sử dụng, dễ sửa chữa khi hư hỏng

-Nguyên lý làm việc phù hợp với lúa đứng, có chiều cao từ 0,4m đến 1,2m , phù hợp với ruộng bùn có nước

-Phù hợp với vùng bà con không sử dụng rơm

3- Máy gặt đập liên hợp (GĐLH)

-Máy gặt đập liên hợp là loại máy thu hoạch một giai đoạn

-Ưu điểm rõ rệt của máy gặt đập liên hợp là năng suất lao động rất cao , cường độlao động thấp , độ hao hụt thấp và giá thành thu hoạch giảm, mạng lại hiệu quả cao Máy GĐLH trên đường đi của nó vào thảm lúa thực hiện cùng một lúc các côngviệc:

-Vơ lúa, gặt lúa, hất ngay lúa đã căt vào bàn cắt, đưa trực tiếp vào trống đập

-Đập lúa và làm sạch sơ bộ hỗn hợp hạt song song với việc gặt lúa

-Hỗn hợp hạt được chứa vào thùng chứa trên máy khi đầy thì chuyển đổ ra xe hoặcđóng thành bao, chuyên trở về nhà

-Rơm được rải thành hàng trên đồng

Phương pháp thu hoạch bằng máy GĐLH rút ngắn thời gian thu hoạch Các máy gặtđập liên hợp thường có năng suất cao

1.3.3 Giới thiệu một số máy gặt đập liên hợp đang có mặt ở Việt Nam

1- Máy gặt đập liên hợp Minh Phát

Máy GĐLH (Loại nhỏ) 4MP-0.5

THÔNG SỐ KỸ THUẬT

Công suất động cơ HP 7(9.5hp)

Bề rộng cắt mét 1,1Trọng lượng máy Kg 500Năng suất gặt m2/giờ 500-1500

Tỉ lệ hao hụt % ≤3

Tỉ lệ vỡ hạt % ≤1

Tỉ lệ tập chất % ≤7

Kích thước mm(D x R x C)

3.400 x 1.400 x 1.300

Máy GĐLH MINI 4L-1.3

THÔNG SỐ KỸ THUẬT

Công suất động cơ HP (28HP)

Bề rộng cắt mét 1,3

Trọng lượng máy Kg 1400

Năng suất gặt m2/giờ 3.000-5.000

Tỉ lệ hao hụt % ≤3.5

Tỉ lệ vỡ hạt % ≤2

Tỉ lệ tập chất % ≤7

Kích thước mm

(D x R x C)

3,250 x 1,620 x 1,780

2- Máy gặt đập liên hợp Vinappro

MÁY GẶT ĐẬP LIÊN HỢP VINAPPRO - MGĐ 120

THÔNG SỐ KỸ THUẬT

Công suất động cơ HP 12 ÷ 16Bề rộng cắt mét 1,2Trọng lượng máy Kg 700Năng suất gặt m2/giờ 1.250 ÷ 1.875

Tỉ lệ hao hụt % 1 ÷ 3

Tỉ lệ vỡ hạt % < 0,5

Kích thước mm(D x R x C)

3.600 x 1.610 x 1.600

3- Máy gặt đập liên hợp của công ty cơ khí An Giang

MÁY GẶT ĐẬP LIÊN HỢP GĐ2.0

THÔNG SỐ KỸ THUẬT

Công suất động cơ HPBề rộng cắt mét 2Trọng lượng máy Kg 2.380Năng suất gặt m2/giờ 3.000 - 5.000

Tỉ lệ hao hụt % ≤3%

Tỉ lệ vỡ hạt % ≤ 2%

Tỉ lệ tập chất % ≤2%

Kích thước mm

4- Máy gặt đập liên hợp của cơ sở Uùt Máy Cày

MÁY GẶT ĐÂÏP LIÊN HỢP UMK-19

THÔNG SỐ KỸ THUẬT

Công suất động cơ HP 55Bề rộng cắt mét 1,9Trọng lượng máy Kg 1425 Năng suất gặt m2/giờ 4500

Tỉ lệ hao hụt % ≤1

Tỉ lệ vỡ hạt % ≤2%

Tỉ lệ tập chất % ≤2%

Kích thước mm

1.4 Cấu tạo chung của máy gặt đập liên hợp

Hình 1.13 Cấu tạo chung của máy gặt đập liên hợp

Máy gặt đập liên hợp có các cụm chi tiết sau:

-Adapteur gồm có: guồng gạt, dao cắt, mũi rẽ, trục vít gom lúa.-Băng tải lúa

-Cơ cấu trống đập

-Bộ phận sàng

-Trục vít gom hạt lúa

-Động cơ

-Hệ thống truyền động tới các cơ cấu làm việc di động

-Cabin điều khiển và hệ thống tín hiệu

-Hệ thống thủy lực nâng hạ, lái.

a) Adapteur

Nhiệm vụ của Adapteur là: phân tách phần lúa cắt và để lại cho lần cắt sau (mũirẽ), cắt toàn bộ lúa nằm trong bề rộng của thanh dao (dao-tấm kê-răng dao), giữ lúacho dao cắt và hất lúa đã cắt lên trục vít gom lúa ( guồng gạt)

Việc cắt thảm lúa được thực hiện do Adapteur Ngoài việc cắt, Adapteur còn đảmnhiệm thu không bỏ sót tất cả các cây đã cắt trong bề rộng làm việc xác định của máyGĐLH Các Adapteur của các máy GĐLH hiện đại hoàn toàn riêng rẽ với GĐLH Nócó thể tháo lắp một cách dễ dàng, đặt trên rơmooc đặt biệt và kéo dọc theo máyGĐLH khi di chuyển trên đường để giảm bớt bề rộng của máy GĐLH

Bề rộng của Adapteur liên quan trực tiếp đến lượng cung cấp cây lúa vào bộ phậnđập mà lượng cung cấp thì ảnh hưởng đến ảnh hưởng đến chất lượng đập Trong trựcthế phải căn cứ vào năng suất của cây lúa mà giữ nguyên bề rộng thiết kế hay giảmbền rộng khi sử dụng

Tổn thất hạt ở Adapteur (gồm cắt sót, vơ sót vào băng chuyền, làm rụng hạt) khôngquá 0,5%

 Guồng gạt:

Guồng gạt có nhiệm vụ giữ cây lúa cho dao cắt, khi cây lúa đã bị cắt rời thì nó hấtcây lúa vào trục vít gom lúa Đồng thời với động tác này nó làm sạch bề mặt của cảthanh dao để dao cắt chuẩn bị cho chu kỳ cắt khác Đối với hoạt động của guồng gạt,người ta sợ rằng chính trong khi thực hiện nhiệm vụ của mình, guồng gạt sẽ làm rụnghạt vì nó có động tác đập vào khối lúa từ phía trên Mặc dù những động tác này lànhỏ, song đủ làm rụng những hạt to nhất, chín nhất Do đó trong thu hoạch cây có hạt,người ta đều sử các guồng gạt sai tâm

Guồng gạt có thể có 3, 4, 5,hoặc 6 cánh, trên các cánh có gắn các tay vơ lúa dạnglượt, mà những tay vơ lúa này là các dây thép – một phần bắt chặt với cánh gạt.Guồng gạt sai tâm là kiểu guồng gạt mà trong một vòng quay của nó, góc độ của cáctay vơ trên cánh gạt là không thay đổi theo từng vị trí Nhờ thế có thể điều chỉnh chotay vơ xốc thẳng vào thảm lúa Điều này được thực hiện bằng một cơ cấu bình hành

 Trục vít gom lúa:

Ở các máy GĐLH, bề rộng của Adapteur (cụ thể là bộ phận cắt) rộng hơn nhiều

so với bề rộng làm việc của bộ phận đập Thí dụ bề rộng cắt có thể từ 4 đến 7 mét,trong khi đó bề rộng trống chỉ 1,3 đến 1,7m Chính vì thế trên máy GĐLH phải sửdụng cụm chi tiết gom lúa gọi là trục vít gom lúa

Nhiệm vụ của nó là vận chuyển khối lúa đã bị cắt trên toàn bộ bề rộng gom vàogiữa với bề rộng giảm hơn nhiều so với bề rộng cắt để đưa vào băng chuyền nghiêng Trục vít gom lúa gồm có 3 phần: hai phần hai bên được gắn cánh xoắn vít cóchiều ngược nhau, do đó khi trục chủ động quay thì hướng vận chuyển vật liệu của nóhướng vào phần giữa Phần giữa của trục là các tay vơ lệch tâm

Trường hợp nếu băng chuyền tải lúa ở một bên của Adapteur thì trục vít gom lúa chỉ có gắn cánh xoắn vít một chiều duy nhất

b) Băng chuyền nghiêng đưa lúa đã gặt vào trống đập

Nhiệm vụ của băng chuyền nghiêng là đưa khối lúa do vít tải gom lúa cung cấp tớiđể chuyển tới trống đập Phần trục chủ động cũng là điểm xoay nâng hạ khung vít tải(adapteur) Băng chuyền là các dải xích được nối với nhau bằng các thanh thép chữ Lvà có cắt răng để bám vào khối lúa dễ dàng Tốc độ của băng chuyền từ 3-3.5m/s , tứclà cao hơn từ 25-40% tốc độ của vít gom lúa Quá trình vận chuyển, băng chuyền và

hộp băng chuyền nén khối lúa lại thành một lớp lúa có chiều dày ổn định, nhờ đó mànó là cho lượng cung cấp vào trống đập đều đặn hơn.

c) Cơ cấu trống đập

Bản chất việc đập lúa là làm cho hạt tách ra khỏi bông Có nhiều loại phương phápđập : tiếp tuyến ; dọc trục; dọc trục tiếp tuyến Nhưng hiện nay, nguyên lý đập docïtrục đang được áp dụng khá phổ biến

Khi làm việc, lúa được đưa lên bàn cung cấp, từ đó liên tục đưa vào buồng đập.Trống đập quay với vận tốc cao, khối lúa bị răng trống va đập mạnh, từ máng trốngvăng lên nắp trống bằng lực ly tâm lớn Do tác dụng của đường gân dẫn hướng ở nắpvà theo quán tính, khối lúa chuyển động theo đường xoắn ốc xuống máng trống, sauđó lại bị răng va đập văng lên nắp, cứ như vậy đi hết vòng này đến vòng khác, cuốicùng rơm phun ra ngoài qua của ra rơm Còn hạt lúa lọt qua máng rơi xuống sàng d) Bộ phận làm sạch

Bộ phận làm sạch ở máy gặt đập liên hợp là quạt và các sàng Quạt áp dụngnguyên tắc thổi những vật liệu qua máng trống của cơ cấu đập sẽ được chuyển xuốngtấm hứng hạt động và được chuyển dần sang hệ thống sàng , làm sạch sơ bộ, lắp đặtdưới cơ cấu đập Nhiệm vụ của bộ phận này là phân ly khỏi khối hạt các tạp chất bẩnnhe (thân cây gãy, lá, hạt lép) Độ sạch khối hạt đạt 96-98% và độ tổn thất không quá0,5%

Dưới tác dụng của sàng và quạt, lúa lửng lép, gọng rơm , lá vụn và tạp chất sẽ bịloại ra, lúa sạch rơi xuống máng hứng, chảy vào thúng hay bao tải

e) Bộ phận chuyền tải hạt

Hạt đã được là sạch tự chảy xuống trục vít và được chuyển đến gầu tải hạt Gậu tảinày này có hai cửa ra hạt Có thể điều khiển bằng tay để đóng mở từng cửa khi baođầy Rơm, lá vụn, thân cây gãy được rải trên đồng

f) Hệ thống di động

Hệ thống di động được coi là yếu tố quyết định của máy gặt đập liên hợp Nhiệmvụ đầu tiên mà máy GĐLH phải thực hiện được là khi gặt, máy phải quét hết diện tíchcây lúa cần gặt Vì vậy điều kiện quan trọng là nó phải di động dễ dàng và ổn địnhtrên mặt ruộng quá yếu

Ruộng khô, lớn, bằng phẳng là yêu cầu tối ưu cho máy GĐLH làm việc hiệu quả

CHƯƠNG 2 : YÊU CẦU KỸ THUẬT NÔNG HỌC ĐỐI VỚI CƠ GIỚI

HÓA THU HOẠCH LÚA

Cũng như cơ giới hóa các khâu sản xuất khác , cơ giới hóa thu hoạch lúa cónhững yêu cầu vàphương pháp riêng , mỗi phương pháp lại có yêu cầu cụ thể Nắmđược các yêu cầu và vận dụng đúng các phương pháp trong từng hoàn cảnh cụ thểkhông những cần cho nghiên cứu thiết kế mà cả trong sử dụng , trên cơ sở đó nâng caođộ bền và hiệu quả của máy Thu hoạch là khâu cuối cùng của qúa trình sản xuất trênđồng ruộng Số lượng và chất lượng của sản phẩm quyết định bởi một loạt các nhântố tổng hợp , nhưng ảnh hưởng trực tiếp vẫn là bản thân khâu thu hoạch Chúng ta cóthể quy tụ lại thành mấy yêu cầu chung sau đây :

2.1 Máy thu hoạch phải thích ứng điều kiện lúa có năng suất cao

Do kỹ thuật canh tác , kỹ thuật chọn tạo giống và phân bón ngày càng pháttriển , việc tưới tiêu chủ động, việc phòng trừ sâu bệnh có hiệu quả nên năng suất lúangày càng cao Vì vậy, máy thu hoạch phải có năng suất thích ứng với điều kiện năngsuất cao Khi tải trọng trên đơn vị thời gian tăng lên , các bộ phận đập , phân ly , làmsạch phải đủ khả năng vượt tải để đảm bảo cho máy hoạt động bình thường , khônggây ách tắc, cản trở qúa trình thu hoạch

2.2 Phải đảm bảo chất lượng làm việc tốt , tổng hao hụt không qúa 3% , độ

hư hỏng hạt nhỏ hơn 2%

Người nông dân trồng lúa không những mong được mùa mà còn mong bội thu Vì

sạch , phân ly sạch , tránh hiện tượng rơi vãi và sản phẩm thu được phải có độ sạchcao

2.3 Những yêu cầu khác nhau về sử dụng nguồn phụ phẩm

Mục đích của trồng lúa là thu thóc – sản phẩm chính Song đối với các sản phẩmphụ như rơm rạ , thóc lép cũng có giá trị kinh tế nhất định Tập quán canh tác củamột số vùng là không thu rơm để ở ruộng đốt hoặc cày dập rạ làm phân Nhưng nhiềuđịa phương lại dùng rơm lợp nhà , đun nấu thay cho than củi , làm thức ăn cho trâubò ,bện thừng , thảm tải bao … Trước khi quyết định phương án thu hoạch hoặc nghiêncứu thiết kế máy thu hoạch phải quan tâm xem xét tới yêu cầu khác nhau của từngđịa phương về việc sử dụng nguồn sản phẩm phụ, có như vậy khi ứng dụng máy vàosản xuất mới dễ dàng được nông dân chấp nhận

2.4 Kết cấu gọn nhẹ , sử dụng vận chuyển linh hoạt , dễ dàng

Ở nước ta lúa nước được gieo trồng ở cả 3 vùng : đồng bằng , trung du và miềnnúi Đồng ruộng nhỏ , đường sá hẹp , bờ vùng bờ thửa nhiều vì vậy máy thu hoạchnên có kết cấu gọn nhẹ , thao tác , vận chuyển linh hoạt nhẹ nhàng và phù hợp vớiyêu cầu thu hoạch khi độ ẩm trên đồng ruộng và cây lúa cao

2.5 Năng suất và hiệu qủa của máy phải cao

Tập quán canh tác của nước ta mỗi năm canh tác từ 2 – 3 vụ Do chỉ số quayvòng cao , tính chất thời vụ khẩn trương , yêu cầu phải nhanh chóng giải phóng đồngruộng chuẩn bị bước vào vụ sau nên máy thu hoạch phải có năng suất cao nhằm nângcao hiệu qủa của quá trình sản xuất

2.6 Tạo dáng mỹ thuật công nghiệp hài hòa đẹp mắt

Năng suất và chất lượng làm việc của máy là quan trọng nhưng ngoạihình củamáy cũng cần được chú ý , cố gắng tạo dáng mỹ thuật công nghiệp , làm cho các bộphận có kết cấu hài hòa hợp lý

CHƯƠNG 3 : SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ SƠ ĐỒ ĐỘNG CỦA MÁY

GẶT ĐẬP LIÊN HỢP3.1 Sơ đồ nguyên lí của máy Gặt Đập Liên Hợp

ly hơp

Bộ truyềnđai

Dao cắt

Trục Trống

Xích tải lúacây

Trục vít tảihạtQuạt

Xích tải tảihạt

Bộ truyền đai

Sơ đồ 3.1 Sơ đồ nguyên lí máy Gặt Đập Liên Hợp

Nguyên lý :

Khi khởi động động cơ trục động cơ truyền qua bộ ly hợp và hộp số của máy.Nếu máy chỉ làm chỉ di chuyển thì bộ ly hợp không đóng nên máy không thực hiệnchức năng gặt lúa

Nếu máy tham gia vào quá trình gặt lúa thì ta đóng bộ ly hợp thì máy thực hiện chứcnăng gặt lúa như sau:

Bộ phận dao cắt lúa cây sau khi cây lúa bị ngã được guồng gạt, gạt cây lúa vừacắt vào bên trong để trục vít gom cây lúa đưa vào trống đập nhờ có bộ phận xích tải.Quá trình đập lúa diễn ra bên trong trống đập, hạt lúa tuốc khỏi cây rơi xuống hệthống sàng đồng thời cũng nhờ quạt làm sạch cuối cùng lúa hạt sạch được đưa vào bồđài thông qua vít tải hạt và được xích tải hạt đưa hạt vào bao

3.2 Sơ đồ động của máy Gặt Đậps Liên Hợp

Hình 3.1 Sơ đồ động của máy

CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ BỘ PHẬN GUỒNG GẠT VÀ CẮT 4.1 Tính toán các thông số động học và động lực học

Các thông số đầu vào của máy:

-Năng suất yêu cầu : 1ha/4giờ

-Năng suất lúa bình quân 5tấn/ha nên năng suất gặt của máy là

Qg =10000

4 =2500m2/giờ hay là bằng 5 x 2,5 = 12,5 tấn/giờ

-Chiều rộng cắt L=1400mm

-Vận tốc di chuyển xe khi gặt là: VM = Qg

L 3600 = 1,4 36002500

 = 0,496m/s 0,5m/s

4.2 Chọn loại guồng gạt

Guồng gạt là chi tiết quan trọng trong hoạt động tổ hợp của máy liên hợp cắt tháiđập Nhiệm vụ của guồng gạt gồm: gạt lúa và bộ phận cắt, giữ lúa để dao cắt và hấtlúa đã cắt lên bộ phận chuyển lúa

Một số loại guồng gạt

1- Guồng gạt thường

Các cánh gạt lắp cố định trên các tia guồng gạt không thay đổi độ nghiêng, loạiguồng gạt này thường lắp trên các máy để thu hoạch lúa có cây đứng hoặc có độnghiêng cây không đáng kể.

Loại này tuy kết cấu đơn giản, dễ chế tạo nhưng kém linh động trong việc vơ lúavào guồng vít tải

Hình 4.1 Guồng gạt thường

2- Guồng gạt sai tâm

Guồng gạt sai tâm khác với guồng gạt thường ổ chỗ có thể thay đổi được độnghiêng của cánh gạt so với phương thẳng đứng Đồng thời ở mọi vị trí các cánh gạtluôn luôn song song với nhau phụ thuộc vào trạng thái đổ của lúa, cấu trúc như thế sẽthuận lợi khi guồng gạt làm việc với lúa đổ Để thực hiện đặc điểm vừa kể trên,guồng gạt sai tâm có thêm khung phụ đặt lệch tâm so với trục guồng gạt một đoạnđúng bằng độ dài tay quay liên kết khung chính với khung phụ Cấu trúc này tạo thành

hai cạnh song song còn lại (tay quay nối khung chính và khung phụ là khoảng lệchtâm giữa hai khung).

Khung phụ tựa trên ba con lăn, tay đòn điều khiển và cung răng Tay đòn điềukhiển liên kết cứng với khung con lăn, răng của nó ăn khớp với cung răng Khi quaytay đòn đi một góc nào đó ( răng tay đòn ăn khớp với răng của cung răng) đã làm xêdịch cơ cấu hình bình hành của guồng gạt do đó thay đổi góc nghiêng của các cánh gạtcùng một lúc

Hình 4.2 Guồng gạt sai tâm

2- Guồng gạt có cấu tạo đặc biệt

Khungchính

Tay vơ lúa

Con lăn

Tấm saitâm

Khung hìnhbình hànhTay nối

Khung phụ

Tùy theo yêu cầu công việc đòi hỏi phải tạo nên một kiểu guồng gạt đặc biệtcó góc nghiêng của cánh gạt tuân theo một quy luật đã định trước, về cấu tạo bênngoài cũng gần giống guồng gạt thông thường , nhưng ở một phía của guồng gạt trang

bị một đường lăn cố định Con lăn trên cánh tay quay của thanh lắp cánh gạt trang bịmột đường lăn cố định Như vậy ở vị trí khác nhau cách gạt sẽ có góc nghiêng khácnhau theo yêu cầu

Cấu trúc guồng gạt đặc biệt phức tạp hơn guồng gạt thường nhưng về hiệu quả

vơ lúa không được tốt so với guồng gạt sai tâm

Guồng gạt có thể có 3, 4, 5,hoặc 6 cánh, trên các cánh có gắn các tay vơ lúa dạng

lượt, mà những tay vơ lúa này là các dây thép – một phần bắt chặt với cánh gạt.Guồng gạt sai tâm là kiểu guồng gạt mà trong một vòng quay của nó, góc độ của cáctay vơ lúa trên cánh gạt là không thay đổi theo từng vị trí tức là các tay vơ lúa này chỉtịnh tiến Nhờ thế có thể điều chỉnh cho tay vơ xốc thẳng vào thảm lúa

Do ưu điểm của guồng gạt sai tâm trong chuyển động là các tay vơ lúa chỉ tịnhtiến nên và có thể điều chỉnh góc nghiêng của tay vơ tùy theo điều kiện gặt

Nên ta chọn guồng gạt sai tâm cĩ 4 cánh gạt

Guồng gạt thuộc loại sai tâm 4 cánh, số vòng quay của nó thay đổi trong khoảng từ 20-60 vòng/phút Trục guồng gạt làm bằng thép ống, các chi tiết khác dập bằng tole, gỗ do đó nhẹ mà vẫn đảm bảo độ vững chắc của guồng gạt

4.3 Tính toán guồng gạt

4.3.1 Phương trình quỹ đạo chuyển động của cánh gạt

t : thời gian

H : Độ cao guồng gạt so với dao

h : Độ cao cắt

Quỹ đạo chuyển động của cánh gạt là đường Cycloide dạng của nó phụ thuộc vào

tỉ số vận tốc :

=

M

R V

Lúc =1,7 cánh gạt đập mạnh vào bông lúa có thể làm rụng nhiều hạt làm tănghao phí

Lúc <1,5 ngược lại guồng gạt sẽ ít tác dụng vào cây, phần lớn cây không chịu tácdụng của cánh gạt

Để lập phương trình quỹ đạo cánh gạt ta đưa nó vào hệ trục tọa độ xOy

Tỷ số  ảnh hưởng đến hiệu quả làm việc của guồng gạt Guồng gạt quay quanhtrục với vận tốc Vg đồng thời chuyển động về phía trước cùng với vận tốc VM Quỹđạo của nó sẽ là những đường trocoide

Đường trocoide có 3 dạng phụ thuộc vào  = g

M

V V

- Trường hợp  >1 là đường cyloide kéo dài, giao điểm của đường của đường congtại đường tâm trục Ta điều chỉnh khi guồng gạt chạm vào đỉnh thảm thực vật thì cánhgạt có phương đứng

V=Vg-VM hướng của nó vào phần gom tải cây bị cắt lúc đó guồng gạt hất lúa đã bịcắt vào bộ phận gom

Hình 4.4 Quỹ đạo chuyển động của cánh gạt khi  >1

- Trường hợp  =1 thì quỹ đạo của nó là đường cycloide Do Vg =VM ở điểm cuối của cánh gạt tiếp xúc với cây lúa nên V=0 guồng gạt không thực hiện được nhiệm vụ hất cây lúa đã cắt vào bộ phận gom cây (Hình 4.5)

Hình 4.5 Quỹ đạo chuyển động của cánh gạt khi  =1

- Trường hợp  <1: thì quỹ đạo của nó là đường cycloide cắt ngắn ở điểm cuối cánh gạt với cây cỏ vận tốc Vg<VM do đó V có giá trị âm , vận tốc này có xu hướng đẩy cây lúa về phía trước mà không hất cây lúa vào bộ phận gom

Hình 4.6 Quỹ đạo chuyển động của cánh gạt khi  <1

4.3.2 Xác định bán kính cánh gạt

Bán kính của guồng gạt R : [R] ≤  X l1



 

 (4.2)