Thiết kế máy nông nghiệp đa năng chuyên dùng cho cây bắp

Trong những năm gân đây, cùng với sự phát triển của công nghiệp, đã cho ra đời nhiều loại máy móc hỗ trợ cho ngành nông nghiệp nước nhà chẳng hạn như : máy gieo hạt giống tự động, máy gặ

DOAN THANH NIEN CONG SAN HO CHi MINH

BAN CHAP HANH TP HO CHi MINH

CONG TRINH DU THI

GIAI THUONG “ KHOA HOC SINH VIEN — EUREKA”

LAN 11 NAM 2009

TEN CONG TRINH :

THIET KE MAY NONG NGHIEP DA NANG

CHUYEN DUNG CHO CAY BAP

sear

LOI NOI DAU

Việt Nam là một quôc gia đang trên đà phát triển nhưng cơ sở chính là từ nông

nghiệp Tuy vậy nên nông nghiệp của nước ta vần thuộc dạng lạc hậu và chủ yêu là dựa vào

sức lao động của con người dân đên hiệu quả và năng suât chưa cao

Trong những năm gân đây, cùng với sự phát triển của công nghiệp, đã cho ra đời

nhiều loại máy móc hỗ trợ cho ngành nông nghiệp nước nhà chẳng hạn như : máy gieo hạt

giống tự động, máy gặt đập liên hợp, máy cày, máy tách hạt điều, hạt bắp

Những vùng miễn núi ở nước ta có điều kiện khí hậu và đất đai thuận lợi cho quá

trình gieo trồng và thu hoạch cay bap Đê tạo ra sản lượng bắp lớn và đạt tiêu chuân đòi hỏi

việc gieo hạt, chăm sóc và thu hoạch phải đúng kỹ thuật

Trong khi đó, hầu hết người nông dân trồng bắp hiện nay đều thực hiện tất cả các

công đoạn băng tay và lượng nhân công ở địa phương không nhiêu do sự thu hút mạnh mẽ

của các khu công nghiệp

Hiện nay trên thị trường cũng đã có nhiều máy nông nghiệp cho lĩnh vực này ra đời

tuy nhiên vẫn còn tổn tại một số khuyết điểm như năng: suất chưa cao, chức năng hoạt động

đơn lẻ, giá thành còn khả cao nên để có được một bộ máy hỗ trợ hoàn chỉnh cho tất cả các

công đoạn trồng trọt và thu hoạch cây bắp phải tốn rất nhiều chi phi

Từ thực tế đó, nhu cầu để có được một bộ máy nông nghiệp đa năng chuyên dùng cho

cây bắp, hỗ trợ cho người nông dân ở tât cả các công đoạn gieo hạt, chăm sóc và thu hoạch

cay bap một cách hiệu quả mà không tôn kém nhiêu là điều rât cân thiệt

Chiếc máy này ra đời sẽ góp phần quan trọng trong đời sống sản xuất của người nông

dân, cơ giới hóa nông nghiệp, tăng năng suất, giảm lượng nhân công và chi phí !

THỰ VIÊN TRUONG BH KY THUAT CONG NGHE TP.HCM

J°in92"®853

Cây bắp được du nhập vào nước ta năm 1597 từ Trung Quéc nhung guon gốc của nó

là từ Mexico Đây loại cây lương thực lớn thứ 3 trên thế giới sau lúa mì và ra Ở Việt Nam,

cây bắp được coi là cây lương thực quan trọng thứ hai sau cây lúa |

Trên thế giới hiện nay, với số sản xuất hằng năm khoảng 600 triệu tỉ n, trị giá trên 50

tỷ USD, bắp là tài nguyên canh nông đứng hạng nhì sau lúa mì Trực tiếp hay gián tiếp nuôi

15-20% nhân loại, nó được trồng ở khắp nơi trên thế giới, chiếm hơn 120 triệu ha, từ những

nơi cao độ thấp như quanh biển Caspienne (thuộc Liên xô cũ ) đến những vùng đôi núi vượt

quả 4000m trong dãy núi Andes (thuộc Nam Mỹ ), từ những nơi bán khô (lượng mưa dưới

400mm) như Trung Mỹ đến những vùng âm ướt (lượng mưa trên 2m) như Đông Nam Á

- "Hình 1 1 Ảnh chụp một đám bape)

Cây bắp chỉ sống một năm, cao 1-2m, 14 moc so le, hinh dai, hoa don tinh cung géc,

hoa đực nhỏ, mọc thành bông ở ngọn, hoa cai moc sít nhau, được bao bởi nhiều lá bắc to, voi

nhụy dai, qua dinh, hat nhiéu, xép thanh hang Mua hoa qua nằm vào tháng 4-6 hoặc tùy

thuộc vào mùa gieo trông trong năm Ở Việt Nam ta, bắp là một cây lương thực được trông phố biến ở khắp nơi, nhiều nhất

là miền núi Hạt bắp trộn chung đề ăn với gạo hay thay thê gạo, dùng nâu rượu, làm tương,

thân lá tươi làm thức ăn cho súc vật

(ít tỉnh bột, ăn cả lõi như rau), bắp nếp (hạt màu trang, đẻo hạt), bắp vàng (hạt cứng nhưng Có nhiều loại bắp, thường được xếp vào các hạng sau: bap té (trang, mém), bap non

sản lượng cao nên dùng cho gia súc) Hạt bắp rất bỗ dưỡng vì chứa nhiều glucid va protein

đã vươn lên vượt nghèo và có cuộc song 6n định Bén canh do, day là một trong những loại

cây nông nghiệp năm trong mục đích chuyển đổi cơ cấu cây trồng, đem lại thu nhập cao, cải

thiện đời sống người nông dân trên cùng diện tích đất

Cây bắp là một cây lương thực với hiệu quả kinh tế cao, nhiều hộ nông dân trồng bắp

1.2 Kỹ thuật trồng bắp

Vụi lòng xem trong phân phụ lục

1.3 Những phương pháp trồng trọt và thu hoạch truyền thống:

Việc trồng trọt và thu hoạch cây bắp có thể chia thành các công đoạn sau:

a/ Công đoạn gieo hạt: Thông thường người nông dân gieo hạt bắp băng cách tra hạt

vào lỗ và lấp đất bằng - tay Cách làm này tốn nhiều công lao động, chậm và s không đảm

báo mật độ gieo hạt dẫn đến năng suất không cao như nhà sản xuất giống đưa ra

b/ Công đoạn làm cỏ: Hầu hết người nông dân làm cỏ băng tay hoặc kết hợp với

cuộc đề xạt cỏ

œ Công đoạn bón phân: Bằng cách mang từng thúng phân đem rãi cho những gốc

bắp trên diện tích lớn sẽ chiêm rat nhiều thời gian và công sức Hơn nữa việc bón phân

nay dé gây lãng phí hay cây bắp không hâp thu hệt do lượng phân được bón không đều

d/ Công đoạn phun thuốc: Với mục đích phòng trừ sâu, bệnh cho cây bắp, người

nông dân phải mang những bình bơm chứa thuộc đê phun cho cây Việc làm này rat anh

hưởng đên sức khỏe của người nông dân do phải tiêp xúc trực tiếp với thuộc độc

e/ Công đoạn tách hạt: Sau khi thu hoạch về, người nông dân phải dùng tay tách

tung hat tu qua bap khô, thời gian dé làm hết công việc này khá lâu, tốn nhiều công sức

và rất đau tay do phải tiếp xúc trực tiếp với hạt bắp khô cứng

1.4 Những máy móc hỗ trợ đã có

Trên thê giới và Việt Nam cũng đã có rât nhiều máy móc được nghiên cứu và cho ra

đời đê phục vụ cho lĩnh vực trông trọt và thu hoạch cây bắp

Sau đây tôi xin giới thiệu một vài máy điển hình:

1.4.1 Chế tạo của các kỹ sư, nhà máy:

- Máy gieo hạt khí động do KS Phạm Tú Anh Vũ thiết kế và chế tạo

+ Nguyên lý gieo: gieo bằng khí nén

+ Gieo được các loại: Đậu phộng, đậu nành, bắp

+ Chất lượng gieo tốt, gieo bằng khí nên hạt không bị trầy, tróc vỏ

+ Thời gian hoàn thiện năm 2008

* Ưu điểm của máy:

+ Làm 3 nhiệm vụ: cày rãnh, bỏ hạt, lấp đất

+ Điều chỉnh được khoảng cách hàng độ dày hạt, độ sâu cày

+ Có hệ thống bón phân

* Nhượcđiểm của máy: Giá thành máy còn khá cao đến vài chục triệu đồng nên chưa

được ứng dụng rộng rãi trên thị trường

1.4.2 Chế tạo của học sinh, sinh viên:

a/ Máy gieo hat do sinh viên trường đại học Cần Thơ thiết kế và chế tạo năm

1999 có khá năng gieo hạt bắp, hạt đậu nhưng khích thước khá lớn, lại phải phối hợp thêm

với máy kéo nên chưa phù hợp lắm với người nông dân sử dụng, vận chuyển khó khăn và giá

thành cao

Hinh 1.2 Máy gieo hạt do sinh viên đại học Cân Thơ chế tạo

b/ May tach hat ngé D1 cia em Trịnh Văn Đức, học sinh lớp 11 trường THPT Hậu

Lộc II (huyện Hậu Lộc, tỉnh Thanh Hóa) đã đoạt giải đặc biệt cuộc thi Sáng tạo thanh thiêu

niên nhì đông toàn quôc 2007-2008

Hinh 13 Máy tách hạt ngô ĐI

1.4.3 Chế tạo của nông dân:

Để giảm chi phí cũng như tận dụng những gì có được, nhiều nông dân sáng chế ra

những chiếc máy công cụ hỗ trợ cho nông nghiệp chăng hạn như :

a/ Máy gieo hạt giống và bón phân do ông Nguyễn Phần (xã Xuân Phú, huyện Tân

Phú, tỉnh Đồng Nai) chế tạo Máy gieo hạt được gắn trên xe đây một bánh, vừa có thê cày

rãnh trên mặt đất vừa gieo hạt giống (hoặc rải phân hóa học) vào rãnh, đồng thời lấp đất cho

hạt, phân bón Máy có thê øleo được các loại hạt như: lúa, bắp, đậu xanh, đậu nành, rau

muống, bón được các loại phân hóa học như NPK, DAP, Urê Giá khoảng 500 ngàn đồng

b/ Máy gieo hạt do ông Nguyễn Ga Rin, người nông dân quê Thái Bình, nhà ở phường Tân Tiên, thành phô Buôn Ma Thuột, tỉnh Dak Lak chê tạo có khả năng trỉa đậu, bắp

nhưng còn khá thô sơ

1.5 Đặt vấn đề:

Từ những tiêu chuẩn kỹ thuật và thực tế về máy nông nghiệp hỗ trợ cho việc trồng

trọt cây bắp hiện nay, t6i thay rằng :

- Đề nâng cao năng suất thì phải tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật

- Đề giảm công sức và đám bảo tiêu chuẩn kỹ thuật thì phải có máy hỗ trợ

- Dé giám chỉ phí thì máy được thiết kế phải đơn giản và phủ hợp với người

nông dân

-Những chiếc máy nông nghiệp được giới thiệu ở trên phân nào cũng đã góp phân giải quyết những vấn đề này nhưng vẫn chưa được phố biến do giá thành còn cao hoặc

hoạt động chưa thực sự hiệu quả

Là người được sinh ra và lớn lên ở vùng quê Bình Định, tôi thấu hiểu được những khó khăn của người nông dân trong việc trồng trọt, chăm sóc và thu hoạch cây bắp Vì hầu hết người nông dân đều thực hiện bằng tay ở tất cá các công đoạn mà chưa có máy móc hỗ trợ

Vì thế tôi đã bắt tay vào nghiên cứu và thiết kế một chiếc máy nông nghiệp đa năng chuyên

dùng cho cây bắp Máy có thể thực hiện các chức năng: gieo hạt, làm cỏ, bón phân, phun thuốc, tách hạt một cách hiệu quả mà không phải mất nhiều công sức Đặc biệt là máy nhỏ gọn, đễ sử dụng, phù hợp với người nông dân, giảm tối đa chỉ phí với hiệu quả cao nhất

*'Tầm quan trọng của đề tài:

- Góp phần cơ giới hóa vào nên sản xuất nông nghiệp nước ta

- Giảm nhân công và sức lao động

- Tăng năng suât và hiệu quả, giảm chi phi

CHUONG II

GIAI QUYET VAN DE

Vi giới hạn về thời gian nên tôi chỉ tập trung thiết kế máy với các mục tiêu sau:

- Gieo hạt bắp thăng hàng, đảm bảo mật độ gieo sạ tùy thuộc vào yêu cầu của từng loại giống và từng thời vụ với năng suất cao, hiệu quả

- Bón phân đúng cách, giảm lãng phí, phân bón phải được cây bắp hấp thu hết dinh

dưỡng

- Có khả năng làm cỏ

- Phun thuốc trừ sâu cho cây bắp trong suốt quá trình phát triển mà không tốn nhiều

công sức và đảm bảo được sự an toan khi phun thuốc

- Có khả năng tách hạt bắp với năng suất cao mà không làm nứt bề hạt

-Thiết kế đơn giản, máy hoạt động cơ khí thuần túy, dễ sử dụng và vận chuyển

- Máy có khả năng ứng dụng cho các loại cây hoa màu khác

- Giá thành rẻ, có khả năng ứng dụng rộng rãi trên khắp cả nước

- Hễ trợ tối đa cho người sử dụng

2.1 Giải quyết cho vấn đề gieo hạt:

Quá trình gieo hạt được thực hiện theo trình tự sau:

- Cày rãnh

- Bỏ hạt

- Lap đất

Đề tự động hóa trong vấn đề gieo hạt, tôi sẽ thiết kế máy có cơ cầu đáp ứng được tất

cả các trình tự trên Sau khi cày rãnh, máy sé bỏ hạt và lấp đât lại một cách tự động

Hướng đến đối tượng sử dụng là người nông dân nên tôi luôn đặt ra yêu cầu thiết kế máy phải thật đơn giản và phù hợp với người nông dân

Nếu như chiếc máy gieo hạt của KS Phạm Tú Anh Vũ chế tạo có cơ cấu gieo hạt

bằng khí nén thì máy của tôi thiết kế chỉ hoạt động cơ khí thuần túy mà vẫn đảm bảo khoảng

cách gieo Thiết kế kiểu này nhằm làm đơn giản máy, giám chi phí và người nông dân có thê

sử dụng dễ dàng cũng như tự sửa chữa khi có trục trặc

Cơ cấu cày rãnh và lấp đất chỉ đơn giản là sử dụng một lưỡi cày và lưỡi lấp đất

Khó khăn hơn là cơ cầu bỏ hạt, làm sao đề có thể bỏ hạt xuống rãnh theo đúng khoảng cách

mong muốn

Tôi thiết kế cơ cầu bỏ hạt gồm một phễu có cơ cầu đóng mở đáy phếu đề làm rớt hạt

Đề đóng mở đáy phếu, tôi dựa vào chuyển động của bánh xe, thông qua cữ gạt sẽ tác động

làm đóng mở đáy phễu và bỏ hạt xuống rãnh Sau đó lưỡi sẽ lấp đất lại

Sau đây tôi xin đưa ra các phương án để thiết kế cữ gạt trên bánh xe

Với giải pháp này, tôi đặt lên bánh xe nhiều vòng tròn đồng tâm, có bán kính khác

nhau, trên đó có cữ gạt được bồ trí theo nguyên tắc, cây phía trong dài hơn cây phía ngoài để

khi lắp cần gạt không bị vướn, cần gạt phải được lắp theo các cữ gạt để có mật độ gieo hạt

mong muốn

* Ưu điểm: Có thể thay đổi được mật độ gieo sa

* Nhược điêm: Thiết kế kiểu này chỉ đáp ứng được một số mật độ gieo hat nhat dinh

mà không theo ý của người sử dung

2.1.2 Phương án 2: Khắc phục và phát triển của phương án 1

Với phương án này, tôi bỏ ổi các vành tròn trên bánh xe, dù sao thì cũng chỉ là thay

đổi bán kính của vòng tròn chứa cữ gạt, nên tôi đã khoan các lỗ từ tâm bánh xe ra ngoài và

lắp các cữ gạt

Hình 2.2 Phương án2

Cũng tương tự, các cây gạt được bố trí từ tâm ra ngoài theo quy luật cây phía trong

dài hơn cây phía ngoài Các cây gạt được gắn cố định trên bánh xe Khi sử dụng, ta chỉ cần

điều chỉnh cần gạt tiếp xúc với vị trí cữ để đạt được mật độ mong muốn

* Ưu điểm: Cơ cấu khá đơn giản và dễ chế tạo

* Nhược điểm: Hạn chế khoảng cách gieo hạt, nhiêu khi không đáp ứng được những

khoảng cách mong muốn của người sử dụng

2.1.3 Phương án 3: Dùng con trượt trong máng để thay đôi bán kính chứa cữ gạt

Cơ cấu được thiết kế như sau:

Hình 2.3 Phương án 3 Với thiết kế như trên, con gạt có thế di chuyển trượt từ trong ra ngoài,trên máng có

găn thước để tùy chình khoảng cách gieo Khi sử dụng, vặn lỏng ốc và di chuyển con trượt

đến vị trí mong muốn, sau đó siết chat 6c Phía đầu của ốc vặn có khoan lễ và lắp lên đó một

chốt dé hạn chế kha nang bi mat dai ốc khi tháo lỏng

* Ưu điểm: Dễ dàng thay đổi mật độ gieo hạt theo ý của người sử dụng

* Nhược điểm: Khó chế tạo hơn, tốn kém hơn

Từ những phân tích trên, tôi quyết định thiết kế cữ gạt theo giải pháp thứ 3

2.2 Giải quyết cho vấn đề làm cỏ

Với mục đích làm sạch có giữa hai hàng bắp một cách nhanh chóng và giảm công sức,

tôi xin đưa ra các phương án thiết kế cơ câu làm cỏ cho máy như sau:

2.2.1 Phương án 1: Dùng động cơ làm quay lưỡi cắt để cắt cỏ

Với phương án này, tôi dùng một động cơ chạy bằng nhiên liệu xăng hoặc dầu, thông

qua cơ cầu truyền động đai hoặc trục sẽ làm quay lưỡi cắt cỏ Có thế hình dung nguyên ly

hoạt động giống như những chiếc máy cắt cỏ thông thường

Hình 2.4 Máy cắt cỏ

* Ưu điểm: Làm sạch cỏ hiệu quả

* Nhược điểm: Khá tốn kém

2.2.2 Phương án 2: Tận dụng vị trí lắp lưỡi cày và lắp đất để xạt cỏ

Tận dụng vị trí lắp lưỡi cày phía trước và lưỡi lấp đất phía sau tôi lắp vào đó

cơ cầu vừa xạt cỏ, vừa cào cỏ Với tác động kép của lưỡi xạt sẽ làm cỏ giữa hai hàng sạch

hơn mà không tốn nhiều chỉ phi

Hình ảnh thiệt kê của cơ cầu như sau:

Hình 2.5 Cơ cầu xạt có phía trước và phía sau

* Ưu điểm: Có thế làm sạch cỏ mà không tốn nhiêu chi phí

* Nhược điểm: -Làm mất sức của người lao động khi đây nhưng không đáng ké vi

lưỡi xạt bằng phẳng và độ sâu của lưỡi không nhiều

- Chỉ lảm sạch được cỏ ở giữa hai hàng bắp

Từ phân tích trên, tôi quyết định thiết kế cơ cầu làm cỏ cho máy theo phương án 2

2.3 Giải quyết cho vấn đề bón phân:

Có thể ví phân bón là “thức ăn”của cây bắp Việc bón phân thích hợp sẽ góp phần

tăng năng suất, chất lượng sản phẩm và hiệu quả kinh tế, ít hoặc không tác động xâu đến kết

câu đất canh tác và môi trường Ý nghĩa của vấn để này càng quan trọng hơn khi nguôn tài

nguyên thiên nhiên có hạn đang cạn kiệt, sản xuất trong điều kiện cạnh tranh thị trường ngày

càng gay gắt buộc chúng ta phải tiết kiệm mà phải đạt hiệu quả

Hầu hết người nông dân hiện nay khi bón phân cho cây bắp đêều thực hiện bằng tay,

việc làm này tốn nhiều công sức và không tiết kiệm được phân cũng như lượng phân bón cho

cây không đồng đều

Không giống với các loại cây hoa màu khác, cây bắp có thân cao nên khó có thể dùng

cách bón phân từ trên ngọn như lúa, đậu mà phài bón ở dưới gốc Và yêu cầu làm sao để cây

bắp có thê hấp thu được hết chất dinh dưỡng từ phân và tránh lãng phí Ở đây tôi chỉ nghiên

cứu về bón phân hóa học

Đề tự động hóa trong vấn đề bón phân tôi xin đưa ra các phương án sau:

2.3.1 Phương án 1: Cho phân rơi xuống tự do từ phễu và dẫn xuống gốc cây

Sử dụng một phếu chứa phân có thể thay đổi được lượng phân rơi xuống Thiết kế 2

máng dẫn phân ở hai bên hông máy Có cơ cầu canh lượng phân chảy xuống từ phẫu

Khi sir dung chi can mé day phéu cho luong phan roi xuéng theo mong muốn và đây

máy di chuyển thắng hàng Lúc này phân sẽ chảy từ đáy phễu và theo máng rơi xuống 2 hàng

bắp Phân được rãi xuống vị trí gốc cây giúp cho cây bắp hấp thụ hết chất dinh dưỡng

Hình ảnh thiết kế cơ cầu như sau:

Hình 2.6 Phểu chứa phân và máng dẫn

* Ưu điểm: Thiết kế đơn giản, mỗi lần bón được hai hàng bắp

* Nhược điểm: Không bón được tại vị trí từng gốc cây Không tiết kiệm phân

2.3.2 Phương án 2: Phát triển của phương án l

Sử dụng phểu chứa phân như trên.Máng dẫn phân được thiết kế có vị trí đóng mở đầu

máng để thoát phân và có cơ cầu làm tơi phân khi rãi Thiết kế thêm cơ cấu đóng mở máng

dẫn phân đề bón vào đúng vị trí gốc cây Khi mở nắp đậy thì phân chảy xuống

Để mở được nắp này ta lợi dụng chuyển động quay tròn của bánh xe sau Thông qua

một cữ gạt được lắp trên hai bánh sau sẽ tác động làm mở máng dẫn phân Cữ có thể thay đổi

được bán kính để phủ hợp với khoảng cách cây

Cữ gạt được thiết kế giống như ở cơ cấu gieo hạt chỉ khác là cây gạt có thê thay đổi

được khoảng cách tiếp xúc với miếng đậy để phù hợp với mật độ cây

Hình ảnh của cơ cầu được thiết kế như sau:

Hình 2.7 Cơ cấu mở nắp máng phân

10

* Ưu điểm: Phân được dẫn đưa đến vi tri của từng gốc cây đề tránh lãng phí và giúp

cây hấp thụ hết Phân được rãi đều trên từng vị trí gốc

* Nhược điểm: Khó chế tạo hơn

2.3.3 Phương án 3: Dùng khí nén để thôi phân ra ngoài

Thiết kế phễu chứa phân ở trên máy sao cho khi mở đáy phu, hạt phân có thể rơi tự

do xuống ông dẫn phân, phễu có thể thay đổi được lượng phân rơi xuống

Sử dụng máy nén khí với động cơ chạy bằng dầu diezel, khí nén sẽ thôi các hạt phân

trong ống ra ngoài, người sử dụng chỉ việc cầm vòi và phun đến vị trí từng gốc cây Vòi phun

có thê điều chỉnh được lượng phân phun ra

Q

Hình 2.8 Máy nén khí dùng dầu diezel

* Ưu điểm: Phân được phun ra dạng hạt và được rải đều hơn

* Nhược điểm: Tốn khá nhiều chỉ phí

Từ những phân tích trên, tôi quyết định thiết kế cơ cấu bón phân theo phương án 2

2.4 Giải quyết vẫn đề bơm thuốc:

Bơm thuốc là công đoạn ảnh hưởng đến sức khỏe người nông dân nhiều nhất do phải

tiếp xúc với thuốc độc Nhiều trường hợp nông dân bị ngộ độc sau khi phun thuốc

Đề có thể phun thuốc cho cây bắp một cách hiệu quả mà không phái tốn nhiều công sức và an toản tôi xin đưa ra các phương án sau:

2.4.1 Phương án 1: Sử dụng khí nén để phun thuốc

Dùng một động cơ khí nén, động cơ này chạy bằng dầu diezel, kết hợp với thuốc sâu

đã pha với nước được chứa trong bình để phun Có thể hình dung cơ câu này giống với cơ

cầu rửa xe nhưng áp lực phun sẽ nhỏ hơn và người sử dụng có thể điều chỉnh được lượng thuốc phun ra

Hệ thông được lap lên trên máy, người sử dụng chỉ việc vặn van xả và câm cân phun thuốc

Hinh 2.9 Dung khi nén dé phun thuốc

* Ưu điểm: Giảm sức lao động của người sử dụng vì chỉ cầm cần phun mà không

phải mang cả bình bơm lên người

* Nhược điểm: Khá tốn kém

2.4.2 Phương án 2: Dùng chuyền động của bánh xe để bơm thuắc

Thiết kế một cơ cấu biến chuyên động quay tròn của bánh xe thành chuyển động tinh

tiến lên xuống của cần bơm Cơ cấu này có thể thay đổi được chiều dài để phù hợp với chu

kỳ hoạt động của cần bơm Khi sử dụng, người nông dân chỉ việc đặt bình bơm lên máy và có

định bình bơm băng dây nịt Sau đó dùng tay bơm để tạo áp lực trong bình trước rồi lắp cơ câu này vào và đây máy giữa hai hàng bắp là có thể thực hiện việc phun thuốc

* Ưu điểm: Dễ chế tạo và dễ sử dụng, dùng kết hợp với các bình bơm thuốc đã có sẵn nên giảm chi phí Có thể kiêm soát được áp lực trong bình bơm

* Nhược điểm: Làm mất sức lao động của người sử dụng nhưng không đáng kể

Từ những phân tích trên, tôi quyết định thiết kế cơ cấu phun thuốc cho máy theo

phương án thử 2

2.5 Giải quyết cho vấn đề tách hạt

Để tách được hạt bắp mà không làm bề hạt hay lõi tôi xin đưa ra các giải pháp sau: 2.5.1 Phương án 1: Dùng quả lô có hàn răng để láy hat

Sir dung mot phéu chứa bắp, phía dưới đáy phễu có gắn co cau tach hat Co cau tach hạt gồm một bánh chà hình trụ tròn, trên có gắn các râu móc để lảy hạt Để truyền được chuyển động, ta có thể dùng động cơ chạy bằng dầu diezel ( nếu dùng máy ở những nơi

không có điện chang hạn như ngoài ray ) hoặc một động cơ điện 220V nêu dùng ở nhà

12

Thiết kế một sàn để hứng hạt và lõi ở phía dưới Sàn chỉ cho phép hạt ổi qua, sàn

được thiết kế có độ nghiêng để dẫn lõi bắp đi qua một máng và thoát ra ngoài

Hạt sau khi được tách sẽ lọt qua sản và qua một hệ thống máng dẫn để ra ngoài, kết

hợp với quạt gió lấy chuyên động từ động cơ sẽ thôi làm sạch hạt Thiết kế thêm cơ cấu bao

phía dưới để chống văng hạt

Hình 2.11 Co cau cha va lay bap

* Ưu điểm: Khả thi, có thê tách được hạt ra khỏi lõi bắp

* Nhược điểm: Dễ làm bề hạt bắp và năng suất không cao

2.5.2 Phương án 2 : Dùng trục xoắn

Dùng trục vít có lá xoắn, bước ren của trục xoắn là 20mm, chiều dài của lá xoắn là

20mm Một quả lô có trục đặt song song với trục vít, trục quay của quá lô có thể thay đối

được khoảng cách với trục quay của vít xoắn để phù hợp với khích thước quả bắp

Qua bắp được bỏ vào vị trí giữa quả lô và vít xoắn, quả bắp được xoay tròn ngược

chiều quay của trục vít Động cơ sẽ làm trục vít quay và ép quá bắp, kết hợp với các lá xoắn

sẽ tách được hạt bắp Động cơ có thê chạy bằng dầu hoặc điện Có thể lắp đặt cùng lúc nhiều

cơ cầu ép trái này đề có thể tách được nhiều quả hơn một lúc

* Ưu điểm: Nhỏ gọn hơn, tách hạt tốt hơn

* Nhược điểm: Hệ thống khá phức tạp và khó chế tạo, có thé lam bé hat

13

*Giải pháp 3: Dùng cơ cấu dây đai bằng thép có hàn răng để lây hạt

Dùng dây đai bằng thép, trên có hàn rang moc dé lay hat Có vị trí lắp dc nối để tăng

chính dây đai Dây đai có độ dày 2mm

Động cơ điện 220V thông qua buly sẽ làm quay cơ cầu đai răng

Với yêu cầu là máy có thể tách sạch hoàn toàn quả bắp ngay cả ở vị trí chóp mà

không làm bề hạt, tôi thiết kế buồng làm việc cũng có cơ cấu chỉnh độ nghiêng để phù hợp

với tiết diện của quả bắp Và đòi hỏi bắp được bỏ vào phải đúng chiều làm việc của máy

Cho nên máng chứa quả cũng được quy định chiều bó quả vào

`Thiết kế máng chứa quả theo kiểu tầng dé chứa được nhiều hơn và cung cấp cho hệ

thống tách Thông qua hệ thống băng tải có răng sẽ tách các hạt ra khỏi lõi một cách nhanh

chóng mà không làm bể hạt Có thêm hệ thống quạt gió đề làm sạch hạt

Hệ thống máng chứa và băng tải được thiết kế như sau:

Hình 2.13 Máng chứa và cơ câu tách hạt

* Ưu điểm: Hệ thống hoạt động hiệu quả hơn, có thể tách cùng lúc được nhiều quả

bắp tùy thuộc vào chiều dài của băng tải Ít có khả năng làm bề hạt, vì quả bắp được xoay

tròn và các răng trên băng tải sẽ lầy hạt Không làm bê lõi bắp, làm sạch được hạt sau khi

tách một cách hiệu quả Phân loại được hạt và lõi bắp

* Nhược điểm: Hệ thống lớn, khó có thể tích hợp trên cùng một máy Làm mất công

xếp quá vào máng chứa

Từ phân tích trên, tôi quyết định thiết kế riêng một máy tách hạt bắp theo phương án 3

Vì chức năng tách hạt chỉ được sử dụng vào mùa thu hoạch, hơn nữa hệ thống này

nếu được thiết kế hoàn chỉnh sẽ có khích thước khá lớn nên không thể tích hợp trên cùng một

máy

14

CHƯƠNG IH

THIẾT KẾ MÁY

Theo những phân tích trên, tôi sẽ thiết kế 2 máy phục vụ cho các mục đích sau:

- Máy thứ nhất: Máy được thiết kế tích hợp các chức năng: gieo hạt, làm cỏ, bón phân và

phun thuốc Gọi tắt là máy đa năng

- Máy thứ hai: Máy được thiết kế riêng cho việc tách hạt bắp Gọi tắt là máy tách hạt

3.1 Thiết kế máy đa năng

May da nang được thiết kế bao gồm 2 phần sau:

- Phần thân máy

- Các chức năng hoạt động

3.1.1 Thiết kế thân máy

a/ Khung máy

Khung là bộ phận cực kỳ quan trọng của máy, có tác dụng như một xương sống nâng

đỡ toàn bộ các cơ cầu cho máy Vì vậy yêu cầu của việc thiết kế khung là phải đảm bảo vững

chắc, dễ chế tạo Khung của máy được làm từ những thanh sắt vuông, dày 3mm, có kích

thước là 30mm x 30mm Các thanh sắt này được hàn lại với nhau để tạo thành khung Trên

khung sắt có khoan cac 16 dé lap dc voi 6 bi

Sau đây là hình ảnh của khung

Hình 3.1 Khung máy

b/ Thiết kế các tắm hông

Tắm hông được thiết kế với mục đích lắp ghép với khung sắt tạo ra hình dáng bên

ngoài của máy, tăng độ cứng vững và để che chắn Các tắm này được làm từ các tắm sắt dày

2mm và được hàn có định với khung sắt, gồm 2 loại:

-Tam hông trước: được thiết kế với hình dáng và các khích thước như sau:

Hình 3.2 Tắm hông trước

Hình 3.3 Tắm hông sau

c/ Thiết kế các viền sắt:

Để tạo độ cứng vững cho các tắm hông khi cố định trên khung, tôi đã thiết kế các viền

sắt với hình dạng tương ứng với biên dạng của các tắm hông

Các viền sắt này được làm từ các thanh sắt 30mm x 30mm x 3mm và có hình dáng như sau:

Hình 4.4 Các viền sắt

d/ Thiết kế chỉ tiết trang trí và che chắn

Để tạo sự thâm mỹ, tăng độ cứng vững cũng như che chắn cho máy, tôi đã thiết kế các

chỉ tiết sau:

_ Hình 3.5 Chỉ tiệt trang trí

16

e/ Thiét ké truc

Trục được thiết kế có đường kính lớn là Ø30mm, đường kính nhỏ tại vị trí lắp bánh xe

là Ø20mm dai 620mm, chiéu dai trục tại vị trí lắp bánh xe là 70mm trên đoạn này có tạo ren

Hình3.6 Trục

f/ Chọn ỗ đỡ

Ồ bị đỡ có vòng trong tương thích với trục, lỗ Ø30mm Ö bi hình phía dưới chỉ mang

tính chất tượng trưng, vì ỗ bi đã có sẵn ngoài thị trường nên lúc chế tạo chỉ việc chọn mua

cho phù hợp với khích thước trục

Hình 3.7 O đỡ

g/ Thiết kế bánh xe

Bánh xe được thiết kế là một khối nhôm đặc được tiện thành

Sở dĩ tôi chọn bánh xe kiểu này vì máy hoạt động chủ yếu là trên đất, dù ở điều kiện âm ướt

hay mưa thì bánh xe vẫn không bị dính nhiều đất như kiểu bánh xe thông thường

Hình 3.8 Bánh xe

Tất cả 4 các bánh xe đều giống nhau

Bánh xe được cô định trên trục và được siết chặt ốc ở hai đầu Trục quay trong ô đỡ

h/ Thiết kế tắm đỡ

Tắm đỡ dùng để nâng đỡ phêu chứa hạt Trên tấm đỡ có khoan các lỗ để lắp phễu và

có rãnh đề lắp cần gạt đáy phễu Tắm đỡ được thiết kế với độ dày là 3mm và có khích thước

như sau:

Hình 3.9 Tắm đỡ

¡/ Thiết kế các tiện ích cho người sử dụng

Thật ra đây là cơ câu che nắng mưa và hộp đựng nước uống cho người sử dụng -Cơ cầu che chắn:

Cơ câu che chắn được thiết kế gọn nhẹ, có thể xếp lại khi không sử dụng Cơ cầu này được lắp phía sau của máy, có khả năng thay đổi độ cao và được siết chặt ốc, đảm bảo không

bị rơi, gấy khi có gió

Hình ảnh thiết kế:

Hình 3.10 Cơ cầu che chắn

-Hộp đựng :

Hộp đựng có hai ô, ô lớn dùng để đựng chai nước, ô nhỏ có thể dùng để đựng một

máy nghe nhạc hoặc một gói thuốc lá Với thiết kế này giúp người nông dân cảm thấy thoải mái hơn khi làm việc ngoài đồng, giảm mệt mỏi

Hình 3.11 Hộp đựng

3.1.2 Thiết kế các chức năng của máy

a/ Thiết kế cơ cầu máy gieo hạt

Yêu cầu của cơ cầu máy là gieo sạ đúng mật độ của người sử dụng mong muốn và

hoạt động hiệu quả, ôn định

18

Co cau gieo hat cua may bao gém 1 ludi cày, 1 lưỡi lắp đất và cơ cấu bỏ hạt

1/ Thiết kế lưỡi cày:

Lưỡi cày có nhiệm vụ cày rãnh, xới đất lên để bỏ hạt Lưỡi cày được thiết kế như sau:

Hình 3.12 Lưỡi cày

Lưỡi cày có thể đi chuyển lên xuống trong một ống sắt vuông 30mm x 30mm x3mm

và được siết chặt bằng Ốc, ông sắt này đã được hàn cố định lên thân máy

Phía đầu ốc có lỗ để lắp chốt, hạn chế khả năng bị mất đai ốc khi tháo lỏng

2/ Thiết kế lưỡi lắp đất

Lưỡi lấp đất được thiết kế có hình chữ V, có thể di chuyển lên xuống trong ống sắt

vuông và được siết chặt bằng ốc

Lưỡi lấp đất có thiết kế như sau:

Hình 3.13 Lưỡi lấp đất

3/ Cơ cấu bỏ hạt

Cơ cầu bỏ hạt bao gồm một phễu chứa hạt bắp, dưới đáy có gắn thêm 2 thanh đề lắp

lò xo, một nắp đậy đáy phễu, một can gat

Hình ảnh của phễu được thiết kế như sau :

Hinh 3.14 Co cau phéu va day phéu