Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy tạo rãnh trồng mía 1

Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy tạo rãnh trồng mía Mục lục Mục lục .1 Mở đầu Chương I:Tổng quan mía cơng cụ canh tác mía I - Đặc tính, hình thái yêu cầu nông học mÝa .5 Hình thái u cầu nơng học mía Các giai đoạn phát triển mía đường Đặc điểm địa hình, đất đai vùng trồng mía II - Đặc điểm máy nông nghiệp thông dụng phục vụ cho canh tác mía Làm đất 10 Công cụ làm tơi đất .10 Công cụ tạo rãnh lên luống 11 - Cơng cụ chăm sóc hàng .12 - Công cụ nông nghiệp phục vụ khâu thu hoạch 12 III - Một số mẫu cày trụ giới cần quan tâm cho thiết kế máy tạo rãnh trồng mía 13 Chương II: Cơ sở lý thuyết để lựa chọn nguyên lí làm việc kết cấu máy tạo rãnh trồng mía 27 I – Cơ sở Yêu cầu nông học thổ nhưỡng .27 Yêu cầu nông học thổ nhưỡng 27 Yêu cầu đặc tính trồng .27 II – Cơ sở để Lựa chọn nguyên lí cấu tạo nguyên lí làm việc máy cày lên luống C.LL - 25 - 30 28 Cơ sở để lựa chọn nguyên lí làm việc 28 Cơ sở để lựa chọn nguyên lí cấu tạo 29 Nguyên lí làm việc 31 III – Cơ sở lí thuyết để chọn số thơng số kỹ thuật thân cày 32 Bề mặt làm việc lưỡi diệp cày 32 Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy tạo rãnh trồng mía Bộ phận lưỡi xới phía máy tạo rãnh trồng mía .38 Chương III: Lựa chọn số thông số máy C.LL - 25 - 35 43 I – Diệp cày 43 Chọn bề rộng làm việc máy C.LL – 25 – 30 43 Bán kính đường cong chuẩn diệp cày theo phương pháp N.V Stuskin .46 3.Độ cao trụ xới 47 II - Lực tác dụng lên thỏi đất chuyển động theo diệp cày .48 Xác định trọng lượng thỏi đất .50 Thay mối liên kết lực .56 Thiết lập phương trình cân giải 56 III - Tính toán thiết diện trụ cày 59 Tính cho trụ cày cặp thứ (cặp Co,Co’) 65 Tính cho trụ cày cặp thứ hai cặp (C1,C1’) 67 III – Chọn kích thước phủ bì khung cày 69 IV - Tính ổn định máy kéo MTZ - 80/82 với máy canh tác 69 Khi liên hợp máy kéo hoạt động mặt phẳng 69 Khi liên hợp máy kéo lên dốc vượt bờ 71 Kết luận kiến nghị .74 Tài liệu tham khảo .80 Mở đầu Từ Thủ tướng Chính phủ thơng qua chương trình phát triển mía đường Quốc gia đến nay, cấp, ngành có liên quan đến chương trình Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy tạo rãnh trồng mía địa phương tiến hành triển khai tích cực đồng bộ, đạt kết định, tạo công ăn việc làm thu nhập cho người dân nhiều vùng nước Công việc nặng nhọc q trình canh tác mía q trình làm đất trồng mía Các kết qủa nghiên cứu số viện trường cho thấy việc giới làm đất mía phải dùng tới lên hợp máy nông nghiệp máy kéo cỡ lớn (từ 50 cv) Lý do, đối tượng cần khai thác vùng trồng mía đất đồi thấp, đất sỏi bãi, đất trồng màu, công nghiệp ngắn ngày hiệu đất lúa vụ bấp bênh Thế nhưng, vùng trồng mía đạt khoảng 60%  80% giới làm đất với nhiệm vụ cày đất Các khâu khác: rạch rãnh, tạo luống, làm cỏ, phạt gốc, băm Hầu phải tiến hành thủ cơng chưa có cơng cụ chun ngành So với nước khu vực, nước ta có điều kiện khí hậu thời tiết phù hợp cho mía phát triển Một mặt trình độ canh tác mía cịn thấp, suất mía bình qn nước năm 1999 đạt 48,9 tấn/ha ([1]) Vùng mía Lam Sơn - Thanh Hoá thực giới hoá làm đất tới 75%  80% phần lớn diện tích canh tác Nhờ mà suất mía bình qn trung bình đạt 60  80 tấn/ha, tăng 20% so với mức trung bình nước Để thâm canh tăng suất, người trồng mía cần giống tốt, phân tốt có chất lượng, đồng thời cần áp dụng giới hoá để đảm bảo thời vụ, đáp ứng yêu cầu nơng học mía mía Qua nghiên cứa dự án triển khai xây dựng vùng nguyên liệu phục nhà máy mía đường Cho thấy việc nhập cơng cụ máy móc nơng nghiệp để giới mía đắt Ví dụ, ([2] - Trang 1) theo dự án xây dựng nhà máy đường Ninh Bình giá máy kéo bánh lốp 70 cv, bánh chủ động 33.600 $/chiếc, cày thân đảo 3.000 $/chiếc, bừa đĩa đường kính 1824” 1228” 5.000 $/chiếc, đánh luống 2.000 $/chiếc Hiện nay, giới nước ta làm đất trồng mía nhiều phương pháp giới khác Tuy có số quan điểm khác làm đất, song thống phải đảm bảo độ cao luống trồng từ 40 cm trở lên, làm đất vừa Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy tạo rãnh trồng mía phải đạt u cầu nơng học vừa phải giảm chi phí Rạch hàng, đào rãnh trồng mía cơng việc cuối khâu làm đất trồng mía Hiện giới nước ta có máy rạch hàng dạng thụ động cánh diệp Rạch hàng tiến hành sau làm đất nhiều lần đạt độ nhỏ cần thiết ,nhiều nơi cịn dùng cơng cụ cải tiến để rạch hàng cày trụ, cày đĩa Bằng loại rạch hàng thụ động đạt rạch sâu 25  35 cm, khơng có khả xới sâu hàng mía Như vậy,vấn đề đặt phải có loại máy vừa kết hợp làm đất (xới sâu) vừa tạo rãnh trồng mía giảm chi phí làm đất mà đảm bảo yêu cầu nông học để thâm canh tăng suất mía Viện Cơ điện Nơng nghiệp Viện Cơ điện Công nghệ sau thu hoạch Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn từ năm 1997 đến năm 1998 nghiên cứu thiết kế chế tạo mẫu máy đào rãnh xới sâu Viện Nghiên cứu Thiết kế Chế tạo Máy Nông nghiệp (Bộ Công nghiệp) giai đoạn 1995 - 2000 nghiên cứu thiết kế chế tạo máy tạo rãnh cho mía máy lên luống có phận làm việc theo nguyên lí phối hợp phận làm việc chủ động bị động Chất lượng tương đương, giá chế tạo nước khoảng 30%  40% so với giá nhập ngoại Vì vậy, việc xây dựng đề tài:“ Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy tạo rãnh trồng mía ”, thực có ý nghĩa mà kết sẽ: - Nâng cao lực khí chế tạo nước, tạo công ăn việc làm cho công nhân, giảm ngoại tệ cho việc nhập máy móc nơng nghiệp - Đáp ứng yêu cầu ngành nông nghiệp, giảm bớt cường độ lao động, tăng thu nhập người dân Chương I Tổng quan mía cơng cụ canh tác mía I - Đặc tính, hình thái u cầu nơng học củA mía Để máy móc hoạt động cách có hiệu vào mía, tăng suất trồng, giảm chi phí lao động điều trước tiên phải hiểu đối tượng cần Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy tạo rãnh trồng mía tác động mà cụ thể mía Vì chương đề cập số vấn đề sau: Hình thái u cầu nơng học mía Các giai đoạn phát triển mía đường Đặc điểm địa hình, đất đai vùng trồnh mía Hình thái u cầu nơng học mía 1.1 Hình thái mía ([5] – Trang 6) Cây mía tên khoa học - Saccharum officinarrum L, công nghiệp nhiệt đới lấy đường, họ hoà thảo (Gramineae), cao từ  m Thân mía thẳng đứng, ruột đặc, phần đốt chứa đường Lá mía dài, có nhỏ, gân trắng to lồi mặt Cụm hoa hình chùm thân, mang hoa dày đặc, tựa bơng lau Mía nhiệt đới, có hiệu suất quang hợp cao nhất, có khả cho suất 50  200 tấn/ha Mía tước lá, phát ngọn, với suất 80 tấn/ha, héc ta mía cung cấp: đường tinh, 2,5 mật mía, 21 cho chăn ni, 25 bã mía cho cơng nghiệp giấy ván Ðp, chất dẻo, 40 gốc làm phân bón rác ủ Giá trị lượng héc ta mía hai mươi héc ta đồng cỏ chăn ni bị sữa Mía có nguồn gốc vùng nhiệt đới nắng nhiều, chịu nhiệt độ cao, sợ rét, đòi hỏi nhiều nước thời gian sinh trưởng, lúc già chín tích luỹ đường, cần có thời kỳ khơ, mát có nắng lúc thu hoạch Tuy nhiên, có tính thích ứng rộng, trồng tới 30 o vĩ Bắc (miền Nam Luiziana - Hoa Kỳ) 30o vĩ Nam (Nam Phi, Óc Achentina) Nhiệt độ thích hợp cho mầm 26  33oC, cho đẻ nhánh 25oC, cho sinh trưởng 28  32oC, tối thiểu 15oC, 0oC chết, 15  17oC, ngừng sinh trưởng Cần tối thiểu 1200 nắng cho kỳ sinh trưởng, tốt 2000 nắng, lúc đẻ nhánh già chín Cần 1000  2000 mm mưa hàng năm với mùa khơ  tháng, có điều kiện tưới bổ xung cho mùa khô, xuất cao (tưới rãnh kinh tế nhất) Trồng nhiều loại đất cát pha, thịt nặng, tốt phù sa mới, có Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy tạo rãnh trồng mía cấu tượng xốp, tầng sâu 70 cm trở lên, nước ngầm sâu (1,5 m), chất hữu vừa phải Nếu nhiều chất hữu mía già chín chậm, khơng chịu đất mặn q 0,4% muối tổng số đất nặng, 0,8% đất nhẹ điều kiện nước Chu kỳ sinh trưởng mía năm, thành thục mùa khơ để gốc  năm tuỳ theo điều kiện canh tác Đối với loại nơng nghiệp có đặc tính riêng nên chúng địi hỏi u cầu nơng học riêng 1.2 u cầu nơng học mía làm đất trồng mía Theo nhà nơng học biện pháp làm đất có ý nghĩa lớn đến phát triển sinh trưởng mía chất lượng làm đất tốt hay xấu kỹ thuật làm hay sai khơng ảnh hưởng đến vụ mà cịn ảnh hưởng đến chu kỳ kinh tế, đến nhiều vụ thu hoạch mía tơ mía gốc Trong nước ta nhiều quan điểm khác làm đất trồng mía song thống độ luống phải đạt từ 40  50 cm, cần cày lật lớp mặt từ 20  30 cm lớp khơng cần thiết Nếu khơng có máy kéo cơng suất lớn cày khơng lật sau làm đất mặt tạo rãnh trồng dùng cày cơng cụ thủ công phá vỡ lớp đất đáy rãnh độ sâu cần thiết Đất đáy rãnh trồng phải xốp mịn khơng có cục to để đặt hom mía Theo tác giả Nguyễn Hữu Ước ([4]) làm đất rãnh hàng trồng mía cần ý đến yêu cầu sau:  Đảm bảo lượng khơng khí thích hợp trao đổi khơng khí đất với khí làm cho q trình hơ hấp trồng bình thường  Tạo điều kiện cho rễ mía mọc sâu lan rộng vào đất thuận lợi  Chống xói mịn rửa trơi đất  Tạo thuận lợi cho khâu như: trừ cỏ dại, tưới, thu hoạch, xử lý mía gốc  Phải diệt hết cỏ dại ruộng mía, tùy điều kiện thời tiết thảm thực vật có trước làm đất mà qui định cách cày bừu cho Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy tạo rãnh trồng mía sau làm đất xong tồn thảm thực vật có phải diệt  Trong quy trình làm đất phải giữ độ phẳng cần thiết mặt ruộng độ tơi xốp Tốt cao xung quanh thấp nghiêng hẳn bên để dễ nước Mía kỵ úng mà tránh tình trạng làm đất gồ ghề theo luống cày gây úng có hại đến sinh trưởng mía  Mía có rễ ăn sâu rễ hữu hiệu tầng  60 cm Do mía cày sâu tốt không làm đảo lộn tầng đất canh tác Tốt dùng cày không lật cày sâu 50  60 cm Cày sâu giúp cho mía chống hạn tốt chống đổ tốt:  Tạo độ nhỏ mịn đất trồng ngô, đậu đáy rãnh trồng Đất phải đạt độ nhỏ mịn cần thiết để trồng hom mía nhanh chóng rễ, nảy mầm  Rạch hàng sâu 20  30 cm với khoảng cách từ  1,4 m tuỳ thuộc theo giống mía cung vùng Khi rãnh hàng song đáy rãnh  cm đất bột Khi rãnh hàng không sát đất củ, đáy rãnh rộng 18  20 cm  Hàng mía phải chạy theo đường đồng mức Các giai đoạn phát triển mía đường Theo tác giả T.S Phan Xn Dũng ([5]) mía đường phát triển theo giai đoạn biểu diễn s hỡnh H1 Mía hom (mía con) Mía đẻ Mía chìa vôi Mía măng Mía tơ (mía vụ 1) MÝa trỉ cê MÝa gèc (mÝa vơ 2,3 ) MÝa lu Hình H1- Sơ đồ giai đoạn phát triển mía Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy tạo rãnh trồng mía 2.1 Mía tơ Là mía trồng hom, thu hoạch năm đầu Chu kỳ sinh trưởng vụ mía tơ Việt Nam nhiều nơikhác vùng nhiệt đới 12 tháng 2.2 Mía chìa vơi Là mầm mía nảy từ hom đất nhô cao khỏi mặt đất 30  40 cm, chưa có lá, có bẹ vảy bao quanh, đầu nhọn gốc tày, trơng chìa vơi Gốc mầm thường gọi củ, mía chìa vơi mía giai đoạn chuẩn bị đẻ, mầm mẹ đẻ mầm 2.3 Mía đẻ Đó tượng mầm nảy từ gốc mầm mẹ Cuối giai đoạn chìa vơi, cổ củ mẹ hở (mía dán cổ, mía hở cổ), mầm phát sinh từ gốc mầm mẹ, bắt đầu thời kỳ mía đẻ Mía đẻ từ ngày thứ 40 đến 50 sau trồng, đẻ 30 đến 60 ngày 2.4 Mía gốc Là lứa mía mọc từ gốc mía thu hoạch, sau thu hoạch để nảy chồi vụ 2.5 Mía lưu Là mía đến tuổi thu hoạch (12 18 tháng) lại không chặt mía sinh trưởng thêm chu kỳ thu hoạch 2.6 Mía măng Sau thời kỳ đẻ, mầm mẹ mầm mía phát triển (mía chìa vơi khơng có lá), bước vào thời kỳ tăng trưởng nhanh đường kính chiều cao, giai đoạn mía măng 2.7 Mía trổ cờ Đó xuất ngồng hoa dài, mang nhiều hoa trắng, kèm theo cờ mọc thẳng, hình mũi mác, phát triển từ điểm sinh trưởng tận mía Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy tạo rãnh trồng mía Đặc điểm địa hình, đất đai vùng trồng mía Những vùng chuyên canh trồng mía nước ta thường vùng đồi đất thấp, đất soi bãi, đất trồng màu, trồng công nghiệp ngắn ngày hiệu Qua số kết điều tra khảo sát thực tế cho thấy ([2] - Trang 11): - Kích thước lơ thửa: Chiều dài đạt tới 300  500 m, réng 100  300 m với nơng trường vùng mía chuyên canh - Độ dốc mặt ruộng: Các vùng đồi thấp có độ dốc đa dạng khoảng 10o  30o - Độ chặt đất: 10  17 kG/cm2 - Lực cản riêng đất: 0,3  0,6 kG/cm2 - Kích thước luống: chiều cao 300  450 mm, chiều rộng luống 80  140 mm II - Đặc điểm máy nông nghiệp thông dụng phục vụ cho canh tác mía Qui trình canh tác mía Việt Nam tiến hành theo số cách khác phụ thuộc vào trình độ giới, điều kiện đất đai tập quán canh tác Nhưng tổng quát theo số cách sau Làm đất 1.1 Cày trụ: thông thường với cày ba lưỡi theo kiểu  П3 - 35 (của Liên Xô cũ) liên hợp máy kéo bánh lốp từ 50  80 cv, bề rộng làm việc liên hợp máy 0,9  1.1 m  П4 - 35 (của Liên Xô cũ) liên hợp máy kéo bánh xích kiểu ДT-75,T-75, bề rộng làm việc liên hợp máy 1,35  1,45 m  Cày tru thích hợp với đất thuộc chuyên canh, Ýt đá, sỏi, cỏ, cày sâu 30  40 cm 1.2 Cày chảo phá lâm: Có loại cày chảo sử dụng nước ta theo mẫu cày treo Liên Xô cũ ([2] - Trang 12):  ПДT-75, - - 30: Có chảo, bề rộng hoạt động chảo 30 cm, liên hợp với máy kéo bánh lốp 50  80 cv Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế máy tạo rãnh trồng mía  ПДT-75, - - 30: Có chảo, bề rộng hoạt động chảo 40 cm, liên hợp với máy kéo bánh xích ДT-75,T-54, ДT-75,T-75  Cày chảo cày sâu khoảng 25  27 cm làm việc đựơc với ruộng vừa có cỏ đá Công cụ làm tơi đất Công cụ làm tơi đất sau cày thường dùng: bừa chảo, bừa phay đất Đối với trồng mía Lam Sơn (Thanh Hố), Đồng Giao (Ninh Bình) cơng cụ làm đất chủ yếu bừa chảo Ưu điểm bừu chảo phù hợp với nhiều địa hình khả làm tơi đất Phay đất làm tơi đất tốt không phù hợp với đất miền núi có nhiều sỏi, đá rễ Ở nước ta bừa thường dùng là: 2.1 Bừa đĩa nặng:  Loại treo theo mẫu Liên Xô cũ БДT-75,HT-2,2 БДT-75,HT-3,5A có bề rộng làm việc 2,2 m 3,5 m  Loại móc БДT-75,HT-2,5A có bề rộng làm việc 2,5 m Bừa đĩa nặng phù hợp với máy kéo bánh xích ДT-75,T-75 Các phận làm việc bừa đĩa nặng gồm đĩa hình cầu cạnh khế đường kính 650 mm Các phận làm việc giống bừa đĩa thường nắp thành mảng, mảng lắp thành cụm Bừa đĩa nặng có hai cụm, cụm có hai mảng, đĩa mảng cụm trước có cạnh lồi hướng vào trong, đĩa mảng cụm sau có cạnh lồi hướng ngồi, độ sâu bừa tính tốn lên tới 25 cm 2.2 Phay đất: Ở vùng đất Ýt sỏi đá nhiều cỏ việc dùng phay đất có hiệu cao hẳn so với bừa đĩa nặng Trong nông nghiệp nước ta phay đất dùng với máy kéo cỡ lớn (50  80 cv) thường có bề rộng 1,6 m  m theo mẫu Liên Xô cũ, Bungari, Tiệp Khắc Áo Bộ phận làm việc phay trống phay có nhiều dao Trống phay quay cưỡng nhờ trục thu công suất máy kéo Khi máy kéo chuyển động, trống phay liên tiếp cắt phần tử