Nghiên cứu xác định một số thông số làm việc chính của máy gieo hạt đậu tương kết hợp bón phân

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN CHUNG THÔNG NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THƠNG SỐ LÀM VIỆC CHÍNH CỦA MÁY GIEO HẠT ĐẬU TƯƠNG KẾT HỢP BÓN PHÂN Ngà nh: Kỹ thuật khí Mã sớ : 52 01 03 Người hướng dẫn: PGS.TS Lê Minh Lư TS Nguyễn Xuân Thiết NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2021 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, kết nghiên cứu trình bày luận án trung thực, khách quan chưa dùng để bảo vệ lấy học vị Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận án cám ơn, thông tin trích dẫn luận án rõ nguồn gốc Tôi xin cam đoan việc sử dụng kết nghiên cứu công bố vào phần nội dung luận án đồng tác giả chủ nhiệm đề tài đồng ý, cho phép sử dụng Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Tác giả luận án Nguyễn Chung Thông i LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu hoàn thành luận án, hướng dẫn, bảo tận tình thầy giáo, giúp đỡ, động viên bạn bè, đồng nghiệp gia đình Nhân dịp hồn thành luận án, cho phép tơi bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc tới hai thầy hướng dẫn: PGS.TS Lê Minh Lư TS Nguyễn Xuân Thiết Khoa Cơ – Điện, Học viện Nơng nghiệp Việt Nam, người tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian điều kiện cho tơi suốt q trình học tập thực đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn Bộ môn Cơ học kỹ thuật, Khoa Cơ Điện, Ban Quản lý đào tạo, Ban Tổ chức cán bộ, Ban Giám đốc Học viện Nông nghiệp Việt Nam tạo điều kiện thuận lợi cho học nâng cao trình độ đồng thời nơi đào tạo tơi thời gian qua Tôi xin chân thành cảm ơn Khoa, Ban, Viện Học viện giúp đỡ chuyên môn tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình nghiên cứu, thực luận án Tôi xin chân thành cảm ơn động viên, ủng hộ, đóng góp ý kiến đồng nghiệp, thầy giáo, nhà khoa học ngồi nước q trình thực luận án Tơi xin cảm ơn thành viên gia đình, bạn bè ủng hộ, động viên, tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận án Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Tác giả luận án Nguyễn Chung Thông ii MỤC LỤC Trang Lời cam đoan i Lời cảm ơn .ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt vi Danh mục ký hiệu .vii Danh mục bảng x Danh mục hình xii Trích yếu luận án xv Thesis abstract xvii Phần Mở đầu 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.2.1 Mục tiêu tổng quát 1.2.2 Mục tiêu cụ thể 1.3 Phạm vi nghiên cứu 1.4 Những đóng góp luận án 1.5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.5.1 Ý nghĩa khoa học 1.5.2 Ý nghĩa thực tiễn Phần Tổng quan vấn đề nghiên cứu 2.1 Tình hình sản xuất giới hóa canh tác đậu tương 2.1.1 Tình hình sản xuất giới hóa canh tác đậu tương giới 2.1.2 Tình hình sản xuất giới hóa canh tác đậu tương nước 2.1.3 Kỹ thuật canh tác đậu tương truyền thống 2.2 Quy trình hệ thống máy canh tác đậu tương theo hướng giới hóa đồng 11 2.2.1 Quy trình canh tác đậu tương 11 2.2.2 Nguồn động lực hệ thống máy canh tác 13 2.3 Phương án canh tác sơ đồ kết cấu tổng thể máy GBĐ 15 2.3.1 Phương án gieo hạt, bón phân 15 iii 2.3.2 Sơ đồ kết cấu nguyên lý làm việc máy GBĐ 17 2.4 Tổng quan nguyên lý gieo hạt bón phân, số mẫu máy gieo hạt bón phân 19 2.4.1 Một số nguyên lý phận gieo hạt 19 2.4.2 Một số nguyên lý phận bón phân 23 2.4.3 Một số mẫu máy gieo cơng trình nghiên cứu 26 2.5 Lựa chọn phận gieo phận bón phân 34 2.5.1 Lựa chọn phận gieo 34 2.5.2 Lựa chọn phận bón phân 37 Kết luận phần 41 Phần Nội dung phương pháp nghiên cứu 43 3.1 Nội dung nghiên cứu 43 3.2 Phương pháp nghiên cứu 43 3.2.1 Phương pháp giải tích 43 3.2.2 Phương pháp số 44 3.2.3 Phương pháp mô hình hóa mơ hệ thống kỹ thuật 44 3.2.4 Phương pháp phần tử rời rạc số (Discrete element method) 45 3.2.5 Phương pháp nghiên cứu xác định số thông số hình học lý tính 45 3.2.6 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố đa yếu tố 51 3.2.7 Phương pháp thử nghiệm máy 58 Phần Kết nghiên cứu 60 4.1 Mơ hình tốn xác định thơng số phận gieo 60 4.1.1 Mơ hình xác định quy luật chuyển động hạt 61 4.1.2 Mơ hình xác định khả lấy hạt 67 4.1.3 Mô hình xác định khả phân ly giữ hạt 71 4.1.4 Mô hình xác định tác động lưỡi gạt phân ly 74 4.1.5 Mơ hình toán xác định khả nhả hạt đĩa gieo 76 4.1.6 Đĩa cố định ống dẫn hạt 78 4.2 Mơ hình tốn xác định thơng số phận bón phân 79 4.2.1 Xác định lượng phân qua cửa xả 80 4.2.2 Năng suất hệ số nạp trục 81 4.3 iv Nghiên cứu ổn định liên hợp máy gbđ 86 4.3.1 Mơ hình ổn định liên hợp máy GBĐ 87 4.3.2 Kết mô 92 4.4 Kết nghiên cứu thực nghiệm số thơng số hình học lý tính 99 4.4.1 Kết nghiên cứu thực nghiệm đậu tương 99 4.4.2 Kết nghiên cứu thực nghiệm phân bón 109 4.4.3 Kết nghiên cứu số tham số nghiên cứu ổn định máy 110 4.5 Kết nghiên cứu thực nghiệm đơn đa yếu tố 111 4.5.1 Kết nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố phận gieo 111 4.5.2 Kết nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố phận bón phân .119 4.5.3 Kết nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố phận gieo 123 4.6 Kết sơ thử nghiệm máy 133 4.6.1 Thời gian, địa điểm điều kiện thử nghiệm .133 4.6.2 Kết thử nghiệm 134 Kết luận phần 135 Phần Kết luận kiến nghị .138 5.1 Kết luận 138 5.2 Kiến nghị .140 Danh mục cơng trình cơng bố có liên quan đến luận ấn .141 Tài liệu tham khảo .142 Phụ lục .146 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt DEM Discrete element method (Phương pháp phần tử rời rạc) ĐTĐL Đề tài độc lập FAOSTAT The Food and Agriculture Organization Corporate Statistical Database (Tổ chức Lương thực Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc) GBĐ Tên máy gieo hạt đậu tương kết hợp bón phân GMO Genetically Modified (Cải biến di truyền) HP Mã lực LHM Liên hợp máy NN-PTNT Nông nghiệp Phát triển nông thôn USD United States Dollar (Đô la Mỹ) TTXVN Thông xã Việt Nam VNĐ Việt Nam đồng vi DANH MỤC KÝ HIỆU Ký hiệu Đơn vị Ý nghĩa ρvl kg/m3 Khối lượng thể tích hạt đậu tương phân bón mvl kg Khối lượng hạt chiếm chỗ cốc thí nghiệm Vvl m3 Thể tích chiếm chỗ cốc thí nghiệm λ độ Góc ma sát vật liệu với hạt đậu tương phân bón (tgλ = f) vm m/s Tốc độ làm việc máy MSF Trung bình bình phương nhân tố MSE Trung bình bình phương phương sai α Mức ý nghĩa f1 Bậc tự nhân tố f2 Bậc tự sai số N Tổng số thí nghiệm y̅ Giá trị trung bình chung y̅i Giá trị trung bình mẫu i (mức i) Xi Giá trị thí nghiệm thơng số vào thứ i X0i Mức sở thông số vào thứ i xi Giá trị mã chuẩn hóa thơng số vào thứ i ɛi Khoảng biến thiên thông số thứ i a0, ai, aij Hệ số phương trình hồi quy (i ≠ j) b0, bi, bij Các ước lượng hệ số hồi quy Phương sai S2y Sai số hệ số hồi quy theo phương sai S2b0, S2bi, S2bij, S2bii B m Bề rộng mặt luống H m Chiều cao luống R m Chiều rộng rãnh luống Zh hàng Số hàng gieo Zp hàng Số hàng phân vii Khoảng cách hai hàng kép bk m nhh hạt/hốc ah m Qp kg/ha Lượng phân ωđ rad/s Vận tốc góc đĩa gieo Dc m Số hạt hốc Khoảng cách hốc Đường kính cốc định lượng Hệ số ma sát hạt với cánh gạt fc Vận tốc lỗ đĩa vlđ m/s δđ m Chiều dày đĩa gieo Δvm m Chiều dài cạnh vát mép dlđ m Đường kính lỗ đĩa dh m Đường kính hạt đậu tương Zlđ lỗ Số lỗ đĩa gieo e m Khe hở hai đĩa Phh N Lực phá hủy hạt Ppl N Lực phân ly hạt Kpl N/m Độ cứng phân ly Hệ số chảy cửa xả phân fx Khối lượng thể tích phân dp kg/m3 ex m Chiều rộng cửa xả phân bx m Chiều dài cửa xả phân Ψn % Hệ số nạp đầy Zt rãnh dr m Đường kính rãnh trục Lt m Chiều dài rãnh trục nt vòng/phút Số vòng quay trục Dt m Đường kính ngồi trục Qt kg/h suất làm việc trục J 1, J kg.m2 Mơ men qn tính với trục y1 y2 khối Số rãnh trục lượng m1 m2 qua trọng tâm O1 O2 Ct, Clt, Cls N/m Độ cứng tương đương hai lị xo giảm xóc cầu trước, hai bánh lốp trước hai bánh bánh viii DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CĨ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ẤN Nguyễn Chung Thông, Lê Minh Lư & Nguyễn Xuân Thiết (2018) Một số kết nghiên cứu máy gieo hạt đậu tương kết hợp với bón phân theo hướng giới hóa đồng Hội nghị Khoa học Cơng nghệ tồn quốc khí lần thứ V- VCME 2018 NXB Khoa học kỹ thuật 1026-1035 Nguyễn Chung Thông, Lê Minh Lư & Nguyễn Xuân Thiết (2019) Phân tích động học động lực học hạt đĩa phẳng phận gieo hạt đậu tương Tạp chí Khoa học Nơng nghiệp Việt Nam 7(8): 679-685 Lê Minh Lư, Nguyễn Xuân Thiết, Nguyễn Chung Thông& Nguyễn Thị Hạnh Nguyên (2020) Thực trạng giải pháp canh tác đậu tương theo hướng giới hóa đồng Tạp chí Cơng nghiệp nơng thơn (37): 32-43 Nguyen Chung Thong, Le Minh Lu, Ly Hai Bang & Le Tien Thinh (2020) Numerical investigation of transmission of force in granular media by using discrete element method Vietnam Journal of Mechanics, Vietnam Academy of Science and Technology 42(2): 1-19 Published online: 10 May 2020 http://vjs.ac.vn/index.php/vjmech/article/view/14787 Thiet Xuan Nguyen, Lu Minh Le, Thong Chung Nguyen, Nguyen Thi Hanh Nguyen, Tien-Thinh Le, Binh Thai Pham, Vuong Minh Le & Hai-Bang Ly (2020) Characterization of soybeans and calibration of their DEM input parameters Particulate Science and Technology (Impact Factor 1.619): 1-20 Published online: 12 Jun 2020 https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/02726351.2020.1775739 141 TÀI LIỆU THAM KHẢO Adam B Flaugh (2011) Studies on Power Hop Using a onlinear Model of an Agricultural Tractor Degree of Master of Science University of Nebraska, US Agritechno Yazaki (2016) Product/Technology/Services Retrieved at https://jgoodtech.jp/en/web/page/corp/-/info/JC0000000000751/appeal/eng on 16 January, 2019 Bùi Hải Triều & Nguyễn Đình Tùng (2015) Mơ hình hóa mơ hệ thống kỹ thuật khí NXB Nơng nghiệp, Hà Nội Châu Đình Thái (1995) Nghiên cứu xác định số thông số tối ưu phận hạt máy gieo lúa theo nguyên lý rung động ly tâm Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Nơng nghiệp I Chính phủ (2012) Quyết định số 124/QĐ-TTg ngày 02 tháng 02 năm 2012 Thủ tướng phủ việc phê duyệt Quy hoạch tổng thể phát triển nơng nghiệp đến năm 2020 tầm nhìn đến 2030 Chính phủ (2017) Quyết định số 1819/QĐ-TTg ngày 16 tháng 11 năm 2017 Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Kế hoạch cấu lại ngành nông nghiệp giai đoạn 2017- 2020 Chính phủ (2020) Quyết định 885/QĐ-TTg ngày 23 tháng năm 2020 Thủ tướng Chính phủ việc phê duyệt Đề án phát triển nông nghiệp hữu giai đoạn 20202030 Claas Harvest Centre (2017) New Machine/Seeding Retrieved at https://www.claasharvestcentre.com/new-machinery/seeding/rapid-a-400-800s on 12 January, 2019 Cục Xúc tiến thương mại (2017) Thị trường đậu nành Việt Nam năm 2017 dự báo năm 2018 Truy cập từ http://www.vietrade.gov.vn/tin-tuc/thi-truong-dau-nanhviet-nam-nam-2017-va-du-bao-nam-2018 ngày 03/11/2017 Cundall P A & Strack O D L (1979) A discrete numerical model for granular assemblies Geotechnique 29(1): 47–65 https://doi.org/10.1680/geot.1979.29.1.47 Đặng Hùng Thắng (1999) Thống kê ứng dụng NXB Giáo dục Đặng Thế Huy (1995) Một số vấn đề học giải tích học máy NXB Nông nghiệp, Hà Nội Deere & Company (2017) Equipment/Agriculture/Seeding Equipment Retrieved at https://www.deere.com/en/seeding-equipment/730-air-disk-drill/# on 22 January, 2019 Dekenag (2017) Planter & Harvester/Seeding machine Retrieved at http://www.dekenag.com/productMechanies/2BYF-series-Corn-Planter-265.html Đỗ Sanh (1992) Cơ học (tập 2) - Động lực học NXB Giáo dục, Hà Nội 142 Đoàn Tài Ngọ, Nguyễn Thiệu Xuân, Trần Văn Tuấn, Nguyễn Thị Thanh Mai & Nguyễn Kiếm Anh (2000) Máy sản xuất vật liệu cấu kiện xây dựng NXB Xây dựng, Hà Nội Đồn Thị Thanh Nhàn, Nguyễn Văn Bình, Vũ Đình Chính, Nguyễn Thế Côn, Lê Song Dự & Bùi Xuân Sửu (1996) Cây công nghiệp NXB Nông nghiệp, Hà Nội FAOSTAT (2019) Retrieved at http://FAOSTAT.fao.org on 10 January, 2020 Hoffman J.D (1994) Numerical methods for engineers and scientists Mc Graw-Hill, Inc, New York St Louis San Fancico Hội Nông dân Việt Nam (2016) Kỹ thuật trồng đậu tương Truy cập từ http://tnnn.hoinongdan.org.vn/sitepages/news/1091/48870/ky-thuat-trong-dautuong ngày 27/12/2016 Jang Automation Co.,Ltd (2017) Product/Air Seeding Machine Retrieved at http://www.jangauto.com/vie/sub.php?code=02_prod0401&mode=view&no=36& cate=20&page=1 on 10 January, 2019 John B (2005) Runge - Kutta methods for ordinary differential equations COE Workshop on Numerical Analysis Kyushu University The University of Auckland New Zealand Kubota Group (2009) Sách hướng dẫn sử dụng máy kéo Kubota L4508VN NXB Kubota Nhật Bản Kuhn (2017) Farm machinery, Seeding, Pneumatic seed drills Retrieved at https://www.kuhn.com/com_en/range/seeding.html on 10 January, 2019 Lê Minh Lư (2002) Nghiên cứu dao động máy kéo bánh có tính đến đặc trưng phi tuyến phần tử đàn hồi Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Nông nghiệp I Lê Minh Lư (2019) Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống máy, thiết bị phục vụ giới hóa đồng khâu canh tác đậu tương Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học độc lập cấp Nhà nước ĐTĐL.CN – 21/15 Bộ Khoa học Công nghệ Lê Quyết Tiến, Nguyễn Xuân Biên, Hoàng Nghĩa Đạt & Nguyễn Xuân Thủy (2018) Kết nghiên cứu thiết kế chế tạo máy gieo ngô, bón phân viên nén đất lúa hiệu thích ứng với biến đổi khí hậu đồng Sơng cứu long Tạp chí Cơng nghiệp nơng thơn 30: 35-42 Lê Sĩ Hùng (2003) Máy gieo ngô MGBN - 04, thuộc đề tài cấp bộ: Nghiên cứu số máy móc phục vụ cho canh tác trồng cạn đất dốc Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn Mai Loan (2009) Khoa học/Máy canh tác đa - sản phẩm Truy cập từ: https://vietnamnet.vn/khoahoc/2009/07/860326/ ngày 27/7/2009 Ngơ Thế Dân, Trần Đình Long, Trần Văn Lài, Đỗ Thị Dung & Phạm Thị Đào (1999) Cây đậu tương NXB Nơng nghiệp, Hà Nội Nguyễn Bảng & Đồn Văn Điện (1978) Cấu tạo máy nông nghiệp NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội 143 Nguyễn Bảng (1995) Lý thuyết máy canh tác Trường Đại học Nông nghiệp I Nguyễn Chung Thông (2019) Nghiên cứu giới hóa khâu gieo hạt đậu tương kết hợp với bón phân Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học, đề tài nhánh cấp Nhà nước Học viện Nông nghiệp Việt Nam Nguyễn Huy Bích (2016) Cơng tác đào tạo nguồn nhân lực khí nơng nghiệp Kỷ yếu hội thảo CLB Khoa học – Công nghệ trường Đại học Kỹ thuật lần thứ 48 NXB Đại học Cần thơ, Cần Thơ Nguyễn Khắc Thường & Đặng Thế Huy (1983) Nguyên lý máy NXB Nông thôn, Hà Nội Nguyễn Văn Đồn (1997) Nghiên cứu sở tính tốn thiết kế máy bóc phân ly vỏ hạt trẩu, lai Luận án tiến sĩ, Viện Cơ điện Nông nghiệp Nguyễn Văn Mai, Nguyễn Đức Thật, Ngơ Vi Bình & Bùi Thanh Kỳ (2013) Tiến kỹ thuật, công nghệ đề nghị cơng nhận: Máy gieo ngơ kết hợp bón phân hai hàng (MGH-02D), ứng dụng vùng trung du, miền núi Viện Cơ điện Nông Công nghệ sau thu hoạch Nguyễn Văn Muốn, Nguyễn Viết Lầu, Trần Văn Nghiễn & Hà Đức Thái (1999) Máy canh tác nông nghiệp NXB Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Xuân Thiết & Lê Minh Lư (2013) Một số kết nghiên cứu phận gieo máy gieo đậu tương kiểu đĩa nghiêng Tạp chí Khoa học Phát triển 11(4): 549-557 Phạm Thượng Hàn, Nguyễn Trọng Quế & Nguyễn Văn Hòa (2002) Kỹ thuật đo lường đại lượng vật lý NXB Giáo dục, Hà Nội Phạm Văn Lang & Bạch Quốc Khang (1998) Cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm ứng dụng kỹ thuật nông nghiệp NXB Nông nghiệp, Hà Nội Phạm Văn Tờ & Lương Văn Vượt (2004) Cơ học lý thuyết NXB Đại học Nông nghiệp, Hà Nội Roshan V Marode, Gajanan P Tayade & Swapnil K Agrawal (2013) Design and implementation of multi seed sowing machine International Journal of Mechaniccal Engineering and Robotics Ressearch 2(4): 422-429 Seung Min Woo, Daniel Dooyum Uyeh, Moon Sang Sagong & Yu Shin Ha (2017) Development of seeder for mixed planting of corn and soybeans International Journal of Agricultural and Biological Engineering 10(3): 95-101 Sở Khoa học Công nghệ tỉnh Thừa Thiên Huế (2009) Hà Tây: sáng chế thành công máy gieo hạt đậu tương Truy cập từ https://skhcn.thuathienhue.gov.vn/?gd=6&cn=293&tc=4832 ngày 28/12/2009 Tạp chí Cơng thương – Bộ Công thương (2019) Thị trường đậu tương giới tháng 2/2019 Truy cập từ http://www.tapchicongthuong.vn/bai-viet/thi-truong-dautuong-the-gioi-thang-22019-60122.htm ngày 10/02/2019 Tổng cục Thống kê (2017) Niên giám thống kê năm 2016 NXB Thống kê, Hà Nội Tổng cục Thống kê (2020) Niên giám thống kê năm 2019 NXB Thống kê, Hà Nội 144 Trần Thị Nhị Hường & Đặng Thế Huy (1987) Một số phương pháp tốn học học nơng nghiệp NXB Nông nghiệp, Hà Nội Trần Văn Điền (2007) Cây đậu tương NXB Nông nghiệp, Hà Nội Trung tâm Thông tin Công nghiệp Thương mại (2020) Sản lượng đậu tương giới niên vụ 2019-2020 Truy cập từ http://www.asemconnectvietnam.gov.vn/ default.aspx?ID1=1&ZID1=21&ID8=93639 ngày 25/01/2020 Trung tâm Thông tin Công nghiệp Thương mại Bộ Công Thương (2019) Nhập khô đậu tương năm 2019 dự kiến tăng nhẹ so với năm 2018 Truy cập từ http://thongtincongthuong.vn/nhap-khau-kho-dau-tuong-trong-nam-2019-dukien-tang-nhe-so-voi-nam-2018/ngày 11/11/2019 Trung tâm Thông tin Công nghiệp Thương mại Bộ Công Thương (2020) Nhập đậu tương Việt Nam tăng mạnh Truy cập từ http://thongtincongthuong.vn/ nhap-khau-dau-tuong-ve-viet-nam-tang-manh/ ngày 6/5/2020 Trường đại học Cần Thơ (2000) Dự án Van rum Foundation Truy cập từ https://cet.ctu.edu.vn/nghien-cuu/du-an.html ngày 03/11/2017 Vũ Bá Minh & Hoàng Minh Nam (1998) Q trình thiết bị cơng nghệ hóa học (Tập 2: Cơ học vật liệu rời) NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Vũ Đình Chính & Bùi Thị Cúc (2010) Nghiên cứu thời vụ gieo trồng cho đậu tương Xuân đất đồi gò huyện Chương Mỹ, Hà Nội Tạp chí Kinh tế Sinh thái 36: 33-47 Vũ Đình Chính & Lê Thị Lý (2011) Ảnh hưởng liều lượng phân bón đến sinh trưởng, phát triển suất số giống đậu tương đất phù sa đê huyễn Vĩnh Tường, tỉnh Vĩnh Phúc Tạp chí Khoa học Phát triển 1(9): 42-58 Wang Z., Xi-wen L., Xiang T., Gou-zhong Z & Shan Z (2010) Precision Rice HillDirect – Seeding Technology and Machine Based on the Combination of Agricultural Machinery and Agronomic Technology Joural of South China Agriculture University 31(1) А.Б.ЛУРЬЕ И А.А.ГРОМБЧЕВСКИЙ (1977) РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН ЛЕНИНГРАД «МАШИНОСТРОЕНИЕ» ЛЕНИНГРАДСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ 145 PHỤ LỤC Các bước tính phân tích phương sai (một nhân tố) Tính tỷ số: F= MSF MSE 1P Tra bảng tra theo tiêu chuẩn thống kê Fisher (C) mức ý nghĩa α với bậc tự (r - 1, N - r), F < C giả thiết H0 (có sai khác) chấp nhận ngược lại bác bỏ giả thiết H0 Trong công thức 1P, MSF MSE trung bình bình phương nhân tố trung bình bình phương phương sai, xác định sau: SSF r−1 SSE MSE = N−r MSF = 2P 3P r T12 T22 Tr2 T2 SSF = ∑ Ni (y̅i − y̅) = + + + − N1 N2 Nr N 4P i=1 SSE = ∑ ∑ yij2 T12 T22 Tr2 −( + + + ) N1 N2 Nr 5P đó: (f1= r - 1) bậc tự nhân tố, (f2= N – k) bậc tự sai số, SSF tổng bình phương nhân tố, SSE tổng bình phương sai số, T tổng giá trị, N tổng số thí nghiệm (N = m.r), y̅ giá trị trung bình chung, y̅i giá trị trung bình mẫu i (mức i) Các bước tính phân tích tương quan Phương pháp phân tích tương quan cho phép xác định mối quan hệ phụ thuộc hàm tiêu Y vào thông số vào X phương trình hồi quy Từ xây vẽ đồ thị quan hệ để phân tích, đánh giá lựa chọn vùng làm việc thông số vào để hàm tiêu có giá trị gần tối ưu 146 Nếu Y có hồi quy tuyến tính theo X, đường thẳng có dạng: y = ax+ b 6P đó: a b gọi hệ số hồi quy, xác định theo công thức: a= b= N ∑ xy − (∑ x) (∑ y) N (∑ x2 ) − (∑ x) 7P ∑ y − a ∑ x N 8P Theo phương pháp đốn giá trị hàm mục tiêu Y theo giá trị thông số vào X Các bước tính nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố Bước Xây dựng mơ hình hồi quy xác định hệ số Hàm hồi quy mô tả phụ thuộc hàm tiêu Y vào thông số ảnh hưởng X biểu diễn phương trình: Y = a + a1 X1 + ⋯ + a i X i + a ij X i X j + ⋯ + a11 X12 + ⋯ + a ii X 2i 9P đó: Y giá trị hàm tiêu, X i giá trị thí nghiệm thơng số vào thứ i; ai, aij hệ số phương trình hồi quy (i ≠ j) Để thuận lợi cho việc xử lý số liệu việc xác định hệ số mơ hình, thay giá trị thực Xi giá trị mã hóa xi theo cơng thức: xi  X i  X 0i , (i = 1, 2, k) i đó: X0i mức sở thông số vào thứ i, xi giá trị mã chuẩn hóa thơng số vào thứ i đại lượng không thứ nguyên, ɛi khoảng biến thiên thông số thứ i Giá trị thí nghiệm thơng số Xi chia làm mức: mức trên, sở mức Tương ứng với giá mã hóa xi nhận trị số là: xit = 1, x0i = xid = -1 Phương trình hồi quy thực nghiệm dạng mã viết theo công thức: k k -1 k k Y  b0   bi x i    bijx i x j    bii x i2 i 1 i 1 j i 1 10P i 1 147 đó: b0, bi, bij ước lượng hệ số hồi quy (gọi tắt hệ số hồi quy), k số thông số vào ảnh hưởng xi Số hệ số phương trình hồi quy xác định theo cơng thức: k tn = (k + 1)(k + 2) Tổng số thí nghiệm N xác định phần: + Phần sở (hạt nhân) phần thực nghiệm mức ±1 với số thí nghiệm 2k-p (p hệ số rút gọn) k + Phần thực nghiệm điểm ±𝛼 có số thí nghiệm 2k + Phần thực nghiệm tâm hay mức với số thí nghiệm N0 ≥ Các giá trị p, α N0 xác định theo kế hoạch thực nghiệm cụ thể Số lần lặp lại điểm thí nghiệm thường m = Như vây, tổng số thí nghiệm kế hoạch thí nghiệm: N = 2k−p + k + N0 11P Bước Mức ý nghĩa hệ số hồi quy Mức ý nghĩa hệ số hồi quy kiểm tra theo tiêu chuẩn thống kê Student với mức ý nghĩa α = 0,05, bậc tự f = N(m – 1) tra bảng tìm tb Các hệ số hồi quy phương trình có nghĩa hệ số t b0, tbi, tbij tbii lớn tb, ngược lại hệ số ảnh hưởng khơng rõ rệt lên hàm mục tiêu ta loại bỏ hệ số Các bước tính bao gồm: tính phương sai S2y sai số S2b0, S2bi, S2bij, S2bii hệ số hồi quy theo phương sai sai số thí nghiệm Phương sai tính theo công thức: N m Sy2 = ∑ ∑(yuj − y̅u )2 N(m − 1) u=1 j=1 Sai số hệ số hồi quy tính theo cơng thức: Sb0  Sy k1 ; Sbi  Sy k Sbij  Sy k ; Sbii  Sy k  k Các hệ số tb0, tbi, tbij tbii theo công thức: t b0  t bij  148 b0 ; Sb0 b ij Sbij ; t bi  bi Sbi t bii  b ii Sbii 12P Bước Kiểm tra tính thích ứng mơ hình tốn Sự thích ứng mơ hình tốn kiểm tra theo tiêu chuẩn thống kê Fisher theo cơng thức 13P Tra bảng tìm Fb với α = 0,05 bậc tự do: f1 = N – k* f2 = N(m -1) Stu F= Sy 13P đó: Stu2 phương sai thích ứng xác định theo công thức 14P, k* số hệ số hồi quy có nghĩa Nếu F < Fb mơ hình bậc thích ứng Nếu F > Fb mơ hình bậc khơng thích ứng, ta phải chuyển sang phương án bậc cao N S2tu   (y u 1 u  yu )2 14P Nk* đó: yu giá trị tính tốn từ phương trình hồi quy Bước Chuyển dạng mã dạng thực Để xử lý số liệu nghiên cứu quy hoạch thực nghiệm cần sử dụng giá trị thông số ảnh hưởng dạng mã x i Tuy nhiên, để xác định giá trị hàm tiêu phụ thuộc vào thông số vào dạng tự nhiên ta thường chuyển hàm tiêu từ dạng mã dạng thực k 1 k k k Y  a o   a i Xi    a ijXi X j   a iiXi2 i 1 i 1 j  i 1 15P i 1 Các hệ số xác định theo công thức: k k k b b a o  bo   i X 0i   ij X 0i X j i 1 i i j 1 i  j  a ij  bi i k  bij i  j j1 ; b ij  i j X0 j  a ii  2bii  i2 X 0i (với i ≠ j) b ii  i2 149 Bảng 1P Thơng tin máy thiết bị thí nghiệm TT Tên thiết bị Động điện AC2 32-21 Ảnh thiết bị Thông số kỹ thuật - Số vịng quay: 2880 vịng/phút - Cơng suất: kW - Hiệu suất: 83% - Khối lượng: 43 kg Biến tần VicRuns VD120-4T-4.0GB - Công suất: kW - Điện áp: ÷ 380 V - Tần số: ÷ 650 Hz Máy đo tốc độ quay - Phạm vi đo: ÷ 9999,9 vịng/phút cầm tay EXTECH - Độ phân giải: 0,1 vòng/phút 461920 - Khoảng cách mục tiêu: 500 mm Thiết bị đo góc ma sát Gunt TM225 - Phạm vi góc đo: ÷ 90 - Ma sát: nghỉ ma sát lăn - Kích thước DxRxC: 100x20x70 cm - Phạm vi đo: ÷ 20 kN Máy kéo nén Shimadzu AGS20kNG - Điện áp: ÷ 380 V - Kích thước DxRxC: 80x50x220 cm - Động điêzen gián tiếp - Chiều chiều dài sở: 1845 mm - Công suất thực: 43,6 Hp Máy kéo Kubota L4508VN - Khối lượng tổng: 1370 kg - Vận tốc: ÷ 24,2 km/h - Thiết bị thủy lực: điểm treo, sức nâng điểm nâng 1300 kg 150 Bảng 2P Bảng giá trị tần số biến tần số vòng quay trục TT Trục đĩa gieo Tần số Số vòng quay (Hz) nđ (vòng/phút) Trục trục Tần số Số vòng quay (Hz) nt (vòng/phút) 6,0 10 4,5 6,6 11 5,4 7,2 12 6,3 7,8 13 7,2 8,4 14 8,1 9,0 15 9,0 10 9,6 16 9,9 11 10,2 17 10,8 12 10,8 18 11,7 13 10 11,4 19 12,6 14 11 12,0 20 13,5 15 12 12,6 21 14,4 16 13 13,2 22 15,3 17 14 13,8 23 16,2 18 15 14,4 24 17,1 19 16 15,0 25 18,0 20 17 15,6 26 18,9 21 18 16.2 27 19,8 22 19 16,8 28 20,7 23 20 17,4 29 21,6 24 21 18,0 30 22,5 25 22 18,6 31 23,4 26 23 19,2 32 24,3 27 24 19,8 33 25,2 28 25 20,4 34 26,1 29 26 21,0 35 27,0 30 151 Bảng 3P Kết thí nghiệm sơ lựa chọn phận bón phân Kiểu trục đặt đáy thùng Thơng số Năng suất trục (kg/h) Hệ số nạp đầy (%) Tỷ lệ tăng khối lượng thể tích (%) Kiểu trục đặt cửa xả Rãnh Rãnh Rãnh cắt lệch Rãnh Rãnh Rãnh cắt lệch 79,4 68,7 81,5 76,5 60,4 72,2 136 59 70 131 52 62 36 22 16 31 14 - Đường kính ngồi Dt: 110 mm - Chiều dài Lt: 50 mm - Đường kính rãnh dr: 18 mm Thông số cấu tạo trục cửa xả thùng - Bề rộng cửa nạp cn: mm - Số rãnh Zt: 10 rãnh - Số vịng quay trục nt: 12 vịng/phút - Kích thước cửa xả b x.ex: 15x12 mm - Trường hợp: dùng cánh khuấy 152 Bảng 4P Thông số kỹ thuật làm việc LHM Tên thông số TT I Đơn vị Giá trị Máy BPĐ 1.1 1.2 Khối lượng: m2 Chiều rộng máy: B m kg mm 285 1300 1.3 Chiều dài máy: L m mm 1200 1.4 1.5 Chiều cao máy: H m Số hàng gieo: Z h mm hàng 1100 1.6 Số hàng phân: Zp hàng 1.7 1.8 Khoảng cách hàng đầu với mép luống: m Khoảng cách hai hàng kép: bk mm mm 75 150 1.9 Đường kính bánh xe: Dbx mm 800 1.10 Tỷ số truyền trung trục đĩa gieo: i g 1.11 Tỷ số truyền trung trục trục cuốn: i t 1.12 Bộ phận gieo: 02 phận Đường kính ngồi đĩa gieo: D đ 0,81 0,79 mm 255 Đường kính vịng trịn chia lỗ đĩa gieo: Dl mm 240 Chiều dày đĩa gieo: δđ Đường kính lỗ đĩa: dđ mm mm 9,5 Khe hở đĩa: e mm mm 15 1.13 Bộ phận bón phân: 02 phận Chiều dài cửa xả phân: b x Chiều rộng cửa xả phân: ex Đường kính ngồi trục cuốn: Dt mm mm 14 110 Chiều dài trục cuốn: Lt mm 50 Đường kính rãnh trục cuốn: d r Bề rộng cửa nạp phân rãnh trục cuốn: c n mm mm 18 Số rãnh trục cuốn: Zr rãnh 10 II 2.1 Kích thước luống Bề rộng trung bình mặt luống: B mm 800 2.2 Chiều cao trung bình luống: H mm 250 2.3 III Chiều rộng rãnh luống: R Máy kéo mm 400 3.1 Kubota L4508VN: bảng 1P sách hướng dẫn sử dụng 3.2 Vận tốc làm việc thử nghiệm m/s 0,6; 0,9 1,3 153 Bảng 5P Kết thử nghiệm LHM mật độ khoảng cách Vị trí Vị trí Vị trí Mật độ gieo (cây/m2) 142 143 141 47,6 8,5 135 145 144 47,3 8,5 Luống 138 135 146 46,8 8,6 TB 138 141 144 47,2 8,5 Luống 129 133 124 43,1 9,3 137 129 133 44,6 9,0 Luống 135 131 127 43,9 9,2 TB 134 131 128 43,8 9,0 Luống 113 117 121 39,2 10,3 108 106 115 36,7 10,9 Luống 120 119 114 39,4 10,2 TB 114 114 117 38,4 10,5 TT Vận tốc máy (m/s) Tổng số (cây) Luống Luống Luống Luống 0,6 0,9 1,3 Khoảng cách ah (cm) Ghi chú: số liệu lấy sau 10 ngày gieo Bảng 6P Kết thử nghiệm LHM suất máy, sản lượng hệ số nạp phân Thùng (kg) Thùng (kg) Năng suất máy (kg/h) Sản lượng (kg/ha) Hệ số nạp (%) Luống 0,92 0,93 199,8 513,9 58,3 Luống 0,91 0,94 199,8 513,9 58,3 Luống 0,93 0,89 196,6 505,6 57,3 Luống 0,95 0,92 202,0 519,4 58,9 Luống 0,93 0,95 203,0 522,2 59,2 Luống 0,96 0,94 205,2 527,8 59,9 Luống 0,96 0,93 204,1 525,0 59,5 Luống 0,91 0,89 194,4 500,0 56,7 Luống 0,92 0,95 202,0 519,4 58,9 Luống 10 0,89 0,92 195,5 502,8 57,0 200,2 515,0 58,4 TT luống TB Ghi chú: Trường hợp vận tốc máy kéo 0,9 m/s 154 Bảng 7P Một số thông số máy kéo sử dụng nước ta Thông số Đơn vị T-125 Khối lượng kg 6450 Mơ men qn tính khối kg.m2 lượng với trục ngang T-25 T-150K K-700 MTZ-5 T-40 1640 3200 2660 10105 160000 260000 43127 26000 5692 11640 Zetop MTSZ MTZ 4011 -50 -80 1851 2800 3200 2360 2370 Chiều dài sở mm 2720 1778 2860 3150 Khoảng cách trọng tâm tới cầu trước mm 950 658 935 1100 Độ cứng cầu trước N/m Độ cứng bánh lốp trước N/m 251000 172000 834000 580000 460000 525000 260000 320000 358000 Độ cứng bánh lốp sau N/m 254000 210000 686000 494000 565000 610000 260000 309000 432000 560000 1500 1525 1612 600000 266000 255000 Nguồn: Lê Minh Lư (2002) Bảng 8P Kết tính vị trí tâm quay tức thời I Tọa độ điểm I Đơn vị xI zI Trường hợp I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 m 0,656 0,655 0,654 0,652 0,648 0,655 0,654 0,652 0,650 m -0,024 -0,047 -0,070 -0,094 0,024 0,047 0,070 0,094 Sơ đồ vị trí Ghi chú: Tọa độ điểm I tọa độ so với điểm C; I0 treo vị trí nằm ngang; I1, I2, I3, I4, I5, I6, I7 I8: trường hợp tọa độ điểm D theo phương thẳng đứng so với trường hợp treo vị trí nằm ngang là: 0,025, 0,05, 0,075, 0,1, -0,025, -0,05, -0,075 -0,1 m 155