Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http //www lrc tnu edu vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGUYỄN THỊ HIÊN NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ HỢP LÝ CỦA LIÊN H[.]
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGUYỄN THỊ HIÊN NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ HỢP LÝ CỦA LIÊN HỢP MÁY PHAY ĐẤT THỰC HIỆN CƠ GIỚI HỐ SẢN XUẤT MÍA ỨNG DỤNG CỤ THỂ CHO TỈNH MIỀN NÚI CAO BẰNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy Mã số: 625204011 Người hướng dẫn khoa học: GS.TSKH PHẠM VĂN LANG THÁI NGUYÊN, NĂM 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGUYỄN THỊ HIÊN NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ HỢP LÝ CỦA LIÊN HỢP MÁY PHAY ĐẤT THỰC HIỆN CƠ GIỚI HỐ SẢN XUẤT MÍA ỨNG DỤNG CỤ THỂ CHO TỈNH MIỀN NÚI CAO BẰNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT THÁI NGUYÊN, NĂM 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC BẢNG ĐƠN VỊ CÁC ĐẠI LƢỢNG …………………………….…….3 DANH MỤC CÁC BẢNG …………………………… …….……… DANH MỤC CÁC HÌNH ……………………………… …………….5 ĐẶT VẤN ĐỀ CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ LÀM ĐẤT CHO VÙNG MÍA Ở VIỆT NAM 1.1 Tình hình sản xuất yêu cầu kỹ thuật máy làm đất trồng mía giới Việt Nam 1.2 Một số công nghệ làm đất trồng mía tiêu biểu giới Việt nam 13 1.2.1 Một số công nghệ làm đất trồng mía tiêu biểu giới 13 1.2.2 Một số công nghệ máy làm đất trồng mía chủ yếu Việt Nam 16 1.2.3 Kết nghiên cứu khoa học lĩnh vực giới hóa khâu làm đất trồng mía 28 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN ĐỂ CHỌN DÃY MÁY PHAY PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN CANH TÁC 32 2.1 Cơ sở lý thuyết đồng dạng - mơ hình - phép phân tích thứ ngun 32 2.1.1 Ứng dụng lý thuyết đồng dạng mơ hình phƣơng pháp nghiên cứu máy móc dùng nơng nghiệp 32 2.1.2 Mơ hình, chất dạng mơ hình 33 2.1.3 Chuẩn số đồng dạng 35 2.1.4 Lý thuyết thứ nguyên 35 2.1.5 Nguyên lý lý thuyết đồng dạng - Định lý đồng dạng 37 2.3.6 Phƣơng pháp xác định chuẩn số đồng dạng 38 2.2 Tính chất lý đất: 39 2.2.1 Độ cứng đất (hay gọi hệ số nén thể tích): 40 2.2.2 Lực cản đất: 41 2.2.3 Lực cản chuyển động cơng cụ, máy móc tác động vào đất: 42 2.3 Mối quan hệ đất - máy khâu phay làm nhỏ đất để trồng mía 48 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.3.1 Nguồn động lực dùng cho máy phay làm đất trồng mía…………………47 2.3.2 Thơng số ảnh hƣởng tới chất lƣợng làm việc phay: 54 2.3.3 Kết thiết kế phay đất máy băm gốc mía 61 2.4 Đặc điểm kết cấu máy phay đất 62 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM MÁY PHAY ĐẤT TRÊN RUỘNG TRỒNG MÍA TẠI CAO BẰNG .70 3.1 Mục đích 70 3.2 Nội dung thí nghiệm .70 3.2.1 Trình diễn máy canh tác mía huyện Phục Hồ .71 3.2.2 Thiết bị thí nghiệm; 77 3.3 Kết thực nghiệm điều kiện sản xuất - Phân tích hiệu kinh tế khâu phay đất máy; 82 3.3.1 Xây dựng mơ hình thí nghiệm 82 3.3.2 Xây dựng quy trình canh tác mía áp dụng cho mơ hình: 83 3.3.3 Đặc điểm ruộng trồng mía: 84 3.3.4 Năng suất liên hợp máy: 84 3.3.5 Hiệu kinh tế 85 KẾT LUẬN CHUNG - KIẾN NGHỊ 82 Kết luận: .87 Kiến nghị: 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO .89 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn BẢNG ĐƠN VỊ CÁC ĐẠI LƢỢNG Ký hiệu Chú thích M Khối lƣợng kg L Chiều dài m T Thời gian s P Công suất cần thiết cho phay D Đƣờng kính trống phay m B Bề rộng làm việc phay m Tốc độ tịnh tiến liên hợp máy m/s v Tốc độ chuyển động m/s n Tốc độ quay trục phay v/ph G Khối lƣợng phay kg h Độ sâu làm đất m W Năng suất lý thuyết Q Khối lƣợng đất làm đƣợc P/Q Chi phí lƣợng riêng đơn vị thể tích đất P/B Chi phí lƣợng riêng đơn vị bề rộng kW/m P/W Chi phí lƣợng riêng đơn vị diện tích kWh/ha Tốc độ góc J Mơ men quán tính trống phay kg.m2 k Lực cản riêng đất N/m2 Khối lƣợng riêng đất kg/m3 g Gia tốc trọng trƣờng m/s2 F Diện tích mặt cắt đầu đo cm2 H Độ dịch chuyển đầu đo cm hcp Chiều cao (hay tung độ t.bình) đồ thị đo cm C Độ cứng lò xo thiết bị Z Số dao mặt phẳng dọc Lực cản cắt đất N Lực kéo 1,2…n Các chuẩn số đồng dạng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Đơn vị kW ha/h m3 kWs/m3 1/s N/cm kG/cm2 N http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Diện tích, sản lƣợng mía ép đƣờng vụ 2006-2007 kế hoạch 2007-2008 Bảng 1.2: Bảng tổng hợp diện tích sản lƣợng mía vụ 2009 – 2010 11 Bảng 1.3: Dự kiến diện tích sản xuất mía vụ 2010 – 2011 12 Bảng 1.4: Kết thí nghiệm độ sâu làm đất ảnh hƣởng tới suất mía29 Bảng 2.1: Một số thơng số máy kéo Foton FT 324 53 Bảng 2.2: Các đại lƣợng phay 64 Bảng 3.1: Dãy máy phay cho máy kéo bốn bánh 73 Bảng 3.2: Quy trình canh tác mía áp dụng hệ thống máy canh tác 83 Bảng 3.3: Năng suất liên hợp máy chi phí nhiên liệu 84 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Ngun http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Nhiệt độ trung bình tháng năm 22 Hình 1.2 Số nắng tháng năm 23 Hình 1.3 Lƣợng mƣa trung bình tháng năm 24 Hình 1.4 Độ ẩm trung bình tháng năm 24 Hình 2.1 Độ cứng đất p (kg/cm2) phụ thuộc vào độ ẩm W% 46 Hình 2.2 Quan hệ lực cản riêng đất cày k0 (kg/cm2) 47 độ ẩm đất W% 47 Hình 2.3 Máy kéo bánh Foton FT 324 54 Hình 2.4 Các loại lƣỡi dao phay 55 Hình 2.5 Đƣờng trịn đỉnh tốc độ tuyệt đối 57 Hình 2.6 Sơ đồ xác định góc đặt dao β góc đặt dao γ 58 Hình 2.7 Sơ đồ xác định góc đặt dao 59 Hình 2.8 Máy phay đất thiết kế 61 Hình 3.2 Máy cày khơng lật làm việc ruộng 73 Hình 3.3 Máy phay đất làm việc ruộng 74 Hình 3.4 Máy rạch hàng trồng mía làm việc ruộng 76 Hình 3.6 Chi tiết nối ghép trục thu công suất sensor 79 Hình 3.7 Chi tiết nối ghép sensor trục máy phay 80 Hình 3.8 Lắp sensor đo momen lên trục động máy phay 80 Hình 3.9 Kết đo: momen xoắn, tốc độ công suất máy phay 82 Hình 3.10 Các liên hợp máy canh tác mía làm việc mơ hình thí nghiệm 83 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẶT VẤN ĐỀ Mía cơng nghiệp ngắn ngày có hiệu kinh tế cao Ở nƣớc ta mía ngun liệu ngành cơng nghiệp sản xuất đƣờng nguyên liệu cho số ngành công nghiệp giấy, hoá dƣợc khác Để đáp ứng nhu cầu đƣờng, năm gần mía đƣợc phát triển nhiều vùng nƣớc, góp phần xố đói giảm nghèo nơng thơn, vùng sâu, vùng xa Hiện sản xuất mía, giới hố khâu chƣa đồng bộ, có số vùng trồng mía tập trung đƣợc giới hố canh tác tƣơng đối khâu làm đất, khâu thu hoạch nhƣ cắt gốc, làm lá, cắt ngọn, bó cây, gom đống, chất lên xe hồn tồn lao động thủ cơng với cơng cụ chủ yếu dao, cuốc bàn Năng suất lao động thấp, cƣờng độ lao động cao, tổn thất nhiều… Trên giới mía đƣợc coi lƣợng kỷ tới Ngoài việc chế biến đƣờng, mía cịn ngun liệu cho nhiều sản phẩm khác ngành nhƣ: dệt, giấy, mực, hóa dƣợc… Nghề trồng mía đƣợc phát triển lâu đời nƣớc ta Cây mía đƣợc trồng khắp nơi đất nƣớc từ vùng đất phèn mặn vùng đất khô cằn đồi dốc núi cao Phải công nhận mía dễ trồng, khơng kén đất, cần đủ ánh sáng độ ẩm mía nảy mầm mọc lên thành Nhƣng để mía mọc phát triển tốt, cho suất hiệu kinh tế cao cịn vấn đề tổng hợp phức tạp ngành có liên quan tới mía, tất nhiên cần thiết có đóng góp ngành giới hóa nơng nghiệp 2 Do tơi chọn đề tài: “Nghiên cứu lựa chọn thông số hợp lý liên hợp máy phay đất thực giới hóa sản xuất mía.” *Mục tiêu: Nghiên cứu sở khoa học lựa chọn yếu tố ảnh hƣởng đến khả làm việc liên hợp máy canh tác cho vùng trồng mía Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn *Nội dung nghiên cứu: - Phân tích tổng hợp quy trình làm đất, chăm sóc mía đƣợc áp dụng sở sản xuất - Xây dựng quy trình làm đất máy phay đất chăm sóc mía nhằm tăng suất bảo vệ đất - Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo sử dụng liên hợp máy canh tác mía phù hợp với điều kiện đất trồng mía Cao Bằng *Phƣơng pháp nghiên cứu: - Phƣơng pháp sử lý số liệu thống kê đánh giá kết thu đƣợc thơng qua chƣơng trình tính tốn quy hồi - Phƣơng pháp quy hoạch thực nghiệm lý thuyết đồng dạng phân tích thứ nguyên - Phƣơng pháp đánh giá so sánh loại máy phay - Phƣơng pháp đo đạc thực tế đồng ruộng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ LÀM ĐẤT CHO VÙNG MÍA Ở VIỆT NAM 1.1 Tình hình sản xuất yêu cầu kỹ thuật máy làm đất trồng mía giới Việt Nam Diện tích trồng mía giới lớn (khoảng 20 triệu ha) nhƣng phân bố không Trên 95% diện tích trồng mía tập trung Châu Á - Thái Bình Dƣơng, cịn nƣớc khác thuộc châu Âu, Châu Phi, Châu Mỹ chiếm khoảng 5% Khoảng 20 nƣớc trồng nhiều mía, có nƣớc diện tích trồng lớn nhƣ Trung Quốc - 1,35 triệu ha, Ấn độ - 4,10 triệu ha, Thái Lan 1,05 triệu ha, Ôxtrâylia - 0,41 triệu ha, Việt nam - 0,315 triệu Những nƣớc có suất mía cao Ơxtrâylia - 83 tấn/ha, Inđơnêxia - 82 tấn/ha, Philippin - 78,8 /ha, Nhật Bản - 71,6 /ha, Papua New Ginê - 69,3 tấn/ha Trong có nƣớc suất mía cịn thấp nhƣ Butan - 30 tấn/ha, NêPan - 31 tấn/ha, Srilanka - 35,8 tấn/ha, Việt nam - 42,2 tấn/ha Việt Nam nƣớc có diện tích trồng mía đứng vào loại trung bình giới, tập trung khu vực phía Bắc, phía Nam Trung Bộ Nam Bộ Trong năm qua, nhờ có giá trị kinh tế cao, cộng với mục tiêu sản suất triệu đƣờng Nhà nƣớc, diện tích sản lƣợng mía tăng đáng kể Theo số liệu thống kê vụ mía năm 2006-2007, diện tích trồng mía nƣớc đạt gần 310.067 ha, sản lƣợng mía đạt khoảng 17,0 triệu So với vụ 20042005 diện tích tăng 45.000 (17%); suất mía tăng 3,9 tấn/ha (7,6%); sản lƣợng mía tăng 3,5 triệu (25,9%) Diện tích vùng nguyên liệu nhà máy ký hợp đồng đầu tƣ tiêu bao 219.752 Sản xuất mía đƣờng nƣớc ta có từ lâu đời nhƣng bắt đầu phát triển vào cuối thập kỷ 80 năm 1998 Việt Nam nƣớc nhập đƣờng Vào năm 1994, nƣớc sản xuất đƣợc khoảng 300.000 đƣờng (gần 100.000 đƣờng cơng nghiệp cịn lại đƣờng thủ công) phải nhập 124.000 đủ tiêu dùng Tháng 10/1994 Thủ tƣớng Chính phủ thơng qua chƣơng trình Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - Khi ta tăng động Ne từ 25(kW) nên 36(kW) suất phay Q tăng từ Q = 0,28 (m3/s) nên Q = 0,4 (m3/s) độ sâu làm đất, h tăng từ h = 0,2 (m) nên h = 0,27 (m) - Khi ta tăng động Ne từ 36(kW) nên 50(kW) suất phay Q tăng từ Q = 0,4 (m3/s) nên Q = 0,768 (m3/s) độ sâu làm đất, h tăng từ h = 0,27 (m) nên h = 0,32 (m) e Liên hợp máy rạch hàng: - Kích thƣớc: chiều dài x chiều rộng x chiều cao (mm): 1420 x 1200 x 1250 - Số cụm rạch hàng: - Khoảng cách hàng rạch: điều chỉnh đƣợc từ 70 cm đến 85 cm - Bề rộng làm việc: từ 140 cm đến 170 cm; - Trọng lƣợng máy: 300 kg - Chất lƣợng cày sâu: máy làm việc ổn định, đất đƣợc rạch tạo luống tốt đến độ rạch sâu từ 20 cm đến 25 cm - Năng suất rạch hàng : Liên hợp máy làm việc với vận tốc khoảng 0,7m/s ( 2,5 km/h) đạt suất 0,35 đến 0,45 ha/giờ Hình 3.4 Máy rạch hàng trồng mía làm việc ruộng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 76 3.2.2 Thiết bị thí nghiệm; a Yêu cầu kỹ thuật thiết bị đo Trƣớc đây, để xác định đại lƣợng học thực nghiệm chuyên gia thƣờng sử dụng thiết bị đo học nhƣ: lực kế lò xo, lực kế tự ghi, đồng hồ đo… Ngày với phát triển vƣợt bậc công nghệ điện tử tin học, kỹ thuật sensor với thiết bị đại đƣợc kết nối với máy tính có phần mềm chuyên dụng đƣợc ứng dụng để đo tính tốn xác định đại lƣợng cần đo nghiêm cứu thực nghiệm Ứng với thông số kỹ thuật cần đo thiết kế sử dụng loại cảm biến (sensor) định, nhƣng phải bảo đảm yêu cầu sau đây: - Đặc tính làm việc thiết bị đo cần phải tuyến tính gần với tuyến tính suốt phạm vi đo (tƣơng ứng với giá trị đại lƣợng đo); - Đảm bảo độ xác có độ nhạy cần thiết đáp ứng đƣợc yêu cầu thí nghiệm; - Trọng lƣợng kích thƣớc nhỏ gọn để lắp đặt đƣợc khâu đo mà không làm ảnh hƣởng đến hoạt động máy phay; - Phải có khả đo ghi kết đồng thời nhiều thông số, tiêu đo theo thời gian biểu diễn dƣới dạng đồ thị; - Có tính ổn định cao, khơng bị ảnh hƣởng rung động, đảm bảo cho hệ thống hoạt động tốt suốt q trình thí nghiệm; - Ít bị ảnh hƣởng điều kiện môi trƣờng nhƣ: nhiệt độ, độ ẩm… b Lựa chọn cảm biến cho tín hiệu đo Cảm biến phận đƣợc bố trí trực tiếp đối tƣợng đo, nhận tín hiệu trạng thái đối tƣợng cần đo biến đổi thành tín hiệu điện tƣơng ứng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 77 Cảm biến đƣợc phân loại theo tính chất khác nhƣng quan trọng phân loại theo công dụng Theo công dụng cảm biến đƣợc chia thành loại: (để đo đại lƣợng cơ), nhiệt, hố, quang… Cảm biến cịn phân loại theo ngun lý biến đổi đại lƣợng không điện thành đại lƣợng điện, gồm hai nhóm bản: - Nhóm phát điện, nhóm đại lƣợng khơng điện từ đối tƣợng cần đo đƣợc biến đổi thành sức điện động cƣờng độ dịng điện Nhóm gồm: cảm biến điện cảm, cảm biến thạch anh, cảm biến quang cảm biến khác khơng cần nguồn điện cảm biến nguồn điện - Nhóm thơng số, nhóm đại lƣợng khơng điện từ đối tƣợng cần đo làm thay đổi vài thông số điện cảm biến nhƣ điện trở R, điện dung C, tự cảm L, hỗ cảm M Khi chọn cảm biến để đo đại lƣợng cần phải ý đến đặc tính cảm biến tính chất đại lƣợng cẩn đo, chọn cảm biến cần ý vấn đề sau: +/ Hàm số phụ thuộc đại lƣợng cần đo x với tín hiệu phát từ cảm biến y (y = f(x)), hàm số tốt tuyến tính +/ Khoảng thay đổi biên độ tần số đại lƣợng đo đặc tính biên độ - tần số cảm biến +/ Sai số tĩnh sai số động cảm biến +/ Sự thay đổi cảm biến với ảnh hƣởng bên nhƣ nhiệt độ, độ ẩm, rung động … gây nên sai số phụ thêm +/ Kích thƣớc trọng lƣợng cảm biến, phƣơng pháp đặt cảm biến chi tiết cấu để đo, độ phức tạp kết cấu cảm biến Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 78 +/ Có thể kết nối đƣợc với xử lý tín hiệu kết hợp với máy tính có sử dụng phần mềm chuyên dùng để ghi nhận đƣợc kết theo mục đích nghiên cứu c Xác định mômen xoắn * Lựa chọn phương pháp đo mômen xoắn: Do đặc điểm kết cấu máy phay, mômen xoắn trục máy phay đƣợc xác định cách lắp sensor đo momen vào trục thu công suất máy kéo trục động máy phay Phƣơng pháp có ƣu điểm cho phép xác định xác giá trị mơmen, trang thiết bị thí nghiệm không ảnh hƣởng đến máy công tác suốt q trình làm việc, giá trị đo khơng bị ảnh hƣởng thay đổi nhiệt độ, xung lực xung điện từ… *Thiết kế lắp đặt đồ gá đo mômen: Do kết cấu trục thu công suất máy kéo kết cấu sensor đo momen, thiết kế đồ gá có chi tiết nhƣ hình vẽ số 3.6 số 3.7 Tồn kích thƣớc vật liệu chế tạo chi tiết đƣợc mơ tả hình 3.6 hình 3.7 Hình 3.6 Chi tiết nối ghép trục thu công suất sensor Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 79 Hình 3.7 Chi tiết nối ghép sensor trục máy phay Sensor đo mơmen loại T4A hãng HBM, cảm biến có số đặc tính kỹ thuật nhƣ sau: dải đo: từ Nm đến kNm; tốc độ quay: từ 9.000 vịng/phút đến 16.000 vịng/phút; đo cho thiết bị tĩnh thiết bị chuyển động Sensor đo momen đƣợc ghép nối với hai chi tiết hình 2, sau tất đƣợc ghép nối với trục thu công suất máy kéo trục động máy phay (xem hình 3.8) Hình 3.8 Lắp sensor đo momen lên trục động máy phay d Xác định số vòng quay động máy phay Thiết bị đo số vòng quay máy phay đƣợc sử dụng thí nghiệm cảm ứng làm việc theo nguyên lý cảm ứng quang học Thiết bị đo số vịng quay đọc thẳng sơ RST máy hãng HBM Đức sản xuất, sử dụng nguyên lý chiếu tia laze vào phận cảm ứng đƣợc dán trục quay Khi trục quay, phận cảm ứng quay theo, dụng cụ đo xác định số lần phận cảm nhận quét qua nó, từ cho ta tốc độ quay trục Việc gá lắp sensor đo số vịng quay trục động (xem hình 3.8) e Xây dựng hệ thống đo xử lý tín hiệu đo Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 80 Hệ thống đo gồm số phần tử đƣợc kết nối với thu gom xử lý tín hiệu đo (hệ thống đo đa kênh) Mỗi hệ thống đo có phƣơng pháp tính tốn xử lý số liệu khác tuỳ theo đặc tính kỹ thuật hệ thống đo, xử lý thơng số đồng thời tuỳ theo mục đích nghiên cứu Hệ thống đo đa kênh kết nối với máy tính có cài đặt phần mềm CATMAN Hệ thống đo với phần mềm vừa có tính thu thập, tính tốn sử lý số liệu vừa hỗ trợ điều khiển thí nghiệm q trình đo * Bố trí lắp đặt sensor Vị trí sensor đƣợc lắp đặt nhƣ sau: - Sensor đo momen xoắn đƣợc lắp trục thu công suất máy kéo - Sensor đo tốc độ quay động máy phay đƣợc gá bệ máy nằm phía trục thu cơng suất * Kết nối hệ thống đo xử lý tín hiệu: Tín hiệu đo đƣợc truyền qua cổng tƣơng ứng thiết bị chuyển đổi Analog - Digital (gọi Card A/D) đến máy tính có cài đặt phần mềm thu nhận xử lý số liệu CATMAN g Tổ chức thí nghiệm trƣờng * Xây dựng phương án thí nghiệm: Trên sở hệ thống đo đƣợc xây dựng trên, tiến hành lắp đặt hệ thống thiết bị, chạy thử để kiểm tra tín hiệu đầu đo máy tính Thực chƣơng trình thí nghiệm đƣợc thực với thay đổi yếu tố thực nghiệm: thay đổi tốc độ trục phay tốc độ khác từ 240 vòng/phút đến 435 vòng/phút * Một số kết thí nghiệm: Kết thí nghiệm thu thập đƣợc lƣu trữ dạng file liệu phần mềm CATMAN, tín hiệu đo đƣợc thể theo dạng đồ thị Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 81 300 250 200 Momen (N.m) 150 Toc Do (v/p) Cong suat (kw) 100 50 0 0.5 1.5 2.5 Hình 3.9 Kết đo: momen xoắn, tốc độ công suất máy phay Nhận xét: Kết thí nghiệm đo cho thấy: Tốc độ trục máy phay mô men xoắn có giá trị tƣơng đối ổn định 3.3 Kết thực nghiệm điều kiện sản xuất - Phân tích hiệu kinh tế khâu phay đất máy; 3.3.1 Xây dựng mơ hình thí nghiệm Để xác định khả làm việc hiệu thực tế hệ thống máy canh tác mía, đề tài xây dựng mơ hình thực nghiệm áp dụng quy trình canh tác mía áp dụng hệ thống máy canh tác mía diện tích từ đến Thực tế liên hợp máy phay đề tài thiết kế chế tạo canh tác tới gần 30 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 82 Hình 3.10 Các liên hợp máy canh tác mía làm việc mơ hình thí nghiệm Đề tài xây dựng mơ hình thực nghiệm ruộng trồng mía vụ mía năm 2010 với diện tích hộ gia đình (Ơng Thuỳ, Bà Yến, Bà Xn) xóm Đỏong-Lèng, thị trấn Tà Lùng, huyện Phục Hoà 3.3.2 Xây dựng quy trình canh tác mía áp dụng cho mơ hình: Cần thiết phải xây dựng quy trình canh tác mía hợp lý áp dụng hệ thống máy canh tác cho mơ hình thí nghiệm bảo đảm có hiệu Bảng 3.2: Quy trình canh tác mía áp dụng hệ thống máy canh tác TT Công việc Liên hợp máy Máy kéo Máy NN Ghi Chuẩn bị mặt đồng Cày lật đất lần Cày sâu khơng lật lần Phay băm gốc mía làm tơi đất Foton 324 Foton 324 Máy cày lật đất Máy cày xới sâu Lá mía sau thu hoạch đƣợc đốt cháy hết Cày sâu 15-20cm Cày sâu 20 -30cm Foton 324 Máy phay đất Phay tơi 15 – 20 cm Rạch luống trồng mía Foton 324 Máy rạch hàng Trồng, bón phân, chăm sóc - - - Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Rạch hàng sâu 20-25cm Khoảng cách hàng 80 cm Thủ cơng trâu bị http://www.lrc-tnu.edu.vn 83 3.3.3 Đặc điểm ruộng trồng mía: + Kích thƣớc ruộng mía (dài x rộng) 150m x 100m + Loại đất: đất nặng, pha nhiều sét có lẫn đá cục + Tầng đất canh tác nông: 20-25 cm + Độ ẩm đất: 20 – 22% + Độ cứng đất: 22 – 28kg/cm2 + Độ dốc mặt đất < 10% 3.3.4 Năng suất liên hợp máy: Bảng 3.3: Năng suất liên hợp máy chi phí nhiên liệu Cơng việc canh tác T T Vận tốc làm việc (km/h) Bề rộng làm việc (mét) Hệ số thời gian làm việc Năng suất thực tế ( ha/h) Độ sâu làm việc (mét) Chi phí thời gian 1ha (giờ) Chi phí nhiên liệu 1ha (kg) Máy cày lật 2,8 0,92 0,8 2,06 0,15-0,20 0,48 2,88 Máy xới sâu 2,5 1,05 0,8 2,10 0,20-0,30 0,47 2,82 Máy phay đất 2,8 1,35 0,8 3,02 0,15-0,20 0,33 1,98 Máy rạch hàng 2,6 1,40 0,8 2,91 0,20-0,25 0,34 2,04 1,62 9,72 Tổng cộng Mơ hình đƣợc thực xong tháng năm 2010 với quy trình canh tác máy: cày lật đất lƣợt với độ sâu 15 cm đến 20 cm, xới sâu độ sâu 30 cm, phay băm gốc mía phay tơi đất lƣợt với độ sâu từ 15cm đến 20 cm, rạch hàng trồng mía sâu 25 cm Nếu làm cơng việc tổng chi phí thời gian 1,62 9,72 kg nhiên liệu Trong trình thực hiện, máy làm việc tốt ổn định bảo đảm đƣợc chất lƣợng làm đất suất liên hợp máy, khơng có trục trặc đáng kể máy móc Ngồi nhu cầu cấp thiết thời vụ trồng mía hộ nơng dân trồng mía hạn hán kéo dài đề nghị Công ty Cổ phần mía đƣờng Cao Bằng, đề tài cho triển khai mở rộng thêm diện tích khoảng gần chục trồng mía xung quanh địa bàn thị trấn Tà Lùng đƣợc địa phƣơng đánh giá cao hiệu áp dụng hệ thống máy canh tác mía Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 84 3.3.5 Hiệu kinh tế Trồng mía nghề nặng nhọc, tốn nhiều lao động khâu làm đất khâu thu hoạch mía tốn nhiều cơng lao động với cƣờng độ lao động cao Điều kiện khí hậu, mơi trƣờng thu hoạch không thuận lợi cho lao động thủ công Mùa vụ thu hoạch thƣờng vào mùa khô nắng nóng, mía thƣờng cao mét, nhiều khô, bụi bẩn côn trùng tụ bám thân, mía Cƣờng độ lao động thu hoạch mía cao phải thực nhiều động tác mạnh nhƣ cắt gốc, róc lá, cắt ngọn, cắt thành khúc… Ngƣời lao động phải thay đổi tƣ làm việc thực nhiều thao tác đứng cúi lom khom không thoải mái Công việc lặp lại với tần suất lớn, kéo dài gây nên mệt mỏi Thời gian thu hoạch lại kéo dài 56 tháng/vụ, tốn nhiều cơng lao động so với thu hoạch lƣơng thực khác nhƣ lúa, ngô… Lao động thủ cơng có suất thấp mùa vụ trùng với thời vụ thu hoạch lúa số trồng khác nên thời điểm thu hoạch thƣờng sảy tình trạng thiếu lao động phí lao động cho khâu thu hoạch mía cao Chính việc lựa chọn máy canh tác mía liên hợp với máy kéo bánh làm việc ổn định tốt, bảo đảm tốt yêu cầu kỹ thuật nơng học làm đất trồng mía nhƣ độ sâu làm đất, độ nhỏ, tơi đất; độ sâu rạch hàng trồng mía đặc biệt điều kiện đồng ruộng tốt giảm bớt số lƣợt làm đất, tăng suất làm việc liên hợp Đặc biệt chất lƣợng làm đất liên hợp máy tốt nhiều chất lƣợng làm đất liên hợp máy kéo bánh hành đề nghị phổ biến nhanh hệ thống máy canh tác mía vào vùng sản xuất mía Cao Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 85 Kết luận: - Sử dụng cảm biến để xác định tốc độ mômen kỹ thuật đo đại nghiên cứu thực nghiệm Việc nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật để đo mômen xoắn tốc độ động cơ, từ xác định đƣợc cơng suất động phƣơng pháp khả thi cho phép xác định đƣợc xác cơng suất máy phay điều kiện sản xuất nông nghiệp - Hệ thống đo đa kênh đƣợc thiết lập cho phép xác định đồng thời thông số tiêu công suất máy phay với độ xác cao, đáp ứng đƣợc mục tiêu nghiên cứu - Khai thác có hiệu máy canh tác mía liên hợp với máy kéo bánh làm việc ổn định tốt, bảo đảm tốt yêu cầu kỹ thuật nơng học làm đất trồng mía nhƣ độ sâu làm đất, độ nhỏ, tơi đất; độ sâu rạch hàng trồng mía đặc biệt điều kiện đồng ruộng tốt giảm bớt số lƣợt làm đất, tăng suất làm việc liên hợp máy Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 86 KẾT LUẬN CHUNG - KIẾN NGHỊ Kết luận: - Qua tìm hiểu thực tế quy trình canh tác mía Cao Bằng cho thấy việc làm đất công cụ trâu bị kéo máy kéo nhỏ bánh khơng bảo đảm chất lƣợng làm đất trồng mía, ảnh hƣởng đến suất chất lƣợng mía nguyên liệu, giảm thu nhập bà nông dân - Đề tài lựa chọn máy kéo bánh Foton 324 thiết kế chế tạo xong hệ thống máy canh tác mía Sau triển khai thực tế hệ thống máy canh tác mía đề tài vùng trồng mía huyện Phục hịa cho thấy: + Máy kéo bánh cỡ 30 mã lực nguồn động lực phù hợp cho canh tác mía vùng ruộng trồng mía nhỏ hẹp + Các máy canh tác mía liên hợp với máy kéo Foton 324: liên hợp máy cày lật có suất 0,2 - 0,25 ha/giờ, liên hợp máy phay gốc mía làm nhỏ đất có suất 0,3 - 0,35 ha/giờ, liên hợp máy xới sâu có suất 0,2 - 0,25 ha/giờ, liên hợp máy rạch hàng trồng mía có suất 0,25 - 0,3 ha/giờ đáp ứng đƣợc yêu cầu thực tế suất máy chất lƣợng làm đất canh tác mía mang lại hiệu cho ngƣời trồng mía - Phối hợp với Cơng ty Cổ phần mía đƣờng Cao Bằng tổ chức hội nghị trình diễn loại máy canh tác mía thành cơng: đại biểu đánh giá cao chất lƣợng làm việc suất liên hợp máy giảm bớt số lƣợt làm đất, tăng suất làm việc liên hợp Đặc biệt số hộ nơng dân tiêu biểu trồng mía cho chất lƣợng làm đất liên hợp máy tốt nhiều chất lƣợng làm đất liên hợp máy kéo bánh hành đề nghị phổ biến nhanh hệ thống máy canh tác mía vào vùng sản xuất mía tỉnh Cao Bằng - Đề tài xây dựng đƣợc mơ hình thực nghiệm áp dụng quy trình canh tác mía với hệ thống máy canh tác mía làm việc đƣợc diện tích gần 30 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 87 huyện Phục Hịa, phát triển mở rộng mơ hình đáp ứng đƣợc phần nhu cầu căng thẳng thời vụ làm đất trồng mía địa phƣơng chuyển giao đào tạo hƣớng dẫn kỹ thuật sử dụng, bảo dƣỡng, vận hành máy kéo liên hợp máy cho cơng nhân Cơng ty Mía đƣờng Cao Bằng Hƣớng phát triển: - Nhiều ruộng trồng mía nằm dọc theo dãy núi đá nên ruộng có đá cục đá ngầm nên ảnh hƣởng đến khả làm việc máy Vì áp dụng phải xác định đƣợc khu ruộng có đá máy làm việc đƣợc, khu ruộng cần tránh để bảo đảm an toàn cho máy - Do thời gian làm chƣa nhiều nên đề tài tập trung đánh giá suất làm việc chi phí liên hợp máy Cần tính tốn đầy đủ để mở rộng liên hợp máy nêu dùng điều kiện canh tác mía cho tỉnh miền núi phía Bắc - Những kết luận tiến kỹ thuật mà đề tài thực Nhƣng để tiến áp dụng rộng rãi sản xuất, cần có đầu tƣ hỗ trợ từ Nhà nƣớc cấp ngành - Xác định liên hợp máy cho khâu canh tác (từ làm đất, chăm sóc, thu hoạch…) cho mía, vấn đề cấp bách mà từ trƣớc tới chƣa có đề tài nào nghiên cứu sâu hệ thống máy Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO Máy nông nghiệp - A.B.Lurie, Ph.G.Guxinxep, le.l.Davitxon (Phạm Tiến Thắng dịch từ tiếng Nga) - Nhà xuất công nhân kỹ thuật Hà Nội – Việt Nam Bùi Thanh Hải (2000) Báo cáo khoa học: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo tuyển chọn hệ thống máy giới hóa canh tác mía Phạm Văn Lang (1996) Đồng dạng – Mơ hình – Thứ nguyên, ứng dụng kỹ thuật – điện nông nghiệp Nhà xuất nông nghiệp Phạm Văn Lang (2005) Kết nghiên cứu triển khai giới hoá khâu canh tác thời kỳ đổi Nhà xuất trị quốc gia Phạm Văn Lang – Bạch Quốc Khang (1998) Cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm ứng dụng kỹ thuật nông nghiệp Nhà xuất nông nghiệp Bùi Thanh Hải, Phạm Việt Tú, Nguyễn Bá Quang, Nguyễn Thống Nhất (1995) Cơ giới hố làm đất mía đồi chăm sóc giai đoạn đầu sinh trƣởng mía Nhà xuất nông nghiệp Bùi Thanh Hải, Lê Sĩ Hùng, Phạm Xn Khơi (1998) Cơ giới hố chuẩn bị đất chăm sóc mía, điện khí hố nơng nghiệp với vấn đề CNH-HĐH nông nghiệp nông thôn Nhà xuất nông nghiệp Phạm Văn Lang Nghiên cứu quy hoạch phát triển điện nông nghiệp phục vụ cơng nghiệp hóa, đại hóa nơng nghiệp, nông thôn Cao Bằng từ đến 2015 Định hƣớng đến 2020 Nguyễn Xuân Ái Ảnh hƣởng yếu tố khác tới việc lựa chọn máy kéo 10 Thông tin Cơ điện nông nghiệp chế biến nông lâm sán số 9/ 2007 11 Nguyễn Điền - Nguyễn Đăng Thân Đặc điểm địa hình Tính chất cơ, lý Đất nông nghiệp Việt nam NXBNN Hà Nội Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 89 12 Bùi Thanh Hải - Phạm Văn Lộc: Cày lật xới sâu phục vụ làm đất cho trồng cạn - Tạp chí NÔNG NGHIỆP & phát triển NÔNG THÔN số 9/ 2003 13 Bùi Thanh Hải: Bàn kích thƣớc ruộng để giới hóa canh tácThơng tin Cơ điện nơng nghiệp chế biến nông lâm sản số / 2005 14 Phạm Văn Lang: Báo cáo tổng kết đề tài: KC- 04 – 17 Hà Nội 1996 15 Ngô Ngọc Anh - Phạm Hồng Sơn - Nguyễn Thị Hiên - Phan Mạnh Tuyên cộng tác viên: Báo cáo tổng kết đề tài: Nghiên cứu, tuyển chọn, thiết kế chế tạo số máy phục vụ canh tác vùng mía Cao Bằng 2010 16 Vũ Hiền Yên - Trần Công Hạnh Báo cáo kết nghiên cứu bón phân NPK cho mía vùng đồi Lam Sơn, Thanh Hóa 1997 17 Nơng thơn ngày số 4/2003: Giải pháp cho vùng mía nguyên liệu: tăng suất , bảo vệ môi trƣờng 18 Trần Văn Sỏi (1995) Kỹ thuật trồng mía vùng đồi NXB Nông nghiệp 19 Nguyễn Văn Phát - Phan Văn Tịnh - Lê Sỹ Hùng Kết nghiên cứu xác định số thông số tối ƣu máy đào rãnh trồng mía Kết nghiên cứu khoa học nơng nghiệp NXB Nơng nghiệp Hà Nội 12/1998 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 90