Luận văn thạc sĩ nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số và chế độ làm việc của dao đĩa đến chất lượng cắt gốc mía của máy chặt mía rải hàng liên hợp với máy kéo 4 bánh cỡ 18 - 25hp

B GIO DC V O TO TRNG I HC NễNG NGHIP H NI NGUYN VN THNH NGHIÊN CứU ảNH HƯởng một số thông số và chế độ làm việc của dao đĩa đến chất lợng cắt gốc mía của máy chặt mía rải hàng liên hợp với máy kéo 4 bánh cỡ 18-25hp Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và Thiết bị cơ giới hoá Nông - Lâm nghiệp Mã số : 60-52-14 Ngi hng dn khoa hc: TS. Nguyễn Sỹ Hiệt H NI - 2010 Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn thc s k thut i Lời cam đoan Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và cha hề đợc sử dụng và bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đều đợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đợc chỉ rõ nguồn gốc. Hà nội, ngày tháng.năm 2010 Tác giả luận văn Nguyễn Văn Thạnh Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn thc s k thut ii Lời cảm ơn Trong quá trình học tập và nghiên cứu tại lớp cao học khóa 17 chuyên nghành Kỹ thuật máy và Thiết bị cơ giới hóa Nông - Lâm nghiệp Trờng Đại học Nông nghiêp Hà Nội, tôi đ nhận đợc sự giúp đỡ, giảng dạy nhiệt tình của các thầy giáo, cô giáo trong trờng. Nhân dịp này tôi xin đợc bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới các thầy giáo, cô giáo trong trờng. Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới gia đình và Tiến sĩ Nguyễn Sỹ Hiệt, ngời đ tận tình hớng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài nghiên cứu này. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể các thầy, cô giáo trong Bộ môn Máy nông nghiệp - Khoa Cơ điện - Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội. Tôi xin chân thành cảm ơn lnh đạo và các bạn đồng nghiệp của Trung tâm Phát triển Cơ điện nông nghiệp - Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch đ tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập cũng nh thực hiện đề tài. Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn Ban lnh đạo công ty Mía đờng Lam Sơn Thanh Hóa, nông trờng mía đờng Hà Trung Thanh Hóa đ tạo điều kiện cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài. Hà nội, ngày tháng năm 2010 Tác giả luận văn Nguyễn Văn Thạnh Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn thc s k thut iii Mục lục Trang Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục hình vi Danh mục bảng viii Danh mục ký hiệu và chữ viết tắt ix Lời mở đầu 1 Chơng 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu 3 1.1. Khái quát tình hình sản xuất mía trên thế giới và Việt Nam 3 1.1.1. Tình hình sản xuất mía trên thế giới 3 1.1.2. Tình hình sản xuất mía đờng ở Việt Nam 3 1.1.3. Nhu cầu về cơ giới hóa thu hoạch mía ở nớc ta 5 1.2. Công nghệ và phơng pháp thu hoạch mía bằng máy 6 1.2.1. Công nghệ thu hoạch mía 6 1.2.2. Các phơng pháp thu hoạch mía 6 1.3. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng các máy thu hoạch mía trên thế giới 8 1.3.1. Máy sử dụng công nghệ thu hoạch để nguyên cây 9 1.3.2. Nghiên cứu về bộ phận làm việc của dao thu hoạch mía 12 1.3.3. Kết quả nghiên cứu bộ phận cắt gốc mía 13 1.4. Hiện trạng thu hoạch mía và tình hình nghiên cứu ứng dụng máy thu hoạch mía ở nớc ta 16 1.4.1. Hiện trạng thu hoạch mía ở nớc ta hiện nay 16 1.4.2. Tình hình nghiên cứu máy thu hoạch mía trong nớc 17 1.5. Một số nhận xét về bộ phận dao cắt và mẫu máy thu hoạch mía 21 Chơng 2: Mục tiêu, đối tợng, nội dung và phơng pháp nghiên cứu 22 2.1. Mục tiêu nghiên cứu 22 Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn thc s k thut iv 2.1.1 Mục tiêu chung 22 2.1.2. Mục tiêu cụ thể 22 2.2. Đối tợng nghiên cứu 23 2.3. Nội dung nghiên cứu 23 2.3.1. Một số đặc điểm nông học của cây mía 24 2.3.2. Một số tính chất cơ lý của cây mía khi thu hoạch 34 2.4. Phơng pháp nghiên cứu 45 2.4.1. Tổng hợp, tham khảo các tài liệu, partent về máy thu hoạch mía của nớc ngoài 45 2.4.2. Phơng pháp phân tích, nghiên cứu lý thuyết 45 2.4.3. Phơng pháp nghiên cứu thực nghiệm đơn yếu tố 45 2.3.4. Phơng pháp gia công, xử lý số liệu thí nghiệm thu đợc 46 2.5. Các chỉ tiêu đánh giá và phơng pháp xác định 50 2.5.1. Các chỉ tiêu đánh giá chất lợng gốc mía sau khi cắt 50 2.5.2 Phơng pháp xác định một số đặc điểm nông học 52 2.6. Các thiết bị đo lờng và dụng cụ thí nghiệm 54 Chơng 3: Cơ sở xác định một số thông số chính của dao cắt gốc mía 60 3.1. Một số nhận xét về việc sử dụng máy thu hoạch mía hiện nay ở nớc ngoài 60 3.2. Lựa chọn nguyên lý làm việc của máy thu hoạch mía 61 3.3. Cơ sở xác định một số thông số của dao cắt gốc 63 3.3.1. Cơ sở lý thuyết để lựa chọn các thông số cơ bản của bộ phận dao cắt 64 3.3.2. Nhận xét về các thông số của bộ phận dao cắt 70 Chơng 4: Kết quả ứng dụng dao đĩa trên máy thu hoạch mía liên hợp với máy kéo 4 bánh công suất 18-25Hp 75 4.1. Thiết kế chế tạo máy thu hoạch mía 75 4.2. Thử nghiệm xác định ảnh hởng của các thông số và chế độ làm việc của dao đĩa đến chất lợng thu hoạch mía 79 Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn thc s k thut v 4.3. Kết quả thí nghiệm máy 79 4.3.1 Điều kiện mía và ruộng thí nghiệm 79 4.3.2 Kết quả thí nghiệm máy 80 4.4. Kết quả ứng dụng máy thu hoạch mía trong sản xuất 86 4.5 Tính toán sơ bộ hiệu quả kinh tế sử dụng máy 88 4.5.1. Các căn cứ tính toán 88 4.5.2. Xác định các chỉ tiêu hiệu quả kinh tế 90 Kết luận và đề nghị 94 Kết luận 94 Đề nghị 95 Tài liệu tham khảo 96 Phụ lục 1 98 Phụ lục 2 99 Phụ lục 3 100 Phụ lục 4 101 Phụ lục 5 102 Phụ lục 6 103 Phụ lục 7 104 Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn thc s k thut vi Danh mục hình trong luận văn Trang - Hình 1.1 Máy cắt mía cỡ nhỏ NB-12 liên hợp với máy kéo 2 bánh của Nhật Bản 9 - Hình 1.2 Máy cắt mía rải hàng liên hợp với máy kéo 4 bánh NB-15T của Nhật Bản 10 - Hình 1.3 Máy thu hoạch mía Thái Lan Super Cane Cuter K-80 12 - Hình 1.4 Các loại dao cắt gốc mía thủ công 13 - Hình 1.5 Các loại lỡi dao cắt cây mía 16 - Hình 1.6 Máy thu hoạch mía THM-0,3 18 - Hình 1.7 Máy chặt mía rải hàng K-80 19 - Hình 1.8 Máy chặt mía rải hàng CMRH-0,1 20 - Hình 2.1 Sơ đồ bố trí các bộ phận làm việc của máy 23 - Hình 2.2 Cây mía bị đổ ngả 26 - Hình 2.3 Mía đứng cây 27 - Hình 2.4 Mía không đợc bóc lá 28 - Hình 2.5 Khoảng cách giữa hai luống mía và phân tán gốc mía 30 - Hình 2.6 Mặt cắt ngang hai luống mía 31 - Hình 2.7 Sơ đồ xác định tính uốn cây 34 - Hình 2.8 Thiết bị đo độ cứng thân cây 40 - Hình 2.9 Các dạng nhát cắt trên gốc mía 48 - Hình 2.10 Sơ đồ hệ thống đo lờng đa chức năng điều khiển bằng vi tính 52 - Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý làm việc và các bộ phận của máy thu hoạch mía 55 - Hình 3.2 Vùng phân tán của dao khi đi qua chiều dài luống mía 57 - Hình 3.3 Dao đĩa 58 - Hình 3.4 Sơ đồ làm việc của thiết bị con lắc 61 - Hình 3.5 Lỡi dao cắt gốc mía 63 - Hình 3.6 Lỡi dao cắt gốc mía cao 63 - Hình 3.7 Lỡi dao cắt ngầm dới đất 64 Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn thc s k thut vii - Hình 3.8 Góc cắt trợt của dao 65 - Hình 4.1 Bộ phận dao cắt 68 - Hinh 4.2 Lỡi dao 68 - Hình 4.3 Máy thu hoạch mía tại Công ty mía đờng Lam Sơn 70 - Hình 4.4 ảnh hởng của vận tốc dao cắt đến độ phẳng gốc cắt 72 - Hình 4.5 ảnh hởng của góc nghiêng đĩa dao tới độ phẳng của gốc cắt 74 - Hình 4.6 ảnh hởng của chiều dày lỡi dao đến độ phẳng gốc cắt 75 - Hình 4.7 ảnh hởng của góc mài sắc lỡi cắt đến độ phẳng của gốc cắt 76 - Hình 4.8 ảnh hởng của vận tốc máy đến chiều cao gốc cắt 77 Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn thc s k thut viii Danh mục bảng trong luận văn Trang - Bảng 1.1 Tổng hợp chung về sản xuất mía đờng trong những năm gần đây 4 - Bảng 1.2 Phân bố vùng mía trên cả nớc 4 - Bảng 1.3 Một số thông số kỹ thuật của dao đĩa 14 - Bảng 1.4 Thông số có bản của máy chặt mía rải hàng CMRH-0,1 20 - Bảng 2.1 Đặc điểm ruộng và cây mía khi thu hoạch 33 - Bảng 2.2 Số liệu thí nghiệm xác định phạm vi uốn đàn hồi của thân cây mía 36 - Bảng 2.3 Số liệu xác định Môđul đàn hồi uốn cây mía ở các đờng kính khác nhau 37 - Bảng 2.4 Giá trị Môđul đàn hồi uốn ở cây mía ở các vị trí khác nhau theo chiều cao cây mía 38 - Bảng 2.5 Giá trị lực nén P K trớc khi vỡ giập cây mía ở các vị trí khác nhau 41 - Bảng 2.6 Khảo sát chất lợng gốc mía sau khi cắt 49 - Bảng 2.7 Các thông số, chỉ tiêu và phơng pháp xác định 50 - Bảng 2.8 Các chơng trình máy tính sử dụng và xử lý số liệu thí nghiệm 52 - Bảng 4.1 Khả năng thay đổi các thông số trên máy thí nghiệm 69 - Bảng 4.2 Số liệu thí nghiệm: ảnh hởng của vận tốc đĩa dao x1 đén độ phẳng của gốc mía 72 - Bảng 4.3 Số liệu thí nghiệm: Góc nghiêng đĩa dao x2 ảnh hởng đến chất lợng cắt gốc y1 73 - Bảng 4.4 Số liệu thí nghiệm: Chiều dày lỡi dao x3 ảnh hởng đến độ phẳng gốc cắt y1 74 - Bảng 4.5 Số liệu thí nghiệm: Góc mài sắc lỡi cắt x4 ảnh hởng đến độ phẳng gốc cắt y1. 75 - Bảng 4.6 Số liệu thí nghiệm: Vận tốc liên hợp máy x5 ảnh hởng đến chiều cao của gốc cắt y2 85 - Bảng 4.7 Bảng thông số kỹ thuật các bộ phận máy chặt mía rải hàng 78 - Bảng 4.8 Chi phí biến đổi cho 1 ha mía thu hoạch bằng máy 80 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ix - B¶ng 4.9 B¶ng tÝnh hiÖu qu¶ kinh tÕ m¸y thu ho¹ch mÝa liªn hîp víi m¸y kÐo 4 b¸nh c«ng suÊt 18-25Hp 84 [...]... nguồn động lực l máy kéo nhỏ 2 bánh công suất 10ữ12Hp Hình 1.1 Máy cắt mía cỡ nhỏ NB -1 2 liên hợp với máy kéo 2 bánh của Nhật Bản Tác dụng của máy: cắt gốc một luống mía, không cắt ngọn, chuyển rải cây sang luống bên cạnh Cấu tạo máy: Có các bộ phận chính: gồm xích gom giữ cây, dao đĩa cắt gốc, xích kẹp chuyển cây sang ngang, phía trên có các thanh tựa đỡ cây Máy đợc lắp phía trớc máy kéo 2 bánh, có bánh. .. sau máy rất vất vả; - Không có khả năng tăng năng suất do hạn chế bởi vận tốc nguời đi 2) Máy cắt mía cỡ vừa NB-15T của Nhật (hình 1.2), áp dụng trong công nghệ để nguyên cây thu hoạch mía theo phơng pháp nhiều giai đoạn, nguồn động lực l máy kéo 4 bánh công suất 45 Hp Hình 1.2 Máy cắt mía rải h ng liên hợp với máy kéo 4 bánh NB-15T Tác dụng của máy: Cắt gốc 1 luống mía, không l m sạch lá, xếp rải. .. m việc n y đều sử dụng truyền động bằng động cơ thuỷ lực Hạn chế của máy: - Không thu hoạch đợc mía đổ; - Tuy có thêm dao cắt ngọn nhng chất lợng cắt cha tốt: cắt còn sót ngọn v chiều cao cắt khó điều chỉnh nên tỷ lệ hao hụt cao; - Bộ phận dao cắt gốc hay bị kẹt do lá mía khô, lỡi dao cắt gốc hay bị mòn, tỷ lệ gốc mía sau khi cắt bị vỡ dập cao dẫn đến góc mía không nảy mầm khi lu gốc cho vụ sau - Máy. .. luận văn Ký hiệu LHTHM Đại lợng, tên gọi Thứ nguyên Liên hợp thu hoạch mía - LHTH Liên hợp thu hoạch - CGH Cơ giới hoá - Công nghệ sau thu hoạch - ha Hécta - t/ha Tấn/hécta - % Phần trăm - Ha/h hécta/giờ - CNSTH Hp M lực Kg/h Kilogam/giờ - m/s mét/giây - Vm Vận tốc tiến của máy m/s Góc nghiêng 0 0 độ - Vd Vận tốc đĩa dao m/s Dd Đờng kính ngo i đĩa dao m z Số lỡi dao trên đĩa Cái YN Năng suất của máy. .. nông dân luôn phải l m việc trong t thế khom nguời, dẫn đến mệt mỏi, gốc mía cắt không đều b Cắt gốc mía bằng máy móc Trên LHTH mía thiết bị cắt gốc có dạng đĩa quay gắn dao Chất lợng cắt cây phụ thuộc v o nhiều yếu tố: dạng thiết bị v các dao gắn trên đó, góc nghiêng dao, độ sắc của lỡi, tốc độ cắt, đờng kính đĩa dao Chất lợng cắt đánh giá theo tình trạng nhát cắt trên gốc mía v tỷ lệ vỡ dập Để có... góc nghiêng, không thay đổi đợc chiều cao của dao - Gốc mía cắt ít bị vỡ dập, nhng vì đĩa dao lớn nên mất nhiều chi phí năng lợng cho bộ phận cắt - Tuy đ có trang bị vít nâng cây nhng khả năng thu hoạch mía đổ còn rất hạn chế (trang bị một vít xoắn phía bên trái); 3) Máy thu hoạch mía liên hợp với máy kéo 4 bánh của Thái Lan ((hình 1.3) Máy Super Cane Cuter K-8 0-2 00HP do công ty KMT Ltd chế tạo, đợc liên. .. liên hợp với máy kéo 4 bánh, áp dụng trong công nghệ thu hoạch để nguyên cây, theo phơng pháp nhiều giai đoạn, nguồn động lực l máy kéo 4 bánh công suất 65 hp, năng suất l m việc máy trung bình (0,16 ha/h) Tác dụng của máy: cắt ngọn, cắt gốc, chuyển cây đứng gom v o thùng chứa v định kỳ xả đống trên đồng Các bộ phận l m việc của máy bao gồm: dao đĩa cắt ngọn, dao đĩa cắt gốc, bộ phận chuyển cây mía. .. sót Gm Số lợng cây mía đợc cắt trên h ng mía thí nghiệm Cây Gs Số lợng cây mía không đợc cắt trên h ng mía thí nghiệm Cây Gst Số lợng gốc mía bị cắt xơ tớc trên h ng mía thí nghiệm Cây B Số lợng lỡi dao Cái Góc m i sắc lỡi dao độ Góc cắt trợt của lỡi dao độ L Chiều d i lỡi dao Góc đặt nghiêng của đĩa dao so với mặt phẳng nằm ngang độ Vận tốc góc của đĩa dao m/s d ha/h kg/m2 % Mm Tr ng i h c Nụng... dạng lỡi dao hình thang, có góc m i sắc tăng hơn so với dạng a Chất lợng gốc cắt đợc tăng lên nếu tăng vận tốc dao Tốt nhất l dao dạng c Với vận tốc cắt 30m/s thì hơn 50% vết cắt có chất lợng tốt Nhát cắt bị tớc rất ít Nói chung số dao trên đĩa cắt không ảnh hởng nhiều đến chất lợng cắt gốc Các kết quả nghiên cứu cũng cho thấy đĩa dao cần đặt nghiêng một góc 5ữ100 (không nên lớn hơn 150) so với mặt... đồng đều, một khối lợng lớn lá mía không đợc bóc ảnh hởng đến quá trình cắt gốc của dao Để thực hiện công việc cắt gốc, thì dao cắt cần có các bộ phận l m việc chính bao gồm: bộ phận truyền chuyển động cho dao, đĩa lắp dao, lỡi dao v các phần phụ trợ khác Các bộ phận n y thực hiện chức năng chính của công đoạn cắt gốc mía Chúng có thể kết hợp với nhau theo nhiều phơng án, tạo th nh các kiểu cắt gốc khác . NGUYN VN THNH NGHIÊN CứU ảNH HƯởng một số thông số và chế độ làm việc của dao đĩa đến chất lợng cắt gốc mía của máy chặt mía rải hàng liên hợp với máy kéo 4 bánh cỡ 1 8- 25hp Luận. nghiệp và công nghệ sau thu hoạch, chúng tôi tiến hành ñề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số và chế ñộ làm việc của dao ñĩa ñến chất lượng cắt gốc mía của máy chặt mía rải hàng liên hợp. 4. 3 Máy thu hoạch mía tại Công ty mía đờng Lam Sơn 70 - Hình 4. 4 ảnh hởng của vận tốc dao cắt đến độ phẳng gốc cắt 72 - Hình 4. 5 ảnh hởng của góc nghiêng đĩa dao tới độ phẳng của gốc cắt 74