Hiện nay máy cấy rất phổ biến ở các nước có nền sản xuất hiện đại như: Nhật Bản, Hàn Quốc, Ấn độ… Với tinh thần cần cù, sáng tạo và cầu tiến, người nông dân Việt Nam đã không ngừng tự tìm tòi, mày mò nghiên cứu và cũng đã tạo ra một được một vài sản phẩm mấy cấy đơn giản.Tuy nhiên, đa số chúng vẫn chưa đem lại hiệu quả cao như ý muốn cả về năng suất lẫn khả năng thay thế sức lao động cho người nông dân.
LỜI NÓI ĐẦU Khoa học kỹ thuật và công nghệ không ngừng cải tiến, phát triển đã nhanh chóng làm thay đổi bộ mặt thế giới. Ngành công nghiệp thế giới nói chung và ngành công nghiệp ở nước ta nói riêng đã và đang phát triển nhanh chóng, tạo ra các sản phẩm thiết yếu phục vụ cho đời sống con người. Để nâng cao đời sống nhân dân, để hoà nhập vào sự phát triển chung của các nước trong khu vực cũng như trên thế giới, Đảng và Nhà nước ta đã đề ra mục tiêu đến năm 2020 nước ta cơ bản trở thành một nước công nghiệp phát triển, trở thành một nền kinh tế vững mạnh trong khu vực, có tiếng nói lớn hơn trong các diễn đàn kinh tế thế giới. Đồ án môn học đóng vai trò hết sức quan trong trong quá trình đào tạo sinh viên trở thành một người kỹ sư. Đề án kỹ thuật là một dạng đồ án tổng hợp kiến thức của một số môn như: nguyên lý máy, sức bền vật liệu, chi tiết máy,… Qua đề án kỹ thuật giúp cho sinh viên hiểu rõ hơn về những kiến thức đã tiếp thu được trong quá trình học tập, củng cố và nâng cao những kỹ năng phân tích, đánh giá,… trong quá trình làm đề án cũng như giúp ích cho công tác sau này Chương 1: Giới thiệu chung 1. Tính cấp thiết của đề tài Lúa nước là một trong những cây lương thực chính của thế giới, sản xuất lúa tập trung chủ yếu ở một số quốc gia châu Á như Việt Nam, Thái Lan, Trung Quốc, Ấn Độ… Ở nước ta, lúa là cây lương thực chính, hàng năm tổng diện tích gieo là 7,5 triệu ha, sản lượng thóc đạt hơn 30 triệu tấn/ năm. Không chỉ đáp ứng đủ nhu cầu trong nước mà còn xuất khẩu 6 triệu tấn gạo(2012), thuộc một trong những nước xuất khẩu gạo lớn nhất thế giới. Do điều kiện tự nhiên và khí hậu khác nhau nên lúa được canh tác bằng cả hai phương pháp là gieo thẳng và cấy. Làm mạ và cấy lúa là một khâu hết sức vất vả và nặng nhọc trong quá trình canh tác và sản xuất lúa. Khi cấy lúa người nông dân phải cúi gập và lội xuống bùn nước trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt(nóng bức trong vụ hè-thu và giá rét trong vụ đông-xuân). Làm mạ và cấy lúa chiếm khoảng 30% tổng thời gian lao động sản xuất lúa và yêu cầu tính thời vụ cao. Vào vụ cấy phải huy động toàn bộ nhân công đi nhổ mạ và cấy lúa. Lao động nông nghiệp ngày càng thiếu, giá nhân công thì ngày càng cao, không ít nông dân than thở dù có trả giá cao cũng không thuê được nhân công, dẫn đến tình trạng sản xuất không đúng vụ, đây là thực trạng xảy ra ở không ít các địa phương. Hiện nay ở nước ta khâu cấy lúa là khâu duy nhất chưa được cơ giới hóa. Nếu giải quyết được cơ giới hóa khâu cấy lúa sẽ giải quyết được rất nhiều vấn đề còn tồn tại: Thay thế lao động thủ công, nặng nhọc, đúng thời vụ; Giảm chi phí sản xuất, tăng năng suất lao động; Đảm bảo mật độ đồng đều, thẳng hàng; Giảm chi phí công lao động 30-50%; Tạo điều kiện cho người lao động có thể tham gia ngành nghề khác với mức thu nhập cao hơn, hơn nữa, việc cơ giới hóa việc cấy lúa sẽ tạo điều kiện tốt cho khâu cơ giới hóa chăm sóc, thu hoạch lúa; Trước nhu cầu cấp thiết của sản xuất trong việc cơ giới hóa khâu cấy lúa, với mục tiêu giới thiệu mô hình máy cấy lúa phù hợp với điều kiện thực tiễn của Việt Nam. Chúng em đã lựa chọn đề tài “Nghiên cứu và phát triển mô hình máy cấy lúa ở Việt Nam”. 2. Mục tiêu nghiên cứu Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy cấy mạ khay; Ứng dụng kết kết quả tính toán vào thi công mô hình, từ đó ứng dụng thực tế; 3. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu 1. Đối tượng nghiên cứu Một số loai máy cấy mạ khay hiện có trên thị trường trong và ngoài nước. 2. Phạm vi nghiên cứu Do điều kiện hoàn cảnh và thời gian có hạn nên nhóm chỉ tập trung nghiên cứu và phân tích nguyên lý hoạt động, cấu tạo cơ bản của một số bộ phận chính, mô phỏng chuyển động của tay cấy và bàn chứa mạ của máy cấy mạ khay hiện nay có trên thị trường. 4. Phương pháp nghiên cứu Trên cơ sở quan hệ hình học giữa kích thước của các chi tiết, một số kích thước được lựa chọn và một số chi tiết thay đổi trên cơ sở phù hợp với điều kiện thực tế của Việt Nam Sử dụng phần mềm Inventor để nghiên cứu động học các bộ phận chính làm việc chính của máy: Phân tích động học cơ cấu 4 khâu với kết cấu, kích thước thực xác định quỹ đạo chuyển động của tay cấy và cần dúi mạ. Phân tích động học các cơ cấu động học đã có của máy, từ đó có hướng nghiên cứu cải tiến. Thử nghiệm máy thực. CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ MÁY CẤY 1. Giới thiệu Máy cấy lúa hiện đang rất phổ biến ở các nước như: Nhật Bản, Trung Quốc, Ấn Độ… nhưng ở Việt nam nó vẫn còn tương đối xa lạ.Với tinh thần cần cù, sáng tạo và cầu tiến, người nông dân Việt Nam đã không ngừng tự tìm tòi, mày mò nghiên cứu và cũng đã tạo ra một được một vài sản phẩm mấy cấy đơn giản.Tuy nhiên, đa số chúng vẫn chưa đem lại hiệu quả cao như ý muốn cả về năng suất lẫn khả năng thay thế sức lao động cho người nông dân. Các loại máy cấy mạ hiện nay trên thế giới đều có bộ phận cấy và cung cấp mạ rất linh hoạt. Đa số chúng có chung đặc điểm về hình dáng và cấu tạo: gồm bộ phận công tác chính là bộ phận cấy, bộ phận cung cấp mạ và các bộ truyền như : bộ truyền bánh răng, bộ truyền đai, bộ truyền xích, hộp số… Một số loại máy cấy hiện nay. 2. Giới thiệu một số loại máy cấy hiện nay 2.1. Máy cấy đơn giản Máy cấy 2 hàng lúa, khi người điều khiển kéo máy chuyển động thì bánh dẫn trên máy chuyển động lăn không trượt trên ruộng tạo momen xoắn truyền chuyển động đến bộ phận công tác cấy mạ ruộng. Ảnh chụp thể hiện trên hình Hình 1: máy cấy đơn giản 2.2. Máy cấy bán tự động Cấy 2 hàng lúa, khoảng cách giữa các khóm lúa phụ thuộc vào lực tác động của người kéo lên tay quay Hình 2: máy cấy bán tự động 2.3. Máy cấy hiện đại Máy cấy hiện đại bây giờ người ta nghiên cứu về máy cấy mạ thảm, sau đây chúng ta tìm hiều về một số máy cấy mạ thảm dựa theo nghiên cứu trên mạng. a, Máy cấy người lái lội ruộng Năm 1968 Nhật Bản chế tạo thành công máy cấy mạ thảm 3 hang với nguyên lý làm việc kết hợp giữa cơ cấu chuyển động theo phương pháp ngang để dich chuyển dàn mạ và cơ cấu cấy theo phương pháp kẹp, mổ bẳng cách cắt một miếng mạ nhỏ đưa xuống đến vị trí thấp nhất thì mở ra để lại trên đồng ruộng và tiếp tục hành trình sau. Máy cấy người lái lội ruộng thường là loại máy cấy 2 hoặc 4 hàng. Trọng lượng của máy được đỡ trên 2 bánh xe, dàn phu bệ và hệ thống phao trượt, độ sâu mạ cấy được điều khiển bởi cơ cấu nâng hạ dàn phao từ 10 ÷ 14 mm. Khoảng cách hàng cấy là 300 mm, khoảng cách giữa các khóm là 120 ÷ 160 mm. Từ năm 1971 ÷ 1972 Nhật Bản đã sản xuất hàng loạt loại máy cấy người lái lội ruộng và phổ biến trong sản suất. Hình3: máy cấy người lái lội ruộng b, Máy cấy tự hành Từ 1968 Nhật Bản đã tiến hành lắp bộ phận máy cấy vào máy cấy 4 bánh để thí nghiệm. Đến năm 1970 máy cấy người ngồi lái đã được đưa vào sản xuất thế hệ thứ nhất. Cơ cấu di động cơ bản giống như máy kéo 4 bánh có hệ thống thủy lực để nâng hạ toàn bộ cơ cấu cấy. Cơ cấu cấy là cơ cấu 4 khâu theo nguyên lý chải đẩy, bề rộng làm việc có thể được mở rộng 6 đến 8 hàng. Hình 4: Máy cấy 4 bánh Từ năm 1979 ÷ 1980 nhật bản đã sản suất máy cấy hiện đại hơn với hệ thống phao nổi ở phía trước để kiểm tra độ sâu ruộng cấy, từ đó có thể kiểm tra độ sâu cấy. Bộ phận cấy và bộ phận di động được thiết kế gọn nhẹ, cải thiện điều kiện làm việc cho người sử dụng. Đến năm 1985 máy cấy tốc độ cao ra đời với cơ cấu tay cấy là cơ cấu hệ thống bánh răng hành tinh, tốc độ cây đạt vận tốc 1,1 m/s. Hai đầu tay quay lăp 2 tay cấy, mỗi vòng quay của tay cấy có thể cấy 2 lần. Về nguyên lý làm việc của cơ cấu cấy hầu hết tất cả các loại máy để áp dụng nguyên lý 4 khâu bản lề. Hình 5: Máy cấy tốc độ cao Nhìn chung các loại máy cấy của Hàn Quốc, Nhật Bản, Đài Loan có nhiều loại và kích cỡ khác nhau, có kết cấu hiện đại, thuận lợi cho sử dụng, tuy nhiên lại đòi hỏi công nghệ chế tạo phức tạp, giá thành cao, dẫn tới chưa phù hợp với điều kiện của nước ta, còn các loại máy cấy đơn giản, máy cấy bán tự động có kết cấu đơn giản, giá thành thấp tuy nhiên hiệu quả và năng suất khi làm việc thấp và không ổn định. Qua so sánh, lựa chọn, nhóm chúng em quyết định sẽ tiến hành nghiên cứu trên mô hình của máy cấy có xuất xứ từ Trung Quốc vì máy cấy của Trung Quốc có kết cấu đơn giản(một bánh chủ động, nâng hạ bằng bàn trượt, không có hệ thống thủy lực…)phù hợp với điều kiện của nước ta. CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY CẤY HAMCO 1. Giới thiệu chung về máy cấy Hamco Đây là máy cấy mạ thảm được sản xuất tại Trung Quốc và được nhập khẩu về Việt Nam và lắp ráp tại công ty “Máy nông nghiệp và khuyến nông Hà Nội”. Sau đây là một số hình ảnh về máy cấy lúa Hamco Hình 6: máy cấy lúa hamco Hình 7: bộ phận chứa mạ và bộ phận cấy của máy cấy hamco Thông số kỹ thuật của máy cấy lúa Hamco TT Tính năng, thông số Máy cấy lúa Hamco 2Z-8238BG-E-D 1 Hình ảnh máy 2 Cấy năng xuất ha/h 0,290 3 Khởi động máy Khởi động điện (Đề) 4 Loại động cơ, công xuất Động cơ Diesel, công xuất động cơ 5 HP 5 Bàn trượt làm phẳng ruộng Có 6 Hệ thống chống lầy và điều khiển bộ công tác cấy Hệ thống thủy lực 7 Trọng lượng máy (Kg) 300 8 Kích thước: dài x rộng x cao (mm) 2760*2145 * 1300 9 Số lượng hàng lúa 8 10 Khoảng cách hàng lúa (Hàng sông) (cm) 23,8 11 Khoảng cách cây mạ khi cấy (hàng tay) điều chỉnh được (cm) 12,14,16,19 Tương đương khóm/m2 Khoảng cách 12 cm 40 Khoảng cách 14 cm 35 Khoảng cách 16 cm 30 Khoảng cách 18 cm Khoảng cách 19 cm 25 Khoảng cách 21 cm 12 Người điều khiển máy Ngồi lái trên máy 13 Mặt ruộng sau khi cấy Bằng phẳng, cây mạ không bị nghiêng do không có hố chân người 14 Di chuyển trên đường Di chuyển bằng bánh cao su, tháo lắp rời linh hoạt 2. Kết cấu và nguyên lý làm việc của máy cấy lúa hamco [...]... phỏng hoạt động của tay cấy bằng phần mềm Inventor và đưa ra một số bản vẽ chế tạo cho một số chi tiết trong tay cấy 3 Cấu tạo của tay cấy lúa • Hình 10: tay cấy của máy cấy Trong máy cấy 8 hàng thì có 4 cụm tay cấy, mỗi cụm gồm một tay cấy trái và một tay cấy phải Chuyển động quay của tay cấy là từ trục chủ động truyền qua bánh răng và xích Trên tay cấy lắp thanh kẹp mạ Mỗi lần tay cấy chuyển động qua...Hình 8: kết cấu của máy cấy lúa hamco Máy cấy mạ thảm có ba bộ phận chính là bộ phận di động, bộ phận cấy, bộ phận đỡ và cung cấp mạ cùng các hệ thống phụ trợ khác Máy cấy sử dụng động cơ Diezen 4,0 mã lực (1) truyền chuyển động qua hộp số chính (2) đến bánh xe chủ động (3) Trong quá trình cấy bánh xe được thiết kế như một bánh sắt chủ động có 15 mấu dùng để kéo toàn bộ máy cấy trượt trên tấm trượt... tay cấy tiếp tục tách miếng mạ mới Số dảnh mạ có trong mỗi lần cấy ( khóm mạ) và khoảng cách từ khóm mạ trước đến khóm mạ sau có thể điều chỉnh bằng cách thay đổi tỷ số truyền chuyển động tương ứng giữa tay cấy và cơ cấu ra mạ (120-140mm) Máy cấy lúa Hamco hoạt động trên thực tế theo sơ đồ như hình sau: Hình 9: sơ đồ máy chạy trên ruộng Trên cơ sở khảo sát máy cấy Hamco và so sánh với các loại máy cấy. .. cơ sở khảo sát máy cấy Hamco và so sánh với các loại máy cấy đơn giản, bán tự động có trên thị trường hiện nay ta có thể thấy như sau: Mặc dù hệ thống di động của máy cấy Hamco có điều kiện sử dụng còn chưa thuận lợi (Khi đi trên đường dùng bánh lốp và hai bánh đỡ, khi làm việc trên đồng phải thay bánh lốp bằng bánh sắt và bỏ hai bánh đỡ ra), nhưng với kết cấu đơn giản, dễ tháo lắp, đặc biệt là giá thành... đi trên đường bánh sắt được thay bằng bánh lốp và hai bánh đỡ (10) sau tấm trượt Từ hộp số chính qua hệ thống các đăng (5) truyền chuyển động đến hộp số cấy (6) và bộ phận ra ra mạ (7) Bộ phận cấy (8) gồm các tay cấy, làm việc theo nguyên lý cơ cấu 4 khâu và phương pháp chải đẩy, khoảng cách giữa các tay cấy do bộ phận côn chống quá tải được đưa lên phía trên nên có thể thu hẹp hàng cấy xuống từ 200-250mm... Từ đó có thể rút ra kết luận là việc điều chỉnh số dảnh mạ được cấy hoặc độ sâu cấy thông qua điều chỉnh vị trí tâm quay cần lắc trên khung máy không làm ảnh hưởng đến độ nghiêng ngả của cây mạ được cấy xuống ruộng Thực tế quan sát trên hiện trường khi thử nghiệm máy cũng cho thấy điều đó Khi máy làm việc thực tế tùy thuộc từng giống lúa mà trong 1 khóm mạ có số dảnh khác nhau Việc điều chỉnh số dảnh... ở nước ta • Cơ cấu tay cấy hoạt động theo nguyên lý cơ cấu 4 khâu sử dụng phương pháp chải đẩy để gắp và dúi khóm mạ xuống ruộng làm việc ổn định, khả năng điều chỉnh số lượng dảnh mạ trong khóm rộng (có thể điều chỉnh từ 1-8 dảnh/khóm bằng cách thay đổi diện tích miếng mạ) Hiện nay các loại máy cấy của Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc đều sử dụng cơ cấu tay cấy loại này Vì vậy, đề tài sẽ tập trung mô... quay của nó đảm bảo khâu DB chuyển động song phẳng Khi máy cấy làm việc tùy theo điều kiện nông học của từng vùng mà ta có các điều chỉnh số rảnh mạ trên từng khóm và độ sâu cấy khác nhau Sự điều chỉnh được thực hiện bằng cách thay đổi tâm quay của cần lắc trên khung máy trong khoảng cách điều chỉnh bằng vít điều chỉnh Quỷ đạo chuyển động của tay cấy Hình 13: Quỹ đạo chuyển động của nỉa tách mạ Nỉa tách... 21 1 20 1 19 1 18 1 17 1 16 1 15 1 14 1 13 2 12 4 11 1 10 4 9 1 8 3 7 1 6 1 1 1 1 1 1 4 Nghiên cứu quỹ đạo chuyển động của tay cấy Trên máy cấy Hamco sử dụng cơ cấu 4 khâu vì phù hợp với điều khiện địa hình và ruộng đất canh tác của Việt Nam E c A D B F O Hình 13: sơ đồ tay cấy khi làm việc Khâu dẫn OA quay kéo theo DB chuyển động song phẳng Khi khâu OA quay tới α vị trí hợp với phương ngang 1 góc... xuống từ 200-250mm Trên mỗi tay cấy có nỉa tách mạ và cần đẩy dúi mạ xuống đất Mỗi vòng quay của tay cấy cần đẩy dúi mạ chỉ hoạt động một lần Trong quá trình hoạt động nỉa tách mạ sẽ tách từ thảm mạ một miếng mạ nhỏ (0,5-1cm 2) có từ 3-5 dảnh mạ Khi nỉa tách mạ được tay cấy đưa xuống vị trí thấp nhất thì cần đẩy sẽ đẩy miếng mạ ra và dúi xuống ruộng Sau mỗi vòng quay của tay cấy thì bộ phận ra mạ lại dịch . giản 2.2. Máy cấy bán tự động Cấy 2 hàng lúa, khoảng cách giữa các khóm lúa phụ thuộc vào lực tác động của người kéo lên tay quay Hình 2: máy cấy bán tự động 2.3. Máy cấy hiện đại Máy cấy hiện. hình ảnh về máy cấy lúa Hamco Hình 6: máy cấy lúa hamco Hình 7: bộ phận chứa mạ và bộ phận cấy của máy cấy hamco Thông số kỹ thuật của máy cấy lúa Hamco TT Tính năng, thông số Máy cấy lúa Hamco. trong tay cấy. 3. Cấu tạo của tay cấy lúa Hình 10: tay cấy của máy cấy Trong máy cấy 8 hàng thì có 4 cụm tay cấy, mỗi cụm gồm một tay cấy trái và một tay cấy phải. Chuyển động quay của tay cấy là