Nghiên cứu cải tiến máy cày ngầm một thân liên hợp với máy kéo cỡ 50 mã lực để rạch hàng trồng rừng tràm bông vàng

Mục tiêu cụ thể:1) Cải tiến máy cày ngầm 1 thân liên hợp với máy kéo bánh bơm có công suất 50 mã lực (cỡ lực kéo 1,4 tấn) phục vụ cho công tác rạch hàng tạo rãnh thay cho công việc cắm tiêu, giảm cường độ lao động đào hố, nâng cao năng suất đào hố thủ công.2) Cải tạo đất trồng rừng: tạo độ tơi xốp, giữ nước, chất dinh dưỡng ở hàng rạch nhằm cho cây rừng mới trồng phát triển.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP LÊ THÀNH TRUNG NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN MÁY CÀY NGẦM 1 THÂN LIÊN HỢP VỚI MÁY KÉO CỠ 50 MÃ LỰC ĐỂ RẠCH HÀNG TRỒNG RỪNG TRÀM BÔNG VÀNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐỒNG NAI, 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP LÊ THÀNH TRUNG NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN MÁY CÀY NGẦM 1 THÂN LIÊN HỢP VỚI MÁY KÉO CỠ 50 MÃ LỰC ĐỂ RẠCH HÀNG TRỒNG RỪNG TRÀM BÔNG VÀNG CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ Mã số : 60.52.01.03 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. NGUYỄN NHƯ NAM ĐỒNG NAI - 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu , kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác. Tác giả luận văn Lê Thành Trung i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn thạc sĩ này tôi xin chân thành cảm ơn đến: Thầy TS. Nguyễn Như Nam, Giảng viên khoa Cơ khí – Công nghệ, Trường Đại Học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh là Giảng viên hướng dẫn đề tài .Thầy đã tận tình chỉ bảo giúp đở tạo mọi điều kiện thuận lơi cho tôi trong suốt quá trình làm đề tài. Qua thời gian làm việc cùng thầy, tôi đã có những kiến thức nghiên cứu khoa học, cách nhận định đánh giá một vấn đề Đó là nền tảng cho tôi tiếp bước vững chắc trong công tác giảng dạy của mình sau này. Thầy PGS.TS.Dương Văn Tài , Chủ nhiệm khoa Cơ điện và Công trình,Chủ nhiệm Bộ môn Công nghệ và máy chuyên dùng. Trường Đại Học Lâm nghiệp. Thầy PGS.TS Nguyễn Phan Thiết , Trưởng phòng Sau Đại Học, Trường Đại Học Lâm Nghiệp , Quí Thầy đã tạo điều kiện và giúp đỡ cho tôi trong quá trình làm việc và thực hiện luận văn. Ban Giám Hiệu Trường Đại học Lâm nghiệp cơ sở II, ban chủ nhiệm phòng Đào Tạo Sau Đại Học và toàn thể giảng viên giảng dạy và hướng dẫn các môn học ở chương trình cao học tại trường tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện luận văn này. Xin cảm ơn quý Thầy Cô đã phản biện đề tài cho những lời nhận xét quí báu, qua những phản hồi đó tôi có thể để hoàn thiện hơn trong quá trình nghiên cứu. tác giả. ii MỤC LỤC Trang MỤC LỤC i Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt iv Danh mục các bảng v Danh mục các hình vẽ, đồ thị vi MỞ ĐẦU 1 Chương 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4 1.1. Tổng luận về cơ giới hóa trồng rừng tràm bông vàng và cày ngầm 4 1.1.1. Tổng luận về cây tràm bông vàng 4 1.1.2. Tổng luận về cơ giới hóa trồng rừng và cày ngầm 5 1.2. Cơ sở cải tiến máy cày ngầm một thân dùng làm máy rạch hàng tạo rãnh trồng tràm bông vàng 12 1.2.1. Kỹ thuật trồng cây tràm bông vàng 12 1.2.2. Lý thuyết tính toán cày ngầm 13 1.3. Ý kiến thảo luận và đề xuất hướng nghiên cứu 15 1.3.1. Ý kiến thảo luận 15 1.3.2. Đề xuất hướng nghiên cứu 16 Chương 2. MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 2.1. Mục tiêu nghiên cứu 17 2.1.1. Mục tiêu tổng quát 17 2.1.2. Mục tiêu cụ thể 17 2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 17 2.2.1. Đối tượng nghiên cứu 17 2.2.2. Phạm vi nghiên cứu 17 2.3. Nội dung nghiên cứu 17 2.4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 18 2.4.1. Cách tiếp cận 18 2.4.2. phương pháp nghiên cứu 19 Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 24 3.1. Cải tiến máy cày ngầm 1 thân CN – 1 liên hợp với máy kéo 4 bánh bơm cỡ 50 mã lực để phục vụ rạch hàng trồng tràm bông vàng 24 3.1.1. Các chỉ tiêu kỹ thuật cho máy cày ngầm 1 thân cải tiến CN- 1 24 3.1.2. Cải tiến lưỡi cày ngầm phục vụ thực nghiệm rạch hàng trồng tràm bông vàng 24 3.2. Nghiên cứu máy cày ngầm 1 thân CN – 1 cải tiến liên hợp với máy kéo cỡ 50 mã lực rạch hàng tạo rãnh bằng 25 iii phương pháp quy hoạch thực nghiệm 3.2.1. Xây dựng bài toán “hộp đen” 25 3.2.2. Quy hoạch thực nghiệm theo phương án bậc I 28 3.2.3. Quy hoạch thực nghiệm theo phương án bậc II 34 3.2.4. Ý kiến thảo luận 48 3.3. Nghiên cứu tối ưu hóa liên hợp máy kéo MTZ – 50 và cày ngầm 1 thân CN – 1 dùng tạo rãnh ngầm trồng tràm bông vàng và cải tạo đất 49 3.3.1. Khái niệm thông số tối ưu và chỉ tiêu tối ưu 49 3.3.2. Kết quả xác định các thông số tối ưu hóa đơn mục tiêu 49 3.3.3. Kết quả xác định các thông số tối ưu hóa đa mục tiêu theo phương pháp trọng số 52 3.3.4. Kết quả thực nghiệm kiểm định tại miền tối ưu 54 Chương 4. KẾT LUẬN VA KIẾN NGHỊ 58 4.1. Kết luận 58 4.2. Kiến nghị 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 PHỤ LỤC 62 Phụ lục 1. Thực nghiệm theo quy hoạch bậc I 62 P. 1.1. Kết quả thực nghiệm theo quy hoạch bậc I 62 P. 1.2. Kết quả xử lý số liệu cho hàm độ phá vỡ đất theo chiều ngang ở độ cày sâu 30 cm 62 P.1.2.1. Kết quả phân tích phương sai hàm độ phá vỡ đất theo chiều ngang ở độ cày sâu 30 cm y 1 (cm) khi không có số hạng chéo dạng mã hóa 62 P.1.2.2. Kết quả phân tích phương sai hàm độ phá vỡ đất theo chiều ngang ở độ cày sâu 30 cm y 1 (cm) khi có số hạng chéo dạng mã hóa 63 P.1.3. Kết quả xử lý số liệu hàm chi phí nhiên liệu cày ngầm g NL (l/ha) 64 P.1.3.1. Kết quả phân tích phương sai hàm chi phí nhiên liệu cày ngầm y 2 (l/ha) khi không có số hạng chéo dạng mã hóa 64 P.1.3.2. Kết quả phân tích phương sai hàm chi phí nhiên liệu cày ngầm y 2 (l/ha) khi có số hạng chéo dạng mã hóa 64 P.1.3.3. Kết quả xác định mô hình đa thức bậc I của hàm chi phí nhiên liệu cày ngầm y 2 (l/ha) có số hạng chéo dạng mã hóa 65 Phụ lục 2. Thực nghiệm theo quy hoạch bậc II 66 P.2.1. Kết quả thực nghiệm theo quy hoạch bậc II 66 P.2.2. Kết quả xử lý số liệu cho hàm độ phá vỡ đất theo chiều ngang ở độ cày sâu 30 cm y 1 (cm) 66 P.2.2.1. Kết quả phân tích phương sai hàm độ phá vỡ đất theo chiều ngang ở độ cày sâu 30 cm y 1 (cm) dạng mã hóa lần I 66 iv P.2.2.2. Kết quả phân tích phương sai hàm độ phá vỡ đất theo chiều ngang ở độ cày sâu 30 cm y 1 (cm) dạng mã hóa lần II 67 P.2.2.3. Kết quả tính toán hệ số hồi quy hàm độ phá vỡ đất theo chiều ngang ở độ cày sâu 30 cm y 1 (cm) dạng mã hóa 67 P.2.2.4. Kết quả tính toán hệ số hồi quy hàm độ phá vỡ đất theo chiều ngang ở độ cày sâu 30 cm Bt (cm) dạng thực 68 P.2.3. Kết quả xử lý số liệu cho hàm chi phí nhiên liệu cày ngầm y 2 (l/ha) 68 P.2.3.1. Kết quả phân tích phương sai hàm hàm chi phí nhiên liệu cày ngầm y 2 (l/ha) dạng mã hóa lần I 68 P.2.3.2. Kết quả phân tích phương sai hàm chi phí nhiên liệu cày ngầm y 2 (l/ha) dạng mã hóa lần II 69 P.2.3.3. Kết quả tính toán hệ số hồi quy hàm chi phí nhiên liệu cày ngầm y 2 (l/ha) dạng mã hóa 69 P.2.3.4 Kết quả tính toán hệ số hồi quy hàm chi phí nhiên liệu cày ngầm y 2 (l/ha) dạng thực 69 Phụ lục 3. Kết quả tính toán tối ưu hóa 70 P.3.1. Kết quả tính toán tối ưu hóa đơn mục tiêu 70 P.3.1.1. Kết quả tính toán tối ưu hóa hàm y1 (hay Bt) 70 P.3.1.2. Kết quả tính toán tối ưu hóa hàm y2 (hay g NL ) 70 P.3.2. Kết quả tính toán tối ưu hóa đa mục tiêu 71 Phụ lục 4. Một số hình ảnh thực hiện đề tài. 73 v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỬ VIẾT TẮT Ký hiệu Ý nghĩa Thứ nguyên L Độ lớn của biến dạng đất phía trước mũi nêm (cày ngầm) m α Mức điểm sao - N tn Số thí nghiệm - n 0 Số lượng thí nghiệm tại tâm phương án trong quy hoạch thực nghiệm - K Số thông số vào trong quy hoạch thực nghiệm - F t Hệ số theo tiêu chuẩn Fisher tính - F b Giá trị hệ số tiêu chuẩn Fisơ tra bảng - ϕ góc ma sát của đất với sắt ở độ ẩm cày độ α góc nâng độ A Độ lớn của biến dạng đất phía bên mũi nêm (cày ngầm) M b Bề rộng của lưỡi cày ngầm Cm Bt (Hàm) độ phá vỡ đất theo chiều ngang ở độ cày sâu 30 cm Cm g NL chi phí nhiên liệu cày ngầm rạch hàng l/ha v Vận tốc liên hợp máy m/s a góc nâng lưỡi cày ngầm độ y 1 Hàm độ phá vỡ đất theo chiều ngang ở độ cày sâu 30 cm dạng mã hóa Cm y 2 Hàm chi phí nhiên liệu cày ngầm rạch hàng dạng mã hóa l/ha x 1 Bề rộng của lưỡi cày ngầm ở dạng mã hóa - x 2 Vận tốc liên hợp máy ở dạng mã hóa - x 3 góc nâng lưỡi cày ngầm ở dạng mã hóa - λ 11 , λ 22 Các số đặc trưng chính tắc của bề mặt bậc II - α 1 ; α 2 Các trọng số hay thông số điều khiển tối ưu - vi DANH MỤC CÁC BẢNG Số bảng Tên bảng Trang Bảng 3.1 Ma trận thí nghiệm theo phương án bậc I. 29 Bảng 3.2 Miền thực nghiệm theo phương án thực nghiệm bậc I. 30 Bảng 3.3 Kết quả thực nghiệm theo quy hoạch thực nghiệm bậc I. 30 Bảng 3.4 Ma trận thí nghiệm theo phương án bậc II. 35 Bảng 3.5 Miền thực nghiệm theo phương án thực nghiệm bậc II. 36 Bảng 3.6 Kết quả thực nghiệm theo quy hoạch thực nghiệm bậc II. 36 Bảng 3.7 Kết quả nhận dạng các đồ thị của hàm y 1 (bề mặt đáp ứng). 43 Bảng 3.8 Kết quả nhận dạng các đồ thị của hàm y 2 (bề mặt đáp ứng). 48 Bảng 3.9 Kết quả thí nghiệm tại chế độ làm việc tối ưu. 55 vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Số hình Tên hình Trang Hình 1.1 Rừng tràm bông vàng. 4 Hình 1.2 Máy cày ngầm Tây Ban Nha. 11 Hình 1.3 Sơ đồ tính toán lưỡi cày ngầm. 14 Hình 3.1 Mô hình bài toán ‘Hộp đen’ 28 Hình 3.2 Biểu đồ mức độ ảnh hưởng của các hệ số hồi quy đến hàm mức độ phá vỡ đất theo chiều ngang ở độ sâu cày 30 cm y 1 dạng mã hóa. 40 Hình 3.3 Biểu đồ mức độ ảnh hưởng của các hệ số hồi quy đến hàm mức độ phá vỡ đất theo chiều ngang ở độ sâu cày 30 cm Bt dạng thực. 40 Hình 3.4 Đồ thị quan hệ Bt – v – b ở dạng không gian 3 chiều. 41 Hình 3.5 Đồ thị quan hệ Bt – v – b ở dạng phẳng. 41 Hình 3.6 Đồ thị quan hệ Bt – v – a ở dạng không gian 3 chiều. 42 Hình 3.7 Đồ thị quan hệ Bt – v – a ở dạng phẳng. 42 Hình 3.8 Đồ thị quan hệ Bt – b – a ở dạng không gian 3 chiều. 42 Hình 3.9 Đồ thị quan hệ Bt – b – a ở dạng phẳng. 42 Hình 3.10 Biểu đồ mức độ ảnh hưởng của các hệ số hồi quy đến chi phí nhiên liệu cày ngầm y 2 dạng mã hóa. 44 Hình 3.11 Biểu đồ mức độ ảnh hưởng của các hệ số hồi quy đến chi phí nhiên liệu cày ngầm g NL dạng thực. 44 Hình 3.12 Đồ thị quan hệ g NL – v – b ở dạng không gian 3 chiều. 46 Hình 3.13 Đồ thị quan hệ g NL – v – b ở dạng phẳng. 46 Hình 3.14 Đồ thị quan hệ g NL – v – a ở dạng không gian 3 chiều. 46 Hình 3.15 Đồ thị quan hệ g NL – v – a ở dạng phẳng. 46 Hình 3.16 Đồ thị quan hệ g NL – b – a ở dạng không gian 3 chiều. 46 Hình 3.17 Đồ thị quan hệ g NL – b – a ở dạng phẳng. 46 Hình P.1 Chuẩn bị máy trước khi khảo nghiệm. 73 Hình P.2 Lắp cày ngầm vào máy kéo MTZ – 50 để khảo nghiệm. 74 Hình P.3 Khảo nghiệm liên hợp máy cày ngầm rạch hàng trồng tràm bông vàng. 74 Hình P.4 Đo đạc bề rộng cày ngầm. 74 viii [...]... nghiên cứu 1) Đối tượng cây trồng: Tràm bông vàng; 2) Quá trình canh tác: Rạch hàng, đào lỗ trồng cây rừng (tràm bông vàng) ; 3) Thiết bị cơ giới hóa: Máy cày ngầm liên hợp với máy kéo 4 bánh bơm công suất 50 mã lực ( cỡ lực kéo 1,4 tấn) 2.2.2 Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu cải tiến máy cày ngầm một thân liên hợp với máy kéo 4 bánh bơm công suất 50 mã lực (cỡ lực kéo 1,4 tấn) dùng rạch hàng tạo rãnh để trồng. .. rãnh để trồng rừng tràm bông vàng 2.3 Nội dung nghiên cứu 1) Cải tiến máy cày ngầm 1 thân liên hợp CN – 1 với máy kéo cỡ 50 mã lực để phục vụ rạch hàng trồng tràm bông vàng 18 2) Quy hoạch thực nghiệm (bậc I trực giao và bậc II bất biến quay của Box Hunter) liên hợp máy cày ngầm 1 thân CN – 1 và máy kéo 4 bánh bơm cỡ 50 mã lực rạch hàng tạo rãnh phục vụ công tác trồng rừng tràm bông vàng: - Xác định... tài: Nghiên cứu cải tiến máy cày ngầm một thân liên hợp với máy kéo cỡ 50 mã lực để rạch hàng trồng rừng tràm bông vàng Mục tiêu tổng quát: Góp phần cơ giới hóa trồng rừng tràm bông vàng theo hướng nâng cao năng suất, hiệu quả, chất lượng trồng, tạo điều kiện sản xuất cơ giới hóa cho các khâu chăm sóc và thu hoạch sau này 3 Mục tiêu cụ thể: 1) Cải tiến máy cày ngầm 1 thân liên hợp với máy kéo bánh... khiển bề rộng lưỡi cày ngầm: + Thay thế các loại lưỡi cày ngầm có bề rộng làm việc theo yêu cầu • Phương pháp điều khiển góc nâng lưỡi cày ngầm: + Thay thế các loại lưỡi cày ngầm có giá bắt phù hợp góc nâng lưỡi cày ngầm theo yêu cầu 24 Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Cải tiến máy cày ngầm 1 thân CN – 1 liên hợp với máy kéo 4 bánh bơm cỡ 50 mã lực để phục vụ rạch hàng trồng tràm bông vàng 3.1.1 Các chỉ... cho máy cày ngầm 1 thân cải tiến CN – 1 Với mục tiêu cày ngầm tạo rãnh để trồng cây tràm bông vàng và cải tạo đất trồng, nên rãnh tạo ra có bề rộng được làm tơi đất không nhỏ hơn kích thước hố trồng Vì vậy các chỉ tiêu kỹ thuật đặt ra cho máy cày ngầm là: + Bề rộng rãnh cày ngầm : ≥ 30 cm; + Độ sâu rãnh cày ngầm: 40 cm 3.1.2 Cải tiến lưỡi cày ngầm phục vụ thực nghiệm rạch hàng trồng tràm bông vàng. .. 50 mã lực (cỡ lực kéo 1,4 tấn) phục vụ cho công tác rạch hàng tạo rãnh thay cho công việc cắm tiêu, giảm cường độ lao động đào hố, nâng cao năng suất đào hố thủ công 2) Cải tạo đất trồng rừng: tạo độ tơi xốp, giữ nước, chất dinh dưỡng ở hàng rạch nhằm cho cây rừng mới trồng phát triển Nội dung nghiên cứu đề tài: Nội dung nghiên cứu đề tài gồm: + Nghiên cứu cải tiến máy cày ngầm 1 thân CN – 1 liên hợp. .. mô hình: Nghiên cứu mức độ ảnh hưởng của các thông số nghiên cứu đến mục tiêu nghiên cứu - Xác định các thông số tối ưu hóa Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 2.4 2.4.1 Cách tiếp cận + Tiếp cận các tài liệu, công trình khoa học nghiên cứu liên quan để làm cơ sở cải tiến máy cày ngầm một thân làm nhiệm vụ cày ngầm cải tạo đất trồng thành máy phục vụ rạch hàng tạo rãnh trồng chàm bông vàng: - Về... công nghệ phù hợp đã và đang sử dụng trong việc cơ giới hoá trồng và chăm sóc rừng tại vùng nghiên cứu + Tìm hiều về thiết bị và kỹ thuật cơ giới trồng rừng tại Trung Quốc làm cơ sở khoa học để nghiên cứu áp dụng vào điều kiện sản xuất ở nước ta + Nghiên cứu thiết kế cải tiến máy cày ngầm làm đất trồng rừng và đã chế tạo 3 mẫu cày ngầm cải tiến + Đã tiến hành khảo nghiệm cày ngầm cải tiến tại vùng... máy cày ngầm 1 thân liên hợp với máy kéo bánh bơm có công suất 50 mã lực (cỡ lực kéo 1,4 tấn) phục vụ cho công tác rạch hàng tạo rãnh thay cho công việc cắm tiêu, giảm cường độ lao động đào hố, nâng cao năng suất đào hố thủ công 2) Cải tạo đất trồng rừng: tạo độ tơi xốp, giữ nước, chất dinh dưỡng ở hàng rạch nhằm cho cây rừng mới trồng phát triển 2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2.2.1 Đối tượng nghiên. .. đồng Các máy cày ngầm được khảo nghiệm liên hợp với máy kéo Renault – 551 (do Pháp sản xuất) làm việc với mức tải thấp, khi gặp phải rễ cây lớn hoặc bị cắt đứt, hoặc làm máy kéo bị dừng lại ( có thể chết máy) mà không làm hư hại đến cày ngầm Kể cả khi gặp đá ngầm thì trở lực tác động lên máy chỉ làm liên hợp máy phải dừng lại vì công suất kéo của máy kéo không đủ lớn Đặc biệt là ở loại cày ngầm 2 thân . số liệu , kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác. Tác giả luận văn Lê Thành Trung i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn. sự đã thử nghiệm hai máy cày ngầm này vào phục hóa đồng cỏ chăn thả của Trung tâm nghiên cứu trâu sữa Sông Bé (nay là Trung tâm nghiên cứu Gia súc lớn thuộc Viện khoa học kỹ thuật Nông nghiệp. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP LÊ THÀNH TRUNG NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN MÁY CÀY NGẦM 1 THÂN LIÊN HỢP VỚI MÁY KÉO CỠ 50 MÃ LỰC ĐỂ RẠCH HÀNG TRỒNG